Βλάβη στην επιφάνεια του κυλίνδρου

1. Ρωγμές στην επιφάνεια του κυλίνδρου
Οι ρωγμές χωρίζονται σε κανονικές και ανώμαλες. Οι κανονικές ρωγμές ονομάζονται επίσης θερμικές ρωγμές. Προκαλούνται από τη σταδιακή θραύση της επιφάνειας του κυλίνδρου λόγω θερμικής τάσης που δημιουργείται από πολλαπλούς κύκλους θερμοκρασίας. Είναι ένα φαινόμενο μικρο-επιφάνειας που συμβαίνει στην επιφάνεια του κυλίνδρου. Οι ανώμαλες ρωγμές προκαλούνται από θερμικό σοκ λόγω ατυχημάτων όπως ολίσθηση, κόλλημα χάλυβα, μπλοκάρισμα χάλυβα, στοίβαξη χάλυβα και ταλάντευση ουράς κατά την έλαση. Σχηματίζουν ρωγμές με κάποιο βάθος και ολκιμότητα στην επιφάνεια του κυλίνδρου.

2. Εγκοπές
Αναφέρεται κυρίως στη συνεχή ή ασυνεχή κατανομή ακανόνιστων κοιλοτήτων στην επιφάνεια του κυλίνδρου λόγω της διείσδυσης ξένων υλικών όπως οξειδωμένα λέπια σιδήρου λόγω λόγων καθαρισμού κατά τη διαδικασία παραγωγής.

3. Αποκόλληση οξειδίου
Στην αρχή της έλασης, μετά από μια περίοδο θερμής έλασης, σχηματίζεται ένα λεπτό ασημί-γκρι ή ανοιχτό μπλε οξείδιο στην επιφάνεια του κυλίνδρου. Είναι πολύ σημαντικό για την προστασία της επιφάνειας του κυλίνδρου και τη βελτίωση της ποιότητας της επιφάνειας του ελασμένου τεμαχίου. Λόγω της επαναλαμβανόμενης δράσης της δύναμης έλασης, το οξείδιο παράγει μικρο-ρωγμές γύρω από το καρβίδιο. Όταν η ικανότητα ψύξης του κυλίνδρου είναι ανεπαρκής, είναι δύσκολο να σχηματιστεί ένα πυκνό οξείδιο στην επιφάνεια του κυλίνδρου. Ακόμα κι αν σχηματιστεί οξείδιο, θα υποβαθμιστεί γρήγορα. Σε περίπτωση παράλογης έλασης, το οξείδιο καταστρέφεται γρήγορα κατά τη διαδικασία δημιουργίας του, γεγονός που θα προκαλέσει την αποκόλληση του οξειδίου, αφήνοντας ελαττώματα όπως κηλίδες μετεωριτών στην επιφάνεια του κυλίνδρου, με αποτέλεσμα αυξημένη τραχύτητα επιφάνειας του κυλίνδρου και αυξημένη φθορά.

4. Κόλλημα χάλυβα, ανώμαλη φθορά, κ.λπ.
Λόγω ανώμαλης έλασης, η επιφάνεια του κυλίνδρου και το τεμάχιο εργασίας προσκολλώνται μεταξύ τους, με αποτέλεσμα κόλλημα χάλυβα. Οι παράλογες παράμετροι διεργασίας κατά την έλαση προκαλούν υπερβολική κατανάλωση κυλίνδρων με το ίδιο πλάτος και χιλιόμετρο, με αποτέλεσμα άνιση φθορά στην επιφάνεια του κυλίνδρου.
Στην παραγωγή, πρέπει να λαμβάνονται τυποποιημένες λειτουργίες και συντήρηση εξοπλισμού για την αποφυγή των παραπάνω ζημιών στην επιφάνεια του κυλίνδρου.
Επιλογή υλικού

