DE2513763B2 - Verfahren zur Herstellung einer Walze mit einer oder mehreren Umfangsnuten - Google Patents
Verfahren zur Herstellung einer Walze mit einer oder mehreren UmfangsnutenInfo
- Publication number
- DE2513763B2 DE2513763B2 DE2513763A DE2513763A DE2513763B2 DE 2513763 B2 DE2513763 B2 DE 2513763B2 DE 2513763 A DE2513763 A DE 2513763A DE 2513763 A DE2513763 A DE 2513763A DE 2513763 B2 DE2513763 B2 DE 2513763B2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- welding
- core body
- weld metal
- roller
- electrode wire
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K25/00—Slag welding, i.e. using a heated layer or mass of powder, slag, or the like in contact with the material to be joined
- B23K25/005—Welding for purposes other than joining, e.g. built-up welding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B27/00—Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
- B23K35/3053—Fe as the principal constituent
- B23K35/306—Fe as the principal constituent with C as next major constituent, e.g. cast iron
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10S428/922—Static electricity metal bleed-off metallic stock
- Y10S428/923—Physical dimension
- Y10S428/924—Composite
- Y10S428/925—Relative dimension specified
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49544—Roller making
- Y10T29/49565—One-piece roller making
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
- Y10T428/12771—Transition metal-base component
- Y10T428/12861—Group VIII or IB metal-base component
- Y10T428/12951—Fe-base component
- Y10T428/12958—Next to Fe-base component
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Walze mit einer oder mehreren
Umfangsnuten, gemäß dem man einen Kernkörper mit einer oder mehreren Umfangsnuten in seiner Umfangsfläche
horizontal anordnet, einen abschmelzenden Elektrodendraht unter Drehen des Kernkörpers in die
Nuten einführt und dabei nach einem Elektroschlackeschweißverfahren
einen Schweißmetallauftrag auf den Oberflächen der Nuten erzeugt, und auf eine danach
hergestellte Walze.
Zum Stand der Technik wird zunächst auf die GB-PS 12 55 582 und die jap. Pat. Publ. 249/70 und 418/68
verwiesen.
Beim Walzen von Formstahlprodukten, z. B. Winkeln 5 oder Kanälen, wird eine Gußeisenwalze mit hoher
Härte für ein Endwalzgerüst oder eine zähe Gußstahlwalze für ein Grobwalzgerüst verwendet, während in
einigen Grobwalzgerüsten oder Endwalzgerüsten auch eine Walze aus einem Material verwendet wurde, das als
ίο hypereutektoider Stahl oder hypoeutektisches Gußeisen
bezeichnet wird und Eigenschaften zwischen denen von Gußeisen und denen eines Gußstahls aufweist und
1,4-2,5% C enthält. Zu den bekannten Herstellverfahren einer solchen Walze gehören eines, nach dem eine
Wärmebehandlung nach dem Gießen vorgenommen wird, oder auch eines, nach dem im Anschluß an das
Gießen zunächst ein Schmieden und dann eine Wärmebehandlung vorgenommen werden.
Da das Verfahren, bei dem man das Gießen und die anschließende Wärmebehandlung vornimmt, nicht zu
der gewünschten Zähigkeit führt, wenn man sich nur auf die Wärmebehandlung verläßt, v/urde auch ein Verfahren
angegeben, nach dem eine Dauerform zum Feinkristallisieren des Gußgefüges unter Ausnutzung
eines gewünschten Wärmebehandlungseffektes verwendet wird. Dieses Verfahren leidet jedoch an
Nachteilen, da die Abkühlungsgeschwindigkeit beim Gießen eine Grenze hat und man so nicht in der Lage ist,
eine Kristallkorngröße von höchstens 300 μπι im
ω Gefüge zu erreichen. Insbesondere tritt im Fall einer
Walze großer Abmessungen oder im Fall einer solche Legierungselemente wie Ni oder Cr enthaltenden
Walze die Gefahr des Entstehens von Gußrissen auf. Außerdem werden bei einer Walze mit Nuten ihre
r> Bodenflächen, die tief unter der Außenumfangsoberfläche
der gegossenen Walze liegen, abgenutzt, so daß die Kristallkorngröße bei weitem nicht befriedigt.
Andererseits ist es nach einem Verfahren, bei dem Karbide im Gefüge einer Walze mittels eines Heiß-Schmiedens
nach dem Gießen zerbrochen werden, um für den gesamten Körper der Walze eine bessere
Zähigkeit zu erreichen, unbedingt erforderlich, daß die Gehalte an P, S und dergleichen, die leicht die
Verhinderung einer Rißbildung stören, wegen der Anwendung des Schmiedens eng begrenzt werden, so
daß das Material und der Schmelzvorgang genau ausgewählt werden müssen. Weiter läßt !,ich im Fall des
Schmiedens einer Walze mit hohem Kohlenstoffgehalt, wie z. B. aus hypereutektoidem Stahl oder hypoeutektischem
Gußeisen, das Schmiedeverhältnis nicht steigern, da die viel Kohlenstoff enthaltende Walze bei hoher
Querschnittsverringerung beim Schmieden brechen kann. Als Ergebnis läßt sich bei einer Nuten
aufweisenden Walze kein Schmiedeeffekt in der Bodenfläche der Nuten erzielen, die sich tief von der
Außenumfangs-Oberfläche der Walze befinden, und außerdem ergibt sich ein anisotropisches mechanisches
Verhalten wegen der Richtungseigenschaften der Karbide auf Grund des Schmiedevorganges. Daher
bo entstehen Probleme bezüglich der Verschleißbeständigkeit der Seitenwände der Nuten der Walze.
Außer dem genannten Gieß- oder Schmiedeverfahren wurden viele andere Verfahren angegeben, so z. B.
eines, nach dem man eine Walze unter Anwendung des Schweißens aufbaut oder repariert, ein weiteres, nach
dem man eine besondere genutete Walze zur Wiederverwendung verstärkt, und schließlich eines, nach dem
man eine Walze unter Anwendung der Auftrags-
Schweißtechnik herstellt. Jedoch benutzen solche Schweißtechniken das Lichtbogenschweißen oder das
Schweißen mit verdecktem Lichtbogen, so daß sich, wenn der Gehalt an einem Element des Auftragsschweißmetalls,
insbesondere der Kohlenstoffgehalt, gesteigert wird, eine Neigung zum Auftreten von
Schweißrissen ergibt. Außerdem wäre es unmöglich, ein Auftragsschweißmetall bis zu einer großen Dicke
aufzutragen, da Schweißrisse auftreten oder der Aufwand an Arbeitsstunden aufgrund des schlechten
Schweißwirkangsgrades zu hoch wird, so daß noch Störungen bei der Durchführung solcher Walzenherstellungsverfahren
vorkommen.
Andererseits ermöglicht das Elektroschlackeschweißen unter Verwendung einer abschmelzenden Elektrode
das Aufbringen eines Auftragsschweißmetalls bis zu einer großen Dicke dank einer großen Wärmezufuhr
auf Grund von sogenannter Joulescher Wärme durch den elektrischen Strom in der Schlackenschmelze, und
daher wurde neuerdings das Elektroschlackeschweißen zum Schweißen von großformatigen Flußstahlteilen
angewendet. Obwohl das Elektroschlackeschweißen versuchsweise zur Herstellung einer Walze der
erläuterten Art angewendet wurde, konnte man bisher noch keine befriedigenden Ergebnisse dabei erzielen.
Es kann als annehmbares Verfahren zur Herstellung einer Walze, insbesondere einer mit Nuten versehenen
Walze nach dem Elektroschlackeschweißen, angesehen werden, daß ein Kernkörper mit in Umfangsrichtung
geformten Nuten horizontal angeordnet wird und man dann eine abschmelzende Elektrode in die Nuten unter
gleichzeitigem Drehen des Kernkörpers einführt, um dadurch abgeschiedene Metallbereiche in den damit
gefüllten Nuten zu erhalten.
