I. Arbeitsumgebung und Ausfallarten von Warmwalzwerkstoffen
Auch wenn Zweck und Konstruktion ähnlich sind, sind die Arbeitsbedingungen, denen verschiedene Walzen im tatsächlichen Betrieb ausgesetzt sind, sehr unterschiedlich. Beim Warmwalzen berührt das Metall die Walze und erzeugt hohe Temperaturen. Dies führt zu:
Die Walzenoberflächentemperatur steigt auf 750–850 °C;
Der Unterschied in der Wärmeausdehnung zwischen der Walzenoberfläche und der Kühlschicht verursacht thermische Spannungen (Druckspannungen an der Oberfläche und Zugspannungen im Inneren).
Die schnelle Abkühlung des Wassers nach dem Wärmekontakt führt zu einem Wechselspannungszyklus, der zu thermischer Ermüdung der Oberfläche führt.
In der Oberflächenschicht bilden sich bei längerer Beanspruchung Brandrisse und Ermüdungsrissnetze.
Untersuchungen zeigen, dass die Temperaturschwankung auf der Walzenoberfläche bis zu 300 °C betragen kann, während die Temperatur 3–4 mm von der Oberfläche entfernt unter 100 °C liegt. Dies deutet darauf hin, dass sich die thermische Spannung auf die Oberflächenschicht konzentriert.
2. Leistungsanforderungen an Warmwalzwerkstoffe
Um den komplexen thermischen Wechselbelastungen standzuhalten, muss der für Warmwalzrollen verwendete Stahl folgende Eigenschaften aufweisen:
Hohe Temperaturfestigkeit und thermische Stabilität;
Ausgezeichnete Verschleißfestigkeit und thermische Ermüdungsbeständigkeit;
Gute Wärmeleitfähigkeit und Oxidationsbeständigkeit (insbesondere bei der Verwendung von elektrischem Strom als Heizverfahren);
Hohe Beständigkeit gegen Feuerrisse und thermische Risse.
Zu den typischen Stahlsorten, die derzeit zum Schmieden von Warmwalzrollen verwendet werden, gehören: 55X, 60XG, 50XN, 60XN, 50# Stahl usw.
Bei hohen Temperaturen erfährt Perlitstahl eine Zementit-Kugelförmigkeit, die sich auf die Härte und die organisatorische Stabilität des Materials auswirkt.
In der Praxis optimiert die CYKC GROUP weiterhin das Stahlgüteverhältnis und den Wärmebehandlungsprozess, um die Stabilität und Lebensdauer von Warmwalzrollen in Umgebungen mit hohen Temperaturen und hoher Belastung zu verbessern.
3. Aktueller Stand derVerbundwalzrollen
Um die Verschleißfestigkeit und Rissbeständigkeit zu verbessern, verwendet die Industrie im Allgemeinen SchleudergussVerbundrollen, wobei hochlegierter Stahl für die Arbeitsschicht und zähe Materialien für die Matrix verwendet werden. Häufig verwendete Oberflächenmaterialien wieSemi-HSS-StahlNach dem Walzen von 50.000–90.000 Tonnen Stahl weisen sie einen Verschleiß von etwa 1 mm auf, müssen aber dennoch regelmäßig geschliffen und repariert werden.
Die CYKC GROUP setzt auf fortschrittliche Verbundgusstechnologie, um die Arbeitsschicht und das Kernmaterial dicht zu verbinden und so eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen thermische Ermüdung und Rissbildung zu gewährleisten. UnsereVerbundrollenwerden häufig in verschiedenen Warmwalzproduktionslinien eingesetzt und von den Kunden hoch gelobt.
IV. Fortschrittliche Walzenbeschichtungstechnologie
Um die Lebensdauer der Walze zu verlängern und die Schleifhäufigkeit zu reduzieren, wurden moderne Beschichtungstechnologien entwickelt. Die ideale Beschichtung sollte Folgendes aufweisen:
Extrem hohe Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit;
Gute thermische Stabilität und Bindungsstärke;
Geeignet zur Oberflächenbehandlung großer Walzen.
Im Folgenden sind drei hochmoderne Beschichtungstechnologien aufgeführt:
1. Diffusionssättigungsbeschichtung (Borchromierung)
Die Stahloberfläche wird im Vakuum thermisch mit Borcarbid B₄C + Chrompulver + NaCl-Aktivator diffundiert;
Es bilden sich stabile (Fe,Cr)₂B- und (Fe,Cr)B-Komposithartphasen;
Die Beschichtung weist eine hohe Beständigkeit gegen Verschleiß bei hohen Temperaturen auf.
2. Detonationsgas-Thermospritztechnologie
Verwenden Sie eine gemischte Verbrennung von Acetylen und Sauerstoff, um Detonationswellen zu erzeugen.
Ein Hochtemperatur- und Hochgeschwindigkeitsluftstrom sprüht Pulver mit 1500 m/s und 2000 °C auf die Walzenoberfläche;
Die Porosität beträgt nur 0,1 %, die Haftfestigkeit beträgt 180 MPa und die thermische Auswirkung auf das Substrat ist gering.
3. Selbstionensättigungsbeschichtung (Atomionensputtern)
Verwenden Sie Hochfrequenzentladung, um ein Nichtgleichgewichtsplasma zu bilden.
Bereitstellung hochkonzentrierter Metallionenstrahlen und neutraler Atome zur gemeinsamen Abscheidung;
Erzielen Sie eine amorphe, nanokristalline Struktur oder Metallschichten mit keramischer Härte.
Kann bei nahezu Raumtemperatur eine gleichmäßige Beschichtung mit einer Dicke von bis zu 1 mm auftragen.
Mit diesem Verfahren lassen sich zudem mehrere starke Bindungsmechanismen wie Atomimplantation, Oberflächenreinigung und chemische Bindungsverstärkung erreichen. Es ist eine der vielversprechendsten Härtungstechnologien der Gegenwart. Die CYKC GROUP erforscht aktiv solche umweltfreundlichen und effizienten Oberflächenbehandlungstechnologien, um den dringenden Bedarf der Kunden nach längerer Lebensdauer und geringeren Wartungskosten zu decken.
V. Fazit: Die Integration von Materialien und Prozessen ist der Schlüssel
Mit der kontinuierlichen Verbesserung der Anforderungen an die Stahlleistung werden auch die Materialien und Oberflächenverfestigungstechnologien von Warmwalzwalzen ständig verbessert. Von traditionell geschmiedetem Stahl über Verbundwalzen bis hin zum Aufbringen von Hochleistungsbeschichtungen hängen die Lebensdauer- und Leistungsverbesserung von Warmwalzwalzen zunehmend von der umfassenden Integration von Werkstofftechnik und Oberflächenbehandlung ab.
CYKC-GRUPPEhat sich stets der Förderung der Kombination fortschrittlicher Materialien und Fertigungstechnologien im Walzenbereich verschrieben und entwickelt leistungsstarke Warmwalzlösungen für raue Einsatzbedingungen. Auch in Zukunft werden wir uns auf technologische Innovationen konzentrieren und weltweit Stahlunternehmen mit langlebigeren, zuverlässigeren und wirtschaftlicheren Walzenprodukten versorgen.
