一種冷卻輥的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種冷卻輥，包括銅套、內(nèi)芯和兩個蓋板，所述兩個蓋板分別固定連接于所述銅套的開口兩端并與所述銅套配合形成一個用于容納所述內(nèi)芯的封閉空間；還包括一個主軸，所述主軸貫穿所述兩個蓋板和所述內(nèi)芯的中心設(shè)置，在所述主軸內(nèi)開設(shè)有冷卻介質(zhì)流通通道；其中，所述內(nèi)芯為圓柱體結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)芯朝向所述銅套的外周面上設(shè)置有凸棱，所述凸棱從所述內(nèi)芯的一端環(huán)繞所述內(nèi)芯的外周面螺旋延伸至所述內(nèi)芯的另一端，用以形成冷卻介質(zhì)通過的螺旋通道。本實用新型的銅套在高速旋轉(zhuǎn)下，螺旋形凸棱對附著于銅輥內(nèi)表面的水產(chǎn)生攪動作用，進而克服了銅輥內(nèi)表面和循環(huán)水之間存在的層流現(xiàn)象，增強了銅輥的冷卻能力，確保了非晶帶材的質(zhì)量。
【專利說明】一種冷卻輥

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種冷卻輥，具體涉及一種適用于非晶態(tài)合金鑄帶設(shè)備所用的冷卻輥，屬于傳熱【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]非晶合金是近幾十年來國際上發(fā)展非常熱門且極具戰(zhàn)略性意義的新型材為之一，現(xiàn)有技術(shù)中非晶合金通常采用快速凝固技術(shù)設(shè)備，即將特定成分的合金熔液通過噴嘴澆注在連續(xù)運動的冷卻體上或冷卻液中，合金熔液快速凝固而形成非晶態(tài)合金。非晶態(tài)合金的平面流鑄造技術(shù)，已被廣泛應(yīng)用于非晶態(tài)合金薄帶的生產(chǎn)過程中，在非晶態(tài)合金平面流鑄造設(shè)備有中，冷卻體是設(shè)備的重要組成部分之一，冷卻體的冷卻能力直接影響非晶帶材的性能和質(zhì)量，在非晶態(tài)合金的平面流鑄帶設(shè)備中，已被廣泛采用的冷卻體是采用循環(huán)水冷卻的銅輥，當合金熔液通過噴嘴澆筑在水冷銅輥的外表面時，由于銅具有較大的導熱系統(tǒng)，使合金熔液的熱量通過熱傳導迅速傳到銅輥的內(nèi)表面，銅輥的內(nèi)表面有冷卻水通過，因此熱量被循環(huán)冷卻水帶走。
[0003]非晶帶材的制備工藝對冷卻輥面溫度要求嚴格，因為輥面與熔融金屬直接接觸，決定著金屬的冷卻速度和成型質(zhì)量，一般情況下，當熔融金屬凝固時釋放的熱量不能及時由冷卻輥套外表面?zhèn)髦羶?nèi)表面而被冷卻水帶走，將會導致輥套表面溫度升高，金屬液的冷卻速度下降，最終得不到非晶組織。因此，優(yōu)化冷卻輥的結(jié)構(gòu)，調(diào)整工藝參數(shù)，將冷卻輥溫度場控制在一定溫度值內(nèi)，對獲得高質(zhì)量的非晶態(tài)合金帶具有重要的意義。
[0004]中國專利文獻CN103418764A公開了一種生產(chǎn)非晶納米晶軟磁材料的冷卻輥裝置，其主要包括輥基體、輥套、兩個蓋板和主軸，主軸上設(shè)有輥基體，輥基體外圓側(cè)設(shè)有輥套，輥基體兩側(cè)分別設(shè)有兩個蓋板，并且通過輥套相連，兩個蓋板外周邊設(shè)有與輥套相配合的凸環(huán)，輥基體外圓中心區(qū)域設(shè)有環(huán)形凸臺，輥套內(nèi)表面中心區(qū)域排布有螺旋形水槽，螺旋形水槽端面與輥基體的凸臺外圓面貼合形成螺旋形冷卻水流動通道，輥套內(nèi)表面外側(cè)與兩個蓋板以及輥基體外圓面共同圍成左右兩個對稱的階梯形環(huán)形等間距冷卻水流動通道。該冷卻輥的輥套的內(nèi)表面上設(shè)置有內(nèi)螺旋結(jié)構(gòu)，其輥套加工制造困難，銅輥材料浪費；另外，上述螺旋結(jié)構(gòu)為單螺旋通道，其水流速度相對較慢，兩側(cè)對稱的階梯形環(huán)形通道，在冷卻輥旋轉(zhuǎn)時會形成渦流，不利于冷卻介質(zhì)的通過，且水流速度減慢容易使得冷卻輥進出水口的溫差增大，影響非晶帶材的質(zhì)量。
