DE2703261B2 - Walzenkörper aus Hartmetall - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Walzenkörper aus Hartmetall auf der Basis von Wolframkarbid und
Kobalt für Walzwerke zum Herstellen von stab- oder drahtförmigem Walzgut, das auf seinem Umfang
Erhöhungen aufweist, beispielsweise zum Walzen von geripptem Betonstahldraht Die Erfindung geht damit
aus von einem Stand der Technik, wie er durch die Literaturstelle »wt Z. ind. Fertig.« 66 (1976) Nr. 7, S. 393,
gegeben ist
Mit dem Auftreten der schnellaufenden Warmwalzstraßen für Draht mußten neue Walzenwerkstoffe mit
höherem Kaliber-Standzeitverhalten verwandt werden. Nur so können Hochleistungsstraßen wirtschaftlich
betrieben werden. Auf diesen Straßen wird heute in den letzten Gerüsten Hartmetall, meist reine Wolframkarbid-Kobalt-Legierungen,
eingesetzt. Die zur Anwendung kommenden Ringe aus Hartmetall werden mit Hilfe der verschiedensten bekannten Methoden mit der
Walzenachse bzw. Antriebselementen verbunden.
Es war aus wirtschaftlichen Gründen geboten, auf diesen Drahtstraßen, die nur für glatten Draht
konzipiert waren, auch Stähle für andere Verwendungsarten, beispielsweise Betonstähle mit Längsrippen und
sichelförmigen Schrägrippen zu walzen. Ein wesentliches Problem in diesem Zusammenhang ist das
Einbringen der Vertiefungen in das Hartmetall, so beispielsweise der Schrägnuten, um mit Rippen
versehenen Stabstahl zu walzen.
Üblicherweise werden für diese Zwecke Hartmetall-Ringe verwendet, die aus 82 bis 90 Gew.-% Woiframkarbid
und 10 bis 18 Gew.-% Kobalt bestehen (»DRAHT«, 1971, Seite 299 bis 304). In diesen relativ
harten Werkstoff erfolgt das Einbringen der erforderlichen Vertiefungen, z. B. sichelförmiger Nuten zum
Walzen von Betonstahl, bekanntermaßen durch Funkenerosion oder Schleifen. Der Literaturstelle »Draht«, bo
1971, S. 299 bis 304, ist in Tafel 1 auch entnehmbar, daß speziell beim Auftreten von hohen Kobaltgehalten im
Hartmetall einige Gewichts-Prozent Tantalkarbid enthalten sein sollen. Es wird auch die Meinung vertreten,
Hartmetall als Walzenwerkstoff sei wirtschaftlich ausschließlich durch Schleifen zu bearbeiten (Zeitschrift
»DRAHTWELT« Heft 2/1976, Seite 45 bis 48).
oft feine Haarrisse auf, da die bisher verwendeten Hartmetalle sehr hart und spröde sind. Infolge der beim
Warmwalzen vorhandenen Temperaturwechselbeanspruchung sind diese Haarrisse Ausgangspunkt für
Brüche des Walzenkörpers aus Hartmetall, womit die Wirtschaftlichkeit in Frage gestellt ist
Das Einschleifen der Vertiefungen (Schrägnuten) mit profilierten Schleifscheiben hat vor allem den Nachteil,
daß die normgerechte Form beispielsweise der Schrägnuten kaum zu verwirklichen ist Hierzu gehören bei
Rippenstählen die Schrägnuten-Tiefe und -Länge, praktisch die gesamte geometrische Form der Schrägnuten.
So führt das Einschleifen zu einer zu großen Nutentiefe in der Mitte, wenn die Schrägnuten-Länge
eingehalten wird, andererseits ergeben sich eine zu kurze Schrägnute, wenn die Schrägnuten-Tiefe exakt
gearbeitet wird und damit eine Überschreitung des vorgeschriebenen Abstandes »e« bei Rippenstählen (s.
Abb.).
Zu tief geschliffene Nuten bringen im übrigen beim Warmwalzen zu viel Kühlwasser in den Walzspalt, was
zu Schaden am Hartmetall führt
Weiterhin ist das Einschleifen von Vertiefungen, insbesondere von Schrägnuten, mit den heute zur
Verfugung stehenden Mitteln nicht so durchzuführen,
daß alle Vertiefungen (Schrägnuten) eines Kalibers gleich ausgebildet sind.
Hinzu kommt, daß Schleifwerkzeuge zum Bearbeiten von Hartmetall sehr teuer sind.
In jüngster Zeit ist ein Verfahren bekannt geworden, die Nuten bei Hartmetall-Ringen für Betonrippenstahl
durch Fräsen einzubringen, wie das von konventionellen Walzenwerkstoffen her (Hartguß, Sphäroguß) bekannt
ist Bei diesem neueren Verfahren werden Spezialwerkzeuge mit Schneideinsätzen aus Sinterwerkstoff mit
eingelagerten Mikro-Diamanten verwendet Der wesentlichste Nachteil dieses Verfahrens sind die teueren
Werkzeuge.
