Dökme Demir Rulosu: Yuvarlanma işleminde önemli bir bileşen

Metal işleme alanında, haddeleme işlemi önemli bir şekillendirme yöntemidir ve dökme demir rulosu bu işlemde vazgeçilmez bir anahtar bileşendir. Dökme demir rulo Metal malzemelerin şekillendirilmesinde, ürün kalitesini sağlayarak ve üretim verimliliğini artırmada önemli bir rol oynayın. Performansının kalitesi, haddelenmiş ürünlerin doğruluğunu ve yüzey kalitesini ve üretim sürecinin istikrarını ve ekonomisini doğrudan etkiler. Bu nedenle, dökme demir ruloların ilgili bilgisinin kapsamlı bir şekilde anlaşılması, yuvarlanma sürecini optimize etmek ve ürünlerin rekabet gücünü artırmak için büyük önem taşımaktadır. ​

Dökme demir ruloların çalışma koşulları ve zorlukları

(1) sert sıcaklık ortamı

Dökme demir rulolar genellikle çalışma sırasında yüksek sıcaklık bir ortamdadır, genel çalışma sıcaklığı 700-800 ° C'ye ulaşır. Bazı özel durumlarda, temas ettikleri haddelenmiş malzemenin sıcaklığı 1200 ° C'ye bile ulaşabilir. Sürekli yüksek sıcaklıklar sadece rulo malzemesinin termal stabilitesini test etmekle kalmaz, aynı zamanda ruloların boyutsal doğruluğunu ve haddelenmiş ürünlerin kalitesini etkileyen termal genleşme ve termal deformasyon gibi sorunlara da neden olur. ​

(2) Güçlü mekanik stres

Ruloların haddelenmiş malzemeden güçlü basınca dayanması gerekir. Bu basınç, yuvarlanma işlemi sırasında sürekli hareket eder ve rulolara yorulma hasarına neden olmaya eğilimlidir. Bu arada, yuvarlanma işlemi sırasında, ruloların yüzeyi ile yuvarlanan malzeme arasında, rulo yüzeyinin aşınmasını hızlandıracak ve ruloların servis ömrünü azaltacak güçlü bir sürtünme kuvveti vardır. ​

(3) Termal yorgunluk tehdidi

Sıcak haddelenmiş malzemelerle sürekli ısıtma ve soğutma suyu ile soğutma nedeniyle, rulolar kısa bir süre içinde önemli sıcaklık değişikliklerine maruz kalır ve ciddi termal yorgunluğa maruz kalır. Termal yorgunluk, ruloların yüzeyinde çatlaklara neden olabilir. Zamanla, bu çatlaklar genişleyebilir, sonunda ruloların dağılmasına ve başarısızlığına yol açabilir. ​

2. Ana dökme demir rulo türleri

(1) Soğutulmuş dökme demir rulolar

Çalışma prensibi: Soğutulmuş dökme demir rulosunun çalışma tabakası, metal kalıpın hızlı soğutma etkisi nedeniyle beyaz dökme yapı (matris karbür) oluşturur. Döküm işlemi sırasında, soğutma hızını kontrol ederek, silindirin yüzeyi, yüksek sertlik ve yüksek aşınma direncine sahip beyaz bir dökme tabakası oluşturmak için hızla soğutulurken, çekirdek nispeten yumuşak gri bir döküm veya çukurlu bir yapıyı korur. ​

Özellikler: Son derece yüksek yüzey sertliğine ve mükemmel aşınma direncine sahiptir, yuvarlanma işlemi sırasında aşınmaya etkili bir şekilde direnir. Bununla birlikte, beyaz dökme demir tabakasının yüksek kırılganlığı nedeniyle, soğuk sertleştirilmiş dökme demir ruloların termal çatlama direnci nispeten zayıftır ve büyük termal strese maruz kaldığında çatlaklar meydana gelir. ​

Uygulama alanları: Genellikle yüksek yüzey kalitesi gereksinimlerine ve ince plakaların ve çelik şeritlerin hassas yuvarlanması gibi nispeten düşük yuvarlanma basıncına sahip haddeleme işlemlerinde kullanılır. ​

