DE2200285C3

DE2200285C3 - Verbundwalze fur das Warmwalzen und/oder Kaltwalzen von Metallen

Info

Publication number: DE2200285C3
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: 1980-06-19
Also published as: NL7117630A; DE2200285B2; IT946373B; GB1374130A; NL149718C; FR2121641A1; BE777492A; DE2200285A1; FR2121641B1; US3787943A; SE371114B; NL149718B

Description

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

liei der Herstellung einer solchen Verbundwalze ist es aus wirtschaftlichen Gründen erwünscht, die llartmetallmengc niedrig zu halten. Es wird deshalb ein Hartinetallring verwendet, der mit dem Walzenkörper mechanisch verbunden ist. Dies macht enge Toleranzen erforderlich, was wiederum zu kostspieligen l'eriigungs vorgängen, wie z. B. Schleifen, führt. Darübei hinaus sind derartige Anordnungen empfindlich gegen Temperaturschwanklingen, und es besteht die Möglichkeil, daß tier Hartinetallring gesprengt wird.

Es ist eine Verbundwalze der eingangs genannten Art bekannt (DE-PS 7 IO 146), die in der Weise hergestellt ist, daß mit einer Legierung aus einer Kolball Eisen Wolfram-Grundmasse, in die Chrom-Wollram Karbide eingelagert sind, der llartmetallmantel um ilen Suhl kern herumgegosseii wird, l.s handeil sich hier aber nicht um einen üblichen Harlnielallring. I in Verbund walzen der eingangs genannten Art mil einem lat'ttiietallriiig isl das bekannte Verfahren ιικίιι anwendbar.

I s ist leriiei eine Walzt· zum Walzen von Ulm ken. Silnenen oder dorglen heu In kaum (US I¹S IO /I KMI). bei wi klier in die \orspi lügenden I eile neben den den W.ilzioigaiig Itouiikcndeii Kalibern Ringe aus >'lci chem Material wie der Walzenkörper eingegossen sind. Diese Ringe sollen lediglich eine schnelle Abkühlung des Metalls im Bereich der Wälzenkaliber und damit eine Verdichtung des Materials in diesem Bereich bewirken. Einen Hinweis auf die Herstellung einer Verbundwalze mit einem Hartmetallring kanu diese Druckschrift nicht geben.

Es ist auch eine Verbundwalze mit einem Hartmetallring bekannt (DE-OS 19 48 424 und DE-OS 18 10 941). - to bei welcher dieser Ring mit Hilfe einer Klemmschraube auf dem Walzenkörper verspannt ist. wobei in den Stirnseiten des Hartmetallringcs und in den anliegenden Mitnehmerringen Erhebungen vorgesehen sind. Fs handelt sich hier um eine mechanische Klemmung mit t"> den bereits genannten Nachteilen.

Es ist auch eine gußeiserne Walze mit Stahlachsc bekannt (DE-PS 4 25 268). bei welcher zwischen dem Waizenballcn und der Achse ein Spielraum belassen ist. der mit einer Füllmasse ausgefüllt ist. wobei der -Ό Walzcnballen durch Kuppfungsgfiedcr 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 15812 ist es schließlich noch bekannt eine Verbundwalzc zu kühlen. -'"> wobei bei einer Verbundwalzc mit einem Harimetallring. der auf dem Walzenkörper durch eine Klemmschraube verspannt ist. an den Hartmctallring seitlich haltenden Scheiben Kühlrippen und/oder Kühlbohrungen vorgesehen sind.

m Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbundwalzc der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie mit verhältnismäßig geringem Aufwand herstellbar ist, wobei der I lartnieiallring sicher gehalten ist. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß i> der Walzenkörper um den llartmelallring gegossen ist und daß zur Erzielung einer Druck vorspannung im llartmelallring die Querschuiitsbreilc des Hartmetall rings von der Walzfläche zur Walzemuilte hin zunimmt. Hierdurch isl es möglich, den llartmelallring in einfacher Weise mil dem Walzenkörper zu verbinden, wobei durch den Gicßvorgaug eine Druckspannung im llariinctällring erzeugt wird. Dabei isl es nicht erforderlich, den Walzenkörper vor dem Anbringen zu schleifen. Die Druckspannungen entstehen durch tlie unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten des Hart metalls und der Ferrolegierung bzw. des Stahls. Die Ciröße der Druckspannung kanu z. Ii. durch Veränderung tier Neigung tier schlichen Ränder ties I lartmclall ringes bezüglich tier Walzen welle gesteuert werden.

