텅스텐 카바이드 롤의 역사 및 개발

Roller 지속적으로 압연기에서 주 작업 부품과 공구를 소성 변형 시켰습니다. 롤러는 롤러 본체, 롤 목 및 샤프트 헤드로 구성됩니다. 롤 몸체는 실제로 롤링에 관여하는 롤의 중간 부분입니다. 그것은 매끄러운 원통형 또는 홈이있는 표면을 가지고 있습니다. 롤 네크는 베어링에 장착되고 롤링 력은 베어링 하우징 및 가압 장치를 통해 프레임으로 전달됩니다. 변속 단의 축단은 연결 축을 통해 기어 시트와 연결되어 모터의 회전 토오크를 롤러로 전달합니다. 롤은 롤 스탠드에 2 개, 3 개, 4 개 또는 그 이상의 롤로 배열 될 수 있습니다 .1. 롤러의 개발에 대한 간략한 역사 롤의 다양성과 제조 프로세스는 야금 기술의 진보와 압연 장비의 진화와 함께 계속 발전해 왔습니다. 중세 시대의 부드러운 비철금속 롤링에서 저 강도 회색 주철 롤 사용. 18 세기 중엽에 영국은 냉연 강판 용 냉각 주철 롤의 생산 기술을 숙달했습니다. 19 세기 후반에 유럽 제철 기술의 진보는 회색 주철 또는 냉간 주철 롤의 강도가 요구 사항을 충족시키지 못했던 큰 톤의 강철 잉곳의 압연을 필요로했습니다. 탄소강은 일반 주강 롤의 0.4 % ~ 0.6 %입니다. 견고한 단조 장비의 등장으로이 조성물의 단조 롤의 인성이 더욱 향상되었습니다. 합금 원소의 도입과 20 세기 초의 열처리 도입으로 주조 및 단조 된 냉간 롤의 내마모성 및 인성이 크게 개선되었습니다. 열간 압연 스트립에 사용되는 주철 롤에 몰리브덴을 첨가하면 압연 스트립의 표면 품질이 향상됩니다. 세정 화합물 캐스팅은 주조 롤의 코어 강도를 현저히 증가시킵니다. 롤에 합금 원소를 많이 사용하는 것은 2 차 세계 대전 이후입니다. 압연 장비의 크기, 연속성, 고속, 자동 개발, 압연 재 강도 증가 및 변형 저항 증가로 롤 가공 성능이 향상되었습니다. 의 결과. 이 기간 동안 반 강철 롤과 연성 철재 롤이 나타났습니다. 1960 년대 이후, 분말 텅스텐 카바이드 롤이 성공적으로 개발되었습니다. 1970 년대 초 일본과 유럽에서 널리 홍보 된 압연 롤의 원심 주조 기술과 차별화 된 열처리 기술은 스트립 롤의 전반적인 성능을 크게 향상 시켰습니다. 복합 고 크롬 주철 롤도 핫 스트립 압연기에서 성공적으로 사용되었습니다. 같은 기간에 단조 철과 반 강철 롤이 일본에서 사용되었습니다. 1980 년대 유럽에서는 고 크롬강 롤과 초경 경화 층이있는 냉간 압연 롤과 소형 스틸 및 선재 마무리 용 특수 합금 주철 롤이 도입되었습니다. 현대 강철 롤링 기술의 발전으로 고성능 롤이 개발되었습니다. 원심 주조 방법으로 제조 된 코어와 연속 주조법 (CPC 법), 스프레이 증착법 (Osprey 법), 일렉트로 슬래그 용접법 및 고온 아이소 스테 틱 프레스 법과 같은 새로운 복합 방법은 단조 강 또는 연성 잉크이다. 주철 복합 고속 강철 롤러 및 금속 세라믹 롤러가 유럽 및 일본의 신세대 프로파일, 선재 및 스트립 밀스에 각각 적용되었습니다 .2. 롤 분류 롤을 분류하는 다양한 방법이 있습니다 : (1) 제품 유형에 따라 스틸 스트립 롤, 프로파일 스틸 롤, 와이어 롤 등이 있습니다. (2) 압연기 시리즈의 롤 위치에 따라 롤 블랭크, 거친 롤 등이 있습니다. 