CN114888090A - 高硬度高镍铬钼复合轧辊结构 - Google Patents
高硬度高镍铬钼复合轧辊结构 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了高硬度高镍铬钼复合轧辊结构，涉及到高镍铬钼复合轧辊结构领域，包括高镍铬钼合金的轧辊，轧辊上设置有内置冷却组件，内置冷却组件包括设置于轧辊内部的圆形空腔。本发明轧辊通过高镍铬钼合金制成，具备较高的硬度和形状记忆效果，保证了轧辊的使用寿命，而轧辊的内部设置有圆形空腔，方便液体冷却介质在圆形空腔和存储箱中循环流动，从而避免轧辊的温度过高，而循环流通的液体冷却介质通过第一腔室中的第一加热单元被循环加热，使得经过圆形空腔中的液体冷却介质具有一定的温度，保持一定温度状态下对轧辊进行冷却，避免了轧辊过度冷却或者过度热的现象。
Description
技术领域
本发明涉及高镍铬钼复合轧辊结构领域，特别涉及高硬度高镍铬钼复合轧辊结构。
背景技术
利用轧辊轧制钢材时，由于轧制产生的热量会向轧辊内部传导，而轧辊内部的热量又无法冷却，导致轧辊长时间运转后，内部热量逐渐增加使轧辊的使用性能及寿命降低，轧辊容易断裂。为解决这一技术难题，人们采用外冷却的方式，用冷却液喷淋轧辊的外表面，这种冷却方式虽然冷却了轧辊，但也给热的钢材造成了冷却，大大浪费了能源，而且冷却液的蒸发也给工作环境带来污染。
因此，发明高硬度高镍铬钼复合轧辊结构来解决上述问题很有必要。
发明内容
本发明的目的在于提供高硬度高镍铬钼复合轧辊结构，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：高硬度高镍铬钼复合轧辊结构，包括高镍铬钼合金制备的轧辊，所述轧辊上设置有内置冷却组件，所述内置冷却组件包括设置于轧辊内部的圆形空腔，轧辊的中部设置有穿过圆形空腔的中部并同时贯穿轧辊的两端面的轧辊轴，所述轧辊轴的两端内部均设置有输送通道，轧辊轴的一端设置有连通在一组输送通道与圆形空腔内部之间的第一孔，轧辊轴的另一端设置有连通在另一组输送通道与圆形空腔内部之间的第二孔；
所述圆形空腔中设置有通过旋转扩撑力带动轧辊形变复形的转动机构，转动机构包括活动套设在轧辊轴上的转动环，所述转动环的一侧固定焊接有硬质刮板，所述硬质刮板呈活动贴合在圆形空腔内壁上的T字形结构。
优选的，所述轧辊的一侧设置有存储液体冷却介质的存储箱，所述存储箱的内部两端均固定焊接有隔板，两组隔板相互远离的一侧将存储箱的内部隔成第二腔室，两组隔板之间将存储箱的内部隔成第一腔室，所述第一腔室中设置有给冷却介质加热的第一加热单元，所述隔板的一侧固定设置有循环单元，所述循环单元的一端设置有连通第一腔室内部的第二管道，循环单元的另一端设置有连通第二腔室内部的第三管道，所述第三管道中设置有第三控制阀和监测单元，所述循环单元上还设置有连通第一腔室内部的第一管道，所述第一管道中设置有第一控制阀，所述第二腔室中连通有输送管道，所述输送管道的端部通过连通组件连通输送通道的内部。
本发明通过高镍铬钼合金的轧辊制备，具备较高的硬度和形状记忆效果，保证了轧辊的使用寿命，
采用原料之间的组配，以及改性钛酸铋的改性添加，提高了合金产品的散热效果，配合产品的冷却组件，进一步的提高了产品的散热效率；
改性钛酸铋的改性方法为：采用钛酸铋、碳纳米管和石墨烯复合，经过硅烷偶联剂KH560、木质素磺酸钠处理后，二者相容性改善，改性后的钛酸铋能够显著提高产品的散热性能，同时可改进产品的强度性能；石墨烯具有片状结构，而碳纳米管具有管状结构，二者能够起到协配功效，增强钛酸铋的改性效果，提高了产品的改进效率；
而轧辊的内部设置有圆形空腔，方便液体冷却介质在圆形空腔和存储箱中循环流动，从而避免轧辊的温度过高，而循环流通的液体冷却介质通过第一腔室中的第一加热单元被循环加热，使得经过圆形空腔中的液体冷却介质具有一定的温度，保持一定温度状态下对轧辊进行冷却，避免了轧辊过度冷却或者过度热的现象。
