[实用新型]带有碳化钨表层金属工件的生产设备

说明书

1、技术领域：

本实用新型涉及一种机械加工设备，特别是制作带有高硬度、高耐磨、耐高温表层金属工件的生产设备。

2、背景技术：

有些机械设备的金属工件的工作环境要求其具有耐冲击、高硬度、高耐磨、耐高温的性能，比如轧钢机的轧辊。碳化钨是一种具有高硬度、高耐磨、耐高温性能的材料，但其生产成本较高，用整体碳化钨材料制作产品价格昂贵。因此人们想办法在金属工件表面加一层碳化钨材料，以使金属工件具备良好的性能，成本又比较低。目前，在金属工件表面增加类似碳化钨层的设备有：①采用化学气相沉淀硬质合金类表层的设备。用这种设备得到的表层厚度非常小，只有数拾微米。②采用热喷涂的设备将碳化钨微粒喷到工件表面，可以得到2-3毫米的碳化钨层，这种表层与金属结合强度差，使用受到限制。不能用在轧钢机的精轧辊上。③采用局部镶嵌的方法使工件工作部位带有碳化钨镶块。生产碳化钨镶块采用的烧结设备体形庞大，工艺复杂，成本较高。④激光熔敷碳化钨设备，将碳化钨熔敷在金属工件表面，但是需要加工整形，因此限制了熔敷层的硬度不能太高，影响其耐磨性能。

3、发明内容：

本实用新型的目的是提供一种带有碳化钨表层金属工件的生产设备，采用此设备生产的金属工件其碳化钨表层与基体金属的接合属于冶金接合，接合强度高，表层厚度随意，且可以多层烧结，生产成本低。带有碳化钨表层金属工件的生产设备的结构是：机架上有夹卡包敷着待烧结碳化钨层金属工件的可调速转动的卡盘。机架上还安装有与被夹卡工件表面上水平母线平行的可调速转动的金属辊，金属辊中空并流通冷却水。安装金属辊的基座上有使金属辊轴向和径向移动的丝杠进给机构。基座上还有碳化钨及相邻金属层的自熔融装置。自熔融装置有两种结构方案，第一种方案是金属辊外表面包裹一圈内外分别涂有高导磁率绝缘陶瓷的铜板套，铜板套有一条轴向断开间隙，断开间隙被绝缘材料填充。电源导线分别连接断开间隙两侧的铜板套。在金属工件和铜板套上方装有可调位置及方向的恒磁装置。在恒磁装置旁有与工件碳化钨层相接的降温辊。第二种方案是在金属辊上方有一个中心对着加卡工件的可调位的弧形架，在弧形架上距离金属辊由远及近依次装有①点火线圈、②恒磁装置、③外形带凸棱的线圈，该线圈导线为空心，中间通有冷却水，导线外面涂有高导磁率绝缘陶瓷、④红外线测温仪、⑤带有冷却水套的弧形板式线圈，该线圈中央有一个窗口安装着测厚仪的探头及保护气体或反应气体管道、⑥超声震动装置。在点火线圈前面有降温辊，在金属辊下方有非接触性无损检测仪。

这种带有碳化钨表层金属工件的生产设备可以将碳化钨表层与基体金属熔融在一起，结合强度好，厚度可大可小。可以将碳化钨表层限定在局部表面，也可以和基体金属相间地多层粘合，使带碳化钨表层的金属工件生产成本大大降低。挤压工件表层碳化钨的金属辊在进给机构控制下，可以使工件得到精确的加工尺寸。

4、附图说明：

图1是设有第一种自熔融装置方案的带有碳化钨表层金属工件的生产设备的结构示意图。图2是设有第二种自熔融装置方案的带有碳化钨表层金属工件的生产设备的结构示意图。

5、具体实施方式：

图1所示是带有碳化钨表层的金属工件生产设备的第一个实施例。机架上可调速转动的卡盘4上夹卡了包敷着待烧结碳化钨层5的回转体金属工件6。机架上还安装有与金属工件表面上水平母线平行的可调速转动的金属辊10，金属辊中空并流通冷却水15。随着工件表面形状不同，金属辊的方向可以调整，或者更换不同外形的金属辊。安装金属辊的基座上有使金属辊轴向和径向移动的丝杠进给机构，以便使金属辊通过进给机构对金属工件的包敷碳化钨层进行挤压加工，并控制工件的加工尺寸。在金属辊的基座上还安装有碳化钨及相邻金属层的自熔融装置，其结构是：金属辊10外表面包裹一周内外分别涂有高导磁率绝缘陶瓷14的铜板套9，铜板套有一条轴向断开间隙13，断开间隙被绝缘材料填充。电源导线11、12分别连接断开间隙两侧的铜板套，在金属工件和铜板套上方装有可调位置及方向的恒磁装置8，这个恒磁装置可以是永磁铁或者电磁铁。在恒磁装置旁有与工件碳化钨层相接的降温辊7，降温辊中空并流通冷却水。