利用真空态爆炸焊接技术制造复合辊的方法技术

本申请公开一种利用真空态爆炸焊接技术制造复合辊的方法，其包括：a)选择不同材料的辊套和辊芯；b)将辊套与辊芯组装在一起后，在辊套外面均匀布置一层专用低爆速炸药；c)将炸药布置完成的辊套与辊芯的组件置于真空状态下进行爆炸复合，使辊套与辊芯焊接在一起，形成复合辊坯；d)对爆炸结合质量进行检验；e)将检验合格的辊套与辊芯的复合辊坯进行淬火、回火热处理。相比轧辊堆焊加工方法，本申请的利用真空态爆炸焊接技术制造的复合辊可提高加工效率，降低成本，改善轧辊性能和表面硬度均匀性，延长轧辊使用寿命。本申请可用于制造连铸辊、层流冷却辊、夹持辊等各种轧辊。

Method of making composite roller by vacuum explosion welding technology

The application discloses a method for manufacturing composite rolls by using vacuum explosive welding technology, which comprises: a) selecting roll sleeves and roll cores of different materials; b) assembling roll sleeves and roll cores together, and evenly arranging a layer of special low explosive outside the roll sleeves; c) placing the roll sleeves and roll cores assemblies arranged with explosives in a vacuum state; In the condition of explosive recombination, the roll sleeve and the roll core are welded together to form a composite roll blank; d) the quality of explosive recombination is checked; e) the qualified composite roll blank of the roll sleeve and the roll core is quenched and tempered. Compared with the roll surfacing processing method, the composite roll manufactured by the vacuum explosive welding technology can improve the processing efficiency, reduce the cost, improve the roll performance and surface hardness uniformity, and prolong the roll service life. This application can be used to manufacture continuous rolls, laminar cooling rolls, holding rollers, etc.