(2) Sonsuz soğuk sertleştirilmiş dökme demir rulolar

Çalışma prensibi: Erimiş demirin karbon eşdeğerini uygun şekilde artırarak, rulo çentikli bir yapı (matris karbür grafit) elde eder. Bu yapı, rulonun soğutulmuş tabakasının kırık yüzeyinde belirgin bir sınıra sahip olmasını sağlar ve sert yüzeyden yumuşak çekirdeğe geçiş net bir geçiş bölgesi olmadan kademelidir. ​

Özellikler: Yüksek sertliği ve iyi tokluğu birleştirir. Grafitin varlığı, ruloların termal çatlama direncini ve anti-yükselme performansını iyileştirir ve önemli termal ve mekanik gerilmelere maruz kalsa bile iyi bir çalışma durumunu korumalarını sağlar. Soğuk sertleştirilmiş dökme demir rulolarla karşılaştırıldığında, sonsuz soğuk sertleştirilmiş dökme demir rulolar daha uzun bir servis ömrüne sahiptir ve daha geniş bir yelken yelpazesi için uygundur. ​

Uygulama alanları: Kaba yuvarlanma, orta haddeleme ve çelik kütüklerin kaba yuvarlanma, çubukların ve tellerin ara yuvarlanması vb. Sonsuz soğutulmuş dökme demir ruloların performansı gereksinimleri karşılayabilir. ​

(3) Yarı soğutulmuş sert dökme demir rulolar

Çalışma prensibi: Döküm, kum kaplamalı metal bir kalıp kullanılarak gerçekleştirilir. Silindir gövdesinin soğutma hızını azaltmak ve silindir gövdesinin çalışma tabakasında çentikli bir yapı elde etmek için metal kalıp içine 10-20 mm'lik bir kalıp kumu tabakası kaplanır. Bu döküm yöntemi, yüzeyden çekirdeğe küçük bir sertlik düşmesi ile ruloların sertlik dağılımını nispeten eşit hale getirir. ​

Özellikler: Yarı ısıtıcı dökme demir rulolar, sıcak çatlamaya, yüksek mukavemete ve tokluğa karşı mükemmel bir dirence sahiptir. Silindir gövdesinin yüzey sertliği genellikle HS35-55'tir, bu da belirli aşınma direncini sağlarken termal yorgunluğa ve mekanik yorgunluğa etkili bir şekilde direnebilir. Bunlar arasında, yarı soğutulmuş sert sünek demir rulolar, benzersiz küresel grafit yapıları nedeniyle daha üstün performansa sahiptir. ​

Uygulama alanları: Esas olarak kütük açılış standları ve orta ve küçük boyutlu haddeleme değirmenlerinin kaba değirmen standları için geçerlidir. Bu durumlarda, ruloların daha karmaşık yuvarlanma koşullarıyla başa çıkmak için iyi kapsamlı performansa sahip olması gerekir. ​

(4) Sünek demir ruloları

Çalışma prensibi: Sünek demir ruloları, kalıpta sferoidize edici tedaviye tabi tutulan erimiş demir dökerek yapılır ve rulo yapısındaki grafitin küresel bir şekil almasına neden olur. Küresel grafitin varlığı, pul grafitin matris üzerindeki parçalanma etkisini ortadan kaldırır ve ruloların mekanik özelliklerini büyük ölçüde iyileştirir. ​

Özellikler: Yüksek mukavemet, yüksek tokluk ve mükemmel aşınma direncine sahiptir. Termal çatlama ve serpme direnci de olağanüstü. Sünek demir ruloların sertlik aralığı nispeten geniştir ve çok çeşitli uygulama ile farklı uygulama gereksinimlerine göre ayarlanabilir. ​

Uygulama alanları: Kaba yuvarlanma, orta haddeleme ve kaplama haddeleme işlemleri dahil olmak üzere çeşitli haddeleme değirmenlerinde kullanılabilir. Ruloların performansı için yüksek gereksinimlere sahip bazı özel haddeleme işlemlerinde, sünek demir rulolar da mükemmel performans gösterebilir.