优选的，所述连通组件包括外环体，所述外环体的内部设置有内部腔室，所述外环体活动套设在轧辊轴的外圈处，所述轧辊轴的外圈处设置有多组呈圆形阵列状分布的连通孔，所述连通孔连通在输送通道和内部腔室之间，所述外环体的内圈处靠近内部腔室一侧的内壁上固定焊接有限位环，所述轧辊轴的外圈处固定焊接有活动套设在限位环外部的限位环，所述限位环和内部腔室侧面内壁之间组成供限位环转动的限位槽，所述外环体的下端固定设置有外接管道，外接管道通过软管连通输送管道，所述输送管道中设置有第二控制阀。
进一步的，液体冷却介质依次通过轧辊轴一端的输送通道、第一孔进入圆形空腔的内部，然后经过轧辊轴另一端的第二孔和输送通道排出，液体冷却介质经过轧辊外部进行冷却之后再次循环进入圆形空腔的内部，从而通过轧辊的内部对轧辊进行冷却，而冷却使用的液体冷却介质保持在一定温度范围内，避免轧辊过冷对加工效率造成的影响。
优选的，所述圆形空腔的内部设置有密封组件，密封组件包括固定焊接在圆形空腔内壁上的第一磁性板，所述第一磁性板设置有多组，多组第一磁性板呈圆形阵列状分布，所述圆形空腔的内壁上还固定焊接有定位环，所述定位环的内圈处固定设置有橡胶密封环，所述橡胶密封环活动贴合在轧辊轴的外圈，橡胶密封环靠近轧辊轴外圈的内部位置固定设置有与第一磁性板之间相斥远离的第二磁性板。
具体的，第一磁性板与第二磁性板之间相斥远离，使得第二磁性板可拉持橡胶密封环的内圈贴合在轧辊轴的外圈处，保持良好的密封性，且磁性斥力持久性强，不会因为橡胶密封环弹性性能失效而无法密封。
优选的，所述轧辊和轧辊轴之间固定连接，所述轧辊轴的外圈处活动套设有连接环，所述连接环通过螺钉同时固定在轧辊轴的外圈和轧辊的侧面。
其中，轧辊和轧辊轴之间可拆装的连接，便于拆装和使用。
优选的，所述轧辊的一侧设置有与转动机构配合的外包紧组件，所述外包紧组件包括通过螺钉固定在轧辊轴外圈处的推动单元支撑板，所述推动单元支撑板靠近轧辊的一侧固定焊接有推动单元，所述推动单元横向分布，推动单元远离推动单元支撑板的一端固定焊接有外压环，所述外压环的内圈直径与轧辊的外圈直径相等，所述外压环的内部固定设置有第二加热单元，所述第二加热单元设置有多组，多组第二加热单元呈圆形阵列状分布。
装置中，圆形空腔一侧进入液体冷却介质时，液体冷却介质会推动硬质刮板旋转式的在圆形空腔中移动，而此时，液体冷却介质可被加热成较高的温度，使得轧辊内壁被圆形空腔转动刮蹭压合的过程中修复形变，避免了轧辊形变后无法修复的现象；
而硬质刮板转动的过程中，推动单元推动外压环在轧辊的外圈处移动，外压环的外圈处通过第二加热单元对轧辊的外壁进行加热，从而对轧辊外壁进行修复，使得轧辊整体被修复。
优选的，所述轧辊轴的一端设置有驱动轧辊轴转动的动力单元。
进一步的，动力单元可使用伺服电机等装置，动力单元可通过轧辊轴带动轧辊转动。
优选的，所述硬质刮板的长度小于圆形空腔的长度，所述硬质刮板的T字形端活动贴合在圆形空腔的内壁上。
具体的，两侧隔板上的循环单元可间歇式的启动，使得硬质刮板在圆形空腔中循环移动，循环单元可使用水泵等装置，液体冷却介质可使用水等，而第一控制阀和第三控制阀均可使用电磁阀等装置，监测单元可使用温度传感器等装置，当监测单元监测到液体冷却介质的温度高度设定的阈值时，可控制第三控制阀关闭，第一控制阀开启，实现液体冷却介质在第一腔室中循环，此时关闭第一加热单元，从而使得液体冷却介质能够达到合适的温度后再使得第三控制阀开启，再次开启输送管道中的第二控制阀而将特定温度的液体冷却介质输送到圆形空腔的内部用于对轧辊的冷却。
优选的，所述轧辊靠近动力单元的一端开口，开口位置设置有封闭环板，所述封闭环板通过螺钉固定在轧辊的端部。
在实际使用时，封闭环板的设置方便对轧辊内部的结构进行拆装；
设备中，第二控制阀也可使用电磁阀等装置，推动单元可使用电动推杆或气缸等装置，第二加热单元可使用电加热板等装置，第一加热单元可使用电加热丝等装置。