마무리 롤 등; (3) 롤 기능에 따라, 스케일 롤, 천공 롤, 레벨링 롤 등이있다. (4) 롤 롤은 강 롤, 주철 롤, 경질 합금 롤, 세라믹 롤 등으로 나뉜다. (5) 프레스 제조 방법은 주조 롤, 단조 롤, 표면 롤, 네 스티드 롤 등을 포함한다. (6) 압연 롤 및 냉간 압연 롤은 압연 강재의 상태에 따라 분리된다. 뜨거운 스트립을위한 원심 주조 높은 크롬 주철 작업 롤과 같은 롤러를보다 명확한 의미로 다양하게 분류 할 수 있습니다. 롤러 선택 일반적으로 사용되는 롤 재료 및 용도가 표에 나와 있습니다. 롤 성능 및 품질은 일반적으로 화학 조성 및 제조 방법에 따라 다르며, 조직, 물리적 및 기계적 특성, 롤 내부에 존재하는 잔류 응력의 유형 (롤 검사 참조)으로 평가할 수 있습니다. 압연기에서 롤의 영향은 롤의 재질과 야금 품질뿐만 아니라 사용 조건, 롤 설계 및 작동 및 유지 보수에 따라 달라집니다. 서로 다른 유형의 압연기 롤의 작동 조건에는 큰 차이가 있습니다. 차이를 유발하는 요인은 다음과 같습니다. (1) 밀링 조건. 밀 유형, 밀 및 롤 설계, 구멍 설계, 수냉 조건 및 베어링 유형 등 (2) 롤링 재고 품종, 사양 및 변형 저항, 프레스 시스템 및 온도 시스템, 생산 요구 사항 및 작업과 같은 롤링 조건 (3) 제품 품질 및 표면 품질 요구 사항. 따라서 동일한 유형의 다른 조건을 사용하는 다양한 유형의 압연기 및 압연기는 사용 된 롤의 성능에 대해 서로 다른 요구 사항을 갖습니다. 예를 들어, 빌렛 및 슬랩 블러머 롤은 양호한 비틀림 및 굽힘 강도, 인성 및 열충격을 가져야합니다. 내 균열 내열성 및 내열 충격성 및 내마모성; 열처리 스탠드는 높은 경도, 압입 저항, 마모 저항, 파쇄 및 롤 표면의 열 균열 저항이 필요합니다. 롤러의 사용 조건과 동일한 유형의 밀에서 사용되는 롤러의 파손 모드를 이해하고 다양한 롤러 재료의 현재 성능 및 제조 공정을 이해함으로써, 밀에 대한 롤러의 기술 조건을 정확하게 공식화하고 적절하고 경제적 인 롤러 재료를 선택할 수있다. . 압연기의 롤 성능을 평가하는 가장 일반적으로 사용되는 방법은 다음과 같습니다. (1) 1T 롤링 스톡을 압연하는데 소모되는 롤 중량 (kg) (kg / t로 표시됨) (2) 단위 롤 직경 당 압연 소재의 무게는 t / mm 단위로 표시됩니다. 압연기의 현대화, 롤 사용 실패에 대한 심층 연구, 롤의 재료 및 제조 공정 개선, 평균 산업 선진국의 롤 소비는 1kg / t4 이하로 감소했다. 롤 성능 요구 사항 (1) 고온 균열 저항 일반적으로 거친 롤은 강도 및 내 균열 내성에 주로 필요합니다. 소형 20 롤 압연기의 작업 롤 무게는 약 100 그램에 불과하며 두꺼운 제판 공장의 백업 롤 무게는 200 톤 이상입니다. 롤러가 선택 될 때, 우선 롤러에 대한 롤러의 기본 강도 요건에 따라 안전 하중의 본체 재료 (주철, 주강 또는 여러 등급의 단조 강 등)가 선택됩니다. (2) 경도 마무리 롤러의 속도가 빠르기 때문에 최종 제품을 굴리는 데 일정한 표면 품질이 필요합니다. 주요 요구 사항은 경도와 내마모성입니다. 그런 다음 사용할 때 롤러의 내마모성을 고려하십시오. 롤의 마모 메커니즘은 기계적 응력 작용, 롤링 중 열 작용, 냉각 작용, 윤활 매체의 화학 작용 및 기타 효과를 포함하여 복잡하기 때문에 롤 마모 저항을 종합적으로 평가할 수있는 통합 지표가 없습니다. 