RU2781927C1 - Способ восстановления подушек опорных валков - Google Patents
Способ восстановления подушек опорных валков Download PDFInfo
- Publication number
- RU2781927C1 RU2781927C1 RU2022110905A RU2022110905A RU2781927C1 RU 2781927 C1 RU2781927 C1 RU 2781927C1 RU 2022110905 A RU2022110905 A RU 2022110905A RU 2022110905 A RU2022110905 A RU 2022110905A RU 2781927 C1 RU2781927 C1 RU 2781927C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stage
- layer
- restored
- coatings
- layers
- Prior art date
Links
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000005422 blasting Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 39
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims description 5
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 5
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- -1 nickel-aluminum Chemical compound 0.000 claims description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 3
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 3
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 3
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N tin hydride Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 abstract description 11
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 abstract description 3
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 abstract description 3
- 238000007788 roughening Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 9
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 9
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 6
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 5
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 4
- 230000001070 adhesive Effects 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 3
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 2
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 2
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000004372 laser cladding Methods 0.000 description 1
- 238000011068 load Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для ремонта подушек опорных валков станов горячей и холодной прокатки. Способ восстановления подушек опорных валков включает стадию подготовки восстанавливаемой поверхности с очисткой поверхности, обезжириванием, механической обработкой поверхности, приданием шероховатости поверхности, дробеструйной обработкой поверхности и защитой поверхностей детали, не подлежащих металлизации, стадию нанесения слоев покрытий с предварительным нагревом подушки опорного валка, нанесением подготовительного и основного слоев способом электродуговой металлизации (ЭДМ) и стадию механической обработки покрытий до проектного размера. Технический результат предлагаемого изобретения заключается в увеличении стойкости подушек опорных валков прокатных станов. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для ремонта подушек опорных валков станов горячей и холодной прокатки.
Опорным узлам (подушкам и подшипникам) прокатных валков приходится работать в чрезвычайно тяжелых условиях, это:
- высокие удельные нагрузки, связанные с большой величиной прокатки;
- ударный характер приложения нагрузки и большие амплитуды ее колебания;
- высокие числа оборотов валков у отдельных клетей, особенно чистовой группы;
- большая загрязненность окружающей среды (вода, окалина);
- высокая температура, передающаяся от нагретого проката.
Все это негативно влияет на эксплуатацию оборудования. За время эксплуатации рабочие поверхности подушек опорных валков подвергаются износу и в конечной степени подушка опорного валка подлежит выбраковке.
Ранее восстановление подушек опорных валков проводилось с помощью электродуговой наплавки с последующей обработкой на расточном станке. Но у данного способа есть несколько минусов:
- не обеспечивается требуемая стойкость восстановленных поверхностей;
- при термическом воздействии в процессе наплавки происходит деформация конструкции подушки;
- изменяются физические свойства металла на границе наплавленного слоя.
По итогу стойкость такого слоя не превышала 6 месяцев эксплуатации.
Известен метод лазерного ремонта посадочного места подшипника прокатного стана, включающий определение поверхности гнезда подшипника прокатного стана, проведение механической очистки посадочного места подшипника прокатного стана, подготовку материала для лазерной наплавки для проведения ремонта посадочного места подшипника прокатного стана и выполнение механической обработки посадочного места подшипника прокатного стана. Обеспечивается улучшение коррозионной стойкости и износостойкости посадочного места подшипника прокатного стана [CN №108048836, IPC C23C 024/10, 2017].
Недостатком данного способа является ограничение по размеру толщины восстановленного слоя (от 0,1 до 5,0 мм).
Наиболее близким аналогом выбранным в качестве прототипа к заявляемому техническому решению является способ восстановления посадочных отверстий, включающий проведение пескоструйной обработки в изоляции от окружающей среды, нанесение многослойного покрытия концентрическими волнистыми слоями из материалов с различными физико-механическими свойствами и заканчивающийся окончательной обработкой металлизированного слоя шлифованием лепестковым шлифовальным кругом концентрическими слоями, соосными неизношенной базовой поверхности. Повышается экономичность ремонта оборудования и его качество [SU №1542765, МПК B23P 6/00, 1990].
