Gusseisenrolle: Eine Schlüsselkomponente im Rolling -Prozess

Im Bereich der Metallverarbeitung ist der Rolling -Prozess eine wichtige Formmethode, und die Gusseisenrolle ist eine unverzichtbare Schlüsselkomponente in diesem Prozess. Gusseisenrolle Spielen Sie eine entscheidende Rolle bei der Gestaltung von Metallmaterialien, der Gewährleistung der Produktqualität und der Verbesserung der Produktionseffizienz. Die Qualität seiner Leistung wirkt sich direkt auf die Genauigkeit und Oberflächenqualität der gerollten Produkte sowie die Stabilität und Wirtschaft des Produktionsprozesses aus. Ein gründliches Verständnis des relevanten Wissens über Gusseisenrollen ist daher von großer Bedeutung, um den Rolling -Prozess zu optimieren und die Wettbewerbsfähigkeit von Produkten zu verbessern. ​

Arbeitsbedingungen und Herausforderungen von Gusseisenrollen

(1) Umgebung mit hartem Temperatur

Gusseisenrollen befinden sich häufig in einer Hochtemperaturumgebung während des Betriebs, wobei die allgemeine Arbeitstemperatur 700-800 ° C erreicht. In einigen besonderen Fällen kann die Temperatur des gerollten Materials, mit dem sie in Kontakt kommen, sogar 1200 ° C erreichen. Kontinuierliche hohe Temperaturen testen nicht nur die thermische Stabilität des Rollmaterials, sondern verursachen auch Probleme wie die thermische Expansion und thermische Verformung, was die dimensionale Genauigkeit der Rollen und die Qualität der gerollten Produkte beeinflusst. ​

(2) starker mechanischer Stress

Die Rollen müssen dem starken Druck des gerollten Materials standhalten. Dieser Druck wirkt während des Rolling -Prozesses kontinuierlich und ist anfällig für Ermüdungsschäden der Brötchen. Während des Rolling -Prozesses gibt es eine starke Reibungskraft zwischen der Oberfläche der Rollen und dem gerollten Material, der den Verschleiß der Rolloberfläche beschleunigt und die Lebensdauer der Rollen verringert. ​

(3) die Gefahr einer thermischen Müdigkeit

Aufgrund der kontinuierlichen Erwärmung durch heiß gerollte Materialien und das Abkühlen durch Kühlwasser haben die Rollen in kurzer Zeit erhebliche Temperaturänderungen und werden einer schweren thermischen Ermüdung unterzogen. Wärme Müdigkeit kann Risse auf der Oberfläche der Rollen verursachen. Im Laufe der Zeit können sich diese Risse ausdehnen, was schließlich zum Abbrüchen und Versagen der Rollen führt. ​

2. Haupttypen von Gusseisenrollen

(1) gekühlte Gusseisenbrötchen

Arbeitsprinzip: Die Arbeitsschicht der gekühlten Gusseisenrolle bildet aufgrund des schnellen Kühlungseffekts der Metallform eine weiße Gussstruktur (Matrixkarbid). Während des Gussprozesses wird durch Kontrolle der Kühlrate die Oberfläche der Walze schnell abgekühlt, um eine weiße Gussschicht mit hoher Härte und hoher Verschleißfestigkeit zu bilden, während der Kern eine relativ weiche graue Guss- oder Miststruktur beibehält, um sicherzustellen, dass die Walze ein gewisses Maß an Zähigkeit aufweist. ​

Eigenschaften: Es verfügt über eine extrem hohe Oberflächenhärte und eine hervorragende Verschleißfestigkeit, die dem Rollprozess effektiv dem Verschleiß widerstehen. Aufgrund der hohen Sprödigkeit der weißen Gusseisenschicht ist der thermische Rissbeständigkeit von kaltgeschärften Gusseisenrollen relativ schlecht, und Risse sind anfällig für den großen thermischen Spannung. ​

Anwendungsfelder: Es wird häufig in Rollprozessen mit hohen Anforderungen an die Oberfläche und relativ niedrigem Rolldruck verwendet, wie z. B. das Präzisionsrollen von dünnen Platten und Stahlstreifen. ​

