SU1731312A1

SU1731312A1 - Method of making rolling roll

Info

Publication number: SU1731312A1
Application number: SU894726934A
Authority: SU
Inventors: Наркиз Самигуллович Самигуллин; Сергей Николаевич Белобородов; Андрей Николаевич Фролов
Original assignee: Научно-производственное объединение по технологии машиностроения
Priority date: 1989-08-07
Filing date: 1989-08-07
Publication date: 1992-05-07

Abstract

Изобретение относитс к прокатному производству и касаетс технологии изготовлени цилиндрических прокатных валков . Целью изобретени вл етс повышение качества валка путем улучшени сцеплени слоев с основой и интенсификаци процесса прокатки. При изготовлении прокатного валка, включающем получение цилиндрической заготовки, последовательное нанесение на срединную ее часть слоев износостойкого и эластичного материалов, ее нагрев, винтовую прокатку в несколько проходов, термическую и механическую обработки , согласно изобретению, при получении заготовки на ее поверхности выполн ют углубление на величину, равную толщине слоев износостойкого и пластичного материалов, на рассто нии от торцов заготовки , составл ющем 0,2-0,4 от ее диаметра, в которое нанос т упом нутые слои, а при прокатке обжатие в первом проходе осуществл ют на величину 3-5 толщины нанесенных слоев. 1 ил.The invention relates to rolling production and relates to the technology of manufacturing cylindrical rolling rolls. The aim of the invention is to improve the quality of the roll by improving the adhesion of the layers to the base and intensifying the rolling process. In the manufacture of a rolling roll, which includes the production of a cylindrical billet, sequential deposition of wear-resistant and elastic materials on its middle part, its heating, helical rolling in several passes, thermal and mechanical processing according to the invention, upon receipt of the billet on its surface, are dredged by equal to the thickness of the layers of wear-resistant and ductile materials, at a distance from the ends of the workpiece, of 0.2-0.4 of its diameter, into which the said layers are applied, during reduction rolling in the first pass is performed on the value of the thickness of the deposited layers 3-5. 1 il.

Description

Изобретение относитс к прокатному производству и касаетс технологии изготовлени цилиндрических валков прокатных станов.The invention relates to rolling production and relates to the technology of manufacturing cylindrical rolls of rolling mills.

Известны способы изготовлени прокатных валков, включающие наплавку бочки валка с образованием износостойкого сло с последующей обкаткой роликами на валь- цетокарном станке и нанесение на заготовку износостойкого сло , последующую ее пластическую деформацию, термическую и механическую обработки, причем плгстиче- скую деформацию осуществл ют винтовой прокаткой с обжатием 30-50% за проход.Methods are known for the manufacture of rolling rolls, including surfacing a roll barrel to form a wear-resistant layer, followed by rollers on a rolling machine and applying a wear-resistant layer on the workpiece, followed by plastic deformation, thermal and mechanical treatment, and plastics are made by helical rolling with helical rolling. compression of 30-50% per pass.

Пластическа деформаци при поверхностной обкатке роликами незначительна. И если ее достаточно дл того, чтобы раздробить и уплотнить литую структуру наплавленного сло , то мало дл проработки материалов на глубину больше толщины наплавленного сло , а значит, мало дл обеспечени достаточной прочности его сцеплени с основой. Это приводит к преждевременному выходу валков из стро из-за отслаивани и скола наплавленного сло . Большие (30-50%) обжати за проход позвол ют в некоторой степени повысить прочность сцеплени наплавленного сло с основой. Однако из-за разницы в пластичности слоев на поверхности и внутри заготовки при указанных обжати х за проход возникают значительные раст гивающие напр жени на границе раздела слоев, что приводит к нарушению их сцеплени между собой, а также сдерживает использованиеPlastic deformation during run-in rollers is negligible. And if it is enough to crush and compact the cast structure of the deposited layer, it is not enough to work out materials to a depth greater than the thickness of the deposited layer, and therefore not enough to ensure sufficient strength of its adhesion to the substrate. This leads to a premature roll out of the system due to the peeling and chipping of the deposited layer. A large (30-50%) reduction per pass allows, to some extent, increasing the adhesion strength of the deposited layer to the substrate. However, due to the difference in the plasticity of the layers on the surface and inside the workpiece, with these cuts per pass, significant tensile stresses occur at the interface between the layers, which leads to a break in their adhesion to each other, and also hinders the use of

XJXj

СОWITH

соwith

N3 N3

более износостойких наплавочных материалов , имеющих малую пластичность.more wear-resistant surfacing materials with low ductility.

