RU2298043C1 - Способ термической обработки прокатных валков - Google Patents
Способ термической обработки прокатных валков Download PDFInfo
- Publication number
- RU2298043C1 RU2298043C1 RU2005131334/02A RU2005131334A RU2298043C1 RU 2298043 C1 RU2298043 C1 RU 2298043C1 RU 2005131334/02 A RU2005131334/02 A RU 2005131334/02A RU 2005131334 A RU2005131334 A RU 2005131334A RU 2298043 C1 RU2298043 C1 RU 2298043C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plasma
- forming rollers
- hardening
- surface layer
- thermal treatment
- Prior art date
Links
Landscapes
- Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
Abstract
Изобретение относится к термической обработке, а именно к технологическим процессам поверхностного упрочнения прокатных валков. Способ включает обработку поверхности прокатного валка плазменной струей с использованием в качестве плазмообразующего газа - аргона с расходом 1,1-1,6 м3/ч, с плотностью мощности (85-125)·106 Вт/м2, со скоростью перемещения 35-53 мм/с, а в качестве защитного газа используется азот с расходом 3,5-3,8 м3/ч. Использование предлагаемого способа позволяет путем плазменной закалки поверхностного слоя прокатных валков повысить их стойкость в 1,5-2 раза, получить упрочненный поверхностный слой с высокой твердостью, оптимальной структурой и толщиной. 1 табл.
Description
Изобретение относится к термической обработке, а именно к технологическим процессам поверхностного упрочнения железоуглеродистых сплавов высокоэнергетическими плазменными потоками, и может быть использовано при обработке прокатных валков.
Известен способ термической обработки прокатных валков преимущественно с отношением длины к диаметру 6-10, включающий непрерывно-последовательную закалку поверхности валка от центральной части к периферии высококонцентрированным источником энергии (SU №1731831, C21D 1/06, опубл. 07.05.92, бюл. №17).
Недостатком этого способа является ограничение его применения по типоразмеру валков и технологическому режиму обработки, который приводит к значительному оплавлению обрабатываемой поверхности.
Известен способ поверхностной закалки прокатных валков преимущественно из хромистой стали, включающий обработку сфокусированным лазерным лучом с заданной плотностью мощности при вращении и продольном перемещении валка с заданными скоростями. Обработку ведут при плотности мощности лазерного луча (1,7-6,0)·106 кВт/м2, скорости вращения валка (67-167) об/с и скорости продольного его перемещения (0,5-25)·10-3 м/с в условиях принудительного охлаждения (SU №1352962, C21D 1/06, опубл. 07.05.92, бюл. №17).
Недостатком данного способа является технологическая невозможность достижения упрочненного слоя требуемой толщины с однородной аустенитно-мартенситной структурой без оплавления.
Наиболее близким к предлагаемому способу термической обработки является способ упрочнения деталей, включающий обработку поверхности изделия азотной плазменной струей с мощностью 10.5-12 кВт, расходом азота 15-17 л/мин и скоростью перемещения плазменной струи над изделием 0,5-1,1 мм/с. (SU №1766970, C21D 1/06, опубл. 07.10.92, бюл. №37).
Недостатком данного способа является низкая эксплуатационная стойкость прокатных валков, обработанных данным способом, по причине получения неравномерных качественных характеристик и свойств закаленного слоя.
Задачей изобретения является повышение эксплуатационной стойкости прокатных валков путем получения упрочненного поверхностного слоя прокатных валков с высокой твердостью, оптимальной структурой и толщиной.
Поставленная задача достигается тем, что в известном способе, включающем обработку поверхности изделия плазменной струей с заданными расходом плазмообразующего газа, плотностью мощности и скоростью перемещения плазменной струи над изделием, согласно изобретению, в качестве плазмообразующего газа используют аргон с расходом 1,1-1,6 м3/ч, с плотностью мощности (85-125)·106 Вт/м2, со скоростью перемещения 35-53 мм/с, а в качестве защитного газа используют азот с расходом 3,5-3,8 м3/ч.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эксплутационной стойкости прокатных валков, получение упрочненного поверхностного слоя с высокой твердостью, оптимальной структурой и толщиной.