경도가 측정하기 쉽고 특정 조건에서 내마모성을 반영 할 수 있기 때문에 일반적으로 경도 곡선을 사용하여 롤러의 마모 지수를 대략적으로 설명합니다. (3) 내 충격성 또한 롤에 대한 몇 가지 특별한 요구 사항이 있습니다. (4) Smooth finish 얇은 두께의 제품을 압연 할 때 롤의 강성, 구조 및 특성의 균일 성, 가공 정밀도 및 표면 조도 (예 : 표면 가공) (5) 절삭 성능 복잡한 단면을 갖는 롤링 섹션의 경우 롤 본체의 작업 층의 가공 특성도 고려해야합니다. 롤러를 선택하면 롤러 성능 요구 사항이 서로 반대되는 경우가 많습니다. 롤러의 구매 비용과 유지 보수 비용 또한 매우 비쌉니다. 따라서 주조 또는 단조, 합금 또는 비 합금을 사용할지 결정하기 위해 기술 및 경제적 장점과 단점을 충분히 고려해야합니다. 단일 재료는 복합 소재입니다 .5. 카바이드 롤 카바이드 롤링 (텅스텐 카바이드 롤링이라고도 함)은 텅스텐 카바이드 및 코발트를 재료로 사용하는 분말 야금 방법으로 만들어진 롤을 의미합니다. 초경합금 롤은 모노 블록 및 콤비 타입 롤로 제공됩니다. 우수한 성능, 안정된 품질, 높은 제품 정밀도, 우수한 내마모성 및 내 충격성. 철강 제품 품질 및 가격 시장에서의 치열한 경쟁으로 인해 철강 기업은 끊임없이 자신의 장비 기술을 업데이트하여 지속적으로 압연 속도를 높입니다. 압연기; 동시에 압연기의 정지 횟수를 줄이고 압연기의 실제 가동률을 높이는 방법 압연 철강 기술자에게 중요한 주제가됩니다. 압연 수명이 더 긴 롤 재료의 사용은 이러한 목표를 달성하는 중요한 수단 중 하나입니다. 카바이드 롤은 막대, 선재, 철근 및 이음매없는 강철 튜브의 생산에 널리 사용되었습니다. 그 이유는 내마모성, 고온 적색 경도, 내열 피로 저항 및 고강도로 밀을 효과적으로 향상시킵니다. 각 랙 롤의 작업 환경의 차이에 따라 다양한 등급의 카바이드 롤 링이 개발되었습니다. 초경합금 탄화물의 역사 탄화물 롤링 그것은 1909 년 금속 가공 산업의 발전으로 분말 야금 기술이 탄생 한 후에 태어났습니다. 1918 년에 독일에서 탄화물 드로잉 다이가 도입 된 이래, 여러 나라의 경질 합금에 대한 연구가 활발 해졌다. 다양한 용도의 롤이 차례로 등장했습니다. 그러나 초경합금 롤은 1960 년 이후에 많이 사용되었습니다. 1964 년 Morgen의 고속 비틀림 와이어 밀이 출시되어 와이어 정삭 속도가 4 배 증가했습니다. 마무리 압연기가 고속 및 고 응력 하에서 작동하기 때문에, 주철 롤 및 공구강 롤의 내마모성이 낮고, 롤링 홈의 수명이 짧으며, 롤의 로딩 및 언 로딩이 매우 빈번하며, 압연기의 효율에 영향을 미치고, 마무리 압연 생산은 적합하지 않다. 요구 사항은 결합 된 초경 합금 롤로 대체되었습니다. 수백 톤의 초경합금 롤을 소비하는 세계에서 모건 형 압연기는 200 세트가 넘습니다 .7. 초경 롤 성능 하드 합금 롤은 높은 경도를 가지고 있으며 경도 값은 온도에 따라 거의 변하지 않습니다. 700 ° C에서의 경도 값은 고속 강철의 4 배입니다. 탄성 계수, 압축 강도, 굽힘 강도 및 열 전도성도 공구강보다 1 배 이상 높습니다. 경질 합금 롤의 열전도율이 높기 때문에 방열 효과가 좋고 고온 인 롤 표면의 시간이 짧아서 유해한 불순물이 포함 된 롤의 고온 반응 시간이 냉각수가 부족합니다. 