3. Alaşım elemanlarının dökme demir ruloların performansı üzerindeki etkisi

(1) Karbon (c)
Etki Mekanizması: Karbon, dökme demir ruloların performansını etkileyen önemli unsurlardan biridir. Bir yandan, yüksek karbon içeriği, çimentoun çökelmesini engelleyecek ve aynı zamanda, oluşturulan grafit çekirdeklerinin sayısındaki artış nedeniyle grafit rafine edilebilir. Öte yandan, karbon içeriği çok yüksekse, grafitin yüzmesine neden olacak ve ruloların performansını etkileyecektir. Belli bir soğutma oranında, karbon içeriği uygun şekilde arttırılırsa, beyaz döküm tabakasının derinliği azalır ve yüzey çimento miktarı artacaktır.
​
Performans üzerindeki etki: Uygun miktarda karbon, ruloların sertliğini ve aşınma direncini artırabilir, ancak aşırı yüksek bir karbon içeriği ruloların tokluğunu azaltacak ve çatlak oluşumu riskini artıracaktır. Bu nedenle, üretim süreci sırasında, ruloların çeşitli özelliklerini dengelemek için karbon içeriğini tam olarak kontrol etmek gerekir. ​

(2) Silikon

Etki Mekanizması: Silikon, ötenitte karbonun çözünürlüğünü azaltabilir, sadece öutektoid transformasyon sıcaklığını arttırmakla kalmaz, aynı zamanda eutektoid dönüşüm sıcaklığı aralığını genişletebilir ve inkübasyon süresini kısaltır. Belli bir aralıkta, silikon içeriği arttıkça, grafit topların çapı azalacak, böylece ruloların yapısını ve performansını artıracaktır. ​

Performans üzerindeki etki: Silikon, ruloların gücünü ve sertliğini artırabilir ve aynı zamanda ruloların termal çatlamaya karşı direncini artırmaya yardımcı olabilir. Bununla birlikte, aşırı silikon içeriği, ruloların tokluğunda bir azalmaya yol açabilir, bu nedenle içeriğinin makul bir şekilde kontrol edilmesi gerekir. ​

(3) Manganez (MN)

Etkileme Mekanizması: Manganez elemanları, incide stabilize edilmede ve rafine edilmede rol oynayarak ötektoid dönüşüm sıcaklığını düşürür. Ruloların gücünü ve sertliğini artırabilir. Bununla birlikte, manganez içeriği çok yüksek olduğunda, şiddetli ayrışma gerçekleşecek ve ağ karbürleri döküm durumundaki tane sınırları boyunca çökelecek ve ruloların tokluğunu azaltacaktır. ​

Performans üzerindeki etkisi: Uygun miktarda manganez, ruloların genel performansının artırılmasına yardımcı olabilir, ancak segregasyon ve ağ karbürlerinin çökelmesi nedeniyle ruloların performansı üzerindeki olumsuz etkileri önlemek için içeriği sıkı bir şekilde kontrol edilmelidir. ​

(4) Krom (CR)

Etki Mekanizması: Krom, soğuk sertleştirilmiş dökme demir rulolarda beyaz dökme demir tabakasının derinliğini arttırmak için en etkili unsurdur, bu da silikonun olumsuz etkilerini önemli ölçüde karşı koyabilir ve inci yapısının oluşumuna elverişlidir. Alaşım sünek demirde, uygun krom ilavesi, sertliği ve aşınma direncini iyileştirmek için yararlı olan mikro yapıda bazı serbest karbürlerin ortaya çıkmasına neden olabilir. ​

Performans üzerindeki etki: Kromun eklenmesi, ruloların yüzey sertliğini ve aşınma direncini etkili bir şekilde artırabilir ve termal yorgunluğa karşı dirençlerini artırabilir. Bununla birlikte, aşırı krom, ruloların tokluğunda bir azalmaya yol açabilir. Bu nedenle, krom içeriğinin ruloların belirli kullanım gereksinimlerine göre tam olarak kontrol edilmesi gerekir. ​

