Способ изготовления прокатного валка

Способ изготовления прокатного валка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1 с

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик,71069З (б1) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 04.0578(21) 2611430/22-02 (51)М. Кл.2 с присоединением заявки М

В 21 В 27/02

Государственный комнтет

СССР

Ilo делам нзобретеннй н от крытнй (23) Приоритет (53) УДК 621.771. 23 (088.8) Опубликовано 250180. Бюллетень ЙЯ 3

Дата опубликования описания 280180 (72) Авторы изобретения

A. A. Кузьминых, В.A.Полозовский, В, П. Полухин, N Н.Пс —àïîâ,,В.С.Святкин и A A.Устюгов

Уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОКАТНОГО

BAЛКА

Изобретение относится к прокатному оборудованию, в частности к производству прокатных валков и справок для дефсрмирсва»ия металла, и может найти широкое применение на металлургических предприятиях, особенно при производстве тонких лент и фольги из цветных металлов и сплавсз.

Известны способы получения прокатного валка путем нанесения »а рабочую поверхность (ось валка) кзносостойкого наружного слоя наплазксй твердых r.ïëàíîâ и легированных сталей или осаждением из газовой фазы тугоплавких металлов и их карбидов (1) ° 15

Эти способы не позволяю".. получать валки с высокой изнссостсйксстью рабочей поверхности, избежать явления налипания металла на бочку валка особенно при прокатка цветных, благсрод- 2() ных металлов и сплавов. .Известен также способ получения тугоплавких покрытий из стали, заключающийся в том, что тугоплавкие покрытия с улучшенными свойствами по- 25 лучают химическим осаждением тугоплавкого покрытия из газовой фазы на основу (ось валка), предварительно покрытую силою»ым слоем достаточно чистого -элементар»сгс металла. Напркьер, 30 на основу из нержавеющей стали сначала осаждают сплошной слой чистого никеля, а на никель — слой карбонитрида титана из газовой фазы, содержащей титан, углерод и азот. После этого производят окончательное охлаждение стального валка с покрытием до комнатной температуры (2) .

Валки, полученные этим способом, не обладают высокой надежностью при эксплуатации, так как полученный слой стличаетая повышенной хрупкостью и низкой стойкостью при циклическом контактном нагружении инструмента.

Кроме того, этот способ не позволяет получить высокую прочность сцепления наносимого слоя с основой и избежать отслоения покрытия при циклическом контактном нагружении валка.

Цель изобретения — повышение надежности валка и прочности сцепления наносимого слоя с осью валка.

Поставленная цель достигается тем, что ось после нанесения на нее промежуточного слоя тугоплавких металлов дополнительно нагревают до

950-1000 C с последующей иэотермической выдержкой в течение 45-50 мин, охлаждают до 500-550 С и наносят на710693 ружный слой карбидов, а затем производят окончательное охлаждение валка.

Дополнительный нагрев валка с предварительно осажденным на него промежуточным слоем тугопланких металлов до 950-1000 С и последующая иэотермическая выдержка н течение 45-50 мин проводятся для увеличения прочности сцепления покрытия с основой, так как в зоне соединения происходит взаимная диффузия элементов материала оси О валка и тугоплавких металлон покрытия, например вольфрама. Возникает переходная эона большой протяженности (15-20 мкм) с плавным подъемом твердости от основы к наружному слою.

Кроме того, при укаэанной температуре и иэотермической ныдержке внутренние напряжения н предварительно нанесенном слое почти полностью релаксируются, что повышает работоспособность покрытия. при циклическом воздействии внешней нагрузки.

Последующее охлаждение в алк а

500-550" С (температуры устойчивого протекания реакции осаждения тугоплавких металлов и их карбидов) рекомендуется для сталей с содержанием хрома 1 2-1 3%, т. е . имеющих стабильный аустенит при указанной температуре и продолжительности осаждения наружного слоя покрытия, равной 3-4 30 час.

При окончательном охлаждении валка с покрытием иэ-за разницы в коэффициентах линейного расширения сталь- З5 ной оси и, осажденного слоя возникают остаточные внутренние напряжения: радиальные растягивающие н переходной зоне и тангенциальные сжимающие н покрытии. За счет выделения мартен- 4Q сита при 300-320 С объем стальной оси увеличинается и значение растягивающих напряжений снижается н 2-2,5 раза и не превышает предела прочности на растяжение переходного слоя.

Покрытие имеет мелкозернистую структуру с незначительным уровнем внутренних напряжений, высокую прочность сцепления с основой, не отслаивается, а прокатный валок имеет повышенную надежность и износостойкость при эксплуатации.

Пример. Прокатный валок для днадцативалкового стана 160 холодной 55 прокатки изготовляют из стали мартен— ситного класса марки 2Х13; бочку валка шлифуют до диаметра 15,4 мм.

С целью повышения прочности сцепления основы с покрытием рабочую поверхность валка обдувают сухим песком и покрывают химическим способом в щелочном растворе слоем никеля толщиной 5-6 микрон с содержанием фосфора в осадке 4,5-4,8Ъ.

Подготовленный валок помещают н реакционную камеру и нагревают в потоке аргона до 700 С, после чего в камеру подают смесь гексафторида вольфрама и водорода н соотношении

1:15 в течение 18-20 с.

После получения на нагретой основе слоя нольфрама толщиной 12-15 мкм подачу смеси гексафторида вольфрама и водорода прекращают.

Валок с промежуточньм слоем вольфрама затем дополнительно нагревают и потоке аргона до 960 С в течение

8 мин и выдерживают при этой температуре 50 мин, а охлаждают до 510 С. Время охлаждения 150-160 с.

При достижении температуры валка

510 С в реакционную камеру вновь подают смесь гексафторида вольфрама и водорода в соотношении 1:15 с унеличением отнощения до 1:20.

После получения на валке слоя вольфрама толщиной 25-30 мкм газовую фазу постепенно обогащают пропаном, при этом содержание пропана и водорода доводят до соотношения

1:1, При толщине покрытия 500-550 мкм годачу проката, гексафторида вольфрама и водорода прекращают.

Валок с покрытием подвергают далее окончательному охлаждению в потоке аргона до комнатной температуры, а затем шлифуют до диаметра 16 мм. Толщина слоя составляет 290-300 мкм. При этом на поверхности прокатного валка получают наружный слой карбидов вольфрама толщиной 8-10мкм, а под ним промежуточный слой вольфрама с углеродом толщиной 280-290 мкм и переходную зону вольфрама с никелем шириной 18-20 мкм.

Формула изобретения

Способ изготовления прокатного валка, н ключ ающий предварительное покрытие стальной оси слоем металла, преимущественно никелем, последующий нагрев, нанесение на ось осаждением промежуточного слоя тугоплавких металлов и наружного слоя иэ их карбидон и окончательное охлаждение валка, о тл ич ающийс ятем, что, с целью повышения надежности валка.и прочн ости сцепления наносимого слоя с осью валка, ось после нанесения на нее промежуточного слоя дополнительно нагревают до 950-1000 С с .последующей изотермической выдержкой в течение 45-50 мин, охлаждают до 500-550 С и наносят наружный слой

710693

Составитель М. Блатова

Редактор Л.Алексеенко Техред Н.Ковалева

Коррек тор В.С иницкая

Заказ 8572/4 ти аж 936

ЦнИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП Патент, r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4 н э к арб илов, а эа тем прон э в одят окончательное охлаждение валка.

Источники информации, принятые во внимание при экспертиэе

1. Патент Японии 9 41090, кл. 12 В 15, 1970.

2. Патент СМА 9 377 2058, кл. 117-62, 1973.