금속 가공 분야에서 롤링 공정은 중요한 형성 방법이며 주철 롤은이 프로세스에서 필수적인 핵심 구성 요소입니다. 주철 롤 금속 재료를 형성하고 제품의 품질을 보장하고 생산 효율성을 높이는 데 중요한 역할을합니다. 성능의 품질은 롤링 된 제품의 정확성과 표면 품질뿐만 아니라 생산 공정의 안정성과 경제에 직접적인 영향을 미칩니다. 따라서 주철 롤에 대한 관련 지식에 대한 철저한 이해는 롤링 프로세스를 최적화하고 제품의 경쟁력을 향상시키는 데 큰 의미가 있습니다.
주철 롤의 작업 조건과 도전
(1) 가혹한 온도 환경
주철 롤은 종종 작동 중에 고온 환경에 있으며 일반적인 작업 온도는 700-800 ° C에 도달합니다. 일부 특별한 경우, 접촉하는 롤링 된 재료의 온도는 1200 ° C에 도달 할 수 있습니다. 지속적인 고온은 롤 재료의 열 안정성을 테스트 할뿐만 아니라 열 팽창 및 열 변형과 같은 문제를 일으켜 롤의 치수 정확도와 롤링 된 제품의 품질에 영향을 미칩니다.
(2) 강한 기계적 스트레스
롤은 롤링 된 재료의 강한 압력을 견딜 수 있어야합니다. 이 압력은 롤링 과정에서 지속적으로 작용하며 롤에 피로 손상을 일으키기 쉽습니다. 한편, 롤링 과정에서 롤 표면과 롤링 된 재료 사이에 강한 마찰력이있어 롤 표면의 마모를 가속화하고 롤의 서비스 수명을 줄입니다.
(3) 열 피로의 위협
핫 압력 재료에 의한 지속적인 가열 및 냉각수에 의한 냉각으로 인해 롤은 단기간에 상당한 온도 변화를 겪고 심각한 열 피로를 겪습니다. 열 피로는 롤 표면에 균열을 일으킬 수 있습니다. 시간이 지남에 따라 이러한 균열은 팽창 할 수있어 결국 롤의 스펠링과 실패로 이어집니다.
2. 주철 롤의 주요 유형
(1) 냉장 주철 롤
작업 원리 : 냉장 주철 롤의 작동 층은 금속 금형의 빠른 냉각 효과로 인해 흰색 캐스트 구조 (매트릭스 카바이드)를 형성합니다. 주조 공정 동안, 냉각 속도를 제어함으로써, 롤러의 표면은 빠르게 냉각되어 높은 경도 및 높은 내마모성을 갖는 흰색 캐스트 층을 형성하는 반면, 코어는 비교적 부드러운 회색 캐스트 또는 피트 구조를 유지하여 롤러에 어느 정도의 강인성이 있는지 확인합니다.
특성 : 표면 경도가 매우 높고 내마모성이 뛰어나며 롤링 과정에서 마모에 효과적으로 저항합니다. 그러나, 흰색 주철층의 높은 브리티 니스로 인해, 차가운 하드 하드 주철 롤의 열 균열 저항은 상대적으로 열악하며, 열 응력이 큰 경우 균열이 발생하기 쉽다.
응용 분야 : 얇은 판 및 강철 스트립의 정밀 롤링과 같은 높은 표면 품질 요구 사항과 상대적으로 낮은 롤링 압력을 가진 롤링 프로세스에 종종 사용됩니다.
(2) 무한히 차가운 강화 된 주철 롤
작업 원리 : 용융 철의 탄소를 적절하게 증가시킴으로써 롤은 노치 구조 (매트릭스 카바이드 흑연)를 얻습니다. 이 구조는 롤의 냉장 된 층이 파단 표면에 뚜렷한 경계를 갖지 않도록하고, 단단한 표면에서 소프트 코어로의 전이는 명확한 전이 영역없이 점진적이다.
특성 : 높은 경도와 강인함을 결합합니다. 흑연의 존재는 열 균열 저항성과 롤의 방지 성능을 향상시켜 열적 및 기계적 응력을 가질 때에도 우수한 작업 상태를 유지할 수있게합니다. 차가운 강화 된 주철 롤과 비교할 때, 무한히 차가운 강렬한 주철 롤은 서비스 수명이 길고 더 넓은 범위의 롤링 조건에 적합합니다.
응용 분야 : 강철 빌릿의 거친 롤링, 막대 및 와이어의 중간 롤링 등과 같은 거친 롤링, 중간 롤링 및 기타 프로세스에 널리 사용됩니다. 이러한 공정 중에서 롤은 상당한 롤링 힘과 열 하중을 견딜 수 있어야합니다. 무한한 차가운 주철 롤의 성능은 요구 사항을 잘 충족시킬 수 있습니다.
