一種軋機線圈成型裝置，包括：旋轉套筒，該旋轉套筒支承細長路徑中空結構例如吐絲管，用于在細長材料被軋制后接納細長材料。細長路徑/管結構的任何部分、包括整個結構是通過激光燒結（LS）工藝形成。通過激光燒結工藝形成的線圈成型裝置細長路徑/管部件可以被構造為任意三維復合彎曲形狀，該形狀能復制已知吐絲管的平滑的、連續的彎曲細長材料輸送路徑、或者任意其他期望路徑。激光燒結路徑部件制造過程便于構造不能使用彎曲的對稱壁管、管材或其他導管來容易地制造的非對稱結構。LS制造的結構便于在部件內形成多個區域，例如包括耐磨區域、材料離開或材料輸送引導區域或者減小摩擦區域。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術的實施方式涉及通常稱為吐絲機(laying head)的軋機線圈成型裝置，并且更具體地涉及吐絲機中的可替換吐絲機路徑,例如吐絲管。
技術介紹
_4] 現有技術的描述軋機線圈成型吐絲裝置將移動的經軋制的細長材料形成為一連串螺旋連續的環形圈。可在下游通過將這些環形圈捆扎成螺旋匝線圈而對這些環形圈進行進一步處理。已知的吐絲機在美國專利No. 5，312，065、No. 6，769，641以及No. 7011，264中總體描述，所述專利全部通過參引合并到本文中，就如同完全包含在本文中一樣。如在這些專利中所描述的，軋機吐絲系統包括套筒、管支承件以及吐絲管。套筒和管支承件適于使吐絲管旋轉，使得吐絲管能夠接納細長材料進入其入口端。該吐絲管具有由套筒的喇叭形部分包圍的彎曲中間部分，并且還具有從套筒的旋轉軸線沿徑向向外伸出并且大致與套筒的旋轉軸線相切的端部部分。旋轉套筒和吐絲管結合使經軋制材料一致形成為螺旋彎曲形狀。可以使用具有不同輪廓和/或直徑的吐絲管來取代吐絲管，以便改裝吐絲機以適應不同尺寸的經軋制材料或者替換磨損的管。此外，經軋制材料的螺旋狀成型是在旋轉螺旋引導件中完成的，螺旋引導件包括用于圍繞經軋制材料的外周容納經軋制材料的槽。在美國專利No. 6，769，641中所描述的螺旋引導件為具有形成在邊沿部段中的周向槽的分段的、扇形的、模塊邊沿構造。大致環形的環或套管(通常也稱為端環或引導環)具有限定吐絲管排出端和螺旋引導件的引導面，使得細長材料在其以完全卷繞式構型的形式被排出到用于隨后的捆扎和其他處理的傳送機時受到徑向限定。包括一個或更多個傾卸板的樞轉傾卸機構可以被定位在套筒遠端的端部環/套管的大約六點鐘處的位置或者底部位置。改變傾卸機構的相對于環/套管的內徑表面的樞轉攻角有利于控制細長材料的卷繞，例如用以補償細長材料塑性厚度、成分、軋制速度以及橫截面結構的變化。葉絲管設計和操作限制如之前提及的，中空吐絲管與旋轉套筒和管支承件組合，使經軋制材料一致地形成為螺旋彎曲形狀。通常，吐絲管由在成形夾具中通過施加外部熱或機械力而被彎曲以形成期望的大致螺旋形輪廓的連續長度的對稱鋼管或鋼管材形成。通常選擇鋼管或管材用于構造吐絲管以相對較容易地加工成期望的最終大致螺旋形形狀以及相對較低的材料購買成本。但是商用鋼管或管材具有相對低的硬度，這對于軋機操作、生產和維護而言是不期望的限制因素。以最高達500英尺/秒(150米/秒)的速度前進的細長材料被接納在吐絲系統入口端中，并在排出端處呈一連串連續線圈環的形式而被排出。以這樣的速度，經熱軋制的產品在吐絲管上施加負面作用，使內部管表面經歷快速的局部摩擦磨損和過早失效。另外，當吐絲管磨損時，它們將穩定的環形式樣傳送到位于吐絲機的排出端處的環形線圈接納傳送機的能力減退。不穩定的環形式樣擾亂冷卻均勻性，并且還加劇通常稱為“彎斜(cobbling)”的卷繞問題。多年來，廣泛接受的是具有減小的孔徑的吐絲管提供許多顯著優點。通過在較小的空間內在徑向上壓縮熱軋制產品，提高了引導性并且傳送至冷卻傳送機的環形式樣更一致，使得能夠以更快的速度軋制。然而，不幸地，這些優點在很大程度上被由于產品的較高速度所引起的顯著加速的管磨損所抵消。另外，孔徑減小的管僅可以用于小直徑的產品，因此其必須被替換為較大孔徑的管以用于卷繞較大直徑的產品。需要頻繁且費用高的軋機停機以及預防性維護以替換過早磨損的吐絲管以及解決與細長材料的彎斜相關聯的問題。在吐絲管變得磨損而使其經受管壁破裂的情況下，重軋事故可能影響吐絲機上游的細長材料給送。從耐磨性的觀點出發，期望由相對硬的低表面摩擦的鋼形成吐絲管內部耐磨表面，并且還期望執行另外的表面硬化和熱處理，但是這樣的耐磨處理步驟必須與制造管的容易性和成本相平衡。因此，在過去，本領域的普通技術人員認為必須通過采用較大孔的吐絲管并且以低于軋機的額定設計速度的降低的速度軋制來折衷吐絲管設計和性能。大于期望的吐絲管內徑以及降低的軋制速度的組合已經被實施以便在規定維修的“停工期”期間安排預防性維修的管替換。取決于直徑、速度和產品成分，常規的以及當前的吐絲管必須在處理大約3，000噸或更少的細長材料量之后以標準碳鋼管替換。