(5) Molibden

Etki Mekanizması: Molibden, pearliti stabilize eden bir element olarak, beyaz dökme tabaka yapısını soğuk sertleştirilmiş dökme demirde rafine edebilir, malzeme mukavemetini artırabilir ve ruloların termal mukavemetini geliştirebilir. Alaşım sünek demir rulolarında, molibden içeriğinin uygun şekilde arttırılması, pearlit yapısının oluşumunu teşvik edebilir ve inci dispersiyonunu artırabilir. Molibden ayrıca östenitin ayrışmasını inhibe edebilir ve bainit yapısının oluşumuna elverişlidir. Bununla birlikte, molibden ayrılmaya eğilimlidir, bu nedenle içeriği çok yüksek olmamalıdır. ​

Performans üzerindeki etki: uygun miktarda molibden, ruloların kapsamlı performansını, özellikle yüksek sıcaklık ortamlarında performans istikrarlarını artırabilir. Bununla birlikte, molibdenin ayrım eğilimi nedeniyle, rulo performansının tekdüzeliğini sağlamak için rulolardaki dağılımının sıkı bir şekilde kontrol edilmesi gerekir. ​

4 Dökme demir ruloların üretim süreci

(1) döküm işlemi

Metal Kalıp Dökümü: Soğuk sertleştirilmiş dökme demir rulolar ve bazı soğuk tutuklu dökme demir rulolar genellikle metal kalıp dökümü tarafından dökülür. Döküm işlemi sırasında, metal kalıbın hızlı soğutma etkisi, rulonun yüzeyinin hızlı bir şekilde soğumasına neden olur ve gerekli beyaz döküm veya çukur yapısını oluşturur. Metal kalıp sıcaklığı, kaplamanın kalınlığı ve erimiş demirin dökme sıcaklığı ve hızı gibi parametreleri kontrol ederek, ruloların çalışma katmanının mikro yapısı ve özellikleri tam olarak kontrol edilebilir.
​
Kum döküm: Yüzey sertliği için nispeten düşük gereksinimlere sahip olan ve yarı kabuklu dökme demir rulolar gibi daha yüksek tokluğa ihtiyaç duyan bazı rulolar için kum dökümü benimsenebilir. Kum kalıbına uygun miktarda kalıplama kum ve soğutma demir eklemek, ruloların farklı parçalarının soğutma hızını ayarlayarak ruloların uygun bir sertlik dağılımı ve mikroyapı elde etmesini sağlayabilir. ​

Bileşik döküm: Bileşik döküm işlemi, kompozit dökme demir ruloları üretmek için kullanılır. Farklı bileşimlerle art arda erimiş demir dökerek, rulolar farklı özelliklere sahip çalışma katmanlarına ve çekirdeklere sahiptir. Örneğin, önce çekirdek malzemeyi dökün ve daha sonra çalışma tabakası malzemesini yüksek sertlik ve yüzeyinde aşınma direnci ile dökün, böylece rulo hem iyi tokluğa hem de yüzey özelliklerine sahiptir.
​
(2) Isı işlem süreci

Tavlama Tedavisi: Tavlama tedavisi, ruloların döküm işlemi sırasında üretilen iç stresi ortadan kaldırabilir ve ruloların mikro yapısını ve özelliklerini iyileştirebilir. Silindiri belirli bir süre için uygun bir sıcaklıkta tutarak, iç yapı homojenleştirilir, sertlik azalır, tokluk iyileşir ve sonraki işlem ve kullanım için hazırlıklar yapılır. ​

Tedaviyi normalleştirme: Tedaviyi normalleştirmek, ruloların tanelerini geliştirerek güçlerini ve sertliklerini artırabilir. Ruloları kritik sıcaklığın üzerinde ısıtın, bir süre tutun ve daha sonra rulolar için tek tip bir inci veya bainit yapısı elde etmek için havada soğutun ve böylece genel performanslarını iyileştirin. ​

Söndürme ve tavlama tedavisi: Daha yüksek sertlik ve aşınma direnci gerektiren bazı rulolar için, söndürme ve tavlama tedavisi yapılabilir. Söndürme, ruloların yüzeyini martensitik bir yapı ile donatır ve sertliği önemli ölçüde artırır. Bununla birlikte, martensitik yapı nispeten kırılgandır, bu nedenle sertlik ve tokluk arasındaki dengeyi ayarlamak, söndürme stresini ortadan kaldırmak ve ruloların hizmet ömrünü arttırmak için temperleme tedavisi gereklidir. ​