(3) 반 냉각 하드 주철 롤
작업 원리 : 캐스팅은 모래 코팅이있는 금속 금형을 사용하여 수행됩니다. 10-20mm의 성형 모래 층은 금속 금형 내부에 코팅되어 롤러 바디의 냉각 속도를 줄이고 롤러 바디의 작동 층에서 노치 구조를 얻습니다. 이 주조 방법은 롤의 경도 분포를 비교적 균일하게 만들고, 표면에서 코어로 작은 경도가 떨어집니다.
특성 : 반 채워진 주철 롤은 뜨거운 균열, 고강도 및 강인성에 대한 저항성이 뛰어납니다. 롤러 바디의 표면 경도는 일반적으로 HS35-55이며, 이는 열 피로와 기계적 피로에 효과적으로 저항하면서 특정 내마모성을 보장 할 수 있습니다. 그 중에서도 반 냉각 하드 연성 철제 롤은 독특한 구형 흑연 구조로 인해 더 우수한 성능을 가지고 있습니다.
응용 분야 : 주로 빌릿 개구부 스탠드 및 중간 크기의 중소 규모의 밀링 밀 스탠드에 주로 적용됩니다. 이 경우 롤은보다 복잡한 롤링 조건에 대처하기 위해 포괄적 인 성능이 우수해야합니다.
(4) 연성 철 롤
작업 원리 : 연성 철 롤은 곰팡이에 구형 처리를 겪은 용융 철을 붓고 롤 구조의 흑연이 구형 모양을 취하게함으로써 만들어집니다. 구형 흑연의 존재는 매트릭스에 대한 플레이크 흑연의 단편화 효과를 제거하고 롤의 기계적 특성을 크게 향상시킨다.
특성 : 강도, 강인성 및 탁월한 내마모성을 특징으로합니다. 열 크래킹 및 스펠링에 대한 저항도 훌륭합니다. 연성 철 롤의 경도 범위는 상대적으로 넓고 다양한 응용 분야의 응용 분야와 함께 다양한 응용 요구 사항에 따라 조정할 수 있습니다.
응용 분야 : 거친 롤링, 중간 롤링 및 마무리 롤링 프로세스를 포함한 다양한 유형의 롤링 밀에 사용할 수 있습니다. 롤의 성능에 대한 요구 사항이 높은 일부 특수 롤링 프로세스에서 연성 철제 롤은 우수한 성능을 보여줄 수 있습니다.
3. 주철 롤의 성능에 대한 합금 요소의 영향
(1) 탄소 (C)
영향 메커니즘 : 탄소는 주철 롤의 성능에 영향을 미치는 중요한 요소 중 하나입니다. 한편으로, 높은 탄소 함량은 시멘트의 침전을 방해 할 것이며, 동시에 형성된 흑연 코어의 수 증가로 인해 흑연이 정제 될 수있다. 반면에, 탄소 함량이 너무 높으면 흑연이 떠 다니면 롤의 성능에 영향을 미칩니다. 특정 냉각 속도에서, 탄소 함량이 적절하게 증가하면, 흰색 캐스트 층의 깊이가 감소하고 시멘트의 양이 증가합니다.
성능에 미치는 영향 : 적절한 양의 탄소는 롤의 경도와 내마모성을 향상시킬 수 있지만, 과도하게 높은 탄소 함량은 롤의 인성을 줄이고 균열 형성의 위험을 증가시킵니다. 따라서 생산 공정에서 롤의 다양한 특성의 균형을 맞추기 위해 탄소 함량을 정확하게 제어해야합니다.
(2) 실리콘
영향의 메커니즘 : 실리콘은 오스테 나이트에서 탄소의 용해도를 감소시킬 수 있으며, 유럽 변형 온도를 증가시킬뿐만 아니라 유럽 변형 온도 범위를 넓히고 펄라이트 및 베이 나이트의 인큐베이션 기간을 단축시킬 수 있습니다. 특정 범위 내에서 실리콘 함량이 증가함에 따라 흑연 볼의 직경이 감소하여 롤의 구조 및 성능을 향상시킵니다.
성능에 미치는 영향 : 실리콘은 롤의 강도와 경도를 향상시킬 수 있으며 동시에 열 균열에 대한 롤의 저항을 향상시키는 데 도움이됩니다. 그러나 과도한 실리콘 함량은 롤의 인성을 감소시킬 수 있으므로 콘텐츠는 합리적으로 제어되어야합니다.