Außerdem bietet das Elektroschlackeschweißen, da es das Abscheiden eines Auftragsmetalls auch bei
erhöhtem Kohlenstoffgehalt ohne Hervorrufen von Rissen ermöglicht und da sich die Dicke des
Auftragsteils leicht steigern läßt, beträchtliche Vorteile für die Herstellung einer Walze. Falls eine Walze nach
dem Elektroschlackeschweißen hergestellt wird, ist es erforderlich, daß die Auftragsmetalle eine gute
Schweißbarkeit haben und andererseits ausgezeichnete Walzeigenschaften ergeben, so daß die Zusammensetzungsauswahl
der Auftragsschweißmetalle und die Abkühlgeschwindigkeit der Metallschmelze eine wesentliche
Rolle bei der Herstellung der Walze spielen. Jedoch bringt eine solche Auswahl Schwierigkeiten in
technologischer Hinsicht, und daher gelang es bisher noch nicht, eine befriedigende aus hypereutektoidem
Stahl oder hypoeutektischem Gußeisen mit ausgezeichneten Walzeigenschaften unter Anwendung des Elektroschlackeschweißens
herzustellen.
Es zeigte sich noch ein anderes Problem bei der Herstellung einer genuteten Walze nach dem Elektroschlackeschweißen,
das sich aus folgenden Erläuterungen ergibt: Zu Beginn des Vorganges wird eine Stahlplattenstartklappe an der inneren Oberfläche eines
Nutteils im Kernkörper so befestigt, daß sie in der Richtung eines rechten Winkels zur Oberfläche der Nut
durch Schweißanwendung angebracht wird; eine Wasserkühlkupferplatte mit dem gleichen Kurvenradius wie
dem der Stahlstartklappe wird unter einem rechten Winkel zur Stahlstartklappe gehalten; dann wird ein
Lichtbogen zwischen einem Elektrodendraht und der Startklappe erzeugt, um dadurch das Flußmittel, das auf
der Startklappe angeordnet ist, vorab in eine Schlackenschmelze umzuwandeln. Dann wird ein abschmelzender
Elektrodendraht mittels der von einem elektrischen, durch die geschmolzene Schlacke fließenden Strom
erzeugten Joulesche Wärme unter Bildung flüssigen Metalls geschmolzen, wonach die Metallschmelze
mittels der Wasserkühlkupferplatte unter Bildung des
festen Metallauftrags abgekühlt wird. Da die Schweißanfangsstelle mit dem Schweißendteil verbunden
werden soll, muß man die Startklappe im Laufe des Schweißens entfernen. Zum Entfernen der Stahlstartklappe
muß die Startklappe sehmelzgeschnitten werden. Daraus folgt, daß eine unvollständige Gestaltung
des Schnittes erhalten wird, und so wird es schwierig, den Endteil der Schweißstelle glatt aufzubauen.
Außerdem besteht die Gefahr des Ausfließens von Schlacke aus der Nut, so daß sich Sicherheitsprobleme
ergeben.
Selbst wenn die Temperatur des Kernkörpers beim Beginn des Schweißens niedrig und daher das
Flußmittels nicht in eine Hochtemperaturschlacke umgewandelt ist, sollte ein abschmelzender Elektrodendraht
ständig zugeführt werden, da der abschmelzende Elektrodendraht auch als Hauptelektrode dient. Aus
diesem Grund ergibt sich unvollständiges Eindringen oder Schmelzen im Anfangsteil einer Auftragsschweißung,
und daher entwickeln sich hier Risse. Als Gegenmaßnahme hierzu wurden vorgeschlagen: (a)
Injektion von geschmolzener Schlacke, (b) Vorerhitzen der Kernkörpers; und (c) Herstellung von geschmolzener
Schlacke mittels einer anderen Elektrode. Im Fall von (a) muß eine Einrichtung zum vorherigen Herstellen
von Schlackenschmelze vorgesehen werden, und wenn die Wärmekapazität des Kernkörpers groß ist, ergeben
sich Fehler an der Grenze zwischen dem Auftragsschweißmetall und dem Kern wegen des Fehlens von
H itze, die nur von der Schlackenschmelze geliefert wird.
Als eine im Fall von (c) verwendete Elektrode ist ein Wolfram- oder Graphitstab angegeben worden. Jedoch
ist, wie bekannt, der Schmelzpunkt von Wolfram oder Graphit äußerst hoch, so daß ein Stab daraus nach dem
Eintauchen in die Schlackenschmelze nicht schmilzt, sondern die Schlackenschmelze auf hoher Temperatur
hält. Dementsprechend kann man ein gutes Eindringen oder Schmelzen im Anfangsteil der Schweißstelle
erhalten und so ein schlechtes Eindringen oder eine unvollständige Verbindung vermeiden. Jedoch führt der
hohe Widerstand gegen die abschmelzende Art der Elektrode zu einem instabilen Schweißvorgang mit
entsprechenden Nachteilen einer erhöhten Arbeitsstundenzahl. Weiter gibt es noch die Schwierigkeit, daß ein
so Wolfram- oder Graphitstab seinerseits aufgrund der Hitze eines Lichtbogens zur Zeit des Schweißbeginns
verbraucht wird, so daß ein solches Element in ein Auftragsschweißmetall hineingeschmolzen wird und
dadurch eine Segregation in dessen Zusammensetzung hervorruft und sich ein entsprechender Mangel an
Gleichmäßigkeit der Zusammensetzung in Umfangsrichtung ergibt. Im Fall einer Walzenherstellung ist die
obige örtliche Segregation für die aufgerauhte Oberfläche der Walze verantwortlich.
bo Schließlich sind ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Elektroschlacke-Auftragsschweißen von zylindrischen Körpern bekannt (DT-AS 12 09 638), nachdem
der Zylinder sich in waagerechter Achslage befindet und das Schweißgut, auf einem neben dem Zylinder
angebrachten Paßstück, vermutlich einer wassergekühlten Kupferplatte, beginnend, zur Bedeckung der
gesamten Zylinderoberfläche in einem schraubenförmigen Streifen derart aufgebracht wird, daß jeweils der
schon aufgebrachte Streifengang die eine seitliche Abstützung des Schweißbades für den nächstfolgenden
Streifengang bildet. Dabei kann ein Gleitschuh verwendet werden, der mit einer in Schweißrichtung liegenden
Flanke auf dem Zylinder gleitet, während er mit seiner anderen Seite auf dem jeweils im vorhergehenden
Umlauf angebrachten Schweißgut aufliegt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs genannten Art so zu verbessern,
daß man in den Nuten ein sehr feinkörniges Gefüge und ι ο gleichzeitig ausgezeichnete Walzeigenschaften, wie z. B.
Zähigkeit und Beständigkeit gegenüber Wärmerissen und Verschleiß, erreicht. Außerdem soll in Weiterbildung
der Erfindung von einer wiederverwendbaren Startklappe Gebrauch gemacht werden können, so daß
ein Schmelzschnitt der Klappe nicht mehr erforderlich ist und die Qualität der Schweißverbindungsstelle
verbessert wird. Schließlich soll das Verfahren ermöglichen, daß Schlackenschmelze zu Beginn und beim
Abschluß des Schweißvorganges auf hoher Temperatur gehalten werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kernkörper aus Gußstahl, einem hypereutektoiden
Stahl oder einem hypoeutektischen Gußeisen mit 0,5 bis 2,5% C besteht, der Schweißmetallauftrag aus 1,5
bis 2,5% C, 0,2 bis 1,0% Si, 0,5 bis 1,0% Mn, 0,5 bis 3,0% Cr, 0,2 bis 3,0% Mo, Rest im wesentlichen Fe und
unvermeidlichen Verunreinigungen besteht und der Körper nach dem Elektroschlackeschweißverfahren
einer Wärmebehandlung im Temperaturbereich von 500 bis 700° C unterzogen wird.