(2) unendlich kaltgehärtete Gusseisenbrötchen

Arbeitsprinzip: Durch angemessenes Erhöhen des Kohlenstoffäquivalents von geschmolzenem Eisen erhält die Rolle eine gekerbte Struktur (Matrix -Carbid -Graphit). Diese Struktur stellt sicher, dass die gekühlte Schicht der Rolle an der Frakturfläche keine unterschiedliche Grenze aufweist und der Übergang von der harten Oberfläche zum weichen Kern ohne eindeutige Übergangszone allmählich ist. ​

Eigenschaften: Es kombiniert hohe Härte und gute Zähigkeit. Das Vorhandensein von Graphit verbessert den thermischen Risswiderstand und die anti-spallende Leistung der Rollen und ermöglicht es ihnen, einen guten Arbeitszustand aufrechtzuerhalten, wenn sie erheblichen thermischen und mechanischen Spannungen ausgesetzt sind. Im Vergleich zu Gusseisenrollen haben unendlich kaltgehärtete Gusseisenrollen eine längere Lebensdauer und eignen sich für eine größere Auswahl an Rollbedingungen. ​

Anwendungsfelder: In rauem Rollen, mittelgroßem Rollen und anderen Prozessen wie raues Rollen von Stahlknüffen, mittlerem Rollen von Stäben und Drähten usw. Bei diesen Prozessen müssen die Rollen erhebliche Rollkräfte und thermische Lasten standhalten. Die Leistung der unendlich gekühlten Gusseisenrollen kann die Anforderungen erfüllen. ​

(3) halbgekühlte harte Gusseisenbrötchen

Arbeitsprinzip: Das Gießen wird mit einer Metallform mit Sandbeschichtung durchgeführt. Eine 10-20-mm-Schicht aus Formsand wird in der Metallform beschichtet, um die Kühlgeschwindigkeit des Rollenkörpers zu verringern und eine gekerbte Struktur in der Arbeitsschicht des Rollenkörpers zu erhalten. Diese Gussmethode macht die Härteverteilung der Brötchen relativ gleichmäßig, wobei ein kleiner Härteabfall von der Oberfläche bis zum Kern abfällt. ​

Eigenschaften: Halbgebalte Gusseisenrollen haben eine hervorragende Beständigkeit gegen heißes Knacken, hohe Festigkeit und Zähigkeit. Die Oberflächenhärte des Rollenkörpers beträgt im Allgemeinen HS35-55, was der thermischen Ermüdung und mechanischer Müdigkeit effektiv widerstehen kann und gleichzeitig einen bestimmten Verschleißfestigkeit sicherstellt. Unter ihnen haben halbgekühlte Eisen-Eisenrollen aufgrund ihrer einzigartigen kugelförmigen Graphitstruktur eine stärkere Leistung. ​

Anwendungsfelder: Hauptsächlich für die Billet-Öffnung und die Schruellenmühle mit mittlerer und kleiner Rollmühlen anwendbar. In diesen Fällen müssen die Rollen eine gute umfassende Leistung haben, um mit komplexeren Rollbedingungen umzugehen. ​

(4) duktile Eisenrollen

Arbeitsprinzip: Duktile Eisenrollen werden hergestellt, indem geschmolzenes Eisen gegossen wird, das eine kugelförmige Behandlung in die Form unterzogen hat, wodurch der Graphit in der Rollstruktur eine kugelförmige Form annimmt. Das Vorhandensein von kugelförmiger Graphit eliminiert den Fragmentierungseffekt von Flockengrafit auf der Matrix und verbessert die mechanischen Eigenschaften der Rollen erheblich. ​

Eigenschaften: Es verfügt über eine hohe Stärke, eine hohe Zähigkeit und eine hervorragende Verschleißfestigkeit. Sein Widerstand gegen thermische Risse und Abbrüche ist ebenfalls hervorragend. Der Härtebereich der duktilen Eisenrollen ist relativ breit und kann nach verschiedenen Anwendungsanforderungen mit einer Vielzahl von Anwendungen angepasst werden. ​

Anwendungsfelder: Es kann in verschiedenen Arten von Rollmühlen verwendet werden, einschließlich rauer Roll-, mittlerer Roll- und Finish -Rolling -Prozessen. In einigen speziellen Rolling -Prozessen mit hohen Anforderungen an die Leistung von Rollen können duktile Eisenrollen auch eine hervorragende Leistung zeigen.