Достижение указанного технического результата обеспечивается тем, что в качестве плазмообразующего газа используют аргон с расходом 1,1-1,6 м3/ч, с плотностью мощности (85-125)·106 Вт/м2, со скоростью перемещения 35-53 мм/с, а в качестве защитного газа используют азот с расходом 3,5-3,8 м3/ч.
Использование аргона в качестве плазмообразующего газа обеспечивает повышенную температуру плазменной струи 13000-15000°С. Упрочнение прокатного валка с расходом аргона 1,1-1,6 м3/ч позволяет получить стабильную, максимально ионизированную плазменную дугу, что положительно влияет на производительность процесса.
Выбор диапазона плотности мощности плазменной струи (85-125)·106 Вт/м2 и скорости ее перемещения 35-53 мм/с позволяет получать упрочненный слой с минимальной зоной оплавления и достижением технологической толщины зоны термического влияния, ограниченной допустимым износом прокатных валков, что способствует снижению затрат на съем невыработанного закаленного металла при последующих ремонтах валков.
Использование азота в качестве защитного газа с расходом 3,5-3,8 м3/ч при электродуговой плазменной обработке предотвращает окисление оплавленного пятна на обрабатываемой поверхности.
Выбор значений расхода аргона менее 1,1 м3/ч не обеспечивает равномерного распределения плотности теплового потока по площади зоны обработки. Превышение расхода аргона более 1,6 м3/ч приводит к "подстуживанию" плазменной струи и повышению ее газодинамического давления на оплавленную зону обработки.
Выбор значений плотности мощности плазменной струи более 125·106 Вт/м2 и скорости ее перемещения менее 35 мм/с приводит к повышенному оплавлению упрочняемой поверхности, которое сопровождается катастрофическим трещинообразованием. Увеличение тепловложения путем реализации указанных технологических параметров приводит к растворению графита в зоне термического влияния, вблизи зоны оплавления, формируя при этом светлую прослойку с пониженной микротвердостью 5300...6900 МПа, состоящую из мартенсита и остаточного аустенита.
Упрочнение прокатных валков плазменной аргоновой струей с плотностью мощности менее 85·106 Вт/м2 и скоростью перемещения более 53 мм/с не позволяет получать необходимую технологическую толщину упрочненного слоя, вследствие чего такие прокатные валки имеют незначительное повышение стойкости.
При выборе значений расхода азота менее 3,5 м3/ч не обеспечивается эффективная защита оплавленной зоны обработки от окисления для заявленного диапазона скорости обработки. Расход азота более 3,8 м3/ч приводит к необоснованному расходу газа.
Реализация предлагаемого способа термоупрочнения прокатных валков осуществлялась следующим образом.
Пример (таблица, вариант 4). Прокатные (горизонтальные) валки универсальных клетей чистовой группы стана "450" из чугуна с шаровидным графитом марки СШХНФ после прокатки балочного профиля перетачивались с удалением дефектов отработанной поверхности под планируемый номер балки.
После ремонта валок устанавливали в манипулятор установки плазменной закалки УПН-303, оборудованной плазмотроном прямого действия типа СМ и выпрямителем БС-315. В качестве плазмообразующего газа использовали аргон. Для защиты от окисления оплавляемого пятна от воздействия плазменной струи применяли азот. Включением манипулятора задавали вращательное движение валка, что обеспечивало перемещение плазменной струи с шагом смещения 0,5 диаметра сопла относительно обрабатываемой поверхности валка. На установке проводили упрочнение рабочей торцевой поверхности бочки прокатного валка, подвергающейся при прокатке балочных профилей максимальным термическим и механическим нагрузкам по следующим режимам:
| Рабочий ток, А | 110 |
| Напряжение на дуге, В | 32 |
| Скорость обработки, мм/с | 45 |
| Расход аргона, м3/ч | 1,3 |
| Расход азота, м3/ч | 3,6 |
| Диаметр сопла, мм | 6,0 |
В таблице приведены данные по стойкости горизонтальных прокатных валков, упрочненных в диапазоне оптимальных значений скорости обработки и плотности мощности плазменного потока. Выбранный оптимальный диапазон параметров режима плазменного поверхностного упрочнения прокатного валка позволил получить необходимую технологическую глубину упрочненного слоя со структурой мартенсита и остаточного аустенита и микротвердостью 7400...8600 МПа, плавно переходящей к значениям микротвердости перлита основы 3500...3900 МПа. Это благоприятно сказывается на эксплуатационных свойствах прокатных валков, упрочненная поверхность которых после отработки характеризуется отсутствием трещин, выкрошиваний и пониженной окисляемостью.