优选的，所述轧辊呈圆辊状结构，所述存储箱呈矩形箱体结构。
其中，外环体的设置使得液体冷却介质能够输送到圆形空腔中的同时不影响轧辊轴的转动，结构设计合理。
优选地，所述高镍铬钼合金的轧辊制备方法，包括以下步骤：
步骤一：原料的称取：将重量百分比含量3-3.5％C、Ni1.2-1.4％、Cr1.1-1.3％、Mo0.8-0.9％、Si0.1-0.6％、Mn0.1-0.7％、Y0.05-0.07％、改性钛酸铋0.1-0.4％、余量为Fe；
步骤二：将原料送入到熔炼炉中进行熔炼完全，然后送入到模具中进行冷却定型处理；
步骤三：将步骤二定型的轧辊进行热处理工艺处理，处理结束，得到高镍铬钼合金的轧辊。
优选地，所述改性钛酸铋的改性方法为：
将钛酸铋、石墨烯、碳纳米管按照重量比6:2:1混合，得到复合料，将10-20份复合料加入到35-45份水中，加入盐酸调节pH至5.0，然后加入1-5份硅烷偶联剂KH560、1-2份木质素磺酸钠，搅拌分散充分，水洗、干燥，得到改性钛酸铋。
优选地，所述热处理工艺具体操作步骤为：先以1-3℃/min的速率升温至150-170℃，保温10-20min，然后再以5℃/min的速率继续升温至360-370℃，保温5-10min，最后自然空冷至室温。
本发明的发明人发现未添加改性钛酸铋，产品的硬度、耐磨性和导热性显著降低，而未添加石墨烯，产品的硬度和耐磨性的性能降低明显，但产品的散热性可得到一定程度提高改进；
未加入碳纳米管，产品硬度、耐磨和导热性均有变差现象，基于此，改性钛酸铋的改性，通过石墨烯、碳纳米管配合具有协配改进功效，能够增强产品的导热、硬度和耐磨性能；使产品的性能起到协调式改进，保证产品的耐磨、硬度性能，增强改进产品的散热性能。
本发明的发明人发现采用其他方法改性钛酸铋，改性效果均不如本发明改进效果显著，以及热处理工艺参数、条件改变，产品的性能也会趋于下降。
本发明的技术效果和优点：
本发明轧辊通过高镍铬钼合金的轧辊制备，具备较高的硬度和形状记忆效果，保证了轧辊的使用寿命，而轧辊的内部设置有圆形空腔，方便液体冷却介质在圆形空腔和存储箱中循环流动，从而避免轧辊的温度过高，而循环流通的液体冷却介质通过第一腔室中的第一加热单元被循环加热，使得经过圆形空腔中的液体冷却介质具有一定的温度，保持一定温度状态下对轧辊进行冷却，避免了轧辊过度冷却或者过度热的现象；采用原料之间的组配，以及改性钛酸铋的改性添加，提高了合金产品的散热效果，配合产品的冷却组件，进一步的提高了产品的散热效率；改性钛酸铋的改性方法为：采用钛酸铋、碳纳米管和石墨烯复合，经过硅烷偶联剂KH560、木质素磺酸钠处理后，二者相容性改善，改性后的钛酸铋能够显著提高产品的散热性能，同时可改进产品的强度性能；石墨烯具有片状结构，而碳纳米管具有管状结构，二者能够起到协配功效，增强钛酸铋的改性效果，提高了产品的改进效率；
1、本发明中液体冷却介质依次通过轧辊轴一端的输送通道、第一孔进入圆形空腔的内部，然后经过轧辊轴另一端的第二孔和输送通道排出，液体冷却介质经过轧辊外部进行冷却之后再次循环进入圆形空腔的内部，从而通过轧辊的内部对轧辊进行冷却，而冷却使用的液体冷却介质保持在一定温度范围内，避免轧辊过冷对加工效率造成的影响；
2、本发明中第一磁性板与第二磁性板之间相斥远离，使得第二磁性板可拉持橡胶密封环的内圈贴合在轧辊轴的外圈处，保持良好的密封性，且磁性斥力持久性强，不会因为橡胶密封环弹性性能失效而无法密封；轧辊和轧辊轴之间可拆装的连接，便于拆装和使用；
3、本发明中圆形空腔一侧进入液体冷却介质时，液体冷却介质会推动硬质刮板旋转式的在圆形空腔中移动，而此时，液体冷却介质可被加热成较高的温度，使得轧辊内壁被圆形空腔转动刮蹭压合的过程中修复形变，避免了轧辊形变后无法修复的现象；而硬质刮板转动的过程中，推动单元推动外压环在轧辊的外圈处移动，外压环的外圈处通过第二加热单元对轧辊的外壁进行加热，从而对轧辊外壁进行修复，使得轧辊整体被修复；
