DE2513763C3 - Verfahren zur Herstellung einer Walze mit einer oder mehreren Umfangsnuten - Google Patents
Verfahren zur Herstellung einer Walze mit einer oder mehreren UmfangsnutenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Walze mit einer oder mehreren *o
Umfangsnuten, gemäß dem man einen Kernkörper mit einer oder mehreren Umfangsnuten in seiner Umfangsfläche
horizontal anordnet, einen abschmelzenden Elektrodendraht unter Drehen des Kernkörpers in die
Nuten einführt und dabei nach einem Elektroschlacke- μ schweißverfahren einen Schweißmetallauftrag auf den
Obtxflächen der Nuten erzeugt, und auf eine danach hergestellte Walze.
Zum Stand der Technik wird zunächst auf die GB-PS 12 55 582 und die jap. Pat PubL 249/70 und 418/68
verwiesen.
Beim Walzen von Formstahlprodukten, z. B. Winkern
oder Kanälen, wird eine Gußeisenwalze mit hoher
Härte für ein Endwalzgerüst oder eine zähe Gußstahlwalze für ein Grobwalzgerüst verwendet, während in
einigen Grobwalzgerüsten oder Endwalzgerüsten auch eine Walze aus einem Material verwendet wurde, das als
hypereutektoider Stahl oder hypoeutektisches Gußeisen
bezeichnet wird und Eigenschaften zwischen denen von Gußeisen und denen eines Gußstahls aufweist und
1,4-2^% C enthält Zu den bekannten Herstellverfahren einer solchen Walze gehören eines, nach dem eine
Wärmebehandlung nach dem Gießen vorgenommen wird, oder auch eines, nach dem im Anschluß an das
Gießen zunächst ein Schmieden und dann eine Wärmebehandlung vorgenommen werden.
Da das Verfahren, bei dem man das Gießen und die anschließende Wärmebehandlung vornimmt nicht zu
der gewünschten Zähigkeit führt, wenn man sich nur auf die Wärmebehandlung verläßt wurde auch ein Verfahren
angegeben, nach dem eine Dauerform zum Feinkristallisieren des Gußgefüges unter Ausnutzung
eines gewünschten Wärmebehandlungseffektes verwendet wird. Dieses Verfahren leidet jedoch an
Nachteilen, da die Abkühlungsgeschwindigkeit beim Gießen eine Grenze hat und man so nicht in der Lage ist,
eine Kristallkorngröße von höchstens 300 μπι im
Gefüge zu erreichen. Insbesondere tritt im Fall einer Walze großer Abmessungen oder im Fall einer solche
Legierungselemente wie Ni oder Cr enthaltenden Walze die Gefahr des Entstehens von Gußrissen auf.
Außerdem werden bei einer Walze mit Nuten ihre Bodenflächen, die tief unter der Außenumfangsoberfläche
der gegossenen Walze liegen, abgenutzt so daß die Kristallkorngröße bei weitem nicht befriedigt.
Andererseits ist es nach einem Verfahren, bei dem Karbide im Gefüge einer Walze mittels eines Heißschmiedens
nach dem Gießen zerbrochen werden, um für den gesamten Körper der Walze eine bessere
Zähigkeit zu erreichen, unbedingt erforderlich, daß die Gehalte an P, S und dergleichen, die leicht die
Verhinderung einer Rißbildung stören, wegen der Anwendung des Schmiedens eng begrenzt werden, so
daß das Material und der Schmelzvorgang genau ausgewählt werden müssen. Weiter läßt sich im Fall des
Schmiedens einer Walze mit hohem Kohlenstoffgehalt, wie .1. B. aus hypereutektoidem Stahl oder hypoeutektischem
Gußeisen, das Schmiedeverhältnis nicht steigern, da die viel Kohlenstoff enthaltende Walze bei hoher
Querschnittsverringerung beim Schmieden brechen kann. Als Ergebnis läßt sich bei einer Nuten
aufweisenden Walze kein Schmiedeeffekt in der Bodenfläche der Nuten erzielen, die sich tief von der
Außenumfangs-Oberfläche der Walze befinden, und außerdem ergibt sich ein anisotropisches mechanisches
Verhalten wegen der Richtungseigenschaften der Karbide auf Grund des Schmiedevorganges. Daher
entstehen Probleme bezüglich der Verschleißbeständigkeii der Seitenwände der Nuten der Walze.
Außer dem genannten Gieß- oder Schmiedeverfahren wurden viele andere Verfahren angegeben, so z. B.
eines, nach dem man eine Walze unter Anwendung des Schweißens aulbaut oder repariert, ein weiteres, nach
dem man eine besondere genutete Walze zur Wiederverwendung verstärkt, und schließlich eines, nach dem
man eine Walze unter Anwendung der Auftrags-
Schweißtechnik herstellt Jedoch benutzen solche Schweißtechniken das Lichtbogenschweißen oder das
Schweißen mit verdecktem Lichtbogen, so daß sich, wenn der Gehalt an einem Element des Auftragsschweißmetalls,
insbesondere der Kohlenstoffgehalt, gesteigert wird, eine Neigung zum Auftreten von
Schweißrissen ergibt Außerdem wäre es unmöglich, ein Auftragsschweißmetall bis zu einer großen Dicke
aufzutragen, da Schweißrisse auftreten oder der Aufwand an Arbeitsstunden aufgrund des schlechten
Schweißwirkungsgrades zu hoch wird, so daß noch Störungen bei der Durchführung solcher Walzenherstellungsverfahren
vorkommen.
Andererseits ermöglicht das Elektroschlackeschweißen
unter Verwendung einer abschmelzenden Elektrode das Aufbringen eines Auftragsschweißmetalls bis zu
einer großen Dicke dank einer großen Wärmezufuhr auf Grund von sogenannter Joulescher Wärme durch
den elektrischen Strom in der Schlackenschmelze, und daher wurde neuerdings das Elektroschlackeschweißen
zum Schweißen von großformatigen F'ußstahlteilen angewendet Obwohl das Elektroschlackeschweißen
versuchsweise zur Herstellung einer Walze der erläuterten Art angewendet wurde, konnte man bisher
noch keine befriedigenden Ergebnisse dabei erzielen.
Es kann als annehmbares Verfahren zur Herstellung einer Walze, insbesondere einer mit Nuten versehenen
Walze nach dem Elektroschlackeschweißen, angesehen werden, daß ein Kernkörper mit in Umfangsrichtung
geformten Nuten horizontal angeordnet wird und man dann eine abschmelzende Elektrode in die Nuten unter
gleichzeitigem Drehen des Kernkörpers einführt, um dadurch abgeschiedene Metallbereiche in den damit
gefüllten Nuten zu erhalten.