本領域的普通技術人員已經再三嘗試增加吐絲管的使用壽命以用于更大的總處理噸數，使其在被替換之前可以處理更多細長材料。例如，如在美國專利No. 4，074，553和No. 5，839，684中所公開的，已經提出使用插入到外部吐絲管殼體中的耐磨插入環來內襯吐絲管。在吐絲管殼體的彎曲部段內的鄰接環具有不連續的間隙，對于在吐絲管內輸送的細長材料的平滑前進而言不期望有這些不連續的間隙。美國專利No. 6，098，909公開了不同的方法其中，除去吐絲管而以由圓錐形插入物的外表面中的螺旋槽限定的引導槽來代替，該圓錐形插入物被圓錐形外殼體包圍，并且插入物能夠在外部殼體內旋轉以使磨損圖案在外部殼體的內表面上逐漸移位。不認為螺旋槽圓錐形插入物方法容易與所有現存的、目前結合有吐絲管結構的套筒式吐絲機都兼容。還進行嘗試以對內部吐絲管表面進行滲碳，以便增加硬度和耐磨性。然而，滲碳過程需要從升高的處理溫度進行劇烈的淬火，這可能使管的彎曲變形。還發現該滲碳層相對易碎，并且在由于暴露于熱軋制產品而導致的上升溫度處韌度降低。本專利申請的所有者還公開了將滲硼層應用于吐絲管耐磨表面，通過使它們經受硼原子擴散到管內部的熱化學處理以增加硬度。參見專利合作條約申請名為“BoronizedLaying Pipe (滲硼層管)”，于2011年9月2日提交至美國受理局，序列號為PCT/US2011/050314。本專利申請的所有者還公開了具有內部和外部緊摩擦接合同心層的吐絲管，其中，由于離心力、局部熱膨脹的差異以及在層之間的熱循環，在吐絲機操作期間內層相對于外層軸向前進。因此，吐絲管內部的磨損部沿著管內部前進，使得“新的”未磨損的表面不斷補充磨損部。參見專利合作條約申請名為“Regenerative Laying Pipe (再生層管)”,于2011年9月2日提交至美國受理局，序列號為PCT/US2011/050283。
技術實現思路
相應地，本專利技術的實施方式包括軋機吐絲管或其他細長結構，用于在吐絲機中保持并輸送細長材料，使得細長材料能夠被選擇性地卷繞。該吐絲機路徑結構可以執行常規的吐絲管的功能。在本專利技術的多方面中，吐絲機路徑結構的任意部分或該結構整體通過激光燒結(LS)工藝形成。在本專利技術的其他方面中，吐絲機路徑結構的所有或任意部分包括激光燒結超合金。通過激光燒結工藝形成的線圈成型裝置部件可以被構造為任意三維復合彎曲形狀，該部件能復制已知吐絲管的平滑的、連續彎曲的細長材料輸送路徑、或者任意的其他期望路徑。這樣的線圈成型裝置細長路徑/管部件制造過程便于構造不能使用彎曲的對稱壁管、管材或其他導管容易地制造的非對稱結構。所制造的吐線路徑結構在部件內形成多區域，例如包括耐磨區域、材料離開或材料輸送引導區域或者減小摩擦區域。這些區域可以在激光燒結過程期間形成，例如通過在燒結過程期間替換不同的燒結材料成分、或者在激光燒結過程期間聯接(例如，離子鍵和、通過緊固件機械地附接、熔接、銅焊、錫焊、電鍍等)到已形成的其他結構。另一示例性實施方式本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種用于在軋機線圈成型吐絲系統中保持和輸送細長材料的裝置，包括：細長中空的路徑結構，用于在其中輸送細長材料，所述路徑結構的至少一部分是激光燒結的超合金。
【技術特征摘要】
2011.09.26 US 61/539,062;2011.09.26 US 61/539,0141.一種用于在軋機線圈成型吐絲系統中保持和輸送細長材料的裝置，包括細長中空的路徑結構，用于在其中輸送細長材料，所述路徑結構的至少一部分是激光燒結的超合金。2.根據權利要求1所述的裝置，具有從由耐磨區域、伸出材料離開引導結構、材料輸送引導結構以及減小摩擦區域構成的組中選擇的區域。3.根據權利要求2所述的裝置，包括激光燒結的超合金區域。4.根據權利要求3所述的裝置，包括這樣的區域所述區域在其燒結成型后附接至所述路徑結構。5.根據權利要求1所述的裝置，包括用于與其他鄰接的路徑結構接合的機械接合表面。6.根據權利要求1所述的裝置，所述路徑結構具有從由非對稱輪廓和對稱輪廓構成的組中選擇的輪廓。7.根據權利要求6所述的裝置，所述路徑結構具有從由橫截面的非對稱輪廓、繞伸長軸線扭轉的非對稱輪廓、以及平滑內表面連續彎曲的非對稱輪廓構成的組中選擇的非對稱輪廓。8.根據權利要求6所述的裝置，具有從由耐磨區域、伸出材料離開引導結構、材料輸送引導結構以及減小摩擦區域構成的組中選擇的區域。9.根據權利要求8所述的裝置，包括激光燒結的超合金區域。10.一種軋機線圈成型吐絲系統，包括受驅旋轉套筒和如權利要求1所述的裝置。11.一種用于在軋機線圈成型吐絲系統中保持和輸送細長材料的裝置，包括細長...
【專利技術屬性】
技術研發人員：基思·菲奧魯奇，
申請(專利權)人：西門子工業公司，
類型：發明
國別省市：
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