實用新型內(nèi)容
[0005]為解決現(xiàn)有技術(shù)中冷卻輥的輥套加工制造困難，且冷卻介質(zhì)流通過程中容易形成渦流，不利于冷卻介質(zhì)通過的問題，進而提供一種冷卻能力高，制作工藝簡單的新型冷卻輥。
[0006]為此，本實用新型采取的方案為，
[0007]—種冷卻輥，包括銅套、內(nèi)芯和兩個蓋板，所述兩個蓋板分別固定連接于所述銅套的開口兩端并與所述銅套配合形成一個用于容納所述內(nèi)芯的封閉空間，所述內(nèi)芯和所述銅套之間具有間隙；還包括一個主軸，所述主軸貫穿所述兩個蓋板和所述內(nèi)芯的中心設(shè)置，在所述主軸內(nèi)開設(shè)有冷卻介質(zhì)流通通道；其中，所述內(nèi)芯為圓柱體結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)芯朝向所述銅套的外周面上設(shè)置有凸棱，所述凸棱從所述內(nèi)芯的一端環(huán)繞所述內(nèi)芯的外周面螺旋延伸至所述內(nèi)芯的另一端，用以形成冷卻介質(zhì)通過的螺旋通道；所述內(nèi)芯朝向所述蓋板的兩個端面分別為進水面和出水面，所述進水面和出水面上分別成型有多個由中心向外輻射的第一導流槽；所述主軸包括進水管和出水管，在所述兩個蓋板與所述銅套形成的封閉空間內(nèi)，所述進水管上設(shè)有進水口，所述出水管上設(shè)有出水口，所述進水管通過所述進水口與所述進水面相連通，所述出水管通過所述出水口與所述出水面相連通。
[0008]上述冷卻輥中，所述蓋板朝向所述內(nèi)芯的端面上設(shè)置有與所述第一導流槽相對應(yīng)的第二導流槽，所述第一導流槽和所述第二導流槽配合形成導流通道，用以引導冷卻介質(zhì)流通。
[0009]上述冷卻輥中，所述導流通道的橫截面為圓形，所述第一導流槽的深度大于所述第二導流槽的深度。
[0010]上述冷卻輥中，所述第一導流槽沿所述進水面和/或出水面的徑向延伸，且所述第一導流槽均勻設(shè)置于所述進水面和出水面上，其數(shù)量為40-60個。
[0011]上述冷卻輥中，所述內(nèi)芯朝向所述銅套的外周面上設(shè)置有多個凸棱，多個所述凸棱對應(yīng)設(shè)置形成冷卻介質(zhì)通過的多頭螺旋通道。
[0012]上述冷卻輥中，所述凸棱沿所述內(nèi)芯徑向的寬度為2_5mm，所述凸棱沿所述內(nèi)芯軸向的寬度為4-8mm ;所述多頭螺旋通道的螺距為15_25mm。
[0013]上述冷卻輥中，所述凸棱沿所述內(nèi)芯徑向的寬度為5mm，所述凸棱沿所述內(nèi)芯軸向的寬度為5mm，所述多頭螺旋通道的螺距為20mm。
[0014]上述冷卻輥中，所述內(nèi)芯朝向所述銅套的外周面上設(shè)置有4個凸棱，4個所述凸棱的始端均勻分布在所述內(nèi)芯的外周面的同一圓周上。
[0015]上述冷卻輥中，所述凸棱與所述內(nèi)芯一體設(shè)置，所述凸棱的終端和始端分別與所述內(nèi)芯的兩邊緣之間有空隙，所述凸棱與所述銅套相接觸。
[0016]上述冷卻輥中，所述進水面和所述出水面在靠近軸心的部分沿軸向方向凹陷。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下優(yōu)點，
[0018](I)本實用新型的銅套在高速旋轉(zhuǎn)下，螺旋形凸棱對附著于銅輥內(nèi)表面的水產(chǎn)生攪動作用，進而克服了銅輥內(nèi)表面和循環(huán)水之間存在的層流現(xiàn)象，增強了銅輥的冷卻能力，確保了非晶帶材的質(zhì)量。
[0019](2)本實用新型的冷卻輥，所述多頭螺旋通道的大導程、小螺距的結(jié)構(gòu)縮短了冷卻介質(zhì)的通過時間，降低了出口冷卻介質(zhì)的溫度，縮小了冷動輥進出水口的溫差，更好地保證非晶成型的過冷度。
[0020](3)本實用新型的冷卻輥，所述螺旋通道的是多頭螺旋，使得螺旋通道大導程布置的前提下，保證足夠的熱交換面積，保證非晶成型的過冷度。