Известен также способ изготовлени прокатных валков, включающий последовательное нанесение на заготовку слоев изно- состойкого и пластичного материалов, последующую ее гор чую пластическую деформацию винтовой прокаткой, термическую и механическую обработки. В этом способе нанесение пластичного сло на из- носостойкий позвол ет использовать малопластичные износостойкие наплавочные материалы.There is also known a method of making rolling rolls, which includes the sequential application of layers of wear-resistant and plastic materials to the billet, its subsequent hot plastic deformation by helical rolling, thermal and mechanical processing. In this method, the application of a plastic layer to a wear-resistant allows the use of low-plastic wear-resistant surfacing materials.

Однако наплавку слоев осуществл ют по всей длине основы-заготовки. Это не по- звол ет получить достаточно прочного сцеплени износостойкого сло с основой на концевых участках заготовки из-за возникновени значительных раст гивающих напр жений между сло ми в неустановив- шихс режимах прокатки (т.е. в периоды заполнени и освобождени очага деформации металлом), так как эти периоды характеризуютс большой неравномерностью истечени поверхностных и центральных слоев заготовки (в данном способе имеющих еще и различную пластичность). Это же приводит к образованию ут жки. В итоге повышаетс расход дорогосто щих износостойких материалов из-за увеличени обре- зи концов заготовки.However, the deposition of the layers is carried out along the entire length of the base blank. This does not allow for sufficiently strong adhesion of the wear-resistant layer to the base on the end sections of the workpiece due to the occurrence of significant tensile stresses between the layers in unsteady rolling conditions (i.e., during periods of filling and release of the deformation zone with metal) , since these periods are characterized by a large non-uniformity of the outflow of the surface and central layers of the workpiece (in this method also having different ductility). This also leads to the formation of a weft. As a result, the consumption of expensive wear-resistant materials increases due to an increase in the size of the billet ends.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс способ изготовлени прокатного валка, включающий получение цилиндрической заготовки, последовательное нанесе- ние на срединную ее часть слоев износостойкого и пластичного материалов, ее нагрев, винтовую прокатку в неколько проходов, термическую и механическую обработки .The closest to the present invention is a method of making a rolling roll, which includes the production of a cylindrical billet, successive deposition of wear-resistant and ductile materials on its middle part, its heating, helical rolling in a few passes, thermal and mechanical processing.

Износостойкий слой нанос т на срединную часть заготовки, расположенную от концов на рассто нии 0,15-0,20 ее диаметра , а прокатку осуществл ют за несколько проходов с обжатием по диаметру за пер- вый проход на 1-2 толщины наплавленных слоев.A wear-resistant layer is applied to the middle part of the workpiece, located from the ends at a distance of 0.15-0.20 of its diameter, and rolling is carried out in several passes with compression by diameter in the first pass by 1-2 thicknesses of the deposited layers.

Недостатком известного способа вл етс низкое качество издели из-за плохого сцеплени износостойкого сло с основой на концевых участках заготовки оттого, что заготовка, полученна по известному способу , имеет переменный диаметр по длине, изменение которого в процессе винтовой прокатки вызывает перераспределение ча- стных обжатий по длине очага деформации. Соответственно, перераспредел ютс деформируемые в каждый момент времени объемы, что характеризует неустановившийс процесс прокатки. Наличие в этотThe disadvantage of this method is the low quality of the product due to poor adhesion of the wear-resistant layer to the base on the end sections of the workpiece because the workpiece obtained by a known method has a variable diameter along the length, which, during the helical rolling process, causes a redistribution of partial reductions the length of the deformation zone. Accordingly, the volumes deformable at each moment of time are redistributed, which characterizes the unsteady rolling process. Availability in this

период в очаге деформации сечени заготовки , имеющего несколько слоев с разной пластичностью, приводит к возникновению значительных раст гивающих напр жений на границе их раздела, что способствует отслоению износостойкого малопластичного сло от основы. Поэтому необходимо после прокатки обрезать и часть заготовки с износостойким слоем, что приводит к увеличению расхода износостойких материалов.a period in the deformation zone of a section of a workpiece having several layers with different ductility leads to the appearance of significant tensile stresses at the interface between them, which contributes to the detachment of the wear-resistant low-plastic layer from the base. Therefore, it is necessary after rolling to cut off part of the workpiece with a wear-resistant layer, which leads to an increase in the consumption of wear-resistant materials.

