Liatinová rolka: kľúčový komponent v procese valcovania

V oblasti spracovania kovu je proces valcovania dôležitou metódou formovania a liatinová rolka je nevyhnutnou kľúčovou súčasťou v tomto procese. Liatina Zohrávajú rozhodujúcu úlohu pri formovaní kovových materiálov, zabezpečení kvality produktu a zvyšovaní účinnosti výroby. Kvalita jeho výkonu priamo ovplyvňuje presnosť a kvalitu povrchu valcovaných výrobkov, ako aj stabilitu a hospodárstvo výrobného procesu. Preto dôkladné pochopenie relevantných znalostí o liatinových rolkách má veľký význam pre optimalizáciu procesu valenie a zlepšenie konkurencieschopnosti výrobkov. ​

Pracovné podmienky a výzvy liatinových roliek

(1) drsné teplotné prostredie

Liatinové rolky sú často vo vysokoteplotnom prostredí počas prevádzky, pričom všeobecná pracovná teplota dosiahne 700-800 ° C. V niektorých špeciálnych prípadoch teplota valcovaného materiálu, s ktorým prichádzajú do kontaktu, môže dokonca dosiahnuť 1200 ° C. Nepretržité vysoké teploty testujú nielen tepelnú stabilitu materiálu rolu, ale tiež spôsobujú problémy, ako je tepelná expanzia a tepelná deformácia, čo ovplyvňuje rozmerovú presnosť roliek a kvalitu valcovaných výrobkov. ​

(2) Silné mechanické napätie

Rožky musia vydržať silným tlakom z valcovaného materiálu. Tento tlak pôsobí nepretržite počas procesu valcovania a je náchylný spôsobiť únavové poškodenie roliek. Medzitým počas procesu valcovania existuje silná trenie medzi povrchom roliek a valcovaným materiálom, ktorý urýchli opotrebenie povrchu zvitku a zníži servisnú životnosť roliek. ​

(3) Hrozba tepelnej únavy

V dôsledku nepretržitého zahrievania materiálmi valcovanými za tepla a ochladzovaniu chladiacou vodou sa rolky v krátkom čase podliehajú významným zmenám teploty a sú podrobené závažnej tepelnej únave. Tepelná únava môže spôsobiť praskliny na povrchu roliek. V priebehu času sa tieto trhliny môžu rozšíriť, čo nakoniec vedie k odlupovaniu a zlyhaniu roliek. ​

2. Hlavné typy liatinových roliek

(1) chladené liatinové rolky

Pracovný princíp: Pracovná vrstva chladenej liatinovej rolky tvorí bielu liatinovú štruktúru (karbid matrice) v dôsledku rýchleho chladiaceho účinku kovovej formy. Počas procesu odlievania sa riadením rýchlosti chladenia povrchom valca rýchlo ochladí, aby sa vytvorila biela vrstva liatia s vysokou tvrdosťou a vysokým odporom opotrebenia, zatiaľ čo jadro udržiava relatívne mäkkú šedú odliatku alebo postavenú štruktúru, aby sa zabezpečilo, že valček má určitý stupeň tvrdosti. ​

Charakteristiky: Je vybavený extrémne vysokou tvrdosťou povrchu a vynikajúcou odolnosťou proti opotrebeniu, ktoré účinne odoláva opotrebovaniu počas procesu valcovania. Avšak z dôvodu vysokej krehkosti bielej liatinovej vrstvy je tepelná odolnosť voči zaleteným liatinovým rolkám relatívne slabá a praskliny sú náchylné k tomu, aby sa vyskytli pri vystavení veľkému tepelnému stresu. ​

Aplikačné polia: Často sa používa v valcovacích procesoch s vysokými požiadavkami na kvalitu povrchu a relatívne nízkym tlakom valcovania, ako je presné valcovanie tenkých dosiek a oceľových prúžkov. ​