Durch diese Kombination der Zusammensetzungen von Kernkörper und Schweißmetallauftrag und die
Wärmebehandlung werden in den Nuten das gewünschte feinkörnige Gefüge und die angestrebten guten
Walzeigenschaften gesichert.
In Ausgestaltung der Erfindung kann der Schweißmetallauftrag zusätzlich bis zu 2,0% Vanadin enthalten.
Vorzugsweise wird der Schweißmetallauftrag in einer radialen Dicke im Bereich von 20 mm bis 1Ao des
ursprünglichen Durchmessers des Kernkörpers erzeugt.
In Weiterbildung der Erfindung läßt sich die zusätzlich genannte Teilaufgabe dadurch lösen, daß man
zum Elektroschlackeschweißen beim Schweißbeginn eine Startklappe aus Graphit mit einer, im Querschnitt
des Kernkörpers gesehen, aufwärts zum Außenumfang des Kernkörpers schräg ansteigenden Oberseite verwendet,
um eine Trägerfläche für das Auftragsschweißmetall zu schaffen. Diese Startklappe ist wiederverwendbar.
Eine andere Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß man Flußmittel in geschmolzene Schlacke umwandelt,
indem man einen abschmelzenden Elektrodendraht zum Beginn oder Abschluß des Schweißens verwendet,
die Zufuhr dieses Elektrodendrahtes danach unterbricht, die Schlackenschmelze für eine bestimmte Zeitdauer
unter Verwendung einer nichtschmelzenden Elektrode, z. B. aus Wolfram oder Graphit, auf hoher Temperatur
hält und anschließend das Schweißen wieder unter Verwendung eines abschmelzenden Elektrodendrahtes bo
fortsetzt.
Das Auftragsschweißmetall enthält vorzugsweise 2,0 bis 2,4% C, 0,5 bis 0,7% Si, 0,5 bis 0,7% Mn, 1,0 bis 2,0%
Cr, 1,0 bis 1,5% Mo und 0.5 bis 1,0% V.
Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung hi
veranschaulichten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Darin zeigt
F i g. 1 eine Aufnahme des Feingefüges der Probe B in
der Tabelle 2,
F i g. 2 eine Aufnahme des Feingefüges der Probe J in der Tabelle 2,
Fig.3 eine graphische Darstellung der Ergebnisse
von Abriebwiderstandsversuchen,
Fig.4 eine Aufnahme zur Veranschaulichung der
Ergebnisse eines Wärmerißversuches mit der Probe B in der Tabelle 2,
Fig.5 eine Aufnahme zur Veranschaulichung der Ergebnisse eines Wärmerißversuches mit der Probe I in
der Tabelle 2,
Fig.6 eine Aufnahme zur Veranschaulichung der
Ergebnisse eines Wärmerißversuches mit der Probe J in der Tabelle 2,
F i g. 7 und 8 graphische Darstellungen der Beziehung zwischen der Dicke der abgeschiedenen Auftragsschweißmetalle
und der Kristallkorngrößen,
Fig.9 eine Vorderansicht der Nutenteile in einem
Kernkörper,
Fig. 10 einen Querschnitt nach der Linie A-A in Fig. 9,
F i g. 11 einen Querschnitt eines Nutteils im Kernkörper
im Laufe des Schweißens,
Fig. 12 einen Querschnitt einer Startklappe aus Graphit, die mit einer schräg ansteigenden Oberseite
ausgebildet ist,
Fig. 13 einen Querschnitt eines Nutteils zu Beginn des Schweißens bei Verwendung einer Startklappe nach
Fig. 12,
Fig. 14 einen Querschnitt eines Nutteils nach Durchführung des Schweißens über V3 des gesamten
Schweißbereichs bei Verwendung der Startklappe nach Fig. 12,
F i g. 15 einen Querschnitt eines Nutteils bei Abschluß des Schweißens nach Verwendung der Startklappe nach
Fig. 12,
Fig. 16 einen Querschnitt eines Nutteils zu Beginn des Schweißens,
F i g. 17 einen Querschnitt eines Nutteils zu einer Zeit, wenn eine nichtabschmelzende Elektrode in eine
Schlackenschmelze zu Beginn des Schweißens eingetaucht ist und
Fig. 18 einen Querschnitt eines Nutteils während des
Schweißens nach Herausziehen der nichtabschmelzenden Elektrode aus der Schlackenschmelze.
Beim Herstellen einer Walze mit einem oder mehreren Nutteilen nach dem Elektroschlackenschweißverfahren
spielen die Auswahl des Zusammensetzungsbereichs des Kernkörpers sowie des Zusammensetzungsbereichs
des Auftragsschweißmetalls, die Wärmebehandlungstemperatur und die Abkühlungsgeschwindigkeit
des Auftragsschweißmetalls eine wesentliche Rolle.
Die Eigenschaften des Kernkörpers werden im wesentlichen durch den Kohlenstoffgehalt im Vergleich
mit den anderen chemischen Elementen in den Zusammensetzungen des Kernkörpers bestimmt. Falls
eine hohe Walzbelastung vom Kernteil und Laufzapfenteil einer Walze aufgenommen wird, wie es bei der
Duogrobwalzwerkswalze zur Verwendung in einem Großformatprofilstahlwalzwerk der Fall ist, müssen die
Eigenschaften des Walzenkörpers ausgezeichnet und der gesamte Aufbau der Walze zäh genug zum
Vermeiden ihres Ausfalls während des Betriebs sein. Ob ein Gußstahl oder ein hypereutektoider Stahl oder ein
hypoeutektisches Gußeisen verwendet wird, hängt von der auf die Laufzapfen einwirkenden Biegebeanspruchung
ab, die sich aus der Walzenbeanspruchung ergibt.
Insbesondere im Fall einer hohen Walzenbeanspruchung wird ein Kernkörper aus einem Gußstahl
verwendet, der einen Kohlenstoffgehalt von 0,5—1,5% aufweist, während im Fall einer mäßigen Walzenbeanspruchung
und einer sich daraus ergebenden geringen <·, Biegebeanspruchung an den Laufzapfen ein Kernkörper
aus einem hypereutektoiden Stahl oder hypoeutektischen Gußeisen mit 1,5 — 2,5% Kohlenstoff verwendet
wird. Wenn der Kohlenstoffgehalt nur bis zu 0,5% beträgt, ist die Härte des die Laufzapfen bildenden m
Kernkörpers verringert, wodurch eine aufgerauhte Oberfläche an den Laufzapfen, die in einen Lagerbock
eingepaßt sind, hervorgerufen wird, so daß sich Schwierigkeiten im Betrieb ergeben. Übersteigt jedoch
der Kohlenstoffgehalt des Kernkörpers 2,5%, so π werden die mechanischen Eigenschaften beeinträchtigt
und damit die Zähigkeit verringert, so daß dieses Material nicht als Walze für ein Gerüst dienen kann, das
nicht eine so hohe Belastung bedient. Aus diesen Gründen sollte der Kohlenstoffgehalt im Bereich von
0,5-2,5% liegen.
