專利名稱：雙金屬冶金結(jié)合高精度輥件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種紡織印染機械用的雙金屬冶金結(jié)合高精度輥件以及制造這種輥件的方法。
背景技術(shù)：
在紡織印染業(yè)，輥件是織物加工設備的關(guān)鍵部件。目前使用最為普遍的輥件包括輥體、芯軸、外悶頭板和內(nèi)悶頭板，輥體由兩層不銹鋼板構(gòu)成，其內(nèi)層是δ＝2～2.5mm的不銹鋼板、外層是δ＝1.5～2.5mm的不銹鋼板，兩不銹鋼板分別卷成圓筒狀，上述兩圓筒相套且外層焊接、內(nèi)層鑲襯、轆制成輥體；外悶頭板和內(nèi)悶頭板分別固定連接在由不銹鋼材料制成的芯軸上組成一組合件，該組合件與輥體共同構(gòu)成輥件。這種輥件的輥體剛度及芯軸的強度較差，輥體為轆制復合輥體，內(nèi)外層采用鑲襯結(jié)合法，疊加后無法達到雙層之和的剛度指標，且芯軸由不銹鋼材料制成，易疲勞斷裂。而且，使用不銹鋼材料的成本高，雙層卷制輥體超重蓄能高，不利于節(jié)約能源。同時，輥件受熱易變形，輥體外圓接縫焊接應力無法徹底消除，存在殘余應力，受高溫時，輥體軸向焊縫引起彎曲變形；輥體的兩復合層界面間結(jié)合不緊密，受熱后輥體表面會出現(xiàn)明顯的無規(guī)則變形。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的一個技術(shù)問題是提供一種機械性能優(yōu)良、強度高、經(jīng)久耐用、制造成本低的雙金屬冶金結(jié)合高精度輥件。
本發(fā)明包括圓筒狀的輥體，輥體的兩端分別固定連接芯軸組合件，每個芯軸組合件包括芯軸、外悶頭板和內(nèi)悶頭板，外悶頭板和內(nèi)悶頭板分別固定連接在芯軸上，內(nèi)悶頭板處于輥件的內(nèi)腔中，外悶頭板的外側(cè)面與輥件的端面齊平且外悶頭板固定連接在輥件上，圓筒狀的輥體由雙金屬爆炸復合板制成；在輥體兩端的外悶頭板的外側(cè)面、以及一部分作為軸頭的芯軸外表面上設置不銹鋼外包覆層；芯軸由碳素鋼或合金結(jié)構(gòu)鋼制成。
與單純使用不銹鋼材料轆制復合成形的輥體相比，本發(fā)明的輥體機械性能指標是組成雙金屬復合板的兩種金屬的機械性能指標疊加之和，克服了現(xiàn)有技術(shù)中輥體強度低的缺陷。而且，由于爆炸復合的雙金屬復合板是兩種金屬板相互熔接而成，故輥體的兩復合層界面間結(jié)合緊密，輥件在220℃以上工況條件下，受熱均勻，變形量極小。由于芯軸采用碳素鋼或合金結(jié)構(gòu)鋼制成，且在外悶頭板的外側(cè)面及軸頭表層設置不銹鋼包覆層，這既節(jié)約了價格昂貴的不銹鋼材料，降低了制造成本，又保護了軸頭、延長了軸頭的使用壽命。同時，相對于使用不銹鋼材料制成的軸頭，使用碳素鋼或合金結(jié)構(gòu)鋼制成的軸頭不易疲勞斷裂，機械性能優(yōu)越。
為了進一步提高輥件的機械性能，增強其強度，雙金屬爆炸復合板可采用雙面不銹鋼復合板，所述雙面不銹鋼復合板包括兩層不銹鋼板以及設置在上述兩層不銹鋼板之間且與不銹鋼板熔接的一層碳素鋼板；或者，雙金屬爆炸復合板采用單面不銹鋼復合板，所述單面不銹鋼復合板包括一層不銹鋼板以及與上述不銹鋼板熔接的一層碳素鋼板。
