I rulli in metallo duro sono ampiamente utilizzati nella produzione di barre, fili, acciaio filettato, tubi in acciaio senza saldatura e altre applicazioni grazie alla loro eccellente resistenza all'usura, durezza rossa alle alte temperature, resistenza alla fatica termica ed elevata resistenza. Hanno migliorato significativamente il tasso di funzionamento effettivo dei laminatoi. Sono stati sviluppati vari gradi di anelli per rulli in metallo duro in base ai diversi ambienti di lavoro dei rulli in ciascuna gabbia di laminazione.

Con l’intensificarsi della concorrenza nel mercato della qualità e dei prezzi dei prodotti siderurgici, le aziende siderurgiche aggiornano continuamente la tecnologia delle loro apparecchiature per migliorare la velocità del laminatoio. Allo stesso tempo, la riduzione dei tempi di inattività e l’ulteriore miglioramento del tasso operativo effettivo dei laminatoi sono diventati preoccupazioni cruciali per gli ingegneri siderurgici. L'adozione di rulli realizzati con materiali con maggiore durata di rotolamento è uno dei mezzi essenziali per raggiungere questo obiettivo.

Classificazione dei rulli in metallo duro

I rulli in metallo duro possono essere classificati in rulli in metallo duro integrali e rulli in metallo duro composito in base alla loro forma strutturale.

I rulli integrali in metallo duro sono ampiamente utilizzati nelle gabbie di prefinitura e finitura dei laminatoi per filo ad alta velocità, comprese le gabbie di riduzione fisse e le gabbie di pinch roll.

I rulli compositi in metallo duro sono realizzati combinando il metallo duro con altri materiali e possono essere ulteriormente suddivisi in anelli compositi in metallo duro e rulli compositi integrali in metallo duro. Gli anelli del rullo in composito di carburo sono installati sull'albero del rullo, mentre i rulli compositi in carburo integrali hanno l'anello del rullo in carburo fuso direttamente nell'albero del rullo, formando una singola unità. Quest'ultimo viene applicato nei laminatoi con carichi più elevati.

Prestazioni degli anelli dei rulli in carburo: Le prestazioni dei rulli in carburo sono influenzate dal contenuto del metallo della fase legante e dalla dimensione delle particelle di carburo di tungsteno nella matrice. Diversi livelli di contenuto di agente legante e corrispondenti dimensioni delle particelle di carburo di tungsteno danno come risultato diversi gradi di carburo. Sono state sviluppate serie di qualità di metallo duro per varie gabbie di laminazione. Il carburo di tungsteno costituisce tipicamente da 70% a 90% della composizione di massa totale nei rulli di carburo, con una dimensione media delle particelle compresa tra 0,2 e 14 μm. Aumentando il contenuto di legante metallico o aumentando la dimensione delle particelle di carburo di tungsteno è possibile ridurre la durezza del carburo migliorandone al tempo stesso la tenacità. La resistenza alla flessione dei rulli in metallo duro può superare 2200 MPa, la resilienza può raggiungere (4–6) × 106 J/m2 e la durezza Rockwell (HRA) varia da 78 a 90.

 

Elementi standard di qualità per anelli a rulli in metallo duro

Gli standard di qualità per i rulli in carburo di tungsteno includono porosità del materiale, granulometria del WC, contenuto di carbonio totale e carbonio libero, densità, durezza, intensità di saturazione magnetica, coercitività, resistenza alla flessione, contenuto di impurità, nonché precisione di lavorazione e ruvidità superficiale dei rulli. . Ogni indicatore riflette la qualità del tiro e ne prevede le prestazioni. I fattori che influenzano la qualità dei rotoli includono la dispersione, la dimensione delle particelle e la distribuzione dimensionale della polvere di WC e della polvere di Co nella miscela, nonché il carbonio totale, il carbonio libero, l'ossigeno, il contenuto di ferro, ecc. Il tipo e la quantità di adesivo utilizzato per lo stampaggio, sono cruciali anche la temperatura e il tempo per lo sgrassaggio e la temperatura, il tempo e l'atmosfera per la sinterizzazione.