/in Drehmomentübertragung vom Walzenkörper auf den I lartmeiallring können tlie mil dem Walzcnkör per in Verbindung stehenden I lachen tlos Hartmetall ringes wellenförmig oiler mil Voiiiolungeii bzw. .linieren Unebenheiten ausgebildet sein. I licriliiivh werden scharfe Kerben vermieden, wodurch die I rmüiliingslcsligki'i: ties I lai imetallriiiges ei hohl »ml

/weckmäßig kanu zwischen der Iniienseile des llarlinetallriiiges und dem Walzenkörper ein Spall vorgesehen sein, tier mil einem verstärkten Kunstharz. Metall oder einem anderen Slüt/malcrial aiisfüllbar isl

Der Walzenkörper kann ferner mil Kiililllauseheu ausgebildet sein.

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Verbundwalze, und

F ig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3.

Mit 1 ist ein Hartmetallring bezeichne!, um den der aus einer Ferrolegierung, z. B. Stahl, bestehende Walzenkörper 2 herumgegossen weiden soll. Der Hartmetallring 1 ist an seinen Stirnseiten mit Vertiefungen 7 versehen, während mit 6 die Seitenflächen des Hartmetallringes 1 bezeichnet sind.

Wie aus den Fig. 2 und 4 ersichtlich, nimmt die Querschniüsbreite des Hartmetallringes 1 von der iu Walzfläche zur Walzenmitte hin zu.

In den Fig.3 und 4 ist der Hartmetallring I dargestellt, um den der Walzenkörper 2 herumgegossen ist. Während des Abkühlens zieht sich die Ferrolegierung, z. B. Stahl, stärker zusammen als das Hartmetall. r~> so daß sich unter dem Hartmetalhing 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 /. B. ein >o verstärktes, hil/.ehäribares Harz auf F.poxibasis oder ein anderes geeignetes Stützmatcrial in den Spalt } unter dem Hartmctallring eingespritzt wird. Wahrend des Abkühlens nach dem Gießvorgang wird der richtige Temperaturunterschied /wischen dem Hartmetall und >ϊ der Ferrolcgierungsmasse — 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. to

Aufgrund der axialen und radialen Aufbringung des llarlmetallrings I auf den Walzenkörper 2 kann die normalerweise erforderliche Wasserkühlung ganz umgangen oder reduziert werden. Wenn mau in geeigneter Weise Kühlringe oder Kühlflansche an den Stirnseiten r. des Walzenkörper vorsieht, läßt sich die IiMiipcraUii der Verbundwal/e steuern. Um einen Tciiipcraiurühcrgang von der Walzfläche des Harimclallrings I auf die Welle der Verbundwalze /ii verhindern, kann der Teil des Walzenkörper 2. der mit der Welle in Verbindung to steht, mit einem Wäriueseluit/maniel 4. beispielsweise aus Titanoxid oder einem anderen geeigneten Wärmeseliulzmaici ial, versehen werden.

Verwendet man eine Gußeisenlorm. bei welcher es möglich ist. den Kern des Walzenkörpers 2 während des η Gießvorgangs zu kühlen, kann man die Wirkung der unterschiedlichen Wärmeausdehnung beherrschen. Wesentlich ist dabei, daß die Temperaturunterschiede zwischen der Ferrolegierung und den Hartmetallteilcn aufrechterhalten werden. Die Temperaturen der Ferrolegierung bzw. des Hartmetalls werden im Hinblick auf ihre Wärmeausdehnung gewählt, d. h. die Ferrolegierung oder der Stahl werden auf einer niedrigeren Temperatur gehalten als das Hartmetall. Dies läßt sich z. B. dadurch erreichen, duß 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 vci gleichsweis■_· geringen Kostenaufwand herstellen. Sie ist gegenüber Temperaturerhöhungen wesentlich weniger empfindlich als bekannte Walzen. Die anmeidungsgemäße Verbundwalze hat eine lange Lebensdauer, da eine Wasserkühlung der Walzfläche vermieden oder verringert werden kann, wodurch dasTempeiaturgefäl-Ie zwischen dem Walzgut und der Veibundwul/e 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 bOO' 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:

1. 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, dadurch ge kennzeichnet, daß der Walzenkörper (2) um den Hartinetallring (1) gegossen ist und daß zur Erzielung einer Druckvorspannung im Hartmetallring (1) die Querschnittsbreile 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 I lartmetallring (I) die mit dem Walzenkörper (2) in Verbindung stehenden Flächen des Hartmetallrings (1) wellenförmig oder mit Vertiefungen (7) beziehungsweise anderen Unebenheiten ausgebildet sind.

i. Verbundwalze nach Anspruch I oder 2. gekennzeichnet durch einen Spalt (3) zwischen der Innenseite des Hartmetallrings (I) und dem Walzenkörper (2), der mit einem verstärkten Kunstharz, Metall oder einem anderen .Stützmaterial ausfüllbar isl.

4. Verbundwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenkörper (2) mit Kühlflanschcn ausgebildet ist.