4、本发明中两侧隔板上的循环单元可间歇式的启动，使得硬质刮板在圆形空腔中循环移动，循环单元可使用水泵等装置，液体冷却介质可使用水等，而第一控制阀和第三控制阀均可使用电磁阀等装置，监测单元可使用温度传感器等装置，当监测单元监测到液体冷却介质的温度高度设定的阈值时，可控制第三控制阀关闭，第一控制阀开启，实现液体冷却介质在第一腔室中循环，此时关闭第一加热单元，从而使得液体冷却介质能够达到合适的温度后再使得第三控制阀开启，再次开启输送管道中的第二控制阀而将特定温度的液体冷却介质输送到圆形空腔的内部用于对轧辊的冷却。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明剖视图。
图3为本发明存储箱结构示意图。
图4为本发明第一磁性板结构示意图。
图5为本发明图2中A处结构放大示意图。
图6为本发明图2中B处结构放大示意图。
图7为本发明图3中C处结构放大示意图。
图8为本发明图3中D处结构放大示意图。
图9为本发明的封闭环板结构示意图。
图中：轧辊1、轧辊轴2、输送通道3、连接环4、动力单元5、圆形空腔6、硬质刮板7、转动环8、存储箱9、输送管道10、第一腔室11、第一加热单元12、循环单元13、隔板14、第二腔室15、软管16、第一磁性板17、定位环18、橡胶密封环19、第二磁性板20、第一孔21、第二孔22、第二加热单元23、外压环24、推动单元25、推动单元支撑板26、连通孔27、内部腔室28、外环体29、限位槽31、第一控制阀32、第一管道33、第二管道34、第二控制阀35、第三管道36、第三控制阀37、监测单元38、限位环39、封闭环板40。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1:
本发明提供了如图1-9所示的高硬度高镍铬钼复合轧辊结构，包括通过高镍铬钼合金的轧辊，轧辊1上设置有内置冷却组件，内置冷却组件包括设置于轧辊1内部的圆形空腔6，轧辊1的中部设置有穿过圆形空腔6的中部并同时贯穿轧辊1的两端面的轧辊轴2，轧辊轴2的两端内部均设置有输送通道3，轧辊轴2的一端设置有连通在一组输送通道3与圆形空腔6内部之间的第一孔21，轧辊轴2的另一端设置有连通在另一组输送通道3与圆形空腔6内部之间的第二孔22；
圆形空腔6中设置有通过旋转扩撑力带动轧辊1形变复形的转动机构，转动机构包括活动套设在轧辊轴2上的转动环8，转动环8的一侧固定焊接有硬质刮板7，硬质刮板7呈活动贴合在圆形空腔6内壁上的T字形结构。
轧辊1的一侧设置有存储液体冷却介质的存储箱9，存储箱9的内部两端均固定焊接有隔板14，两组隔板14相互远离的一侧将存储箱9的内部隔成第二腔室15，两组隔板14之间将存储箱9的内部隔成第一腔室11，第一腔室11中设置有给冷却介质加热的第一加热单元12，隔板14的一侧固定设置有循环单元13，循环单元13的一端设置有连通第一腔室11内部的第二管道34，循环单元13的另一端设置有连通第二腔室15内部的第三管道36，第三管道36中设置有第三控制阀37和监测单元38，循环单元13上还设置有连通第一腔室11内部的第一管道33，第一管道33中设置有第一控制阀32，第二腔室15中连通有输送管道10，输送管道10的端部通过连通组件连通输送通道3的内部。
本发明通过高镍铬钼合金的轧辊，具备较高的硬度和形状记忆效果，保证了轧辊1的使用寿命，而轧辊1的内部设置有圆形空腔6，方便液体冷却介质在圆形空腔6和存储箱9中循环流动，从而避免轧辊1的温度过高，而循环流通的液体冷却介质通过第一腔室11中的第一加热单元12被循环加热，使得经过圆形空腔6中的液体冷却介质具有一定的温度，保持一定温度状态下对轧辊1进行冷却，避免了轧辊1过度冷却或者过度热的现象。
