Способ изготовления составного прокатного валка

(21) 438 (22) 09. (46) 30. (7 1) Про "Новокрам заводи и нен тельныи сследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения им, А,И.Целикова(56) Полухин В,П, и др. Составнойрабочий инструмент прокатных станов.М,.: Металлургия, 1977, с.82.Целиков А.И. и др. Прокатные станы, М.: Металлургиздат, 1958, с.68-7(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СОСТАВНОГОПРОКАТНОГО ВАЛКА(57) Изобретение относится к прокатно1 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ 0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯпРи Гннт сссР 2му производству и может быть использовано при изготовлении опорных бандажированных крупногабаритных валков, Цель изобретения - повышение надежности и долговечности, Бандаж изготавливают с увеличенным припуском по обоим торцам на величину 1(0,2-0,3)кр (бандажа); после термообработки участки 1,по торцам, с которых шел наиболее интенсивный теплоотвод, удаляют, после чего производят бандажирование - нагрев и соединение бандажа с осью. Вследствие того, что свободные торцы бандажа с увеличенным уровнем остаточных напряжений, повышенной твердостью и низкой вязкостью удалены, получают более надежное соединение банадажа с осью и повьппение стойкости, Расход удаляемого металла по концевым частям оправдан увеличением эксплуатационных технологических операций без изменения. 4 ил.Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при изготовлении опорных бандажированных крупногабаритных валковаЦель изобретения - повышение надежности и долговечности.На фиг,1 представлена схема напряженного состояния по концевым частямбандажа; на фиг,2 - эпюра распределения остаточных напряжений по длинебандажа; на фиг.З - графическая зависимость по влиянию свободных торцовбандажа на распределение остаточныхнапряжений по длине бандажа; на 15фиг-,4 - преимущественное образование микротрещин на концевых частяхбандажа.Суть изобретения заключается впредотвращении разрушения бандажа 20по месту зарождения очагов микротрещин, которые образуются врезультате воздействия остаточных напряжений после термической обработки, какследствие неравномерного отвода 25тепла от основной наружной поверхносли бандажа в сравнении с болееинтенсивным по его концевым частям.П р и м е р, Предлагаемый способв качестве исходных операций включает в себя ковку отливки в виде толстостенной трубы, термическую и механическую обработку,Отливку бандажа при ковке обрабабатывают так, чтобы получить по еедлине припуск по торцам, равный0,2-0,3 - радиуса бандажа.Можно осуществлять промежуточнуюмеханическую обработку торцов со сня-.тием припуска, установленных нормати- А 0вами 1,5-2,5 мм, а можно также исключить. эту операцию, совместив еес обрезкой торцов, которая производится позже после термообработки.Для термической обработки бандажзагружают в прогретую до 650 С печьои после прогрева бандажа нагреваютдо закалочной температуры (830-850 С),затем его охлаждают в закалочных ваннах (вода и масло), Длительность отпуска обусловлена максимально возможной стабилизацией размеров, чтоважно при последующей посадке бандажана ось. Длительность отпуска 60-75 ч.Образование остаточных напряженийпосле термообработки в бандаже обусловлено изменениями удельных объемови пластическими деформациями принагревах и охлаждениях при закалке,Последующий отпуск обеспечиваеттребуемый уровень твердости, механических свойств и снижение остаточныхнапряжений.Отвод тепла на концевых частяхпри охлаждении в процессе закалки ипри отпуске происходит более интенсивно за счет дополнительной поверхности, отводящей тепло. В этой зонеформируется повышенная твердость,снижающая вязкие характеристикиматериала, увеличенный уровень остаточных напряжений растяжения, Откаждого торца бандажа эта зона составляет 1=(0,2-0,3)К бандажа (фиг.З),Отрезка меньше 0,2 К у составляетв бандаже зоны по его концевым частямс контрастными характеристиками твердости, механических свойств и остаточных напряжений,Отрезка более О,ЗКр нецелесообразна, так как в этой части бандажа характеристики твердости и напряженийраспределены равномерно, и приведетк неоправданному расходу металла, После термообработки с каждого торцабандажа отрезают участки 1 отрезнымирезцами на токарном станке, послечего осуществляют операцию посадкибандажа на ось,Для бандажирования ведут подогреводо посадочной температуры 200-250 Св соленоидных электропечах после посадки бандажа на ось, охлаждение ведут на воздухе с минимальной скоростьюдо момента схватывания бандажа и оси.Процесс бандажирования составляет 25 сут. Проведены исследования состояния бандажей составных особокрупных вал-. ков к моменту начала их использования в клетях прокатных станов (фиг.4) и посредством фрактографического анализа выявлено многоочаговое зарождение серии приповерхностных усталостных макротрещин.так называемого "хра пового узора", наиболее концентрируемых по торцам, слияние которых приводит к развитию магистральных трещин в период транспортировки и хранения валков, обуславливающих разрушение бандажей и выход из строя всего вал-.; ка.Способ опробывался на крупногабаритных валках стана 5000. Изготовили опытным путем опорный составной вало со следующими габаритами: диаметр5 Формула изобретения 5 15 б 03 2100 мм, длина бочки 5000 мм, масса 170 тБандаж изготовлен из стали 75 Х 2 ГНМФ длиной, включая удаляемый припуск, 5500 мм. После окончательной термообработки бандажа на уровень твердости 55-65 НЯ (единиц Шора) по аналогичной схеме,с каждого торца отрезали по 250 мм, после чего производилось бандажирование.После удаления участков 1 отрезными резцами с обоих торцов с повышенной твердостью и с увеличенным уровнем остаточных напряжений основная цилиццрическая часть бандажа обеспечивает более качественное соединение с осью без дополнительных конструктивных элементов и, соответственно, без дополнительных концентраторов напря жений, кроме того, увеличивается стойкость валка при его эксплуатации.Предлагаемый способ по сравнению с известными позволяет нри изготовлении крупногабаритных опорных валков 25 диаметром 1800 мм и более получить надежное соединение бандажа с осью за счет обеспечения по всей длине бандажа к моменту его соединеньн с осью равномерных характеристик - заданной 41твердости с необходимой вязкостью инизким уровнем остаточных напряженийрастяжения, что позволяет исключитьусловия для появления и развития микротрещин с торцовых частей при хранении и транспортировке, а такжеувеличить долговечность валков приих эксплуатации. Расход удаляемогометалла по концевым частям полностьюоправдан увеличением стойкости круп-.ногабаритных валков при тех же основ"нык технологических операциях изго-.товления,Способ изготовления составного прокатного валка, включающий получе-. ние отливки бандажа, ее ковку с припуском под механическую обработку по торцовым частям, удаление припуска, термическую обработку и посадку бандажа на ось с радиальным натягом, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и долговечности, припуск по торцовым частям устанавливают в диапазоне 0,2-0,3 радиуса бандажа и удаляют его после термической обработки..Король каэ 941 Тираж 409 ПодписноеНИИЩ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб, д, 4/5 Пройзводственно-издательский комбинат "Патент"., г. Ужгород, ул. Гагарина, 10 оставитель В.Лямов ехред А,Кравчук Корр иидйая иодВИЛЬ