Обжатие такой заготовки по диаметру за первый проход на 1-2 толщины наплавленных слоев приводит к тому, что в этом проходе участки, свободные от наплавки, практически не деформируютс . При таком обжатии в первом проходе осуществл ют деформацию только наплавленного участка заготовки дл выравнивани ее диаметра по длине. Но при этом наблюдаетс раскатка наплавленных слоев на жестком сердечнике (в качестве которого выступает основа заготовки ), котора при винтовой прокатке вызывает образование радиальных раст гивающих напр жений. Это также снижает качество сцеплени износостойкого сло с основой заготовки.Compressing such a billet in diameter in the first pass by 1-2 thicknesses of the deposited layers leads to the fact that in this passage the areas free from surfacing are practically not deformed. With such a compression in the first pass, only the deposited portion of the preform is deformed in order to align its diameter with the length. But at the same time, rolling of the deposited layers on the hard core (which is the basis of the workpiece) is observed, which, when screw rolling, causes the formation of radial tensile stresses. It also reduces the quality of adhesion of the wear layer to the base of the workpiece.

Кроме того, расположение слоев на рассто нии от концов заготовки 0,15-0,20 ее диаметра не позвол ет исключить расход износостойких материалов при обрези из- за образовани при винтовой прокатке ут жки на концах заготовки, котора обычно превышает по длине указанное рассто ние. Расход износостойких материалов значительно увеличиваетс .In addition, the arrangement of the layers at a distance from the ends of the billet 0.15-0.20 of its diameter does not allow to exclude the consumption of wear-resistant materials during cutting due to the formation of a weft at the ends of the billet during helical rolling, which usually exceeds the specified distance . The consumption of wear-resistant materials increases significantly.

Цель изобретени - повышение качества валка путем улучшени сцеплени нанесенных слоев с основой и интенсификаци процесса прокатки.The purpose of the invention is to improve the quality of the roll by improving the adhesion of the applied layers to the base and intensifying the rolling process.

Изобретение позвол ет также экономить изностойкие материалы.The invention also saves wear resistant materials.

Согласно способу изготовлени прокатного валка, включающему получение цилиндрической заготовки, нанесение на ее среднюю часть пластичного и износостойкого материалов, нагрев и последующую винтовую прокатку, при получении заготовки на рассто нии 0,2-0,4 диаметра от торцов на ее поверхности выполн ют углубление на величину толщины наносимых материалов, в которое нанос т матери- алы, а прокатку осуществл ют с абсолютным обжатием в первом проходе, равным 3-5 толщины нанесенных материалов .According to the method of making a rolling roll, which includes the production of a cylindrical billet, application of plastic and wear-resistant materials to its middle part, heating and subsequent helical rolling, upon receiving the billet at a distance of 0.2-0.4 of the diameter from the ends on its surface the value of the thickness of the applied materials, into which the materials are applied, and the rolling is carried out with an absolute compression in the first pass, equal to 3-5 of the thickness of the applied materials.

Заготовка под винтовую прокатку должна иметь посто нный диаметр по длине, что позвол ет уменьшить неравномерность деформации при прокатке. В св зи с этим вы- полнение в средней части заготовкиThe billet for helical rolling must have a constant diameter along the length, which makes it possible to reduce the non-uniformity of deformation during rolling. In this connection, the execution in the middle part of the blank

углублени на величину, равную толщине слоев износостойкого и пластичного материалов , позвол ет получить многослойную заготовку с посто нным по длине диаметром и уменьшить неравномерность течени слоев во врем неустановившихс режимов прокатки, а значит, и снизить величину раст гивающих напр жений на границе слоев и основы.Depthing by an amount equal to the thickness of the layers of wear-resistant and ductile materials allows to obtain a multilayer billet with a constant diameter and reduce irregularity of the layer flow during unsteady rolling modes, and therefore reduce the tensile stresses at the interface between the layers and the base.

