ТЕХНОЛОГІЯ ВИГОТОВЛЕННЯ ПРОКАТНИХ ВАЛКІВ

Анотація

Основними умовами, що визначають тип заготованки при виготовленні великогабаритних валів, є розміри та форма валу, призначення валу в машині, серійність виробництва та економічність технологічного процесу виготовлення заготованок. Великі вали, черв’яки, прокатні валки, ротори, як правило, працюють у напружених умовах і є найбільш важко навантаженими деталями. Для виробництва великих валів застосовують вуглецеві та високоміцні леговані сталі, а також модифікований високоміцний чавун. Основним способом виготовлення заготованок великих валів в умовах одиничного та дрібносерійного виробництва є вільне кування. Якість поковок з вуглецевої та легованої сталей регламентується стандартами Для підвищення міцності валів зливки попередньо проковують, чим досягається сприятливе розташування волокон у заготованці та можливість зміни механічних властивостей (Mekhanichna obrobka velikogabaritnikh detalei zi znosostiykimi naplavochnimi materialami. (2015).). Для валків холодного та гарячого прокату, блюмінгів та шестеренних клітей на основі прийнятого як типового багатоступінчастого валу розроблено та застосовується типовий технологічний процес виготовлення та оброблення заготованки (Pukhovskiy E.S. (2021)). При виготовленні заготованок великих валів широко застосовується модифікований високоміцний чавун з глобулярним графітом. Застосування високоміцного чавуну замість звичайного під час виробництва прокатних валків підвищує їх стійкість у 1,5…2 разу. Нині до 70% прокатних валків виготовляються із високоміцного чавуну і лише 25…30% – із сірого вибіленого. Використання високоміцного чавуну дозволяє з успіхом замінити сталь при виготовленні валків прокатних станів та інших подібних деталей. Валки прокатних станів у порівнянні з іншими деталями працюють у несприятливих умовах, так як вони сприймають великі знакозмінні згинальні зусилля і теплові навантаження. Поверхня валка, що працює при прокатуванні металу на стирання, повинна мати високу твердість і зносостійкість, тобто матеріал валків повинен бути одночасно в’язким у серцевині і досить твердим на робочій поверхні бочки (не менше 90 од. по Шору), а глибина загартованого шару має становити не менше 3% від величини радіусу валка. Твердість шийок валків має бути в межах 30…55 од. по Шору. На робочих поверхнях валків не допускається наявність тріщин, виривів, сколів, неметалевих включень та інших дефектів, які можуть призвести до зниження якості продукції, що випускається. Валки для холодної прокатки виготовляються переважно кованими з високовуглецевих легованих сталей марок 9Х, 9X2, 9Х2Г, 9Х2МФ, 9ХФ та ін. Поковки валків холодної прокатки виготовляються способом вільного кування на гідравлічних пресах; як заготованки використовують великі зливки масою 40…90 т. Перед остаточним отриманням заготованки валка злиток або частина його попередньо кується (Dobrianskiy S.S., Malafeev U.M., Pukhovskiy E.S. (2015)). Основна мета кування полягає у забезпеченні роботи литої структури металу зливка, повному руйнуванні карбідної сітки та подрібненні зерна, досягненні найбільш вигідного розташування волокон у поковці та отриманні необхідних механічних властивостей металу в поперечному, поздовжньому напрямках та перерізі поковки. З двох існуючих схем кування: «коло – коло» і «коло – квадрат – коло» кращою є остання, так як з її допомогою забезпечується отримання більш якісної структури металу поковки, досягається краще пропрацювання шарів серцевини і заварюваність макро- та мікро пористості металу, що визначається його металургійними властивостями. Поковки великих валків масою понад 3 т слід виготовляти з двома осадками злитків. Правильний вибір ступеня деформації при осадці злитків забезпечує покращення якості поковок та підвищення міцності та зносостійкості валків (Sisa O.F., Bokov V.M. (2009)). Вибір заготованки для валків холодної та гарячої прокатки значною мірою впливає технологію їх механічної обробки. Тому надзвичайно актуальним є проектування індивідуальних технологічних процесів обробки прокатних валків, що обумовлює якісні показники, які впливають на їх експлуатаційні характеристики. Метою роботи є підвищення експлуатаційних характеристик валків холодної та гарячої прокатки за рахунок розробки технології отримання заготованки, її термічної обробки та подальшої механічної обробки з забезпеченням показників якості.