本發(fā)明所要解決的另一個技術(shù)問題是提供制造雙金屬冶金結(jié)合高精度輥件的方法。
上述方法包括以下步驟首先將雙金屬爆炸復合板卷制成圓筒狀輥體，使用金屬胎模裹夾圓筒狀輥體，對圓筒狀輥體內(nèi)壁進行軟化處理，再使用旋壓裝置沿圓筒狀輥體徑向旋壓，精密旋拉圓筒狀輥體內(nèi)壁，圓筒狀輥體內(nèi)壁受力產(chǎn)生塑性變形且其外壁脹實胎模，出模后即為成形圓筒狀輥體；然后在成形圓筒狀輥體的兩端分別固定連接由芯軸、外悶頭板和內(nèi)悶頭板組成的芯軸組合件，并且在成形圓筒狀輥體兩端一部分作為軸頭的芯軸的外表面、及外悶頭板的外側(cè)面冶金結(jié)合熔接不銹鋼材料，形成不銹鋼外包覆層；最后切削不銹鋼外包覆層，對成形圓筒狀輥體外表進行光整加工制成成品。
本發(fā)明的制造工藝先進，生產(chǎn)效率高，使用該制造方法生產(chǎn)出的輥件比傳統(tǒng)的轆制成形法生產(chǎn)出的相同壁厚的輥件抗彎強度高、使用壽命長。


圖1是本發(fā)明的一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明的另一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
如圖1所示，圓筒狀的輥體1由雙金屬爆炸復合板制成，雙金屬爆炸復合板為雙面不銹鋼復合板，其包括不銹鋼板1-1和不銹鋼板1-3以及碳素鋼板1-2，碳素鋼板1-2設置在不銹鋼板1-1和不銹鋼板1-3之間與不銹鋼板熔接。
圓筒狀的輥體1兩端分別連接芯軸組合件2和2′，芯軸組合件2包括由碳素鋼或合金結(jié)構(gòu)鋼制成的芯軸2-1、外悶頭板2-2和內(nèi)悶頭板2-3，內(nèi)悶頭板2-3固定連接在芯軸2-1的末端，外悶頭板2-2固定連接在芯軸2-1的軸身上。芯軸2-1的末端從圓筒狀的輥體1的一端伸入圓筒狀的輥體1的內(nèi)腔中，內(nèi)悶頭板2-3處于圓筒狀的輥體1的內(nèi)腔中，外悶頭板2-2的外側(cè)面處在與圓筒狀的輥體1的端面齊平的位置，且外悶頭板2-2與圓筒狀的輥體1固定連接。外悶頭板2-2的外側(cè)面以及一部分作為軸頭的芯軸2-1的外表面上設置不銹鋼外包覆層2-4。芯軸組合件2′的結(jié)構(gòu)與芯軸組合件2的結(jié)構(gòu)相同，包括芯軸2-1′、外悶頭板2-2′和內(nèi)悶頭板2-3′，芯軸組合件2′使用相同的方式固定連接在圓筒狀的輥體1的另一端，且外悶頭板2-2′的外側(cè)面以及一部分作為軸頭的芯軸2-1′的外表面上設置不銹鋼外包覆層2-4′。
如圖2所示為本發(fā)明的另一種實施方式，這種結(jié)構(gòu)的輥件與圖1中所示輥件的結(jié)構(gòu)基本相同。其不同之處在于制成圓筒狀輥體3的雙金屬爆炸復合板是單面不銹鋼復合板，單面不銹鋼復合板包括不銹鋼板3-1和碳素鋼板3-2，碳素鋼板3-2與不銹鋼板3-1熔接。
上述雙金屬冶金結(jié)合高精度輥件可采用如下方法制造首先將雙金屬爆炸復合板卷制成圓筒狀輥體，接下來使用金屬胎模裹夾圓筒狀輥體，再使用旋壓裝置沿圓筒狀輥體徑向旋壓，精密旋拉圓筒狀輥體內(nèi)壁，圓筒狀輥體內(nèi)壁受力產(chǎn)生塑性變形且其外壁脹實胎模，出模后為成形圓筒狀輥體1；然后在成形圓筒狀輥體1的兩端分別固定連接芯軸組合件2和2′，并且在成形圓筒狀輥體1兩端一部分作為軸頭的芯軸2-1和2-1′的外表面、及外悶頭板2-2和2-2′的外側(cè)面冶金結(jié)合熔接不銹鋼材料，形成不銹鋼外包覆層2-4和2-4′；最后切削不銹鋼外包覆層2-4和2-4′，對成形圓筒狀輥體1外表面進行光整加工制成成品。
