Способ изготовления составного прокатного валка

 

Изобретение относится к прокатному 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 L=/0,2-0,3/R<SB POS="POST">б</SB> /бандажа/

после термообработки участки L 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 бандажа с осью, и повышение стойкости. Расход удаляемого металла по концевым частям оправдан увеличением эксплуатационных технологических операций без изменения. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ социАлистичесиих

PECAY6ЛИН (19) (1И (д) В 21 В 27 02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ по изОБРетениям и отнРытиям пРи Гннт сссР ф.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4386624/23-02 (22) 09.12,87 (46) 30.04.90. Бюл. В 16 (71) Производственное объединение

"Новокраматорский машиностроительный завод" и Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения им, А.И.Целикова (72) А.М.Легун, Б.А,Морозов, В,И.Пономарев, М,С,Косьминова, В.В.Ситосенко, И.А.Бобух и В,.П,Кривошеев (53) 621.771.08(088,8) (56) Полухин В,П, и др. Составной рабочий инструмент прокатных станов.

М,.: Металлургия, 1977, с.82.

Целиков А.И. и др. Прокатные станы. М.: Металлургиздат, 1958, с.68-70. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СОСТАВНОГО

ПРОКАТНОГО ВАЛКА (57) Изобретение относится к прокатно"

1 му 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(0,2О, 3) R g (бандажа); после те рмообрабо тки 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.

1560341

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при изготовлении опорных бандажированных крупногабаритных валков

4 5

Цель изобретения - повышение надежности и долговечности.

На фиг.1 представлена схема напряженного состояния по концевым частям бандажа; на фиг,2 - эпюра распределе- 10 ния остаточных напряжений по длине бандажа; ma фиг.3 - графическая зависимость по влиянию свободных торцов бандажа на распределение остаточных напряжений по длине бандажа; на 15 фиг-.4 - преимущественное образование микротрещин на концевых частях бандажа.

Суть изобретения заключается в предотвращении разрушения бандажа по месту зарождения очагов микротрещин, которые образуются в результате воздействия остаточных напряжений после термической обработки, как следствие неравномерного отвода 25 тепла от основной наружной поверхносли бандажа в сравнении с более интенсивным по его концевым частям.

Пример, Предлагаемый способ в качестве исходных операций включа- 30 ет в себя ковку отливки в виде толстостенной трубы, термическую и механическую обработку, Отливку бандажа при ковке обрабабатывают так, чтобы получить по ее длине припуск по торцам, равный

0,2-0,3 — радиуса бандажа.

Можно осуществлять промежуточную механическую обработку торцов со сня-. тием припуска, установленных нормати- Ар вами 1,5-2,5 мм, а можно также исключить. эту операцию, совместив ее с обрезкой торцов, которая производится позже после термообработки.

Для термической обработки бандаж загружают в прогретую до 650 С печь

0 и после прогрева бандажа нагревают до закалочной температуры (830-850 С), затем его охлаждают в закалочных ваннах (вода и масло). Длительность отпуска обусловлена максимально возможной стабилизацией размеров, что важно при последующей посадке бандажа на ось. Длительность отпуска 60-75 ч.

Образование остаточных напряжений после термообработки в бандаже обусловлено изменениями удельных объемов и пластическими деформациями при нагревах и охлаждениях при закалке.

Последующий отпуск обеспечивает требуемый уровень твердости, механических свойств и снижение остаточных напряжений.

Отвод тепла на концевых частях при охлаждении в процессе закалки и при отпуске происходит более интенсивно за счет дополнительной поверхности, отводящей тепло. В этой зоне формируется повышенная твердость, снижающая вязкие характеристики материала, увеличенный уровень остаточных напряжений растяжения, От каждого торца бандажа эта зона составляет 1=(0,2-0,3)R бандажа (фиг.3), Отрезка меньше 0,2R g составляет в бандаже зоны по его концевым частям с контрастными характеристиками твердости, механических свойств и остаточных напряжений, Отрезка более О,ЗКр нецелесообразна, так как в этой части бандажа характеристики твердости и напряжений распределены равномерно, и приведет к неоправданному расходу металла, После термообработки с каждого торца бандажа отрезают участки 1 отрезными резцами на токарном станке, после чего осуществляют операцию посадки бандажа на ось4

Для бандажирования ведут подогрев о до посадочной температуры 200-250 С в соленоидных электропечах после посадки бандажа на ось, охлаждение ведут на воздухе с минимальной скоростью до 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: диаметр

I5

Формула изобретения

5 15603

2100 мм, длина бочки 5000 мм, масса

I70 т °

Бандаж изготовлен из стали

75Х2ГНМФ длиной, включая удаляемый припуск, 5500 мм. После окончательной термообработки бандажа на уровень твердости 55-65 HS (единиц Шора) по аналогичной схеме,с каждого торца отрезали по 250 мм, после чего производилось бандажирование, После удаления участков l 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- 20 жений, кроме того, увеличивается стойкость валка при его эксплуатации.

Предлагаемый способ по сравнению с известными позволяет нри изготовлении крупногабаритных опорных валков 25 диаметром I800 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

4l твердости с необходимой вязкостью и низким уровнем остаточных напряжений растяжения, что позволяет исключить условия для появления и развития микротрещин с торцовых частей при хранении и транспортировке, а также увеличить долговечность валков при их эксплуатации. Расход удаляемого металла по концевым частям полностью оправдан 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 Q 2-0,3 радиуса бандажа и удаляют его после термической обработки.

1560341

Редактор M,Ïåòðîâà

Заказ 941 Тираж 409 Подписное

ВНИИПО Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Пройзводственно-издательский комбинат "Патент"., r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Составитель В.Лямов

Техред А,Кравчук Корректор Н,Король

Тарец дама амид®фЯ Оф®фю

Ю4ЮЬ,