DD296011A5

DD296011A5 - ROLLING RING

Info

Publication number: DD296011A5
Application number: DD89335556A
Authority: DD
Inventors: Gert Sundstedt; Jan-Erik Carlsson
Original assignee: ��@��k��
Priority date: 1988-12-13
Filing date: 1989-12-12
Publication date: 1991-11-21
Also published as: KR960007504B1; SE8804503D0; KR900010021A; EP0374116A1; ZA899448B; CA2005220C; DE68907702D1; ES2042071T3; CA2005220A1; BR8906357A; SE8804503L; AU4585089A; AU615125B2; SE464226B; JPH0699776B2; DE68907702T2; ATE91725T1; JPH02243736A; EP0374116B1

Abstract

The present invention discloses a roll ring for hot and/or cold rolling. The rolling track comprises one or several cemented carbide rings, which are cast into a casing made by an iron alloy. The cast alloy comprisin'g a materially graphitic cast iron, which after the casting contains residual austenite. This residual austenite is at subsequent heat treatment or treatments partly or totally transformed under volume increase to mainly bainite with the aim of reducing or totally eliminating the differential shrinkage between the cast iron and the cemented carbide as a result from cooling after the casting.

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft das Eingießen eines oder mehrerer Ringe aus Sinterhartmetall in Gußlegierungen auf der Grundlage von Eisen, vorzugsweise von Gußeisen. Das entstehende Produkt ist ein Verbundwalzring, der nur aus einem Stück besteht, wobei zwischen dem Sinterhartmetall und dem Gußeisen ein metallurgischer Verbund existiert. Mögliche Antriebsvorrichtungen zur Übertragung des Drehmoments sind im Gußeisenteil angeordnet.The invention relates to the casting of one or more rings of cemented carbide in casting alloys based on iron, preferably of cast iron. The resulting product is a one-piece compound rolling ring with a metallurgical bond between the cemented carbide and the cast iron. Possible drive devices for transmitting the torque are arranged in the cast iron part.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Die Verwendung von Sinterhartmetall-Walzringen für Warm- und Kaltwalzen ist durch das Problem der Übertragung des Drehmoments von der Antriebsspindel auf den Hartmetallring ohne das Verursachen großer Dehnungsbeanspruchungen gehemmt worden. Sinterhartmetall gehört zur Gruppe der spröden Werkstoffe und besitzt eine begrenzte Zugfestigkeit mit besonderer Kerbempfindlichkeit an Innenkanten, wie zum Beispiel am Boden von Keilnuten oder anderen Treibnuten sowie am Fuß von Treibernasen, die mit dem Hartmetallring ein Teil bilden. Auf solchen konventionellen Verbindungen beruhende Verfahren brachten unbefriedigende Ergebnisse. Ein anderes Verfahren für die Übertragung des Drehmoments nutzt Reibungskräfte an der Bohrungsfläche des Hartmetallrings. Die Radialkraft auf dieser Fläche ruft tangentiale Zugspannungen im Hartmetallring hervor, wobei diese an seinem Innendurchmesser am größten sind. Diese Zugspannungen überlagern andere Zugspannungen, die wählend des Bett iebs der Walze erzeugt werden.The use of cemented carbide roll rings for hot and cold rolling has been hampered by the problem of transmitting the torque from the drive spindle to the hard metal ring without causing large strain stresses. Cemented carbide belongs to the group of brittle materials and has a limited tensile strength with particular notch sensitivity at inner edges, such as at the bottom of keyways or other Treibnuten and at the foot of driver lugs that form part of the carbide ring. Methods based on such conventional compounds have given unsatisfactory results. Another method of transmitting torque utilizes frictional forces on the bore surface of the carbide ring. The radial force on this surface causes tangential tensile stresses in the carbide ring, which are greatest at its inner diameter. These tensile stresses superimpose other tensile stresses generated on the bed of the roller.