(2) nekonečne studené liatinové rolky

Pracovný princíp: Primeraným zvýšením uhlíkového ekvivalentu roztaveného železa získa Roll vrenúcu štruktúru (matricový karbid grafit). Táto štruktúra zaisťuje, že chladená vrstva kotúča nemá na povrchu zlomenín žiadnu zreteľnú hranicu a prechod z tvrdého povrchu na mäkké jadro je postupný bez jasnej prechodnej zóny. ​

Charakteristiky: Kombinuje vysokú tvrdosť a dobrú tvrdosť. Prítomnosť grafitu zlepšuje rezistenciu na tepelné krakovanie a anti-rozpočovací výkon roliek, čo im umožňuje udržiavať dobrý pracovný stav, aj keď je vystavený významnému tepelnému a mechanickému napätiu. V porovnaní s za studena liatinových roliek majú nekonečne za studena liatinové rolky dlhšiu životnosť a sú vhodné pre širšiu škálu valcovacích podmienok. ​

Aplikačné polia: široko používané v drsnom valivom, strednom valivom a iných procesoch, ako je drsné valcovanie oceľových bratov, stredné valcovanie tyčí a drôtov atď. Medzi týmito procesmi musia rolky vydržať značné valcovacie sily a tepelné zaťaženie. Výkon nekonečne chladených liatinových roliek môže dobre splniť požiadavky. ​

(3) polooxované tvrdé liatinové rolky

Pracovný princíp: Casting sa vykonáva pomocou kovovej formy s povlakom piesku. Vo vnútri kovovej formy je potiahnutá vrstva pieskového piesku s rozlohou 10 až 20 mm, aby sa znížila rýchlosť chladenia telesa valca a získala vrúcnu štruktúru v pracovnej vrstve tela valca. Táto metóda odlievania robí rozloženie tvrdosti relatívne rovnomerne, s malým poklesom tvrdosti z povrchu do jadra. ​

Charakteristiky: Rady liatiny polopriemerné majú vynikajúcu odolnosť voči horúcemu praskaniu, vysokej sile a húževnatosti. Povrchová tvrdosť tela valca je všeobecne HS35-55, čo môže účinne odolať tepelnej únave a mechanickej únave a zároveň zabezpečuje určitú odolnosť proti opotrebeniu. Medzi nimi majú polooxované tvrdé ťažiskové železné rolky vynikajúci výkon vďaka svojej jedinečnej sférickej grafitovej štruktúre. ​

Polia aplikačných polí: Platia hlavne na otváracie stánky sochorov a stojany na drsné mlyny stredných a malých valcovacích mlynov. V týchto prípadoch musia mať Rolls dobrý komplexný výkon, aby sa vyrovnali s zložitejšími podmienkami valcovania. ​

(4) Rolky z ťažného železa

Pracovný princíp: Ductilné železné rolky sa vyrábajú nalievaním roztaveného železa, ktoré prešlo sféroidizačným ošetrením do formy, čo spôsobuje, že grafit v štruktúre roliek preberá sférický tvar. Prítomnosť sférického grafitu eliminuje fragmentačný účinok vločného grafitu na matricu a výrazne zlepšuje mechanické vlastnosti roliek. ​

Charakteristiky: Je vybavený vysokou pevnosťou, vysokou húževnatosťou a vynikajúcou odolnosťou proti opotrebeniu. Jeho odpor voči tepelnému praskaniu a odlupovaniu je tiež vynikajúci. Rozsah tvrdosti ťažných železných roliek je relatívne široký a dá sa upraviť podľa rôznych požiadaviek na aplikáciu so širokou škálou aplikácií. ​

Aplikačné polia: Môže sa používať v rôznych typoch valcovacích mlynov vrátane procesov hrubého valcovania, stredného valcovania a dokončovacieho valcovania. V niektorých špeciálnych procesoch valcovania s vysokými požiadavkami na výkon roliek môžu aj valcové rolky železo demonštrovať vynikajúci výkon.

