DE102007028824B3 - Process for producing a sheet in a rolling mill - Google Patents

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Abstract

Zur Reduzierung der Betriebskosten bei einer Walzstraße (2) für die Herstellung eines Blechs (12) ist vorgesehen, dass Arbeitswalzen (8) der Walzstraße (2) mit einer speziellen Beschichtung (38) versehen sind, die einen duktilen Grundwerkstoff (39) mit darin eingelagerten Hartstoffpartikel (40) aufweist. Zusätzlich ist vorgesehen, dass beim Walzen die Arbeitswalzen (8) mit einem Walzdruck (p) von über 2 GPa gegen das zu walzende Blech (12) gepresst werden. Durch diese hohen Drücke sind höhere Walzgeschwindigkeiten und/oder die Einsparung von Arbeitswalzen (8) ermöglicht.To reduce the operating costs in a rolling train (2) for the production of a sheet (12), it is provided that work rolls (8) of the rolling train (2) are provided with a special coating (38) containing a ductile base material (39) having embedded hard material particles (40). In addition, it is provided that during rolling, the work rolls (8) are pressed against the metal sheet (12) to be rolled by a rolling pressure (p) of more than 2 GPa. These high pressures enable higher rolling speeds and / or the saving of work rolls (8).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Blechs in einer Walzstraße.The The invention relates to a method for producing a sheet in a rolling mill.

Ausgangsprodukt für die Blechherstellung ist üblicherweise ein als Bramme bezeichneter Metallblock, der aus einem Stahlwerk, beispielsweise einer Stranggießanlage stammt. Durch Auswalzen des Metallblocks zunächst durch Warmwalzen und anschließend üblicherweise durch Kaltwalzen werden Bleche in einer gewünschten Dicke hergestellt. Hierbei wird die Bramme oder das Rohblech in einer Walzstraße in einem kontinuierlichen Vorgang durch mehrere, aufeinander folgende Walzgerüste hindurchgeführt. Die Walzgerüste weisen hierbei jeweils Arbeitswalzen auf, zwischen denen das zu walzende Blech durchläuft und die gegen das Blech mit einem Walzdruck gepresst werden. Die Arbeitswalzen werden hierbei üblicherweise mit Hilfe von Stützwalzen gegen das Blech geführt. Aufgrund der beim Walzen auftretenden hohen mechanischen und im Falle des Warmwalzens auch thermischen Beanspruchungen sind die Arbeitswalzen einem hohen Verschleiß ausgesetzt. Sie sind daher mit einer Verschleißbeschichtung, üblicherweise aus Chrom bestehend, versehen. Die Walzgeschwindigkeit wird maßgebend durch die Belastungsfähigkeit der Arbeitswalzen bestimmt.starting product for the Sheet metal manufacturing is common a metal block called a slab, which comes from a steelworks, for example, a continuous casting plant comes. By rolling out the metal block first by hot rolling and then usually Cold rolling produces sheets in a desired thickness. Here, the slab or the raw sheet in a rolling mill in a continuous process passed through several, successive rolling stands. The rolling mills Here, each have work rolls, between which to rolling sheet passes through and which are pressed against the sheet with a rolling pressure. The Work rolls are usually with the help of support rollers against led the sheet. Due to the occurring during rolling high mechanical and im Case of hot rolling and thermal stresses are the Work rolls exposed to high wear. They are therefore with a wear coating, usually made of chrome, provided. The rolling speed is governed by the load capacity of the work rolls.