Das Aufgießen eines Mantels aus einer Eisenlegierung auf einen Hartmetallring für Walzen zum Warm- oder/und Kaltwalzen (siehe zum Beispiel das schwedische Patent Nr.7100170-5, Veröffentlichtungsnurnmer 371114) ist an sich bekannt. Es ist ebenfalls bekannt, daß Verbundwalzringe geformt werden können, die aus einem die Walzarbeit ausführenden Teil aus Sinterhartmetall und einem Mantel aus einem Metall oder einer Metallegierung bestehen, der an der Stelle auf das Hartmetall aufgesintert ist, an der die beiden Teile metallurgisch miteinander verbunden sind (siehezum Beispiel US-Patent Nr.3,609,849). Im ersten Fall schrumpft der Mantel während des Abkühlens von der Gießtemperatur mehr als der Hartmetallring und ruft nach innen gerichtete Kräfte auf dem Hartmetallring hervor. Diese Kräfte erzeugen axiale Zugspannungen an der Außenfläche des Hartmetallrings, die senkrecht zu Mikrorissen wirken, die während des Walzvorgangs in der Walze verursacht wurden. Unter dem Einfluß dieser Zugspannungen setzen sich diese Mikrorisse in die Tiefe fort. Das kann zum Walzenbruch führen oder eine übermäßige Nacharbeit erforderlich machen, wodurch die Gesamtwalzleistung der Walze eingeschränkt wird. Im letztgenannten Fall finden Mantelwerkstoffe Verwendung, die durch geringe Härte und eine niedrige Formänderungsfestigkeit oder durch Sinterhartmetall als sprödes Material gekennzeichnet sind; diese Werkstoffe sind auch nicht besonders geeignet für die erforderlichen Verbindungen zur Übertragung des Drehmoments.Casting an iron alloy sheath onto a hard metal ring for hot or cold rolling rolls (see, for example, Swedish Patent No. 7100170-5, publication No. 371114) is known per se. It is also known that composite rolling rings can be formed, which consist of a rolling work performing part of cemented carbide and a sheath of a metal or a metal alloy, which is sintered at the point on the hard metal on which the two parts are metallurgically bonded together (see, for example, U.S. Patent No. 3,609,849). In the first case, the jacket shrinks more than the cemented carbide ring during cooling from the casting temperature and causes inward forces on the cemented carbide ring. These forces create axial tensile stresses on the outer surface of the hard metal ring that are perpendicular to microcracks caused during the rolling process in the roll. Under the influence of these tensile stresses, these microcracks continue into depth. This can lead to roll breakage or require excessive reworking, which limits the overall rolling performance of the roll. In the latter case, sheath materials are used which are characterized by low hardness and a low resistance to deformation or by sintered hard metal as a brittle material; These materials are also not particularly suitable for the necessary connections for transmitting the torque.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, die obigen Nachteile zu vermeiden und einen verbesserten Walzring zu bekommen.The aim of the invention is to avoid the above disadvantages and to obtain an improved rolling ring.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Walzring zu bekommen, in welchem Zugspannungen zumindest wesentlich geringer sind. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruches gelöst..The object of the invention is to obtain a rolling ring in which tensile stresses are at least substantially lower. This object is achieved by the features of the claim.

Im Prinzip kann jeder Gütegrad Sinterhartmetall in Walzringen gemäß der Erfindung verwendet werden. Der Unterschied bei der linearen thermischen Volumenausdehnung zwischen Kugelgraphitgußeisen und Sinterhartmetall, das die niedrigere Ausdehnung aufweist, nimmt mit verringertem Bindungsphasengehalt im Sinterhartmetall zu. In Walzen für das Warmwalzen haben sich Hartmetallgütegrade mit 15 oder mehr Ma.-% Bindergehalt, die Kobalt, Nickel und Chrom in verschiedenen Kombinationen und Mengen enthalten, als erfolgreich erwiesen und werden ebenfalls in Verbundwalzringen gemäß der Erfindung eingesetzt.In principle, any grade of cemented carbide in rolling rings according to the invention can be used. The difference in linear thermal expansion between nodular cast iron and cemented carbide, which has the lower expansion, increases with reduced bond phase content in the cemented carbide. In hot rolling rolls, carbide grades with 15 or more weight percent binder content, containing cobalt, nickel and chromium in various combinations and amounts, have been found to be successful and are also used in composite rolling rings according to the invention.