따라서 단단한 합금 롤은 공구강보다 부식 및 냉간 및 열 피로에 더 강합니다. 초경합금 롤은 초경합금 공구를 기준으로 개발됩니다. 그들은 내열성 금속 화합물 (WC, TaC, TiC, NbC 등)과 전이 금속 (Co, Fe, Ni)을 기반으로합니다. 접합 단계, 분말 야금에 의해 준비된 서멧 공구 재료. 높은 경도, 높은 적색 경도 및 높은 내마모성과 같은 일련의 우수한 특성을 가지고 있습니다. 때로는 내 부식성을 얻기 위해 일정량의 니켈, 크롬 및 기타 요소를 추가하십시오. 초경합금 롤의 성능은 결합 상 금속 및 매트릭스 상, 텅스텐 카바이드 입자의 크기와 관련이 있습니다. 상이한 바인더 함량 및 상응하는 텅스텐 카바이드 입자 크기는 상이한 카바이드 등급을 형성한다. 연속 된 초경합금 재종은 다른 재종에 맞게 개발되었습니다. 텅스텐 카바이드는 초경합금의 전체 조성 중 약 70 ~ 90 %를 차지하며 평균 입자 크기는 0.2 ~ 14 μm입니다. 금속 결합제의 함량을 증가 시키거나 또는 텅스텐 카바이드의 입자 크기를 증가 시키면, 초경합금의 경도가 감소하고 인성이 증가된다. 초경합금 롤의 굽힘 강도는 2200 MPa 이상에 도달 할 수 있으며 충격 인성은 (4-6) × 106 J / m2에 도달 할 수 있으며 로크웰 경도 HRA는 78-90입니다. 초경합금 롤은 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 솔리드 카바이드 롤 및 복합 초경 카바이드 롤. 전체 하드 합금 롤은 고속 선재 밀 (고정식 감속 프레임 및 핀치 롤 스탠드 포함)의 프리 피니싱 및 피니싱 스탠드에 널리 사용되었습니다. 복합 초경합금 롤은 초경합금 및 기타 재료로 구성되며 초경합금 복합 롤링과 초경합금 복합 롤로 더 나눌 수 있습니다. 경질 합금 복합 롤러 링은 롤러 샤프트 상에 장착된다. 솔리드 카바이드 복합재 롤러는 카바이드 롤러 링을 롤러 샤프트에 직접 주조하여 전체를 성형하는 데 사용되며, 큰 롤링 하중을 갖는 압연기에 적용됩니다. 시멘트 초경 롤 재료의 연구 및 응용 복합 초경 롤 제조를위한 새로운 공정 1. 주조 복합 경질 합금 롤 링 현대 압연 생산의 요구 사항을 충족시키기 위해 새로운 초경합금 복합 롤 (CIC, CAST IN CARBIDE) 복합 카바이드 롤 링을 시공합니다. 이 기술은 연성 주철 내부 슬리브로 카바이드 링을 주조하는 것입니다. 롤러 링과 롤러 샤프트에는 열쇠가 있습니다. 이와 관련하여, 복합 롤링의 외층에 매우 높은 경도 및 우수한 내마모성을 갖는 경질 합금 재료가 롤링 력을 받고, 내층에 강도 및 인성이 우수한 연성 철으로부터 토크가 전달된다 . CIC 복합 롤의 구조적 특징 : (1) 복합 층을 사용하면 롤링의 강도와 인성이 향상되고 큰 롤링 하중에 견딜 수 있음, (2) 롤러 링과 롤러 샤프트의 커플 링이 간섭 끼워 맞춤, (3) 롤러 링의 접촉면과 롤러 축 사이에 틈새가 없으므로 롤러의 변형을 방지 할 수있다. 롤러 링은 불순물이 함유 된 냉각수로 인해 접촉면이 부식되어 부식이 일어난다. 캐스트 인 플레이스 (Cast-In-Place) CIC 복합 롤링 기술의 개발은 분말 야금 기술과 주조 기술의 새로운 결합체이다. 롤상 복합 내마 모성 소재 기술의 적용에서 중요한 진보입니다. 