(3) 망간 (MN)
영향 메커니즘 : 망간 원소는 유럽선 변환 온도를 낮추고 펄라이트를 안정화하고 정제하는 데 역할을합니다. 롤의 강도와 경도를 향상시킬 수 있습니다. 그러나 망간 함량이 너무 높으면 심각한 분리가 발생하고 네트워크 카바이드는 캐스트 상태의 입자 경계를 따라 침전되어 롤의 인성을 줄입니다.
성능에 미치는 영향 : 적절한 양의 망간은 롤의 전반적인 성능을 향상시키는 데 도움이 될 수 있지만, 분리 및 네트워크 탄화물의 강수량으로 인한 롤의 성능에 부작용을 피하기 위해 내용을 엄격하게 제어해야합니다.
(4) 크롬 (CR)
영향 메커니즘 : 크롬은 차가운 강화 된 주철 롤에서 흰색 주철층의 깊이를 증가시키는 가장 효과적인 요소이며, 이는 실리콘의 부작용을 상당히 대응하고 펄 라이트 구조의 형성에 도움이됩니다. 합금 연성 철에서, 크롬의 적절한 첨가는 미세 구조에 약간의 자유 입장지가 나타날 수 있으며, 이는 경도와 내마모성을 향상시키는 데 도움이된다.
성능에 미치는 영향 : 크롬의 첨가는 롤의 표면 경도와 내마모성을 효과적으로 향상시키고 열 피로에 대한 저항을 향상시킬 수 있습니다. 그러나 과도한 크롬은 롤의 인성을 감소시킬 수 있습니다. 따라서 크롬 함량은 롤의 특정 사용 요구 사항에 따라 정확하게 제어되어야합니다.
(5) 몰리브덴
영향 메커니즘 : Molybdenum은 펄라이트를 안정화시키는 요소로서 냉담한 주철에서 흰색 캐스트 층 구조를 개선하고, 재료 강도를 향상 시키며, 롤의 열 강도를 향상시킬 수 있습니다. 합금 연성 철제 롤에서, 몰리브덴 함량을 적절하게 증가시키는 것은 펄 라이트 구조의 형성을 촉진하고 펄 라이트의 분산을 증가시킬 수있다. 몰리브덴은 또한 오스테 나이트의 분해를 억제 할 수 있으며 베이 나이트 구조의 형성에 도움이된다. 그러나 Molybdenum은 분리가 발생하기 쉽기 때문에 내용이 너무 높아서는 안됩니다.
성능에 미치는 영향 : 적절한 양의 몰리브덴은 롤의 포괄적 인 성능, 특히 고온 환경에서의 성능 안정성을 향상시킬 수 있습니다. 그러나, 몰리브덴의 분리 경향으로 인해, 롤 성능의 균일 성을 보장하기 위해 롤의 분포를 엄격하게 제어해야한다.
4. 주철 롤의 제조 공정
(1) 주조 과정
금속 금형 주조 : 차가운 강화 된 주철 롤과 일부 무한히 차가운 강화 된 주철 롤은 종종 금속 곰팡이 주조에 의해 주조됩니다. 주조 공정 동안, 금속 몰드의 빠른 냉각 효과는 롤 표면이 빠르게 냉각되어 필요한 흰색 캐스트 또는 구조물을 형성합니다. 금속 금형의 온도, 코팅의 두께 및 용융 철의 쏟아지는 온도 및 속도와 같은 파라미터를 제어함으로써, 롤의 작동 층의 미세 구조 및 특성을 정확하게 제어 할 수있다.
모래 주조 : 표면 경도에 대한 요구 사항이 상대적으로 낮고 반 체형 주철 롤과 같이 더 높은 인성이 필요한 일부 롤의 경우 모래 주조를 채택 할 수 있습니다. 모래 금형에 적절한 양의 성형 모래와 냉기 철을 추가하면 롤의 다른 부분의 냉각 속도를 조정하여 롤이 적절한 경도 분포와 미세 구조를 달성 할 수 있습니다.
복합 주조 : 복합 주조 공정은 복합 주철 롤을 제조하는 데 사용됩니다. 다른 조성물로 용융 철을 연속적으로 붓음으로써 롤에는 다른 속성을 갖는 작동 층과 코어가 있습니다. 예를 들어, 먼저 코어 재료를 부어 작업 층 재료를 표면에 높은 경도와 내마모성으로 붓고 롤이 우수한 인성과 표면 특성을 모두 갖도록하십시오.
(2) 열처리 과정
어닐링 처리 : 어닐링 처리는 롤의 주조 과정에서 생성 된 내부 응력을 제거하고 롤의 미세 구조 및 특성을 향상시킬 수 있습니다. 롤러를 일정 기간 동안 적절한 온도로 유지함으로써 내부 구조가 균질화되고, 경도가 감소되고, 강인성이 향상되며, 후속 처리 및 사용을위한 준비가 이루어집니다.