Es liegt jetzt ein Verbundwalzring vor, in dem abträgliche Zugspannungen beseitigt oder wesentlich verringert wurden. Dies wurde durch Eingießen des Hartmetalls in ein Gußeisen mit beträchtlichem Graphitgehalt mit einer dem Kohlenstoffäquivalent, C_eqv, angepaßten Zusammensetzung auf eine Art und Weise erreicht, die im schwedischen Patent Nr. 7601289-7,There is now a composite rolling ring in which offensive tensile stresses have been eliminated or significantly reduced. This was achieved by pouring the cemented carbide into a cast iron of considerable graphite content with a composition adapted to the carbon _equivalent , C _eqv , in a manner described in Swedish Patent No. 7601289-7,

Veröffentlichungsnummer 399911, beschrieben wird. Die Zusammensetzung des Gußeisens wird ebenfalls im Hinblick auf einen optimalen Verbund mit dem Hartmetall, seine Festigkeit, Zähigkeit und Härte, die notwendig sind für die Übertragung des Drehmoments, sowie seine Bearbeitbarkeit gewählt. Durch den Zusatz von Ferrosilizium-Magnesium und/oder Nickel-Magnesium erhält die Gußlegierung einen Magnesiumgehalt von 0,02 bis 0,10, vorzugsweise von 0,04 bis 0,07Ma.-%. Durch Einimpfen von Forrosilizium bekommt die Gußlegierung einen Siliziumgehalt zwischon 1,9 und 2,8, vorzugsweise zwischen 2,1 und 2,5 Ma.-%. Dadurch erhält man ein sphärolitisches Gußeisen mit dispersem Kugelgraphit. Dieser Sphäroguß besitzt eine Kombination von Härte-Zähigkeit und Festigkeit, die auf den Anwendungsfall gut abgestimmt ist. Im wärmebehandelten Zustand beträgt die Brinell-Härte 250-350. Weiterhin wurde das Eisen mit Austenit legiert, wodurch Legierungselemente, wie zum Beispiel Nickel, Molybdän, Mangan und Chrom gebildet werden. Normalerweise entstehen Nickelmengen von 3-10, vorzugsweise von 4-8Ma.-% sowie Molybdän in Mengen bis zu 3, vorzugsweise zwischen 0,1 und 1,5Ma.-%, was zu einer bestimmten Menge Restaustenit und zwar 5-30, vorzugsweise 10-25 oder besser 15-20Ma.-% nach dem Gießen führt. Durch Wärmebehandlung in einer oder mehreren Stufen kann eine geeignete Menge Restaustenit unter Volumenzunahme in Bainit umgewandelt werden. Diese Volumenzunahme kann so eingestellt werden, daß die differentielle Schrumpfung, zu der es im Verbundwalzring während des Abkühlens von der Gießtemperatur kommt, völlig oder teilweise beseitigt wird. Das Verfahren für diese Wärmebehandlung ist entsprechend dem Hartmetallgütegrad, der Zusammensetzung des Eisens und dem Verwendungszweck der Walze ausgelegt. Die Wärmebehandlung umfaßt die Erwärmung auf 800⁰C bis 1000⁰C und das Halten auf dieser Temperatur, die Abkühlung auf 400-550⁰C und das Halten auf dieser Temperatur sowie das Abkühlen auf Raumtemperatur. Der erstgenannte Temperaturbereich von 800-1000°C führt zu erhöhter Zähigkeit. Bei einem Zusatz von Legierungselementen, die normalerweise gekennzeichnet sind durch Nickel in Mengen von 3-6, vorzugsweise von 4-5Ma.-%, und Molybdän in Mengen zwischen 0,5 und 1,5Ma.-%, kann die Wärmebehandlung durch Erhitzen auf 500-650⁰C und Halten auf dieser Temperatur und Abkühlen auf Raumtemporatur erfolgen.Publication No. 399911. The composition of the cast iron is also selected in view of an optimum bonding with the cemented carbide, its strength, toughness and hardness, which are necessary for the transmission of torque, as well as its workability. The addition of ferrosilicon magnesium and / or nickel magnesium gives the casting alloy a magnesium content of 0.02 to 0.10, preferably 0.04 to 0.07,% by mass. By inoculating forrosilicon, the casting alloy has a silicon content between 1.9 and 2.8, preferably between 2.1 and 2.5 mass%. This gives a spherulitic cast iron with disperse nodular graphite. This ductile iron has a combination of hardness toughness and strength, which is well matched to the application. When heat treated, the Brinell hardness is 250-350. Furthermore, the iron was alloyed with austenite to form alloying elements such as nickel, molybdenum, manganese and chromium. Normally, amounts of nickel of 3-10, preferably 4-8Ma .-% and molybdenum in amounts up to 3, preferably between 0.1 and 1.5 Ma .-%, resulting in a certain amount Restaustenit namely 5-30, preferably 10-25 or better 15-20Ma .-% after casting leads. By heat treatment in one or more stages, an appropriate amount of retained austenite can be converted to bainite by increasing its volume. This increase in volume can be adjusted to completely or partially eliminate the differential shrinkage experienced by the composite rolling ring during cooling from the casting temperature. The process for this heat treatment is designed according to the grade of cemented carbide, the composition of the iron and the purpose of use of the roll. The heat treatment comprises heating to 800 ⁰ C to 1000 ⁰ C and keeping at this temperature, cooling to 400-550 ⁰ C and keeping at this temperature and cooling to room temperature. The former temperature range of 800-1000 ° C leads to increased toughness. With addition of alloying elements, which are usually characterized by nickel in amounts of 3-6, preferably 4-5Ma .-%, and molybdenum in amounts between 0.5 and 1.5Ma .-%, the heat treatment by heating to 500-650 ⁰ C and hold at this temperature and cool down to room tempature.