Außerdem bietet das Elektroschlackeschweißen, da es das Abscheider= eines Auftragsmetalls auch bei
erhöhtem Kohlenstoffgehalt ohne Hervorrufen von Rissen ermöglicht und da sich die Dicke des
Auftragsteils leicht steigern läßt, beträchtliche Vorteile für die Herstellung einer Walze. Falls eine Walze nach
dem Elektroschlackeschweißen hergestellt wird, ist es erforderlich, daß die Auftragsmetalle eine gute
Schweißbarkeit haben und andererseits ausgezeichnete Walzeigenschaften ergeben, so daß die Zusammensetzungsauswahl
der Auftragsschweißmetalle und die Abkühlgeschwindigkeit der Metallschmelze eine wesentliche
Rolle bei der Herstellung der Walze spielen. Jedoch bringt eine solche Auswahl Schwierigkeiten in
technologischer Hinsicht, und daher gelang es bisher noch nicht, eine befriedigende aus hypereutektoidem
Stahl oder hypoeutektischem Gußeisen mit ausgezeichneten Walzeigenschaften unter Anwendung des Elektroschlackeschweißens
herzustellen.
Es zeigte sich noch ein anderes Problem bei der Herstellung einer genuteten Walze nach dem Elektroschlackeschweißen,
das sich aus folgenden Erläuterungen ergibt: Zu Beginn des Vorganges wird eine Stahlplattenstartklappe an der inneren Oberfläche eines
Nutteils im Kernkörper so befestigt, daß sie in der Richtung eines rechten Winkels zur Oberfläche der Nut
durch Schweißanwendung angebracht wird; eine Wasserkühlkupferplatte mit dem gleichen Kurvenradius wie
dem der Stahlstartklappe wird unter einem rechten Winkel zur Stahlstartklappe gehalten; dann wird ein
Lichtbogen zwiscnen einem Elektrodendraht und der Startklappe erzeugt, um dadurch da? Flußmittel, das auf
der Startklappe angeordnet ist, vorab in eine Schlackenschmelze umzuwandeln. Dann wird ein abschmelzender
Elektrodendraht mittels der von einem elektrischen, durch die geschmolzene Schlacke fließenden Strom
erzeugten Joulesche Wärme unter Bildung flüssigen Metalls geschmolzen, wonach die Metallschmelze
mittels der Wasserkühlkupferplatte unter Bildung des festen Metallauftrags abgekühlt wird. Da die Schweißanfangsstelle
mit dem Schweißendteil verbunden werden soll, muß man die Startklappe im Laufe des
Schweißens entfernen. Zum Entfernen der Stahlstartklappe muß die Startklappe schmelzgeschnitten werden.
Daraus folgt, daß eine unvollständige Gestaltung des Schnittes erhalten wird, und so wird es schwierig,
den Endteil der Schweißstelle glatt aufzubauen. Außerdem besteht die Gefahr des Ausfließens von
Schlacke aus der Nut, so daß sich Sicherheitsprobleme ergeben.
Selbst wenn die Temperatur des Kernkörpers beim Beginn des Schweißens niedrig und daher das
Flußmittels nicht in eine Hochtemperaturschlacke umgewandelt ist sollte ein abschmelzender Elektrodendraht
ständig zugeführt werden, da der abschmelzende Elektrodendraht auch als Hauptelektrode dient Aus
diesem Grund ergibt sich unvollständiges Eindringen oder Schmelzen im Anfangsteil einer Auftragsschweißung,
und daher entwickeln sich hier Risse. Als Gegenmaßnahme hierzu wurden vorgeschlagen: (a)
Injektion von geschmolzener Schlacke, (b) Vorerhitzen der Kernkörpers; und (c) Herstellung von geschmolzener
Schlacke mittels einer anderen Elektrode. Im Fall von (a) muß eine Einrichtung zum vorherigen Herstellen
von Schlackenschmelze vorgesehen werden, und wenn die Wärmekapazität des Kernkörpers groß ist ergeben
sich Fehler an der Grenze zwischen dem Auftragsschweißmetall und dem Kern wegen des Fehlens von
Hitze, die nur von der Schlackenschmelze geliefert wird. Als eine im Fall von (c) verwendete Elektrode ist ein
Wolfram- oder Graphitstab angegeben worden. Jedoch ist, wie bekannt, der Schmelzpunkt von Wolfram oder
Graphit äußerst hoch, so daß ein Stab daraus nach dem Eintauchen in die Schlackenschmelze nicht schmilzt,
sondern die Schlackenschmelze auf hoher Temperatur hält. Dementsprechend kann man ein gutes Eindringen
oder Schmelzen im Anfangsteil der Schweißstelle erhalten und so ein schlechtes Eindringen oder eine
unvollständige Verbindung vermeiden. Jedoch führt der hohe Widerstand gegen die abschmelzende Art der
Elektrode zu einem instabilen Schweißvorgang mit entsprechenden Npchteilen einer erhöhten Arbeitsstundenzahl.
Weiter gibt es noch die Schwierigkeit, daß ein
μ Wolfram- oder Graphitstab seinerseits aufgrund der
Hitze eines Lichtbogens zur Zeit des Schweißbeginns verbraucht wird, so daß ein solches Element in ein
Auftragsschweißmetall hineingeschmolzen wird und dadurch eine Segregation in dessen Zusammensetzung
hervorruft und sich ein entsprechender Mangel an Gleichmäßigkeit der Zusammensetzung in Umfangsrichtung
ergibt. Im Fall einer Walzenherstellung ist die otige örtliche Segregation für die aufgerauhte Oberfläche
der Walze verantwortlich.
«ι Schließlich sind ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Elektroschlacke-Auftragsschweißen von zylindrischen Körpern bekannt (DT-AS 12 09 638), nachdem
der Zylinder sich in waagerechter Achslage befindet und das Sch'.vcißgut, auf einem neben dem Zylinder
t. > angebrachten Paßstück, vermutlich einer wassergekühlttii
Kupferplatte, beginnend, zur Bedeckung der
gesamten Zylinderoberfläche in einem schraubenform!
gen Streifen derart aufgebracht wird, daß jeweils der
schon aufgebrachte Streifengang die eine seitliche Abstützung des Schweißbades für den nächstfolgenden
Streifengang bildet. Dabei kann ein Gleitschuh verwendet werden, der mit einer in Schweißrichtung liegenden
Flanke auf dem Zylinder gleitet, während er mit seiner -, anderen Seite auf dem jeweils im vorhergehenden
Umlauf angebrachten Schweißgut aufliegt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs genannten Art so zu verbessern,
daß man in den Nuten ein sehr feinkörniges Gefüge und m gleichzeitig ausgezeichnete Walzeigenschaften, wie z. B.
Zähigkeit und Beständigkeit gegenüber Wärmerissen und Verschleiß, erreicht. Außerdem soll in Weiterbildung
der Erfindung von einer wiederverwendbaren Startklappe Gebrauch gemacht werden können, so daß |-,
ein Schmelzschnitt der Klappe nicht mehr erforderlich ist und die Qualität der Schweißverbindungsstelie
verbessert wird. Schließlich soll das Verfahren ermöglichen, daß Schlackenschmelze zu Beginn und beim
Abschluß des Schweißvorganges auf hoher Temperatur gehalten werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kernkörper aus Gußstahl, einem hypereutektoiden
Stahl oder einem hypoeutektischen Gußeisen mit 0,5 bis 2,5% C besteht, der Schweißmetallauftrag aus 1,5 2
> bis 2,5% C, 0,2 bis 1,0% Si, 0,5 bis 1,0% Mn, 0,5 bis 3,0% Cr, 0,2 bis 3,0% Mo, Rest im wesentlichen Fe und
unvermeidlichen Verunreinigungen besteht und der Körper nach demv Elektroschlackeschweißverfahren
einer Wärmebehandlung im Temperaturbereich von J11
500 bis 700°C unterzogen wird.
