Данные стали применяют для рабочих, опорных и прочих валков прокатных станов, бандажей составных опорных валков, ножей для холодной резки металла, обрезных матриц и пуансонов. К валковым сталям относят такие марки стали, как 90ХФ, 9X1, 55Х, 60ХН, 7Х2СМФ.
Видео:Вальцы асимметрия RMEA-1300х6. Обзор станкаСкачать
Требования к стали для валков
Высокая прокаливаемость. Для обеспечения высокой закаливаемости необходимо использование таких марок стали, устойчивость переохлажденного аустенита которых в обеих областях превращения, во возможности, достаточна для развития мартенситного превращения при минимальных скоростях охлаждения, например, в масле.
Глубокая прокаливаемость. Прокаливаемость — это глубина закаленного слоя или, другими словами, глубина проникновения мартенсита. Она зависит от химического состава, размеров деталей и условий охлаждения. Легирующие элементы, а также увеличение содержания углерода (0,8%) в стали способствуют увеличению ее прокаливаемости, поэтому необходимую прокаливаемость обеспечивают за счет оптимизации химического состава стали. Для данного типа стали необходима практически сквозная прокаливаемость, так как при этом обеспечивается жесткость валка, без которой затруднительно получение высокой точности проката. Среди элементов, увеличивающих прокаливаемость — кремний и бор.
Высокая износостойкость. Необходима для безаварийной работы стана. При высокой износостойкости образование абразивных частиц износа не происходит, система подшипников работает более надежно.
Высокая контактная прочность. Контактная прочность рабочего слоя валков должна быть выше контактных напряжений, возникающих в процессе прокатки с учетом естественных нагрузок.
Минимальная склонность к деформации и короблению в процессе термической обработки и неизменность размеров в процессе эксплуатации.
Удовлетворительная обрабатываемость при мехобработке, хорошая шлифуемость и полируемость для обеспечения высокой чистоты поверхности валков и, следовательно, высокого качества поверхности прокатываемого материала.
К числу эффективных мероприятий по повышению износостойкости, являющейся наиболее важной эксплуатационной характеристикой качества валков, можно отнести повышение их поверхностной твердости и увеличение содержания углерода и хрома в валковых сталях.
Однако установлено, что повышение твердости валков и увеличение содержания углерода в стали оказывают отрицательное влияние на сопротивление выкрошиванию.
Химический состав материала стальных валков неоднозначно влияет на их служебные свойства. Так, с повышением содержания углерода возрастает износостойкость валков. Например, увеличение до 0,6 — 0,8% С повышает износостойкость металла вследствие уменьшения в его структуре малоизносостойкого феррита; дальнейшее увеличение содержания углерода в стали вызывает образование избыточных карбидов, которые, кроме повышения износостойкости валков, способствуют улучшению качества поверхности проката. Марганец в количестве 0,5. 0,9 %, являясь хорошим раскислителем, способствует очищению стали от неметаллических включений и придает им сферическую форму. Одновременно он легирует феррит, повышая прочность стали. Увеличение до 1,4. 2,2 % Мn благоприятно сказывается и на термической обработке валков вследствие переохлаждения стали в процессе нормализации. Содержание от 0,25. 0,60 % Si способствует раскислению стали, а при увеличении его содержания до 0,8. 1,2 % происходит легирование феррита, что повышает прочность металла. Легирующие элементы (Ni, Сr, Mo и др.) способствуют модифицированию, получению мелкозернистой и дисперсной структуры, упрочнению структурных составляющих стали и улучшению ее термической обработки.
Износ прокатных валков во многом зависит от их структуры и химического состава. При применении стальных валков наибольшим сопротивлением износу обладают заэвтектоидные валки; они истираются в 2. 3 раза медленнее, чем равные им по твердости эвтектоидные валки. Износостойкость тем выше, чем дисперсией структура эвтектоидных валков и чем большее количество избыточных карбидов содержится в заэвтектоидных валках.
Механизм разрушения рабочей поверхности валков эвтектоидного и заэвтектоидного химического состава различен.
Читайте также: Компрессор fubag auto master kit 10 vdc 50 10 предметов
Валки эвтектоидного класса обладают высокой пластичностью и вязкостью. Износ их, отличаясь значительной неравномерностью, происходит в виде смещения тончайших слоев рабочей поверхности калибров. В результате этого гладкая поверхность валков нарушается, на ней появляется перемежающийся ряд углублений и выступов, постепенно увеличивающихся в объеме.