Das Gießen eines Hartmetallrings in Gußeisen erfolgt im wesentlichen gemäß dem allgemein üblichen Gießverfahren. Die Forderungen nach einem porenfreien Verbund zwischen Sinterhartmetall und Gußeisen sowie nach den erforderlichen speziellen Eigenschaften des Gußeisens verlangen eine genaue Steuerung des Gießverfahrens, das unter anderem folgende Punkte umfaßt:The casting of a hard metal ring in cast iron is carried out substantially in accordance with the generally customary casting process. The requirements for a non-porous bond between cemented carbide and cast iron, as well as for the required special properties of cast iron, require precise control of the casting process, including inter alia:

- extreme Übertemperatur in der Mulde- extreme overtemperature in the trough

- mengen- und durchflußgesteuertes Fließen des geschmolzenen Eisens während des zeitlich abgestimmten Erhitzens und Schmelzens einer Oberflächenschicht des Hartmetallrings in der SandformFlow and flow controlled flow of the molten iron during the timed heating and melting of a surface layer of the hard metal ring in the sand mold

- Zündung exothermen Materials, das sich in einem großen Raum über dem Walzringraum befindet, damit eine bestimmte zusätzliche Menge Eisen in geschmolzenem Zustand gehalten wird zum Nachfüllen des Walzringraums- Ignition of exothermic material, which is located in a large space above the rolling annulus, so that a certain additional amount of iron is kept in a molten state for refilling the rolling annulus

- Einimpfen sowohl in der Mulde als auch in der Form.- Inoculation both in the trough and in the form.

Mittels Ultraschallverfahrens werden das sphärolitische Gußeisen und der Verbund zwischen dem Sinterhartmetall und dem Sphäroguß im gegossenen Verbundwalzring geprüft.The spherulitic cast iron and the bond between the cemented carbide and the nodular cast iron in the cast composite rolling ring are tested by means of ultrasound.

