Способ термической обработки чугунных прокатных валков

 

Сущность изобретения: в предлагаемом способе, включающем нагрев, выдержку и охлаждение, температуру нагрева определяют по за висимости Тн Тм + Кт Км Н 5Д, °С, где Тм - температура начала выделения медистой Е-фазы, 250-2 60°С; Кткоэффициент , учитывающий интенсивность повышения теплопроводности и твердости материала за счет выделения медистой Е- фазы при нагреве, 1,1...1,3°С/% ед; Км - концентрация меди в чугуне, %; Н5Д - твердость чугуна в литом состоянии, ед.Шора. 1 табл.

(я)5 С 21 О 9/38

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

М

О

О

О

Сд

А

ЬЭ

Комитет Российской Федерации

»о цатснтам и товарным знакам (21) 5032763/02 (22) 18.03,92 (46) 07.09.93. Бюл. N 33-36 (71) Череповецкий металлургический комбинат им. 50-летия СССР (72) Гончаров В.Н.. Вакула В,И„Абраменко

В,И., Басов Г.А., Рябинков В.Т. (73) Череповецкий металлургический комбинат им. 50-летия СССР (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

ЧУГУННЫХ ПРОКАТНЫХ ВАЛКОВ (57) Сущность изобретения: в предлагаемом способе, включающем нагрев. выдержку и

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано на прокатных станах, эксплуатирующих двухслойные валки, а также в машиностроительной промышленности.

Известен способ термической обработки составного валка иэ высоколегированного чугуна (см. заявку М 59 33169, кл. С 21 Ь

9/38, Япония, опубл. 14.08.84), включающий нагрев до темПературы 300...400 С, При этом остаточный аустенит превращается в бейнит и мартенсит, что стабилизирует структуру рабочего слоя валка.

Недостатком описанного аналога является то, что известный способ можно. применять только для валков иэ высоколегированного чугуна, в структуре которого имеется остаточный аустенит.

Известен также способ получения литых композитных валков (см . заявку N. 55158808, кл. В 21 В 27/00, Япония, опубл, 20.12,80) включающий отливку и изотермиRU,„ 2000342 С охлаждение, температуру нагрева определ я ют по зависимости Тн = Тц + Кт Кн Н $Д, С, где Тн — температура начала выделения медистой E ôàýû, 250-260 С; Кт — коэффициент, учитывающий интенсивность повышения тепло проаодности и твердости материала за счет выделения медистой Eфазы при нагреве. 1,1...1,3 С/$ е д ; Км— концентрация меди в чугуне, ; НЯД вЂ” твердость чугуна а литом состоянии, ед.Шора. 1 табл. ческую обработку нагруженного слоя ори 200...450 С. При этом остаточный аустенит превращается в бейнит, что приводит к повышению твердости и прочности чугуна при сжатии.

Однако известный способ можно применять только для высоколегированных чугунов, имеющих в структуре остаточный аустенит, и кроме этого, так как превращение остаточного аустенита в бейнит связано с увеличением обьема и ростом внутренних напряжений, это может вызывать выкрашивание рабочего слоя и поломки валков.

Наиболее близким по технической сущности является выбранный в качестве прототипа способ. термической обработки чугунных двуслойных прокатных валков (см, авт. ce. hh 1268627, кл. С 21 0 9/38. 1986, БИ йа 41); включающий нагрев до температуры ниже А 1, конкретное значение которой определяется исходя иэ твердости рабочего

2000342

55 слоя и содержания в нем марганца и никеля.

Этот способ обеспечивает снижение выкрашивания и повышение стойкости валков, К недостаткам прототипа относится то. что термической обработке по известному способу целесообразно подвергать только листопрокатные двухслойные чугунные валки исполнения ЛПХН9 с отношением твердости (Н$Д) к степени легирования рабочего слоя (0.5 Мп + N|) более 18. В то же время имеется довольно значительное число различных исполнений чугунных прокатных валков, к которым нецелесообразно применять известный способ термообработки вследствие существенных различий в их химическом составе.