權(quán)利要求
1.雙金屬冶金結(jié)合高精度輥件，包括圓筒狀的輥體，所述圓筒狀的輥體兩端分別固定連接芯軸組合件，每個芯軸組合件包括芯軸、外悶頭板和內(nèi)悶頭板，外悶頭板和內(nèi)悶頭板分別固定連接在芯軸上，內(nèi)悶頭板處于輥件的內(nèi)腔中，外悶頭板的外側(cè)面與輥件的端面齊平且外悶頭板固定連接在輥件上，其特征在于圓筒狀的輥體由雙金屬爆炸復合板制成；在圓筒狀的輥體兩端外悶頭板的外側(cè)面、以及一部分作為軸頭的芯軸外表面上設置不銹鋼外包覆層；芯軸由碳素鋼或合金結(jié)構(gòu)鋼制成。
2.如權(quán)利要求1所述的雙金屬冶金結(jié)合高精度輥件，其特征在于雙金屬爆炸復合板為雙面不銹鋼復合板，包括兩層不銹鋼板以及設置在上述兩層不銹鋼板之間且與不銹鋼板熔接的一層碳素鋼板。
3.如權(quán)利要求1所述的雙金屬冶金結(jié)合高精度輥件，其特征在于雙金屬爆炸復合板為單面不銹鋼復合板，包括一層不銹鋼板以及與上述不銹鋼板熔接的一層碳素鋼板。
4.一種制造權(quán)利要求1的雙金屬冶金結(jié)合高精度輥件的方法，其特征在于包括以下步驟a、將雙金屬爆炸復合板卷制成圓筒狀輥體，使用金屬胎模裹夾圓筒狀輥體，對圓筒狀輥體內(nèi)壁進行軟化處理，再使用旋壓裝置沿圓筒狀輥體徑向旋壓，精密旋拉圓筒狀輥體內(nèi)壁，圓筒狀輥體內(nèi)壁受力產(chǎn)生塑性變形且其外壁脹實胎模，出模后即為成形圓筒狀輥體；b、在成形圓筒狀輥體的兩端分別固定連接由芯軸、外悶頭板和內(nèi)悶頭板組成的芯軸組合件，并且在成形圓筒狀輥體兩端一部分作為軸頭的芯軸的外表面、及外悶頭板的外側(cè)面冶金結(jié)合熔接不銹鋼材料，形成不銹鋼外包覆層；c、切削不銹鋼外包覆層，對成形圓筒狀輥體外表進行光整加工制成成品。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種紡織印染機械用的輥件以及制造方法。輥件包括輥體，輥體的兩端分別固定連接芯軸組合件，芯軸組合件包括芯軸、外悶頭板和內(nèi)悶頭板，外悶頭板和內(nèi)悶頭板分別固定連接在芯軸上，內(nèi)悶頭板處于輥件內(nèi)腔中，外悶頭板的外側(cè)面與輥件的端面齊平且外悶頭板固定連接在輥件上，輥體由雙金屬爆炸復合板制成；在輥體兩端的外悶頭板的外側(cè)面、以及一部分作為軸頭的芯軸外表面上設置不銹鋼外包覆層，芯軸則由碳素鋼或合金結(jié)構(gòu)鋼制成。為制得該輥件，先制造成形輥體，然后在輥體的兩端連接芯軸組合件并設置不銹鋼外包覆層，最后對輥體外表進行光整加工。本發(fā)明中的輥件機械性能優(yōu)良、強度高、經(jīng)久耐用、制造成本低，而且制造工藝先進。
文檔編號B23P15/00GK101037837SQ200710021329
公開日2007年9月19日 申請日期2007年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月30日
發(fā)明者葛心民 申請人:葛心民