2025-09-11
Являясь основным компонентом прокатных станов, его производственный процесс должен обеспечивать баланс между свойствами материала, точностью конструкции и эксплуатационной надежностью. В зависимости от требований к обработке и технологических достижений, последовательность производства валов вальцов включает в себя ключевые этапы, в том числе подготовку сырья, формовку заготовок, термообработку для упрочнения, механическую обработку и сборку. Параметры каждого этапа процесса должны быть оптимизированы в соответствии с характеристиками материала и сценариями применения.
Ⅰ.Выбор сырья и предварительная обработка
Материалы валов должны соответствовать требованиям высокой прочности, высокой износостойкости и усталостной прочности. Обычно используемые нашей компанией материалы (42CrMo, 34CrNiMo6) и их спецификации предварительной обработки приведены ниже:
Тип материала:
Кованые валки: используются для высокоточной холодной прокатки, изготавливаются из легированных конструкционных сталей (42CrMo, 34CrNiMo6), которые подвергаются ковке для повышения плотности.
Процесс предварительной обработки:
Сырье должно проходить неразрушающий контроль (например, ультразвуковой контроль) для устранения включений и обеспечения однородности состава.
Кованые заготовки требуют нормализации и отпуска для улучшения обрабатываемости.
Ⅱ.Процесс ковки (на примере холоднокатаных рабочих валков)
Формирование ковки:
Сырье распиливается на заготовки в соответствии с диаметром заготовки и весом заготовки, указанными в технологической карте. Затем заготовки нагреваются в газовой печи до заданной температуры и выдерживаются в течение определенного времени. После извлечения из печи заготовки подвергаются ковке в гидравлическом прессе (2500 т). Многонаправленные процессы осадки и волочения утончают структуру зерна, обеспечивая допуск по диаметру корпуса валка ≤±5 мм.
Ключевые параметры: ковочный коэффициент ≥4; конечная температура ковки контролируется на уровне 800-900 °C.
Послековка:
Проводится изотермический отжиг для снятия ковочных напряжений, снижающий твердость до HB200-250 для последующей механической обработки.
Ультразвуковое испытание:
Специализированный персонал проводит неразрушающий контроль. Только при соответствии чертежным спецификациям процесс переходит к следующему этапу.
Ⅲ.Процессы упрочнения термической обработкой
| Этап процесса | Параметры процесса | Цель |
| Термообработка | Температура закалки: 850–900 °C Температура отпуска: 500–600 °C | Получение сорбитовой матрицы для улучшения общих механических свойств |
| Закалка поверхности | Индукционный нагрев (частота 1–10 кГц), глубина закалки 15–20 мм | Твердость поверхности корпуса ролика достигает 55-65 по шкале HRC, образуя остаточное сжимающее напряжение. |
| Низкотемпературная закалка | Поддерживайте температуру 180–220 °C в течение 2–4 часов. | Снять закалочные напряжения и стабилизировать микроструктуру |
Ⅳ.Точная обработка
Многопроцессная обработка обеспечивает точность размеров и качество поверхности вала ролика:
Черновая обработка:
Обработайте корпус ролика и внешнюю окружность шейки ролика, оставив припуск на обработку 3-5 мм. Используйте токарные станки с ЧПУ, чтобы гарантировать соосность ≤0,02 мм/м.
Чистовая обработка:
Шлифование: шлифуйте поверхность корпуса валка с помощью CBN-шлифовальных кругов, чтобы достичь шероховатости поверхности Ra 1,6 мкм и погрешности округлости ≤ 0,03 мм.
Обработка шпоночного паза и буртика:
Выполняется на координатно-расточном станке с допуском по положению ≤ ±0,05 мм.
Обработка поверхности:
Поверхность корпуса валка может подвергаться хромированию (толщина 5-10 мкм) или лазерной наплавке для повышения износостойкости.
Ⅴ.Сборка и контроль качества
Основные этапы сборки:
Установка подшипников: Использовать двухрядные конические роликоподшипники с прессовой посадкой на шейку (зазор контролируется на уровне примерно 10 мм) для обеспечения достаточной радиальной и осевой несущей способности.
Регулировка динамической балансировки: Высокоскоростные валки должны проходить испытания на динамическую балансировку с остаточным дисбалансом ≤5 г·мм.
Стандарты проверки качества:
Испытание на твердость: разница в твердости поверхности по корпусу валка ≤ HRC3, глубина закаленного слоя ≥ 15 мм.
Неразрушающий контроль: на корпусе валка и переходном углублении на шейке валка должен проводиться магнитопорошковый контроль. Трещины отсутствуют.