Durch diese Kombination der Zusammensetzungen von Kernkörper und Schweißmetallauftrag und die
Wärmebehandlung werden in den Nuten das gewünschte feinkörnige Gefüge und die angestrebten guten j-,
Walzeigenschaften gesichert.
In Ausgestaltung der Erfindung kann der Schweißmetallauftra^
; ■. iätzlich bis zu 2,0% Vanadin enthalten.
Vorzugsweise wird der Schweißmetallauftrag in einer radialen Dicke im Bereich von 20 mm bis 1A0 des w
ursprünglichen Durchmessers des Kernkörpers erzeugt.
In Weiterbildung der Erfindung läßt sich die zusätzlich genannte Teilaufgabe dadurch lösen, daß man
zum Elektroschlackeschweißen beim Schweißbeginn eine Startklappe aus Graphit mit einer, im Querschnitt
des Kernkörpers gesehen, aufwärts zum Außenumfang des Kernkörpers schräg ansteigenden Oberseite verwendet,
um eine Trägerfläche für das Auftragsschweißmetall zu schaffen. Diese Startklappe ist wiederverwendbar.
-)(i
Eine andere Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß man Flußmittel in geschmolzene Schlacke umwandelt,
indem man einen abschmelzenden Elektrodendraht zum Beginn oder Abschluß des Schweißens verwendet,
die Zufuhr dieses Elektrodendrahtes danach unterbricht,
die Schlackenschmelze für eine bestimmte Zeitdauer unter Verwendung einer nichtschmelzenden Elektrode,
z. B. aus Wolfram oder Graphit, auf hoher Temperatur hält und anschließend das Schweißen wieder unter
Verwendung eines abschmelzenden Elektrodendrahtes fortsetzt
Das Auftragsschweißmetall enthält vorzugsweise 2,0 bis 2,4% C, 0,5 bis 0,7% Si, 0,5 bis 0,7% Mn, 1,0 bis 2,0%
Cr, 1,0 bis 1,5% Mo und 0,5 bis 1,0% V.
Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiels näher erläutert
Darin zeigt
F i g. 1 eine Aufnahme des Feingefüges der Probe B in der Tabelle 2,
F i g. 2 eine Aufnahme des Feingefüges der Probe J i der Tabelle 2,
F i g. 3 eine graphische Darstellung der Ergebniss von Abriebwiderstandsversuchen,
Fig.4 eine Aufnahme zur Veranschaulichung de
Ergebnisse eines Wärmerißversuches mit der Probe B in der Tabelle 2,
F i g. 5 eine Aufnahme zur Veranschaulichung de Ergebnisse eines Wärmerißversuches mit der Probe I in
der Tabelle 2,
F i g. 6 eine Aufnahme zur Veranschaulichung de Ergebnisse eines Wärmerißversuches mit der Probe ] in
der Tabelle 2,
F i g. 7 und 8 graphische Darstellungen der Beziehung zwischen der Dicke der abgeschiedenen Auftrags
schweißmetaiie und der Kristalikorngrößen,
F i g. 9 eine Vorderansicht der Nutenteile in einem Kernkörper,
Fig. 10 einen Querschnitt nach der Linie A-A i Fig. 9,
F i g. 11 einen Querschnitt eines Nutteils im Kernkör·
per im Laufe des Schweißens,
Fig. 12 einen Querschnitt einer Startklappe au
Graphit, die mit einer schräg ansteigenden Oberseit ausgebildet ist,
Fig. 13 einen Querschnitt eines Nutteils zu Beginn des Schweißens bei Verwendung einer Startklappe nach
Fig. 12,
Fig. 14 einen Querschnitt eines Nutteils nach Durchführung des Schweißens über 1Aj des gesamten
Schweißbereichs bei Verwendung der Startklappe nach Fig. 12,
F i g. 15 einen Querschnitt eines Nutteils bei Abschluß des Schweißens nach Verwendung der Startklappe nach
Fig. 12.
Fig. 16 einen Querschnitt eines Nutteils zu Beginn
des Schweißens,
Fig. 17 einen Querschnitt eines Nutteils zu einer Zei
wenn eine nichtabschmelzende Elektrode in eine Schlackenschmelze zu Beginn des Schweißens eingetaucht
ist und
F i g. 18 einen Querschnitt eines Nutteils während de Schweißens nach Herausziehen der nichtabschmelzen
den Elektrode aus der Schlackenschmelze.
Beim Herstellen einer Walze mit einem odei mehreren Nutteilen nach dem Elektroschlacken
schweißverfahren spielen die Auswahl des Zusammen Setzungsbereichs des Kernkörpers sowie des Zusam
mensetzungsbereichs des Auftragsschweißmetalls, die Wämebehandlungstemperatur und die Abkühlungsge
schwindigkeit des Auftragsschweißmetalls eine wesent liehe Rolle.
Die Eigenschaften des Kernkörpers werden im wesentlichen durch den Kohlenstoffgehalt im Vergleich
mit den anderen chemischen Elementen in der Zusammensetzungen des Kernkörpers bestimmt Fall·
eine hohe Walzbelastung vom Kernteil und Laufzapfen teil einer Walze aufgenommen wird, wie es bei dei
Duogrobwalzwerkswalze zur Verwendung in einen Großformatprofilstahlwalzwerk der Fall ist, müssen dif
Eigenschaften des Wälzenkörpers ausgezeichnet unc der gesamte Aufbau der Walze zäh genug zun
Vermeiden ihres Ausfalls während des Betriebs sein. Ot
ein Gußstahl oder ein hypereutektoider Stahl oder eil hypoeutektisches Gußeisen verwendet wird, hängt voi
der auf die Laufzapfen einwirkenden Biegebeanspru chung ab, die sich aus der Walzenbeanspruchung ergibt
Insbesondere im Fall einer hohen Walzenbeanspruchung wird ein Kernkörper aus einem Gußstahl
verwendet, der einen Kohlenstoffgehalt von 0,5— 13% aufweist, während im Fall einer mäßigen Walzenbeanspruchung und einer sich daraus ergebenden geringen
Biegebeanspruchung an den Laufzapfen ein Kernkörper aus einem hypereutektoiden Stahl oder hypoeutektischen Gußeisen mit 1,5 — 2,5% Kohlenstoff verwendet
wird. Wenn der Kohlenstoffgehalt nur bis zu 0,5% beträgt, ist die Härte des die Laufzapfen bildenden
Kernkörpers verringert, wodurch eine aufgerauhte Oberfläche an den Laufzapfen, die in einen Lagerbock
eingepaßt sind, hervorgerufen wird, so daß sich Schwierigkeiten im Betrieb ergeben. Übersteigt jedoch
der Kohlenstoffgehalt des Kernkörpers 23%, so
werden die mechanischen Eigenschaften beeinträchtigt und damit die Zähigkeit verringert., so daß dieses
Material nicht als Walze für ein Gerüst dienen kann, das nicht eine so hohe Belastung bedient Aus diesen
Gründen sollte der Kohlenstoffgehalt im Bereich von 0,5-2^% liegen.
