RU2291040C1 - Способ восстановления роликов - Google Patents
Способ восстановления роликов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2291040C1 RU2291040C1 RU2005119919/02A RU2005119919A RU2291040C1 RU 2291040 C1 RU2291040 C1 RU 2291040C1 RU 2005119919/02 A RU2005119919/02 A RU 2005119919/02A RU 2005119919 A RU2005119919 A RU 2005119919A RU 2291040 C1 RU2291040 C1 RU 2291040C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rollers
- surfacing
- roller
- temperature
- heat treatment
- Prior art date
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано для восстановления роликов машин непрерывного литья заготовок. Предварительный нагрев бочки роликов проводят до температуры 200...250°С. Наплавку ведут со скоростью 20...30 м/ч при плотности электрического тока 35...45 А/мм2. Термообработку роликов осуществляют при температуре 500...550°С с выдержкой в течение 2...4 ч. В качестве материала для наплавки рекомендуется применять стальной электрод следующего химического состава, мас.%: углерод 0,20...0,40; марганец 0,30...0,50; кремний 0,30...0,50; хром 12,0...15,0; железо - остальное. Способ позволяет снизить расход роликов за счет увеличения их стойкости. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.
Description
Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к ремонту металлургического оборудования, и может быть использовано для восстановления роликов машин непрерывного литья заготовок.
Ролики машин непрерывного литья заготовок работают в условиях циклического термомеханического воздействия со стороны слитка, окислительного воздействия охлаждающей жидкости и абразивного действия окалины слитка. В результате ролики быстро выходят из строя вследствие износа и образования трещин термической усталости.
Известен способ восстановления роликов машин непрерывного литья заготовок, включающий подогрев и наплавку роликов электродом из стали Х12М1Ф (Лещинский Л.К. Повышение ресурса наплавленных роликовых направляющих машин непрерывного литья заготовок // Сварочное производство. - 1991. - №1. С.9-11).
Недостатком известного способа является низкая стойкость наплавленных роликов вследствие образования трещин и выкрошки в наплавленном слое.
Известен также способ восстановления роликов наплавкой, при котором в качестве наплавочных материалов используют проволоки из стали Св-08, Св-08А, Нп-30ХГСА диаметром 3-4 мм, а наплавку ведут после предварительного подогрева ролика до 300°С при токе 300...400 А под флюсом АН-348А (Гребеник В.М., Гордиенко А.В., Цапко В.К. Повышение надежности металлургического оборудования. М.: Металлургия, 1988, с.478-479).
Недостатком известного технического решения является низкая стойкость наплавленных роликов.
Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому изобретению (прототип) является способ восстановления роликов (патент РФ №2123413). Согласно этому изобретению ролики нагревают под наплавку до температуры не ниже 150°С. Наплавку стальным электродом осуществляют при отношении силы электрического тока к скорости наплавки не более 17,5. Последующую термическую обработку проводят путем нагрева до температуры 470...500°С со скоростью не более 80°С/ч. Выдержка роликов при температуре нагрева составляет 7...8 ч. Затем ролики охлаждают со скоростью не более 80°С/ч до температуры 120°С и далее на воздухе.
Недостатком известного способа является низкая стойкость роликов из-за недостаточной термоциклической стойкости наплавленного слоя.
Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в увеличении стойкости роликов, а следовательно, в снижении расхода роликов.
Указанная задача решается тем, что в известном способе восстановления роликов, включающем предварительный нагрев роликов, наплавку стальным электродом и термическую обработку наплавленного слоя роликов, согласно предложению предварительный нагрев роликов производят до температуры 200...250°С, наплавку ведут со скоростью 20...30 м/ч при плотности электрического тока 35...45 А/мм2, а термообработку производят путем нагрева ролика до температуры 500...550°С и выдержки в течение 2...4 ч.
Возможен вариант реализации способа, по которому наплавку производят стальным электродом следующего состава, мас.%: углерод 0,20...0,40; марганец 0,30...0,50; кремний 0,30...0,50; хром 12,0...15,0; железо - остальное.