连通组件包括外环体29，外环体29的内部设置有内部腔室28，外环体29活动套设在轧辊轴2的外圈处，轧辊轴2的外圈处设置有多组呈圆形阵列状分布的连通孔27，连通孔27连通在输送通道3和内部腔室28之间，外环体29的内圈处靠近内部腔室28一侧的内壁上固定焊接有限位环，轧辊轴2的外圈处固定焊接有活动套设在限位环外部的限位环39，限位环和内部腔室28侧面内壁之间组成供限位环39转动的限位槽31，外环体29的下端固定设置有外接管道，外接管道通过软管16连通输送管道10，输送管道10中设置有第二控制阀35。
进一步的，液体冷却介质依次通过轧辊轴2一端的输送通道3、第一孔21进入圆形空腔6的内部，然后经过轧辊轴2另一端的第二孔22和输送通道3排出，液体冷却介质经过轧辊1外部进行冷却之后再次循环进入圆形空腔6的内部，从而通过轧辊1的内部对轧辊1进行冷却，而冷却使用的液体冷却介质保持在一定温度范围内，避免轧辊1过冷对加工效率造成的影响。
圆形空腔6的内部设置有密封组件，密封组件包括固定焊接在圆形空腔6内壁上的第一磁性板17，第一磁性板17设置有多组，多组第一磁性板17呈圆形阵列状分布，圆形空腔6的内壁上还固定焊接有定位环18，定位环18的内圈处固定设置有橡胶密封环19，橡胶密封环19活动贴合在轧辊轴2的外圈，橡胶密封环19靠近轧辊轴2外圈的内部位置固定设置有与第一磁性板17之间相斥远离的第二磁性板20。
具体的，第一磁性板17与第二磁性板20之间相斥远离，使得第二磁性板20可拉持橡胶密封环19的内圈贴合在轧辊轴2的外圈处，保持良好的密封性，且磁性斥力持久性强，不会因为橡胶密封环19弹性性能失效而无法密封。
轧辊1和轧辊轴2之间固定连接，轧辊轴2的外圈处活动套设有连接环4，连接环4通过螺钉同时固定在轧辊轴2的外圈和轧辊1的侧面。
其中，轧辊1和轧辊轴2之间可拆装的连接，便于拆装和使用。
轧辊1的一侧设置有与转动机构配合的外包紧组件，外包紧组件包括通过螺钉固定在轧辊轴2外圈处的推动单元支撑板26，推动单元支撑板26靠近轧辊1的一侧固定焊接有推动单元25，推动单元25横向分布，推动单元25远离推动单元支撑板26的一端固定焊接有外压环24，外压环24的内圈直径与轧辊1的外圈直径相等，外压环24的内部固定设置有第二加热单元23，第二加热单元23设置有多组，多组第二加热单元23呈圆形阵列状分布。
装置中，圆形空腔6一侧进入液体冷却介质时，液体冷却介质会推动硬质刮板7旋转式的在圆形空腔6中移动，而此时，液体冷却介质可被加热成较高的温度，使得轧辊1内壁被圆形空腔6转动刮蹭压合的过程中修复形变，避免了轧辊1形变后无法修复的现象；
而硬质刮板7转动的过程中，推动单元25推动外压环24在轧辊1的外圈处移动，外压环24的外圈处通过第二加热单元23对轧辊1的外壁进行加热，从而对轧辊1外壁进行修复，使得轧辊1整体被修复。
轧辊轴2的一端设置有驱动轧辊轴2转动的动力单元5。
进一步的，动力单元5可使用伺服电机等装置，动力单元5可通过轧辊轴2带动轧辊1转动。
硬质刮板7的长度小于圆形空腔6的长度，硬质刮板7的T字形端活动贴合在圆形空腔6的内壁上。
具体的，两侧隔板14上的循环单元13可间歇式的启动，使得硬质刮板7在圆形空腔6中循环移动，循环单元13可使用水泵等装置，液体冷却介质可使用水等，而第一控制阀32和第三控制阀37均可使用电磁阀等装置，监测单元38可使用温度传感器等装置，当监测单元38监测到液体冷却介质的温度高度设定的阈值时，可控制第三控制阀37关闭，第一控制阀32开启，实现液体冷却介质在第一腔室11中循环，此时关闭第一加热单元12，从而使得液体冷却介质能够达到合适的温度后再使得第三控制阀37开启，再次开启输送管道10中的第二控制阀35而将特定温度的液体冷却介质输送到圆形空腔6的内部用于对轧辊1的冷却。
轧辊1靠近动力单元5的一端开口，开口位置设置有封闭环板40，封闭环板40通过螺钉固定在轧辊1的端部。
在实际使用时，封闭环板40的设置方便对轧辊1内部的结构进行拆装；