Die chemische Zusammensetzung der Walze wird durch die Walzeneigenschaften, wie z. B. Zähigkeit,
Wärmerißbeständigkeit und Abriebfestigkeit, und andererseits durch in der Herstellung der Walze liegende 2ri
Faktoren, wie z. B. Gießbarkeit, Wärmebehandlung und Eignung zum Schmieden bestimmt. Jedoch wird es im
Fall einer Nuten aufweisenden Walze, die erfindungsgemäß nach dem Elektroschlackeschweißverfahren hergestellt
wird, vor allem erforderlich, daß die Schweißbar- jo
keit des Auftragsschweißmetalls und dessen feinkörniges Gefüge ausgezeichnet sind. Erfindungsgemäß wird
nach dem Schweißen eine Temperbehandlung bei einer Temperatur von 500-700° C durchgeführt, wobei die
Diffusions- und Normalisierbehandlungen, wie sie im r> Fall der bekannten Herstellung einer gegossenen und
geschmiedeten Walze vorgenommen werden, überflüssig sind, so daß nur das Ergebnis, ob das Gefüge des
durch Schweißen erhaltenen Auftragsschweißmetalls grob oder fein ist, die Walzeigenschaften bestimmt.
Dementsprechend soll das Gefüge des Auftragsschweißmetalls zum Erzielen ausgezeichneter Walzeigenschaften
fein sein.
Das Anstreben ausgezeichneter Walzeigenschaften unter Berücksichtigung der Zusammensetzung des
Auftragsschweißmetalls ergibt eine gewisse Unvereinbarkeit mit der Schweißbarkeit, und daher ist es äußerst
schwierig, beide widerstreitenden Faktoren in Einklang zu bringen. Unter diesen Umständen führten die
Erfinder zahlreiche Versuche und Untersuchungen v)
hinsichtlich dieses Problems durch und fanden eine Zusammensetzung für das Auftragsschweißmetall, die
hinsichtlich sowohl der Abriebbeständigkeit als auch der zum Schweißen gewünschten Erfordernisse befriedigt.
Insbesondere fanden sie die Zusammensetzung des γ, Auftragsschweißmetalls mit 1,5-2,5% C, 0,2-1,0% Si,
0,5 - 1,0% Mn, 0,5 -3,0% Cr, 0,2 -3,0% Mo, 0- 2,0% V,
Rest im wesentlichen Fe und unvermeidlichen Verunreinigungen als geeignet. Die Gründe zur Festlegung der
vorstehenden Zusammensetzung sind folgende: mi
Kohlenstoff ist ein wichtiges Element, da es eine hohe Abriebbeständigkeit liefert. Wenn der Kohlenstoffgehalt
höchstens 1,5% ist, ergibt sich eine verringerte Abriebfestigkeit, während bei einem Kohlenstoffgehalt
über 2,5% eine große Menge eutektischer Karbide b5 auftritt, so daß das Auftragsschweißmetall spröde wird
und damit Nachteile, wie z. B. eine verringerte Beständigkeit gegen Warmrisse und Schweißrisse,
auftreten. Auch wenn Vanadin nicht zugesetzt wird, lassen sich die im folgenden noch zu beschreibenden
Vorteile erreichen. Fails man jedoch Vanadin in Mengen mit einem geeigneten Verhältnis zum Kohlenstoffgehalt
zusetzt, dann entsteht das Karbid VC in feinkörniger Form, wodurch Schweißrisse verhindert und die
Abriebbeständigkeit verbessert werden. Wenn jedoch der Vanadingehalt 2% übersteigt, wächst auch die
VC-Menge, während die Zementitmenge rückläufig ist und das Flächenverhältnis der Karbide einschließlich
VC sinkt, so daß sich die Abriebbeständigkeit verschlechtert. Silizium wird zwecks Desoxydation
zugesetzt. Wenn der Siliziumgehalt höchstens 0,2% ist, erzielt man keinen Vorteil. Falls andererseits der
Siliziumgehalt 1,0% übersteigt, ergibt sich eine verschlechterte Zähigkeit des Auftragsschweißmetalls.
Mangan steigert die Härte und reagiert mit Schwefel unter Bildung von MnS, wodurch die Versprödung
durch Schwefel vermieden wird. Wenn der Mangangehalt nur bis zu 0,5% beträgt, erreicht man solche
Vorteile nicht. Übersteigt indessen der Mangangehalt 1,0%, ergibt sich eine erhöhte Härtbarkeit mit
gleichzeitiger Verstärkung der Wärmerißneigung. Chrom verbindet sich mit Kohlenstoff unter Karbidbildung
mit hoher Härte und steigert daher die Abriebbeständigkeit. Wenn der Chromgehalt unter
0,5% liegt, erzielt man diese Vorteile nicht. Bei einem Chromgehalt über 3,0% bilden sich kristallisierte
Karbide von Klumpenform, die die Zähigkeit und Wärmerißbeständigkeit verringern und zu einer
Schweißrißneigung führen. Molybdän neigt zur Verbindung mit Kohlenstoff unter Karbidbildung hoher Härte
und steigert die Tempererweichungsbeständigkeit, wodurch auch die Abriebbeständigkeit bei hoher
Temperatur verbessert wird. Wenn der Molybdängehalt unter 0,2% liegt, kann man die genannten Vorteile nicht
erwarten. Falls der Molybdängehalt dagegen 3,0% übersteigt, ergibt sich eine übermäßig hohe Härte mit
entsprechender Versprödung. Außerdem wird dann die maschinelle Bearbeitbarkeit stark verringert.
Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß der Bereich der Zusammensetzung des Auftragsschweißmetalls
sorgfältig unter Berücksichtigung seiner Walzeigenschaften und seiner Schweißbarkeit bestimmt wurde.
Der Bereich der Zusammensetzung des Auftragsschweißmetalls beim erfindungsgemäßen Verfahren
liegt vorzugsweise von 2,0-2,4% C, 0,5-0,7% Si, 0,5-0,7% Mn, 1,0-2,0% Cr, 1,0-1,5% Mo und von
0,5—1,0% V, Rest im wesentlichen Eisen.
Nun wurden die bekannten gegossenen und geschmiedeten Walzen einem Diffusions- oder Normalisierglühen
unterworfen, um das Gußgefüge und die Gleichmäßigkeit der Zusammensetzung zu verbessern.
Im Gegensatz dazu läßt sich erfindungsgemäß, da das Gefüge der Walze aufgrund der raschen Erstarrung
beim Elektroschlackeschweißen feinkörnig ausgebildet wird, eine solche Hochtemperaturbehandlung einsparen,
und dennoch sind die mechanischen Eigenschaften erfindungsgemäß hergestellter Walzen denen von
geschmiedeten Walzen bereits dann überlegen, wenn nur die Temperbehandlung zum Spannungsausgleich
und zur Einstellung der Härte bei einer Temperatur von 500-70O0C nach dem Schweißen durchgeführt wird.
Da die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Walze vor allem zum Warmwalzen
verwendet wird, erhitzt sich die Oberfläche der Walze beim Walzen durch den Kontakt mit dem gewalzten
Material auf eine Temperatur von 500-7000C.
Dementsprechend wird, wenn die Anlaßtemperatur unter 5000C liegt, die Oberfläche der Walze während
des Warmwalzbetriebs getempert, so daß Abrieb auftritt. Außerdem werden die Restspannungen in
geringerem Maß abgebaut, so daß eine Bruchgefahr -, infolge des Einflusses der gleichzeitigen Wärmebelastung
während des Betriebs entsteht. Aus diesen Gründen soll die Tempertemperatur nicht unter 5000C
liegen. Wenn jedoch die Wärmebehandlungstemperatur 7000C übersteigt, wird zwar die Zähigkeit verbessert, κι
doch statt dessen die Härte verringert, so daß wieder die Abriebbeständigkeit verschlechtert wird. Daher wird
die Tempertemperatur auf höchstens 7000C begrenzt.
