一种轧辊真空密封造型工艺制造技术

本工艺是用真空密封造型生产轧辊。解决用实体金属冷型铸造轧辊，其对轧辊的激冷能力太强，因而需要预热实体金属冷型，实体金属冷型影响带槽轧辊或带槽辊环收缩和脱模，生产成本高问题。本发明专利技术特征：用金属粒、干砂子做造型材料，用真空密封造型工艺形成铸型，配合砂套、冷铁环和砂芯，生产带槽轧辊、平辊、带槽辊环和平辊环。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术所属
为轧辊制造和真空密封造型。轧辊是轧机中重要的消耗性零件，真空密封造型是铸造行业中一种物理造型方法。根据轧制金属等物质的形状不同，轧辊分平辊和有孔型的轧辊两种。在轧辊铸造中，多数轧辊辊身部分用实体金属冷型铸造，少数用实体金属冷型挂砂。用实体金属冷型的目的是使轧辊辊身部分获得铸造激冷层，从而提高轧辊辊身工作部分的耐磨性。但由于实体金属冷型的激冷能力太强，容易产生裂纹，所以实体金属冷型都需要预热，并喷刷涂料，少数的挂一层厚的型砂，并预热在70-100℃左右浇注使用。铸造轧辊需要大量的实体金属冷型，轧辊直径或辊身长度的微小变化，就需要制造一套实体金属冷型，而且实体金属冷型的加工时间较长，实体金属冷型所占用的资金多，堆放金属冷型所占用的面积也大，实体金属冷型寿命短。当前有孔型的轧辊多数是用铸造的平辊机加工成孔型(李济玉，“合金球铁轧辊在连续式热轧中型钢轧机上的应用”，《铸造技术》，1994，4，PP6-8)。这种轧辊的最大缺点是孔型部分的铸造激冷耐磨层被机加工孔型时切除，因而孔型部位硬度低，耐磨性差，轧辊消耗增加，尤其是孔型深者。直接铸造带槽轧辊或带槽辊环的难点在于①解决激冷用带槽实体金属冷型阻碍轧辊或辊环收缩而产生裂纹；②解决带槽轧辊或带槽辊环如何能容易从实体金属冷型取出。前苏联在30年代中期率先试制铸造带槽轧辊，中国从50年代开始进行铸造带槽轧辊的研究。目前国内外应用较多的方法是铁环挂砂对开箱分段实体金属冷型，还有应用外带冷铁式铸型和活环式铸型等方法来铸造生产带槽轧辊，这些方法铸造的带槽轧辊耐磨性均比完全从平辊机加工成孔型高的多(郭显江、张连恒，“冷硬铸铁在矫辊上的应用”，《铸造》，1994，4，PP14-17)。但是那些为解决铸造带槽轧辊难点的措施，使装配实体金属冷型操作麻烦，难于控制。另外带槽轧辊的种类繁多，使实体金属冷型的制造困难。所以上述各种方法均无法广泛推广应用。直接铸造带槽轧辊的实体金属冷型同样激冷能力太强，容易产生裂纹，所以也需要预热，喷刷涂料，并在70-100℃左右条件下浇注使用。真空密封造型与传统的造型方法不同，造型用的砂是无粘结剂、水分及附加物的干砂子，砂箱的上下面(或砂箱壁的其它面)，用薄膜密封，靠砂箱中抽真空，使密封在砂箱中的干砂子形成铸型，(A.Wittmoser，The New Third Generation of Molding Processes，AFSTransations，1975，PP63-32)。其优点是(1)铸件尺寸偏差小，轮廓清晰，表面光洁。(2)由于型砂里不含水分及粘结剂，并且处于抽真空状态，因此不易产生气孔等缺陷。(3)涂料喷刷在薄膜与型砂接触面上、其厚度不会影响铸件尺寸偏差。(4)由于省去型砂的配砂、混砂、烘干铸型、振动落砂、型砂又不需要粘结剂和附加物，可以节约大量动力和原材料。(5)设备简单，投资费用较少，运行费用低少。真空密封造型的技术难点和关键是(1)由于受目前薄膜延伸性能的限制，生产几何形状比较复杂的铸件时，铸型分型面的选择非常重要。