Aus der DE 710 146 C ist ein Herstellverfahren für eine Walze mit Beschichtung zu entnehmen.From the DE 710 146 C a manufacturing process for a roller with coating can be seen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Belastungsfähigkeit der Arbeitswalzen zu verbessern, um insbesondere eine kostengünstigere Produktion eines Blechs in einer Walzstraße zu ermöglichen.Of the Invention is based on the object, the load capacity to improve the work rolls, in particular a more cost-effective Production of a sheet in a rolling mill to enable.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch das Verfahren gemäß Anspruch 1. Danach ist vorgesehen, dass zur Her stellung des Blechs dieses durch Arbeitswalzen geführt wird, die mit einer Beschichtung aus einem duktilen metallischen Werkstoff mit darin eingelagerten Hartstoffpartikeln versehen sind, wobei der Anteil der Hartstoffpartikel an der Beschichtung im Bereich zwischen 1 Vol.-% und 50 Vol.-% liegt und beim Walzen ein Walzdruck von über 2 GPa eingestellt wird.The Task is according to the invention solved by the method according to claim 1. Thereafter, it is provided that for the manufacture position of the sheet this guided by work rolls that is covered with a coating of a ductile metallic Material are provided with incorporated therein hard material particles, wherein the proportion of hard material particles in the coating in the range between 1 vol.% and 50 vol.% and a rolling pressure during rolling from over 2 GPa is set.

Eine derartige Beschichtung aus einem duktilen metallischen Grundwerkstoff mit darin in eingelagerten Hartstoffpartikeln ist in der nicht vor veröffentlichten DE 10 2005 061 134 der Anmelderin beschrieben.Such a coating of a ductile metallic base material with incorporated therein hard material particles is in the not previously published DE 10 2005 061 134 the applicant described.

Eine derartige Beschichtung weist eine besonders gute Abriebfestigkeit auf, so dass mit einer derartigen Beschichtung insgesamt eine deutlich längere Standzeit für die Arbeitswalze erreicht ist, d. h. die Arbeitswalze kann über längere Zeiträume in der Produktion eingesetzt werden, wodurch die Kosten für Ersatzarbeitswalzen sowie für Stillstandzeiten der Walzstraße reduziert sind.A Such coating has a particularly good abrasion resistance on, so that with such a coating overall a clear longer Lifetime for the work roll is reached, d. H. The work roll can be used for longer periods in production be used, reducing the cost of replacement work rolls as well for downtime the rolling mill are reduced.

Durch die guten, insbesondere duktilen Eigenschaften der Beschichtung ist zudem ermöglicht, dass die Arbeitswalzen einem sehr hohen Walzdruck ausgesetzt werden, der über 2 GPa liegen kann.By the good, in particular ductile properties of the coating It also allows that the work rolls are subjected to a very high rolling pressure, the over 2 GPa can lie.

Aufgrund der deutlich höheren Walzdrücke als sie bei heute üblichen Arbeitswalzen möglich sind, besteht die Möglichkeit, die Walzgeschwindigkeit und damit insgesamt die Prozessgeschwindigkeit zu erhöhen. Alternativ oder ergänzend besteht auch die Möglichkeit, bei gleicher Anlagenkapazität der Walzstraße aufgrund des höheren Walzdruckes insgesamt weniger Walzgerüste einzusetzen, so dass hierdurch erhebliche Kosten eingespart werden können.by virtue of the much higher Rolling pressures as they are commonplace today Work rolls are possible it is possible, the rolling speed and thus the overall process speed to increase. Alternative or supplementary there is also the possibility with the same capacity of the rolling train because of the higher Walzdruckes use less rolling stands, so that thereby considerable costs can be saved.

Insbesondere ist hierbei vorgesehen, dass ein Walzdruck von über 3 GPa und insbesondere ein Walzdruck im Bereich von 4 bis 6 GPa eingestellt wird. Durch die besondere Widerstandskraft der speziellen Beschichtung aus dem duktilen metallischen Grundwerkstoff mit den darin eingelagerten Hartstoffpartikeln ist dies möglich, ohne dass die Gefahr von Beschädigungen der Beschichtungen besteht.Especially is here provided that a rolling pressure of more than 3 GPa and in particular a rolling pressure in the range of 4 to 6 GPa is set. By the special resistance of the special coating from the ductile metallic base material with the embedded therein Hard material particles, this is possible without the risk of damage the coatings consists.

Bei heute üblicherweise eingesetzten Arbeitswalzen sind diese mit einer Chrombeschichtung versehen, die nur mit einem begrenzten Druck beaufschlagbar ist. Bei höheren Drücken erfolgt nämlich eine Versprödung der Beschichtung, was zu einem Abplatzen führen kann.at today usually used work rolls these are provided with a chrome coating, which can be acted upon only with a limited pressure. At higher pressures occurs namely one embrittlement the coating, which can lead to a chipping.

