I. Условия эксплуатации и виды отказов горячекатаных валков

Даже если назначение и конструкция схожи, условия работы, с которыми сталкиваются различные валки в реальной эксплуатации, сильно различаются. В процессе горячей прокатки металл контактирует с валком, создавая высокие температуры, в результате чего:

Температура поверхности валков повышается до 750–850°С;

Разница в тепловом расширении между поверхностью валка и охлаждающим слоем вызывает термические напряжения (напряжения сжатия на поверхности и напряжения растяжения внутри);

Быстрое охлаждение воды после термического контакта формирует знакопеременный цикл напряжений, вызывающий поверхностную термическую усталость;

При длительной эксплуатации в поверхностном слое образуются трещины от огня и сети усталостных трещин.

Исследования показывают, что диапазон колебаний температуры поверхности валка может достигать 300°C, тогда как на расстоянии 3–4 мм от поверхности температура составляет менее 100°C, что свидетельствует о концентрации термического напряжения в поверхностном слое.

2. Требования к эксплуатационным характеристикам материалов горячекатаных валков

Чтобы выдерживать сложные термические знакопеременные нагрузки, сталь, используемая для валков горячей прокатки, должна иметь следующие характеристики:

Высокая термостойкость и термическая стабильность;

Отличная износостойкость и стойкость к термической усталости;

Хорошая теплопроводность и стойкость к окислению (особенно при использовании нагрева электрическим током);

Высокая устойчивость к растрескиванию под воздействием огня и тепла.

Типичные марки стали, которые в настоящее время используются для ковки валков горячей прокатки, включают: сталь 55X, 60XG, 50XN, 60XN, 50# и т. д.

При высоких температурах перлитная сталь подвергается цементитной сфероидизации, что влияет на твердость и организационную стабильность материала.

В реальных условиях применения CYKC ГРУППА продолжает оптимизировать соотношение марок стали и процесс термообработки для повышения стабильности и срока службы валков горячей прокатки в условиях высоких температур и высоких напряжений.

3. Текущее состояниекомпозитные прокатные валки

Для повышения износостойкости и трещиностойкости в промышленности обычно используют центробежное литье.композитные рулоны, используя высоколегированную сталь для рабочего слоя и используя прочные материалы для матрицы. Обычно используемые поверхностные материалы, такие какполубыстрорежущая стальизнашиваются примерно на 1 мм после прокатки 50 000–90 000 тонн стали, но все равно нуждаются в периодической шлифовке и ремонте.

CYKC ГРУППА применяет передовую технологию литья композитных материалов, чтобы сделать рабочий слой и основной материал плотно связанными, с превосходной устойчивостью к термической усталости и растрескиванию. Нашикомпозитные роликишироко используются в различных линиях горячей прокатки и получили высокую оценку заказчиков.

IV. Современная технология нанесения покрытия валиком

Для продления срока службы ролика и снижения частоты шлифования появились современные технологии нанесения покрытий. Идеальное покрытие должно иметь:

Чрезвычайно высокая износостойкость и коррозионная стойкость;

Хорошая термостойкость и прочность сцепления;

Подходит для обработки поверхности больших валков.

Ниже приведены три передовые технологии нанесения покрытий:

1. Диффузионное насыщение покрытия (борное хромирование)

Поверхность стали термически диффузионно покрыта карбидом бора B₄C + хромовым порошком + активатором NaCl в вакууме;

Образуются стабильные твердые фазы (Фе,Кр)₂B и (Фе,Кр)B;

Покрытие обладает высокой устойчивостью к износу при высоких температурах.

2. Технология детонационного газотермического напыления

Использовать горение смеси ацетилена и кислорода для генерации детонационных волн;

Высокотемпературный и высокоскоростной поток воздуха распыляет порошок на поверхность валика со скоростью 1500 м/с и температурой 2000°C;

Пористость составляет всего 0,1%, прочность сцепления — 180 МПа, тепловое воздействие на подложку незначительное.

3. Покрытие с самоионным насыщением (атомно-ионное распыление)

Использовать высокочастотный разряд для формирования неравновесной плазмы;

Обеспечить высококонцентрированные пучки ионов металлов и нейтральных атомов для совместного осаждения;

Получение аморфной, нанокристаллической структуры или твердости металлических слоев на уровне керамики;

Может наносить равномерное покрытие толщиной до 1 мм при температуре, близкой к комнатной.

Этот метод также позволяет достичь нескольких механизмов прочной связи, таких как атомная имплантация, очистка поверхности и усиление химической связи, и является одной из самых перспективных технологий упрочнения в настоящее время. CYKC ГРУППА активно изучает такие экологичные и эффективные технологии обработки поверхности, чтобы удовлетворить насущные потребности клиентов в более длительном сроке службы и меньших затратах на обслуживание.

V. Заключение: Интеграция материалов и процессов является ключом

С постоянным повышением требований к эксплуатационным характеристикам стали материалы и технологии поверхностного упрочнения горячекатаных валков также постоянно совершенствуются. От традиционной кованой стали до композитных валков, а затем и до применения высокопроизводительных покрытий, улучшение срока службы и эксплуатационных характеристик горячекатаных валков все больше зависит от глубокой интеграции технологий материаловедения и процессов обработки поверхности.

ГРУППА CYKCвсегда стремилась продвигать сочетание передовых материалов и производственных технологий в области валков и создавать высокопроизводительные решения для горячекатаных валков, подходящие для суровых условий работы. В будущем мы продолжим фокусироваться на технологических инновациях и поставлять более прочную, надежную и экономичную рулонную продукцию для мировых сталелитейных компаний.