СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ БАНДАЖИРОВАННЫХ РОЛИКОВ Российский патент 1998 года по МПК B23K9/04 B23P6/02 

Изобретение относится к области ремонта сваркой и может быть использовано при восстановлении наплавкой колец бандажированных роликов, в частности машин непрерывного литья заготовок, а также бандажированных деталей металлургического и прокатного оборудования.

Ролики зоны вторичного охлаждения эксплуатируются в сложных условиях - в условиях циклического термомеханического воздействия со стороны слитка, окислительного воздействия охлаждающей жидкости, абразивного действия окалины слитка и др. В результате ролики быстро выходят из строя вследствие износа и образования трещин термической усталости на поверхности колец бандажа. После износа до минимального диаметра ролики подвергают срезке бандажных колец и бочку используют повторно. Вместо операции срезки колец предлагается наплавкой восстанавливать диаметр колец до исходного размера.

Известен способ восстановления деталей малого диаметра, при котором рекомендуется применять небольшие значения силы сварочного тока (Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением. /Под ред. Б.Е.Патова. М. : Машиностроение, 1974. с.731-732). Недостатком известного способа является невозможность его применения для наплавки колец бандажированных роликов, т. к. не определена температура и скорость предварительного подогрева.

Наиболее близким к заявляемому является способ восстановления роликов, при котором в качестве наплавочных материалов используют проволоки типа Св-08, Св-08А, Нп-3ОХГСА диаметром 3-4 мм, наплавляют на токе 300-400 А под флюсом АР-348А (Гребеник В.М., Гордиенко А.В., Цапко В.К. Повышение надежности металлургического оборудования. М.: Металлургия, 1988. С. 478-479). Недостатком известного технического решения является отсутствие регламентации режимов нагрева и наплавки колец бандажа. В результате при наплавке по известному способу наблюдается проскальзывание колец бандажа по бочке ролика в процессе его эксплуатации и ролик преждевременно выходит из строя.

Техническая задача изобретения - обеспечение возможности качественной наплавки изношенных колец бандажа роликов, исключающей проскальзывание колец по бочке в процессе наплавки и эксплуатации.

Поставленная задача достигается тем, что наплавку колец бандажированных роликов производят после их подогрева со скоростью не более 80^oC/ч до температуры не более 150^oC, наплавку осуществляют на токе не более 350 A, а в процессе наплавки допускают разогрев колец бандажа до температуры не выше 300^oC, после полной наплавки всех колец ролик подвергают термической обработке: нагревают со скоростью не более 80^oC/ч до температуры 470-500^oC, выдерживают в течение 7-8 ч и охлаждают со скоростью не более 80^oC/ч до температуры 120^oC, далее на воздухе.

Бандажные кольца на роликах насаживаются на бочку посадкой с натягом. При наплавке изношенных колец по обычной технологии происходит перегрев колец и наблюдается снятие посадочных напряжений, что приводит к проскальзыванию бандажа в процессе его эксплуатации. Для предотвращения проскальзывания предварительный подогрев производят со скоростью не более 80^oC/ч. При увеличении скорости подогрева наблюдается быстрый нагрев колец бандажа (ввиду их малой толщины), а бочка ролика остается еще холодной и при наплавке будет наблюдаться быстрый теплоотвод в бочку ролика, что может привести к образованию закалочных структур в бандаже и зарождению трещин. Верхний предел подогрева (150^oC) выбран из условия предотвращения перегрева бандажа в процессе наплавки. С этих же позиций выбрано и предельное значение тока (350 A). При превышении этих значений наблюдается перегрев колец выше 300^oC, снижается прочность металла, что приводит к уменьшению посадочных напряжений и повышению вероятности проскальзывания колец бандажа в процессе эксплуатации.

Сразу после наплавки ролик имеет высокие остаточные сварочные напряжения, поэтому его подвергают термической обработке непосредственно на наплавочной установке путем нагрева газовыми горелками или в печи. В процессе термической обработки ролик нагревают со скоростью не более 80^oC для обеспечения одновременного равномерного прогрева колец бандажа и бочки ролика, выдерживают при температуре 470-500^oC в течение 7-8 ч, что обеспечивает максимальное снижение остаточных сварочных напряжений при сохранении посадочных напряжений неизменными (т.к. при термообработке и кольца, и бочка ролика нагреваются одновременно до заданной температуры, а при наплавке - только кольца бандажа). После отпуска производится замедленное охлаждение со скоростью не более 80^oC/ч до температуры 120^oC, далее на воздухе. Замедленное охлаждение применяется для предотвращения поводок ролика и образования трещин.

Пример выполнения предложенного способа
Первоначальный наружный диаметр бандажированных роликов машин непрерывного литья заготовок был 250 мм, а бочки 220 мм. По мере эксплуатации ролика производилась механическая обработка поверхности колец для удаления дефектов (сетки разгара). Ролик вышел из работы при наружном диаметре колец бандажа, равным 240 мм. Ролик имел 14 колец шириной по 80 мм и насаженных на бочку с натягом. После установки ролика на наплавочную установку производят нагрев колец бандажа со скоростью 60^oC/ч до температуры 130^oC. Наплавку производят проволокой Св-12Х13 диаметром 3 мм под флюсом АН-20С. Режим наплавки: ток 250 А, напряжение 30 В, скорость наплавки 20 м/ч. Температуру колец контролируют оптическим пирометром "Кельвин". При повышении температуры кольца до 300^oC (из-за воздействия тепла дуги) наплавку данного кольца прекращают и производят наплавку следующего, а после охлаждения первого кольца до 130-150^oC осуществляют его дальнейшую наплавку до требуемого диаметра. Аналогичным способом производят наплавку всех колец бандажа. После окончания наплавки ролик помещают в печь и подвергают термической обработке: нагревают со скоростью 70^oC/ч до температуры 480^oC, выдерживают в течение 7 ч и охлаждают со скоростью 70^oC/ч до температуры 120^oC, далее на воздухе.

Преимущества заявленного способа восстановления бандажированных роликов состоят в повышении срока службы роликов и исключении проскальзывания колец бандажа во время эксплуатации роликов.

Изобретение может быть использовано при восстановлении наплавкой колец бандажированных роликов, в частности машин непрерывного литья заготовок и других бандажированных деталей металлургического оборудования. Наплавку колец бандажа производят после их подогрева со скоростью не более 80^oC/ч до температуры не более 150^oC. Наплавку осуществляют на токе не более 350 А. В процессе наплавки допускают разогрев колец бандажа до температуры не выше 300^oC. После полной наплавки всех колец ролик подвергают термической обработке. Нагревают со скоростью не более 80^oC/ч до температуры 470-500^oC. Выдерживают в течение 7-8 ч и охлаждают со скоростью не более 80^oC/ч до температуры 120^oC. Далее на воздухе. Способ обеспечивает качественную наплавку колец бандажа роликов, исключает проскальзывание колец по бочке в процессе эксплуатации. 2 з.п. ф-лы.

1. Способ восстановления бандажированных роликов преимущественно машин непрерывного литья заготовок, включающий предварительный подогрев и наплавку износостойкого слоя, отличающийся тем, что предварительный подогрев колец бандажа производят со скоростью не более 80^oC/ч до температуры не более 150^oC, а наплавку осуществляют на токе не более 350 А. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в процессе наплавки допускают разогрев колец бандажа до температуры не выше 300^oC. 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что после полной наплавки ролик нагревают со скоростью не более 80^oC/ч до температуры 470 - 500^oC, выдерживают в течение 7 - 8 ч и охлаждают со скоростью не более 80^oC/ч до температуры 120^oC, далее на воздухе.