3.. Der Einfluss von Legierungselementen auf die Leistung von Gusseisenrollen

(1) Kohlenstoff (c)
Einflussmechanismus: Kohlenstoff ist eines der wichtigen Elemente, die die Leistung von Gusseisenrollen beeinflussen. Einerseits behindert ein hoher Kohlenstoffgehalt die Ausfällung von Zementit, und gleichzeitig kann der Graphit aufgrund der Zunahme der Anzahl der gebildeten Graphitkerne verfeinert werden. Wenn der Kohlenstoffgehalt dagegen zu hoch ist, wird Graphit schweben, was die Leistung der Rollen beeinflusst. Bei einer bestimmten Kühlrate nimmt die Tiefe der weißen Gussschicht ab und die Menge des Oberflächenzementits nimmt die Tiefe der weißen Gussschicht ab.
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Auswirkung auf die Leistung: Eine angemessene Menge an Kohlenstoff kann die Härte verbessern und den Widerstand der Brötchen tragen. Ein übermäßig hoher Kohlenstoffgehalt verringert jedoch die Zähigkeit der Rollen und erhöht das Risiko einer Rissbildung. Daher ist es während des Produktionsprozesses erforderlich, den Kohlenstoffgehalt genau zu kontrollieren, um die verschiedenen Eigenschaften der Rollen auszugleichen. ​

(2) Silizium

Einflussmechanismus: Silizium kann die Löslichkeit von Kohlenstoff in Austenit verringern, nicht nur die Eutektoid -Transformationstemperatur erhöhen, sondern auch den Bereich der Eutektoid -Transformation und die Verkürzung der Inkubationsperiode von Pearlit und Bainit. Innerhalb eines bestimmten Bereichs nimmt der Durchmesser der Graphitkugeln mit zunehmender Siliziumgehalt ab, wodurch die Struktur und Leistung der Rollen verbessert wird. ​

Auswirkungen auf die Leistung: Silizium kann die Stärke und Härte der Rollen verbessern und gleichzeitig dazu beitragen, den Widerstand der Rollen gegen thermische Risse zu verbessern. Übermäßiger Siliziumgehalt kann jedoch zu einer Verringerung der Zähigkeit der Rollen führen, sodass sein Inhalt vernünftigerweise kontrolliert werden muss. ​

(3) Mangan (MN)

Einflussmechanismus: Manganelemente senken die Eutektoid -Transformationstemperatur und spielen eine Rolle bei der Stabilisierung und Verfeinerung von Perliten. Es kann die Stärke und Härte der Rollen verbessern. Wenn der Mangangehalt jedoch zu hoch ist, tritt eine schwere Segregation auf, und Netzwerkcarbide werden entlang der Korngrenzen im Gusszustand ausfällt, wodurch die Zähigkeit der Rollen verringert wird. ​

Auswirkungen auf die Leistung: Eine angemessene Menge an Mangan kann dazu beitragen, die Gesamtleistung der Rollen zu verbessern. Der Inhalt muss jedoch streng gesteuert werden, um nachteilige Auswirkungen auf die Leistung der Rollen aufgrund der Trennung und des Niederschlags von Netzwerkcarbiden zu vermeiden. ​

(4) Chrom (CR)

Einflussmechanismus: Chrom ist das effektivste Element, um die Tiefe der weißen Gusseisenschicht in kaltgehärteten Gusseisenrollen zu erhöhen, was den nachteiligen Auswirkungen von Silizium erheblich entgegenwirken und der Bildung der Pearlitstruktur förderlich ist. In der legierten duktilen Eisen kann die angemessene Zugabe von Chrom in der Mikrostruktur einige freie Carbide auftreten, was hilfreich ist, um die Härte zu verbessern und Widerstand zu tragen. ​

Auswirkungen auf die Leistung: Die Zugabe von Chrom kann die Oberflächenhärte und den Verschleißfestigkeit der Rollen effektiv verbessern und ihre Resistenz gegen thermische Müdigkeit verbessern. Übermäßiges Chrom kann jedoch zu einer Abnahme der Zähigkeit der Rollen führen. Daher muss der Chromgehalt genau gemäß den spezifischen Verwendungsanforderungen der Rollen kontrolliert werden. ​