Механизм износа заэвтектоидных валков, в структуре которых содержатся избыточные карбиды, состоит в равномерном скалывании мельчайших частиц рабочей поверхности в процессе прокатки. Такие валки во время прокатки изнашиваются более равномерно и сохраняют достаточно гладкую поверхность на протяжении всего периода работы валков.
Природа разрушения рабочей поверхности чугунных валков несколько иная. Проведенные наблюдения показали, что при разрушении поверхности калибров полутвердых чугунных валков можно отметить две последовательные стадии: стадию точечной выработки (после переточки валков), когда выкрашиванию подвергаются только отдельные микроплощадки поверхности бочки валка, и стадию интенсивного разрушения всей рабочей поверхности валка.
Точечная выработка первоначально возникает в местах выхода свободного графита на поверхность валка и далее развивается по всему перлитному полю, ослабленному включениями графита.
По мере увеличения количества прокатанного металла число разрушенных микроплощадок непрерывно возрастает. Они распространяются по рабочей поверхности валка (вторая стадия износа) и охватывают целые участки, а затем и все рабочее поле калибра; тем самым ухудшается качество поверхности валков и готового проката.
К числу факторов, ускоряющих механический износ прокатных валков, следует отнести внутренние превращения в металле, наличие в кристаллической решетке слабых участков, различные дефекты и в некоторых случаях стыки кристаллов. В процессе деформации эти слабины являются зародышами микротрещин и микрощелей, которые с течением времени все больше увеличиваются в объеме. Начавшись, разрушение будет продолжаться, если продолжают действовать усилия деформации.
Резкое повышение стойкости прокатных валков может быть достигнуто путем увеличения твердости их рабочего слоя. Чем больше твердость валков и выше их стойкость, тем большее количество металла можно прокатать за период между перевалками. Износостойкость стальных валков тем выше, чем меньше в металлической основе структурно свободного феррита и больше избыточных карбидов. Чем больше суммарная поверхность карбидных включений, чем мельче зерно и карбидные частицы, тем больше твердость валков и выше их стойкость против истирания.
Износостойкость чугунных отбеленных валков зависит от количества неметаллических включений в рабочем слое валков с перлито-графитной и перлито-цементито-графитной структурой, от количества и формы графитных включений, степени дисперсности металлической основы и количества избыточных карбидов.
Высокие эксплуатационные качества присущи валкам, в которых графитные включения шаровидной формы. Высокая износостойкость таких валков объясняется формой графита, который в процессе работы выкрашивается с минимальным нарушением металлической основы. При этом сама основа благодаря большой стойкости тоже выкрашивается меньше.
Износостойкость чугуна с графитом шаровидной формы больше, чем стали с повышенной поверхностной твердостью. При изменении пластинчатой формы графита на шаровидную стойкость прокатных валков из серого чугуна повышается на 30. 40 %, так как уменьшается разгар и износ калибров.
Высокими служебными свойствами характеризуются валки, отлитые в профилированные формы. Твердость таких валков высокая (380. 440 НВ на бурте), они отличаются повышенной износостойкостью (в 2. 3 раза больше обычной) не только у поверхности бочки, но и в глубине вреза в валок.
Перспективно применение валков из чугуна с низким содержанием фосфора, выполненных из магниевого, особенно низколегированного чугуна.
Читайте также: Сальник карданного вала мтз 1221
Валки из низкофосфористого чугуна характеризуются более высокими механическими свойствами (прочностью, удлинением, ударной вязкостью, стойкостью) по сравнению с валками из обычного чугуна. Они на 30. 50% прочнее обычных, причем их стойкость почти в 3 раза выше. Увеличение стойкости против износа, выкрашивания и поломок достигается за счет уменьшения фосфора, количество которого равно 0,06. 0,10 %. При пониженном содержании фосфора в микроструктуре валков почти отсутствуют фосфиды (хрупкие составляющие структуры валкового чугуна), содержится большое количество феррита в серой зоне.
Отсутствие в микроструктуре валков хрупких составляющих, образующихся в чугуне, содержащем более 0,10 % фосфора, способствует повышению прочности сердцевины, увеличению вязкости и износостойкости отбеленного рабочего слоя.
Недостатком валков из низкофосфористого чугуна является пониженная твердость отбеленной и серой зон. Снижение фосфора (без специальных мер) на 0,1 % приводит к уменьшению твердости рабочей поверхности валков на 8. 10 единиц по Бринеллю.
