一种复合辊套压力铸造装置的制作方法

本实用新型涉及冶金铸轧技术领域，特别涉及一种复合辊套压力铸造装置。

背景技术：

轧辊是轧钢生产中最重要的消耗件，它又被称作为“钢材之母”，我国每年生产80万吨左右的轧辊。目前使用的轧辊大多为传统的整体轧辊或者辊套式复合轧辊，辊套式复合轧辊目前仅在棒线材轧制领域得到应用。辊套式复合轧辊由辊轴和辊套组成，辊套嵌套在辊轴的外部，并由辊轴带动与钢坯接触，使钢坯发生塑性变形。辊套在使用时需要承受较大的轧制力、同时表层与钢坯之间存在较大的滑动摩擦；辊套与辊轴过盈装配，内层需要传递辊轴提供的较大扭矩，因此复合辊套需要具备“内韧外硬”的特点。

现有的轧辊合金中，没有单一材质能够同时兼具高耐磨性、高强度以及高韧性等辊套所需的全部特性。因此通过双金属复合工艺，将两种不同性能的材料复合在一起，最大限度的利用两种金属的特性制备高性能的双金属复合辊套是目前辊套制备的主要方法。且目前的双金属复合轧辊，一种方法是采用预先制作好轧辊内套和轧辊外套，再使用机械压力将轧辊内套压入到轧辊外套内而形成双金属复合辊套，再进行必要的热处理，这样的结合方式存在结合不完全、结合层中存在空隙的缺陷；另一种方法是将内钢芯以及外模固定，将合金钢液采用底部浇铸法浇铸形成轧辊外套，这样的常规铸造复合方案，外层铸造合金中容易产生疏松、气孔和夹渣等缺陷，影响成品的耐磨性能及使用寿命；而且当合金液浇铸温度略微偏低或内层无缝管表面氧化层偏厚时，辊套易出现内外层金属结合不牢固的问题。

鉴于此，克服上述现有技术所存在的缺陷，发明一种铸造复合辊套时使得致密性更好、结合更加牢固的复合辊套的铸造装置，是本领域亟待解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种复合辊套压力铸造装置，使用该铸造装置时，能有效消除铸造产品中的疏松和气孔，同时压力的作用还能更好的促进合金液与内层无缝管的相互扩散，使内外层金属结合更牢固。为了解决上述问题，本实用新型提供的一种复合辊套压力铸造装置，其技术方案如下：

本实用新型的一种复合辊套压力铸造装置，所述装置包括：下方铸造模具和上方加压模具，所述下方铸造模具与所述上方加压模具相适配设置且相互独立。

所述下方铸造模具包括外模和无缝钢管，所述外模与所述无缝钢管同轴安装后且将底部封堵，所述外模与所述无缝钢管之间形成铸造腔。

所述上方加压模具包括模具上扣模、压下施压模和压下机构，所述模具上扣模与所述外模相对应设置，所述压下施压模与所述压下机构相连接，所述压下施压模在所述压下机构驱动下可在所述铸造腔内向下移动。进一步地，下方铸造模具和上方加压模具相对应地设置有扣合件，以使在上方加压模具向下施压移动时，不至于与下方铸造模具相脱离，所述下方铸造模具在轴向上的长度为10cm-500cm。

本实用新型的复合辊套压力铸造装置，与现有技术中的铸造装置相比，通过设置上方加压模具，即在浇铸完辊套外层的合金钢液后对其施以压力，使得合金钢液致密性更好，且能够有效消除合金钢液中的气孔，同时施以的压力能够更好地促进合金钢液与熔融后的无缝钢管层相互渗透、扩散，从而使得辊套的内外层金属结合更加牢固。

作为本实用新型的进一步的改进，所述外模包括外周模、中轴模和底模，所述外周模和所述中轴模通过所述底模固定相连接，所述外周模、所述中轴模和所述底模围成圆环形空腔，所述无缝钢管与所述中轴模同轴设置且固定在所述底模上；所述模具上扣模包括上扣外模、上扣内模和内外模连接板，所述上扣外模与所述外周模相对应，所述上扣内模与所述无缝钢管和所述中轴模相对应，所述内外模连接板将所述上扣外模与所述上扣内模固定相连。