Углубление выполн ют на рассто нии от торцовг заготовки, составл ющем 0,2-0,4 от ее диаметра. В процессе винтовой прокатки на концах заготовки образуетс воронкообразное углубление - ут жка, которую после прокатки отрезают. Длина ут жки зависит от исходного диаметра заготовки , при этом чем больше диаметр заготовки по сравнению с диаметром получаемого валка, тем больше длина ут жки . Углубление выполн ют на указанном рассто нии, чтобы в технологическую об- резь уходил только материал основы. Тем самым экономитс дорогосто щий износостойкий материал. Выполнение углублени на рассто нии менее 0,2 диаметра заготовки приводит к тому, что при обрези ут жки отрезаетс и часть заготовки с износостойким материалом, так как в этом случае данное рассто ние не компенсирует величину образуемой ут жки. Выполнение углублени на рассто нии более 0,4 диаметра заготовки приводит к увеличению общего расхода металла в обрезь, так как в этом случае необходимо обрезать, кроме ут жки, и часть заготовки без износостойкого сло .The recess is performed at a distance from the end of the workpiece of 0.2-0.4 of its diameter. During the helical rolling process, a funnel-shaped hollow is formed at the ends of the billet — a weft that is cut off after rolling. The length of the bit depends on the initial diameter of the workpiece, while the larger the diameter of the workpiece compared to the diameter of the resulting roll, the greater the length of the bit. The recess is made at a specified distance so that only the base material goes into the process cuts. This saves costly wear-resistant material. Making a recess at a distance of less than 0.2 of the diameter of the workpiece results in cutting the part of the workpiece with a wear-resistant material when cutting the cut, since in this case the distance does not compensate for the amount of the work piece formed. Making a recess at a distance of more than 0.4 of the diameter of the workpiece leads to an increase in the total metal consumption for cutting, as in this case it is necessary to cut, apart from the weft, a part of the workpiece without a wear-resistant layer.

Обжатие заготовки в первом проходе на величину 3-5 толщины нанесенных слоев позвол ет уже в этом проходе достаточно хорошо проработать структуру нанесенных слоев, обеспечить их качественное сцепление с основой благодар уменьшению рас- т гивающих напр жений на границе износостойкий слой - основа, возникающих при малых (менее трех толщин слоев) обжати х в результате того, что деформируютс только нанесенные слои вблизи поверхности заготовки, раскатыва сь на жестком сердечнике - основе. Превышение обжати более п ти толщин слоев вызывает рост раст гивающих напр жений, возникающих от неравномерности деформировани материалов с различными пластическими свойствами, из-за чего более пластичный материал основы течет более интенсивно, чем материал износостойкого сло , что приводит к отрыву слоев и ухудшает качество издели . Использование указанного режима обжатий позвол ет интенсифицировать процесс прокатки по сравнению с известным способом, болееCompressing the workpiece in the first pass by 3-5 times the thickness of the deposited layers allows already in this passage to work out the structure of the deposited layers well enough to ensure their high-quality adhesion to the base due to the reduction of tensile stresses at the boundary of the wear-resistant layer — the basis for small (less than three thicknesses of the layers) of the cuts due to the fact that only the deposited layers are deformed near the surface of the workpiece, rolling on a hard core-base. Excess crimping of more than five thicknesses of the layers causes an increase in tensile stresses arising from the uneven deformation of materials with different plastic properties, which is why the more plastic base material flows more intensively than the material of the wear-resistant layer, which leads to the separation of the layers and degrades the quality of the product . The use of this mode of compression allows to intensify the rolling process in comparison with the known method, more

равномерно распределить выт жки по проходам , сократить количество проходов и увеличить производительность стана.evenly distribute the exhaust over the aisles, reduce the number of aisles and increase mill productivity.

На чертеже приведена схема осуществлени способа.The drawing shows the scheme of implementation of the method.

На цилиндрической заготовке 1 выполн ют углубление на величину, равную толщине слоев износостойкого и пластичного материалов, на рассто нии от торцов заго0 товки, составл ющем 0,2-0,4 от ее диаметра позици (2). В углубление нанос т слои износостойкого и пластичного материалов и получают заготовку с посто нным по длине диаметром позици (3). Затем ее подверга5 ют винтовой прокатке с указанными режимами позици (4). После отрезки ут жек получают готовый валок 5, который подвергают термической и механической обработке .On the cylindrical billet 1, a recess is made by an amount equal to the thickness of the layers of wear-resistant and ductile materials, at a distance from the ends of the billet, which is 0.2-0.4 of its diameter position (2). Layers of wear-resistant and ductile materials are applied to the recess and a blank with a diameter of a constant position along the length (3) is obtained. Then it is subjected to screw rolling with the indicated modes of the position (4). After the pieces are cut, a finished roll 5 is obtained, which is subjected to thermal and mechanical processing.

0 Применение изобретени наиболее эффективно при производстве цилиндрических рабочих валков диаметром 45-100 мм любой длины дл многовалковых листопрокатных станов холодной прокатки, а также0 The application of the invention is most effective in the production of cylindrical work rolls with a diameter of 45-100 mm of any length for multi-roll cold rolling mills, as well as

5 при производстве других цилиндрических деталей, работающих в услови х повышенного износа, например пальцев траков гусеничных машин.5 in the production of other cylindrical parts operating under conditions of increased wear, for example, fingers of tracks of tracked vehicles.