(2)为防止浇注速度太慢，薄膜长时间被金属液烧烤或浇注速度太快，引起金属液喷溅，烧损远处的薄膜，所以对其浇注系统的设计要求较高。(3)由于浇注金属液时薄膜会被烧损，为继续保持铸型一定的真空度，需要涂刷一定种类和厚度的涂料。本专利技术目的在于(1)解决实体金属冷型激冷能力太强的技术问题。(2)解决现有直接铸造带槽轧辊或带槽辊环工艺繁杂操作，故避免了装配实体金属冷型操作麻烦和难于控制等问题。(3)彻底解决铸造轧辊需要大量的实体金属冷型、实体金属冷型的加工时间较长、实体金属冷型占用的资金多、堆放实体金属冷型占用的面积大、实体金属冷型寿命短的问题。本专利技术选用金属粒(丸)、干砂子做造型材料，用真空密封造型工艺形成铸型，配合砂套、冷铁环和砂芯，生产各种平辊或辊环、各种带槽轧辊或辊环。本专利技术用金属粒(丸)做铸型的激冷能力或干砂子加冷铁环的激冷能力比实体金属冷型小，解决了实体金属冷型激冷能力太强，减小轧辊产生裂纹的倾向，所以取消了铸型预热可以直接浇注。本专利技术用金属粒(丸)和干砂子做造型材料，用真空密封造型方法，可容易方便地复制轧辊或辊环的铸型，尤其适用于复制种类繁多的各种带槽轧辊或辊环的铸型。真空密封造型形成的铸型强度和硬度很高，而当解除铸型内真空状态时，铸型自行溃散，解决了直接铸造带槽轧辊的上述两个难点，获得了操作简便、容易控制的直接铸造带槽轧辊或带槽辊环的工艺。本专利技术采用真空密封造型工艺，所用的砂箱和模板箱数量很少，轧辊直径或辊身长度的变化，可以通过改变砂箱内的吃砂量或金属粒(丸)来满足，彻底解决铸造轧辊需要大量的实体金属冷型、实体金属冷型的加工时间较长、实体金属冷型占用的资金多、堆放实体金属冷型占用的面积大。用金属粒(丸)做造型材料，在真空密封造型工艺下形成的铸型代替实体金属冷型，或者用干砂子做造型材料，用真空密封造型工艺形成铸型，通过放置冷铁环，代替实体金属冷型，从根本上解决实体金属冷型寿命短的问题。本专利技术图1为金属粒加砂套真空密封造型工艺轧辊铸型装配图，图中1-上辊颈和冒口砂套；2-真空密封造型砂箱(垂直分型)；3-金属粒(丸)；4-带槽轧辊或平辊辊身型腔；5-下辊颈砂套；6-抽真空管接头；7-浇注系统型腔；8-浇口杯。图2为干砂子加冷铁环真空密封造型工艺轧辊铸型装配图，图中9-真空密封造型砂箱(垂直分型)；10-干砂子；11-带槽轧辊冷铁环；12-带槽轧辊或平辊辊身铸型型腔；13-抽真空管接头；14-浇注系统型腔；15-平辊冷铁环；16-浇口杯。图3为辊身金属粒真空密封造型工艺轧辊铸型装配图，图中17-上辊颈和冒口砂箱；18-粘土砂型；19-上辊颈和冒口型腔；20-真空密封造型砂箱(垂直分型)；21-抽真空管接头；22-金属粒(丸)；23-带槽轧辊或平辊辊身铸型型腔；24-下辊颈和浇注系统砂箱；25-粘土砂型；26-下辊颈型腔；27-浇注系统型腔；28-直浇道砂箱；29-粘上砂型；30-直浇道型腔；31-浇口杯。图4为金属粒和干砂子真空密封造型工艺轧辊铸型装配图，图中32-上辊颈和冒口型腔；33-真空密封造型砂箱(垂直分型)；34-干砂子；35-金属粒(丸)；36-带槽轧辊或平辊辊身铸型型腔；37-干砂子；38-下辊颈型腔；39-抽真空管接头；40-浇注系统型腔；41-浇口杯。图5为金属粒真空密封造型工艺轧辊辊环铸型装配图，图中42-冒口和浇口杯砂箱；43-粘土砂型；44-冒口型腔；45-真空密封造型砂箱(垂直分型)；46-带槽辊环或平辊辊环铸型型腔；47-抽真空管接头；48-砂芯；49-金属粒(丸)；50-浇注系统型腔；51-浇口杯型腔。