【技术实现步骤摘要】
利用真空态爆炸焊接技术制造复合辊的方法
本专利技术涉及金属复合材料爆炸加工领域，尤其涉及一种利用真空态爆炸焊接技术制造复合辊的方法。
技术介绍
各种轧辊，例如连铸辊、层流冷却辊、夹持辊等，是钢铁生产企业的重要部件。传统的轧辊制造和修复方法均采用表面堆焊以及离心浇铸工艺，这些工艺发展到现在，仍都存在一些工艺本身先天自带的缺陷和不足，例如堆焊辊表面因焊接易产生收弧裂纹、气孔，离心铸造则容易产生偏析、裂纹等问题，而且制造成本比较高。因此，需要一种克服或者缓解上述缺陷的制造复合辊的方法。
技术实现思路
技术问题为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种复合辊的制造方法，其利用真空态爆炸焊接技术制造复合辊。该方法生产的复合辊具有比传统的堆焊轧辊和离心浇铸轧辊结合强度高、表面硬度均匀、不易开裂，使用寿命长等优点。并且，与露天爆炸焊接或空气态下爆炸焊接来生产复合辊相比，上述真空态爆炸焊接结合率更高，结合面波纹更细密，炸药消耗降低约20％，是在爆炸焊接技术的基础上的又一提升。本专利技术的目的是通过真空态爆炸焊接技术制造复合辊，提高复合辊的力学性能和表面质量，满足复合轧辊的耐磨性和强韧性等综合性能要求。技术方案为了实现上述目的，本专利技术提供一种利用真空态爆炸焊接技术制造复合辊的方法，其包括：a)选择不同材料的辊套和辊芯；b)将所述辊套与所述辊芯组装在一起后，在所述辊套外面均匀布置一层专用低爆速炸药；c)把炸药布置完成的所述辊套与所述辊芯的组件置于真空状态下进行爆炸复合，使所述辊套与所述辊芯焊接在一起，形成复合辊坯；d)对爆炸结合质量进行检验；e)将检验合格的所述辊套与所述辊芯的复合辊坯进行淬火和回火热处理。在一实施方式中，在步骤a)中，根据使用工况和使用部位，选择不同材料的辊套和辊芯，所述不同材料均是能爆炸复合的。因为爆炸复合就是将两种或两种以上的不同性质的材料通过爆炸方式结合在一起的一种工艺，所以可以根据使用功能需求和使用部位，对辊芯和辊套选用不同的基层材料和覆层材料。在本文中，选用基层材料的辊芯也可称作基材，选用覆层材料的辊套也可称作复材。在一实施方式中，在步骤a)之后且在进行步骤b)之前，对所述辊套和所述辊芯的结合表面进行预处理，使所述辊套和所述辊芯的表面粗糙度Ra≤6.3μm。在一实施方式中，在步骤b)中，当将所述辊套与所述辊芯组装在一起时，使所述辊套与所述辊芯之间存在一定的间距，根据所述辊套的材料和厚度，所述间距介于2-8mm范围内。在一实施方式中，在步骤c)中，所述专用低爆速炸药的厚度根据所述辊套和所述辊芯的材质和厚度选取，所述专用低爆速炸药的厚度介于25-120mm范围内。在一实施方式中，在步骤c)中，真空度低于-0.08MPa。在一实施方式中，在步骤c)中，在所述真空状态下，用雷管在所述辊套与所述辊芯的组件的顶部起爆。在一实施方式中，在步骤d)中，利用超声波无损探伤对爆炸结合质量进行检验，要求结合率达到100％。在一实施方式中，在步骤e)中，将检验合格的所述辊套与所述辊芯的复合辊坯在920℃--1050℃淬火，然后于200℃--500℃回火处理，使轧辊性能和表面硬度达到使用要求。在一实施方式中，在步骤e)中，在淬火和回火热处理后，将所述辊套与所述辊芯的经热处理过的复合辊部件的表面精加工，制成复合辊成品。有益效果如上所述，根据本专利技术实施方式的真空态爆炸焊接方法具有如下优点。首先，根据本专利技术实施方式的真空态爆炸焊接方法制造的复合辊，辊表层为轧制态，其性能均匀，硬度一致性好，可提高轧辊寿命和轧制产品质量。其次，与空气态爆炸焊接或者露天爆炸相比，根据本专利技术实施方式的真空态爆炸焊接更有利于爆炸射流的排出，同时能减少复基材高速碰撞时有害氧化物的产生，可降低炸药消耗20％，结合层波纹更细密，结合强度更高。另外，因为是在真空室内爆炸，消除了爆炸冲击波和爆炸噪声对周边人员和环境的有害影响，是更加环保的生产方式。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是图示根据本专利技术实施方式的利用真空态爆炸焊接技术制造复合辊的方法的流程图；图2是例示图1的利用真空态爆炸焊接技术制造复合辊的方法中可应用的轧辊爆炸焊接装配示意图；以及图3是例示图1的利用真空态爆炸焊接技术制造复合辊的方法中可应用的真空态爆炸焊接系统示意图。附图标记说明a)表示步骤；b)表示步骤；c)表示步骤；d)表示步骤；e)表示步骤；1表示辊芯；2表示辊套；3表示辊芯内腔；4表示间隙；5表示炸药；6表示透气孔；7表示雷管；8表示法兰上盖；9表示法兰底座；10表示底板；11表示真空室；12表示组件；13表示基座；14表示真空表；15表示抽真空机组；16表示抽气管道。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术具体实施例及相应的附图对本专利技术技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅例示了本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都落入本专利技术的保护范围内。另外还需要说明，为了便于描述，在附图中仅示出了与专利技术相关的部分。注意，本文所用的数值范围包括该范围内的各个值，并且用于避免必须举出该范围内的各个值。如果合适，该范围内的任意数值可以选择为该范围的上限值、下限值或端值。参见图1，根据本专利技术一实施方式，提供一种利用真空态爆炸焊接技术制造复合辊的方法，其包括：a)选择不同材料的辊套和辊芯；b)将上述辊套与上述辊芯组装在一起后，在辊套外面均匀布置一层专用低爆速炸药；c)将炸药布置完成的上述辊套与上述辊芯的组件置于真空状态下进行爆炸复合，使辊套与辊芯焊接在一起，形成复合辊坯；d)对爆炸结合质量进行检验；e)对检验合格的辊套与辊芯的复合辊坯进行淬火和回火热处理。在步骤a)中，因为爆炸复合就是将两种或两种以上的不同性质的材料通过爆炸方式结合在一起的一种工艺，因此在进一步的实施方式中，可以根据使用工况和使用部位，选择不同材料的辊套和辊芯。只要是能爆炸复合的材料都可用于本专利技术中，不限于某一种材料。在一实施方式中，在步骤a)之后且在进行步骤b)之前，对所述辊套和所述辊芯的结合表面进行除锈、研磨等光洁预处理，使所述辊套和所述辊芯的表面粗糙度Ra≤6.3μm。在一实施方式中，在步骤b)中，当将上述辊套与上述辊芯组装在一起时，使辊套与辊芯之间存在一定的间距，根据辊套的材料和厚度，上述间距介于2-8mm范围内。在一实施方式中，在步骤c)中，上述专用低爆速炸药的厚度根据上述辊套和上述辊芯的材质和厚度选取，所述专用低爆速炸药的厚度介于25-120mm范围内。在一实施方式中，在步骤c)中，真空度低于-0.08MPa。在一实施方式中，在步骤c)中，在所述真空状态下，用雷管在上述辊套与上述辊芯的组件上进行起爆。例如，用雷管在辊套与辊芯的组件的顶部进行起爆。通过上述的在真空态下爆炸复合，辊套和辊芯焊接在了一起，形成复合辊坯或复合材料。在一实施方式中，在步骤d)中，利用超声波无损探伤对爆炸结合质量进行检验，要求结合率达到100％，例如可以利用超声波无损探伤仪检验。在一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用真空态爆炸焊接技术制造复合辊的方法，其包括：a)选择不同材料的辊套和辊芯；b)将所述辊套与所述辊芯组装在一起后，在所述辊套外面均匀布置一层专用低爆速炸药；c)将炸药布置完成的所述辊套与所述辊芯的组件置于真空状态下进行爆炸复合，使所述辊套与所述辊芯焊接在一起，形成复合辊坯；d)对爆炸结合质量进行检验；e)将检验合格的所述辊套与所述辊芯的复合辊坯进行淬火和回火热处理。

