DE2513763C3 - Verfahren zur Herstellung einer Walze mit einer oder mehreren Umfangsnuten - Google Patents

Verfahren zur Herstellung einer Walze mit einer oder mehreren Umfangsnuten

Info

Publication number
DE2513763C3
DE2513763C3 DE2513763A DE2513763A DE2513763C3 DE 2513763 C3 DE2513763 C3 DE 2513763C3 DE 2513763 A DE2513763 A DE 2513763A DE 2513763 A DE2513763 A DE 2513763A DE 2513763 C3 DE2513763 C3 DE 2513763C3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
welding
core body
roller
weld metal
metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE2513763A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2513763A1 (de
DE2513763B2 (de
Inventor
Yasuhiro Sekimoto
Kazuhiko Sonomoto
Norimitsu Takano
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP3438374A external-priority patent/JPS50131835A/ja
Priority claimed from JP5453974A external-priority patent/JPS50146553A/ja
Priority claimed from JP13619474A external-priority patent/JPS5162138A/ja
Priority claimed from JP13620774A external-priority patent/JPS5162124A/ja
Application filed by Hitachi Metals Ltd filed Critical Hitachi Metals Ltd
Publication of DE2513763A1 publication Critical patent/DE2513763A1/de
Publication of DE2513763B2 publication Critical patent/DE2513763B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2513763C3 publication Critical patent/DE2513763C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K25/00Slag welding, i.e. using a heated layer or mass of powder, slag, or the like in contact with the material to be joined
    • B23K25/005Welding for purposes other than joining, e.g. built-up welding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B27/00Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B23K35/3053Fe as the principal constituent
    • B23K35/306Fe as the principal constituent with C as next major constituent, e.g. cast iron
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10S428/922Static electricity metal bleed-off metallic stock
    • Y10S428/923Physical dimension
    • Y10S428/924Composite
    • Y10S428/925Relative dimension specified
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49544Roller making
    • Y10T29/49565One-piece roller making
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12771Transition metal-base component
    • Y10T428/12861Group VIII or IB metal-base component
    • Y10T428/12951Fe-base component
    • Y10T428/12958Next to Fe-base component

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-
Tabelle 1
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
(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"
Kastentyp 200 χ 50
Diamanttyp 215 χ 70
Kastentyp 200 χ 70
Tabelle 2
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
Herstellungsart Chemische Zusammensetzung
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
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.
Tabelle 3
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
35-40
35-40
35-40
35-40
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
Mechanische Eigenschaften Zugfestigkeit Dehnung
(kg/mm*) (%)
Kristallkorngröße Auftragsdicke
(mm)
Wärmebehandlung
(0C · h)
85
83
88
90
1,6
1,5
1,2
1,0
120
120
120
120
40
40
40
40
500-20
500 · 20
500 · 20
500 · 20
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)

Patentansprüche:
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
DE2513763A 1974-03-29 1975-03-27 Verfahren zur Herstellung einer Walze mit einer oder mehreren Umfangsnuten Expired DE2513763C3 (de)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3438374A JPS50131835A (de) 1974-03-29 1974-03-29
JP5453974A JPS50146553A (de) 1974-05-17 1974-05-17
JP13619474A JPS5162138A (en) 1974-11-29 1974-11-29 Rooruno seizoho
JP13620774A JPS5162124A (en) 1974-11-29 1974-11-29 Rooruno seizoho

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)
DE (1) DE2513763C3 (de)
GB (1) GB1501132A (de)
SE (1) SE7503631L (de)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

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

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2513763C3 (de) Verfahren zur Herstellung einer Walze mit einer oder mehreren Umfangsnuten
EP2663411B1 (de) Verfahren zum herstellen eines warmgewalzten stahlflachprodukts
EP2012961B1 (de) Verfahren zur aufschweissung einer einzigen nutzschicht auf einen grundwerkstoff unter verwendung mehrerer fülldrahtelektroden, metallpulver und schweisspulver
DE2741626A1 (de) Verfahren zum versehen von stahl mit einer harten oberflaeche
DE4019845C2 (de) Verfahren zur Herstellung einer Arbeitswalze für ein Metallwalzwerk
DE2553349B2 (de) Hochfestes Niedertemperatur-Stahlrohr
DE10046181C2 (de) Verfahren zum Herstellen eines überwiegend aus Mn-Austenit bestehenden Stahlbands oder -blechs
DE1937974A1 (de) Verbundgusswalze
DE2227043A1 (de) Einteiliger ring aus einstueckigem metall unterschiedlicher zusammensetzung und verfahren zu seiner herstellung
DE3236268C2 (de) Verschleißfeste Gußeisenlegierung
DE2635743A1 (de) Verfahren zum lichtbogenschweissen unter rueckseitiger kuehlung zur herstellung hochzaeher, geschweisster stahlrohre mit hohem durchmesser
DE102009025197B4 (de) Verfahren zur Herstellung von Verbundmetall-Halbzeugen
DE10011758A1 (de) Verfahren zur Herstellung von dünnwandigen Bauteilen aus Stahl und danach hergestellte Bauteile
DE2921555A1 (de) Verbrauchbare schweisselektrode, verfahren zum elektro-schlacke-schweissen und elektro-schlacke-schweissgut
WO2020201352A1 (de) Warmgewalztes stahlflachprodukt und verfahren zu seiner herstellung
DE2553402A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung von verbundwalzen
DE3203193A1 (de) Rollenmaterial
DE1814112A1 (de) Verfahren zur Herstellung aufgeschweisster Walzen fuer Walzwerke zur Verformung von Metallen
DE69629720T3 (de) Endlose gu walze hergestellt durch zusatz von niob
DE3910603C2 (de)
EP0448791B1 (de) Schweissmetallegierung hoher Streckgrenze und Verfahren zur Ablagerung derselben
DE2629744C3 (de) Auftragsschweißgut und seine Verwendung
DE2238688A1 (de) Sich verbrauchendes schweisszusatzmaterial und verfahren zu dessen herstellung
DE2406252B2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Stranggießen und Weiterverarbeiten des gegossenen Strangs
DE1964751B2 (de) Lichtbogen-SchweiBverfahren mit hoher Kerbschlagzähigkeit in der Nahtübergangszone und Elektrode hierfür

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
EHJ Ceased/non-payment of the annual fee