[0021](4)本實用新型的冷卻輥，所述螺旋通道布置于內(nèi)芯外表面，使得常規(guī)機加工制造時，成型容易，節(jié)省銅套材料的使用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]為了使本實用新型的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本實用新型的具體實施例并結(jié)合附圖，對本實用新型作進一步詳細的說明，其中
[0023]圖1是本實用新型所述冷卻輥的剖視示意圖；
[0024]圖2是本實用新型所述螺旋通道示意圖；
[0025]圖3本實用新型所述進水面或出水面的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖4是本實用新型所述I個凸棱的設(shè)置方式示意圖。
[0027]圖中附圖標記表不為:1-主軸，2_右蓋板，3-內(nèi)芯，4_銅套,5_左蓋板，6_凸棱，7-第一導流槽，8-第二導流槽。

【具體實施方式】
[0028]如圖1-3所示，一種冷卻輥，包括銅套4、內(nèi)芯3和兩個蓋板，所述兩個蓋板分別固定連接于所述銅套的開口兩端并與所述銅套配合形成一個用于容納所述內(nèi)芯的封閉空間；還包括一個主軸I，所述主軸I貫穿所述兩個蓋板和所述內(nèi)芯的中心設(shè)置，在所述主軸I內(nèi)開設(shè)有冷卻介質(zhì)流通通道；其中，所述內(nèi)芯3為圓柱體結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)芯3朝向所述銅套的外周面上設(shè)置有凸棱6，所述凸棱6從所述內(nèi)芯的一端環(huán)繞所述內(nèi)芯的外周面螺旋延伸至所述內(nèi)芯的另一端，用以形成冷卻介質(zhì)通過的螺旋通道(如圖3所示)；其中所述凸棱沿所述內(nèi)芯徑向的寬度為5mm，所述凸棱沿所述內(nèi)芯軸向的寬度為5mm，所述螺旋通道的螺距為20mmo
[0029]所述內(nèi)芯朝向所述蓋板的兩個端面分別為進水面和出水面，所述進水面和出水面上分別成型有多個由中心向外輻射的第一導流槽7 ;所述主軸包括進水管和出水管，在所述兩個蓋板與所述銅套形成的封閉空間內(nèi)，所述進水管上設(shè)有進水口，所述出水管上設(shè)有出水口，所述進水管通過所述進水口與所述進水面相連通，所述出水管通過所述出水口與所述出水面相連通。
[0030]在上述實施方式的基礎(chǔ)上，所述蓋板朝向所述內(nèi)芯的端面上設(shè)置有與所述第一導流槽7相對應(yīng)的第二導流槽8，所述第一導流槽7和所述第二導流槽8配合形成導流通道，用以引導冷卻介質(zhì)流通。
[0031]在上述實施方式的基礎(chǔ)上，所述導流通道的橫截面為圓形，所述第一導流槽的深度大于所述第二導流槽的深度。
[0032]在上述實施方式的基礎(chǔ)上，所述第一導流槽沿所述進水面和/或出水面的徑向延伸，且所述第一導流槽均勻設(shè)置于所述進水面和出水面上，其數(shù)量為40-60個(如圖4所示)O
[0033]在上述實施方式的基礎(chǔ)上，所述凸棱與所述內(nèi)芯一體設(shè)置，所述凸棱的終端和始端分別與所述內(nèi)芯的兩邊緣之間有空隙，所述凸棱與所述銅套相接觸。
[0034]在上述實施方式的基礎(chǔ)上，所述進水面和所述出水面在靠近軸心的部分沿軸向方向凹陷。
[0035]在其它實施方式中，所述內(nèi)芯朝向所述銅套的外周面上設(shè)置有多個凸棱，多個所述凸棱對應(yīng)設(shè)置形成冷卻介質(zhì)通過的多頭螺旋通道。優(yōu)選地，所述內(nèi)芯朝向所述銅套的外周面上設(shè)置有4個凸棱，4個所述凸棱的始端均勻分布在所述內(nèi)芯的外周面的同一圓周上。所述凸棱沿所述內(nèi)芯徑向的寬度為5mm，所述凸棱沿所述內(nèi)芯軸向的寬度為5mm，所述多頭螺旋通道的螺距為20臟，導程為80mm。所述凸棱沿所述內(nèi)芯徑向的寬度可以為2mm、3mm或其它值，優(yōu)選在2-5mm的范圍內(nèi)，所述凸棱沿所述內(nèi)芯軸向的寬度可以為4mm、6mm、7mm或其它值，優(yōu)選在4-8_的范圍內(nèi)；所述多頭螺旋通道的螺距可以為15mm、18mm或其它值，優(yōu)選在15-25mm的范圍內(nèi)。