Верхний предел температуры нагрева 250°С выбран экспериментально. Температура нагрева выше 250°С приводит к перегреву бочки ролика и снижению твердости наплавленного слоя. При снижении температуры нагрева ниже 200°С в зоне термического влияния наплавленного ролика наблюдаются закалочные структуры и трещины. Это приводит к выкрошкам наплавленного слоя, т.е. к уменьшению стойкости роликов.
Экспериментально установлено, что снижение скорости наплавки менее 20 м/ч приводит к удлинению процесса, перегреву бочек роликов и снижению твердости наплавленного слоя. При увеличении скорости наплавки более 30 м/ч возрастает количество несплошностей в металле, что ухудшает качество наплавки и ведет к уменьшению стойкости роликов.
При плотности электрического тока менее 35 А/мм2 из-за недостаточного проплавления качество наплавки ухудшается. Увеличение плотности электрического тока более 45 А/мм2 приводит к перегреву бочек роликов и снижению твердости наплавленного слоя.
После наплавки бочки роликов имеют остаточные сварочные напряжения, поэтому ролики подвергают термической обработке.
Экспериментально установлено, что если температура термообработки будет превышать 550°С, произойдет разупрочнение наплавленного слоя бочек роликов. При температуре термообработки ниже 500°С в наплавленном слое роликов сохранятся сварочные напряжения, которые в дальнейшем приведут к образованию трещин.
Увеличение времени выдержки более 4 ч приведет к перегреву бочек роликов и потери твердости. Сокращение времени выдержки менее 2 ч не обеспечивает полного снятия сварочных напряжений, что приведет к образованию трещин и уменьшению срока службы роликов.
В процессе эксплуатации ролики подвержены фрикционному износу от трения со стороны проходящего сляба, окислительного воздействия охлаждающей жидкости и термоциклического влияния температуры. Поэтому оптимальным вариантом является наплавка износостойкой хромосодержащей сталью, которая имеет наряду с высокой твердостью еще и высокую износо- и термоциклическую стойкость. Поэтому для наплавки рекомендуется в качестве материала применять электрод из стали следующего химического состава, мас.%: углерод 0,20...0,40; марганец 0,30...0,50; кремний 0,30...0,50; хром 12,0...15,0; железо - остальное.
Углерод обеспечивает матричное упрочнение наплавленного металла и усиливает способность образовывать твердый и прочный рабочий слой роликов. При содержании углерода менее 0,20% наплавленный слой упрочнен недостаточно. При содержании углерода выше 0,40% наплавленный металл подвержен растрескиванию при кристаллизации, что уменьшает стойкость роликов.
Марганец упрочняет металлическую матрицу и значительно улучшает пластичность металла при кристаллизации. Минимальная концентрация Mn, необходимая для достижения требуемой прочности, равна 0,30%. Подобно углероду Mn в избытке ухудшает вязкость металла и также вызывает появление трещин при наплавке, поэтому его верхний предел равен 0,50%.
Кремний введен в наплавочный электрод в качестве раскислителя в количестве 0,30...0,50%. С понижением количества кремния менее 0,30% возможно появление пор при наплавке. Взятый в избытке кремний отрицательно влияет на вязкость наплавленного металла в зоне термического влияния (ЗТВ), которая при его концентрациях более 0,50% снижается, что уменьшает стойкость роликов.
Хром повышает износо- и термоциклическую стойкость наплавленного металла. При содержании хрома менее 12,0% не обеспечивается износо- и термоциклическая стойкость наплавленного металла и уменьшается стойкость роликов. При содержании в наплавленном слое хрома свыше 15,0% образуются сварочные трещины, что приводит к выкрошкам наплавленного металла и уменьшению срока эксплуатации роликов.
Примеры реализации способа
Были изготовлены пять вариантов стальных электродов различного состава (таблица 1).
Наплавленный металл состава 1 имеет соотношение композитов меньше заявленных пределов. В составах II-IV соотношение компонентов соответствует заявленным пределам. В составе V соотношение компонентов превышает заявленные пределы.