Недостатком данного способа является сложность соблюдения требований к геометрическим параметрам восстановленных посадочных мест, в связи с использованием в качестве механической обработки - обработку шлифовальным кругом. Невозможность использования данной технологии для восстановления отверстий с повышенными требованиями к точности формы (профилю продольного сечения, цилиндричности, конусности и т.д.).
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в увеличении стойкости подушек опорных валков прокатных станов.
Технический результат достигается тем, что способ восстановления подушек опорных валков включает стадию подготовки восстанавливаемой поверхности с очисткой поверхности, обезжириванием, механической обработкой поверхности, приданием шероховатости поверхности, дробеструйной обработкой поверхности и защитой поверхностей детали, не подлежащих металлизации, стадию нанесения слоев покрытий с предварительным нагревом подушки опорного валка, нанесением подготовительного и основного слоев способом электродуговой металлизации (ЭДМ) и стадию механической обработки покрытий до проектного размера.
Предварительный нагрев подушки может осуществляться до температуры 50 - 110°C.
Подготовительный слой может быть выполнен из никель-алюминиевого сплава.
Основной слой может иметь следующий состав, мас.%: медь 48,0-54,0; никель 22,0-28,0; кремний 3,0-8,0; алюминий 1,0-7,0; углерод не более 6,0; железо не более 5,0; олово не более 4,0; марганец не более 4,0; фосфор не более 1,0; свинец не более 3,0; ниобий не более 3,0; цинк не более 3,0; неизбежные примеси - остальное.
Толщина нанесенного подготовительного слоя может составлять до 0,5 мм, основного слоя - до 10 мм. Толщина покрытия рассчитывается из условий припуска на механическую обработку 0,6-1 мм.
Скорость напыления подготовительного слоя может быть до 0,05 мм/об, основного слоя - до 0,07 мм/об.
Сущность заявляемого технического решения.
На фиг.1 изображен валковый комплект с указанными на нем опорным валком прокатного стана (2) и подушками опорного валка (1) и (3).
На фиг.2 изображена подушка опорного валка с указанной на ней поверхностью для восстановления (4).
I. Стадия подготовки восстанавливаемой поверхности включает в себя следующие этапы:
1) очистка поверхности. На этом этапе поверхность подушки опорного валка очищают механическими способами от масел, грязи, если этого не сделать, покрытия будут наноситься неравномерно, что приведет к их отслоению;
2) обезжиривание. На данном этапе восстанавливаемую поверхность подушки опорного валка обрабатывают специальными средствами, а именно очистителем на основе растворителя. Если пропустить данный этап, то сцепление между поверхностью подушки опорного валка и наносимыми покрытиями будет некачественным, что приведет к отслоению покрытий;
3) механическая обработка поверхности. Этот этап проводится с целью придания поверхности подушки опорного валка правильной геометрической формы, если этот этап пропустить, то толщина нанесенных покрытий будет различна, что может повлиять на стойкость восстановленной поверхности подушки опорного валка;
4) придание шероховатости поверхности. Шероховатость поверхности придается путем нарезания резьбы и дробеструйной обработкой для лучшего сцепления поверхности подушки опорного валка и наносимого подготовительного слоя;
5) защита поверхностей детали, не подлежащих металлизации. Для предотвращения попадания частиц наносимых слоев покрытий пазы и отверстия, не подлежащие металлизации следует закрыть. При попадании частиц будут загрязняться масляные каналы, что может вызвать засорение маслосистем.
II. Стадия нанесения слоев покрытий включает в себя:
1) предварительный нагрев подушки, который проводят для того, чтобы увеличить адгезионную прочность сцепления наносимых слоев и восстанавливаемой поверхности подушки опорного валка;
2) нанесение подготовительного слоя, который является адгезионным для основного слоя покрытия и поверхности подушки опорного валка. Без подготовительного слоя не будет сцепления между нанесенным основным покрытием и восстанавливаемой поверхностью подушки опорного валка, что приведет к отслоению покрытия;
3) нанесение основного слоя. На этом этапе наносят основной слой покрытия толщиной, достаточной для восстановления размеров подушки опорного валка.
III. Стадия механической обработки нанесенного покрытия включает его обточку до проектного размера подушки.
Нагрев осуществляют до температуры 50-110°C, так как в этом диапазоне температур частицы наносимых слоев и восстанавливаемая поверхность имеют пластичное состояние более длительное время, что обеспечивает увеличение адгезионной прочности сцепления между ними.
