При заливке бандажа материалом оси

Технологические рекомендации: 

При ковке бандажа

Пример: ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БАНДАЖА

                                                    С ПРОКОВКОЙ

1. Изделие – бандажированный рабочий валок
2. Назначение технологии: Обеспечение прочной связи бандажа с телом валка при помощи кузнечной сварки.
3. Материалы – оси валка – типа 20Х2Н2МА,

- бандажа валка – 210Х13

1. Размеры валка – в соответствии с номенклатурой Нижнетагильского МК

Бандаж валка черновыми размерами из расчета на валок диам 520 составляет нар диам. 560 внутр диам.380

1. Предполагаемая технология:

5.1. механическая обработка оси и бандажа валка по классу не ниже 6под скользящую\ легкопрессовую посадку в соответствии с размерами по чертежам НТМК

5.2. Подготовка поверхности оси и бандажа, включая обезжиривание бензином, затем ацетоном.

5.3. Нагрев под ковку в собранном виде в печи по режиму для стали 210Х13

5.4. Проковка для кузнечной сварки и обеспечения прочного соединения с уковом не менее 1,3 за один вынос

1. Контроль узк на плотность сцепления
2. Термическая обработка для получения свойств вала
3. механическая обработка по чертежам
4. закалка ТПЧ (токами промышленной частоты)

Окончательная обработка бочки бандажа

 

при изготовлении бандажа с натягом:

- применение правильного натяга с соблюдением правильной формы и правильным соотношением посадочных поверхностей, натягом по центру и по краям бочки, расчетные методики – см Допуски и посадки, М., Машиностроение, справочные пособия по бандажированию валков.

- при посадке на изношенные валки из высокопрочных материалов – обеспечение равномерности натяга и его снижение по краям бочки, правильный расчет совместного теплового расширения насаженного бандажа и оси

- для снижения концентрации напряжений по торцам - использование специальной конструкции бандажей, например при специальной форме скосов коэффициент концентрации напряжений уменьшается в 2 раза, снижается вероятность хрупкого разрушения

- создание специальных волнообразных поверхностей для снижения остаточных напряжений по торцу и облегчения насадки бандажа.

-  Использование новых прогрессивных технологий обеспечения соединения бандажа с телом валка – ковка на РКМ, протяжка в специализированных бойках на гидравлических прессах

- Специальные решения для компенсации внутренних и температурных напряжений внутри структуры бандажа и повышения термостойкости

-  Для устранения храпового узора и разрушения бандажа по торцам при насадке – использование бандажа увеличенной длины с перекрытием краев бочки и обрезка после окончательной термической обработки

-  использование специальных фиксирующих элементов, позволяющих снизить требования к обработке поверхности валков, например, при помощи двухзаходной ленты

-  Применение дополнительных технических решений, например кольцевых выточек для снятия концентрации напряжений в местах перехода шейки к бочке, высверловкой глухих отверстий в шейке

-  увеличение срока службы особо хрупких материалов за счет изготовления биметалличесих бандажей с вязкой матрицей и проработки структуры на пилигримовом стане с обеспечением прочности сцепления с основой не менее прочности самого слоя и мелкозернистой структуры. Отсутствуют трещины, пузыри, пустоты и др. дефекты, грубая структура поверхностного слоя перерабатывается на мелкозернистую структуру.

-  Возможность оптимизации режимов бандажирования и достижения полной свариваемости бандажа с телом валка при использовании специальных карбидных слоев.

-   использование фазовых превращений для компенсации разницы в усадке хрупкой составляющей чугуна и карбидов, возникающих при охлаждении

-   Специальные решения для работы бандажа при помощи механического соединения, например, при помощи дифференциального редуктора

-  Возможность специальной конструкции бандажа из особо хрупких материалов за счет стабилизации напряжений растяжения и создания оптимальных напряжений сжатия в поверхностном слое за счет изменения геометрической формы внутренней поверхности бандажа (арочного типа)

-  Специальные решения для выдерживания теплового профиля, перешлифовки валков и снижения остаточных температурных напряжений, рекомендаций по снятию наклепа при перешлифовках для снятия зоны растягивающих напряжений и продления срока кампаний.

-  специальные решения по соотношению толщины бандажа и оси валка, как обеспечивающих максимальное сопротивление крутящему и изгибающему моменту

-  Специальные решения и применение специальных материалов для покрытия внутренней поверхности рабочего слоя после центробежного литья перед заливкой чугуна\или ковкой для защиты от коррозии и излишней диффузии

-  возможность модифицирования для повышения вязкости материала бандажа с получением глобулярных карбидов Возможность отдельной обработки и подготовки бандажа перед посадкой для повышения отдельного или сочетания свойств – усталости, снижения остаточных напряжений, создания предварительных сжимающих напряжений и др. предотвращение развития трещин путем создания границ раздела на пути магистральной трещины

- возможность заполнения полости между бандажом и телом валка теплоизолирующим материалом, например, окислами металлов типа TiO и др.

-

 

При заливке бандажа материалом оси

В зависимости от условий предприятия.

