ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ЧУГУННЫХ ПРОКАТНЫХ ВАЛКОВ

Анотація

В нормативно-технической документации на чугунные прокатные валки указывается, что “... для снижения внутренних напряжений валки перед эксплуатацией должны подвергаться естественному старению у потребителя. Устанавливаются следующие сроки естественного старения со времени отливки: для валков с твердостью до 50 ед. Шора - не менее 3 месяцев; для валков с твердостью 50 ед. Шора и выше - не менее 6 месяцев. По согласованию изготовителя с потребителем для снятия внутренних напряжений допускается валки подвергать термической обработке с целью ускорения их ввода в эксплуатацию”. Режимы термической обработки в ТУ не приводятся.
Кафедра литейного производства НМетАУ предлагает проводить низко- или высокотемпературную обработку по следующим режимам.
Низкотемпературная термическая обработка:
а) для снижения внутренних напряжений – нагрев до температуры 400-500 оС со скоростью 25 град/ч, выдержка 0,025-0,05 м/ч и охлаждение с печью. Для двухслойных валков нагрев валков производится до температуры не выше 200-250 оС. В результате отжига общий характер структуры не изменяется.
б) для снижения твердости рабочего слоя валков – нагрев до температуры 600-650 оС со скоростью 25 град/ч, выдержка и охлаждение с печью. Величина твердости зависит от продолжительности выдержки. В результате отжига изменяется строение перлита.
в) отжиг с горячего посада. Для снятия внутренних напряжений или снижения твердости рабочего слоя валков производится загрузка валков сразу после выбивки из литейной формы в печь, нагретую до необходимой температуры выдержки, выдержка для выравнивания температуры по сечению бочки валка и охлаждение с печью.
Высокотемпературная упрочняющая термическая обработка чугунного прокатного валка состоит из трех стадий:
- 1 стадия - диффузионный отжиг - медленный нагрев со скоростью 25 град/ч до 950-900оС, выдержка 0,5-10 ч для аустенитизации матрицы; поверхностный слой отливки нагревают несколько выше для повышения содержания углерода в твердом растворе; охлаждение после выдержки следует производить со скоростью свыше 50оС/ч до температуры 420-310оС, а затем производят изотермическую выдержку в течение 1-4 ч для завершения бейнитного превращения, цель - повышение износостойкости чугуна;
- 2 стадия - перлитизирующий отжиг - нагрев до температуры 650- 750 оС, выдержка 1-1,5 ч, при этом происходит превращение остаточного аустенита в перлит, быстрое охлаждение для исключения выделения карбидов из остаточного аустенита;
- 3 стадия - двухкратный отпуск для регулирования количества остаточного аустенита - двойной нагрев до температуры 550-650оС с выдержкой 0,5-3 ч, охлаждение на воздухе после первого отпуска для сорбитизации структуры и с печью после второго отпуска для снижения остаточных напряжений; такой отпуск приводит к упрочнению и увеличению стойкости материала отливки к трещинообразованию.
Для термической обработки валков из хромистого чугуна возможно применение режима, состоящего из 2 стадий:
- 1 стадия - диффузионный отжиг - медленный ступенчатый (производить дополнительную выдержку при 400 и 700 оС) нагрев со скоростью 25 град/ч до 950-900оС; выдержка 0,5-10 ч для аустенитизации матрицы; охлаждение после выдержки следует производить быстро со скоростью 100- 200 оС для получения аустенито-мартенситной матрицы;
- 2 стадия - двухкратный отпуск для регулировки количества остаточного аустенита в структуре - двойной нагрев до температуры 550-650оС, выдержка 0,5-1 ч, охлаждение с печью после второго отпуска для снижения внутренних напряжений.