Подготовительный слой выполнен из никель-алюминиевого сплава, отличающегося высокой стойкостью к окислению.
Основной слой состоит из таких элементов, как медь, никель, алюминий. Данный сплав является износостойким, обладает хорошей адгезией и позволяет наносить большие толщины. Заявленная композиция позволяет обеспечить стойкость подушек опорных валков на несколько лет. Диапазоны элементов подобраны экспериментально, выход за их пределы приведет к снижению свойств наносимого покрытия.
Подготовительный слой наносится толщиной до 0,5 мм, так как данной толщины покрытия достаточно для обеспечения прочного сцепления с восстанавливаемой поверхностью и наносимым основным слоем.
Толщина наносимого основного слоя составляет до 10 мм, при нанесении слоя толщиной более 10 мм снижается адгезионная прочность покрытия и возрастает риск отслоения покрытия.
Скорости напыления подготовительного и основного слоев подбирались опытным путем в зависимости от диаметра подушки опорного валка.
Пример осуществления способа.
Восстановлена нижняя подушка опорного валка стана горячей прокатки.
При измерении износ отверстия составил 0,9 мм при номинальном размере ∅1270,08 мм.
На стадии подготовки восстанавливаемой поверхности была проведена очистка поверхности: с помощью мыльной воды были удалены масло и грязь с восстанавливаемой поверхности подушки опорного валка, затем обезжирили восстанавливаемую поверхность подушки опорного валка очистителем на основе растворителя. На расточном станке отверстие подушки было обработано на величину ∅1272 мм, далее в течение 7 часов придавали поверхности шероховатость посредством нарезания метрической резьбы в течение 6 часов на расточном станке и дробеструйной обработкой поверхности детали в течение часа чугунной дробью. Данная операция выполнялась в специальной камере. Перед металлизацией каналы масла закрыты от попадания частиц.
На стадии нанесения слоев покрытия на восстанавливаемую поверхность был проведен нагрев подушки опорного валка до температуры 70-90°С при помощи газовой инжекционной горелки. Затем нанесен подготовительный слой никель-алюминиевым сплавом для обеспечения адгезионной прочности толщиной 0,15 мм в камере металлизации со скоростью 0,05 мм/об. Нанесен основной слой, содержащий по массе %: медь 50,39, никель 24,75, кремний 5,78, алюминий 5,2, углерод 4,02, железо 2,34, олово 1,98, марганец 1,87, фосфор 0,05, свинец 0,7, ниобий 0,48, цинк 0,9 и неизбежные примеси - остальное, толщиной 1,6 мм со скоростью 0,07 мм/об. После нанесения покрытия деталь оставили в камере металлизации для охлаждения до комнатной температуры.
В результате диаметр отверстия подушки опорного валка составил ∅1268,8 мм под чистовую обработку.
Затем опорную подушку прокатного валка переместили на расточной станок и произвели чистовую обработку в номинальный проектный размер ∅1270,08 мм.
После выполнения всех операций прогнозируемая стойкость восстановленной поверхности подушки опорного валка увеличилась до 10 лет.