设备中，第二控制阀35也可使用电磁阀等装置，推动单元25可使用电动推杆或气缸等装置，第二加热单元23可使用电加热板等装置，第一加热单元12可使用电加热丝等装置。
轧辊1呈圆辊状结构，存储箱9呈矩形箱体结构。
其中，外环体29的设置使得液体冷却介质能够输送到圆形空腔6中的同时不影响轧辊轴2的转动，结构设计合理。
实施例2:
本实施例在实施例1基础上，本实施例的高镍铬钼合金的轧辊制备方法，包括以下步骤：
步骤一：原料的称取：将重量百分比含量3％C、Ni1.2％、Cr1.1％、Mo0.8％、Si0.1％、Mn0.1％、Y0.05％、改性钛酸铋0.1％、余量为Fe；
步骤二：将原料送入到熔炼炉中进行熔炼完全，然后送入到模具中进行冷却定型处理；
步骤三：将步骤二定型的轧辊进行热处理工艺处理，处理结束，得到高镍铬钼合金的轧辊。
本实施例的改性钛酸铋的改性方法为：
将钛酸铋、石墨烯、碳纳米管按照重量比6:2:1混合，得到复合料，将10份复合料加入到35份水中，加入盐酸调节pH至5.0，然后加入1份硅烷偶联剂KH560、1份木质素磺酸钠，搅拌分散充分，水洗、干燥，得到改性钛酸铋。
本实施例的热处理工艺具体操作步骤为：先以1℃/min的速率升温至150℃，保温10min，然后再以5℃/min的速率继续升温至360℃，保温5min，最后自然空冷至室温。
实施例3:
本实施例在实施例1基础上，本实施例的高镍铬钼合金的轧辊制备方法，包括以下步骤：
步骤一：原料的称取：将重量百分比含量3.5％C、Ni1.4％、Cr1.3％、Mo0.9％、Si0.6％、Mn0.7％、Y0.07％、改性钛酸铋0.4％、余量为Fe；
步骤二：将原料送入到熔炼炉中进行熔炼完全，然后送入到模具中进行冷却定型处理；
步骤三：将步骤二定型的轧辊进行热处理工艺处理，处理结束，得到高镍铬钼合金的轧辊。
本实施例的改性钛酸铋的改性方法为：
将钛酸铋、石墨烯、碳纳米管按照重量比6:2:1混合，得到复合料，将20份复合料加入到45份水中，加入盐酸调节pH至5.0，然后加5份硅烷偶联剂KH560、2份木质素磺酸钠，搅拌分散充分，水洗、干燥，得到改性钛酸铋。
本实施例的热处理工艺具体操作步骤为：先以3℃/min的速率升温至170℃，保温20min，然后再以5℃/min的速率继续升温至370℃，保温5-10min，最后自然空冷至室温。
实施例4:
本实施例在实施例1基础上，本实施例的高镍铬钼合金的轧辊制备方法，包括以下步骤：
步骤一：原料的称取：将重量百分比含量3.25％C、Ni1.3％、Cr1.2％、Mo0.85％、Si0.35％、Mn0.4％、Y0.06％、改性钛酸铋0.25％、余量为Fe；
步骤二：将原料送入到熔炼炉中进行熔炼完全，然后送入到模具中进行冷却定型处理；
步骤三：将步骤二定型的轧辊进行热处理工艺处理，处理结束，得到高镍铬钼合金的轧辊。
本实施例的改性钛酸铋的改性方法为：
将钛酸铋、石墨烯、碳纳米管按照重量比6:2:1混合，得到复合料，将15份复合料加入到40份水中，加入盐酸调节pH至5.0，然后加入3份硅烷偶联剂KH560、1.5份木质素磺酸钠，搅拌分散充分，水洗、干燥，得到改性钛酸铋。
本实施例的热处理工艺具体操作步骤为：先以2℃/min的速率升温至160℃，保温15min，然后再以5℃/min的速率继续升温至365℃，保温7.5min，最后自然空冷至室温。
对比例1.
与实施例4不同是未添加改性钛酸铋。
对比例2.
与实施例3不同是改性钛酸铋改性中未加入碳纳米管。
对比例3.
实施例3不同是改性钛酸铋改性中未添加石墨烯。
对比例4.
与实施例3不同是改性钛酸铋的改性方法不同；
将钛酸铋、石墨烯、碳纳米管按照重量比6:2:1混合，得到复合料，然后加入2-3倍的质量分数5％的海藻酸钠水溶液中分散，分散充分，再加入盐酸，调节pH至5.0，水洗、干燥，得到改性钛酸铋。
对比例5.