Unter duktilem metallischen Grundwerkstoff wird hierbei ein vergleichsweise weicher metallischer Grundwerkstoff verstanden, der eine Vickers-Härte von maximal etwa 180–230 HVol aufweist. Die Härtebestimmung nach Vickers ist der Norm DIN EN ISO 6507 zu entnehmen. Die eingelagerten Hartstoffpartikel weisen demgegenüber eine deutlich höhere Härte auf, beispielsweise eine um mehr als den Faktor 2 größere Härte als der Grundwerkstoff.Ductile metallic base material is understood here to mean a comparatively soft metallic base material which has a Vickers hardness of not more than about 180-230 HV ol . The hardness determination according to Vickers can be found in the standard DIN EN ISO 6507. By contrast, the embedded hard material particles have a significantly higher hardness, for example a hardness that is more than a factor of 2 greater than that of the base material.

Durch die Kombination eines duktilen Werkstoffes mit darin eingelagerten Hartstoffpartikeln werden die Arbeitswalzen mit einer Beschichtung versehen, die den extremen Belastungen standhält. Durch die Duktilität besteht im Vergleich zu einer durchgehend harten und spröden Beschichtung eine deutlich geringere Gefahr, dass im Laufe des Betriebs die Beschichtung beschädigt und Risse oder Mikrorisse auftreten. Insbesondere ist die Gefahr eines Abplatzens von Teilstücken der Beschichtung bei mechanischer Belastung aufgrund der hohen Duktilität deutlich geringer als bei einer spröden Beschichtung. Zugleich wird durch die eingelagerten Hartstoffpartikel eine sehr hohe Abriebfestigkeit und damit eine quasi sehr hohe Oberflächenhärte erhalten, so dass selbst bei hohen mechanischen Belastungen und hohen Abriebkräften eine lange Lebensdauer erreicht ist.By combining a ductile material with embedded hard particles, the work rolls are provided with a coating that can withstand extreme loads. As a result of the ductility, compared with a consistently hard and brittle coating, there is a distinctly lower risk that the coating will be damaged during the course of operation and cracks or microcracks occur. In particular, the risk of spalling of portions of the coating under mechanical stress due to the high ductility is significantly lower than in a brittle coating. At the same time, the embedded hard material particles a very high abrasion resistance and thus a quasi very high surface hardness, so that even at high mechanical loads and high abrasion forces a long life is reached.

Zweckdienlicherweise wird als Grundwerkstoff Nickel oder eine Nickellegierung verwendet. Der Nickelanteil liegt bei einer Nickellegierung vorzugsweise im Bereich zwischen 65 und 95 Vol% und liegt insbesondere im Bereich von etwa 75 Vol%, bezogen jeweils auf das Gesamtvolumen der Beschichtung. Als Legierungsbestandteile sind vorzugsweise Wolfram und/oder Eisen und/oder Kobalt vorgesehen. Besonders bevorzugt wird hierbei Kobalt eingesetzt. Auch eine Beschichtung bestehend aus den Bestandteilen Nickel, Wolfram und Eisen hat sich als geeignet herausgestellt.Conveniently, is used as the base material nickel or a nickel alloy. The nickel content is preferably in the case of a nickel alloy Range between 65 and 95% by volume and is especially in the range of about 75% by volume, based in each case on the total volume of the coating. When Alloy components are preferably tungsten and / or iron and / or cobalt. Cobalt is particularly preferred used. Also a coating consisting of the components Nickel, tungsten and iron proved to be suitable.

Zweckdienlicherweise liegt hierbei der Anteil der Legierungsbestandteile in einem Bereich zwischen etwa 10 und 20 Vol%. Weiterhin liegt vorzugsweise der Anteil der Hartstoffpartikel in einem Bereich zwischen 15 Vol% und 30 Vol%.Conveniently, Here, the proportion of alloying components in a range between about 10 and 20% by volume. Furthermore, the proportion is preferably the hard material particles in a range between 15% by volume and 30% by volume.