【技术特征摘要】
1.一种利用真空态爆炸焊接技术制造复合辊的方法，其包括：a)选择不同材料的辊套和辊芯；b)将所述辊套与所述辊芯组装在一起后，在所述辊套外面均匀布置一层专用低爆速炸药；c)将炸药布置完成的所述辊套与所述辊芯的组件置于真空状态下进行爆炸复合，使所述辊套与所述辊芯焊接在一起，形成复合辊坯；d)对爆炸结合质量进行检验；e)将检验合格的所述辊套与所述辊芯的复合辊坯进行淬火和回火热处理。2.如权利要求1所述的利用真空态爆炸焊接技术制造复合辊的方法，其特征在于，在步骤a)中，根据使用工况和使用部位，选择不同材料的辊套和辊芯，所述不同材料均是能爆炸复合的。3.如权利要求1所述的利用真空态爆炸焊接技术制造复合辊的方法，其特征在于，在步骤a)之后且在进行步骤b)之前，对所述辊套和所述辊芯的结合表面进行预处理，使所述辊套和所述辊芯的表面粗糙度Ra≤6.3μm。4.如权利要求1所述的利用真空态爆炸焊接技术制造复合辊的方法，其特征在于，在步骤b)中，当将所述辊套与所述辊芯组装在一起时，使所述辊套与所述辊芯之间存在一定的间距，根据所述辊套的材料和厚度，所述间距介于2-8mm范围内。5.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建伟，梁建军，王海峰，康杏宏，王俊山，杨国俊，王虎成，王峰，王强达，郝枝平，
申请(专利权)人：太原钢铁集团有限公司，
类型：发明
国别省市：山西,14