DE2200285B2

DE2200285B2 - Verbundwalze für das Warmwalzen und/oder Kaltwalzen von Metallen

Info

Publication number: DE2200285B2
Application number: DE2200285A
Authority: DE
Inventors: Kaj-Ragnar Fagersta Loqvist (Schweden)
Original assignee: Seco Tools AB
Current assignee: Seco Tools AB
Priority date: 1971-01-08
Filing date: 1972-01-04
Publication date: 1979-10-11
Also published as: NL7117630A; IT946373B; GB1374130A; NL149718C; FR2121641A1; BE777492A; DE2200285A1; FR2121641B1; US3787943A; DE2200285C3; SE371114B; NL149718B

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbundwalze für das Warmwalzen und/oder Kaltwalzen von Metallen, bei der die Walzfläche von einem Hartmetallring gebildet ist, der auf einem aus einer Ferrolegierung, z. B. Stahl, bestehenden Walzenkörper konzentrisch angeordnet ist und bei der die Verbindung von Hartmetallring und Walzenkörper durch Umgießen eines der beiden vorgenannten Teile erzielbar ist.

Bei der Herstellung einer solchen Verbundwalze ist es aus wirtschaftlichen Gründen erwünscht, die Hartmetallmenge niedrig zu halten. Es wird deshalb ein Hartmetallring verwendet, der mit dem Walzenkörper mechanisch verbunden ist. Dies macht enge Toleranzen erforderlich, was wiederum zu kostspieligen Fertigungsvorgängen, wie z. B. Schleifen, führt. Darüberhinaus sind derartige Anordnungen empfindlich gegen Temperaturschwankungen, und es besteht die Möglichkeit, daß der Hartmetallring gesprengt wird.

Es ist eine Verbundwalze der eingangs genannten Art bekannt DE-PS 7 10 146), die in der Weise hergestellt ist, daß mit einer Legierung aus einer Kolbalt-Eisen-Wolfram-Grundmasse, in die Chrom-Wolfram-Karbide eingelagert sind, der Harimetallmantel um den Stahlkern herumgegossen wird. Es handelt sich hier aber nicht um einen üblichen Hartmetallring. Für Verbundwalzen der eingangs genannten Art mit einem Hartmetallring ist das bekannte Verfahren nicht anwendbar.

Es ist ferner eine Walze zum Walzen von Blöcken, Schienen oder dergleichen bekannt (US-PS 10 71 810), bei welcher in die vorspringenden Teile neben den den Walzvorgang bewirkenden Kalibern Ringe aus gleichem Material wie der Walzenkörper eingegossen sind. Diese Ringe sollen lediglich eine schnelle Abkühlung des Metalls im Bereich der Walzenkaliber und damit eine Verdichtung des Materials in diesem Bereich bewirken. Einen Hinweis auf die Herstellung einer Verbundwalze mit einem Hartmetallring kann diese Druckschrift nicht geben.

Es ist auch eine Verbundwalze mit einem Hartmetallring bekannt (DE-OS 19 48 424 und DE-OS 18 10 941),

ίο bei welcher dieser Ring mit Hilfe einer Klemmschraube auf dem Walzenkörper verspannt ist, wobei in den Stirnseiten des Hartmetallringes und in den anliegenden Mitnehmerringen Erhebungen vorgesehen sind. Es handelt sich hier um eine mechanische Klemmung mit den bereits genannten Nachteilen.