Weiterhin ist vorgesehen, dass die Hartstoffpartikel vorzugsweise eine Größe im nanoskaligen Bereich, beispielsweise im Bereich zwischen 50 und 1.000 nmFarther it is provided that the hard material particles are preferably of a size in the nanoscale range, for example in the range between 50 and 1000 nm

Als Hartstoffpartikel werden hierbei vorzugsweise Borcarbidpartikel, Wolframcarbidpartikel oder Diamantpartikel eingesetzt. Es werden also insbesondere auch keramische Partikel wie die Borcarbidpartikel eingesetzt, die sich durch ihre extrem hohe Härte auszeichnen.When Hard material particles are preferably boron carbide particles, Tungsten carbide particles or diamond particles used. It will in particular also ceramic particles such as the boron carbide particles used, which are characterized by their extremely high hardness.

Die Dicke der Beschichtung liegt vorzugsweise im Bereich zwischen etwa 0,7 bis etwa 6 mm und liegt insbesondere im Bereich zwischen etwa 2 und 3 mm. Es hat sich gezeigt, dass die Beschichtung mit einer derartigen Schichtdicke den hohen Anforderungen besonders genügt.The Thickness of the coating is preferably in the range between about 0.7 to about 6 mm and is in particular in the range between about 2 and 3 mm. It has been shown that the coating with a such layer thickness particularly meets the high requirements.

Die Beschichtung wird bevorzugt mit einem so genannten und bei Walzenbeschichtungen an sich bekannten horizontalen Rotations-Beschichtungsverfahren aufgebracht. Bei diesem Verfahren wird die Beschichtung als zähflüssige Masse auf den rotierenden Grundkörper sukzessive mit Hilfe eines Auftragswerkzeugs aufgebracht, wobei das Auftragswerkzeug kontinuierlich in Längsrichtung des rotierenden Grundkörpers verfahren wird.The Coating is preferred with a so-called and in roll coatings known horizontal rotary coating method applied. In this process, the coating is a viscous mass on the rotating body applied successively using a job tool, wherein the application tool continuously in the longitudinal direction of the rotating the body is moved.

Alternativ wird die Beschichtung elektrolytisch aufgebracht. Zur Ausbildung der Beschichtung wird das zu beschichtende Bauteil in ein oder mehrere Galvanikbäder eingetaucht. Als Elektrode wird eine Elektrode bestehend aus dem Grundwerkstoff, beispielsweise eine Nickel- oder eine Nickellegierung-Elektrode verwendet. Die Hartstoffe werden hierbei dem Galvanikbad zugegeben, so dass sie mit den Metallionen der Nickelelektrode zu dem zu beschichtenden Bauteil wandern und sich dort gemeinsam mit den die Matrix bildenden Nickelionen ablagern.alternative the coating is applied electrolytically. For training the coating becomes the component to be coated in one or more electroplating baths immersed. The electrode is an electrode consisting of the Base material, for example a nickel or a nickel alloy electrode used. The hard materials are added to the electroplating bath, so that with the metal ions of the nickel electrode to be coated Migrate component and there together with the matrix forming Deposit nickel ions.

In einer zweckdienlichen Weiterbildung ist die Aufbringung einer Hartbeschichtung auf der duktilen Beschichtung vorgesehen. D. h. auf die Nickelgrundschicht mit den darin eingelagerten Hartstoffpartikeln wird eine durchgehende weitere Schicht mit einem Material sehr hoher Härte, insbesondere mit einer Härte beispielsweise über 1000 HV aufgetragen. Insbesondere wird eine Diamantbeschichtung aufgetragen. Eine derartige Diamantbeschichtung insbesondere in Kombination mit der darunter liegenden Nickel- oder Nickellegierungsbeschichtung weist eine extrem hohe Dichtheit, eine sehr gute thermische Leitfähigkeit, eine extrem hohe Härte und einen sehr geringen Abrieb auf. Durch eine derartige Beschichtung können die Standzeiten der Arbeitswalzen in einer Warmwalzanlage um deutlich mehr als das Zehnfache im Vergleich zu einem mit Hartchrom beschichteten Bauteil erhöht werden.In an expedient development is the application of a hard coating provided on the ductile coating. Ie. on the nickel base layer with the embedded hard material particles is a continuous Another layer with a material of very high hardness, in particular with a Hardness, for example, over 1000 HV applied. In particular, a diamond coating is applied. Such a diamond coating, especially in combination with the underlying nickel or nickel alloy coating has an extremely high tightness, a very good thermal conductivity, an extremely high hardness and very little abrasion. By such a coating can the service life of the work rolls in a hot rolling mill to clearly more than ten times compared to a hard chrome plated one Component increased become.