Прогрессивным средством увеличения стойкости прокатных валков против износа и поломок является легирование металла. Замечено, что в чугуне положительное влияние легирующих элементов на износ часто превосходит их влияние на механические свойства. Легирующие элементы способствуют измельчению зерна, изменяют форму графита, структуру металлической Прогрессивным средством увеличения стойкости прокатных валков против износа и поломок является легирование металла. Замечено, что в чугуне положительное влияние легирующих элементов на износ часто превосходит их влияние на механические свойства. Легирующие элементы способствуют измельчению зерна, изменяют форму графита, структуру металлической основы, состав и строение карбидов, повышают эффективность термической обработки, сообщают валкам повышенную прочность, твердость и стойкость. Повышению твердости поверхности способствует легирование чугуна хромом, ванадием, молибденом, никелем и бором.
Видео:Четырехвалковые вальцыСкачать
Технология производства
Прокатные валки, наряду с шарикоподшипниками, рельсами и железнодорожными колесами относят к изделиям с контактной поверхностью. Для такого рода продукции очень важно отсутствие в поверхностном и подповерхностном слоях твердых недеформируемых включений. При оказании давления на такие включения они разрушаются, выкрашиваются и тем самым формируют очаг зарождения трещины, приводящей в итоге к разрушению изделия. К подобным нежелательным включениям относятся, прежде всего, включения Al2O3, CaO и MgO. Силикаты (оксиды на основе SiO2) отличаются повышенной пластичностью по сравнению с названными ранее типами включений и поэтому они более приемлемы в такого рода изделиях. Именно поэтому ранее сталь для валков выплавляли в кислых печах (мартеновских и дуговых); стойкость валков в этом случае была существенно выше, чем у валков из стали, выплавленной в основных печах. Это обусловлено именно изменением состава включений при переходе от основной футеровке к кислой.
Видео:Вальцы своими руками! // Без токарки, из металлолома!!!Скачать
Стали, применяемые для изготовления рабочих валков
Для изготовления рабочих валков холодной прокатки применяют высококачественные стали, содержащие минимальное количество вредных примесей. Помимо механических свойств в термически обработанном состоянии, эти стали оценивают по технологическим характеристикам – закаливаемости, прокаливаемости, склонности к перегреву, чувствительности к деформации при закалке, обрабатываемости, шлифуемости и т.д.
В таблице 5 приведены марки стали, применяемые для изготовления валков холодной прокатки на отечественных заводах.
Химический состав стали, применяемой для изготовления рабочих валков холодной прокатки
| Марка стали | Содержание, % | ||||||||
| C | Mn | Si | S не бол. | P не бол. | Cr | Mo | V | W | |
| 9Х | 0,8-0,95 | 0,2-0,35 | 0,25-0,45 | 0,03 | 0,03 | 1,4-1,7 | — | — | — |
| 9Х2 | 0,8-0,95 | 0,2-0,35 | 0,25-0,45 | 0,03 | 0,03 | 1,7-2,1 | — | — | — |
| 9ХФ | 0,8-0,95 | 0,2-0,45 | 0,2-0,4 | 0,03 | 0,03 | 1,4-1,7 | — | 0,1-0,25 | — |
| 9Х2МФ | 0,8-0,95 | 0,2-0,35 | 0,25-0,45 | 0,03 | 0,03 | 1,7-2,1 | 0,2-0,3 | 0,1-0,2 | — |
| 9Х2В | 0,8-0,95 | 0,2-0,35 | 0,25-0,45 | 0,03 | 0,03 | 1,7-2,1 | — | — | 0,3-0,6 |
| 9Х2СВФ | 0,8-0,95 | 0,2-0,35 | 1,3-1,6 | 0,03 | 0,03 | 1,7-2,1 | — | 0,1-0,2 | 0,3-0,6 |
| 9Х2СМФ | 0,57-0,65 | 0,2-0,4 | 1,1-1,3 | 0,03 | 0,03 | 1,8-2,1 | 0,25-0,35 | 0,1-0,2 | — |
Читайте также: Подшипник промежуточного вала ваз 2121
Закалка и низкий отпуск обеспечивают высокую твердость указанных сталей.
9Х, 9Х2. Основная часть карбидной фазы в хромистых сталях 9Х, 9Х2 представляет собой цементит, легир. Cr типа (Fe, Cr)3C. Легированный цементит обладает малой способностью к коагуляции при отжиге, поэтому избыточные карбиды, как правило, мелкие; это обеспечивает повышенную прочность сталей в закаленном и низкоотпущенном состоянии. Cr увеличивает прокаливаемость стали, однако, при содержании более 1,5 % Cr, отмечается карбидная неоднородность, в структуре образуются крупные карбидные частицы и характерные карбидные полосы (строчечная структура). Подобная структура приводит к снижению циклической прочности стали в термически обработанном состоянии. Рассматриваемые стали обладают удовлетворительной обрабатываемостью давлением и резанием, низкой свариваемостью, повышенной флокеночувствительностью и склонностью к отпускной хрупкости.