Es ist auch eine gußeiserne Walze mit Stahlachse bekannt (DE-PS 4 25 263), bei welcher zwischen dem Walzenballen und der Achse ein Spielraum belassen ist, der mit einer Füllmasse ausgefüllt ist, wobei der Walzenballen durch Kupplungsglieder auf der Achse zentriert ist. Auch hier handelt es sich nicht um eine Verbundwalze der eingangs genannten Art mit einem Hartmerallring. Mit der DE-OS 18 15 812 ist es schließlich noch bekannt eine Verbundwalze zu kühlen, wobei bei einer Verbundwalze mit einem Hartmetallring, der auf dem Walzenkörper durch eine Klemmschraube verspannt ist, an den Hartmetallring seitlich haltenden Scheiben Kühlrippen und/oder Kühlbohrungen vorgesehen sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbundwalze der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie mit verhältnismäßig geringem Aufwand herstellbar ist, wobei der Hartmetallring sicher gehalten ist. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Walzenkörper um den Hartmetallring gegossen ist und daß zur Erzielung einer Druckvorspannung im Hartmetallring die Querschnittsbreite des Hartmetallrings von der Walzfläche zur Walzenmitte hin zunimmt. Hierdurch ist es möglich, den Hartmetallring in einfacher Weise mit dem Walzenkörper zu verbinden, wobei durch den Gießvorgang eine Druckspannung im Hartmetallring erzeugt wird. Dabei ist es nicht erforderlich, den Walzenkörper vor dem Anbringen zu schleifen. Die Druckspannungen entstehen durch die unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten des Hartmetalls und der Ferrolegierung bzw. des Stahls. Die Größe der Druckspannung kann z. B. durch Veränderung der Neigung der seitlichen Ränder des Hartmetallringes bezüglich der Walzenwelle gesteuert werden.

Zur Drehmomentübertragung vom Walzenkörper auf den Hartmetallring können die mit dem Walzenkörper in Verbindung stehenden Flächen des Hartmetallringes wellenförmig oder mit Vertiefungen bzw. anderen Unebenheiten ausgebildet sein. Hierdurch werden scharfe Kerben vermieden, wodurch die Ermüdungsfestigkeit des Hartmetallringes erhöht wird.

Zweckmäßig kann zwischen der Innenseite des

Hartmetallringes und dem Walzenkörper ein Spalt vorgesehen sein, der mit einem verstärkten Kunstharz,

^b0 Metall oder einem anderen Stützmaterial ausfüllbar ist.

Der Walzenkörper kann ferner mit Kühlflanschen ausgebildet sein.

Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht eines Hartmetallringes,

F i g. 2 einen Schnitt der Linie 11-11 in F i g. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht der anmeldungsgemäßen

Verbundwalze, und

F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie !V-IV in F i g. 3.
Mit 1 ist ein Hartmetallring bezeichnet, um den der aus einer Ferrolegierung, z. B. Stahl, bestehende Walzenkörper 2 herumgegossen werden soll. Der Hartmetallring I ist an seinen StirnseiU.-n mit Vertiefungen 7 versehen, während mit 6 die Seitenflächen des Hartmetallringes 1 bezeichnet sind.

Wie aus den Fig.2 und 4 ersichtlich, nimmt Jie Querschnittsbreite des Hartmetallringes 1 von der Walzfläche zar Walzenmitte hin zu.

In den Fig.3 und 4 ist der Hartmetallring 1 dargestellt, um den der Walzenkörper 2 herumgegossen ist. Während des Abkühlens zieht sich die Ferrolegierung, z. B. Stahl, stärker zusammen als das Hartmetall, so daß sich unter dem Hartmetallring 1 zwischen diesem und dem Walzenkörper 2 ein Spalt bildet.

Nach dem Abkühlen des Walzenkörpers wird die Verbundwalze gereinigt, und es werden in den Walzenkörper Löcher 8 gebohrt, in die z. B. ein verstärktes, hitzehärtbares Harz auf Epoxibasis oder ein anderes geeignetes Stützinaterial in den Spalt 3 unter dem Hartmetallring eingespritzt wird. Während des Abkühlens nach dem Gießvorgang wird der richtige Temperaturunterschied zwischen dem Hartmetall und der Ferrolegierungsmasse — für das Hartmetall ist die Temperatur höher — dadurch aufrechterhalten, daß dem Hartmetallring Wärme zugeführt wird, während der Kern des Gußstücks, beispielsweise mit Hilfe von Luft, gekühlt wird.

Aufgrund der axialen und radialen Aufbringung d^s Hartmetallrings 1 auf den Walzenkörper 2 kann die normalerweise erforderliche Wasserkühlung ganz umgangen oder reduziert werden. Wenn man in geeigneter Weise Kühlringe oder Kühlflansche an den Stirnseiten des Walzenkörpers vorsieht, läßt sich die Temperatur der Verbundwalze steuern. Um einen Temperaturübergang von der Walzfläche des Hartmetallrings 1 auf die Welle der Verbundwalze zu verhindern, kann der Teil des Walzenkörpers 2, der mit der Welle in Verbindung -to steht, mit einem Wärmeschutzmantel 4, beispielsweise aus Titanoxid oder einem anderen geeigneten Wärmeschutzmaterial, versehen werden.

