SU1400683A1 - Способ производства прокатного валка - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к прокатному производству, в частности к технологии изготовлени  цилиндрических валков. Цель изобретени  - увеличение срока службы валка путем повыгаени  прочности сцеплени  износостойкого сло . На цилиндрическую заготовку наплавл ют износостойкий и пластичный слои, затем ее нагревают и подвергают винтовой прокатке, закалке с отпуском и механической обработке. При этом винтовую прокатку ведут с обжатием -по диаметру аа первый проход на 1-2 суммарной толщины наплавленных слозв, а наплавку слоев производ т на срединную часть заготовки, расположенную от концов на рассто нии 0,15-0,20 ее диаметра.

Description

о 00

00

Изобретение относитс  к прокатному производству, в частности к технологии изготовлени  цилиндрических валков.

Цель изобретени  - увеличение срока службы валка путем повышени  прочности сцеплени  износостойкого сло  с цилиндрической заготовкой.

На цилиндрическую заготовку с зачищенной поверхностью нанос т износостойкий слой автоматической элек- тродуговой наплавкой под флюсом. Затем этим же методом поверх износо- i стойкого сло  нанос т пластический слой. При этом слои нанос т на срединную часть заготовки на рассто нии от ее концов 0,15-0,20 ее диаметра . С целью снижени  наплавочных напр жений перед наплавкой заготовку подогревают до 300-400 С с помощью индуктора.

Подготовленную таким обра ом заготовку нагревают в печи до темпера- прокатки, а затем осуществл ют  интовую прокатку в калибре, образованном трем  рабочими валками, развернутыми на угол подачи, имеющими захватный, обжимный и калибрующий участки. Прокатку ведут в несколько проходов, при этом в первом проходе заготовку обжимают на 1-2 толщины наплавленных слоев, что позвол ет раздробить и уплотнить структуру наплавленных слоев, а также усилить сцепление износостойкого сло  с ос- овой. В последующих проходах получает пруток требуемого диаметра. Го- пруток подвергают термической и механической обработкам с целью получени  готового валка.

Указанный технологический режим определен исследовани ми на контактную и изгибную усталость стандартных образцов, полученных винтовой прокат кой заготовок с износостойкими и пластичными сло ми. Варьируемыми параметрами при прокатке  вл ютс  количество проходов, обжатие за проход величина наплавленного концевого участка. Фиксируемые параметры: нагрузка , количество циклов N до по влени  первых усталостных трещин на наружной поверхности и на границе износостойкий слой - основа. Макси- мальна  величина N соответствует образцам , изготовленйым из заготовок, получе)шых в пределах указанного технолог-ичсского режима. NU сущест 5 0

5

0

5

0

5 д

венно зависит от величины обжати  за первый проход и мало зависит от величины обжатий последующих проходов . У образцов, изготовленных по предлагаемому способу, зарождение и развитие усталостных трещин происходит не на границе износостойкий материал - основа. Это и показывает оптимальность предлагаемого способа изготовлени  валков с точки зрени  повышени  прочности сцеплени  износостойкого сло  с основой, позвол ющего в конечном итоге увеличить срок службы прокатного инструмента.

Прокатка наплавленной заготовки на несколько проходов дает возможность уменьшить частные обжати  деформируемого металла, следовательно, позвол ет значительно снизить уровень деформационных раст гивающих напр жений , действующих на поверхности заготовки и в подповерхностных сло х. Обжатие заготовки по диаметру за первый проход на 1-2 толщины наплавленных слоев позвол ет исключить условие возникновени  деформационных раст гивающих напр жений на границе основа - износостойкий слой. При таких обжати х радиальные напр жени  по всей этой границе раздела станов тс  сжимающими, что и благопри тствует повышению прочности сцеплени  износостойкого сло  с основой заготовки . Снижение обжати  меньше одной толщины слоев уменьшает величину радиальных сжинающих напр жений, прочность сцеплени  износостойкого сло  уже не повышает, а приводит лишь к снижению производительность прокатки- При повышении обжати  больше двух толщин слоев на определенных участках границы раздела начинает происходить смена знака радиальных напр жений, т.е. сильно сжимающие напр жени  станов тс  раст ги- , что по-видимому  вл етс  причиной снижени  прочности сцеплени  износостойкого сло  с основной

заготовки.

I

Нанесение наплавки на срединную часть заготовки, расположенную от концов на рассто нии 0,15-0,20 ее диаметра D, позвол ет вести процесс винтовой прокатки в периоды заполнени  и освобождени  очага деформации металлом, как при прокатке сплошных заготовок. В этом случае деформирование заготовки с износостойким елоем начинаетс  только после форг- ро- вапи  очага деформации и такалчинает с  в момент начала его освобождени . Это и исключает вли ние больших раст гивающих напр жений, возникающих как обычно в неустановившемс  периоде прокатки, на прочность сцеплени  износостойкого сло . Более того, при такой наплавке экономитс  дорогосто щий материал износостойкого сло , так как концы раската, соответствующие ненаплавленным участкам заготовки , обрезаютс  как технологический отход. Нанесение плавки на заготовку на рассто нии от ее концов менее 0,15 D приводит к тому, что .п- ленна  часть подвергаетс  деформированию при незаполненном очаге деформации , т.е. во врем  неустановиглпей- с  стадии процесса наблюдаетс  значительна  неравномерность истечени  металла по сечению заготовки и воч- никают большие раст гивающие напр жени , снижающие прочность сиепле.ни  износостойкого сло  с основой.