Таблица 1 | ||||
Состав | Содержание компонентов, мас.% | |||
С | Mn | Si | Cr | |
I | 0,10 | 0,20 | 0,20 | 11,0 |
II | 0,20 | 0,30 | 0,30 | 12,0 |
III | 0,30 | 0,40 | 0,40 | 13,5 |
IV | 0,40 | 0,50 | 0,50 | 15,0 |
V | 0,50 | 0,60 | 0,60 | 16,0 |
Ролик машины непрерывного литья заготовок устанавливают на наплавочный станок и приводят во вращение. Ролик нагревают индуктором до температуры Тнаг=225°С. Электродуговую наплавку ведут под слоем флюса марки АН-60 электродной проволокой диаметром 4,0 мм из стали состава III (табл. 1). Скорость наплавки составляет Vсв=25 м/ч, плотность электрического тока при наплавке J=40 А/мм2. Наплавку ведут до восстановления номинального размера бочки ролика с припуском на механическую обработку. После наплавки ролик подвергают термообработке путем нагрева индуктором до температуры Тотп=525°С. Ролик выдерживают при этой температуре в течение времени τ=3 ч.
Указанные технологические режимы обеспечивают получение бездефектной наплавленной бочки восстановленного ролика. После завершения наплавки ролик устанавливают на токарный станок и обрабатывают наплавленную бочку до номинального диаметра.
Восстановленный ролик собирают с подшипниками и устанавливают в секцию машины непрерывного литья заготовок.
Варианты реализации предложенного способа и показатель стойкости роликов (удельный расход роликов на тонну литья) приведены в таблице 2.
Таблица 2 | |||||||
№ варианта | Номер состава | Температура нагрева ролика Тнаг, °С | Скорость наплавки Vсв, м/ч | Плотность электрического тока J, А/мм2 | Температура термообработки Tобр, °С | Время выдержки τ, ч. | Удельный расход роликов, кг/т |
1 | I | 190 | 19 | 34 | 490 | 1,8 | 0,027 |
2 | II | 200 | 20 | 35 | 500 | 2 | 0,022 |
3 | III | 225 | 25 | 40 | 525 | 3 | 0,020 |
4 | IV | 250 | 30 | 45 | 550 | 4 | 0,021 |
5 | V | 260 | 31 | 46 | 560 | 4,2 | 0,029 |
6 (прототип) | 12Х13 | 250 | 30 | 35 | 480 | 7,0 | 0,030 |
Как следует из данных, приведенных в таблице 2, при реализации предложенного способа (варианты 2-4) достигается снижение расхода восстановленных роликов (удельный расход роликов минимален). В случае запредельных значений заявленных параметров (варианты 1 и 5) расход восстановленных роликов увеличивается. Также более высокий расход имеют ролики, восстановленные по способу-прототипу (вариант 6).
Технико-экономические преимущества предложенного способа состоят в том, что регламентированные параметры восстановления роликов обеспечивают получение высокой твердости, термоциклической стойкости и износостойкости. Этим достигается увеличение стойкости, а следовательно, уменьшение расхода восстановленных роликов.
В качестве базового объекта принят способ-прототип. Применение предложенного способа позволит повысить рентабельность восстановления роликов на 20-30%.