Die Diamantbeschichtung weist hierbei eine Dicke von etwa bis zu 0,5 mm auf. Wird die Diamantbeschichtung aufgebracht, so liegt die Dicke der duktilen Beschichtung lediglich im Bereich von etwa 0,1 mm bis etwa 3 mm. Da in diesem Fall die mechanischen Eigenschaften hauptsächlich durch die Diamantschicht gewährleistet sind, ist vorzugsweise die Dicke der duktilen Beschichtung mit den Hartstoffpartikeln im Vergleich zu einer Beschichtung ohne die Diamantbeschichtung geringer. Die auch als Grundbeschichtung zu bezeichnende Beschichtung mit der Nickel- oder Nickellegierungsmatrix dient hierbei nach Art einer Haftvermittlerschicht, um die Diamantbeschichtung auf den Werkstoff des Grundkörpers, beispielsweise Stahl oder Kupfer, sicher und dauerhaft aufbringen zu können.The Diamond coating in this case has a thickness of about up to 0.5 mm up. When the diamond coating is applied, the thickness is the ductile coating only in the range of about 0.1 mm about 3 mm. Since in this case the mechanical properties are mainly due to ensures the diamond layer is preferably the thickness of the ductile coating with the Hard material particles compared to a coating without the diamond coating lower. The coating, which can also be referred to as the base coat with the nickel or nickel alloy matrix is used according to Art a primer layer to the diamond coating on the Material of the body, for example Steel or copper, safe and durable to apply.

Die Diamantbeschichtung ist hierbei vorzugsweise mittels eines CVD-Verfahrens (chemical vapor deposition) aufgebracht, um eine sichere und dauerhafte Verbindung mit der darunter liegenden Beschichtung zu gewährleisten.The Diamond coating is in this case preferably by means of a CVD method (chemical vapor deposition) applied to a safe and durable To ensure connection with the underlying coating.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen jeweils in schematischen und stark vereinfachten Darstellungen:One embodiment The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing. It show each in schematic and highly simplified representations:

1 eine Walzstraße mit mehreren Walzgerüsten, 1 a rolling mill with several rolling stands,

2 ein vereinfachtes Teil-Schnittbild durch ein Arbeitswalze, die ausschließlich mit der Grundbeschichtung versehen ist, sowie 2 a simplified partial sectional view through a work roll, which is provided exclusively with the base coat, and

3 ein vereinfachtes Teil-Schnittbild durch eine Arbeitswalze, welche mit einem Schichtensystem, bestehend aus einer Grundbeschichtung und einer Diamantbeschichtung versehen ist. 3 a simplified partial sectional view through a work roll, which is provided with a layer system consisting of a base coat and a diamond coating.

In den einzelnen Figuren sind gleich wirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.In The individual figures are the same acting parts with the same Provided with reference numerals.