Στην Κίνα έχουν χρησιμοποιηθεί κυλίνδροι από σφυρήλατο χάλυβα και κυλίνδροι από χυτοσίδηρο απεριόριστης σκλήρυνσης. Εκτός από τον συνηθισμένο χυτοσίδηρο σκλήρυνσης, υπάρχουν επίσης υλικά χυτοσιδήρου χαμηλού νικελίου-χρωμίου-μολυβδαινίου, μέσου νικελίου-χρωμίου-μολυβδαινίου και υψηλού νικελίου-χρωμίου-μολυβδαινίου. Τα υλικά χυτοσιδήρου σκλήρυνσης υψηλής ποιότητας είναι χυτοσίδηρος σκλήρυνσης υψηλού νικελίου-χρωμίου-μολυβδαινίου. Τα μειονεκτήματα αυτού του τύπου κυλίνδρου είναι η χαμηλή σκληρότητα και η κακή αντοχή στη φθορά. Αργότερα, χρησιμοποιήθηκαν κυλίνδροι από σύνθετο χυτοσίδηρο όλκιμου σιδήρου. Σχετικά, η διάρκεια ζωής έχει αυξηθεί αρκετές φορές και εξακολουθεί να χρησιμοποιείται. Στο εξωτερικό, γενικά χρησιμοποιούνται ημι-χάλυβας και ειδικά υλικά ημι-χάλυβα υψηλής σκληρότητας, τα οποία είναι πολύ αποτελεσματικά στην υπέρβαση της τραχύτητας της επιφάνειας και της αντοχής στη φθορά.

Για τη βελτίωση της αντοχής στη φθορά της επιφάνειας των κυλίνδρων θερμής έλασης, τα υλικά των κυλίνδρων θερμής έλασης βελτιώνονται συνεχώς και η βασική τους διαδικασία ανάπτυξης είναι από χυτοσίδηρο σκλήρυνσης σε χυτοσίδηρο υψηλού χρωμίου σε ημι-χάλυβα ταχείας κοπής και χάλυβα ταχείας κοπής.
Η χημική σύνθεση των κυλίνδρων από χυτοσίδηρο υψηλού χρωμίου είναι: 2,0%~4,0%C, 10%~30%Cr, 0,15%~1,6%Ni, 0,3%~2,9%Mo. Η ουσία του είναι ένας λευκός χυτοσίδηρος υψηλής κραματοποίησης με υψηλή αντοχή στη φθορά. Η περιεκτικότητα σε χρώμιο είναι γενικά 10%~15%. Το καρβίδιό του είναι κυρίως τύπου M7C3, το οποίο διαφέρει από το συνεχές καρβίδιο τύπου M8C του λευκού χυτοσιδήρου. Έχει όχι μόνο καλή αντοχή στη φθορά, αλλά και υψηλότερη σκληρότητα (HV μπορεί να φτάσει 1800). Η μήτρα είναι ωστενίτης και μαρτενσίτης, οπότε η σκληρότητα και η αντοχή του συνδυάζονται καλά. Η πραγματική παραγωγή έλασης δείχνει ότι οι κύλινδροι από χυτοσίδηρο υψηλού χρωμίου έχουν καλή αντοχή στις θερμικές ρωγμές. Ο λόγος είναι ότι σχηματίζεται ένα πυκνό και ανθεκτικό φιλμ οξειδίου του χρωμίου στην επιφάνεια του κυλίνδρου, το οποίο μπορεί να μειώσει τον αριθμό και το βάθος των θερμικών ρωγμών. Επομένως, οι κύλινδροι από χυτοσίδηρο υψηλού χρωμίου χρησιμοποιήθηκαν ευρέως στο μπροστινό πλαίσιο της τελικής έλασης τη δεκαετία του 1980. Οι σύνθετοι κύλινδροι από χυτοσίδηρο υψηλού χρωμίου έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως ως κυλίνδροι εργασίας σε συνεχείς κυλίνδρους θερμής έλασης (χάλυβα), σε χονδρότερη έλαση και σε μπροστινά τμήματα τελικής έλασης, σε πλατιά μεσαία και παχιά πλάκα· κυλίνδροι εργασίας σε χονδρότερη και τελική έλαση και κυλίνδροι τελικής έλασης σε μικρά χαλυβουργεία και μπάρες.