Claims (2)
1. Способ восстановления роликов, включающий предварительный нагрев, наплавку стальным электродом и термическую обработку наплавленного слоя, отличающийся тем, что предварительный нагрев ролика производят до температуры 200-250°С, наплавку ведут со скоростью 20-30 м/ч при плотности электрического тока 35-45 А/мм2, а термообработку проводят путем нагрева ролика до температуры 500-550°С и выдержки в течение 2-4 ч.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что наплавку производят стальным электродом следующего состава, мас.%:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005119919/02A RU2291040C1 (ru) | 2005-06-27 | 2005-06-27 | Способ восстановления роликов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005119919/02A RU2291040C1 (ru) | 2005-06-27 | 2005-06-27 | Способ восстановления роликов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2291040C1 true RU2291040C1 (ru) | 2007-01-10 |
Family
ID=37761153
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005119919/02A RU2291040C1 (ru) | 2005-06-27 | 2005-06-27 | Способ восстановления роликов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2291040C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2660537C1 (ru) * | 2017-07-18 | 2018-07-06 | Общество с ограниченной ответственностью "Технологии Наплавки и Металлизации" | Способ восстановления наплавкой поверхностей тел вращения |
RU2668645C1 (ru) * | 2017-07-18 | 2018-10-02 | Общество с ограниченной ответственностью " Технологии Наплавки и Металлизации" | Способ восстановления наплавкой роликов машин непрерывного литья заготовок |
CN115255807A (zh) * | 2022-07-20 | 2022-11-01 | 北京晟鼎新材料科技有限公司 | 环锻轧机轴向轧辊和主轧辊长寿命堆焊修复及复合制造方法 |
-
2005
- 2005-06-27 RU RU2005119919/02A patent/RU2291040C1/ru active
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2660537C1 (ru) * | 2017-07-18 | 2018-07-06 | Общество с ограниченной ответственностью "Технологии Наплавки и Металлизации" | Способ восстановления наплавкой поверхностей тел вращения |
RU2668645C1 (ru) * | 2017-07-18 | 2018-10-02 | Общество с ограниченной ответственностью " Технологии Наплавки и Металлизации" | Способ восстановления наплавкой роликов машин непрерывного литья заготовок |
CN115255807A (zh) * | 2022-07-20 | 2022-11-01 | 北京晟鼎新材料科技有限公司 | 环锻轧机轴向轧辊和主轧辊长寿命堆焊修复及复合制造方法 |
CN115255807B (zh) * | 2022-07-20 | 2024-04-09 | 北京晟鼎新材料科技有限公司 | 环锻轧机轴向轧辊和主轧辊长寿命堆焊修复及复合制造方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0612852B1 (en) | Process for manufacturing high-strength bainitic steel rails with excellent rolling-contact fatique resistance | |
KR100386134B1 (ko) | 고강도 저합금 내열강 | |
CN102357778A (zh) | 一种拉矫辊的制造方法 | |
Pal et al. | Effect of nano size TiO 2 particles on mechanical properties of AWS E 11018M type electrode | |
RU2550069C1 (ru) | Способ восстановления чугунных прокатных валков (варианты) | |
RU2291040C1 (ru) | Способ восстановления роликов | |
CN109868469B (zh) | 一种用于激光制造轧机牌坊和轧辊轴承座复合衬板的粉末材料及其制造方法 | |
JPH03122253A (ja) | 金属圧延用ロールの製造法 | |
CN112795916A (zh) | 轧辊阶梯垫的激光熔覆合金粉末及激光熔覆方法 | |
KR101242688B1 (ko) | 규소 강판의 레이저 용접 방법 | |
EP3378578A1 (en) | Roll for hot rolling process and method for manufacturing same | |
JP4922971B2 (ja) | 熱間圧延用複合ロール及びその製造方法 | |
RU2291041C1 (ru) | Способ восстановления бандажированного ролика | |
RU2243076C1 (ru) | Способ восстановления роликов | |
RU2327555C1 (ru) | Способ восстановления наплавкой плунжера гидроцилиндра подушек валков | |
JP3772202B2 (ja) | 冷間圧延用複合ワークロール及びその製造方法 | |
JP4823441B2 (ja) | 熱間耐摩耗性および耐熱亀裂性にすぐれた連続鋳造用および熱間圧延用ロール | |
RU2123413C1 (ru) | Способ восстановления роликов | |
RU2242347C1 (ru) | Способ восстановления бандажированного ролика | |
RU2096155C1 (ru) | Способ ремонта деталей | |
JP5458923B2 (ja) | 耐脆性破壊特性に優れた溶接継手 | |
CN116140853A (zh) | 一种适用于热轧带钢的抗压高耐磨粗轧立辊制备方法 | |
KR101104998B1 (ko) | 오스테나이트계 스테인리스강의 레이저 용접금속과 그용접방법 | |
RU2339469C2 (ru) | Способ упрочнения стального валка рельсобалочного стана | |
RU2228958C2 (ru) | Способ упрочнения стального валка сортопрокатного стана |