Der vorliegende Verbundwalzring erhält im allgemeinen das Drehmoment über herkömmliche Keilverbindungen, Paßfedern, Kupplungen und ähnliche bekannte drehmomentübertragende Verbindungen., die im wesentlich weniger kerbempfindlichen Eisenteil des Verbundwalzringes angeordnet sind, von dem das Drehmoment über den metallurgischen Verbund zwischen dem Sinterhartmetall und dem Gußeisen auf den Hartmetallring übertragen wird. Es gibt noch Walzwerke, die nur Reibschlußantrieb in derWalzringbohrung gestatten.The present composite rolling ring generally receives torque through conventional splines, keyways, couplings, and similar known torque transmitting compounds disposed in substantially less notch sensitive iron portion of the composite rolling ring, from which torque is transmitted through the metallurgical bond between the cemented carbide and the cast iron to the cemented carbide ring is transmitted. There are still rolling mills that allow only frictional drive in the rolling ring bore.

In Hartmetallwalzringen virkt der Trennkraft nur die von der Spindel gegen die Bohrung des Hartmetallwalzrings wirkende Radialkraft entgegen. Da Hartmetall einen Young-Modul besitzt, der 2-3mal größer ist als der von Stahl oder Gußeisen, verformt die Trennkraft das den Hartmetallwalzring tragende Material in der Bohrung elastisch, was zu einer elastischen Verformung des Hartmetallrings und folglich zu tangentialen Zugspannungen im Hartmetallring führt, wobei deren Höchstwert an der Bohrung liegt. In Verbundwalzringen gemäß der Erfindung nimmt der Guß auf beiden Seiten des Hartmetallrings einen Teil der Trennkraft auf und mindert entsprechend die Zugspannungen.In hard metal rolling rings, the release force counteracts only the radial force acting from the spindle against the bore of the tungsten carbide roll ring. Since cemented carbide has Young's modulus 2-3 times greater than that of steel or cast iron, the separation force elastically deforms the material carrying the cemented carbide roll ring in the bore, resulting in elastic deformation of the cemented carbide ring and, consequently, tangential tensile stresses in the cemented carbide ring. with their maximum value at the bore. In composite rolling rings according to the invention, the casting takes on both sides of the carbide ring on a part of the separation force and correspondingly reduces the tensile stresses.

Die radiale Wanddicke des Hartmetallrings in erfindungsgemäßen Verbundwalzringen kann aufgrund der gerade diskutierten Begrenzungen der Zugspannungen durch die Trennkraft verringert werden. Weiterhin erhöht die Drehmomentübertragung durch konventionelle Keilverbindungen oder ähnliches nicht die tangentialen Zugspannungen. Ferner ist die sich ergebende Zugspannung im Hartmetallring bei Antrieb durch Reibschluß in der Bohrung von Verbundwalzringep oder bei Montage mittels Preßpassung zwischen Verbundwalzring und Spindel im Verhältnis zur Zugspannung von Vollhartme^ll-Walzringen begrenzt.The radial wall thickness of the hard metal ring in composite rolling rings according to the invention can be reduced by the separation force due to the just discussed limitations of the tensile stresses. Furthermore, torque transmission through conventional splines or the like does not increase the tangential tensile stresses. Furthermore, the resulting tensile stress in the carbide ring when driven by frictional engagement in the bore of Verbundwalzringep or assembly by means of press fit between the composite rolling ring and spindle in relation to the tensile stress of Vollhartme ^ ll rolling rings limited.

Im Vergleich zu Vollhartmetallringen mit Keilnuten oder Nasen in den Ringflächen können die Hartmetallringe in erfindungsgemäßen Verbundwalzringen schmalergefertigt werden, indem die Treibvorrichtungen im Gußeisenteil angeordnet werden.Compared to solid carbide rings with splines or lobes in the annular surfaces, the cemented carbide rings in compound rolling rings of the invention can be made narrower by placing the driving devices in the cast iron part.