Кроме этого, обработка по способу-прототипу приводит к некоторому снижению твердости рабочего слоя, что недопустимо при эксплуатации изделий, например, прокатных валков в чистовых клетях сортовых станов, т.к. в этом случае наблюдаются повышенный износ калибров валков и ухудшение точности профиля проката.

Целью изобретения является повышение твердости и иэносостойкости чугунных валков.

Поставленная цель достигается тем, что в способе термической обработки чугунных прокатных валков, преимущественно легированных медью, включающем нагрев до заданной температуры, выдержек и охлаждение, валки нагревают до температуры, опрЕделяемой по зависимости

Тн=Тм+ Кт KM Н >Д, где TM — температура начала выделения медистой е-фазы, 250-260 С;

Кт — коэффициент, учитывающий интенсивность повышения теплопроводности и твердости материала эа счет выделения медистой г -фазы при нагреве, 1,1...1,3 С/% ед.

Км — концентрация меди в чугуне, %;

НЯД вЂ” твердость чугуна в литом состоянии, ед.Шора, Нагрев валков иэ медистого чугуна до температуры, определяемой по предложенной зависимости, позволяет повысить его твердость и износостойкость за счет выделения иэ пересыщенного твердого раствора меди в а -железе медистой г -фазы, которая также увеличивает и теплопроводность материала. что способствует улучшению отвода тепла в тело валка и снижает температуру поверхности рабочего слоя в процегсе прокатки

Проведенными эксперимен1альными исследованиями для чугунов, легированных медью в диапазоне 1...2,5, установлены значения температуры начала выделения медистой к -фазы Тм = 250 260 С и коэффициента, учитывающего интенсивность повышения теплопроводности и твердости материала, К1 = 1,1...1,3 C/ ед.

При нагреве валков до температуры

Т > 250 + 1,1 Км НЯД, твердость и износостойкость рабочего слоя не увеличивается иэ-за недостаточно интенсивного выделения медистой г -фазы и пониженной теплопроводности материала.

При нагреве валков до температуры

Тв > 250 + 1,3 Км НЯД твердость и износостойкость материала рабочего слоя снижаются вследствие начинающегося процесса сфероидизгции структуры металлической матрицы, Способ осуществляют следующим образом.

На основе паспортных данных иэ валков, имеющихся на складе, выбирают партию с идентичным содержанием меди и твердости рабочего слоя. Испол ьэуя и редложенную зависимость, определяют оптимальную температуру нагрева партии валков в процессе их термической обработки.

Проводят термическую обработку партии валков при температуре нагрева Тн =

-250 + 1,1...1,3 Км . Н$Д, выдерживают при этой температуре в течение 4...6 ч и охлаждают с печью до 80...100" С. Дальнейшее охлаждение до температуры цеха проводят на спокойном воздухе.

Пример. Чугунные отливки 0120х500 мм, имели следующий химический состав. мас.%: углерод 3,34, кремний 1,27; марганец 0,49; хром 0,25: никель 2,75; молибден

0,37; медь 1,70; фосфор 0,19; сера 0,01; железо остальное.

Твердость отливок в литом состоянии 55

Н ЯД. 1

Отливки подвергали термообработке по следующему режиму: нагревали со скоростью 50 С/ч до температуры Тн = 250 +

+1,0...1,4 KM Н5Д, выдерживали при этой температуре в течение 6 ч, охлаждали с печью со скоростью 15 С/ч до 100 С, после чего отливки охлаждали до температуры цеха на спокойном воздухе.

Одну партию отливок испытывали после обработки по предлагаемому способу, вторую — после обработки по способу-прототипу, а третью — в литом состоянии, Результаты приведены в таблице.

2000342

В таблице приведены средние значения испытаний 4...6 образцов.

Определение твердости и теплопроводности проводили с использованием стандартных методик.

Испытание на износостойкость проводили на установке, развивающей удельное давление 500 Н/мм, проскальзывание 0,27 м/с. продолжительность испытания 2,5 ч, охлаждение дисков-образцов проводилось эмульсией. Относительный износ рассчитывался как отношение разности начального и конечного веса дисков к начальному весу дисков. Износостойкость образцов, вырезанных из отливок без термической обработки (литое состояние), была принята за эталон (1.0).