분말 야금 화합물 WC 롤 링이 기술은 초경합금과 Ni 및 Cr 분말의 강재를 결합하여 분말 야금 기술과 결합합니다. 이 공정의 주요 포인트는 먼저 초경합금 분말을 소결하여 소결 한 후 선택한 강철 분말로 성형하고 소결하는 것입니다. 초경합금과 강철 기초 사이에는 견고한 금속 연결이 있습니다. 이 공정의 핵심은 1100-1200 ℃의 소결 온도와 100-120MPa의 압력 조건을 마스터하는 것이며, 소결 된 블랭크는 황삭, 응력 완화 등을 거친 후 최종 카를 연삭하고 적합한 매트릭스 재료를 선택하고 고급 공정 및 비율과 함께 복합 롤링에서 초경합금과 강재 기판 사이의 잔류 응력은 매우 낮을 수 있습니다. 이 분말 야금 기술은 롤 재료의 준비에 새로운 시대를 열었습니다. 경질 합금 롤 링 재료의 적용 열간 압연 공정에서 WC 롤링 링은 고온, 압연 응력, 고온 부식 및 충격 하중을받습니다. 해외에서 생산 된 WC 롤링 링과 비교하여 롤링 링의 생산에 사용 된 원료의 순도, 가공 기술 및 롤링 성능은 지표와 다른 측면 사이에 여전히 일정한 차이가 있습니다. 사용중 롤러의 내마모성이 나 빠지고 롤러 링이 쉽게 파손됩니다. 일반적인 경질 합금 롤 링 재료를 기반으로 윤활 및 내마모성 그라디언트 재료 윤활 그라데이션 재료 (LGM)를 사용하여 그라디언트 재료 인 LGM 롤링 링이 개발되었습니다.이 기술은 일반 초경합금 소재에 황 및 산소를 첨가합니다 금속 기판의 표면 상에 안정한 등급 화 금속 산화물 및 금속 황화물 (각각 Co3O4 및 CoS)을 형성한다. Co3O4와 CoS는 우수한 윤활성과 내마모성을 가지고 있습니다. LGM 롤링의 산업 시험은 경사 재료의 황화물과 산화물이 압연 중 마찰 계수를 감소시키고 고온 및 큰 압연 조건에서 롤 링의 윤활 성능을 크게 향상시키고 횡 균열을 감소시킬 수 있음을 보여주었습니다. 롤링의 수명은 일반 경질 합금 롤링보다 1.5 배가되며 연삭 량과 롤 변화 횟수를 줄일 수 있으며 경제적 이점도 크다. CIC 기술을 활용하여 세계 초경합금 롤링 H6T의 경우 결합도가 6 % 밖에되지 않으며 경도와 내마모성이 일반적인 브랜드의 합금보다 현저히 높습니다. 특히 마모 저항이 50 % 증가했습니다. 완성 된 프레임과 완제품 전면 프레임 , 롤 수명은 하드 합금의 일반적인 브랜드의 2 배입니다. 완성 된 프레임 및 완성 된 프레임과 함께 롤을 변경하는 문제를 해결할 수있어 홈 변경을 크게 줄일 수 있습니다. 롤러의 수를 변경함으로써 밀의 유효 작동 속도를 증가시킵니다 .CIC 복합 카바이드 롤 링은 선재 밀 (중간 또는 예비 마감), 바 밀 (중간 및 미세), 소형 밀 (사각형 평강, 앵글 강 등) 및 Three-roll mill system (KOCK bar, 이음매없는 강관 스트레치 감속기 등)에 적용 할 수 있습니다. 복합 경질 합금 롤링이 고속 선재 밀 또는 소형 바 밀의 정삭 스탠드에 사용되는 경우, 그 단일 슬롯 압연 량은 통상 주철 롤의 10 배이며, 각각의 연삭 량은 단지 주조 만된다 철. 