Изготовление валков прокатных станов для холодной и горячей прокатки
Валки прокатных станов по сравнению с другими деталями работают в
неблагоприятных условиях, так как они воспринимают большие
знакопеременные изгибающие усилия и тепловые нагрузки. Поверхность
валка, работающая при прокатке металла на истирание, должна обладать
высокой твердостью и износостойкостью; т. е. материал валков должен быть
одновременно вязким в сердцевине и достаточно твердым на рабочей
поверхности бочки (не менее 90 ед. по Шору), а глубина закаленного слоя
должна составлять не менее 3% от величины радиуса валка. Твердость шеек
валков должна находиться в пределах 30...55 ед. по Шору. На рабочих
поверхностях валков не допускается наличие трещин, вырывов, сколов,
неметаллических включений и других дефектов, которые могут привести к
снижению качества выпускаемой продукции.
Валки для холодной прокатки изготовляются преимущественно
цельнокованными из высокоуглеродистых легированных сталей марок 9Х, 9X2,
9Х2Г, 9Х2МФ, 9ХФ и др.
Поковки валков холодной прокатки изготовляются способом свободной ковки
на гидравлических прессах; в качестве заготовок используют крупные
слитки массой 40...90 т.
. Перед окончательным получением заготовки валка слиток или часть его
предварительно проковывается. Основная цель ковки заключается в
обеспечении проработки литой структуры металла слитка, полном разрушении
карбидной сетки и измельчении зерна, достижении наиболее выгодного
расположения волокон в поковке и получении необходимых механических
свойств металла в поперечном, продольном направлениях и по сечению
поковки. Из двух существующих схем ковки: «круг — круг» и «круг —
квадрат — круг» более предпочтительной является последняя, так как с ее
помощью обеспечивается получение более качественной структуры металла
поковки, достигается лучшая прорабатываемость Ыоев сердцевины и
завариваемость макро- и микронесплошностей металла, что определяется его
металлургическими свойствами.
Поковки крупных валков массой более 3 т следует изготовлять с двумя
осадками слитков. Правильный выбор степени деформации при осадке слитков
обеспечивает улучшение качества поковок и повышение прочности и
износостойкости валков.
Технологическая схема ковки валков предусматривает биллетировку слитка,
осадку, предварительную протяжку, а также ковку на окончательные
размеры. Особое место в технологии изготовления валков холодной прокатки
занимает термическая обработка, с помощью которой обеспечивается
получение необходимых свойств материала валка. В качестве
предварительной термообработки при изготовлении валков используют
изотермический отжиг, сущность которого заключается в перекристаллизации
стали при температуре 950.,.960° С, последующем охлаждении в печи до
300...350°С, изотермической выдержке при температуре 700... ...710° С и
медленном охлаждении. Предварительная термообработка производится после
обдирки поковки валка с припуском 8...12 мм и глубокого сверления
центрального отверстия.
Для подготовки структуры под поверхностную закалку применяется
нормализация с отпуском: нормализация производится при температурах
850...870° С с последующим охлаждением валков на воздухе и нагревом под
отпуск до 600...620° С; отпуск обеспечивает получение требуемой
твердости на шейках валков в пределах 35...55 ед. по Шору.
Закалка валков осуществляется путем нагрева током промышленной 50 Гц или
высокой частоты 1000 Гц, а также с помощью газопламенного нагрева.
Износостойкость и долговечность работы валков в значительной степени
зависят от величины и распределения остаточных напряжений, возникающих
при термообработке.