Предпочтительнее механическая обработка внутренней поверхности заготовки перед заливкой

Должны быть соблюдены условия – достижения температуры свариваемости, равномерности охлаждения и близость коэффициентов теплового расширения (разница – не более 5%)

Подогрев бандажа перед заливкой материала оси может производиться различными методами, включая ТВЧ, радиационный и др. Нормируется скорость нагрева в зависимости от марки стали.

Рекомендовано изготовить различные полуформы для шеек – нижнюю часть – металлический кокиль, верхнюю- надставочную часть – из низкотеплопроводных материалов. Верхняя надставочная часть должна иметь расширение на конус.

 

 

Механическая обработка:

Контрольные операции – проводить постоянно в процессе обработки бочки с визуальным осмотром явно выраженных дефектов по поверхности заготовки при ее медленном вращении с определением возможности устранения обточкой за счет припусков по длинам и диаметрам на заготовки.

После проточки желательно провести цветовой, ультразвуковой, радиографический контроль на наличие внутренних трещин

Механическая обработка – вальцетокарные станки моделей КЗТС и РСЗ

Выбор параметров резания – по зависимости числа оборотов от скорости резания и диаметра заготовки

Резцы – в соответствии с технологическими рекомендациями для типа обработки вальцев и видом нарезаемого калибра

Материалы режущей части резца – Пример – для 180ХНМЛ – резцы нормальной и повышенной теплостойкости (Ар6М5, Р9К5)

Для ст 200Х12М резцы повышенной теплостойкости - Р9К5, Р18М7К25 и твердые сплавы

Условие – верхний предел твердости не превышает 350НВ

Расчет сил и мощности при точении – по расчетным таблицам для чугунных валков с применением поправочных коэффициентов

Пример режима для ст 180ХНМЛ, заготовка твердостью 240-330 НВ, обработка резцами оснащенными пластинами ВОК- 60 и композитами

Применяются резцы из твердых сплавов Т15К6, Т5К10

Характеристики	Черновое точение	Чистовое точение
T,мм	15-20	3,0-5,0
S, об\мм	0,5	0,6-0,8
V м\с	0,2-0,4	0,22-0,30

При наличии корки и пригаров рекомендуется снижать скорость на 20-30%

Для снятия корки оптимально – использование пластин АМБОРИТ. Скорость может быть повышена до 0,8-1,1 м\с, Т – до 4-13мм, S до 0,25-0,45мм\об

Режимы резания при точении и растачивании резцами оснащенными СТМ для сталей быстрорежущего класса с HSD более 90

сталь	Материал пластин	V м\с	S об\мм	T мм
HSDболее 90
Без удара	0, 1	0,8 – 2,0	0,08-0,2	0,1-1,
С ударом	10, 10Д	0,6-1,7	0,6-1,7	0,1-0,5

 

Припуск на мехобработку в соответствии с данными табл 71, Вальцетокарное дело,,М., Металлургия, 1987.

 

Шлифование:

при неправильном выборе шлифовального круга образуются прижоги и микротрещины. Твердость валка уменьшается на 3-5 HSD, стойкость до 10%

Круги – диам 600-900мм

- высота – 70-100мм

Материала- электрокорунд, предпочтительнее круги из хромистых и титанистых электрокорундов, как обладающих высокими режущими свойствами и осуществляющих шлифовку с меньшим выделением тепла. Применяются там, где существует опасность прижогов и трещин.

Зернистость круга – нормальная и мелкозернистая номер зернистости - 16-50

Связка круга – предпочтительнее керамическая

Твердость круга – СМ2, С1, С2.

Выбор режимов шлифования – по табличным данным в зависимости от твердости обрабатываемого материала.

Пример: шлифование твердосплавных бандажей:

Круги на металлической связке – v rh – 25-35, s 0?5-1?0? t 0?01-0,02

Круги на органической связке – v 25-30, s0,4-0,6, t 0,01-0,02

 

Выбор материала для шлифовальных кругов

стали	состояние	Абразивный материал	Связка	Твердость связки
Быстрорежущие и инструментальные	Незакаленные	Э	Керамическая бакелитовая	СМ2-М2
	закаленные	Э-Э-Б	Керамическая бакелитовая	СМ1-М1

 

Для снижения вероятности прижогов вследствие повышения скорости и давления при шлифовании – может быть применены круги со специальной поверхностью (с конической врезной частью)

 Термическая обработка

Назначается в зависимости от марки стали.

Материалы должны согласовываться по коэффициенту термического расширения (особенно для быстрорежущих сталей)

Газопламенной закалки для биметаллических валков и перезакалки (аустенитизации) для получения необходимых свойств не требуется.

Предпочтительнее многоступенчатая нормализация, неполный отжиг, закалка в воду\масло и несколько циклов отпуска.

Хим состав материала центральной части должен быть согласован с циклом ТО с тем, чтобы получить структуру металла с высокой вязкостью

Обязателен контроль на наличие трещин. Режимы ТО желательно назначать таким образом, чтобы края бочки были ненагружены даже в конце эксплуатации.