Die stark vereinfacht dargestellte Walzstraße 2 umfasst mehrere Walzgerüste 4, die in durch den Pfeil angedeutete Förder- oder Transportrichtung 6 nacheinander angeordnet sind. Jedes der Walzgerüste weist zwei einander gegenüberliegende Arbeitswalzen 8 auf, die jeweils von Stützwalzen 10 abgestützt und gegen ein zu walzendes Rohblech 12 gepresst werden. Zu Beginn des Walzvorgangs ist das Rohblech 12 noch die Bramme. Beim Walzen erfolgt in hier nicht näher dargestellter Weise eine Dickenreduzierung des Rohblechs 12, bis dieses schließlich eine gewünschte Enddicke aufweist. Am Ende der Walzstraße 2 wird das Blech 12 üblicherweise mit Hilfe einer Haspel zu einem Coil aufgewickelt.The greatly simplified rolling mill 2 includes several rolling stands 4 , in the direction indicated by the arrow conveyor or transport direction 6 arranged one after the other. Each of the rolling stands has two opposing work rolls 8th on, each from backup rolls 10 supported and against a rolled sheet to be rolled 12 be pressed. At the beginning of the rolling process is the raw sheet 12 still the slab. When rolling takes place in a manner not shown here, a reduction in the thickness of the blank sheet 12 until it finally has a desired final thickness. At the end of the rolling mill 2 becomes the sheet metal 12 Usually wound into a coil with the aid of a reel.

Zum Walzen werden die Arbeitswalzen 8 mit einem in Richtung auf das Rohblech 12 wirkenden Walzdruck p gegen das zu walzende Rohblech 12 gepresst. Die Arbeitswalze 8 selbst ist daher diesem Walzdruck p ebenfalls ausgesetzt. Als Walzdruck p wird ein Druck größer zwei Gpa und insbesondere ein Druck im Bereich zwischen drei und sechs Gpa ausgeübt.For rolling, the work rolls 8th with one in the direction of the raw sheet 12 acting rolling pressure p against the raw sheet to be rolled 12 pressed. The stripper 8th itself is therefore also exposed to this rolling pressure p. As a rolling pressure p, a pressure greater than two Gpa and in particular a pressure in the range between three and six Gpa is exercised.

Diese hohen Walzdrücke p werden insbesondere durch eine spezielle Beschichtung der Arbeitswalzen 8 erzielt, die sich dadurch auszeichnet, dass in einem duktilen metallischen Grundwerkstoff 38 Hartstoffpartikel 40 eingelagert sind. Durch die Beschichtung 38 ist insbesondere auch die Standzeit und Lebensdauer der Arbeitswalzen 8 im Vergleich zu beispielsweise Hartchrom-beschichteten Bauteilen erheblich verbessert.These high rolling pressures p are in particular due to a special coating of the work rolls 8th characterized by the fact that in a ductile metallic base material 38 Hard particles 40 are stored. Through the coating 38 in particular, the service life and life of the work rolls 8th significantly improved compared to, for example, hard chrome-plated components.

Der Aufbau und die Zusammensetzung der Beschichtung bzw. eines Beschichtungssystems wird nachfolgend anhand der 2 und 3 erläutert.The structure and composition of the coating or a coating system will be described below with reference to 2 and 3 explained.

Auf einen Grundkörper 37 der Arbeitswalze 8 wird jeweils eine im Folgenden als Grundbeschichtung 38 bezeichnete Beschichtung auf Nickelbasis elektrolytisch aufgebracht. Der Grundkörper besteht beispielsweise aus Stahl.On a basic body 37 the stripper 8th in each case one is referred to below as the base coat 38 referred to nickel-based coating applied electrolytically. The main body consists for example of steel.

Die Grundbeschichtung 38 umfasst neben der als Grundwerkstoff 39 bezeichneten Nickelmatrix einen Anteil an Hartstoffpartikeln 40, insbesondere Borcarbidpartikel. Durch die Verwendung von Nickel als Matrixwerkstoff in Kombination insbesondere von Borcarbid für die Hartstoffpartikel 40 wird eine sehr gasdichte und damit korrosionsbeständige sowie eine thermisch sehr gut leitende Beschichtung mit zugleich sehr hoher Oberflächenhärte und geringem Abrieb erzeugt.The base coat 38 includes besides as a base material 39 designated nickel matrix a proportion of hard material particles 40 , in particular boron carbide particles. By the use of nickel as a matrix material in combination, in particular of boron carbide for the hard material particles 40 is a very gas-tight and thus corrosion-resistant as well as a very good thermally conductive coating produced at the same time very high surface hardness and low abrasion.