进一步地，所述无缝钢管与所述中轴模同轴安装时，所述无缝钢管内壁与所述中轴模外壁之间留有0.1mm-1.0mm的缝隙。

进一步地，在所述外周模或/和所述中轴模或/和所述底模部设置有振动机构；或者，在所述下方铸造模具的底部设置有旋转驱动机构，所述旋转驱动机构可驱动所述下方铸造模具匀速或者变速转动。

进一步地，所述铸造腔在径向上的厚度与所述无缝钢管在径向上的厚度之比为1：(0.1-1.0)；所述铸造腔在径向上的厚度为2cm-30cm。

进一步地，所述无缝钢管外壁上沿轴向设置有至少一条凸肋或/和凹槽，所述凸肋和所述凹槽的两端未延伸至所述无缝钢管的两端。

本实用新型提供的复合辊套压力铸造装置的有益效果是：

通过设置上方加压模具，即在浇铸完辊套外层的合金钢液后对其施以压力，使得合金钢液致密性更好，且能够有效消除合金钢液中的气孔，同时施以的压力能够更好地促进合金钢液与熔融后的无缝钢管层相互渗透、扩散，从而使得辊套的内外层金属结合更加牢固。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型复合辊套压力铸造装置的纵截面结构示意图；

图2是本实用新型复合辊套压力铸造装置的上方加压模具俯视结构示意图；

图3是本实用新型复合辊套压力铸造装置另一种实施方式的纵截面结构示意图；

图4是本实用新型复合辊套压力铸造装置下方铸造模具一种改进的纵截面结构示意图；

图5是本实用新型复合辊套压力铸造装置下方铸造模具另一种改进的纵截面结构示意图。

图中标记如下：

1-下方铸造模具；11-外模；12-无缝钢管；13-铸造腔；111-外周模；112-中轴模；113-底模；2-上方加压模具；21-模具上扣模；22-压下施压模；23-压下机构；211-上扣外模；212-上扣内模；213-内外模连接板；3-振动机构；4-旋转驱动机构。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型实施例中的技术方案，并使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的说明。

在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

请参考图1至图5，本实施例的一种复合辊套压力铸造装置，该装置包括：下方铸造模具1和上方加压模具2，下方铸造模具1与上方加压模具2相适配设置且相互独立。下方铸造模具1包括外模11和无缝钢管12，外模11与无缝钢管12同轴安装后且将底部封堵，外模11与无缝钢管12之间形成铸造腔(13)；上方加压模具2包括模具上扣模21、压下施压模22和压下机构23，模具上扣模21与外模11相对应设置，压下施压模22与压下机构23相连接，压下施压模22在压下机构23驱动下可在铸造腔13内向下移动。优选地，下方铸造模具1和上方加压模具2相对应地设置有扣合件，以使在上方加压模具2向下施压移动时，不至于与下方铸造模具1相脱离，下方铸造模具1在轴向上的长度为10cm-500cm。

作为优选的实施方式，外模11包括外周模111、中轴模112和底模113，外周模111和中轴模112通过底模113固定相连接，外周模111、中轴模112和底模113围成圆环形空腔，无缝钢管12与中轴模112同轴设置且固定在底模113上；模具上扣模21包括上扣外模211、上扣内模212和内外模连接板213，上扣外模211与外周模111相对应，上扣内模212与无缝钢管12和中轴模112相对应，内外模连接板213将上扣外模211与上扣内模212固定相连。

更优选地，无缝钢管12与中轴模112同轴安装时，无缝钢管12内壁与中轴模112外壁之间留有0.1mm-1.0mm的缝隙。

作为进一步优选的实施方式，在外周模111或/和中轴模112或/和底模113部设置有振动机构3；或者，在下方铸造模具1的底部设置有旋转驱动机构4，旋转驱动机构4可驱动下方铸造模具1匀速或者变速转动。

铸造腔13在径向上的厚度与无缝钢管12在径向上的厚度之比为1：(0.1-1.0)；铸造腔13在径向上的厚度为2cm-30cm。

无缝钢管12外壁上沿轴向设置有至少一条凸肋121或/和凹槽122，凸肋121和凹槽122的两端未延伸至无缝钢管12的两端。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处。

以上结合附图对本实用新型的实施方式作出详细说明，但本实用新型不局限于所描述的实施方式。对本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下对这些实施例进行的多种变化、修改、替换和变型均仍落入在本实用新型的保护范围之内。