Способ упрочнения металлической поверхности Советский патент 1993 года по МПК B21B28/02 

ел

С

Использование: повышение стабильности обработки и улучшение качества поверхности прокатных валков в процессе их эксплуатации. Поверхность валка обрабатывают вращающейся упругой щеткой, взаимодействующей с алюминиевым материалом. Обработке подвергают поверхность валка в зоне с температурой 100-200° С в процессе их эксплуатации. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области металлообработки, а именно упрочнению изделий методом поверхностно-пластического деформирования с одновременным нанесением покрытия из пластических материалов и может быть использовано для восстановления изношенных деталей, прокатных валков и т.д.

Известен способ поверхностной обработки прокатных оалков в процессе прокатки, согласно которому валок после выхода из очага деформации подвергают наклепу бойком 1. Однако этот способ не обеспечивает получение наклепанного слоя на валках из высокопрочного чугуна.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ поверхностной обработки прокатных валков, согласно которому валок обрабатывают вращающейся упругой щеткой, взаимодействующей перед зоной

обработки поверхности с алюминиевым материалом 2.

Недостатком этого способа является нестабильность обработки, а следовательно низкое качество полученной поверхности прокатных валков, что сказывается на их эксплуатации.

Цель изобретения -улучшение качества обработанной поверхности и повышение стабильности способа.

Поставленная цель достигается тем, что в способе упрочнения металлической поверхности, включающем ее обработку вращающейся упругой щеткой, взаимодействующей перед зоной обработки поверхности с алюминиевым материалом, обработке подвергают зону с температурой поверхности 100-200° С.

Сущность способа заключается в том, что алюминиевое покрытие наносят на металлическую поверхность, в качестве котоvj О

СА)

Ю VJ VJ

со

рой взят калибр прокатного валка, в процессе всего цикла прокатки, причем алюминий наносят на поверхность палка, только что вышедшую из очага деформации и разогретую до температуры 100-200° С, При этом процесс нанесения алюминиевого покрытия идет стабильно. Покрытие получается качественное - нет отслоений и пор. При дальнейшем вращении валка нанесенное покрытие попадает вновь в очаг деформации, мгновенно нагревается, окисляется и диффундирует в поверхностный слой валка, образуя интерметаллиды, значительно повышающие твердость наносимого покрытия. Таким образом, в процессе прокатки происходит истиранме покрытия, вновь его нанесение, упрочнение поверхностного слоя за счет наклепа металлической щеткой поверхностного слоя и диффузионный металлизации алюминием.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где дана схема реализации способа упрочнения металлической поверхности (в частности прокатного валка).

Упрочнение валка 1 осуществляют обработкой его упругой щеткой 2, которая одновременно упрочняет (наклепывает) поверхность и наносит алюминиевое покрытие. Позицией 3 обозначен металл. Щетку устанавливают со стороны выхода металла из очага деформации, в зоне, где его температура поверхности становится равной 100-200° С.

В процессе прокатки металла в валках 1,4 происходит разогрев последних. От вращения упругой щетки происходит разогрев алюминиевого слитка 5, в результате чего алюминий стекает и покрывает валок 1.

Чтобы достигнуть стабильности способа, задают натяг, т.е. величину сближения осей щетки 2 и калибра валка 1 поддерживают постоянной. Для этого устанавливают механизм б, создающий натяг. Щетка 2 снабжена приводом 7. Ширина щетки равна ширине прокатываемого металла.

Пример. Прокатку с одновременным упрочнением металлической поверхности (валка) проводили на стане 300 № 2 Магнитогорского меткомбината. Производили

Формула изобретения Способ упрочнения металлической поверхности преимущественно прокатных валков, включающий ее обработку вращающейся упругой щеткой, взаимодействующей перед зоной обработки поверхности с алюпрокатку полосы размером 75x4 мм из сталей марок СтЗпс, СтЗсп, ВЗпс и ВЗсп.

Тщательное покрытие наносили на калибры чугунного валка исполнения СПХН- 50, с твердостью бочки 50 ед. по Шору и рабочим диаметром 414 мм.

За оценочный показатель износостойкости валка принята интенсивность износа калибра, которую определяли так: .. А

ИN

где А - общая площадь выработки калибра, мкм (определяли опытным путем с помощью построения профилограммы кэлибра до прокатки и после);

N -число циклов (оборотов) выполненных валком при прокатке заданного количества металла, об.

За эталонный показатель принята интенсмвность износа металлической поверхности у прототипа. При этом, площадь выработки калибра составила 9,68х106 мкмХ Количество циклов, выполненных валком - 53231 оборотов, интенсивность износа составила И 179 мкм2/об.

Далее осуществляли процесс прокатки с одновременным нанесением покрытий на рабочий калибр, причем щетку подводили к валку в точках, имеющих различную температуру поверхности. Фиксировали число циклов, выполненных валком, измеряли общую площадь выработки калибра и рассчитывали интенсивность износа.

Результаты экспериментов приведены

в таблице.

Как видно из приведенных данных интенсивность износа металлической поверхности значительно снижается при нанесении А покрытия в зоне температуры

поверхности 100-200° С.

При применении в прокатном производстве данного способа значительно увеличивается срок службы валков, сокращается количество перевалок для переточки калибров и тем самым повышается производительность стана.

В результате использования данного решения ожидаемый экономический эффект составит около 50 тыс:рублей в год.

миниевым материалом, отличающий- с я тем, что, с целью повышения стабильности обработки и улучшения качества поверхности, o6paf5oTKe подвергают зону поверхности прокатных, волков с температурой 100-200° п процессе их эксплуатации.