本发明专利技术公开了一种包胶辊，它包括用金属材料制作的圆柱形回转体，在回转体外包覆着橡胶复合材料层，橡胶复合材料层为由橡胶中镶嵌耐磨陶瓷块的复合材料制成。橡胶中镶嵌耐磨陶瓷块的包胶辊包胶层，既有橡胶材料韧塑性好，抗冲击的优点，又有陶瓷材料硬度高，耐磨性能优良的长处。可用于承受较大冲击载荷的工况，克服了高耐磨性陶瓷材料不耐冲击的弊端。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及。
技术介绍
在冶金、电力、矿山、印刷、纺织、印染、化工等行业，包胶辊作为张力辊、转向辊、挤 干辊、支撑辊、输送辊等被广泛应用。包胶辊也称为橡胶包覆辊轴，用金属材料制作圆柱形 的回转体，然后在圆柱形回转体的表面包覆一层橡胶材料。目前使用的圆柱形回转体多为 无缝钢管制造，部分小型的包胶辊的回转体也采用实心轴结构。包胶层采用耐磨橡胶制作， 包胶层结构可分为双层或单层，一般双层包胶内层较硬，硬度在100邵尔A左右，外层较软 在85邵尔A左右，内层一般为5mnT6mm，外层不超过20mm。单层包胶一般不超过25mm厚， 硬度在85 95邵尔A左右。江苏冶金杂志，2001年第六期论文“冷轧带钢机组中橡胶包覆 辊轴的应用”介绍了包胶辊的结构及其应用，其中介绍的包胶辊的包胶是单一的橡胶材料， 不是采用的复合材料。这种包胶层具有橡胶的弹性形变大，弹性模量极小，泊松比大，形变 时体积几乎不变的优点，但其耐磨性能远不如耐磨合金、陶瓷等材料。理化检验-物理分册 杂志，2008年第44卷第10期论文“包胶辊开裂原因分析”的论文，介绍的包胶辊的包胶亦 是单一的橡胶材料，不是采用的复合材料。经文献检索，目前尚没有采用橡胶复合材料制造 包胶辊包胶的报道。陶瓷材料具有高强度、高硬度、耐高温、耐磨、耐腐蚀、抗氧化等优点，陶瓷材料的 上述性能远远优于橡胶等高分子材料。但是，脆性是陶瓷材料的一个致命弱点。因此，陶瓷 材料只适于冲击载荷不大的工况。如中国技术专利ZL03207616.9 “焊接式耐磨陶瓷 片”，其陶瓷片由氧化铝粉经高温烧制工艺制作，在陶瓷片的中部设有广2个圆锥形焊接孔， 采用塞焊工艺连接到耐磨构件上，若干块连接形成整体。该专利解决了将陶瓷片采用粘接 剂粘贴于磨损部位，使用中容易脱落的问题。由橡胶和陶瓷制成复合材料作为包胶辊的包胶层材料，充分利用了橡胶弹性变形 大，可吸收冲击载荷能量，减缓物料冲击的作用，而且陶瓷的高耐磨性将大大延长包胶层的 使用寿命。
技术实现思路
基于橡胶材料韧性、塑性好，比重小，变形能力强，能够吸收大冲击动量的优点，以 及陶瓷材料脆性大，抗冲击性能差，但其具有高抗磨的特点。本专利技术提供了一种包胶辊及其 制备方法，该包胶辊的包胶层采用了橡胶中镶嵌陶瓷块的复合橡胶材料，充分利用两种材 料各自的优点，既具有高抗磨、抗强冲击，又能通过变形吸收大冲击动量的优点。本专利技术采用如下技术方案一种包胶辊，它包括用金属材料制作的圆柱形的回转体，在回转体外包覆着橡胶复合 材料层，橡胶复合材料层为由橡胶中镶嵌耐磨陶瓷块的复合材料制成，橡胶复合材料层与 回转体采用粘接剂连接，或者将橡胶复合材料层直接硫化到回转体上。所述的回转体的直径、长度根据需要任意确定，圆柱体采用空芯结构或者采用实 芯结构。回转体由金属材料制成，优选钢铁材料。为了提高回转体与橡胶复合材料的结合强 度，对回转体的表面可以进行如下处理保持回转体原表面形状，或者在回转体的表面预制 上若干凹槽，或者预制上若干凹坑。以上所述凹槽的深度为0. 5mnT5. 0mm,宽度不超过5mm， 相邻两凹槽的距离不超过10mm，凹槽横截面的形状为长方形、梯形、三角形、半圆形之一，凹 槽与回转体横截面的夹角为0° ^30°，或者凹槽与回转体轴线的夹角为0° ^30°。以上 所述凹坑的深度为0. 5mnT3. 0mm,体积不超过100立方毫米，凹坑横截面的形状为长方形、 梯形、三角形、半圆形之一，其在回转体表面任意分布。 所述橡胶中镶嵌耐磨陶瓷块的复合材料，它包括橡胶基板，所述橡胶基板上设有 若干个盲孔，在盲孔内镶嵌有与盲孔尺寸相匹配的耐磨陶瓷块，橡胶基板与耐磨陶瓷块采 用紧配合或者粘接连接。