Die chemische Zusammensetzung der Walze wird durch die Walzeneigenschaften, wie z. B. Zähigkeit,
Wärmerißbeständigkeit und Abriebfestigkeit, und andererseits durch in der Herstellung der Walze liegende
Faktoren, wie z. B. Gießbarkeit, Wärmebehandlung und
Eignung zum Schmieden bestimmt Jedoch wird es im Fall einer Nuten aufweisenden Walze, die erfindungsgemäß nach dem Elektroschlackeschweißverfahren hergestellt wird, vor allem erforderlich, daß die Schweißbarkeit des Auftragsschweißmetalls und dessen feinkörniges Gefüge ausgezeichnet sind. Erfindungsgemäß wird
nach dem Schweißen eine Temperbehandlung bei einer Temperatur von 5OO-7OO°C durchgeführt wobei die
Diffusions- und Normalisierbehandlungen, wie sie im Fall der bekannten Herstellung einer gegossenen und
geschmiedeten Walze vorgenommen werdea überflüssig sind, so daß nur das Ergebnis, ob das Gefüge des
durch Schweißen erhaltenen Auftragsschweißmetalls grob oder fein ist die Walzeigenschaften bestimmt
Dementsprechend soll das Gefüge des Auftragsschweißmetalls zum Erzielen ausgezeichneter Walzeigenschaften fein sein.
Das Anstreben ausgezeichneter Walzeigenschaften unter Berücksichtigung der Zusammensetzung des
Auftragsschweißmetalls ergibt eine gewisse Unvereinbarkeit mit der Schweißbarkeit und daher ist es äußerst
schwierig, beide widerstreitenden Faktoren in Einklang zu bringen. Unter diesen Umständen führten die
Erfinder zahlreiche Versuche und Untersuchungen hinsichtlich dieses Problems durch und fanden eine
Zusammensetzung für das Auftragsschweißmetall, die hinsichtlich sowohl der Abriebbeständigkeit als auch der
zum Schweißen gewünschten Erfordernisse befriedigt Insbesondere fanden sie die Zusammensetzung des
Auftragsschweißmetalls mit 1,5-23% Q 0,2-1,0% Si, 03 -1,0% Mn, 03 - 3,0% Cr, 0,2 - 3,0% Mo, 0 - 2,0% V,
Rest im wesentlichen Fe und unvermeidlichen Verunreinigungen als geeignet Die Gründe zur Festlegung der
vorstehenden Zusammensetzung sind folgende:
Kohlenstoff ist ein wichtiges Element, da es eine hohe
Abriebbeständigkeit liefert Wenn der Kohlenstoffgehalt höchstens 13% ist ergibt sich eine verringerte
Abriebfestigkeit während bei einem Kohlenstoffgehalt über 23% eine große Menge eutektischer Karbide
auftritt so daß das Auftragsschweißmetall spröde wird und damit Nachteile, wie z. B. eine verringerte
Beständigkeit gegen Warmrisse und Schweißrisse,
auftreten. Auch wenn Vanadin nicht zugesetzt wird,
lassen sich die im folgenden noch zu beschreibenden Vorteile erreichen. Falls man jedoch Vanadin in Mengen
mit einem geeigneten Verhältnis zum Kohlenstoffgehalt
zusetzt dann entsteht das Karbid VC in feinkörniger Form, wodurch Schweißrisse verhindert und die
Abriebbeständigkeit verbessert werden. Wenn jedoch der Vanadingehalt 2% übersteigt wächst auch die
VC-Menge, während die Zementitmenge rückläufig ist
ίο und das Flächenverhältnis der Karbide einschließlich
VC sinkt so daß sich die Abriebbeständigkeit verschlechtert Silizium wird zwecks Desoxydation
zugesetzt Wenn der Siliziumgehalt höchstens 0,2% ist, erzielt man keinen Vorteil. Falls andererseits der
Siliziumgehalt 1,0% übersteigt ergibt sich eine verschlechterte Zähigkeit des Auftragsschweißmetalls.
Mangan steigert die Härte und reagiert mit Schwefel unter Bildung von MnS, wodurch die Versprödung
durch Schwefel vermieden wird. Wenn der Mangange
halt nur bis zu 03% beträgt erreicht man solche
Vorteile nicht Übersteigt indessen der Mangangehalt 1,0%, ergibt sich eine erhöhte Härtbarkeit mit
gleichzeitiger Verstärkung der Wärmerißneigung. Chrom verbindet sich mit Kohlenstoff unter Karbidbil
dung mit hoher Härte und steigert daher die
Abriebbeständigkeit Wenn der Chromgehalt unter 03% liegt erzielt man diese Vorteile nicht Bei einem
Chromgehalt fiber 3,0% bilden sich kristallisierte Karbide von Klumpenform, die die Zähigkeit und
Wärmerißbeständigkeit verringern und zu einer Schweißrißneigung führen. Molybdän neigt zur Verbindung mit Kohlenstoff unter Karbidbildung hoher Härte
und steigert die Tempererweichungsbeständigkeit, wodurch auch die Abriebbeständigkeit bei hoher
!5 Temperatur verbessert wird. Wenn der Molybdängehalt
unter 0,2% liegt kann man die genannten Vorteile nicht
erwarten. Falls der Molybdängehalt dagegen 3,0% übersteigt ergibt sich eine übermäßig hohe Härte mit
entsprechender Versprödung. Außerdem wird dann die
maschinelle Bearbeitbarkeit stark verringert
Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß der Bereich
der Zusammensetzung des Auftragsschweißmetalls sorgfältig unter Berücksichtigung seiner Walzeigenschaften und seiner Schweißbarkeit bestimmt wurde.
Der Bereich der Zusammensetzung des Auftragsschweißmetalls beim erfindungsgemäßen Verfahren
liegt vorzugsweise von 2,0-2,4% Q 03-0,7% Si,
03-0,7% Mn, 1,0-2,0% Cr, 1,0-13% Mo und von 03 -1.0% V, Rest im wesentlichen Eisen.
so Nun wurden die bekannten gegossenen und geschmiedeten Walzen einem Diffusions- oder Normalisierglühen unterworfen, um das Gußgefüge und die
Gleichmäßigkeit der Zusammensetzung zu verbessern. Im Gegensatz dazu läßt sich erfindungsgemäß, da das
Gefüge der Walze aufgrund der raschen Erstarrung beim ElektroschlackeschweiBen feinkörnig ausgebildet
wird, eine solche Hochtemperaturbehandlung einsparen, und dennoch sind die mechanischen Eigenschaften
erfindungsgemäß hergestellter Walzen denen von
geschmiedeten Walzen bereits dann fiberlegen, wenn
nur die Temperbehandlung zum Spannungsausgleich und zur Einstellung der Härte bei einer Temperatur von
5O0-7öö"C nach dem Schweißen durchgeführt wird.