3. Vplyv zliatinových prvkov na výkon liatinových roliek

(1) uhlík (C)
Mechanizmus vplyvu: uhlík je jedným z dôležitých prvkov ovplyvňujúcich výkonnosť liatinových roliek. Na jednej strane vysoký obsah uhlíka bráni zrážaniu cementitu a zároveň v dôsledku zvýšenia počtu formovaných grafitových jadier je možné vylepšiť grafit. Na druhej strane, ak je obsah uhlíka príliš vysoký, spôsobí, že sa vznáša grafit, ktorý ovplyvní výkon roliek. Pri určitej rýchlosti chladenia, ak sa obsah uhlíka primerane zvýši, sa zníži hĺbka vrstvy bielej liatia a zvýši sa množstvo povrchového cementitu.
​
Vplyv na výkon: Primerané množstvo uhlíka môže zvýšiť odolnosť voči rolkám tvrdosti a opotrebenia, ale nadmerne vysoký obsah uhlíka zníži húževnatosť roliek a zvýši riziko tvorby trhlín. Preto je počas výrobného procesu potrebné presne kontrolovať obsah uhlíka, aby sa vyvážili rôzne vlastnosti roliek. ​

(2) kremík

Mechanizmus vplyvu: Silikón môže znížiť rozpustnosť uhlíka v austenite, nielen zvyšovanie teploty transformácie eutektoidov, ale tiež rozšíriť rozsah teploty transformácie eutektoidov a skrátenie inkubácie periódy perlitu a bainitu. V určitom rozsahu, keď sa obsah kremíka zvyšuje, sa priemer grafitových guličiek zníži, čím sa zlepší štruktúra a výkon roliek. ​

Vplyv na výkon: Silikón môže zvýšiť pevnosť a tvrdosť roliek a zároveň pomáha zlepšiť odpor roliek voči tepelnému praskaniu. Nadmerný obsah kremíka však môže viesť k zníženiu húževnatosti roliek, takže jeho obsah je potrebné primerane kontrolovať. ​

(3) mangán (MN)

Ovplyvňovanie mechanizmu: Mangánové prvky znižujú teplotu transformácie eutektoidov, zohrávajú úlohu pri stabilizácii a rafinácii perlitu. Môže zvýšiť silu a tvrdosť roliek. Ak je však obsah mangánu príliš vysoký, dôjde k závažnej segregácii a sieťové karbidy sa zrážajú pozdĺž hraníc zŕn v stave obsadenia, čím sa zníži húževnatosť roliek. ​

Vplyv na výkon: Primerané množstvo mangánu môže pomôcť zvýšiť celkový výkon roliek, ale jeho obsah sa musí prísne kontrolovať, aby sa predišlo nepriaznivým účinkom na výkon roliek v dôsledku segregácie a zrážok siete karbidov. ​

(4) chróm (CR)

Mechanizmus vplyvu: Chróm je najúčinnejším prvkom na zvýšenie hĺbky vrstvy bielej liatiny v za studena liatinových roliek, ktoré môžu významne pôsobiť proti nepriaznivým účinkom kremíku a vedie k tvorbe perlitovej štruktúry. V zliatine Ductile železa môže vhodné pridanie chrómu spôsobiť, že sa v mikroštruktúre objavia niektoré voľné karbidy, čo je užitočné na zlepšenie tvrdosti a odolnosti proti opotrebeniu. ​

Vplyv na výkon: Pridanie chrómu môže účinne zvýšiť tvrdosť povrchu a odolnosť proti opotrebeniu a zlepšiť ich odolnosť voči tepelnej únave. Nadmerný chróm však môže viesť k zníženiu húževnatosti roliek. Obsah chrómu preto musí byť presne kontrolovaný podľa konkrétnych požiadaviek na používanie roliek. ​