Insgesamt ist der erfindungdgemäße Verbundwalzring durch einen Hartmetallring mit kleineren Abmessungen als Vollhartmetall-Walzringe gekennzeichnet, was geringere Kosten ergibt. Ferner ist nur eine häufig durch Drehen erfolgende Bearbeitung der Außenfläche des Hartmetallrings notwendig. Des weiteren besteht der Hartmetallring vorzugsweise aus Hartmetallgütegraden, die 20 oder mehr Ma.-% Binderphase enthalten, und an der Bohrung, an den Seitenflächen und den Treibvorrichtungen wird Gußeisen bearbeitet, das sich leichter bearbeiten läßt als Hartmetall. Dies führt ebenfalls zu niedrigeren Kosten.Overall, the erfindungdgemäße composite rolling ring is characterized by a carbide ring with smaller dimensions than solid carbide rolling rings, resulting in lower costs. Furthermore, only a frequently made by turning machining the outer surface of the carbide ring is necessary. Further, the cemented carbide ring is preferably made of cemented carbide grades containing 20 or more mass% binder phase, and cast iron is worked on the bore, sidewalls and driving devices, which is easier to machine than cemented carbide. This also leads to lower costs.

Die für die Übertragung des Drehmoments erforderlichen Nuten können in der Bohrung oder auf den Seitenflächen des Verbundwalzrings angebracht werden. Ein oder mehrere Verbundwalzenringe können mit Achszapfen in beiden Enden auf einen Walzenkörper montiert werden, der in die Nuten der Verbundwalzenringe passende Teile besitzt, die das Drehmoment von der Spindel direkt oder über eine Zwischenhülse übertragen. Unterschiedliche Konstruktionen sind in den Abbildungen 1-3 dargestellt.The required for the transmission of torque grooves can be mounted in the bore or on the side surfaces of the composite roll ring. One or more compound roller rings may be mounted with axle journals in both ends on a roller body which has mating parts in the grooves of the compound roller rings which transmit the torque from the spindle directly or via an intermediate sleeve. Different constructions are shown in Figures 1-3.

Abbildung 1 zeigt eine Walzenkonstruktion, bei der das Drehmoment von der Spindel 1 über Keile 2, die im Mittelteil 3 der Spindel befestigt sind und in die Keilnuten 4 des Verbundwalzrings passen, auf den Sphärogußteil 5 des Verbundwalzrings und über den metallurgischen Verbund A auf den Hartmetallring 6 übertragen wird. Die Walzringe werden über die Hülse 7 mittels der Mutter 8 mit Sicherungsschraube 9 befestigt.Figure 1 shows a roller construction in which the torque from the spindle 1 via wedges 2, which are fixed in the central part 3 of the spindle and in the keyways 4 of the composite roll ring, on the spheroidal casting 5 of the composite roll and on the metallurgical composite A on the hard metal ring 6 is transmitted. The rolling rings are fastened via the sleeve 7 by means of the nut 8 with locking screw 9.

Abbildung 2 zeigt eine Walzenkonstruktion, bei der das Drehmoment von der Spindel 1 über den Keil 2 zur Hülse 3 übertragen wird, deren in die Nuten 5 passende Treibnasen 4 das Drehmoment auf den Sphärogußteil β des Verbundwalzrings und über den metallurgischen Verbund A weiter auf den Hartmetallring 7 übertrügen. Die relative Axiallage der Walzringe wird durch dieFigure 2 shows a roller construction in which the torque is transmitted from the spindle 1 via the wedge 2 to the sleeve 3, the driving lugs 4 fitting into the grooves 5, the torque on the spheroidal casting β of the composite roll ring and on the metallurgical composite A on the carbide ring 7 transfer. The relative axial position of the rolling rings is determined by the

Hülse 3 bestimmt, und die Fixierung erfolgt über die Hülse 8 mittels Muttor 9 mit Sicherungsschraube 10. Abbildung 3 zeigt eine Walzenkonstruktion, bei der die Übertragung des Drehmoments von der Spindel 1 über den Keil 2 in der Keilnut 3 zum Sphärogußteil 4 des Verbundwalzrings und über den metallurgischen Verbund A weiter zum Hartmetallring 5 erfolgt. Die Walzringe sind über die Hülse 6 mittels der Mutter 7 mit Sicherungsschraube 8 befestigt.Sleeve 3 determines, and the fixing takes place via the sleeve 8 by means of Muttor 9 with locking screw 10. Figure 3 shows a roller construction in which the transmission of torque from the spindle 1 via the wedge 2 in the keyway 3 to the spheroidal casting 4 of the composite rolling ring and the metallurgical composite A further to the carbide ring 5 takes place. The rolling rings are attached via the sleeve 6 by means of the nut 7 with locking screw 8.