Da die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellte Walze vor allem zum Warmwalzen
verwendet wird, erhitzt sich die Oberfläche der Walze beim Walzen durch den Kontakt mit dem gewalzten
Material auf eine Temperatur von 500—7000C
Dementsprechend wird, wenn die Anlaßtemperatur
unter 5000C liegt, die Oberfläche der Walze während
des Warmwalzbetriebs getempert, so daß Abrieb auftritt. Außerdem werden die Restspannungen in
geringerem Maß abgebaut, so daß eine Bruchgefahr
infolge des Einflusses der gleichzeitigen Wärniebelastung
während des Betriebs entsteht Aus diesen Gründen soll die Tempertemperatur nicht unter 500°C
liegen. Wenn jedoch die Wärmebehandlungstemperatur 700° C übersteigt, wird zwar die Zähigkeit verbessert,
doch statt dessen die Härte verringert, so daß wieder die
Abriebbeständigkeit verschlechtert wird. Daher wird die Tempertemperatur auf höchstens 700°C begrenzt.
Wie vorstehend gezeigt wurde, hat man die genannte Zusammensetzung bestimmt, um bei dem Auftragsschwermetall
die gewünschte Schweißbarkeit und die gewünschten Walzeigenschaften bei bzw. nach dem
Auftragen dieses Metalls auf die Oberfläche der Walze aus einem hypereutektoiden Stahl oder hypoeutektischen
Gußeisen mit hohem Kohlenstoffgehalt, d. h. von 1,5-2,5% zu erzielen. Zur Verbesserung der Eigenschaften
des Auftragsschweißmetalls daraus ist es unerläßlich, daß das Gefüge des Auftragsschweißmetalls
sehr feinkörnig ist und man den Bereich der Abkühlungsgeschwindigkeit des Auftragsschweißmetails
begrenzt
Die F i g. 7 und 8 basieren auf den Versuchsergebnissen
zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen der radialen Dicke des Auftragsschweißmetalls und dessen
Kristallkomgröße. Mit anderen Worten wurde gefun- jo den, daß sich im Fall einer radialen Dicke des
Auftragsschweißmetalls von unter '/)0 des ursprünglichen
Durchmessers des Kernkörpers eine Kristallkomgröße von höchstens 200 (im ergibt Falls jedoch die
radiale Dicke des Auftragsschweißmetalls unter :,!0 mm 3s
liegt, berührt die abschmelzbare Elektrode den Kernkörper
und verbindet damit einen stetig ablaufenden Schweißvorgang. Deshalb soll das Auftragsschweißen
nach der vorliegenden Erfindung eine radiale Dicke des Auftragsschweißmetalls über 20 mm, jedoch unter Vi0
des Durchmessers des Kernkörpers ergeben, um ein ausreichend feinkörniges Gefüge und somit ausgezeichnete
Walzeigenschaften zu erzielen.
Der Grund, weshalb die nach dem Elektroschlackeschweißen
erhaltene Kristallkomgröße im Vergleich « mit der der bekannten geschmiedeten oder gegossenen
Walzen so fein ist, läßt sich dadurch erklären, daß eine
abschmelzbare Elektrode in einer Schlackenschrnelze geschmolzen und dann im Kernkörper sowie in der
Wasserkühlkupferplatte absorbiert wird, ohne daß sie
der Atmosphäre ausgesetzt ist, worauf die schnelle Erstarrung folgt
Es soll nun eine beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Stauklappe im Zusammenhang mit den
F i g. 12 bis 15 erläutert werden.
Wie F i g. 12 zeigt, ist die Startklappe mit einer horizontalen Bodenseite versehen (wobei die übrigen
Teile von irgendeiner geeigneten Form sein können), während die im ersten Teil flache Oberseite 13 in einen
geneigten oder Hangoberflächenteil 8 fibergeht So hat t>o bei Verwendung der Startklappe 2 die Form eines
abgeschiedenen Metalls im Schweißbeginnbereich eine entsprechend geneigte Oberfläche ίί (Fig. 14), die im
Gegeriuhrzeigersinn gerichtet ist Andererseits wird beim Auftragen des Schweißabschhißteils, wie Fig. 15 es
zeigt, nach der Drehung des Kemkörpers I eine Kupferplatte 9 von U-Querschnitt verwendet Dabei
dient die geneigte Oberflache 11 des abgeschiedenen Metalls 7 dazu, zu bewirken, daß die Schlacke 6 aufwärts
fließt, wodurch die Qualität im Inneren der Verbindungsstelle zwischen den beiden Enden des Auftragsschweißmetalls
7 verbessert wird.. Weiter besteht die Startklappe 2 aus Graphit. Graphit hat eine gute
elektrische Leitfähigkeit, so daß ein Lichtbogen zwischen der Klappe 2 und einem abschmelzenden
Elektrodendraht wie im Fall der Eisenstartklappe erzeugt werden kann. Zusätzlich weist Graphit eine
gute Ablösbarkeit vom Auftragsschweißmetall 7 auf, so
daß die Startklappe 2 gemäß der Erfindung ohne weiteres vom Auftragsschweißmetall 7 entfernbar ist.
Da die Startklappe gemäß der Erfindung eine größere Wärmeisolierwirkung im Vergleich mit einer Stahlstartklappe
verschafft, zeigt sie einen Wärmespeichereffekt im Anfangsstadium des Schweißens, wodurch das
Eindringen eines abgeschiedenen Metalls 5 bzw. 7 in die Oberfläche des Kemkörpers 1 verbessert wird.
Es soll nun anhand der Fig. 16 bis 18 beschrieben werden, wie mit dem Schweißen begonnen wird.
Erfindungsgemäß wird zu Beginn des Schmelzens, wie Fig. 16 zeigt, ein Lichtbogen zwischen dem
abschmelzbaren Elektrodendraht 3 und der Startklappe 2 erzeugt, und dann wird (nicht dargestelltes) Flußmittel
zugefügt und mittels der Hitze vom Lichtbogen in geschmolzene Schlacke umgewandelt, wonach die
Zuführung des abschmelzbaren Elektrodendrahtes 3 unterbrochen wird. Dann taucht man eine nichtabschmelzende
Elektrode 12, wie z. B. Wolfram oder Graphit, wie Fig. 17 zeigt, in die Schlackenschmelze 6
ein. Die Schlackenschmelze wird unter Verwendung der nichtabschmeizenden Elektrode 12 auf hoher Temperatur
gehalten. In diesem Zustand wird die Oberfläche des Nutenteils im Kernkörper mittels der geschmolzenen
Schlacke 6 ausreichend erhitzt. Man verhindert dabei ein unerwünschtes Schmelzen im Kernkörper 1.