(5) molybdén

Mechanizmus vplyvu: molybdén, ako prvok, ktorý stabilizuje perlit, môže vylepšiť štruktúru vrstvy bielej vrstvy v liatine za studena, zvýšiť pevnosť materiálu a zlepšiť tepelnú pevnosť roliek. V zliatine sa ťažných železných valcov môže primerane zvýšenie obsahu molybdénu podporovať tvorbu perlitovej štruktúry a zvýšiť disperziu perlitu. Molybdén môže tiež inhibovať rozklad austenitu a vedie k tvorbe bainitovej štruktúry. Molybdén je však náchylné na segregáciu, takže jeho obsah by nemal byť príliš vysoký. ​

Vplyv na výkon: Primerané množstvo molybdénu môže zvýšiť komplexný výkon roliek, najmä ich výkonnostnú stabilitu vo vysokoteplotných prostrediach. Avšak v dôsledku segregačnej tendencie molybdénu je potrebné jeho distribúcia v role prísne kontrolovať, aby sa zabezpečila rovnomernosť výkonu rolu. ​

4. Výrobný proces liatinových roliek

(1) Proces obsadenia

Kovové plesne odlievanie: za studena liatinové rolky a niektoré nekonečne studené liatinové rolky sa často odlievajú kovovým odlievaním plesní. Počas procesu odlievania spôsobuje rýchly chladiaci účinok kovovej formy rýchlo ochladenie povrchu valca, čím sa vytvára požadovaná biela odliatok alebo postavená štruktúra. Riadením parametrov, ako je teplota kovovej formy, hrúbka povlaku a teplota nalievania a rýchlosť roztaveného železa, je možné presne regulovať mikroštruktúru a vlastnosti pracovnej vrstvy roliek.
​
Odlievanie piesku: Pre niektoré rolky, ktoré majú relatívne nízke požiadavky na tvrdosť povrchu a potrebujú vyššiu húževnatosť, ako sú pološkolské liatinové rolky, je možné prijať odlievanie piesku. Pridanie vhodného množstva formovacieho piesku a chill železa do pieskovej formy môže nastaviť rýchlosť chladenia rôznych častí roliek, čo umožňuje rolkám dosiahnuť vhodné rozloženie tvrdosti a mikroštruktúru. ​

Zložené odlievanie: Proces odlievania zlúčeniny sa používa na výrobu kompozitných liatinových roliek. Postupným nalievaním roztaveného železa s rôznymi kompozíciami majú rolky pracovné vrstvy a jadrá s rôznymi vlastnosťami. Napríklad najprv nalejte materiál jadra a potom nalejte materiál pracovnej vrstvy s vysokou tvrdosťou a opotrebením na jeho povrch, takže rolka má dobrú húževnatosť a povrchové vlastnosti.
​
(2) proces tepelného spracovania

Liečba žíhania: Liečba žíhania môže eliminovať vnútorný stres generovaný počas procesu odlievania roliek a zlepšiť mikroštruktúru a vlastnosti roliek. Držaním valca pri vhodnej teplote po určitú dobu je vnútorná štruktúra homogenizovaná, tvrdosť sa zníži, húževnatosť sa zlepšuje a pripravuje sa prípravy na následné spracovanie a použitie. ​

Normalizácia liečby: Normalizácia liečby môže vylepšiť zrná roliek, čím zvýši ich silu a tvrdosť. Zahrejte rolky nad kritickú teplotu, držte ich po určitú dobu a potom ich ochladte vo vzduchu, aby ste získali rovnomernú perlitu alebo bainitovú štruktúru pre rolky, čím sa zlepšila ich celkový výkon. ​

Ošetrenie ochladzovania a temperovanie: Pre niektoré rolky, ktoré si vyžadujú vyššiu tvrdosť a odolnosť proti opotrebovaniu, je možné vykonať ochladenie a temperovanie. Zhasnutie obdaruje povrch roliek martenzitickou štruktúrou, čo výrazne zvyšuje tvrdosť. Martenzitická štruktúra je však relatívne krehká, takže na úpravu rovnováhy medzi tvrdosťou a húževnatosťou je potrebná temperujúca liečba, eliminovať stres zhasnúť a zvýšiť službu v role. ​