与实施例3不同是热处理工艺具体操作步骤不同，操作步骤为：将温度先以3℃/min的速率升温至360℃，保温15min，然后以1℃/min的速率将至室温，即可。
将本发明实施例2-4及对比例1-5产品性能测试
从实施例2-4及对比例1-5可看出；
未添加改性钛酸铋，产品的硬度、耐磨性和导热性显著降低，而未添加石墨烯，产品的硬度和耐磨性的性能降低明显，但产品的散热性可得到一定程度提高改进；
未加入碳纳米管，产品硬度、耐磨和导热性均有变差现象，基于此，改性钛酸铋的改性，通过石墨烯、碳纳米管配合具有协配改进功效，能够增强产品的导热、硬度和耐磨性能；使产品的性能起到协调式改进，保证产品的耐磨、硬度性能，增强改进产品的散热性能。
同时采用其他方法改性钛酸铋，改性效果均不如本发明改进效果显著，以及热处理工艺参数、条件改变，产品的性能也会趋于下降。
工作原理：本发明轧辊通过高镍铬钼合金的轧辊，具备较高的硬度、散热性和形状记忆效果，保证了轧辊1的使用寿命，而轧辊1的内部设置有圆形空腔6，方便液体冷却介质在圆形空腔6和存储箱9中循环流动，从而避免轧辊1的温度过高，而循环流通的液体冷却介质通过第一腔室11中的第一加热单元12被循环加热，使得经过圆形空腔6中的液体冷却介质具有一定的温度，保持一定温度状态下对轧辊1进行冷却，避免了轧辊1过度冷却或者过度热的现象。
液体冷却介质依次通过轧辊轴2一端的输送通道3、第一孔21进入圆形空腔6的内部，然后经过轧辊轴2另一端的第二孔22和输送通道3排出，液体冷却介质经过轧辊1外部进行冷却之后再次循环进入圆形空腔6的内部，从而通过轧辊1的内部对轧辊1进行冷却，而冷却使用的液体冷却介质保持在一定温度范围内，避免轧辊1过冷对加工效率造成的影响；第一磁性板17与第二磁性板20之间相斥远离，使得第二磁性板20可拉持橡胶密封环19的内圈贴合在轧辊轴2的外圈处，保持良好的密封性，且磁性斥力持久性强，不会因为橡胶密封环19弹性性能失效而无法密封；轧辊1和轧辊轴2之间可拆装的连接，便于拆装和使用。
圆形空腔6一侧进入液体冷却介质时，液体冷却介质会推动硬质刮板7旋转式的在圆形空腔6中移动，而此时，液体冷却介质可被加热成较高的温度，使得轧辊1内壁被圆形空腔6转动刮蹭压合的过程中修复形变，避免了轧辊1形变后无法修复的现象；
而硬质刮板7转动的过程中，推动单元25推动外压环24在轧辊1的外圈处移动，外压环24的外圈处通过第二加热单元23对轧辊1的外壁进行加热，从而对轧辊1外壁进行修复，使得轧辊1整体被修复。
动力单元5可使用伺服电机等装置，动力单元5可通过轧辊轴2带动轧辊1转动；两侧隔板14上的循环单元13可间歇式的启动，使得硬质刮板7在圆形空腔6中循环移动，循环单元13可使用水泵等装置，液体冷却介质可使用水等，而第一控制阀32和第三控制阀37均可使用电磁阀等装置，监测单元38可使用温度传感器等装置，当监测单元38监测到液体冷却介质的温度高度设定的阈值时，可控制第三控制阀37关闭，第一控制阀32开启，实现液体冷却介质在第一腔室11中循环，此时关闭第一加热单元12，从而使得液体冷却介质能够达到合适的温度后再使得第三控制阀37开启，再次开启输送管道10中的第二控制阀35而将特定温度的液体冷却介质输送到圆形空腔6的内部用于对轧辊1的冷却。
Claims (10)
1.高硬度高镍铬钼复合轧辊结构，其特征在于：包括由高镍铬钼合金制备的轧辊(1)，所述轧辊(1)上设置有内置冷却组件，所述内置冷却组件包括设置于轧辊(1)内部的圆形空腔(6)，轧辊(1)的中部设置有穿过圆形空腔(6)的中部并同时贯穿轧辊(1)的两端面的轧辊轴(2)，所述轧辊轴(2)的两端内部均设置有输送通道(3)，轧辊轴(2)的一端设置有连通在一组输送通道(3)与圆形空腔(6)内部之间的第一孔(21)，轧辊轴(2)的另一端设置有连通在另一组输送通道(3)与圆形空腔(6)内部之间的第二孔(22)；
所述圆形空腔(6)中设置有通过旋转扩撑力带动轧辊(1)形变复形的转动机构，转动机构包括活动套设在轧辊轴(2)上的转动环(8)，所述转动环(8)的一侧固定焊接有硬质刮板(7)，所述硬质刮板(7)呈活动贴合在圆形空腔(6)内壁上的T字形结构。
2.根据权利要求1所述的高硬度高镍铬钼复合轧辊结构，其特征在于：所述轧辊(1)的一侧设置有存储液体冷却介质的存储箱(9)，所述存储箱(9)的内部两端均固定焊接有隔板(14)，两组隔板(14)相互远离的一侧将存储箱(9)的内部隔成第二腔室(15)，两组隔板(14)之间将存储箱(9)的内部隔成第一腔室(11)，所述第一腔室(11)中设置有给冷却介质加热的第一加热单元(12)，所述隔板(14)的一侧固定设置有循环单元(13)，所述循环单元(13)的一端设置有连通第一腔室(11)内部的第二管道(34)，循环单元(13)的另一端设置有连通第二腔室(15)内部的第三管道(36)，所述第三管道(36)中设置有第三控制阀(37)和监测单元(38)，所述循环单元(13)上还设置有连通第一腔室(11)内部的第一管道(33)，所述第一管道(33)中设置有第一控制阀(32)，所述第二腔室(15)中连通有输送管道(10)，所述输送管道(10)的端部通过连通组件连通输送通道(3)的内部。