(5) Molybdän

Einflussmechanismus: Molybdän als Element, das Pearlit stabilisiert, kann die weiße Gussschichtstruktur in kaltgehärtetem Gusseisen verfeinern, die Materialstärke verbessern und die Wärmefestigkeit der Rollen verbessern. In legierten duktilen Eisenrollen kann das angemessene Erhöhen des Molybddensgehalts die Bildung der Pearlitstruktur fördern und die Dispersion von Pearlit erhöhen. Molybdän kann auch die Zersetzung von Austenit hemmen und ist der Bildung der Bainitstruktur förderlich. Molybdän ist jedoch anfällig für die Segregation, daher sollte sein Inhalt nicht zu hoch sein. ​

Auswirkungen auf die Leistung: Eine angemessene Menge an Molybdän kann die umfassende Leistung der Rollen verbessern, insbesondere deren Leistungsstabilität in Hochtemperaturumgebungen. Aufgrund der Trennungstendenz von Molybdän muss seine Verteilung in den Rollen jedoch streng kontrolliert werden, um die Gleichmäßigkeit der Rollenleistung sicherzustellen. ​

4. Herstellungsprozess von Gusseisenrollen

(1) Gussprozess

Metallformguss: Kalthärtete Gusseisenrollen und einige unendlich kaltgehärtete Gusseisenrollen werden oft durch Metallformguss gegossen. Während des Gussprozesses führt der schnelle Kühlungseffekt der Metallform dazu, dass sich die Oberfläche der Rolle schnell abkühlt und die erforderliche weiße Guss- oder Mauststruktur bildet. Durch Steuerung von Parametern wie der Temperatur der Metallform, der Dicke der Beschichtung und der Gießentemperatur und der Geschwindigkeit des geschmolzenen Eisen können die Mikrostruktur und die Eigenschaften der Arbeitsschicht der Rollen genau gesteuert werden.
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Sandguss: Für einige Rollen, die relativ geringe Anforderungen an Oberflächenhärte haben und höhere Zähigkeit benötigen, wie z. Durch das Hinzufügen einer angemessenen Menge Form Sand und kaltes Eisen in die Sandform kann die Kühlrate verschiedener Teile der Rollen eingestellt werden, sodass die Rollen eine geeignete Härteverteilung und -mikrostruktur erreichen können. ​

Verbindungsguss: Das zusammengesetzte Gussprozess wird zur Herstellung von zusammengesetzten Gusseisenrollen verwendet. Durch nacheinander gegossenes geschmolzenes Eisen mit unterschiedlichen Zusammensetzungen haben die Rollen funktionierende Schichten und Kerne mit unterschiedlichen Eigenschaften. Gießen Sie zum Beispiel zuerst das Kernmaterial und gießen Sie dann das Material der Arbeitsschicht mit hoher Härte und Verschleißfestigkeit auf der Oberfläche, damit die Rolle sowohl eine gute Zähigkeit als auch die Oberflächeneigenschaften aufweist.
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(2) Wärmebehandlungsprozess

Tempernbehandlung: Die Tempernbehandlung kann den während des Gussprozesses der Brötchen erzeugten inneren Spannung beseitigen und die Mikrostruktur und Eigenschaften der Rollen verbessern. Durch das Halten der Roller bei einer bestimmten Zeit bei einer angemessenen Temperatur wird die innere Struktur homogenisiert, die Härte verringert, die Zähigkeit verbessert und es werden Vorbereitungen für die anschließende Verarbeitung und Verwendung durchgeführt. ​

Normalisierung der Behandlung: Die Normalisierung der Behandlung kann die Körner der Brötchen verfeinern und ihre Stärke und Härte verbessern. Erhitzen Sie die Rollen über der kritischen Temperatur, halten Sie sie für einen bestimmten Zeitraum und kühlen Sie sie dann in der Luft ab, um eine gleichmäßige Perlit- oder Bainitstruktur für die Rollen zu erhalten, wodurch ihre Gesamtleistung verbessert wird. ​

Löschen und Temperaturbehandlung: Für einige Rollen, die eine höhere Härte und Verschleißfestigkeit erfordern, können die Behandlung und Temperierungsbehandlung durchgeführt werden. Das Löschen verleiht die Oberfläche der Rollen mit einer martensitischen Struktur und verbessert die Härte erheblich. Die martensitische Struktur ist jedoch relativ spröde. Daher ist die Temperierungsbehandlung erforderlich, um das Gleichgewicht zwischen Härte und Zähigkeit anzupassen, das Löschstress zu beseitigen und die Lebensdauer der Brötchen zu erhöhen. ​

