способ термической обработки чугунных двуслойных валков
Классы МПК: | C21D9/38 вальцов (валков) C21D5/00 Термообработка литейного чугуна |
Автор(ы): | Вакула Вера Ивановна[UA], Осипов Юрий Александрович[RU], Судаков Николай Григорьевич[RU], Волошин Юрий Александрович[UA] |
Патентообладатель(и): | Череповецкий металлургический комбинат |
Приоритеты: |
подача заявки:
1993-06-15 публикация патента:
20.05.1995 |
Сущность изобретения: способ включает нагрев чугунных двухслойных валков до температуры ниже Ac1 , выдержку и охлаждение, причем нагрев ведут до температуры, определяемой по зависимости:
где TA - температура превращения остаточного аустенита рабочего слоя, °С, HSD - твердость рабочего слоя валка в литом состоянии, ед. Шора, h - средняя глубина отбела рабочего слоя, мм, KТ - коэффициент, учитывающий интенсивность изменения температуры нагрева в зависимости от отношения HSD/h, 3....10°С мм/ед Шора. 1 табл.
Рисунок 1
![способ термической обработки чугунных двуслойных валков, патент № 2035517](/images/patents/438/2035517/2035517t.gif)
Формула изобретения
СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЧУГУННЫХ ДВУСЛОЙНЫХ ВАЛКОВ, включающий нагрев до температуры ниже![способ термической обработки чугунных двуслойных валков, патент № 2035517](/images/patents/438/2035517/2035517-7t.gif)
![способ термической обработки чугунных двуслойных валков, патент № 2035517](/images/patents/438/2035517/2035517-8t.gif)
где TA температура превращения остаточного аустенита рабочего слоя, oС;
HSD твердость рабочего слоя валка в литом состоянии, ед. Шора;
h средняя глубина отдела рабочего слоя, мм;
KТ коэффициент, учитывающий интенсивность изменения температуры нагрева в зависимости от соотношения HSD/h, 3 10oС м/ед Шора.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано на прокатных станах, эксплуатирующих чугунные двухслойные валки, а также в машиностроении. Известен способ получения литых композитных валков, включающий отливку и изотермическую термообработку наружного слоя при 200.450оС. В результате термической обработки остаточный аустенит, имеющийся в структуре таких валков, превращается в бейнит, что приводит к повышению твердости и прочности чугуна при сжатии. Однако описанный способ не позволяет в достаточной мере повысить надежность и наработку валков, так как вызывает определенный рост внутренних напряжений вследствие увеличения объема при превращении остаточного аустенита в бейнит, что может служить причиной выкрашивания рабочего слоя. Известен также способ термической обработки составного валка из высоколегированного чугуна, включающий нагрев до температуры 300.400оС. При этом остаточный аустенит превращается в бейнит и мартенсит и стабилизируется структура рабочего слоя валка. Недостатком описанного аналога является то, что известный способ может вызвать некоторое снижение твердости и износостойкости рабочего слоя из-за распада мартенситной матрицы при температуре выше 350оС. Наиболее близким по технической сущности является способ термической обработки чугунных двухслойных прокатных валков, включающий нагрев до температуры ниже Ас1, конкретное значение которой определяется исходя из величин твердости рабочего слоя, содержания никеля и глубины отбела, выдержку и охлаждение. Этот способ обеспечивает снижение выкрашивания рабочего слоя и повышение наработки валков. К недостаткам прототипа относится то, что он применяется только для валков с глубиной отбеленного рабочего слоя более 15 мм. Это связано с тем, что использование известного способа для валков с глубиной рабочего слоя менее 15 мм не приводит к повышению его твердости и износостойкости вследствие пониженной температуры нагрева валков Тн, недостаточной для протекания фазового превращения остаточного аустенита в бейнит и определяемой по предлагаемой в прототипе зависимости. Целью изобретения является повышение твердости и износостойкости чугунных двухслойных прокатных валков. Поставленная цель достигается тем, что в способе термической обработки чугунных двухслойных прокатных валков, включающем нагрев до температуры ниже Ас1, выдержку и охлаждение, валки нагревают до температуры, определяемой по зависимости:Tн=TА+K
![способ термической обработки чугунных двуслойных валков, патент № 2035517](/images/patents/438/2035517/2035517-2t.gif)
![способ термической обработки чугунных двуслойных валков, патент № 2035517](/images/patents/438/2035114/176.gif)
НSD твердость рабочего слоя валка в литом состоянии, ед. Шора;
h средняя глубина отбела рабочего слоя, мм;
Кт коэффициент, учитывающий интенсивность измерения температуры нагрева в зависимости от величины отношения HSD/h оС, мм/ед. Шора. Нагрев чугунных двухслойных прокатных валков до температуры, определяемой по предложенной зависимости, позволяет повысить их твердость за счет прекращения остаточного аустенита в бейнит, а также снизить уровень остаточных напряжений на границе рабочего слоя и сердцевины, что уменьшит выкрошивание и увеличит наработку валков. Проведенными экспериментальными исследованиями установлены значения температуры превращения остаточного аустенита рабочего слоя ТА=270.290оС и коэффициента, учитывающего интенсивность изменения температуры нагрева в зависимости от отношения НSD/h, Кт=3.10оС, мм/ед. Шора. При нагреве валков до температуры Тн<Т+3
![способ термической обработки чугунных двуслойных валков, патент № 2035517](/images/patents/438/2035517/2035517-3t.gif)
![способ термической обработки чугунных двуслойных валков, патент № 2035517](/images/patents/438/2035517/2035517-4t.gif)
![способ термической обработки чугунных двуслойных валков, патент № 2035517](/images/patents/438/2035517/2035517-5t.gif)
![способ термической обработки чугунных двуслойных валков, патент № 2035517](/images/patents/438/2035517/2035517-6t.gif)
В результате использования заявляемого способа термической обработки двухслойных чугунных валков твердость рабочего слоя по сравнению с прототипом возросла на 1.3 НSD (73.75 НSD против 72 НSD), а относительная износостойкость повысилась на 10.30% (1,1.1,3 ед. против 1,0 ед.). Кроме этого, у валков, прошедших термическую обработку по предлагаемому способу в сравнении с литыми валками, термообработанными по способу прототипа, уровень остаточных напряжений снизился на 15.20% что в процессе их работы уменьшает вероятность выкрашивания рабочего слоя и поломок валков. Согласно данным проведенных испытаний изобретение в сравнении с прототипом обладает следующими преимуществами:
твердость рабочего слоя валков увеличивалась на 1.3 ед. НSD;
износостойкость повысилась на 10.30%
Заявляемый способ термической обработки чугунных прокатных валков представляет значительный интерес для народного хозяйства, так как позволит снизить затраты энергоресурсов на проведение термической обработки, улучшить качество металлопроката, а также уменьшить расход валков за счет увеличения их службы не менее чем в 1,2 раза.
Класс C21D9/38 вальцов (валков)
Класс C21D5/00 Термообработка литейного чугуна