Использование предлагаемого способа позволяет путем плазменного упрочнения прокатных валков повысить их стойкость в 1,3-2 раза по сравнению с нормативной стойкостью, получить упрочненный поверхностный слой с высокой твердостью, оптимальной структурой и толщиной.
Claims (1)
- Способ термической обработки прокатных валков, включающий обработку поверхности изделия плазменной струей с заданными расходом плазмообразующего газа, плотностью мощности и скоростью перемещения плазменной струи над изделием, отличающийся тем, что в качестве плазмообразующего газа используют аргон с расходом 1,1-1,6 м3/ч, с плотностью мощности (85-125)·106 Вт/м2 и скоростью перемещения струи 35-53 мм/с, а в качестве защитного газа используют азот с расходом 3,5-3,8 м3/ч.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005131334/02A RU2298043C1 (ru) | 2005-10-10 | 2005-10-10 | Способ термической обработки прокатных валков |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005131334/02A RU2298043C1 (ru) | 2005-10-10 | 2005-10-10 | Способ термической обработки прокатных валков |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2298043C1 true RU2298043C1 (ru) | 2007-04-27 |
Family
ID=38106920
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005131334/02A RU2298043C1 (ru) | 2005-10-10 | 2005-10-10 | Способ термической обработки прокатных валков |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2298043C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2644638C2 (ru) * | 2016-01-26 | 2018-02-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Транс-Атом" | Способ термической обработки стальных рельсов |
-
2005
- 2005-10-10 RU RU2005131334/02A patent/RU2298043C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2644638C2 (ru) * | 2016-01-26 | 2018-02-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Транс-Атом" | Способ термической обработки стальных рельсов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102560478B (zh) | 激光熔覆方法 | |
| CN111058035B (zh) | 铜及铜合金表面激光熔覆制备耐磨耐蚀合金涂层的工艺及合金涂层 | |
| EP2687612A1 (en) | Steel pipe quenching method | |
| RU2572269C2 (ru) | Кованый валок, соответствующий требованиям производства холоднокатаных изделий и способ получения такого валка | |
| CN101109083A (zh) | 发动机曲轴激光熔覆修复工艺 | |
| CN110538874A (zh) | 一种采用无缝钢管生产钻杆接头的制造方法 | |
| CN111659973B (zh) | 一种U76CrRE热处理钢轨气压焊接方法 | |
| Jeyaprakash et al. | Laser surface modification of materials | |
| AU709229B2 (en) | Stainless steel surface claddings of continuous caster rolls | |
| RU2298043C1 (ru) | Способ термической обработки прокатных валков | |
| CN109530462B (zh) | 针对模具钢的预处理装置及预处理方法 | |
| RU2532738C1 (ru) | Способ восстановления изношенных поверхностей стальных деталей | |
| RU2313581C2 (ru) | Способ ручной плазменной закалки | |
| CN114774639B (zh) | 一种激光回火淬火方法 | |
| RU2640516C1 (ru) | Способ лазерного упрочнения полой металлической заготовки | |
| Chichenev et al. | Device for Two-Way Cooling of Rolls of Multi-Roll Mills during Laser Hardening | |
| RU2325449C2 (ru) | Способ термической обработки профилированных металлических поверхностей | |
| RU2668645C1 (ru) | Способ восстановления наплавкой роликов машин непрерывного литья заготовок | |
| RU2123413C1 (ru) | Способ восстановления роликов | |
| RU2816704C1 (ru) | Способ термической обработки валков прокатных станов | |
| RU2398892C1 (ru) | Способ поверхностного упрочнения прокатных валков | |
| JP2008138223A (ja) | 金型合金工具鋼の耐久性向上方法 | |
| CN113832462B (zh) | 一种激光熔覆复合去毛刺辊及其制备方法 | |
| CN116445824B (zh) | 一种合金粉末及其在提高带钢夹送辊服役寿命方面的应用 | |
| RU2123414C1 (ru) | Способ ремонта роликов |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141011 |