In Abbildung 4 ist ein Verbundwalzring dargestellt, der auf einem freien Spindelende montiert ist, das heißt, die Walzenspindel ist auf einer Seite des Walzrings nicht gelagert. Das Drehmoment wird durch Reibschluß in der Bohrung des Walzrings auf den Sphärogußteil 3 des Verbundwalzrings und über den metallurgischen Verbund A auf den Hartmetallring 4 übertragen. Die Reibung wird durch die konisch zulaufende, auf den Kegelteil der Spindel 1 aufgezogene Hülse 2 erzeugt, Verbundwalzringe mit in sphärolitisches Gußeisen eingegossenen Hartmetallringen sind auf Walzenkörper mit Achszapfen in beiden Enden sowie auf freie Spindelenden montiert in Drahtfertigwalzwerken und Drahtmittelstraßen getestet worden. Sie wurden ebenfalls tals Walzen für Walzverstärkungsstäbe und -rohre sowie als Ausführungswalzen getestet. Ihre Leistung befand sich in guter Übereinstimmung mit den seit 1965 mit Hartmetall-Warmwalzen erzielten Erfahrungen. Hartmetallringe im Durchmesserbereich von 100-500mm, vorzugsweise von 200-450mm, und Antrieb mittels Treibervorrichtungen im sphärolitischen Guß eröffnen ebenfalls Anwendungsmöglichkeiten in Stabstahlwalzwerken. Hartmotallringe mit Durchmessern bis zu 500 mm ermöglichen den Einsatz in Kaltwalzwerken und bei anderen Walzarten.Figure 4 shows a composite roller ring mounted on a free spindle end, that is, the roller spindle is not supported on one side of the rolling ring. The torque is transmitted by frictional engagement in the bore of the rolling ring on the spheroidal casting 3 of the composite rolling ring and on the metallurgical composite A on the hard metal ring 4. The friction is generated by the tapered sleeve 2 mounted on the tapered portion of the spindle 1; composite rolling rings having carbide rings cast in spherulitic cast iron have been tested on roll bodies with stub axles in both ends and mounted on free spindle ends in wire finishing mills and wire mills. They have also been tested as rolls for roll reinforcing bars and tubes as well as lead rolls. Their performance was in good agreement with the experience since 1965 with carbide hot rolling. Carbide rings in the diameter range of 100-500mm, preferably 200-450mm, and drive by means of driver devices in spherulitic casting also open up applications in bar steel rolling mills. Hartmotallringe with diameters up to 500 mm allow use in cold rolling mills and other types of rolling.

AusführungsbelspleloAusführungsbelsplelo

example

Ein Sinterhartmetallring mit 70% Wolframkarbid in einer aus 13% Co, 15% Nl und 2% Cr bestehenden Binderphase wurde sandgestrahlt, um seine Oberfläche von jeglichen anhaftenden Stoffen zu reinigen. Der Außendurchmesser des Rings betrug 340mm, der Innendurchmesser 270mm, der Ring war 85mm breit. Um dan Hartmetallring wurde ein Ring aus Sand geformt, dann wurde der Ring in einen Unterkasten einer Gießform mit geeigneter Form und Abmessungen gelegt, die mit den erforderlichen Kanälen und einem Überlaufkasten für das geschmolzene Eisen versehen war. In den Oberkasten der Form wurde ein Ring aus einem exothermen Material gelegt, und die beiden Kästen wurden aufoinandergesetzt und fest miteinander verriegelt.A sintered cemented carbide ring with 70% tungsten carbide in a binder phase consisting of 13% Co, 15% Nl and 2% Cr was sandblasted to clean its surface of any adherends. The outer diameter of the ring was 340mm, the inner diameter 270mm, the ring was 85mm wide. Around the cemented carbide ring was formed a ring of sand, then the ring was placed in a lower box of a mold of suitable shape and dimensions provided with the required channels and a molten iron overflow box. A ring of exothermic material was placed in the top box of the mold, and the two boxes were placed on top of each other and firmly locked together.