Claims (8)
1. Способ восстановления подушек опорных валков, включающий стадию подготовки восстанавливаемой поверхности, стадию нанесения слоев покрытий на восстанавливаемую поверхность и стадию механической обработки покрытий, отличающийся тем, что на стадии подготовки восстанавливаемой поверхности осуществляют очистку поверхности, её обезжиривание, последующую механическую обработку поверхности, после чего придают шероховатость поверхности, в том числе дробеструйной обработкой, а затем осуществляют защиту поверхностей детали, не подлежащих металлизации, на стадии нанесения слоев покрытий осуществляют предварительный нагрев подушки опорного валка и наносят подготовительный слой и затем основной слой методом электродуговой металлизации.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что предварительный нагрев подушки опорного валка осуществляют до температуры 50-110°C.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что подготовительный слой выполняют из никель-алюминиевого сплава.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что основной слой имеет следующий состав, мас. %:
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что толщина нанесенных слоев составляет:
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что напыляют подготовительный слой со скоростью до 0,05 мм/об, а основной слой со скоростью до 0,07 мм/об.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2781927C1 true RU2781927C1 (ru) | 2022-10-21 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1542765A1 (ru) * | 1987-08-20 | 1990-02-15 | Восточный филиал Института черной металлургии | Способ восстановлени посадочных отверстий |
| RU2123413C1 (ru) * | 1998-02-17 | 1998-12-20 | Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" | Способ восстановления роликов |
| RU2283709C2 (ru) * | 2005-01-11 | 2006-09-20 | Открытое акционерное общество "Северсталь" | Способ восстановления шеек чугунных валков |
| RU2327555C1 (ru) * | 2006-08-29 | 2008-06-27 | Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") | Способ восстановления наплавкой плунжера гидроцилиндра подушек валков |
| CN103990935A (zh) * | 2013-02-19 | 2014-08-20 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种线材高速轧机辊轴修复方法 |
| CN208866150U (zh) * | 2018-04-20 | 2019-05-17 | 杭州昶和金属制品有限公司 | 一种硬质合金辊环修复装置 |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1542765A1 (ru) * | 1987-08-20 | 1990-02-15 | Восточный филиал Института черной металлургии | Способ восстановлени посадочных отверстий |
| RU2123413C1 (ru) * | 1998-02-17 | 1998-12-20 | Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" | Способ восстановления роликов |
| RU2283709C2 (ru) * | 2005-01-11 | 2006-09-20 | Открытое акционерное общество "Северсталь" | Способ восстановления шеек чугунных валков |
| RU2327555C1 (ru) * | 2006-08-29 | 2008-06-27 | Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") | Способ восстановления наплавкой плунжера гидроцилиндра подушек валков |
| CN103990935A (zh) * | 2013-02-19 | 2014-08-20 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种线材高速轧机辊轴修复方法 |
| CN208866150U (zh) * | 2018-04-20 | 2019-05-17 | 杭州昶和金属制品有限公司 | 一种硬质合金辊环修复装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102554552B (zh) | 薄型空心辊的修复方法 | |
| RU2550069C1 (ru) | Способ восстановления чугунных прокатных валков (варианты) | |
| CN110747458A (zh) | 热轧定宽压力机曲轴的修复方法 | |
| CN107838628A (zh) | 一种铸铁轧辊辊面复合修复方法 | |
| RU2781927C1 (ru) | Способ восстановления подушек опорных валков | |
| RU2476300C2 (ru) | Способ восстановления деталей пар трения интегральных рулевых механизмов с гидроусилителем руля | |
| RU2652609C1 (ru) | Способ восстановления шеек стальных коленчатых валов | |
| Caudill et al. | Producing sustainable nanostructures in Ti-6Al-4V alloys for improved surface integrity and increased functional life in aerospace applications by cryogenic burnishing | |
| RU2423214C1 (ru) | Способ восстановления прецизионных деталей | |
| RU2398668C2 (ru) | Способ ремонта гидрораспределителей | |
| KR102197090B1 (ko) | 원심주조를 이용한 크롬동 저널베어링 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 저널베어링 | |
| CN108637586B (zh) | 一种导卫表面修复方法 | |
| RU2532738C1 (ru) | Способ восстановления изношенных поверхностей стальных деталей | |
| CN111055078A (zh) | 一种冷轧卷板轧机支撑辊的修复工艺 | |
| RU2343049C2 (ru) | Способ получения многослойного покрытия на восстанавливаемой стальной или чугунной детали | |
| CN110484696A (zh) | 一种减摩抗磨液压泵零件的制备方法 | |
| RU2319049C1 (ru) | Способ получения антифрикционного покрытия на тонкостенных стальных вкладышах опор скольжения | |
| CN113913722A (zh) | 无缝钢管轧制用芯棒的表面复合涂层及其制备方法 | |
| CN113510438A (zh) | 一种支承辊修复工艺 | |
| CN113357269B (zh) | 一种滚动轴承外圈的制造方法 | |
| CN111975297A (zh) | 一种铜合金表面高能微弧沉积层制备及滚压后处理强化工艺 | |
| RU2716329C1 (ru) | Способ упрочнения твердосплавного инструмента | |
| RU2775587C1 (ru) | Способ ремонта шеек стальных коленчатых валов | |
| RU2387503C1 (ru) | Способ подготовки к эксплуатации валков трубопрокатных станов | |
| Dovzhik et al. | Restoring machine parts by electroerosive doping and applying polymer composites |