П р и м е р 1. Изготавливают валок станаPRI me R 1. Make a roll mill

0 холодной прокатки полосы, диаметр валка 55 мм, длина 1520 мм. Получают заготовку диаметром 180 мм из стали ШХ-15. На рассто нии от торцов заготовки, равном 72 мм, выполн ют на токарном станке углубление0 cold rolling strip, roll diameter 55 mm, length 1520 mm. Get the workpiece with a diameter of 180 mm of steel SHH-15. At a distance of 72 mm from the ends of the workpiece, a recess is made on a lathe

5 величиной 15 мм. В полученное углубление нанос т слои автоматической электродуговой наплавкой под слоем флюса на валыде- наплавочном станке КЖ-34А, снабженном индуктором дл подогрева заготовки. Тем0 пература подогрева 300-400°С. Наплавку износостойкого сло производ т, использу порошковую проволоку из быстрорежущей стали Р6М5.5 of 15 mm. In the resulting recess, layers are applied by automatic electric arc surfacing under a flux layer on a KZH-34A shaft-surfacing machine equipped with an inductor for heating the workpiece. The heating temperature is 300–400 ° C. Surfacing of the wear-resistant layer is performed using cored wire from high-speed steel R6M5.

Износостойкий слой наплавл ют тол5 щиной 10 мм, после чего нанос т пластичный слой стали ЗОХГСА толщиной 5 мм и охлаждают полученную заготовку в коробе дл сн ти термических напр жений. Затем заготовку нагревают до 1200°С и прокаты0 вают на стане СВП-180 в три прохода. Обжатие в первом проходе составл ет 45 мм. После обрези с двух концов ут жек глубиной 70 мм получают готовый валок, который подвергают закалке с отпуском, обдиркеThe wear-resistant layer is deposited with a thickness of 10 mm, after which a plastic layer of ZOHGSA steel with a thickness of 5 mm is applied and the resulting billet is cooled in a box to relieve thermal stresses. Then, the billet is heated to 1200 ° C and rolled in the SVP-180 mill in three passes. The compression in the first pass is 45 mm. After trimming from the two ends of the shank with a depth of 70 mm, a finished roll is obtained, which is subjected to hardening with tempering, grinding

5 пластичного сло и шлифовке поверхности, П р и м е р 2. Изготавливают валок диаметром 75 мм. В заготовке диаметром 140 мм из стали ШХ15 на рассто нии от торцов 28 мм выполн ют углубление величиной 8 мм. В полученное углубление нанос т электродуговой наплавкой под слоем флюса износостойкий и пластичный материалы , в качестве износостойкого - порошкова проволока Р6М5, пластичного -ЗОХГСА. Толщина износостойкого сло 5 мм, пластичного 3 мм. Подготовленную таким образом заготовку подвергают винтовой прокатке в два прохода с обжатием в первом 40 мм. После обрези ут жек глубиной 26 мм получают готовый валок, который подвергают закалке с отпуском и механической обработке.5 plastic layer and surface grinding, PRI m e R 2. Make a roll with a diameter of 75 mm. In a billet with a diameter of 140 mm, steel ShKh15, at a distance of 28 mm from the ends, is made a dimple of 8 mm. Under the flux layer, wear-resistant and ductile materials are applied to the resulting recess by electric arc surfacing; flux-cored wire P6M5, ductile - ROCHGSA, is used as wear-resistant. Thickness of a wearproof layer of 5 mm, plastic 3 mm. The billet prepared in this way is subjected to two-pass helical rolling with compression in the first 40 mm. After trimming the iron to a depth of 26 mm, a finished roll is obtained, which is subjected to tempering with tempering and machining.

Как показали испытани , срок службы валков, изготовленных предлагаемым способом в 1,2-1,5 раза больше, чем у валков, изготовленных по известному. Кроме того, экономи износостойкого материала по предлагаемому способу составл ет 10-15%As shown by tests, the service life of rolls made by the proposed method is 1.2-1.5 times longer than rolls made according to the known. In addition, saving wear-resistant material according to the proposed method is 10-15%

00

5five

00

от общего расхода его по известному способу .of the total consumption of it in a known way.

Claims

Claims The method of making a rolling roll, which includes the production of a cylindrical billet, application of plastic and wear-resistant materials to its middle part, heating and subsequent helical rolling, characterized in that, in order to improve the quality of the roll by improving the adhesion of the deposited layers to the base and intensifying the rolling process, upon receiving the blank at a distance of 0.2-0.4 times the diameter from the ends, a recess is made on its surface by the thickness of the applied materials into which the materials are applied, and rink is carried out with absolute compression in the first pass, equal to 5/3 the thickness of deposited materials.