Desweiteren wurde in der Literatur bereits darauf hingewiesen, daß bei Hartmetall-Ringen der Kobalt-Gehalt,
die Korngröße und Kornverteilung des Wolfram-Karbids einen Einfluß auf die Eigenschaften
haben (»Iron and Steel Engineer«, April 1975, Seite 80
bis 88). Diese Angaben allgemeiner Art sind nicht geeignet, das der Erfindung zugrunde liegende Problem
zu lösen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Walzenkörper aus Hartmetall für den angegebenen Zweck zu
schaffen, die gute Zerspannungseigenschaften bei gleichzeitiger hoher Temperatur-Wechselbeständigkeit
haben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß der Walzenkörper aus Hartmetall mit 65 bis 80
Gewichts-Prozent Wolframkarbid und 20 bis 35 Gewichts-Prozent Kobalt besteht und die mittlere
Breite der Kobaltadern zwischen 4 und 10 μπι liegt und
daneben isolierte Kobaltflecken mit einer Ausdehnung zwischen 15 und 50 μπι auftreten.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung liegt die mittlere Breite der Kobaltadern zwischen 6 und 10 μίτι.
Gemäß der Erfindung kann es desweiteren zweckmäßig sein, das Wolframkarbid bis zu 7 Gewichts-Prozent
durch Tantalkarbid zu ersetzen, was eine Steigerung der Warmrißbeständigkeit bringt Diese Maßnahme ist wie
eingangs ausgeführt wurde, der Literaturstelle »Draht« grundsätzlich schon bei hohen Kobaltgehalten entnehmbar.
darin, daß die Hartmetall-Ringe eine hohe Kaliberstandzeit
haben und zudem mit herkömmlichen Hartmetall-Werkzeugen die Vertiefungen durch Spiralfräsen
eingebracht werden können.
Der Walzenkörper aus Hartmetall gemäß der Erfindung, der sich durch einen hohen Gehalt an Kobalt
und eine besonders große Breite der Kobaltadern auszeichnet, hat neben einem guten Zerspanungsverhalten
mit üblichen Hartmetall-Werkezeugen eine hohe Kaliberstandzeit und eine geringe Warmrißempfindlichkeit,
was ihn gerade für das Walzen von Rippentorstahl auszeichnet üie mittlere Breite der Kobaltadern liegt
zwischen 4 und ΪΟμίη, vorzugsweise zwischen 6 und
10 μΐη. Je nach der zu erwartenden Beanspruchung des
Walzenkörpers kann es angebracht sein, den Bereich der mittleren Breite der Kobaltadern noch weiter
einzuengen, beispielsweise auf 7 bis 10 um. Daneben treten isolierte Kobaltflecken mit einer Ausdehnung
zwischen 15 und 50 μπι auf.
Die nach dieser Erfindung verwirklichten breiten Kobaltadern im Hartmetall vermeiden durch plastische
Verformung das Weiterlaufen von im Walzenkörper auftretenden Rissen, wie sie beim Warmwalzen
entstehen können. Man kann diese breiten Kobaltadern als »Rißstopper« bezeichnen.
Darüber hinaus führt die beschriebene Ausbildung der Kobaltadern zu einer überraschend guten Zerspanbarkeit
Beispielsweise sichelförmige Schrägnuten kön-
nen durch Spiralfräsen mit konventionellen Hartmetall-Werkzeugen eingebracht werden. Dies hat die Vorteile,
daß kostengünstig gearbeitet werden kann, Vertiefungen absolut genau (normgerecht) eingebracht werden
können und die Walzenkörper beim Einbringen der Vertiefungen keine Beschädigungen wie z. B. Haarrisse
erhalten. Als Folge davon ergeben sich im praktischen Einsatz eine äußerst geringe Bruchanfälligkeit und
damit ein hoher Nutzungsgrad, der Walzenkörper.
Es hat sich auch gezeigt, daß bei den Walzenkörpern nach der Erfindung wegen ihrer guten Bearbeitbarkeit
mit üblichen Mitteln, Spiralfräsen mit Hartmetall-Werkzeugen, die verschlissenen Vertiefungen (Schrägnuten)
sehr gut nachgearbeitet werden können. So kann der Walzenkörper aus Hartmetall wiederholt eingesetzt
werden, ohne daß bei jeder Reparatur die Nutentiefe weggearbeitet werden müßte.
Das einzige Zeichnungsblatt zeigt gerippten Betonstahldraht mit gegenläufigen bzw. mit gleichläufigen
Schrägrippen, sowie Schnitte entlang der Linien C-D und i?-F in vergrößerter Wiedergabe. Der Winkel der
Rippen zur Stablängsachse ist mit β und mit Cs ist der
Rippenabstand bezeichnet Die Maße a,, b,, egeben die
Höhe, Kopf- und Grundbreite der gegenläufigen Schrägrippen wieder; die entsprechenden Maße bei
gleichläufigen Schrägrippen sind a5 und b* Mit α ist die
Flankenschräge der Schrägrippen bezeichnet
Claims (3)
1. Walzenkörper aus Hartmetall auf der Basis von Woiframkarbid und Kobald für Walzwerke zum
Herstellen von stab- oder drahtförmigem Walzgut, das auf seinem Umfang Erhöhungen aufweist,
beispielsweise zum Walzen von geripptem Betonstahldraht, dadurch gekennzeichnet, daß
der Walzenkörper aus Hartmetall mit 65 bis 80 Gewichts-Prozent Wolframkarbid und 20 bis 35
Gewichts-Prozent Kobalt besteht und die mittlere Breite der Kobaltadern zwischen 4 und 10 um liegt
und daneben isolierte Kobaltflecken mit einer Ausdehnung zwischen 15 und 50 um auftreten.
2. Walzenkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Breite der Kobaltadern
zwischen 6 und 10 um liegt
3. Walzenkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Woiframkarbid bis zu 7
Gewichts-Prozent durch Tantalkarbid ersetzt ist
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