Wie vorstehend gezeigt wurde, hat man die genannte Zusammensetzung bestimmt, um bei dem Auftrags- r,
schweißmetall die gewünschte Schweißbarkeit und die gewünschten Walzeigenschaften bei bzw. nach dem
Auftragen dieses Metalls auf die Oberfläche der Walze aus einem hypereutektoiden Stahl oder hypoeutektischen
Gußeisen mit hohem Kohlenstoffgehalt, d. h. von >i>
1,5 — 2,5% zu erzielen. Zur Verbesserung der Eigenschaften des Auftragsschweißmetalls daraus ist es
unerläßlich, daß das Gefüge des Auftragsschweißmetalls sehr feinkörnig ist und man den Bereich der
Abkühlungsgeschwindigkeit des Auftragsschweißme- 2>
tails begrenzt.
Die F i g. 7 und 8 basieren auf den Versuchsergebnissei.
zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen der radialen Dicke des Auftragsschweißmetalls und dessen
Kristallkorngröße. Mit anderen Worten wurde gefunden, daß sich im Fall einer radialen Dicke des
Auftragsschweißmetalls von unter Vi0 des ursprünglichen
Durchmessers des Kernkörpers eine Kristallkorngröße von höchstens 200 μηι ergibt. Falls jedoch die
radiale Dicke des Auftragsschweißmetalls unter 20 mm r> liegt, berührt die abschmelzbare Elektrode den Kernkörper
und verbindet damit einen stetig ablaufenden Schweißvorgang. Deshalb soll das Auftragsschweißen
nach der vorliegenden Erfindung eine radiale Dicke des Auftragsschweißmetalls über 20 mm, jedoch unter Vio ·)<:·
des Durchmessers des Kernkörpers ergeben, um ein ausreichend feinkörniges Gefüge und somit ausgezeichnete
Walzeigenschaften zu erzielen.
Der Grund, weshalb die nach dem Elektroschlackeschweißen erhaltene Kristallkorngröße im Vergleich 4r>
mit der der bekannten geschmiedeten oder gegossenen Walzen so fein ist, läßt sich dadurch erklären, daß eine
abschmelzbare Elektrode in einer Schlackenschmelze geschmolzen und dann im Kernkörper sowie in der
Wasserkühlkupferplatte absorbiert wird, ohne daß sie w der Atmosphäre ausgesetzt ist, worauf die schnelle
Erstarrung folgt.
Es soll nun eine beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Startklappe im Zusammenhang mit den
Fig. 12 bis 15 erläutert werden. v>
Wie Fig. 12 zeigt, ist die Startklappe mit einer horizontalen Bodenseite versehen (wobei die übrigen
Teile von irgendeiner geeigneten Form sein können), während die im ersten Teil flache Oberseite 13 in einen
geneigten oder Hangoberflächenteil 8 übergeht. So hat ωι
bei Verwendung der Startklappe 2 die Form eines abgeschiedenen Metalls im Schweißbeginnbereich eine
entsprechend geneigte Oberfläche 11 (Fig. 14), die im Gegenuhrzeigersinn gerichtet ist. Andererseits wird
beim Auftragen des Schweißabschlußteils, wie F i g. 15 hr>
zeigt, nach der Drehung des Kernkörpers 1 eine Kupferplatte 9 von U-Querschnitt verwendet. Dabei
dient die geneigte Oberfläche 11 des abgeschiedenen Metalls 7 dazu, zu bewirken, daß die Schlacke 6 aufwärts
fließt, wodurch die Qualität im Inneren der Verbindungsstelle zwischen den beiden Enden des Auftragsschweißmetalls
7 verbessert wird.. Weiter besteht die Startklappe 2 aus Graphit. Graphit hat eine gute
elektrische Leitfähigkeit, so daß ein Lichtbogen zwischen der Klappe 2 und einem abschmelzenden
Elektrodendraht wie im Fall der Eisenstartklappe erzeugt werden kann. Zusätzlich weist Graphit eine
gute Ablösbarkeit vom Auftragsschweißmetall 7 auf, so daß die Startklappe 2 gemäß der Erfindung ohne
weiteres vom Auftragsschweißmetall 7 entfernbar ist. Da die Startklappe gemäß der Erfindung eine größere
Wärmeisolierwirkung im Vergleich mit einer Stahlstartklappe verschafft, zeigt sie einen Wärmespeichereffekt
im Anfangsstadium des Schweißens, wodurch das Eindringen eines abgeschiedenen Metalls 5 bzw. 7 in die
Oberfläche des Kernkörpers 1 verbessert wird.
Es soll nun anhand der Fig. 16 bis 18 beschrieben werden, wie mit dem Schweißen begonnen wird.
Erfindungsgemäß wird zu Beginn des Schmelzens, wie Fig. 16 zeigt, ein Lichtbogen zwischen dem
abschmelzbaren Elektrodendraht 3 und der Startkiappe 2 erzeugt, und dann wird (nicht dargestelltes) Flußmittel
zugefügt und mittels der Hitze vom Lichtbogen in geschmolzene Schlacke umgewandelt, wonach die
Zuführung des abschmelzbaren Elektrodendrahtes 3 unterbrochen wird. Dann taucht man eine nichtabschmelzende
Elektrode 12, wie z. B. Wolfram oder Graphit, wie Fig. 17 zeigt, in die Schlackenschmelze 6
ein. Die Schlackenschmelze wird unter Verwendung der nichtabschmelzenden Elektrode 12 auf hoher Temperatur
gehalten. In diesem Zustand wird die Oberfläche des Nutenteils im Kernkörper mittels der geschmolzenen
Schlacke 6 ausreichend erhitzt. Man verhindert dabei ein unerwünschtes Schmelzen im Kernkörper 1.
Anschließend wird die Zuführung des abschmelzenden Elektrodendrahtes 3 wieder begonnen und, wie F i g. 18
zeigt, die nichtabschmelzende Elektrode 12, wie Wolfram oder Graphit, aus der Schlackenschmelze 6
entfernt. So kann eine ausreichende Erhitzung des Kernkörpers 1 u. dgl. sowohl zu Beginn als auch zum
Abschluß des Schweißens erzeugt werden, so daß sich ein vollständiges Zusammenschmelzen zwischen dem
Kernkörper 1 und dem Auftragsschweißmetall 7 ergibt und dadurch Schweißfehler, wie Rißbildung, vermieden
werden.
Im übrigen enthält das Auftragsschweißmetall 7 einen Teil der Zusammensetzung des Kernkörpers 1 und des
abschmelzbaren Elektrodendrahtes 3, so daß die Zusammensetzung des Drahtes 3 justiert werden sollte,
um unter Berücksichtigung der Schweißbedingungen eine gewünschte Zusammensetzung des abgeschiedenen
Metalls zu erhalten. Ein bevorzugter abschmelzbarer Elektrodendraht kann ein zusammengesetzter
Draht sein, in dem pulverförmige Anteile von C, Si, Cr, Mo und erforderlicher Legierung in ein Mantelband
eingefüllt sind.
