Способ изготовления прокатных валков Советский патент 1981 года по МПК B21B27/00 

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОКАТНЫХ ВАЛКОВ

Изобретение относится к прокатному производству, в частности к валкам прокатных станов. Известен способ изготовления валков прокатных станов, включающий ков ку слитков, предварительную и окончательную термическую .и механическую обработки tl . Однако износостойкость этих валков недостаточно высока. Известен способ изготовления валков трубопрокатных станов, который предусматривает электродуговую наплавку поверхности валков из высоко.углеродистой стали и отжиг на зернис тый перлит с твердостью НВ 150 - 200 2. Как известно, при электродуговой наплавке, в наплавленном слое всегда имеются гпзовые пузыри и пустоты, ко торые снижают его прочность, следова .тельно, и износостойкость. Отжиг, на зернистый перлит поверхности валка после наплавки производится с целыр улучшения условий захвата заготовки /валками на снижение термоструктурных напряжений. Таким образом, и этот способ изготовления валков имеет свои недостатки. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ, заключающийся в поверхностной обкатке роликами наплавленного слоя ;валика) . Прочность наплавленного слоя в некоторой степени повышается, увеличивается и износостойкость, следовательно, срок службы валков. Наплавление бочки валка по винтовой линии производится после ковки, термической и механической обработок в подогретом состояний валка до 300-400С. Операции наплавки и обкатки роликами поверхности валка совмещены и производятся на вапьцетокарном станке. Для подогрева и наплавки валка предусмотрены специальные установки з1. Односным недостатком такого способа производства валков является то,

что операция наплавки пр,оизводится после ковки (пластической деформации) , термической и механической обработок. При такой последов.ательности операции после охлаждения наплавленного и упрочненного валка на его поверхности возникают большие температурные напряжения растяжения, обусловленные температурным перепадом наплавленного слоя и прокатного валка, составляющего 800-900 С, которые приводят к растрескиванию и преждевременному выходу его из строя.

При поверхностной обкатке роликами пластической деформации подвергается только наплавленный слой, поэтому эффект горячего сваривания слоистых материалов при больших давлениях и деформациях слоев, повышающий прочность их сцепления не достигается. В результате этого наплавленный слой склонен к отслаиванию и скалыванию, что резко сокращает срок службы валков.

Одновременная наплавка и обкатка тоже имеет сво недостатки. По мере движения обкатного ролика по наплавленному валку по винтовой линии возникают осевые силы, которые стремятся к обрыву накладываемого валка от наложенных и приводят к снижению прочности соединения отдельных валиков, плотности наплавки в целом в осевом направлении. Таким образом, обкатка роликами наплавленного слоя приводит к повышению его .-плотности только в радиальном направлении, а в осевом, наборот, к его снижению.

Цель изобретения - увеличение срока службы валков путем повышения прочности сцепления покрытия и повышения производительности их изготовления.

Поставленная цель достигается тем что металлическое покрытие наносят на литой металл перед пластической деформацией слитка, а пластическую дформацию производят винтовой прокаткой с обжатием 30-50%. Покрытие наносят с углом подъема винтовой линии по ходу винтовой прокатки.

Нанесение покрытия на литой металл перед пластической деформацией слитка и последующая пластическая деформация винтовой прокаткой с обжатием 30-50% позволяет предеформировать весь объем металла валка и покрытия одновременно, тем самым достичь условие горячего сваривания слоистых материалов, т.е. получить

прочное сцепление покрытия с металлом валка с мелкозернистой рекристаллизованной структурой и высокими прочностными свойствами. Пластическая деформация производится при равномерном нагретом состоянии покрытия и слитка, поэтому в данном случае исключается условие возникновения остаточных температурных напряжений после охлаждения. При пластической деформации с обжатием менее 30% эффект горячего сваривания покрытия с металлом валка не достигается. Обжатие более 50% за один .проход винтовой прокатной затруднительно.

Нанесение покрытия непосредственно на литой металл перед пластической деформацией слитка позволяет избегать трудоемкие операции, такие как механическая обработка бочки и ее предварительный подогрев перед нанесением покрытия. Очевидно, исключается операция упрочнения покрытия с применением обкаточных роликов и вальцетокарных станков, так как уже при пластической деформации слитка одновременно происходит более качественное упрочнение покрытия. Все это делает предлагаемый способ изготовления валков более экономическим и производительным.

Ориентация винтовой линии покрытия по ходу винтовой прокатки наряду с эффектом скручивающего действия валКОВ, благодаря которому слои перемещаются по винтовой линии, приводит к более плотной упаковке частиц покрытия в начальной стадии процесса прокатки, а в дальнейшем способствует интенсивной деформации покрытия и качественному механическому схватыванию покрытия и устранению межчастичных пор. В случае ориентации винтовой линии покрытия против хода прокатки

частицы покрытия подвергаются рас,«it

кручиванию, приводящему к менее плотной упаковке частиц покрытия, что отрицательно сказывается на сроке службы прокатных валков.

Пример. Применение предлагаемого изобретения наиболее эффективно при производстве валков многовалковых (йапример двадцативалковых) клетей. В качестве примера приведем технологию изготовления рабочего валка диаметром 30 мм и длиной 750 мм двадцативалковой клети 700.

Пример. Заготовкой для получения валка служит круглый слиток

из стали 9Х, полученный электрошлаковым переплавом, диаметром 60 мм и длиной 200 Mfi. Покрытие производят электродуговой наплавкой следующего химсостава, %: С 2,5; CV 12; Мп 3,8; SI 0,9; Ti 0,4; В 2,2 - по винтовой линии по ходу прокатки. Толщина наплавки составляет 5 мм. Непосредственно после наплавки слиток подвергают нагреву до 1100-1200 С в течение 25 мин в силитовой печи. После этого производят пластическую деформацию на трехвалковрм стане винтовой прокатки МИСиС-100 с обжатием 40-48%. Машинное время прокатки составляет 8-12 с. Точность по диаметру i О, 5 мм. На поверхности трещины и другие дефекты не обнаружены.

Благодаря исключению механической и термической обработки, а также предварительному подогреву перед наплавкой, применению высокопроизводительного, способа винтовой прокатки при формообразовании слитка и совмещению операции формообразования с упрочнением наплавки, повышается производительность производства валков на 20-30% по сравнению с известными способами.

Прочностные испытания показывают, что прочность сцепления наплавки с валком выше, чем прочность самого валка. Таким образом, применяя предлагаемый способ можно получить более

качественный, износостойкий инструмент с наименьшими затратами. Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

3.Авторское свидетельство СССР № 151662, кл. В 2 В 28/02, 1962.