5. Údržba a starostlivosť o liatinové rolky
​
(1) Denná kontrola

Kontrola povrchu: Pravidelne kontrolujte povrch roliek, či nie sú defekty, ako sú trhliny, odlupovanie a opotrebenie. Vizuálnou inšpekciou a použitím nedeštruktívnych testovacích zariadení, ako sú detektory ultrazvukových chýb a detektory magnetických častíc, je možné identifikovať potenciálne problémy včas a na ich opravu alebo nahradenie je možné prijať zodpovedajúce opatrenia. ​

Dimenzionálna kontrola: Zmerajte priemer, valcosť a ďalšie rozmerové parametre roliek, aby sa zabezpečilo, že sú v rámci určeného rozsahu tolerancie. Nadmerné rozmerové odchýlky môžu ovplyvniť presnosť valcovaných výrobkov. Akonáhle sa zistia rozmerové abnormality, mali by sa vykonať včasné úpravy alebo opravy. ​

(2) mazanie a chladenie

Mazanie: Počas procesu valcovania, aby sa znížilo trenie medzi valcami a valcovaným materiálom a minimalizovalo opotrebenie, je potrebné použiť vhodné mazivo. Vyberte mazivo s dobrým výkonom mazania, rezistenciou na extrémny tlak a oxidačným odporom a zabezpečte, aby boli rovnomerne rozložené na povrchu roliek. Pravidelne kontrolujte dodávateľský systém maziva, aby sa zabezpečila jeho normálna prevádzka. ​

Chladenie: Efektívne chladenie je rozhodujúce pre zníženie teploty valcov a prevenciu tepelnej únavy. Uistite sa, že normálna prevádzka chladiaceho systému, okamžite vyčistite nečistoty a nečistoty v potrubiach chladiacej vody a zaručte, že prietok a teplota chladiacej vody spĺňajú požiadavky. Medzitým by sa mal uhol rozprašovania a poloha chladiacej vody primerane upraviť, aby sa zabezpečilo rovnomerné chladenie povrchu roliek. ​

(3) ukladanie a manipulácia

Ukladanie: Zložte rolky v suchom a dobre vetranom prostredí, aby ste zabránili vlhkosti a hrdzaveniu. V prípade roliek, ktoré sa už dlho nepoužívajú, by sa malo vykonávať ošetrenie anti-brusmi, napríklad nanášanie protiútokového oleja a obalovanie anti-bushovým papierom. Zároveň by sa mala venovať pozornosť metóde skladovania, aby sa zabránilo stlačeniu alebo zrážaniu roliek, čo môže spôsobiť poškodenie. ​

Manipulácia: Pri manipulácii s kotúčmi by sa malo používať vyhradené manipulačné zariadenia, ako sú žeriavy a vysokozdvižné vozíky, a je potrebné zabezpečiť, aby bola dostatočná kapacita zaťaženia zariadenia. Počas procesu manipulácie manipulujte s opatrnosťou, aby ste sa vyhli zrážaniu valcov s inými objektmi, čím sa zabránilo poškodeniu povrchu a vnútorným poškodením štrukturálne. ​

6. Záver

Liatinové rolky, ako základné komponenty v procese valcovania, ich výkon priamo súvisí s kvalitou valcovaných výrobkov a účinnosťou výroby. Pochopením charakteristík rôznych typov liatinových roliek, vplyvu zliatinových prvkov na ich výkon, výrobné procesy a metódy údržby je možné lepšie vybrať a používať liatinové rolky, poskytovať plnú hru ich výhodám a zlepšiť celkovú úroveň procesu valcovania. S neustálym rozvojom technológie sa neustále zlepšuje výkon a kvalita liatinových roliek. V budúcnosti sa očakáva, že sa budú uplatňovať v širšej škále oblastí a prispievajú k rozvoju odvetvia spracovania kovov.