5. Dökme demir ruloların bakımı ve bakımı
​
(1) Günlük muayene

Yüzey Muayenesi: Ruloların yüzeyini çatlaklar, serpme ve aşınma gibi kusurlar açısından düzenli olarak kontrol edin. Görsel inceleme ve ultrasonik kusur dedektörleri ve manyetik parçacık kusur dedektörleri gibi tahribatsız test ekipmanlarının kullanılması ile potansiyel problemler zamanında tanımlanabilir ve bunları onarmak veya değiştirmek için karşılık gelen önlemler alınabilir. ​

Boyutsal İnceleme: Belirtilen tolerans aralığı içinde olduklarından emin olmak için ruloların çapını, silindiri ve diğer boyutsal parametrelerini ölçün. Aşırı boyutsal sapmalar, haddelenmiş ürünlerin doğruluğunu etkileyebilir. Bu nedenle, boyutsal anormallikler tespit edildiğinde, zamanında ayarlamalar veya onarımlar yapılmalıdır. ​

(2) Yağlama ve soğutma

Yağlama: Yuvarlanma işlemi sırasında, rulolar ve haddelenmiş malzeme arasındaki sürtünmeyi azaltmak ve aşınmayı en aza indirmek için uygun yağlayıcıların kullanılması gerekir. İyi yağlama performansı, aşırı basınç direnci ve oksidasyon direncine sahip yağlayıcılar seçin ve ruloların yüzeyine eşit olarak dağıtıldığından emin olun. Normal çalışmasını sağlamak için yağlayıcıların tedarik sistemini düzenli olarak inceleyin. ​

Soğutma: Ruloların sıcaklığını azaltmak ve termal yorgunluğu önlemek için etkili soğutma çok önemlidir. Soğutma sisteminin normal çalışmasını sağlayın, soğutma suyu boru hatlarındaki kir ve safsızlıkları derhal temizleyin ve soğutma suyunun akış hızının ve sıcaklığının gereksinimleri karşıladığını garanti edin. Bu arada, ruloların yüzeyinin eşit soğutulmasını sağlamak için soğutma suyunun sprey açısı ve konumu makul olarak ayarlanmalıdır. ​

(3) Depolama ve kullanım

Depolama: Nemli ve paslanmalarını önlemek için ruloları kuru ve iyi havalandırılmış bir ortamda saklayın. Uzun zamandır kullanılmayan rulolar için, rasta anti-yağ uygulanması ve rasta anti-rust kağıdı ile sarılma gibi rast anti-tedavi işlemi gerçekleştirilmelidir. Aynı zamanda, ruloların sıkılmasını veya çarpışmasını önlemek için depolama yöntemine dikkat edilmelidir, bu da hasara neden olabilir. ​

Kullanım: Rulo kullanırken, vinç ve forkliftler gibi özel taşıma ekipmanları kullanılmalıdır ve ekipmanın yük taşıma kapasitesinin yeterli olmasını sağlamak gerekir. İşleme işlemi sırasında, yüzey hasarını ve iç yapısal hasarı önleyerek diğer nesnelerle çarpışan silindirlerin önlenmesi için dikkatli olun. ​

6. Sonuç

Dökme Demir Ruloları, haddeleme işlemindeki temel bileşenler olarak, performansları doğrudan haddelenmiş ürünlerin kalitesi ve üretim verimliliği ile ilgilidir. Farklı dökme demir rulo türlerinin özelliklerini, alaşım elemanlarının performansları, üretim süreçleri ve bakım yöntemleri üzerindeki etkisini anlayarak, dökme demir ruloları daha iyi seçmek ve kullanmak, avantajlarını tam olarak oynamak ve haddeleme sürecinin genel seviyesini iyileştirmek mümkündür. Teknolojinin sürekli ilerlemesiyle, dökme demir ruloların performansı ve kalitesi de sürekli gelişmektedir. Gelecekte, daha geniş bir alanda uygulanmaları ve metal işleme endüstrisinin gelişimine daha fazla katkıda bulunmaları bekleniyor. .