CS220017B1 - Způsob výroby litých válců - Google Patents

Abstract

Způsob výroby válců, zejména pro středojemné profilové válcovací tratě, s čepy o malé kuželovitosti a válcovými konci malého průměru, který se vyznačuje litý tělem s vysokou otěruvzdorností a životností a čepy prostými vnitrních a povrchových materiálových vad, kde se válec odleje nastojato do kokily a po odlití se za tepla překovají kuželovité části a pak válcovité konce čepů, načež se válec tepelně zpracuje normalizačním žíháním a následným popouštěním.

Description

Vynález se týká způsobu výroby litých válců, zejména pro středojemné profilové válcovací tratě, s čepy o malé kuželovitosti a válcovými konci malého průměru.

Tradičním způsobem výroby válců je jejich odlévání do forem na stojato, a to do forem pískových, kovových nebo kombinovaných. Tímto způsobem se vyrábějí válce různých typů a velikostí z litiny nebo z oceli. Při odlévání válců dochází k poměrně vysokému využití kovu, hlavní výhodou je vysoká životnost litých válců. Nevýhodou způsobu výroby odlévaných válců je, že lité válce se nevyznačují vysokými materiálovými vlastnostmi a proto lze tyto válce použít pro tváření s menšími měrnými tlaky. Další nevýhodou je, že při tuhnutí válců, jako útvarů s podélnou osou, ve svislé poloze při rozdílných podmínkách intenzity odvodu tepla formou po výšce válce vytvářejí se v osových oblastech těla a zejména v čepech válce řediny, staženiny a vycezeniny, působící negativně na jakost válců, zejména s většími technologickými přídavky materiálu, jak je to běžné u odlitých horních čepů, které mají při válcování funkci hnacích čepů. Proto není možno vyrábět jakostní lité válce s čepy malých průměrů o malé kuželovitosti a s válcovými konci malého průměru, které jsou určeny pro středojemné profilové válcovací tratě.

Odstředivým litím válců s vodorovnou, šikmou nebo svislou osou válce při odlévání z oceli nebo litiny dosáhnou se sice lepší mechanické vlastnosti válců, zejména otěruvzdornost, avšak nevýhodou jsou značné náklady na pořízení strojního zařízení k provádění tohoto způsobu výroby, které při omezené možnosti použití vysoce legovaných materiálů umožňuje vyrábět válce jen do určitého průměru.

Byl též navržen způsob výroby válců, při němž se dolní čep a tělo válce s nálitkem odlije do formy a horní čep, který má při funkci válce být hnacím čepem se vykove z horní části těla válce. U tohoto způsobu výroby válců je vysoce namáhaný hnací čep z kovaného materiálu s jemnou strukturou a tělo válce a spodní čep má licí strukturu a dochází k vysokému využití tekutého kovu. Nevýhodou však je příliš velká redukce kovů při úplném vykování čepů z bloku válce, což vede u nadeutektoidních legovaných ocelí ke vzniku trhlin. Z tohoto důvodu jsou při této technologii kladeny vysoké požadavky na dodržení přesných kovacích teplot. Válce vyrobené podle této technologie jsou vhodné pro těžké tratě s vysokou přetvářnou prací.

Běžně používaná je také technologie celokovaných válců. U ní se dosahuje homogenní struktury, kvalitního povrchu a vysokých hodnot mechanických vlastností válců. Proto se takto zhotovené válce uplatňují pro tváření kovů za studená s vysokou přetvářnou prací. Nevýhodou této technologie je nízké využití materiálu při výrobě válců z ingotů, vysoka cena válců a nepoměrně nižší životnost pracovních povrchů s porovnáním s válci litými.

Kromě výše uvedených techologií je znám způsob svařování válců ze dvou nebo více částí, navařování pracovní vrstvy válců a bandažování válců. Tyto technologie se uplatňují pouze v omezeném rozsahu pro výrobu válců se zvláštními požadavky nebo pro výrobu válců mimořádně velkých rozměrů. Jejich nevýhodou je omezený rozsah výroby, požadavky na zvláštní materiály a nákladná zařízení a jejich vysoká cena.

Nedostatky známého stavu techniky odstraňuje způsob výroby litých válců, zejména pro středojemné profilové tratě podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se válce odlijí na stojato do kokily, po odlití válců se za tepla překovají kuželovité části a pak válcovité konce čepů, načež se válce tepelně zpracují normalizačním žíháním s následným popouštěním.

Výhodou vynálezu je, že se získá hutný materiál bez vycezenin, ředin a ostatních materiálových vad v potřebné tloušťce od povrchu čepů. Získá serovněž válec s litým tělem s vysokou otěruvzdorností a životností a s čepy prostými vnitřních a povrchových vad.

K bližšímu osvětlení se dále uvádí příklad výroby válce podle vynálezu. Válec pro středojemnou trať o průměru 760 mm a délky těla 1280 mm, se spodním čepem o průměru 310/470 mm, délky 1110 mm, horním čepem o průměru 570/620 mm a délkou 1700 milimetrů i s nálitkem, se odléval z oceli obsahující v hmotnostních jednotkách 0,85 procenta uhlíku, 0,45 % manganu, 0,60 % křemíku, 0,035 °/o fosforu, 0,035 % síry, 1,42 procenta chrómu, 0,35 % molybdenu, zbytek železo a obvyklé příměsi na stojato do kokily, čepy do formovací směsi CT — CrMg a šamotu.

Odlitek válce se nahřál podle předepsaného tepelného režimu na kovací teplotu 1150 °C. V prvé fázi se vykonal manipulační čep o rozměrech podle použitého vahadla. V další fázi se vykovaly kuželovité části čepu o průměru 480/400 mm a potom následovalo kování válcových částí obou čepů na požadované průměry 400 mm u hnacího a 300 mm u unášecího čepu a délky 1130 milimetrů a 1070 mm. Stupeň prokování čepů činil u hnacího čepu od 2,3 do 2,65 a u unášecího čepu od 1,2 do 1,5. Po vykování čepu následovalo normalizační žíhání s popouštěním: nahřev 20 °C za hodinu, výdrž 5 hodin na teplotě 650 °C, nahřev 30 °C/h, výdrž 16 hodin na teplotě 850 °C, ochlazení na vzduchu do teploty 450 °C, nahřev 20 °C/h na teplotu 600⁺²° °C, výdrž 20 hodin na teplotě 600 °C, chlazení v peci 30 °C/h do teploty 150 °C.

Dosažená tvrdost válce se pohybovala mezi 270 až 280 HB.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT

   Způsob výroby litých válců, zejména pro středojemné profilové válcovací tratě, s čepy o malé kuželovitosti a válcovými konci malého průměru, vyznačený tím, že se válce odlijí na stojato do kokily, po odlití válvynalezu ců se za tepla překovají kuželovité části a pak válcovité konce čepů, načež se válce tepelně zpracují normalizačním žíháním s následným popouštěním.