Die hohe Gasdichtheit wird durch die Nickelmatrix bereits bei einer sehr geringen Schichtdicke von etwa 10 μm erreicht. Gegenüber einer mikrorissigen Hartchrombeschichtung ist daher eine verbesserte Korrosionsbeständigkeit gegeben. Aufgrund der guten thermischen Leitfähigkeit des Nickel-Grundwerkstoffs 39 weist die Beschichtung insgesamt auch eine hohe thermische Leitfähigkeit auf, so dass ein schneller Wärmeabtransport gewährleistet ist.The high gas-tightness is achieved by the nickel matrix even at a very small layer thickness of about 10 microns. Compared to a micro-cracked hard chrome coating therefore improved corrosion resistance is given. Due to the good thermal conductivity of the nickel base material 39 the coating has a total of high thermal conductivity, so that a faster heat dissipation is ensured.

Die mechanische Belastbarkeit der Beschichtung wird insbesondere durch die eingelagerten Hartstoffpartikel 40 erreicht, die teilweise auch über der durch die Nickelmatrix 39 gebildete Oberfläche 44 überstehen, so dass lediglich die Hartstoffpartikel 40 mit dem Metallblech 12 in Kontakt kommen. Die Hartstoffpartikel 40 sind in der Matrix 39 gleichmäßig homogen verteilt.The mechanical strength of the coating is particularly due to the embedded hard material particles 40 that reaches partly through the nickel matrix 39 formed surface 44 survive, so that only the hard particles 40 with the metal sheet 12 get in touch. The hard material particles 40 are in the matrix 39 evenly distributed homogeneously.

Aufgrund der erheblichen mechanischen Belastung der Arbeitswalzen 8 ist in bevorzugter Ausgestaltung zusätzlich die Aufbringung einer Diamantschicht 42 auf der Grundbeschichtung 38 vorgesehen, wie dies in 3 dargestellt ist.Due to the considerable mechanical stress of the work rolls 8th is in a preferred embodiment additionally the application of a diamond layer 42 on the base coat 38 provided, as in 3 is shown.

Insbesondere für den Fall, dass die Arbeitswalzen 8 lediglich mit der Grundbeschichtung 38 versehen sind, werden Nano-Hartstoffpartikel 40 verwendet, um eine hohe Oberflächenqualität zu erzielen. Auch liegt der Anteil der Hartstoffpartikel 40 für derartige Walzen 8 im oberen Bereich zwischen 15 und 25 Vol%. Eine Beschichtung auf Basis einer Nickel-Kobalt-Legierung weist hierbei beispielsweise eine Zusammensetzung von etwa 63 Vol% Nickel, 12 Vol% Kobalt und 25 Vol% Borcarbidpartikel 40 auf.Especially in the event that the work rolls 8th only with the base coat 38 are provided are nano-hard particles 40 used to achieve a high surface quality. Also, the proportion of hard material particles 40 for such rolls 8th in the upper range between 15 and 25 vol%. A coating based on a nickel-cobalt alloy in this case has, for example, a composition of about 63% by volume of nickel, 12% by volume of cobalt and 25% by volume of boron carbide particles 40 on.

Mit der Verwendung eines Schichtsystems wie es in 3 dargestellt ist, wird die Standzeit noch einmal erheblich erhöht. Die Dicke D1 der Grundbeschichtung 38 liegt in diesem Fall im unteren Bereich zwischen 0,5 und 2 mm. Gleichzeitig beträgt die Dicke D2 der Diamantbeschichtung etwa 0,5 mm.With the use of a layer system like it in 3 is shown, the service life is increased significantly again. The thickness D1 of the base coat 38 in this case lies in the lower range between 0.5 and 2 mm. At the same time, the thickness D2 of the diamond coating is about 0.5 mm.

Durch die hier beschriebene Grundbeschichtung 38 wird die Standzeit der Arbeitswalzen 8 im Vergleich zu einer Hartchrombeschichtung jeweils um etwa das 4- bis 6-Fache erhöht. Bei der Verwendung der Diamantbeschichtung 42 liegt die Verbesserung der Standzeit um ein vielfaches darüber. Insgesamt werden durch die hier beschriebenen Beschichtungsmaßnahmen die Lebensdauer der Arbeitswalzen 8 erheblich verlängert, so dass geringere Betriebskosten anfallen.By the primer coating described here 38 is the life of the work rolls 8th in each case increased by about 4 to 6 times compared to a hard chrome coating. When using the diamond coating 42 the improvement in service life is many times greater. Overall, the coating measures described here, the life of the work rolls 8th considerably extended, so that lower operating costs incurred.