3.根据权利要求2所述的高硬度高镍铬钼复合轧辊结构，其特征在于：所述连通组件包括外环体(29)，所述外环体(29)的内部设置有内部腔室(28)，所述外环体(29)活动套设在轧辊轴(2)的外圈处，所述轧辊轴(2)的外圈处设置有多组呈圆形阵列状分布的连通孔(27)，所述连通孔(27)连通在输送通道(3)和内部腔室(28)之间，所述外环体(29)的内圈处靠近内部腔室(28)一侧的内壁上固定焊接有限位环，所述轧辊轴(2)的外圈处固定焊接有活动套设在限位环外部的限位环(39)，所述限位环和内部腔室(28)侧面内壁之间组成供限位环(39)转动的限位槽(31)，所述外环体(29)的下端固定设置有外接管道，外接管道通过软管(16)连通输送管道(10)，所述输送管道(10)中设置有第二控制阀(35)。
4.根据权利要求3所述的高硬度高镍铬钼复合轧辊结构，其特征在于：所述圆形空腔(6)的内部设置有密封组件，密封组件包括固定焊接在圆形空腔(6)内壁上的第一磁性板(17)，所述第一磁性板(17)设置有多组，多组第一磁性板(17)呈圆形阵列状分布，所述圆形空腔(6)的内壁上还固定焊接有定位环(18)，所述定位环(18)的内圈处固定设置有橡胶密封环(19)，所述橡胶密封环(19)活动贴合在轧辊轴(2)的外圈，橡胶密封环(19)靠近轧辊轴(2)外圈的内部位置固定设置有与第一磁性板(17)之间相斥远离的第二磁性板(20)。
5.根据权利要求4所述的高硬度高镍铬钼复合轧辊结构，其特征在于：所述轧辊(1)和轧辊轴(2)之间固定连接，所述轧辊轴(2)的外圈处活动套设有连接环(4)，所述连接环(4)通过螺钉同时固定在轧辊轴(2)的外圈和轧辊(1)的侧面。
6.根据权利要求5所述的高硬度高镍铬钼复合轧辊结构，其特征在于：所述轧辊(1)的一侧设置有与转动机构配合的外包紧组件，所述外包紧组件包括通过螺钉固定在轧辊轴(2)外圈处的推动单元支撑板(26)，所述推动单元支撑板(26)靠近轧辊(1)的一侧固定焊接有推动单元(25)，所述推动单元(25)横向分布，推动单元(25)远离推动单元支撑板(26)的一端固定焊接有外压环(24)，所述外压环(24)的内圈直径与轧辊(1)的外圈直径相等，所述外压环(24)的内部固定设置有第二加热单元(23)，所述第二加热单元(23)设置有多组，多组第二加热单元(23)呈圆形阵列状分布，所述轧辊轴(2)的一端设置有驱动轧辊轴(2)转动的动力单元(5)，所述硬质刮板(7)的长度小于圆形空腔(6)的长度，所述硬质刮板(7)的T字形端活动贴合在圆形空腔(6)的内壁上。
7.根据权利要求6所述的高硬度高镍铬钼复合轧辊结构，其特征在于：所述轧辊(1)靠近动力单元(5)的一端开口，开口位置设置有封闭环板(40)，所述封闭环板(40)通过螺钉固定在轧辊(1)的端部；所述轧辊(1)呈圆辊状结构，所述存储箱(9)呈矩形箱体结构。
8.根据权利要求1所述的高硬度高镍铬钼复合轧辊结构，其特征在于：所述高镍铬钼合金的轧辊制备方法，包括以下步骤：
步骤一：原料的称取：将重量百分比含量3-3.5％C、Ni1.2-1.4％、Cr1.1-1.3％、Mo0.8-0.9％、Si0.1-0.6％、Mn0.1-0.7％、Y0.05-0.07％、改性钛酸铋0.1-0.4％、余量为Fe；
步骤二：将原料送入到熔炼炉中进行熔炼完全，然后送入到模具中进行冷却定型处理；
步骤三：将步骤二定型的轧辊进行热处理工艺处理，处理结束，得到高镍铬钼合金的轧辊。
9.根据权利要求8所述的高硬度高镍铬钼复合轧辊结构，其特征在于：所述改性钛酸铋的改性方法为：
将钛酸铋、石墨烯、碳纳米管按照重量比6:2:1混合，得到复合料，将10-20份复合料加入到35-45份水中，加入盐酸调节pH至5.0，然后加入1-5份硅烷偶联剂KH560、1-2份木质素磺酸钠，搅拌分散充分，水洗、干燥，得到改性钛酸铋。
10.根据权利要求9所述的高硬度高镍铬钼复合轧辊结构，其特征在于：所述热处理工艺具体操作步骤为：先以1-3℃/min的速率升温至150-170℃，保温10-20min，然后再以5℃/min的速率继续升温至360-370℃，保温5-10min，最后自然空冷至室温。
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