Es sollen nun einige Beispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben werden:
Zunächst wird, wie in den Fig.9 und 10 gezeigt ist,
der Kernkörper 1 horizontal angeordnet; eine Startklappe 2 aus Graphit gemäß Fig. 12 wird unter einem
rechten Winkel zur Oberfläche der Kernkörper Nr. a, b, c gemäß der Tabelle 1 angebracht; ein Lichtbogen wird
zwischen dem flachen Teil 13 der Startkiappe 2 und dem abschmelzenden Elektrodendraht 3 erzeugt; und dann
wird der (nicht dargestellte) FlußmiUelzusatz durch die
Il
Hitze vom Lichtbogen in eine Schlackenschmelze 6 umgewandelt. Danach wird die Zuführung des abschmelzenden
Elektrodendrahtes 3 unterbrochen; man läßt einen elektrischen Strom von 20 V, 200A für 10
Sekunden durch die nichtabschmelzende Elektrode 12 fließen, deren Spitze inzwischen in die Schlackenschmelze
6 eingetaucht wurde, so daß die Schlackenschmelze 6 mittels der durch den über die nichtabschmelzende
Elektrode 12 durch die Schlackenschmelze 6 fließenden Strom erzeugten Jouleschen Wärme auf
hoher Temperatur gehalten wird, wodurch man eine ausreichende Erhitzung der Oberflächen der Nutteile
erreicht. Dann wird der abschmelzende Elektrodendraht 3 v/ieder in die Schlackenschmelze 6 eingeführt, so
daß dieser Draht mittels der Jouleschen Wärme aufgrund des durch die Schlackenschmelze 6 fließenden
elektrischen Stroms geschmolzen wird, wie Fig. 11 zeigt, wodurch sich geschmolzenes Metall 5 bildet. Die
Metallschmelze 5 wird unter dem Einfluß der Kühlwirkung der Wasserkühlkupferplatte 4 und des Kernkörpers
1 zum Auftragsschweißmetall 7 der Typen A bis H in der Tabelle 2. Wenn das abgeschiedene Metall
gebildet ist, wird die Start klappe 2 zwecks Entfernung etwas angehoben. Im Laufe der Drehung des Kernkör-
pers 1 wird, wenn das Auftragsschweißmetall 7 bis zu der Stellung gemäß Fig. 15 ausgebildet ist, eine
zusätzliche Kupferplatte 9 an der Oberfläche des Kernkörpers unter Einfassen des abschmelzenden
Elektrodendrahtes 3 angebracht, um das Auftragsschweißmetall zum Abschluß des Schweißens aufzubringen.
Dann fließt die Schlackenschmelze 6 längs der geneigten Fläche 11 (Fig. 11) des zuerst abgeschiedenen
Metalls 7 aufwärts und bleibt innerhalb der Kupferplatte 9, womit das Auftragsschweißen beendet
wird.
Anschließend wird die Wärmebehandlung auf die genannte Adamit-Walze bei einer Temperatur von
500-70Q°C zum Einstellen der Härte und zur Beseitigung von Spannungen angewendet, und die
Nutenteile werden einer Endbearbeitung unterworfen, so daß die Herstellung der Walze beendet ist.
Unter Hinweis auf die Tabellen 1 und 2 ist zu erwähnen, daß Auftragsschweißmetalle A, E in der
Tabelle 2 auf einem Kernkörper a in der Tabelle 1, Auftragsschweißmetalle B, F auf dem Kernkörper b und
Auftragsschweißmetalle C, D, G, H auf dem Kernkörper c gebildet wurden.
Kernkörper
Nr.
Nr.
Abmessungen
des Kernkörpers
des Kernkörpers
(mm)
Nutteil
Breite χ Tiefe
(mm)
Chemische Zusammensetzungen (%)
C Si Mn Ni Cr
Mo
Härte
(Hs)
(Hs)
a | 470 0 | Tabelle 2 | χ 900' Kastentyp | 200 | Strom | Spannung | Strom | Spannung | 200 | χ 50 | Härte | 0,78 | 0,51 | 0,64 | 0,32 | Si | Mn | Ni | 0,48 | 0,21 | (mm) | 34 |
b | 510 0 | χ 130O1 Diamanttyp 21i | (V) | (Λ) | (V) | > χ 70 | 1,20 | 0,47 | 0,78 | 0,41 | 0,70 | 0,19 | 40 | 40 | ||||||||
C | 540 0 | χ 150Oi Kastentyp | 350 + 50 | 35-40 | 350 + 50 | 35-40 | χ 70 | 1,50 | 0,56 | 0,81 | 0,78 | 0,31 | 0,75 | 1,20 | 0,28 | 40 | 46 | |||||
350 + 50 | 35-40 | 350 ± 50 | 35-40 | (Hs) | 0,42 | 0,78 | _ | 40 | ||||||||||||||
Schweißbedingungen | 350 ± 50 | 35-40 | 350 ± 50 | 35-40 | 40 | Chemische Zusammensetzung | 0,41 | 0,80 | — | 40 | ||||||||||||
350 ± 50 | 35-40 | 350 ± 50 | 35-40 | Vorschub | 41 | C | 0,51 | 0,79 | — | Cr | Mo | 40 | V | |||||||||
350 ± 50 | 35-40 | 350 ± 50 | 35-40 | (mm/min) | 47 | 0,51 | 0,76 | — | 40 | |||||||||||||
A | 350 ± 50 | 35-40 | 350 ± 50 | 35-40 | 30 | 52 | 1,50 | 0,60 | 0,42 | — | 1,26 | 0,84 | 40 | |||||||||
B | 350 ± 50 | 35-40 | 350 ± 50 | 35-40 | 30 | 40 | 1,72 | 0,64 | 0,64 | — | 1,20 | 0,78 | 40 | — | ||||||||
C | 350 ± 50 | 35-40 | 350 ± 50 | 35-40 | 30 | 43 | 2,00 | 0,71 | 0,81 | — | 1,21 | 0,71 | — | |||||||||
D | Tabelle 2 (Fortsetzung) | 30 | 45 | 2,50 | 1,31 | 0,83 | — | |||||||||||||||
E | Schweißbedingungen | 30 | 49 | 1,50 | Mechanische | Eigen- | Kristall | 1,04 | 1,01 | 0,26 | ||||||||||||
F | 30 | 1,70 | schäften | 2,01 | 0,83 | 0,82 | ||||||||||||||||
G | 30 | 2,10 | Zug festigkeit |
Dehnung | 1,09 | 1,23 | 0,92 | |||||||||||||||
H | 30 | 2,50 | (kg/mm2) | (%) | 2,10 | 1,02 | 0,98 | |||||||||||||||
A | 78 | 2,4 | ||||||||||||||||||||
B | 72 | 2,0 | Auftrags- | Wärme | ||||||||||||||||||
C | 68 | 1,5 | korngröße dicke | behandlung | ||||||||||||||||||
D | Vorschub | 61 | 1,2 | |||||||||||||||||||
E | (mm/min) | 81,6 | 2,6 | (μιη) | (0C ■ h) | |||||||||||||||||
F | 30 | 80 | 2,1 | 120 | 650 · 20 | |||||||||||||||||
G | 30 | 76 | 2,15 | 120 | 650 · 20 | |||||||||||||||||
H | 30 | 78 | 2.0 | 120 | 650 · 20 | |||||||||||||||||
30 | 120 | 630 · 20 | ||||||||||||||||||||
30 | !20 | 650 · 20 | ||||||||||||||||||||
30 | 120 | 650 · 20 | ||||||||||||||||||||
30 | 120 | 650 · 20 | ||||||||||||||||||||
30 | 120 | fiSn . 20 | ||||||||||||||||||||
Herstellungsart
Chemische Zusammensetzung
Si
Mn Ni Cr Härte Mechanische
Eigenschaften
Eigenschaften
(Hs)
Zug- Deh-
festigkeil nung
(kg/mrn?) (%)
14
Kristall- Aufkorn- tragsgröße dicke
Wärmebehand lung
(itm) (mm) (0C · h)
I Schmiedestück 1,78 0,64 0,81 0,78 1,10 0,50 - 41 60 2,5 400
! Gußstück 1,71 0,64 0,81 0,30 1,27 0,60 - 40 50 0,3 600
630 - 20 630 · 20
Wie man der Tabelle 2 entnimmt, wurde gefunden, daß die Walzen mit Auftragsschweißmetallen A bis H
gemäß der Erfindung denen der nach den bekannten Verfahren erhaltenen Walzen I und J überlegene
mechanische Eigenschaften aufweisen.