Gleichzeitig ermöglicht die Beschichtung, einen hohen Walzdruck p, durch den zusätzliche Kosteneinsparungen aufgrund einer höheren Walzgeschwindigkeit und/oder einer verringerten Anzahl von Walzgerüsten erreicht werden.At the same time the coating allows, ei high rolling pressure p, through which additional cost savings due to a higher rolling speed and / or a reduced number of rolling stands can be achieved.

Claims (10)

Verfahren zur Herstellung eines Blechs (12) in einer Walzstraße (2) mit Hilfe von Arbeitswalzen (8), die mit einer Beschichtung (38) aus einem duktilen metallischen Grundwerkstoff (39) mit darin eingelagerten Hartstoffpartikeln (40) versehen sind, wobei der Anteil der Hartstoffpartikel (40) an der Beschichtung (38) im Bereich zwischen 1 Vol% und 50 Vol% liegt und beim Walzen ein Walzdruck (p) von über 2 GPa eingestellt wird.Method for producing a sheet ( 12 ) in a rolling mill ( 2 ) using work rolls ( 8th ) coated with a coating ( 38 ) of a ductile metallic base material ( 39 ) with embedded therein hard material particles ( 40 ), the proportion of hard material particles ( 40 ) on the coating ( 38 ) is in the range between 1% by volume and 50% by volume and during rolling a rolling pressure (p) of more than 2 GPa is set. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem ein Walzdruck von über 3 GPa, und insbesondere ein Walzdruck im Bereich von 4 bis 6 GPa eingestellt wird.The method of claim 1, wherein a rolling pressure from above 3 GPa, and in particular a rolling pressure in the range of 4 to 6 GPa is set. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Grundwerkstoff (39) Nickel oder eine Nickellegierung ist.Process according to claim 1 or 2, wherein the base material ( 39 ) Is nickel or a nickel alloy. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Nickelanteil der Beschichtung (38) etwa zwischen 65 Vol% und 95 Vol% und insbesondere im Bereich von etwa 75 Vol% liegt.Process according to claim 3, wherein the nickel content of the coating ( 38 ) is between about 65% by volume and 95% by volume, and more preferably in the range of about 75% by volume. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei als Legierungsbestandteile Wolfram und/oder Eisen und/oder Kobalt vorgesehen sind.A method according to claim 3 or 4, wherein as alloying components Tungsten and / or iron and / or cobalt are provided. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei der Anteil der Legierungsbestandteile an der Beschichtung (38) etwa zwischen 10 Vol% und 20 Vol% liegt.Method according to one of claims 3 to 5, wherein the proportion of alloying constituents in the coating ( 38 ) is between about 10% by volume and 20% by volume. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Anteil der Hartstoffpartikel (40) an der Beschichtung (38) im Bereich zwischen 15 Vol% und 30 Vol% liegt.Method according to one of the preceding claims, wherein the proportion of hard material particles ( 40 ) on the coating ( 38 ) is in the range between 15% by volume and 30% by volume. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Hartstoffpartikel (40) eine Größe im Nanometerbereich aufweisen.Method according to one of the preceding claims, wherein the hard material particles ( 40 ) have a size in the nanometer range. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als Hartstoffpartikel (40) Borcarbidpartikel Wolframcarbidpartikel und/oder Diamantartikel verwendet werden.Method according to one of the preceding claims, wherein as hard material particles ( 40 ) Boron carbide particles tungsten carbide particles and / or diamond articles are used. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei auf die Beschichtung (38) eine Hartbeschichtung (42), insbesondere eine Diamantbeschichtung aufgebracht ist.Method according to one of the preceding claims, wherein the coating ( 38 ) a hard coating ( 42 ), in particular a diamond coating is applied.
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