Anschließend wird die Zuführung des abschmelzenden Elektrodendrahtes 3 wieder begonnen und, wie F i g. 18
zeigt die nichtabschmelzende Elektrode 12, wie Wolfram oder Graphit aus der Schlackenschmelze 6
entfernt So kann eine ausreichende Erhitzung des Kemkörpers 1 u. dgL sowohl zu Beginn als auch zum
Abschluß des Schweißens erzeugt werden, so daß sich ein vollständiges Zusammenschmelzen zwischen dem
Kernkörper 1 und dem Auftragsschweißmetall 7 ergibt und dadurch Schweißfehler, wie Rißbildung, vermieden
werden.
Im übrigen enthält das Auftragsschweißmetall 7 einen Teil der Zusammensetzung des Kemkörpers 1 und des
abschmelzbaren Elektrodendrahtes 3, so daß die Zusammensetzung des Drahtes 3 justiert werden sollte,
um unter Berücksichtigung der Schweißbedingungen eine gewünschte Zusammensetzung des abgeschiedenen
Metalls zu erhalten. Ein bevorzugter abschmelzbarer Elektrodendraht kann ein zusammengesetzter
Draht sein, in dem pulverförmige Anteile von C, Si, Cr,
Mo und erforderlicher Legierung in ein Mantelband eingefüllt sind.
Es sollen nun einige Beispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben werden:
Zunächst wird, wie in den Fig.9 und 10 gezeigt ist
der Kernkörper 1 horizontal angeordnet; eine Startkiappe 2 aus Graphit gemäß F i g. 12 wird unter einem
rechten Winkel zur Oberfläche der Kernkörper Nr. a, b, c gemäß der Tabelle 1 angebracht; ein Lichtbogen wird
zwischen dem flachen Teil 13 der Startklappe 2 und dem abschmelzenden Elektrodendraht 3 erzeugt; und dann
wird der (nicht dargestellte) Flußmittelzusatz durch die
Hitze vom Lichtbogen in eine Schlackenschmeize 6 umgewandelt. Danach wird die Zuführung des abschmelzenden
Elektrodendrahtes 3 unterbrochen; man läßt einen elektrischen Strom von 20 V, 200A für 10
Sekunden durch die nichtabschmelzende Elektrode 12 fließen, deren Spitze inzwischen in die Schlackenschmeize
6 eingetaucht wurde, so daß die Schlackenschmelze 6 mittels der durch den über die nichtabschmelzende
Elektrode 12 durch die Schlackenschmeize 6 fließenden Strom erzeugten Jouleschen Wärme auf
hoher Temperatur gehalten wird, wodurch man eine ausreichende Erhitzung der Oberflächen der Nutteile
erreicht. Dann wird der abschmelzende Elektrodendraht 3 wieder in die Schlackenschmeize 6 e'irgeführt, so
daß dieser Draht mittels der Jouleschen Wärme aufgrund des durch die Schlackenschmeize 6 fließenden
elektrischen Stroms geschmolzen wird, wie Fig. 11 zeigt, wodurch sich geschmolzenes Metall 5 bildet. Die
Metallschmelze 5 wird unter dem Einfluß der Kühlwirkung der Wasserkühlkupferplatte 4 und des Kernkörpers
1 zum Auftragsschweißmetall 7 der Typen A bis H in der Tabelle 2. Wenn das abgeschiedene Metall
gebildet ist, wird die Startklappe 2 zwecks Entfernung etwas angehoben. Im Laufe der Drehung des Kernkör-
20
pers 1 wird, wenn das Auftragsschweißmetall 7 bis zu der Stellung gemäß Fig. 15 ausgebildet ist. eine
zusätzliche Kupferplatte 9 an der Oberfläche des Kernkörpers unter Einfassen des abschmelzenden
tlektrodciidrahtes 3 angebracht, um das Auftragsschweißmetall
zum Abschluß des Schweißens aufzubringen. Dann fließt die Schlackenschmeize 6 längs der
geneigten Fläche U (Fig. 11) des zuerst abgeschiedenen Metalls 7 aufwärts und bleibt innerhalb der
Kupferplatte 9, womit das Auftragsschweißen beendet wird.
Anschließend wird die Wärmebehandlung auf die genannte Adamit-Walze bei einer Temperatur von
500-7000C zum Einstellen der Härte und zur
Beseitigung von Spannungen angewendet, und die Nutenteile werden einer Endbearbeitung unterworfen,
so daß die Herstellung der Walze beendet ist.
Unter Hinweis auf die Tabellen 1 und 2 ist zu erwähnen, daß Auftragsschweißmetalle A, E in der
Tabelle 2 auf einem Kernkörper a in der Tabelle 1, Auftragsschweißm :talle B, F auf dem Kernkörper b und
Auftragsschweißmetalle C, D, G, H auf dem Kernkörper c gebildet wurden.
Kernkörper
Abmessungen
des Kernkörpers
des Kernkörpers
(mm)
Nutteil
Breite χ Tiefe
(mm)
Chemische Zusammensetzungen (%) | Si | Mn | Ni | Cr | Mo | Härte |
C | 0,51 0,47 0,56 |
0,64 0,78 0,81 |
0,32 0,41 0,78 |
0,48 0,70 1,20 |
0,21 0,19 0.28 |
(Hs) |
0,78 1,20 1,50 |
34 40 46 |
470 0 χ 900'
510 0 χ 1300>
540 0 χ 1500"
510 0 χ 1300>
540 0 χ 1500"
Kastentyp 200 χ 50
Diamanttyp 215 χ 70
Kastentyp 200 χ 70
Diamanttyp 215 χ 70
Kastentyp 200 χ 70
Sch weißbedingungen | Spannung | Vorschub | Chemische Zusammensetzung | Cr | Mo | V |
Strom | (V) | (mm/min) | C Si Mn Ni | |||
(A) | ||||||
A | 350 ±50 | 35-40 | Strom | Spannung | 30 | Härte | 1,50 | 0,31 | 0,75 | — | 1,26 | 0,84 | — |
B | 350 ± 50 | 35-40 | (A) | (V) | 30 | 1,72 | 0,42 | 0,78 | — | UO | 0,78 | — | |
C | 350 ± 50 | 35-40 | 350 ±50 | 35—40 | 30 | 2,00 | 0,41 | 0,80 | — | 1,21 | 0,71 | — | |
D | 350 ± 50 | 35-40 | 350 ± 50 | 35-40 | 30 | (Hs) | 2,50 | 0,51 | 0,79 | — | 1,31 | 0,83 | — |
E | 350 ± 50 | 35-40 | 350 ±50 | 35-40 | 30 | 40 | 1,50 | 0,51 | 0,76 | — | 1,04 | 1,01 | 0,26 |
F | 350 ± 50 | 35-40 | 350 ±50 | 35—40 | 30 | 41 | 1,70 | 0,60 | 0,42 | — | 2,01 | 0,83 | 0,82 |
G | 350 ± 50 | 35-40 | 350 ±50 | 35-40 | 30 | 47 | 2,10 | 0,64 | 0,64 | — | 1,09 | 1,23 | 0,92 |
H | 350 ± 50 | 35-40 | 350±50 | 35—40 | 30 | 52 | 2,50 | 0,71 | 0,81 | — | 2,10 | 1,02 | 0,98 |
Tabelle 2 (Fortsetzung) | 350 ±50 | 35-40 | 40 | ||||||||||
Schweißbedingungen | 350 ±50 | 35-40 | 43 | Mechanische | Eigen- | Kristall | Auftrags | Wärme | |||||
45 | schäften | korngröße | dicke | behandlung | |||||||||
Vorschub | 49 | Zug festigkeit |
|||||||||||
(mm/min) | (kg/mm2) | Dehnung | (μ™) | (mm) | ( C · h) | ||||||||
A | 30 | 78 | (%) | 120 | 40 | 650 · 20 | |||||||
B | 30 | 72 | 2,4 | 120 | 40 | 650 - 20 | |||||||
C | 30 | 68 | 2,0 | 120 | 40 | 650-20 | |||||||
D | 30 | 61 | 1,5 | 120 | 40 | 630 · 20 | |||||||
E | 30 | 81,6 | 1,2 | 120 | 40 | 650 · 20 | |||||||
F | 30 | 80 | 2,6 | 120 | 40 | 650-20 | |||||||
G | 30 | 76 | 2,1 | 120 | 40 | 650-20 | |||||||
H | 30 | 78 | 2,15 | 120 | 40 | iwn - on | |||||||
2.0 | |||||||||||||
25 Γ3 763
Si
Mn Ni Cr
J4
Kristall- Aufkorn- tragsgröBe dicke
Wärmebehand
lung
Härte ' Mechanische
Eigenschaften
Mo V Zug- Deh-
festigkeit nung
(Hs) (kg/mm*) (%) (um) (mm) (0C - h)
I Schmiedestück 1,78 0,64 0,81 0,78 1,10 0,50 - 41 60 2,5 400
] Gußstück 1,71 0,64 0,81 0,30 1,27 0,60 — 40 50 0,3 600
630-20
630 · 20
630 · 20
Wie man der Tabelle 2 entnimmt, wurde gefunden,
daß die Walzen mit Auftragsschweißmetallen A bis H gemäß der Erfindung denen der nach den bekannten
Verfahren erhaltenen Walzen I und J überlegene mechanische Eigenschaften aufweisen.