5. Wartung und Pflege von Gusseisenrollen
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(1) tägliche Inspektion

Oberflächeninspektion: Überprüfen Sie regelmäßig die Oberfläche der Brötchen auf Defekte wie Risse, Abbrüche und Verschleiß. Durch visuelle Inspektion und Verwendung nicht-zerstörerischer Testgeräte wie Ultraschallfehlerdetektoren und Magnetpartikelfehlerdetektoren können potenzielle Probleme rechtzeitig identifiziert werden, und entsprechende Maßnahmen können durchgeführt werden, um sie zu reparieren oder zu ersetzen. ​

Dimensionsinspektion: Messen Sie den Durchmesser, die Zylinder und andere dimensionale Parameter der Rollen, um sicherzustellen, dass sie sich innerhalb des angegebenen Toleranzbereichs befinden. Übermäßige dimensionale Abweichungen können die Genauigkeit von gerollten Produkten beeinflussen. Sobald dimensionale Anomalien erkannt werden, sollten daher rechtzeitige Anpassungen oder Reparaturen vorgenommen werden. ​

(2) Schmierung und Kühlung

Schmierung: Während des Rolling -Prozesses, um die Reibung zwischen den Rollen und dem gerollten Material zu verringern und den Verschleiß zu minimieren, müssen geeignete Schmiermittel verwendet werden. Wählen Sie Schmiermittel mit guter Schmierleistung, extremer Druckresistenz und Oxidationsbeständigkeit aus und stellen Sie sicher, dass sie gleichmäßig auf der Oberfläche der Rollen verteilt sind. Überprüfen Sie regelmäßig das Versorgungssystem von Schmiermitteln, um den normalen Betrieb zu gewährleisten. ​

Kühlung: Eine effektive Kühlung ist entscheidend, um die Temperatur der Rollen zu reduzieren und thermische Ermüdung zu verhindern. Stellen Sie den normalen Betrieb des Kühlsystems sicher, reinigen Sie den Schmutz und die Verunreinigungen in den Kühlwasserleitungen sofort und garantieren Sie, dass die Durchflussrate und Temperatur des Kühlwassers den Anforderungen entspricht. In der Zwischenzeit sollte der Sprühwinkel und die Position des Kühlwassers vernünftig eingestellt werden, um eine gleichmäßige Kühlung der Oberfläche der Rollen zu gewährleisten. ​

(3) Lagerung und Handhabung

Lagerung: Bewahren Sie die Rollen in einer trockenen und gut belüfteten Umgebung auf, um zu verhindern, dass sie feucht und rostend werden. Für Brötchen, die seit langem nicht mehr verwendet wurden, sollte eine Anti-Rust-Behandlung durchgeführt werden, z. Gleichzeitig sollte der Speichermethode Aufmerksamkeit geschenkt werden, um zu verhindern, dass die Rollen gepresst oder kollidiert werden, was zu Schäden verursacht werden kann. ​

Handhabung: Beim Umgang mit Rollen sollten dedizierte Handhabungsgeräte wie Kräne und Gabelstapler verwendet werden, und es ist erforderlich, sicherzustellen, dass die tragende Kapazität des Geräts ausreichend ist. Gehen Sie während des Handhabungsprozesses mit Sorgfalt, um zu vermeiden, dass die Rollen mit anderen Objekten kollidieren und Oberflächenschäden und interne strukturelle Schäden verhindern. ​

6. Schlussfolgerung

Gusseisenrollen, da die Kernkomponenten im Rolling -Prozess in direktem Zusammenhang mit der Qualität der gerollten Produkte und der Produktionseffizienz stehen. Durch das Verständnis der Eigenschaften verschiedener Arten von Gusseisenrollen, dem Einfluss von Legierungselementen auf ihre Leistung, Herstellungsprozesse und Wartungsmethoden ist es möglich, Gusseisenrollen besser auszuwählen und zu verwenden, ihre Vorteile volles Spiel zu verleihen und das Gesamtniveau des Rolling -Prozesses zu verbessern. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Technologie verbessert sich auch die Leistung und Qualität von Gusseisenrollen ständig. In Zukunft wird erwartet, dass sie in einem breiteren Bereich von Feldern angewendet werden und mehr Beiträge zur Entwicklung der Metallverarbeitungsbranche leisten.