In die Form wurde geschmolzenes Eisen mit einer Temperatur von 1550°C und einer Zusammensetzung in Ma.-% von 3,7 C, 2,3 Si, 0,3 Mn, 5,4 Ni, 0,2 Mo, 0,05 Mg und einem nicht bestimmten Restanteil Eisen gegossen. In diesem Zusammenhang wurden Ferrosilizium- Magnesium-Impfmittel zugegeben, die in der vorstehenden Analyse mit inbegriffen sind. Das geschmolzene Eisen wurde in einer Menge und mit einer Fließgeschwindigkeit in die Form gegossen, die ein entsprechendes Schmelzen der Sinterhartmetalloberfläche bewirkten. Als das Eisen bis zum exothermen Material gestiegen war, begann dies zu brennen und führte dem Eisen zusätzliche Wärme zu. Nach langsamem Abkühlen der Form auf Umgebungstemperatur wurde die Walze aus der Form genommen, überschüssiges Eisen abgetrennt und die Walze gesäubert. Die Güte des Verbunds sowie die Freiheit des Eisens von Poren wurden mittels Ultraschall geprüft.In the mold, molten iron having a temperature of 1550 ° C and a composition in mass% of 3.7 C, 2.3 Si, 0.3 Mn, 5.4 Ni, 0.2 Mo, 0.05 Mg and a non-specific residual iron poured. In this connection, ferrosilicon-magnesium inoculants, which are included in the above analysis, were added. The molten iron was poured into the mold in an amount and at a flow rate that caused a corresponding melting of the cemented carbide surface. When the iron had risen to the exothermic material, it started to burn and added extra heat to the iron. After slowly cooling the mold to ambient temperature, the roll was removed from the mold, excess iron was removed, and the roll was cleaned. The quality of the composite as well as the freedom of ironing of pores were tested by means of ultrasound.

Es erfolgte dann eine Wärmebehandlung der Walzezur Umwandlung von Abschreckaustenit in Bainit. Diese Wärmebehandlung bestand im Erhitzen auf 900⁰C und Halten auf dieser Temperatur über sechs Stunden, nachfolgendem Senken der Temperatur auf 45O⁰C und dem Halten der Walze auf dieser Temperatur über einen Zeitraum von vier Stunden, bevor das Abkühlen auf Raumtemperatur erfolgte. Schließlich wurde die Walze durch Drehbearbeitung in ihre endgültige Form und auf ihre endgültigen Abmessungen gebracht, und zwar auf einen Bohrungsinnendurchmesser von 255 mm und eine Breite von 120mm.Then, a heat treatment of the roll for the conversion of retained austenite to bainite was carried out. This heat treatment consisted of heating at 900 ⁰ C and holding at this temperature for six hours, followed by lowering the temperature to 45O ⁰ C and keeping the roller at this temperature over a period of four hours, before cooling was performed to room temperature. Finally, the roll was brought into its final shape and final dimensions by turning, to a bore internal diameter of 255 mm and a width of 120 mm.

Claims

A rolling ring, preferably for hot and / or cold rolling, through which the rolling track comprises one or more cemented carbide rings cast into a jacket made of an iron alloy, characterized by a casting alloy containing a graphite-containing casting which after casting 5 to 30, preferably containing from 15 to 20% by mass of retained austenite, which is partly or wholly converted to bainite by subsequent heat treatment / heat treatment with volume increase, with the aim of reducing the difference in shrinkage of the cast iron and cemented carbide as a result of cooling after casting or completely eliminate it.

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