Хромованадиевая сталь марки 9ХФ по технологическим и эксплутационным свойствам близка к хромистой стали марки 9Х. Введение 0,1-025 V несколько уменьшает склонность стали к росту зерна, и повышает критические точки.
Поэтому температура закалки стали марки 9ХФ на 10-15 0 больше, чем хромистой стали. Сталь марки 9ХФ также применяют для изготовления валков ø менее 400 мм. Практически сталь 9Х и 9ХФ взаимно заменяемы.
9ХМФХромомолибденованадиевая сталь марки 9Х2МФ благодаря повышенному количеству Cr и наличию Mo обладает значительно большей прокаливаемостью и закаливаемостью чем сталь марок 9Х и 9ХФ. В закаленном и низкоотпущенном состоянии она имеет больше избыточных карбидов и более высокую твердость (62-64 HRC), чем рассмотренные выше стали. Наличие Mo способствует сохранению мелкого зерна и получению более высокой вязкости. Поэтому сталь марки 9Х2МФ лучше сопротивляется выкраиванию.
Mo уменьшает склонность этой стали к отпускной хрупкости. В отожженном состоянии сталь 9Х2МФ обладает повышенной твердостью (до 300 HB) и несколько хуже обрабатывается резанием. В структуре закаленной стали сохраняется значительное количество остаточного аустенита. Как правило, сталь марки 9Х2МФ применяют для изготовления крупных валков ø более 400 мм.
9Х2В обладает практически такими же технологическими и эксплутационными свойствами, что и сталь 9Х2МФ.
9Х2СВФ, 9ХСВФ Более высокие эксплутационные свойства обеспечивает применение хромокремневольфрамованадиевой стали марок 9Х2СВФ и 9ХСВФ. Si повышает теплоустойчивость, поэтому эти стали отпускают при более высокой температуре (до 240 0 ). В валках, изготовленных из этих сталей можно прокатывать металл при более высоких скоростях. Технология производства валков из стали марок 9Х2СВФ и 9ХСВФ мало отличается от технологии изготовления валков из стали марки 9ХМФ. В то же время стойкость валков значительно выше [6]. Эти стали рекомендуют для изготовления валков ø больше 400 мм.
Уменьшение содержания углерода благоприятно сказывается на вязкости и пластичности стали и её поведение при термической обработке. Этим и определяется использование доэвтектоидной хромокремнемолибденованадиевой стали марки 60ХСМФ для изготовления валков холодной прокатки. Рабочие валки, изготовленные из этой стали имеют удовлетворительные показатели стойкости.
6. Johnson R.I., Seroell T.E. Journal of teel Institute (London), 1960, v, 196 № 4 p. 414
II. М.В. Гедеон, Т.П. Соболь «Теоретическая обработка валков холодной прокатки»
- Свежие записи
- Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
- Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
- Какие моторы бывают у стиральных машин
- Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
- Как снять стопорную шайбу с вала
💡 Видео
Реставрация вальцов / Restoration of rollers / проточка каленых валов.Скачать
способ закалки любой марки сталиСкачать
Вальцы AZMT-V1300х2 подъем бокового валаСкачать
Вальцы трехвалковые с винтовым прижимом валаСкачать
Листогиб-вальцы ПОДРОБНО.Скачать
Вальцовочный станок ВМС 625х6 (Вальцы трехвалковые с симметричным расположением валов)Скачать
Вальцы RME 2000x6 с электромеханическим прижимом верхнего валаСкачать
Самодельные вальцы, для трехвалкового листогиба.Скачать
Нержавейка 5мм вальцы с эл. приводом подъема вала.Скачать
Вальцы ручные с редукторным подъемом валаСкачать
Вал для вальцов отгравированСкачать
Вальцы электромеханические AZMT V1300x4 Azimutstan / Промышленные вальцы для листового металла валСкачать
Вальцы AZMT-V600х6 винтовой прижим / Ширина валов 600мм / Толщина обработки 6мм / вал 90мм #shotsСкачать
Вальцы с электроприводом боковых валовСкачать
Самодельные вальцы. Механизм подъема верхнего вала. Часть 2.Скачать
Вальцы от компании AzimutStan Ширина валов 600мм диаметра валов 140мм #shortСкачать