Wie die F i g. 1 und 2 zeigen, ist das Feingefüge der Walze (Tabelle 2, B) gemäß der Erfindung viel feiner als
das der bekannten Walze (Tabelle 2, J), die der Wärmebehandlung unterworfen wurde und im wesentlichen
die gleiche Zusammensetzung aufweist.
Wie am besten in F i g. 3 ersichtlich ist, weisen die Walzen B, F gemäß der Erfindung eine etwa 3- bis 6ma!
so hohe Abriebfestigkeit wie die der nach dem Stand der Technik erhaltenen Walzen I, J auf.
Wie die F i g. 4 bis 6 zeigen, sind die Walzen gemäi
der Erfindung im Vergleich mit den nach dem Stand dei Technik erhaltenen Walzen nicht warmrißanfällig.
Alternativ fällt unter die Auftragsschweißmetalle mi 1,5 bis 2,5% C gemäß der Erfindung eines, das die in dei
Tabelle 3 angegebene Zusammensetzung hat unc erhöhte Anteile von Mn, Cr u.dgl. neben Nb und W
enthält, womit die Aushärtbarkeit verbessert wird.
Auch in diesem Fall soll die Dicke des Auftragsschweißmetalls im Bereich von 20 mm bis Vio dei
ursprünglichen Du. chmessers des Kernkörpers sein.
Schweißbedingungen | Spannung | Vorschub | Chemische | Zusammensetzung | Cr | Mo | Nb | W | Härte |
Strom | (V) | (mm/min) | C Si | Mn Ni | |||||
(A) | (Hs) | ||||||||
K 350 ± 50 35-40 30
L 350 ± 50 35-40 30
M 350 ± 50 35-40 30
N 350 ± 50 35-40 30
1,52 0,90 1,57 - 6,01 1,24 2,07 1,72 68
1,78 0,96 1,63 - 8,52 1,66 1,83 2,05 70
2,12 0,98 1,38 - 10,03 2,37 196 2,48 72
2,46 0,92 1,47 - 15,68 2,82 2,01 3,03 74
Mechanische Eigenschaften
Zugfestigkeit Dehnung
(kg/mm2) (%)
Kristallkorngröße Auftragsdicke
(μπι) (mm)
Wärmebehandlung
(°C · h)
85
83
88
90
83
88
90
1,6
1,5
1,2
1,0
1,5
1,2
1,0
120
120
120
120
120
120
120
40 | 500 ■ | 20 |
40 | 500 · | 20 |
40 | 500· | 20 |
40 | 500 · | 20 |
Wie weiter oben beschrieben wurde, läßt sich die Überlegenheit der Walzeigenschaften der nach dem
erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Walze im Vergleich mit den nach dem Stand der Technik
erzeugten Walzen den Tatsachen zuschreiben, daß das Kristallgefüge äußerst feinkörnig ist und ihre mechanischen
Eigenschaften, insbesondere ihre Dehnung, ausgezeichnet sind.
Die Wirkungen und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Walze sind folgende:
(1) Eine Walze mit viel feinerem Mikrogefüge als dem einer nach dem Stand der Technik geschmiedeten oder
gegossenen Walze läßt sich erzeugen.
(2) Als Ergebnis läßt sich eine Walze mit überlegener
Abriebbeständigkeit gegenüber der nach dem Stand der Technik durch Schmieden oder Gießen erzeugten
Walze herstellen.
(3) Die mechanischen Eigenschaften der Walze
gemäß der Erfindung sind bei gleichzeitiger Verbesserung der Beständigkeit gegenüber Warmrißneigung
verbessert.
Demgemäß vermag die Erfindung eine Walze und ein Verfahren zu deren Herstellung zu bieten, die von
ausgezeichneter Abriebbeständigkeit und Beständigkeit gegenüber Warmrissen ist, wodurch eine doppelt so
hohe Walzenausbeute oder -dauerhaftigkeit wie jene erzielbar ist, die mit einer nach dem Stand der Technik
hergestellten Walze erreichbar war. Außerdem lassen sich, wenn es erforderlich ist, eine Abriebbeständigkeit
und Warmrißbeständigkeit für eine oder mehrere bestimmte Nuten der Gesamtzahl von Nuten in der
Walze zu schaffen, diese bestimmte Nut oder bestimmten Nuten mit einem Auftragsschweißmetall nach dem
erfindungsgemäßen Verfahren erzeugen, so daß dieses Verfahren für die Industrie von großem Wert sein
dürfte.
Hk1IYU 7 IiNiIl y.e
Claims (6)
1. Verfahren zur Herstellung einer Walze mit einer oder mehreren Umfangsnuten, gemäß dem
man einen Kernkörper mit einer oder mehreren Umfangsnuten in seiner Umfangsfläche horizontal
anordnet, einen abschmelzenden Elektrodendraht unter Drehen des Kernkörpers in die Nuten einführt
und dabei nach einem Elektroschlackeschweißverfahren einen Schweißmetallauftrag auf den Oberflächen
der Nuten erzeugt, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kernkörper (1) aus Gußstahl, einem hypereutektoiden Stahl oder einem hypoeutektoiden
Gußeisen mit 0,5 bis 2,5% C besteht, der Schweißmetallauftrag (7) aus 1,5 bis 2,5% C, 0,2 bis
1,0% Si, 0,5 bis 1,0% Mn, 0,5 bis 3,0% Cr, 0,2 bis 3,0% Mo, Rest im wesentlichen Fe und unvermeidlichen
Verunreinigungen besteht und der Körper nach dem Elektroschlackeschweißverfahren einer Wärmebehandlung
im Temperaturbereich von 500 bis 700° C unterzogen wird.
2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schweißmetallauftrag (7) zusätzlich bis zu 2,0% V enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schweißmetallauftrag (7) in
einer radialen Dicke im Bereich von 20 mm bis Vio
des ursprünglichen Durchmessers des Kernkörpers (1) erzeugt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man zum Elektroschlackeschweißen
beim Schweißbeginn eine Startklappe (2) aus Graphit mit einer, im Querschnitt des
Kernkörpers (1) gesehen, aufwärts zum Außenumfang des Kernkörpers schräg ansteigenden Oberseite
(8) verwendet.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man Flußmittel in
geschmolzene Schlacke (6) umwandelt, indem man einen abschmelzenden Elektrodendraht (3) zum
Beginn oder Abschluß des Schweißens verwendet, die Zufuhr dieses Elektrodendrahtes danach unterbricht,
die Schlackenschmelze (6) für eine bestimmte Zeitdauer unter Verwendung einer nichtschmelzenden
Elektrode (12), z. B. aus Wolfram oder Graphit, auf hoher Temperatur hält und anschließend das
Schweißen wieder unter Verwendung eines abschmelzenden Elektrodendrahtes (3) fortsetzt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1,4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Auftragsschweißmetall
(7) 2,0 bis 2,4% C, 0,5% bis 0,7% Si, 0,5 bis 0,7% Mn, 1,0 bis 2,0% Cr, 1,0 bis 1,5% Mo und 0,5
bis 1,0 V enthält.