[0036]顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本實用新型的保護范圍之中。
【權(quán)利要求】
1.一種冷卻輥，包括銅套、內(nèi)芯和兩個蓋板，所述兩個蓋板分別固定連接于所述銅套的開口兩端并與所述銅套配合形成一個用于容納所述內(nèi)芯的封閉空間； 還包括一個主軸，所述主軸貫穿所述兩個蓋板和所述內(nèi)芯的中心設(shè)置，在所述主軸內(nèi)開設(shè)有冷卻介質(zhì)流通通道； 其特征在于， 所述內(nèi)芯為圓柱體結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)芯朝向所述銅套的外周面上設(shè)置有凸棱，所述凸棱從所述內(nèi)芯的一端環(huán)繞所述內(nèi)芯的外周面螺旋延伸至所述內(nèi)芯的另一端，用以形成冷卻介質(zhì)通過的螺旋通道； 所述內(nèi)芯朝向所述蓋板的兩個端面分別為進水面和出水面，所述進水面和出水面上分別成型有多個由中心向外輻射的第一導流槽； 所述主軸包括進水管和出水管，在所述兩個蓋板與所述銅套形成的封閉空間內(nèi)，所述進水管上設(shè)有進水口，所述出水管上設(shè)有出水口，所述進水管通過所述進水口與所述進水面相連通，所述出水管通過所述出水口與所述出水面相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻輥，其特征在于， 所述蓋板朝向所述內(nèi)芯的端面上設(shè)置有與所述第一導流槽相對應(yīng)的第二導流槽，所述第一導流槽和所述第二導流槽配合形成導流通道，用以引導冷卻介質(zhì)流通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的冷卻輥，其特征在于，所述導流通道的橫截面為圓形，所述第一導流槽的深度大于所述第二導流槽的深度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的冷卻輥，其特征在于， 所述第一導流槽沿所述進水面和/或出水面的徑向延伸，且所述第一導流槽均勻設(shè)置于所述進水面和出水面上，其數(shù)量為40-60個。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的冷卻輥，其特征在于， 所述內(nèi)芯朝向所述銅套的外周面上設(shè)置有多個凸棱，多個所述凸棱對應(yīng)設(shè)置形成冷卻介質(zhì)通過的多頭螺旋通道。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的冷卻輥，其特征在于， 所述凸棱沿所述內(nèi)芯徑向的寬度為2-5mm,所述凸棱沿所述內(nèi)芯軸向的寬度為4_8mm ；所述多頭螺旋通道的螺距為15-25mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的冷卻輥，其特征在于， 所述凸棱沿所述內(nèi)芯徑向的寬度為5mm，所述凸棱沿所述內(nèi)芯軸向的寬度為5mm，所述多頭螺旋通道的螺距為20mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的冷卻輥，其特征在于，所述內(nèi)芯朝向所述銅套的外周面上設(shè)置有4個凸棱，4個所述凸棱的始端均勻分布在所述內(nèi)芯的外周面的同一圓周上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的冷卻輥，其特征在于，所述凸棱與所述內(nèi)芯一體設(shè)置，所述凸棱的終端和始端分別與所述內(nèi)芯的兩邊緣之間有空隙，所述凸棱與所述銅套相接觸。
10.根據(jù)權(quán)利要求5-9任一所述的冷卻輥，其特征在于，所述進水面和所述出水面在靠近軸心的部分沿軸向方向凹陷。
【文檔編號】B22D11/06GK203944807SQ201420300586
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月6日
【發(fā)明者】江傳寶, 李紅晨, 史晨曦, 張亞棟 申請人:日照博遠非晶金屬材料有限公司