Wie die F i g. 1 und 2 zeigen, ist das Feingefüge der Walze (Tabelle 2, B) gemäß der Erfindung viel feiner als
das der bekannten Walze (Tabelle 2, J), die der Wärmebehandlung unterworfen wurde und im wesentlichen
die gleiche Zusammensetzung aufweist
Wie am besten in F i g. 3 ersichtlich ist, weisen die
Walzen B, F gemäß der Erfindung eine etwa 3- bis 6mal so hohe Abriebfestigkeit wie die der nach dem Stand der
Technik erhaltenen Walzen I, J auf.
Wie die Fig.4 bis 6 zeigen, sind die Walzen gemäß
der Erfindung im Vergleich mit den nach dem Stand der
Technik erhaltenen Walzen nicht warmrißanfällig.
Alternativ fällt unter die Auftragsschweißmetalle mit
14 bis 2^% C gemäß der Erfindung eines, das die in der
Tabelle 3 angegebene Zusammensetzung hat und
erhöhte Anteile von Mn, Cr u. dgl. neben Nb und W.
enthält, womit die Aushärtbarkeit verbessert wird.
Auch in diesem Fall soll die Dicke des Auftragsschweißmetalls
im Bereich von 20 mm bis Vio des ursprünglichen Durchmessers des Kernkörpers sein.
Schweißbedingungen | Spannung | Vorschub | Chemische | Zusammensetzung | Cr | Mo | Nb | W | Härte |
Strom | (V) | (mm/min) | C Si | Mn Ni | |||||
(A) | (Hs) | ||||||||
350 ± 50
350 ± 50
350 ± 50
350 ± 50
350 ± 50
350 ± 50
350 ± 50
35-40
35-40
35-40
35-40
35-40
35-40
35-40
30
30
30
30
30
30
30
1,52 0,90 147
1,78 0,96 1,63
2,12 0,98 138
2,46 0,92 1,47
6,01 1,24 2,07 1,72 68
8,52 1,66 1,83 2,05 70
10,03 2,37 1,96 2,48 72
15,68 2,82 2,01 3,03 74
(kg/mm*) (%)
(mm)
Wärmebehandlung
(0C · h)
85
83
88
90
83
88
90
1,6
1,5
1,2
1,0
1,5
1,2
1,0
120
120
120
120
120
120
120
40
40
40
40
40
40
40
500-20
500 · 20
500 · 20
500 · 20
500 · 20
500 · 20
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Wie weiter oben beschrieben wurde, läßt sich die Überlegenheit der Walzeigenschaften der nach dem
erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Walze im Vergleich mit den nach dem Stand der Technik
erzeugten Walzen den Tatsachen zuschreiben, daß das Kristallgefüge äußerst feinkörnig ist und ihre mechanischen
Eigenschaften, insbesondere ihre Dehnung, ausgezeichnet sind.
Die Wirkungen und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Walze sind folgende:
(1) Eine Walze mit viel feinerem Mikrogefüge als dem
einer nach dem Stand der Technik geschmiedeten oder gegossenen Walze läßt sich erzeugen.
(2) Als Ergebnis läßt sich eine Walze mit überlegener Abriebbeständigkeit gegenüber der nach dem Stand der
Technik durch Schmieden oder Gießen erzeugten Walze herstellen.
(3) Die mechanischen Eigenschaften der Walze
gemäß der Erfindung sind bei gleichzeitiger Verbesserung der Beständigkeit gegenüber Warmrißneigung
verbessert
Demgemäß vermag die Erfindung eine Walze und eir Verfahren zu deren Herstellung zu bieten, die vor
ausgezeichneter Abriebbeständigkeit und Beständigkeil gegenüber Warmrissen ist, wodurch eine doppelt se
hohe Walzenausbeute oder -dauerhaftigkeit wie jene erzielbar ist, die mit einer nach dem Stand der Technik
hergestellten Walze erreichbar war. Außerdem lasser sich, wenn es erforderlich ist, eine Abriebbeständigkeil
und Warmrißbeständigkeit für eine oder mehrere bestimmte Nuten der Gesamtzahl von Nuten in der
Walze zu schaffen, diese bestimmte Nut oder bestimmte
ten Nuten mit einem Auftragsschweißmetall nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugen, so daß dieses
Verfahren für die Industrie von großem Wert sein dürfte.
