Abstrakt: Under prøvestempling av koniske ruller med importert fire-stasjons høy-høyhastighets kaldkursutstyr, dukket det opp typiske defekter, inkludert tverrgående oppsprekking av kuttede emner, overflatesprekker på rullens ytre diameter og avfasing, samt stansebretting på avfasningsflater. Grunnårsaksanalyse bekrefter at alle disse feilene stammer fra dårlig råvarekvalitet. Etter teknisk optimalisering av sfæroidisert glødet GCr15 wire rod dedikert for høyhastighets-kald kurs, oppfyller produktet fullt ut praktiske produksjonskrav.

Stikkord: konisk rullelager; konisk rulle; høyhastighets-kald kursmaskin; GCr15 lager stål; mangel; feilanalyse

1 maskineringsprosess på fire-stasjons høyhastighets-kaldstyremaskin

For å forbedre stemplingskapasiteten for koniske valser med ytre diameter over 20 mm, er det tatt i bruk en importert fire-stasjons høy-hastighets kaldkursmaskin. Utstyret leverer høy produktivitet med en stemplingshastighet på opptil 100 stykker per minutt og produserer høy-presisjonsruller fri for flash etter forming. Ikke desto mindre må råmaterialet til denne maskinen være sfæroidisert glødet wire rod, mens innenlandske mainstream spesialstålprodusenter kun leverer GCr15 stål over Φ20 mm i solid stangform. Etter forhandling tilbyr en spesiell stålleverandør tilpasset kuleglødet valsetråd for denne kaldkursprosessen.

Primære tekniske krav til prøvevalstråden er som følger: bearbeidet via dobbel trekking og dobbel peeling med overflatebehandling; sfæroidisert utglødningsmikrostruktur vurdert Grad 2~4 per GB/T18254-2002; hardhet kontrollert til 170~185 HB. Alvorlig arbeidsherding oppstår under kalddeformasjon i flere -passasjer, noe som hindrer påfølgende forming, derav det relativt lave hardhetskravet. Ensidig overflateavkullingsdybde skal ikke overstige 0,8 % av nominell ståldiameter; dimensjonstoleranse for stangdiameter er 0~−0,05 mm, med gjenværende spesifikasjoner i samsvar med relevante innkjøpstekniske avtaler.

Preging av avsmalnende valser på fire-stasjonene med kald kursing dekker fire sekvensielle arbeidsstasjoner: blankskjæring → endeoppsetting → for-forming → ferdigforming, med formingsskjema vist i figur 1.

Figur 1 Skjematisk diagram av fire-Stasjonsstemplingsformingsprosess

Blank klipping: Emneklipp av hylse-type genererer emner med mindre deformasjoner og endeflater omtrent vinkelrett på emnets aksiale linje.

ende opprørende: Utjevner ujevne emne-endeflater vinkelrett på aksen, forener emnelengden og forstyrrer emnets ytre sirkel.

Pre-forming: Former grovt den koniske konturen, krymper liten endedimensjon, danner konkavt hulrom på stor-endeflate og utvider ytre diameter utover.

Fullfør formingen: Fullfører rulledimensjoner til spesifisert toleranse.

Stor deformasjon og bemerkelsesverdig arbeidsherding finner sted på stor-endeavfasning, ytre diameter, endeflate på både store og små ender og liten-endeavfasing gjennom formingen. Hardhetsvariasjoner for ferdige valser i forskjellige posisjoner er oppført i tabell 1. Sammenlignet med valser fra mekaniske presser med enkelt-stasjon har produktene fra denne maskinen overlegen dimensjonsnøyaktighet, og eliminerer etter-prosesser som flashfjerning, myk sliping av ytre diameter og myk sliping på endeflaten, noe som forbedrer råmaterialets utnyttelsesgrad betraktelig.

Tabell 1 Hardhetsvariasjon av stemplet rulle ved forskjellige posisjoner (Enhet: HB)

2 Defektanalyse av stemplede koniske ruller

Under forming av avsmalnende valser som illustrert i figur 1, inkluderer tilbakevendende defekter tverrgående oppsprekking av skjærte emner, aksiale overflatesprekker på stor ytre diameter og avfasning av enden, og foldefeil på avfasede overflater. Etter systematisk inspeksjon av utstyr, dyser og råmateriale, bekreftes dårlig kvalitet på prøveståltråd som årsaken.

2.1 Tverroppsprekking av klippede emner

Tverrgående sprekker parallelt med skjærplanet oppstår ofte på klippede emner ved skjærestasjonen, og utløser nødstopp og alarm for kaldkursmaskin. Metallografiske prøver kuttet fra sprukne emner er etset med 2 % salpetersyrealkoholløsning. Mikroskopisk observasjon avslører massiv lamellær perlitt pluss grove karbidpartikler (figur 2). I henhold til GB/T18254-2002-standarden for krombærende stål med høyt karbon, er den sfæroidiserte mikrostrukturen overopphetet og gradert over grad 6. Bulkhardheten til sprukne emner måles til 187 HB via Brinell hardhetstester.

Prøveinspeksjon fra hodet, midten og halen av den samme trådspolen avslører inkonsekvent glødemikrostruktur: Grad 4, 5 og 6 sfæroidiserte strukturer eksisterer side om side, med hardhet fra 184 HB til 189 HB. Ukvalifisert sfæroidisert mikrostruktur, spesielt overflødig lamellær perlitt, reduserer stålets duktilitet drastisk. Strekkspenning konsentrert nær skjærplan under emneskjæring initierer tverrgående emneoppsprekking.