Υπάρχουν δύο μορφές θερμικής επεξεργασίας για κυλίνδρους από χυτοσίδηρο υψηλού χρωμίου, η μία είναι υπο-κρίσιμη θερμική επεξεργασία κάτω από την κρίσιμη θερμοκρασία μετασχηματισμού και η άλλη είναι θερμική επεξεργασία υψηλής θερμοκρασίας πάνω από το κρίσιμο σημείο A3. Η περλιτική μήτρα του υλικού της επιφάνειας του κυλίνδρου υψηλού χρωμίου αναμένεται να έχει εξαιρετικά λεπτή διαστρωμάτωση, και μεγάλο αριθμό διασκορπισμένων δευτερογενών καρβιδίων στη μήτρα, απαιτώντας όσο το δυνατόν λιγότερο υπολειμματικό ωστενίτη και υπολειμματική τάση, οπότε η τελευταία μορφή θερμικής επεξεργασίας επιλέγεται γενικά, συγκεκριμένα κανονικοποίηση και σκλήρυνση.

Η εφαρμογή χάλυβα ταχείας κοπής ως υλικού κυλίνδρου θερμής έλασης ξεκίνησε στην Ιαπωνία το 1988. Οι Ηνωμένες Πολιτείες και η Ευρώπη διεξήγαγαν επίσης έρευνα στις αρχές της δεκαετίας του 1990. Η χώρα μας άρχισε να αναπτύσσει και να χρησιμοποιεί κυλίνδρους από χάλυβα ταχείας κοπής στα τέλη της δεκαετίας του 1990. Η γενική σύνθεση του χάλυβα ταχείας κοπής είναι 1%~2%C, 0%~5%Co, 0%~5%Nb, 3%~10%Cr, 2%~7%Mo, 2%~7%V, 1%~5%W. Επειδή έχει μεγάλη ποσότητα στοιχείων κράματος όπως W και V που μπορούν να σχηματίσουν ισχυρά καρβίδια, η τελική του μικροδομή περιέχει περίπου 10%~15% καρβίδια με εξαιρετικά υψηλή σκληρότητα και σταθερότητα σε υψηλή θερμοκρασία, οπότε μπορεί να διατηρήσει υψηλή αντοχή και σκληρότητα κατά την εργασία σε υψηλές θερμοκρασίες. Το στρώμα εργασίας του έχει υψηλή σκληρότητα 80~85HS, έχει καλή αντοχή στη φθορά και στις θερμικές ρωγμές, και δεν υπάρχουν θερμικές ρωγμές στην επιφάνεια του κυλίνδρου, και γενικά δεν υπάρχει φαινόμενο ξεφλούδισμα.

Τα τελευταία χρόνια, στο εξωτερικό έχουν χρησιμοποιηθεί επιτυχώς και κυλίνδροι από ημι-χάλυβα ταχείας κοπής σε χονδρότερους κυλίνδρους θερμής έλασης λεπτής πλάκας. Η αντοχή τους στη φθορά είναι διπλάσια από αυτή των κυλίνδρων από χάλυβα υψηλού χρωμίου, και η απόδοση δαγκώματος και η αντοχή στη θερμική κόπωση είναι καλές. Επομένως, έχουν γίνει ιδανική επιλογή για χονδρότερους κυλίνδρους θερμής έλασης λεπτής πλάκας και κυλίνδρους μεσαίας έλασης σύρματος. Το εύρος χημικής σύνθεσης του ημι-χάλυβα ταχείας κοπής είναι: 1,5%~2,5%C, 0,5%~1,5%Si, 0,4%~1,0%Mn, 1,0%~6,0%Cr, 0,1%~4,0%Mo, 0,1%~3,0%V, 0,1%~4,0%W.