치료 정상화 : 치료 정상화는 롤의 곡물을 개선하여 강도와 경도를 향상시킬 수 있습니다. 롤을 임계 온도 위로 가열하고 일정 기간 동안 유지 한 다음 공기 중에서 식히기 위해 롤의 균일 한 펄라이트 또는 베이니트 구조를 얻어 전반적인 성능을 향상시킵니다.
담금질 및 템퍼링 처리 : 더 높은 경도와 내마모성이 필요한 일부 롤의 경우, 담금질 및 템퍼링 처리가 수행 될 수 있습니다. 담금질은 롤 표면을 마르텐 사이트 구조로 부여하여 경도를 크게 향상시킵니다. 그러나, 마르텐 사이트 구조는 비교적 부서지기 때문에 경도와 강인성 사이의 균형을 조정하고, 냉소 응력을 제거하며, 롤의 서비스 수명을 높이려면 템퍼링 처리가 필요합니다.
5. 주철 롤의 유지 및 관리
(1) 매일 검사
표면 검사 : 균열, 스펠링 및 마모와 같은 결함이 있는지 롤 표면을 정기적으로 점검하십시오. 육안 검사 및 초음파 결함 검출기 및 자기 입자 결함 탐지기와 같은 비파괴 테스트 장비의 사용에 의해, 잠재적 인 문제를 적시에 식별 할 수 있으며, 해당 조치를 수리하거나 교체 할 수 있습니다.
치수 검사 : 롤의 직경, 원통형 및 기타 치수 매개 변수를 측정하여 지정된 공차 범위 내에 있는지 확인하십시오. 과도한 치수 편차는 롤링 된 제품의 정확도에 영향을 줄 수 있습니다. 따라서 차원 이상이 감지되면 적시 조정 또는 수리가 이루어져야합니다.
(2) 윤활 및 냉각
윤활 : 롤링 과정에서 롤과 롤 재료 사이의 마찰을 줄이고 마모를 최소화하기 위해 적절한 윤활제를 사용해야합니다. 우수한 윤활 성능, 극도의 압력 저항 및 산화 저항성을 가진 윤활제를 선택하고 롤 표면에 골고루 분포되어 있는지 확인하십시오. 윤활유의 공급 시스템을 정기적으로 검사하여 정상적인 작동을 확인하십시오.
냉각 : 롤의 온도를 줄이고 열 피로를 방지하는 데 효과적인 냉각이 중요합니다. 냉각 시스템의 정상적인 작동을 확인하고 냉각수 파이프 라인의 먼지와 불순물을 즉시 청소하고 냉각수의 유량과 온도가 요구 사항을 충족하도록 보장하십시오. 한편, 롤 표면의 균일 한 냉각을 보장하기 위해 냉각수의 스프레이 각도 및 위치를 합리적으로 조정해야합니다.
(3) 저장 및 취급
보관 : 건조하고 환기가 많은 환경에 롤을 저장하여 축축하고 녹슬지 못하게합니다. 오랫동안 사용되지 않은 롤의 경우, 방지 오일을 바르고 방지 용지로 포장하는 것과 같이 방지 방지 처리를 수행해야합니다. 동시에 롤이 압착되거나 충돌하지 않도록 저장 방법에주의를 기울여야합니다.
핸들링 : 롤을 처리 할 때 크레인 및 지게차와 같은 전용 처리 장비를 사용해야하며 장비의 부하 용량이 충분한지 확인해야합니다. 취급 과정에서 롤러가 다른 물체와 충돌하는 것을 피하고 표면 손상 및 내부 구조적 손상을 방지하기 위해주의를 기울이십시오.
6. 결론
주철 롤은 롤링 프로세스의 핵심 구성 요소로서 성능이 롤링 된 제품의 품질 및 생산 효율과 직접 관련이 있습니다. 다양한 유형의 주철 롤의 특성, 성능, 제조 공정 및 유지 보수 방법에 대한 합금 요소의 영향을 이해함으로써, 주철 롤을 더 잘 선택하고 사용하고, 장점을 완수하며, 전반적인 롤링 프로세스의 수준을 향상시킬 수 있습니다. 기술의 지속적인 발전으로 주철 롤의 성능과 품질도 지속적으로 향상되고 있습니다. 앞으로 그들은 더 넓은 범위의 필드에 적용될 것으로 예상되며 금속 가공 산업의 개발에 더 큰 기여를 할 것으로 예상됩니다.
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