198866. lajstromszámú szabadalom • Eljárás acéltest, különösen koptató, hő- és dinamikus igénybevételnek kitett forgástest felületek kopásállóságának növelésére
1 HU 198866 B 2 A találmány tárgya eljárás acéltestek felülete, különösen pedig koptató-, hő- és dinamikus igénybevételnek kitett forgástest felületek kopásállóságának növelésére, elsősorban nagy sebességű meleghengerlésre szolgáló hengergyűrűk előállítására. Ismeretes, hogy az acélok meleghengerlése korábban általában csak öntöttvasból és öntött vagy kovácsolt acélból készült hengereket alkalmaztak. A hengerléstechnika fejlődésével a hengerek minősége, összetétele, kopásállósága, megmunkálhatósága hőóllósága és egyéb tulajdonságai iránti igények egyre fokozódtak. A hengerlési sebesség is fokozatosan emelkedett és ma már a modern drótsorok 360 km/óra sebességre is képesek. A hengerlési sebesség növekedésével összhangban fejlődtek ki előbb a különféle ötvözött és kovácsolt acélból készült edzett hengerek, az ötvözött többrétegű hengerek, majd legutóbb a keményféingyűrűs hengereket kezdték alkalmazni. Közben számos változat is kialakult, mint pl. kéregöntésű, gömbgrafitos, meghatározatlan kérgű ill. ezek kombinációjával készült öntöttvas, vagy félacél hengerek sorozata, amelyeket még különböző hőkezeléseknek is alávetettek. Ilyen módon készült hengerek bizonyos fajta hengersorokon (pl. elönyújtóállvényok, közbülső sorok) még ma is használatosak. A hengerek azonban még így is elkopnak, ezért nem közömbös azok beszerzési éra, megmunkálási költsége ill. tartóssága. A hengerlési sebesség növelésével a hengerek tartóssága érthetően romlik. Így pl. egy ötvözött kéreghenger 50 m/mésodperc sebesség esetén 5,5 mm-es drót hengerlése esetén csak 50-60 tonna üregtartósságot eredményez. Ugyanilyen hengerlési viszonyok mellett viszont egy keményfém (pl. volframkarbid) hengerrel mintegy húszszor nagyobb, vagyis 1000-1200 tonnás üregtartósság érhető el. 50 m-nél nagyobb másodpercenkénti hengerlési sebességre a hagyományos anyagú hengereket mér nem is lehet használni, mivel azok túl gyorsan elkopnának és a szükséges hengercserék a termelés folyamatosságét akadályozzák. A keményfémgyűrűs hengerlés ugyan nagyobb sebességeket tesz lehetővé, de másfajta sajátos problémák jelentkeznek. A volframkarbid kopásállósága ugyan kiváló, hővezetőképessége viszont rossz, emiatt hőhatásokra nagyon érzékeny. A volframkarbid rideg és törékeny is, hőtégulása kisebb az acélénál, ezért az ilyen gyűrűt különösen gondosan kell hűteni éspedig azon acéltengely felmelegedését kell megakadályozni, amelyre e gyűrűt felerősítették. A volframkarbid fajlagos tömege (sűrűsége) ugyanis kb. 14 g/em3, ezért törés esetén az ilyen test valósággal szétrobbanhat. A keményfémgyűrűk tökéletes kiegyensúlyozása is fontos, de ez is nehézségekbe ütközik, minthogy azokban nem lehet furatokat elhelyezni. így csak a készre szerelt komplett hengerlést kiegyensúlyozása végezhető el éspedig úgy, hogy a szükséges furatokat az alaptesten magán kell elhelyezni, nem pedig a gyűrűn. Ez viszont csökkenti az alaptest élettartamát. A keményfém hengergyűrűk meglehetősen drágák, nemcsak a volframkarbid és annak kötőanyagai (Ni, Co) magas éra miatt, hanem azért is, mert a viszonylag nagyméretű hengergyűrűk porkohászai? úton készülnek, ami költséges. Bér kétségtelen, hogy e költségek valamelyest csökkenthetők a keményfémgyűrűk vastagsága és szélessége csökkentésével, de ennek a keményfém törékenysége szab határi. Azt is meg kell említenünk, hogy a kemény fém költsége csökkentésére megpróbálták már keinényfém adagolásét az öntöttvashoz (V. pl. a DE 31 23 857 kftzzétételmi iratot.). Olyan kísérletek is történtek, hogy a hóátadási tényező kiiktatására közbenső szigetelő falat alkalmaztak öntvényekben (ld. pl. US 4 243 093 sz. szabadalmi leírás). A találmány szerinti eljárás ezeken a nehézségeken kivan segíteni, éspedig a keményfém jó tulajdonságai megtartása, de hátrányai kiküszöbölése révén. A találmány azon a felismerésen alapul, hogy nem szükséges a teljes hengergyűrűt keményfémből készíteni, hanem elegendő annak palástján, ill. a palást egy részén keményféinrészl kialakítani, mégpedig oly módon, hogy e keményfémrészt három oldalról acél övezze. Ily módon a minimális keményfém mennyiséggel biztosítható annak jelenléte ott, ahol szükséges, ugyanakkor annak révén, hogy a keményfém mintegy be van ágyazva az acélba, elejét vehetjük pl. a keményfém robbanásának. E kétrészes, összehegedt gyűrűk igen tartósak és ugyanúgy megmunkálhatok, mint « teljesen keményfémgyűrűk. Kiegyensúlyozhal.óságuk viszont egyszerűbb. Azt is felismertük, hogy a palástban kialakított keményfémrészt nem porkohászati úton, hanem öntészeti módszerekkel lehet elkésziter i. A találmány ezek szerint eljárás acéltestfelületek, különösen koptató, hó- és dinamikus igénybevételnek kitett forgóstest felületek kopásállósága növelésére keményfém(ek) segítségével, elsősorban pedig hengerhuzalok nagysebességű meleghengerlésére szolgáló hengergyűrűk előállítására, amely azzal jellemezhető, hogy a nemesítendő acéltest, cé szevűen acél hengergyűrü palástján oly hornyot képezünk, célszerűen esztergálunk, amely az abba öntendő keményféni három oldalról való befogadására alkalmas és e hornyot - önmagában ismert módon - öntvény befogadására előkészítjük, majd azt kemény fémmel kiürítjük, végül a kiöntött palástű munkadarabot, mechanikailag készre munkáljuk és szükség esetén kiegyensúlyozzuk. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