Inoltre, la precisione della rettificatrice utilizzata per la lavorazione dei rulli, la qualità della mola diamantata e altri fattori possono influire sulla qualità dei rulli. Nel 2009, Meetyou cemented carbide Co., Ltd. ha ottenuto la certificazione internazionale del sistema di garanzia della qualità ISO9001, garantendo la fornitura ai clienti di prodotti per anelli di rulli in carburo di tungsteno stabili e di alta qualità.

Nuova tecnologia per gli anelli porta WC

Tecnologia LGM

Gli anelli dei rulli WC sono sottoposti a temperature elevate, sollecitazioni di rotolamento, corrosione termica e carichi d'urto durante il processo di laminazione a caldo. Di conseguenza, presentano una scarsa resistenza all’usura e sono soggetti a fratture durante l’uso. Basandosi sui tradizionali materiali per anelli del rullo in carburo, abbiamo sviluppato un anello del rullo in materiale a gradiente di lubrificazione (LGM) introducendo il materiale a gradiente di lubrificazione (LGM), un materiale a gradiente resistente alla lubrificazione.

Questa tecnologia prevede l'aggiunta di zolfo e ossigeno ai materiali convenzionali in metallo duro, formando ossidi metallici e solfuri metallici a gradiente stabile (rispettivamente Co3O4 e CoS) sulla superficie del substrato metallico. Sia Co3O4 che CoS dimostrano eccellenti proprietà di lubrificazione e resistenza all'usura. Test industriali sugli anelli del rullo LGM hanno dimostrato che i solfuri e gli ossidi nel materiale in gradiente possono ridurre il coefficiente di attrito durante il rotolamento, migliorando significativamente le prestazioni di lubrificazione dell'anello del rullo in condizioni di alta temperatura e forza di rotolamento elevata. Ciò porta ad una riduzione nella generazione di cricche trasversali e la durata degli anelli dei rulli LGM è 1,5 volte quella degli anelli dei rulli in metallo duro convenzionali. Inoltre, diminuisce la quantità di macinazione e la frequenza dei cambi dei rulli, con conseguenti vantaggi economici significativi.

Anello a rullo in carburo composito fuso in carburo (CIC).

Per soddisfare le esigenze della moderna produzione di laminazione, è stato sviluppato un nuovo tipo di anello per rulli in carburo composito, noto come anello per rulli in carburo composito Cast In Carbide (CIC). Questa tecnologia prevede la fusione dell'anello in carburo e del manicotto interno in ferro duttile insieme. Il collegamento tra l'anello del rullo e l'albero del rullo è tramite chiavetta. In questo metodo di connessione, lo strato esterno dell'anello di rotolamento composito, composto da materiale in metallo duro con durezza estremamente elevata ed eccellente resistenza all'usura, sopporta la forza di rotolamento, mentre lo strato interno, realizzato in ferro duttile con buona resistenza e tenacità, trasferisce la coppia.

Lo sviluppo della tecnologia degli anelli per rulli compositi Cast In Carbide (CIC) rappresenta una nuova combinazione di metallurgia delle polveri e tecnologia di fusione. Ciò rappresenta un progresso significativo nell'applicazione di materiali compositi resistenti all'usura negli anelli dei rulli.

Anello porta WC in composito

Questa tecnologia prevede la combinazione di un anello di carburo con una matrice di acciaio contenente polvere aggiunta di Ni e Cr attraverso la metallurgia delle polveri. Il processo chiave prevede prima la pressatura e la sinterizzazione della polvere di carburo in un anello, seguita dallo stampaggio e dalla sinterizzazione con la polvere di matrice di acciaio selezionata. Esiste una forte connessione metallurgica tra il carburo e la base in acciaio. Gli elementi cruciali di questo processo includono il mantenimento delle temperature di sinterizzazione tra 1100 e 1200 ℃ e condizioni di pressione tra 100 e 120 MPa. I pezzi grezzi sinterizzati vengono sottoposti a processi di tornitura di sgrossatura e distensione, seguiti da tornitura e rettifica di precisione per la forma finale.

Selezionando materiali di base adeguati, abbinati a processi e proporzioni avanzati, è possibile ridurre al minimo lo stress residuo tra la matrice in metallo duro e l'acciaio nell'anello del rullo composito.