롤의 1/3 내지 1/2이므로, 종래의 주철 롤과 비교하여, 복합 롤의 총 롤 량은 통상 롤의 20 내지 30 배이다. 3- 롤러 이음매없는 강관 장력 감소 기 프레임 및 파이프 자킹 프레임에 사용되는 경우, 종래의 주철 인장 감속 롤러와 비교하여,보다 큰 직경의 파이프를 압연 할 때, 복합 롤의 단일 그루브 롤링 량은 주철 롤 및 소 직경 스틸 튜브를 압연 할 때, 복합 롤의 단일 그루브 롤 량은 일반 주철 롤의 단일 그루브 롤의 40 배이며, 최종 제품 품질 및 스틸 튜브의 치수 정밀도가 현저히 향상된다. 나 사형 강선 제조에 사용되는 합금 공구강 및 경질 합금 롤 재료에 존재하는 문제점을 해결하기 위해 합금 공구강과 초경합금 사이에 초경합금 GW30이 개발되었다. 단조, 기계 가공 및 열처리 후, 합금 내의 탄화물의 "가교 (bridging)"현상이 약화되었고, 재료의 굴곡 강도 및 충격 인성이 각각 2672 MPa 및 18.0 J / cm2에 도달하여, 롤. 동시에, 경질 합금 내의 경질 상 (hard phase)의 내마모성이 충분히 이용된다. 롤러의 인성이 유지되는 조건 하에서, 롤러의 표면은 붕소 화 처리되어 붕소 층이 견고하게 결합된다 합금의 표면은 고정되어있다. 미세 구조 및 특성은 일관성이있는 경향이있어 합금의 내마모성이 더욱 향상됩니다. 산업용 테스트 결과 롤러의 수명은 합금 공구강의 수명보다 10 배 이상 길며 경제적 이익이 상당하다는 것을 보여줍니다. 최근 수년간 카바이드 롤은 우수한 성능으로 철강 생산에 널리 사용되었습니다. 그러나, 경질 합금 롤의 제조 및 사용에는 다음과 같은 문제점들이 여전히 존재한다 : (1) 새로운 유형의 초경합금 롤 샤프트 재료의 연구 및 개발. 롤링 산업이 지속적으로 롤에 대한 새로운 요구를 제기함에 따라, 종래의 연성 철 롤 샤프트 재료는 더 큰 롤링 힘을 견딜 수 없으며 더 많은 토크를 전달할 수 없게됩니다. 이를 위해 고성능 카바이드 복합 롤을 개발해야합니다. 롤러 축 재료. (2) 복합 롤의 제조 공정에서, 내층 금속과 외층 초경 합금 사이의 열팽창 불일치로 인한 잔류 열 응력이 가능한 한 감소되거나 제거되어야한다. 초경합금의 잔류 열 응력은 복합 롤의 서비스 수명에 영향을 미치는 핵심 요소입니다. 따라서, 내부 금속과 외부 초경 합금의 열팽창 계수의 차가 가능한 한 작아야한다. 동시에, 롤링의 잔류 열이 고려되어야합니다. 응력의 열처리 가능성 (3) 서로 다른 스탠드의 압연 력, 롤링 모멘트 및 열전도율이 다르므로 초경합금 롤의 각 등급을 사용해야합니다. 경질 합금 롤 재료의 설계 과정에서 롤의 강도, 경도 및 충격 인성의 합당한 조화를 보장 할 필요가 있습니다. 압연 공정에서, 초경합금 롤의 마모는 온도, 압연 압력과 같은 외부 조건에 의해 영향을받을뿐만 아니라, 열충격 하중뿐만 아니라 경질 상 WC 및 결합 상 Co / Co-Ni-의 내부 요인에 기인한다. Cr 사이에는 상당히 복잡한 물리적 및 화학적 반응이 있습니다. 이것은 마모 상황을 더욱 복잡하게 만듭니다. 이 목적을 위해이 측면의 메커니즘에 대한 연구가 강화되어야합니다. 결론 와이어와 바 롤링에서 전통적인 주철 및 합금강 롤을 대체하기 위해 초경 카바이드 롤 링을 사용하는 것이 많은 이점을 보였습니다. 롤 제조 기술 및 사용 기술의 지속적인 개발로 카바이드 롤의 사용이 계속 확장 될 것입니다. 압연 가공에서 그 역할은 점점 더 중요해질 것이며, 그 적용 가능성 또한 매우 넓어 질 것입니다. 우리의 고품질 텅스텐 카바이드 롤링 링을 여기에서 확인하십시오
출처 : Meeyou Carbide