Verwendet man eine Gußeisenform, bei welcher es möglich ist, den Kern des Walzenkörpers 2 während des Gießvorgangs zu kühlen, kann man die Wirkung der unterschiedlichen Wärmeausdehnung beherrschen. Wesentlich ist dabei, daß die Temperaturunterschiede zwischen der Ferrolegierung und den Harimetallteilen aufrechterhalten werden. Die Temperaturen der Ferrolegierung bzw. des Hartmetalls werden im Hinblick auf ihre Wärmeausdehnung gewähit, d. h. die Ferrolegierung oder der Stahl werden auf einer niedrigeren Temperatur gehalten als das Hartmetall. Dies läßt sich z. B. dadurch erreichen, daß man der Gußeisenform außen Wärme, beispielsweise mit Hilfe von Hochfrequenz, zuführt, während ihr Kern gekühlt wird, beispielsweise mit Hilfe von Luft oder Wasser.

Die beschriebene Verbundwalze läßt sich mit einem vergleichsweise geringen Kostenaufwand herstellen. Sie ist gegenüber Temperaturerhöhungen wesentlich weniger empfindlich als bekannte Walzen. Die anmeldungsgemäße Verbundwalze hat eine lange Lebensdauer, da eine Wasserkühlung der Walzfläche vermieden oder verringert werden kann, wodurch das Temperaturgefälle zwischen dem Walzgut und der Verbundwalze weniger groß ist.

Das Gießen der anmeldungsgemäßen Verbundwalze kann in folgender, außerhalb der Erfindung gemäß Schutzbegehren liegender Weise erfolgen:

Eine Gußeisenform wird zunächst beispielsweise mit einer Emulsion aus öl und Grafit behandelt. Die Gußeisenform mit dem Hartmetallring wird in einen Ofen eingebracht und beispielsweise auf 600° C vorgeheizt, um Blasenbildungen im Gußstück zu verhindern und um Wirkungen durch unterschiedliche Wäremausdehnungen zu vermindern. Der Heizvorgang sollte in einer Schutzgasatmosphäre oder unter Vakuum erfolgen, um ein Oxidieren des Hartmetallringes und der Gußeisenform zu vermeiden. Dann wird die Ferrolegierungsmasse in die Form gegossen. Das folgende Abkühlen sollte langsam erfolgen, damit die Ferrolegierung nicht brüchig wird. Nach einer angemessenen Zeit wird das aus der Ferrolegierung und dem Hartmetall bestehende Stück aus der Gußeisenform entnommen und in ein wäremisolierendes Material eingebracht. Es ist aber auch möglich, die Verbundwalze zusammen mit der Gußeisenform in ein wärmeisolierendes Material einzubringen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

!. Verbundwaize für das Warmwalzen und/oder Kaltwalzen von Metallen, bei der die Walzfläche von einem Hartmetallring gebildet ist, der auf einem aus einer Ferrolegierung, z. B. Stahl, bestehenden Walzenkörper konzentrisch angeordnet ist und bei der die Verbindung von Hartmetallring und Walzenkörper durch Umgießen eines der beiden vorgenannten Teile erzielbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenkörper (2) um den Hartmetallring (1) gegossen ist und daß zur Erzielung einer Druckvorspannung im Hartmetallring (J) die Querschnittsbreite des Hartmetallrings (1) von der Walzfläche zur Walzenmitte hin zunimmt.
2. Verbundwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Drehmomentübertragung vom Walzenkörper (2) auf den Hartmetallring (1) die mit dem Walzenkörper (2) in Verbindung stehenden Flächen des Hartmetallrings (1) wellenförmig oder mit Vertiefungen (7) beziehungsweise anderen Unebenheiten ausgebildet sind.
3. Verbundwalze nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Spalt (3) zwischen der Innenseite des Hartmetallrings (1) und dem Walzenkörper (2), der mit einem verstärkten Kunstharz, Metall oder einem anderen Stützmaterial ausfüllbar ist.
4. Verbundwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenkörper (2) mit Kühlflanschen ausgebildet ist.