图6为干砂子加冷铁环真空密封造型工艺轧辊辊环铸型装配图，图中52-真空密封造型砂箱(垂直分型)；53-干砂子；54-带槽辊环冷铁环；55-带槽辊环或平辊辊环铸型型腔；56-砂芯；57-抽真空管接头；58-浇注系统型腔；59-平辊辊环冷铁环；60-冒口；61-浇口杯。本专利技术的技术方案是选用金属粒(丸)或干砂子做造型材料，将模型放置在模板箱上，加热薄膜，模板箱抽真空，将加热的薄膜覆盖在模型上，喷刷耐火涂料，模板箱上套上真空密封造型砂箱，在震动台上边加金属粒或干砂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轧辊真空密封造型工艺，其特征在于用金属粒或干砂子做造型材料，将模型放置在模板箱上，加热薄膜，模板箱抽真空，将加热的薄膜覆盖在模型上，喷刷耐火涂料，模板箱上套上真空密封造型砂箱，在震动台上边加金属粒或干砂子边微震，当加好金属粒或干砂子后，震动台停止震动，将薄膜覆盖加金属粒或干砂子口，砂箱抽真空成型，模板箱关掉真空，起模即完成一个真空密封造型工艺制造铸型，换个模型和砂箱用同样的步骤制作另个铸型，然后将真空密封造型的铸型二箱合箱后紧固，根据需要相应地放置砂套、冷铁环或砂芯，形成轧辊或辊环的铸型，用于生产轧辊或辊环。浇注金属液，当轧辊铸件表层凝固一定厚度，解除真空密封造型铸型内真空状态，当轧辊铸件完全凝固并冷却到可打箱温度，打箱取出轧辊铸件。

【技术特征摘要】
1.一种轧辊真空密封造型工艺，其特征在于用金属粒或干砂子做造型材料，将模型放置在模板箱上，加热薄膜，模板箱抽真空，将加热的薄膜覆盖在模型上，喷刷耐火涂料，模板箱上套上真空密封造型砂箱，在震动台上边加金属粒或干砂子边微震，当加好金属粒或干砂子后，震动台停止震动，将薄膜覆盖加金属粒或干砂子口，砂箱抽真空成型，模板箱关掉真空，起模即完成一个真空密封造型工艺制造铸型，换个模型和砂箱用同样的步骤制作另个铸型，然后将真空密封造型的铸型二箱合箱后紧固，根据需要相应地放置砂套、冷铁环或砂芯，形成轧辊或辊环的铸型，用于生产轧辊或辊环。浇注金属液，当轧辊铸件表层凝固一定厚度，解除真空密封造型铸型内真空状态，当轧辊铸件完全凝固并冷却到可打箱温度，打箱取出轧辊铸件。2.根据权利要求1所述的一种轧辊真空密封造型工艺，其特征在于选用金属粒做造型材料，用垂直分型的真空密封造型砂箱，用真空密封造型工艺制造左右二个轧辊铸型型腔、浇注系统、上辊颈和冒口砂套座、下辊颈砂套座型腔，造上辊颈和冒口砂套、下辊颈砂套和浇口杯，然后在铸型上安放上辊颈和冒口砂套和下辊颈砂套，左右二型合箱后紧固，并放置浇口杯。3.根据权利要求1所述的一种轧辊真空密封造型工艺，其特征在于选用干砂子做造型材料，用垂直分型的真空密封造型砂箱，用真空密封造型工艺制造左右二个轧辊铸型型腔、浇注系统、冷铁环座型腔，在铸型上安放带冷铁环，左右二型合箱后紧固，并放置浇口杯。4.根据权利要求1所述的一种轧辊真空密封造型工艺，其特征在于选用金属粒做造型材料，用真空密封造型工艺制造左右二个轧辊辊身铸型型腔。5.根据权利要求1所述的一种轧辊真空密封造型工艺，其特征在于用垂直分型的真空密封造型砂箱，用真空密封造型工艺，选用干砂子和金属粒做造型材料，造型时先充填干砂子使其高度正好埋没下辊颈模型，然后充填...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴春京，沈定钊，石新民，李晨曦，罗春，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]