Figur 2 Sfæroidisert utglødningsmikrostruktur av tverrsprukket blank

2.2 Overflatesprekker på stor ytre-endediameter og avfasning av ruller

Aksiale overflatesprekker er vanligvis funnet på stor ytre-endediameter og avfasning av ferdige valser, med delvise sprekker som strekker seg utover endeflatene. Magnetisk partikkelinspeksjon på ferdige deler akkumulerer rikelig med magnetisk pulver på store -endeavfasingsplasseringer. Etter varmbeising (50 % konsentrert industriell saltsyre + 50 % vann, bløtlagt ved 70 grader i 30 minutter), oppstår tette, fine aksiale mikrosprekker over avfasede overflater. Det finnes få identiske mikrosprekker på små-endeavfasninger.

Valser med sprekker med aksial ytre-diameter er seksjonert vinkelrett på sprekkretningen for metallografisk analyse. Mikrografi viser sprekker delt i to lag: det ytre grovsprekkelaget med overflateavkulling, og det indre fine sprekklaget fritt for avkulling (Figur 3). Mikrostrukturinspeksjon av rå valstråd identifiserer et kontinuerlig avkarbonert lag 0,3~0,4 mm dypt på ståloverflaten (Figur 4), sammen med spredte dype aksiale sprekker og mange grunne overflateriper.

Stor radiell utadgående ekspansjon skjer ved stor-den ytre diameter og avfasing under kaldforming, ledsaget av intens arbeidsherding og forringet duktilitet. Pre-eksisterende overflatedefekter (sprekker/riper) inne i avkarbonisert lag med lamellær perlitt forplanter seg til makroskopiske sprekker under dannelsesspenning; det avkarbonerte området rundt sprekker arver opprinnelige overflatedefekter fra råmateriale, mens ikke-avkullede sprekkseksjoner utvikles fra sprekkforplantning ved stempling. I motsetning til dette fortsetter formingen av små-ende via innover krympingsdeformasjon som begrenser sprekkutvidelsen.

Figur 3 Tverrsnitt-morfologi av aksial sprekk på utstemplet rulles ytre diameter

Figur 4 Overflateavkullet lag av råstål med intergranulære oksidmikrosprekker på toppoverflaten

Grunne sprekker og riper på rullens ytre overflate fjernes ved etterfølgende slipeoperasjon, mens avfasede overflater forblir uslipte og beholder små feil, noe som resulterer i magnetisk pulverakkumulering under den endelige MPI-inspeksjonen.

2.3 Stempling Foldefeil på rullefas

Visuell inspeksjon av formede ruller oppdager foldefeil symmetrisk fordelt langs sentralaksen på både store-ende og små-endeavfasninger. Dyseskader er utelukket etter feilsøking; folding stammer fra ekstra "overflødig metall" på den lokale emneenden generert i skjæreprosedyren.

Brudd tverrsnitt- av klippet emne viser omtrentlig ellipsekontur, med skjærkraft på linje langs en mindre ellipseakse. En 1~2 mm bred revet overflødig-metallsone eksisterer på begge ender av hovedaksen, forskjellig fra pen skjæroverflate andre steder (Figur 5). Statistiske data indikerer at det ikke forekommer avfasing når råmaterialets hardhet er rundt 192 HB; folding oppstår konsekvent for råmateriale under 190 HB på grunn av overdreven duktilitet som fører til revet grad/overflødig metall på emnet under kutting. Derfor forårsaker lav grunnhardhet av råstål uregelmessig revet kant og påfølgende avfasing etter dannelse.

3 Råvarekvalitetsforbedring og verifikasjonstest

Defektsporing konkluderer med fire kritiske ulemper ved innledende prøvetråd: (1) Ikke-konform ujevn sfæroidisert utglødningsmikrostruktur; (2) Over-tykt ugyldig overflateavkullet lag; (3) Tilfeldige overflatesprekker og riper på stål; (4) Underdimensjonert sfæroidisert utglødningshardhet.

Figur 5 Skjematisk av revet overflødig-metallsoner på skjært bruddoverflate

Reviderte tekniske spesifikasjoner for kvalifisert valstråd er formulert som nedenfor:

Sfæroidisert utglødningsmikrostruktur kontrollert innenfor grad 2~4 med jevn struktur over enkelttrådsspole;

Null overflateavkarbonisering på ferdig stål;

Ingen overflatesprekker eller mekaniske riper tillatt;

Sfæroidisert glødet hardhet regulert fra 195 HB til 207 HB; gjenværende tekniske elementer uendret.

Leverandøren leverer prøvetråd som samsvarer med oppdaterte spesifikasjoner: sfæroidisert struktur gradert Grad 2, bulkhårdhet 203 HB, fullstendig avkarboneringsfri overflate uten sprekker eller riper. Batch-stemplingstest med forbedret råmateriale eliminerer alle de foregående formingsdefektene, og den fire-høyhastighets-kaldkursmaskinen gjenopptar stabil normal produksjon.

2026 1. juni UkeWBM Produkt Anbefaling

Rolling Dies:

Som en av de profesjonelle verktøyprodusentene, gir rulledyse med høy hardhet, rask levering og god service.

https://www.bearingroller.com/tools/rolling-dies.html