橡胶基板的厚度为5mnT25mm，盲孔深度小于橡胶基板厚度，盲孔 的横截面为圆形或多边形或其他规则形状，横截面面积不小于4平方毫米，相邻盲孔边缘 之间的最小距离不小于3. 0mm。橡胶基板选用天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、丁腈橡胶、氯 丁橡胶、丁基橡胶、乙丙橡胶、聚氨酯橡胶中的一种或多种。所述橡胶基板优选丁苯橡胶或 顺丁橡胶或丁腈橡胶。橡胶基板的长度和宽度根据回转体的表面尺寸确定。所述耐磨陶瓷 块为氧化铝陶瓷、氧化镁陶瓷、氧化锆陶瓷、碳化硅陶瓷、氮化硅陶瓷、塞隆陶瓷中的一种所 制成。耐磨陶瓷块为旋转体或者多面体或者旋转体与多面体的组合体，旋转体包括圆台、 圆柱、球体、半球体以及上述旋转体的组合体，多面体包括棱台、棱柱。回转体优选圆台或 圆柱。耐磨陶瓷块的高度为2mnT20mm，与盲孔深度匹配，耐磨陶瓷块的体积不小于8立方 毫米。为了提高耐磨陶瓷块与橡胶的结合强度，对与橡胶接触的耐磨陶瓷块的整个表面可 以进行如下处理保持原几何体的表面形状，或者在耐磨陶瓷块表面上预制上若干凹槽，或 者预制上若干凹坑。以上所述凹槽的深度为0. 5mnT3. 0mm,宽度不超过5mm，相邻两凹槽的 距离不超过10mm，凹槽横截面的形状为长方形、梯形、三角形、半圆形之一，凹槽与耐磨陶瓷 块横截面的夹角为0° ^30°。以上所述凹坑的深度为0.5mnT3. 0mm，体积不超过100立方 毫米，凹坑横截面的形状为长方形、梯形、三角形、半圆形之一，其在耐磨陶瓷块表面任意分 布。所述耐磨陶瓷块优先选用氧化铝陶瓷。包胶辊的制备方法，它的步骤为(1)制备回转体、耐磨陶瓷块，根据回转体的尺寸要求，采用现有的机械加工方法加工 回转体，并根据需要采用现有技术，在回转体表面预制上若干凹槽，或者预制上若干凹坑； 根据耐磨陶瓷块的成分和尺寸要求，采用已有技术制备耐磨陶瓷块，并根据需要可在耐磨 陶瓷块的表面预制上若干凹槽，或者预制上若干凹坑；(2)除杂，按照现有的喷砂工艺或者酸洗工艺或者机械加工方法，除去回转体表面的 杂质、污物，然后用化学清洗剂清洗表面，化学清洗剂优选汽油，清洗清洁后自然晾干1(Γ30 分钟，或用风机吹干；对制备的耐磨陶瓷块用超声波清洗5 30分钟，然后再用去离子水清 洗并烘干，或者将耐磨陶瓷块用化学清洗剂清洗表面，清洗清洁后自然晾干1(Γ30分钟，或 用风机吹干，化学清洗剂优选汽油；(3)对步骤(2)制备的回转体和耐磨陶瓷块表面，根据需要均勻涂上粘接剂，或者不涂 粘接剂直接使用；耐磨陶瓷块表面涂的粘接剂选用环氧树脂胶、聚氨酯胶、酚醛树脂胶、丙烯酸酯胶、无机胶或聚异氰酸酯胶等，涂粘接剂时，涂两遍，每遍涂后在室温下凉置1(Γ40分钟，粘接剂涂层总厚度为ImnTlOOmm ；对制备的回转体，在其表面均勻涂覆树脂型粘接剂，或者橡胶型 粘接剂，或者由树脂型粘接剂、橡胶型粘接剂配成的复合型粘接剂，粘接剂涂层总厚度为 0. 0 lmnTO· 5mm ；(4)选择生产橡胶的原料，按照现有的橡胶生产工艺进行塑炼、混炼、压延后获得半成 品原料，即胶料，将步骤(3)得到的耐磨陶瓷块放置到胶料中，然后采用现有的室温硫化工 艺或者热硫化工艺进行硫化制得橡胶复合材料；或者步骤(3)得到的耐磨陶瓷块和胶料放 置到步骤(3)得到的回转体表面，然后采用现有的室温硫化工艺或者热硫化工艺进行硫化 制得包胶辊；(5)对步骤(2)除杂后未涂粘结剂的回转体，在其表面均勻涂覆树脂型粘接剂，或者橡 胶型粘接剂，或者由树脂型粘接剂、橡胶型粘接剂配成的复合型粘接本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种包胶辊，其特征是，它包括用金属材料制作的圆柱形的回转体，在回转体外包覆着橡胶复合材料层，橡胶复合材料层为由橡胶中镶嵌耐磨陶瓷块的复合材料制成。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：孙俊生，孙逸群，李梦实，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：88[中国|济南]
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