Как видно иэ таблицы, термическая обработка отливок по режимам вне граничных параметров (варианты 1 и 5) не обеспечивает повышения твердости и измосостайкости относительно прототипа (вариант 6).

В результате использования заявляемого способа термической обработки чугунных прокатных валков твердость по сравнению с прототипом возросла примерно на 1...3 ед. НЯД (57...59 Н$Д против 56

НЯД), а износостойкость повысилась на

10...30 (1,2„.1.4 ед. против 1,1 ед,), Кроме этого, у отливок прошедших термическую обработку в сравнении с литыми, на 40...44 (41,4...42,6 Вт/(М К,) против

29,6 Вт/(М К) возросла теплопроводность, что снижает температуру поверхности рабочего слоя в процессе прокатки и увеличивает долговечность валков.

Согласно данным проведенных испытаний заявляемое изобретение в сравнении с прототипом обладает следующими преимуществами; твердость отливок увеличилась на 1 ...3 ед. Н ЯД; износостойкость повысилась на 10.„30 )ь.

Заявляемый способ термической обра5 ботки чугунных прокатных валков представляет значительный интере для народного хозяйства, так как позволяе1 . овысить производительность труда на металлургических предприятиях не менее чем в 1,2 раза за счет сокращения времени простоев станов при перевалках валков, вышедших из строя по преждевременному износу, сократить расход топливо-энергетических ресур15 сов при нагреве заготовок, так как более ритмичная работа станов позволит уменьшить передержки металла в нагревательных печах, а также снизить расход валков за счет увеличения срока их службы не менее чем в

20 1 2 раза.

Формула изобретения

Способ термической обработки чугунных прокатных валков, преимущественно легированных медью, включающий нагрев

25 до заданной температуры, выдержку и охлаждение, отличающийся тем, что нагрев ведут до температуры, определяемой по зависимой

30 Та= Тм+ Кт Км HSD, С, где TM — температура начала выделения медистой я -фазы, 250-260 С:

Кт — коэффициент. учитывающий интен40 сивность повышения теплопроводности и твердости материала эа счет выделения медистой с -фазы при нагреве, 1,1-1,3 С/ . ед., Кн — концентрация меди в чугуне, ;

45 HSO — твердость чугуна в литом состоянии, ед,LUopa, 2000342

Продолжение таблицы

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, уп.Гагарина. 101

Редактор

Заказ 3066

Составитель А.Агарышев

Техред М.Моргентал Корректор М, Керецман

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035. Москва, Ж-35, РаушСкая наб., 4/5

Способ термической обработки чугунных прокатных валков Способ термической обработки чугунных прокатных валков Способ термической обработки чугунных прокатных валков Способ термической обработки чугунных прокатных валков 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при упрочнении белых чугунов пластической деформацией

Изобретение относится к термической обработке крупных отливок из высокоуглеродистых сталей, преимущественно к термической обработке прокатных валков и других изделий из высокоуглеродистых сплавов на основе железа

Изобретение относится к обработке металлов и может быть использовано в машиностроительной промышленности

Изобретение относится к термообработке металлов и может быть использовано при изготовлении и восстановлении крупных прокатных валков

Изобретение относится к области термообработки и может быть использовано для промежуточной или окончательной термической обработки листопрокатных рабочих и опорных валков из хромомолибденованадиевых сталей

Изобретение относится к термической обработке, в частности к агрегатам, предназначенным для термической обработки валков прокатных станов, и элементам конструкции таких агрегатов, и может использоваться в машиностроении
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано на станах горячей и холодной прокатки для повышения долговечности прокатных валков

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при восстановлении прокатных валков станов холодной и горячей прокатки
Изобретение относится к металлургии и машиностроению и может быть использовано при окончательной термической обработке прокатных валков листовых станов

Изобретение относится к области термической обработки и может быть использовано для термического упрочнения литых трубоформовочных и профилегибочных валков (роликов) из заэвтектоидной хромистой стали
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к технологии производства валков сортовых станов горячей прокатки

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве валков профилегибочных и трубоформовочных станов

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к прокатному производству, и может быть использовано для упрочения рабочих калибров стальных валков сортопрокатного стана
Наверх