Нанесение наплавки на заготовку на рассто нии от ее концов более 0,20 D вызывает увеличение обрезки на готовых прутках, что снижает коэффициент выхода годного металла.

Применение изобретени  наиболее эффективно при производстве цилиндрических рабочих валков диаметрам А5-150 мм любой длины дл  листопрокатных станов с многовалковыми клет ми , а также при производстве других цилиндрических деталей, работающих в услови х повышенного износа, например валков листоправильных машин, пальцев траков гусеничных машин и др

Пример 1. Изготавливают листопрокатный валок диаметром 55 мм и длиной 1520 мм. Заготовкой дл  получени  валка служит прокат из стали диаметром 160 мм и длиной 1590 мм, имеющий зачищенную до металлического блеска поверхность. Слои нанос т автоматической злектродугоБой наплавкой под слоем флюса на вальценапла- вочном станке, снабженном индуктором дл  подогрева заготовки. В качестве материала износостойкого сло  используют порошковую проволоку диаметром 5 мм из быстрорежущей стали. Наплавк износостойкого сло  производ т после подогрева заготовки до 300-400 С. Наплавл ют срединную часть з готор. - ки, расположеннукз от концов на

ст..  иии 28 мм, на толщины 10 мм. Непосредственно после этого наплавл ют еще один слой толщиной 4 мм, использу  наплавочнуьэ проволоку диаметром 4 мм, и охлаждают наплавленную заготовку в коробе.

Винтовую прокатку заготовки провод т при на трехвалковом стане

10 за два прохода в валках, развернутых на угол подачи 20 град., с обжатием по диаметру за первый проход на 20мм. За второй проход деформируют заготовку до диаметра 58 мм. При этом

15 длина ргзската мм, а толщина износостойн(г(1 V, пластичного слоев 3, и 1,2 мь соответственно. После этого отрезают дефектные концевые участки и раскра1шают раскат на мер0 ные заготовки длиной по 1540 мм. Точность и качество поверхности соответствуют стандартным требовани м. Подготовленные заготовки подвергают закалке с отпуском токарной и шлифо25 вальной обработкам до диаметра 55 мм. Пример 2. Изготавливают рабочий валок диаметром 128 и длиной 1700 мм. Исходна  заготовка валка - прокат из стали диаметром 160 мм и

30 длиной 1880 мм. Слои нанос т автоматической электродуговой наплавкой под флюсом на вальценаплавочном станке , снабженном индуктором дп  подогрева заготовки. Температура подогрева 300-400 С. Наплавку износостойкого сло  производ т использу  порошковую проволоку диаметром 5 мм из быстрорежущей стали. Наплавл ют срединную часть заготовки на рассто нии от

Q концов 30 мм на толщину 10 мм. После этого наплавл ют пластичный слой тол- шиной 3 мм и охлаждают полученную заготовку в коробе.

Винтовую прокатку производ т ле нагрева заготовки до 1200 С на стане, примен   двухочаговые валки, т.е. валки с двум  последовательно расположенными на общем приводном валу бочками, развернутые на угол подачи 25 град. На первой бочке наплавленную заготовку диаметром 186 мм обжимают (первый проход) до диаметра 160 мм (на две толщины наплавленных слоев), на второй бочке - до

gg диаметра 134 мм. Полученный раскат имеет длину 3600 мм. Толщина износостойкого и пластичного слоев после прокатки 7 и 2 мм соответственно. Раскат режут на две части по 1300 мм

50

и подвергают закалке с отпуском и механической обработке.

Пример 3. Изготавливают валок диаметром 56 и длиной 500 мм. Режимы нанесени  наплавки и винтовой прокатки такие же, как в примере 1. Заготовки после сн ти  пластичного наружного сло  и шлифовани  предварительно подвергаютс  барированию порошковым контактным методом при 1150 С в течение 2 ч. Охлаждают в солевой ванне (KNO, или NaNOj), имеющей температуру ZOO-SOO C, и выдерживают 45 мин, затем охлаждают на зоздухе (эакалка). После этого при 550-570 С с вьщержкой 60 мин провод т двукратный отпуск с последующим полированием. Затем при этой же температуре в течение 1,5 ч заготовку подвергают насыщению карбидами титана в тлеющем разр де в вакуумной камере установки. Такой способ термообработки по сравнению с известными of 2спечивает повьппение твердости на 4-5 ед. HRC, Повышаютс  прочноет)1ые, износостойкие характеристики инструмента , увелич1гоаетс  прочность сцеплени  наплавленного сло  с основой валка.

Срок службы этих валков в 2,0-2,2 раза больше, чем у валков, изготовленных по известному способу.

Таким образом, предлагаемый способ позвол ет получить прокатный инструмент с более износостойким слоем повышенной прочности сцеплени  с увеличенным сроком службы.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ изготовлени  прокатного валка, включающий получение цилин15 дрической заготовки, последовательно накапливание на нее износостойкого и пластичного слоев, нагрев, винтовую прокатку, закалку с отпуском и механическую обработку, о т л и ч а 20 ю щ и и с   тем, что, с целью увеличени  срока службы валка путем повышени  прочности сцеплени  износостойкого сло  с цилиндрической заготовкой , наплавку слоев осуществл ют

   25 на срединной части заготовки, расположенной на рассто нии 0,15-0,20 ее диаметра, а винтовую прокатку производ т за несколько проходов с обжатием по диаметру за первый проход на

   30 4-2 суммарной толщины наплавленньк слоев.