本发明专利技术公开了一种具有复合材料包胶层的包胶辊，它包括用金属材料制作的圆柱形的回转体，在回转体上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合金块的复合材料制成。本发明专利技术既有橡胶材料韧塑性好，抗冲击的优点，又有耐磨合金硬度高，耐磨性能优良的长处。可用于承受较大冲击载荷的工况，克服了高耐磨性合金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
包胶辊广泛应用于冶金、矿山、电力、化工、印刷、纺织、印染等行业，分为输送辊、 张力辊、转向辊、挤干辊、支撑辊等。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采用 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， 硬度在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 胶辊包胶层的报道。目前，耐磨合金在抗磨损方面应用十分广泛。常采用铸造或者堆焊技术用金属材 料制造各种轧辊、输送辊、支承辊等各种辊和耐磨衬板等。如专利号ZL92113960. 8的中国 专利技术专利“一种钢芯铸铁复合轧辊的制造方法”介绍了一种芯部为钢，表面为铸铁的一种轧 辊，利用了铸铁耐磨性能好的优点；公开号为CN1099075A的中国专利技术专利公开了采用铸造 方法生产高强度高铬铸铁衬板的方法。堆焊技术则是将耐磨材料熔敷到低碳钢等基板上制 成复合耐磨钢板，如1996年《焊接技术》杂志刊登的论文“加粉堆焊工艺及耐磨堆焊复合 钢板的应用”，介绍了复合耐磨钢板的一种制备技术。一般认为，材料的耐磨性随着其硬度 的增大而提高，但增大硬度往往使金属的韧性、塑性显著下降，难以用于承受冲击载荷的工 况。一般耐磨橡胶的硬度远低于耐磨合金，但耐磨橡胶具有良好的韧性和塑性，使其 具有优异的耐冲击性能。耐磨合金具有较高的硬度，表现出良好的耐磨性能，如高铬铸铁合 金是抗磨料磨损性能优异的材料，但其抗冲击性能较差。如果把耐磨橡胶和耐磨合金两者 结合起来制成复合材料作为包胶辊的包胶层，可以充分发挥两者各自的优点，达到既耐磨， 又抗冲击的目的，从而大幅度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 及耐磨合金硬度高，抗磨性能好，制造容易的特点。本专利技术提供了一种具有复合材料包胶 层的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耐磨合金块的复合橡胶材料，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具有复合材料包胶层的包胶辊，它包括用金属材料制作的圆柱形的回转体，在回 转体上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合金块的复合材料制 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。所述圆柱形回转体的直径、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合金块的复合材料包括橡胶基板，所述的橡胶基板上设有若 干个盲孔，在盲孔内镶嵌有与盲孔尺寸相匹配的耐磨合金块，橡胶基板与耐磨合金块采用 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。所述耐磨合金块的化学成分(质量百分比)为1)高铬合金铸铁:C为2. 09Γ5. 5%、Mn不超过3. 5%、Si不超过3. 5%、Cr为12. 0% 35. 0%、V不超过8. 5%, Ni不超过8. 0%、Mo不超过6. 5%、W不超过18. 0%、B不超过4. 0%、余 量为Fe ；或2)高铬钢=C为0. 1% 0· 70%、Si不超过1. 5%,Cr为8. 0% 18. 0%、Ni不超过6. 0%、 Mo不超过3. 0%、W不超过2. 5%、Nb不超过0. 6%、B不超过1. 5%、余量为Fe ；或3)马氏体合金铸铁C为2. 19Γ5. 0%、Cr不超过6. 5%、Mo不超过5. 5%、W不超过 15. 0%、余量为Fe ；或 4)高速钢C 为 0. 6% 1. 5%、Cr 为 3. 6% 5. 6%、V 为 0. 9% 1. 6%、W 为 15. 0% 20. 0%、余量为Fe ；或5) Cr-W-Mo热稳定钢C为0. 1°/Γθ. 6%、Mn不超过2. 5%、Si不超过1. 2%、Cr不超过 6. 0%、Mo 为 0. 2% 2. 8%、V 不超过 1. 0%、W 为 0. 25% 11· 0%、余量为 Fe ；或 6)普通低、中合金钢C 为 0. 3°/Γ . 2%、Μη 为 0. 3°/Γ5. 0%、Si 为 0. 1°/Γ . 2%、Cr 不超过 5. 0%、Mo不超过3. 0%、余量为Fe。上述1) 6)所列的六种耐磨合金块的成分除了以上要求的合金元素之外，允许 含有一定量的作为杂质存在的其他合金元素，其含量以不影响耐磨合金块的性能为原则。 耐磨合金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。耐磨合金块的高度为2mnT20mm，与盲孔深度匹配，耐磨合金块的体积不小于8立方 毫米。为了提高耐磨合金块与橡胶的结合强度，对与橡胶接触的耐磨合金块的整个表面可 以进行如下处理保持原几何体的表面形状，或者在耐磨合金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，凹槽与合金块横 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， 凹坑横截本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有复合材料包胶层的包胶辊，其特征是，它包括用金属材料制作的圆柱形的回转体，在回转体上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合金块的复合材料制成。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：孙俊生，孙逸群，
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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