Hierzu 7 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Verfahren zur Herstellung einer Walze mit einer oder mehreren Umfangsnuten, gemäß dem
man einen Kernkörper mit einer oder mehreren Umfangsnuten in seiner Umfangsfläche horizontal
anordnet, einen abschmelzenden Elektrodendraht unter Drehen des Kernkörpers in die Nuten einführt
und dabei nach einem Eiektroschlackeschweißverfahren
einen Schweißmetallauftrag auf den Oberflächen der Nuten erzeugt, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kernkörper (1) aus Gußstahl, einem hypereutektoiden Stahl oder einem hypoeutektoiden
Gußeisen mit 0,5 bis 2£% C besteht, der
Schweißmetallauftrag (7) aus 1,5 bis 2,5% C, 0,2 bis
1,0% Si, 0,5 bis 1,0% Mn, 0,5 bis 3,0% Cr, 0,2 bis 3,0%
Mo, Rest im wesentlichen Fe und unvermeidlichen Verunreinigungen besteht und der Körper nach dem
Elektroschlackeschweißverfahren einer Wärmebehandlung im Temperaturbereich von 500 bis 7000C
unterzogen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schweißmetallauftrag (7) zusätzlich
bis zu 2,0% V enthält
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schweißmetallauf trag (7) in
einer radialen Dicke im Bereich von 20 mm bis 1Ao
des ursprünglichen Durchmessers des Kernkörpers (1) erzeugt wird. jo
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man zum Elektroschlackeschweißen
beim Schweißbeginn eine Startjclappe (2) aus Graphit mit einer, im Querschnitt des
Kernkörpers (1) gesehen, aufwärts zum Außenumfang des Kernkörpers schräg ansteigenden Oberseite
(8) verwendet.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man Flußmittel in
,geschmolzene Schlacke (6) umwandelt, indem man
einen abschmelzenden Elektrodendraht (3) zum Beginn oder Abschluß des Schweißens verwendet,
die Zufuhr dieses Elektrodendrahtes danach unterbricht, die Schlackenschmelze (6) für eine bestimmte
Zeitdauer unter Verwendung einer nichtSchmelzenden Elektrode (12), z. B. aus Wolfram oder Graphit,
auf hoher Temperatur hält und anschließend das Schweißen wieder unter Verwendung eines abschmelzenden
Elektrodendrahtes (3) fortse tzt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1,4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Auftragsischweißmetall
(7) 2,0 bis 2,4% C, 0,5% bis 0,7% Si, 0,5 bis 0,7% Mn, 1,0 bis 2,0% Cr, 1,0 bis 1,5% Mo und 0,5
bis 1,0 V enthält.
55
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3438374A JPS50131835A (de) | 1974-03-29 | 1974-03-29 | |
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Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2513763A1 DE2513763A1 (de) | 1975-10-09 |
DE2513763B2 DE2513763B2 (de) | 1978-04-06 |
DE2513763C3 true DE2513763C3 (de) | 1978-11-30 |
Family
ID=27459921
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2513763A Expired DE2513763C3 (de) | 1974-03-29 | 1975-03-27 | Verfahren zur Herstellung einer Walze mit einer oder mehreren Umfangsnuten |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4000010A (de) |
AU (1) | AU475562B2 (de) |
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GB (1) | GB1501132A (de) |
SE (1) | SE7503631L (de) |
Families Citing this family (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE439496B (sv) * | 1976-06-25 | 1985-06-17 | Kubota Ltd | Anvendning av ett adamitmaterial till valsar for valsverk |
US4402743A (en) | 1979-04-23 | 1983-09-06 | Cannon-Muskegon Corportion | Consumable molding process for super alloys |
US4610073A (en) * | 1982-12-06 | 1986-09-09 | Combustion Engineering, Inc. | Trimetal pulverizer roll and a method of manufacture thereof |
GB8312693D0 (en) * | 1983-05-09 | 1983-06-15 | Darchem Ltd | Composite metal articles |
FR2548569B1 (fr) * | 1983-07-08 | 1986-12-26 | Prunier Robert | Procede pour revetir une surface metallique par un metal d'apport par arc electrique et appareil pour la mise en oeuvre de ce procede |
US4726417A (en) * | 1986-09-12 | 1988-02-23 | Hitachi Metals, Ltd. | Adamite compound roll |
DE3717257A1 (de) * | 1987-05-22 | 1988-12-01 | Krupp Gmbh | Verfahren zum herstellen einer verbundwalze |
JP2523009B2 (ja) * | 1989-02-23 | 1996-08-07 | 株式会社小松製作所 | プラズマ切断方法及びそのプラズマ切断装置 |
US5081760A (en) * | 1989-06-26 | 1992-01-21 | Hitachi, Ltd. | Work roll for metal rolling |
JPH05154514A (ja) * | 1991-12-05 | 1993-06-22 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 圧延用孔型ロール及びそのロール本体の製造方法 |
FR2708886B1 (fr) * | 1993-08-11 | 1995-11-03 | Creusot Loire | Procédé de fabrication d'une pièce métallique résistant à l'abrasion par un fluide et pièce métallique obtenue. |
SE9603486D0 (sv) * | 1996-09-23 | 1996-09-23 | Hoeganaes Ab | Surface coating method |
EP0913212A4 (de) * | 1997-03-21 | 2002-03-27 | Kawasaki Steel Co | Verbundwalze für dünnes kaltgewalztes stahlband und verfahren zu ihrer herstellung |
US6110301A (en) * | 1998-07-21 | 2000-08-29 | Stoody Company | Low alloy build up material |
US6232000B1 (en) | 1998-08-28 | 2001-05-15 | Stoody Company | Abrasion, corrosion, and gall resistant overlay alloys |
US6127644A (en) * | 1999-04-27 | 2000-10-03 | Stoody Company | Electroslag surfacing using wire electrodes |
AT506674B9 (de) | 2008-04-22 | 2010-10-15 | Siemens Vai Metals Tech Gmbh | Rolle zum stützen und transportieren von heissem gut, verfahren zur herstellung der rolle, verfahren zur wiederherstellung einer abgenützten rolle, schweisszusatzwerkstoff und schweissdraht zur herstellung einer auftragsschweissung |
US9044807B2 (en) * | 2012-04-02 | 2015-06-02 | Hitachi Metals, Ltd. | Centrifugally cast composite roll and its production method |
EP3677354B1 (de) * | 2018-01-31 | 2023-10-04 | Proterial, Ltd. | Verbundwalze aus hartmetall |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3109918A (en) * | 1961-03-21 | 1963-11-05 | Automatic Welding Company | Roller resurfacing machine |
BE649738A (de) * | 1963-06-25 | |||
US3231430A (en) * | 1964-12-28 | 1966-01-25 | Titanium Metals Corp | Conditioning ingots |
US3718956A (en) * | 1971-10-07 | 1973-03-06 | Hitachi Metals Ltd | Built-up sleeve roll for rolling and method of making the same |
-
1975
- 1975-03-18 US US05/559,530 patent/US4000010A/en not_active Expired - Lifetime
- 1975-03-21 AU AU79359/75A patent/AU475562B2/en not_active Expired
- 1975-03-25 GB GB12437/75A patent/GB1501132A/en not_active Expired
- 1975-03-27 DE DE2513763A patent/DE2513763C3/de not_active Expired
- 1975-03-27 SE SE7503631A patent/SE7503631L/xx unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB1501132A (en) | 1978-02-15 |
US4000010A (en) | 1976-12-28 |
DE2513763A1 (de) | 1975-10-09 |
AU475562B2 (en) | 1976-08-26 |
DE2513763B2 (de) | 1978-04-06 |
AU7935975A (en) | 1976-08-26 |
SE7503631L (de) | 1975-09-30 |
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