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3438374A JPS50131835A (de) | 1974-03-29 | 1974-03-29 | |
JP5453974A JPS50146553A (de) | 1974-05-17 | 1974-05-17 | |
JP13619474A JPS5162138A (en) | 1974-11-29 | 1974-11-29 | Rooruno seizoho |
JP13620774A JPS5162124A (en) | 1974-11-29 | 1974-11-29 | Rooruno seizoho |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2513763A1 DE2513763A1 (de) | 1975-10-09 |
DE2513763B2 true DE2513763B2 (de) | 1978-04-06 |
DE2513763C3 DE2513763C3 (de) | 1978-11-30 |
Family
ID=27459921
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2513763A Expired DE2513763C3 (de) | 1974-03-29 | 1975-03-27 | Verfahren zur Herstellung einer Walze mit einer oder mehreren Umfangsnuten |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4000010A (de) |
AU (1) | AU475562B2 (de) |
DE (1) | DE2513763C3 (de) |
GB (1) | GB1501132A (de) |
SE (1) | SE7503631L (de) |
Families Citing this family (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE439496B (sv) * | 1976-06-25 | 1985-06-17 | Kubota Ltd | Anvendning av ett adamitmaterial till valsar for valsverk |
US4402743A (en) | 1979-04-23 | 1983-09-06 | Cannon-Muskegon Corportion | Consumable molding process for super alloys |
US4610073A (en) * | 1982-12-06 | 1986-09-09 | Combustion Engineering, Inc. | Trimetal pulverizer roll and a method of manufacture thereof |
GB8312693D0 (en) * | 1983-05-09 | 1983-06-15 | Darchem Ltd | Composite metal articles |
FR2548569B1 (fr) * | 1983-07-08 | 1986-12-26 | Prunier Robert | Procede pour revetir une surface metallique par un metal d'apport par arc electrique et appareil pour la mise en oeuvre de ce procede |
US4726417A (en) * | 1986-09-12 | 1988-02-23 | Hitachi Metals, Ltd. | Adamite compound roll |
DE3717257A1 (de) * | 1987-05-22 | 1988-12-01 | Krupp Gmbh | Verfahren zum herstellen einer verbundwalze |
JP2523009B2 (ja) * | 1989-02-23 | 1996-08-07 | 株式会社小松製作所 | プラズマ切断方法及びそのプラズマ切断装置 |
US5081760A (en) * | 1989-06-26 | 1992-01-21 | Hitachi, Ltd. | Work roll for metal rolling |
JPH05154514A (ja) * | 1991-12-05 | 1993-06-22 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 圧延用孔型ロール及びそのロール本体の製造方法 |
FR2708886B1 (fr) * | 1993-08-11 | 1995-11-03 | Creusot Loire | Procédé de fabrication d'une pièce métallique résistant à l'abrasion par un fluide et pièce métallique obtenue. |
SE9603486D0 (sv) * | 1996-09-23 | 1996-09-23 | Hoeganaes Ab | Surface coating method |
US6374494B1 (en) * | 1997-03-21 | 2002-04-23 | Kawasaki Steel Corporation | Compound roll for thin cold rolled steel strip and method of manufacturing same |
US6110301A (en) * | 1998-07-21 | 2000-08-29 | Stoody Company | Low alloy build up material |
US6232000B1 (en) | 1998-08-28 | 2001-05-15 | Stoody Company | Abrasion, corrosion, and gall resistant overlay alloys |
US6127644A (en) * | 1999-04-27 | 2000-10-03 | Stoody Company | Electroslag surfacing using wire electrodes |
AT506674B9 (de) | 2008-04-22 | 2010-10-15 | Siemens Vai Metals Tech Gmbh | Rolle zum stützen und transportieren von heissem gut, verfahren zur herstellung der rolle, verfahren zur wiederherstellung einer abgenützten rolle, schweisszusatzwerkstoff und schweissdraht zur herstellung einer auftragsschweissung |
CN104220192B (zh) * | 2012-04-02 | 2016-05-11 | 日立金属株式会社 | 离心铸造制复合辊及其制造方法 |
WO2019151379A1 (ja) * | 2018-01-31 | 2019-08-08 | 日立金属株式会社 | 超硬合金製複合ロール |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3109918A (en) * | 1961-03-21 | 1963-11-05 | Automatic Welding Company | Roller resurfacing machine |
BE649738A (de) * | 1963-06-25 | |||
US3231430A (en) * | 1964-12-28 | 1966-01-25 | Titanium Metals Corp | Conditioning ingots |
US3718956A (en) * | 1971-10-07 | 1973-03-06 | Hitachi Metals Ltd | Built-up sleeve roll for rolling and method of making the same |
-
1975
- 1975-03-18 US US05/559,530 patent/US4000010A/en not_active Expired - Lifetime
- 1975-03-21 AU AU79359/75A patent/AU475562B2/en not_active Expired
- 1975-03-25 GB GB12437/75A patent/GB1501132A/en not_active Expired
- 1975-03-27 DE DE2513763A patent/DE2513763C3/de not_active Expired
- 1975-03-27 SE SE7503631A patent/SE7503631L/xx unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2513763A1 (de) | 1975-10-09 |
SE7503631L (de) | 1975-09-30 |
DE2513763C3 (de) | 1978-11-30 |
GB1501132A (en) | 1978-02-15 |
US4000010A (en) | 1976-12-28 |
AU7935975A (en) | 1976-08-26 |
AU475562B2 (en) | 1976-08-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2513763C3 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Walze mit einer oder mehreren Umfangsnuten | |
DE69422146T2 (de) | GEGEN VERSCHLEISS UND FRESSEN WIDERSTANDSFäHIGE WALZE ZUM WARMWALZEN | |
EP2663411B1 (de) | Verfahren zum herstellen eines warmgewalzten stahlflachprodukts | |
EP2012961B1 (de) | Verfahren zur aufschweissung einer einzigen nutzschicht auf einen grundwerkstoff unter verwendung mehrerer fülldrahtelektroden, metallpulver und schweisspulver | |
DE3882636T2 (de) | Verschleissfeste verbundwalze und verfahren zu ihrer herstellung. | |
DE4019845C2 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Arbeitswalze für ein Metallwalzwerk | |
DE69024762T2 (de) | Verschleissfeste Verbundwalze | |
DE2741626A1 (de) | Verfahren zum versehen von stahl mit einer harten oberflaeche | |
DE1301696B (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung dickwandiger Behaelter von im wesentlichenkreisringfoermigem Querschnitt | |
DE60318277T2 (de) | Stahlrohr mit einem niedrigem Streckgrenze/Zugfestigkeit-Verhältnis | |
DE69812269T2 (de) | Verbundwalze zum kaltwalzen | |
DE2147084A1 (de) | Dickwandiger metallischer Behälter od. dgl. sowie Verfahren und Vorrichtung zu seiner Herstellung | |
DE69330035T2 (de) | Eisenmetallgusswerkstoffe, insbesondere für walzrollen | |
DE69118455T2 (de) | Verschleissfester Gusseisenwerkstoff für eine Arbeitswalze und Verbundwalze | |
DE69127623T2 (de) | Laminierte walze zum walzen und deren herstellung | |
DE10046181A1 (de) | Verfahren zum Herstellen eines überwiegend aus Mn-Austenit bestehenden Stahlbands oder -blechs | |
DE1937974A1 (de) | Verbundgusswalze | |
DE3640131C2 (de) | ||
DE2227043A1 (de) | Einteiliger ring aus einstueckigem metall unterschiedlicher zusammensetzung und verfahren zu seiner herstellung | |
DE102009025197B4 (de) | Verfahren zur Herstellung von Verbundmetall-Halbzeugen | |
DE3236268C2 (de) | Verschleißfeste Gußeisenlegierung | |
DE102017110631A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines verschleißfesten Stahlrohrs, verschleißfestes Stahlrohr und Verwendung eines solchen Stahlrohrs | |
WO2020201352A1 (de) | Warmgewalztes stahlflachprodukt und verfahren zu seiner herstellung | |
DE2921555A1 (de) | Verbrauchbare schweisselektrode, verfahren zum elektro-schlacke-schweissen und elektro-schlacke-schweissgut | |
DE2553402A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur herstellung von verbundwalzen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |