DE745810C

DE745810C - Herstellen von Warmwalzen

Info

Publication number: DE745810C
Application number: DEK154857D
Authority: DE
Priority date: 1939-06-24
Filing date: 1939-06-24
Publication date: 1944-12-06

Description

Herstellen von Warmwalzen Zur Herstellung leistungsfähiger Walzen zum Warmwalzen von Eisen und Metallen ist schon eine Reihe von Vorschlägen gemacht worden. Um die Festigkeitseigenschaften und vor allem die Verschleißfestigkeit zu steigern, wurden die Walzen mit Mangan, Chrom, Nickel oder Molybdän legiert. Die Höhe der Legierungszusätze findet darin ihre natürliche Begrenzung, daß mit dem Auftreten von Martensit die Walze zum Warmwalzen viel zu spröde wird, ganz abgesehen von noch anderen Nachteilen solcher Legierungen.
Es ist auch bekannt, die Walzen vor oder nach der Bearbeitung zu glühen, um alle @inneren Spannungen zu beseitigen und so die Walzen widerstandsfähiger zu machen.
Demgegenüber wird mit dem Verfahren gemäß der Erfindung ein ganz neuer Weg beschritten, der darin besteht, daß zunächst eine derart legierte Walze gegossen wird, daß bei natürlicher Abkühlung der Walze die Mischkristalle im Gußzustand ganz oder teilweise martensitisch sind, und daß dann durch eine anschließende Wärmebehandlung der Walze der Martensit zum Zerfall gebracht wird.
Nach dem Stand der Technik sind Schalenhartgußwalzen und auch Grauguß- und Stahlgußwalzen mit sorbitischem Gefüge an sich bekannt. Diese Walzen sind aber sozusagen im Naturzustand sorbitisch, d. h. die chemische Zusammensetzung wird so eingestellt, daß bei normaler Abkühlung in der Sand-, Lehm- oder Eisenform das Gefüge nach dem Guß sorbitisch ist.
Der durch die Erfindung gegenüber dem Stand der Technik erzielte Fortschritt besteht im folgenden: Nach der Erfindung wird für die Walze eine Legierung gewählt, die so viel Legierungsbestandteile enthält, daß die auf normale Weise daraus gegossene Walze martensitisch wird. Hierzu sind beispielsweise bei 3,1 °/o C Legierungszusätze von 3,2 °% Mn und 2,3 % Ni erforderlich. Eine solche Walze ist sehr hart und zum Kaltwalzen vorzüglich geeignet. Die Aufwendung der verhältnismäßig hohen Legierungszusätze lohnt sich infolge der durch sie erzielten hohen Verschleißfestigkeit. Zum Warmwalzen versagen diese martensitischen Walzen jedoch restlos: weil sie unfehlbar zu Bruch gehen. Nun hätte es nach dem Stand der Technik nahegelegen, die Walze entweder anzulassen, um die Gußspannungen zu beseitigen, oder mit den Legierungszusätzen bis in jenes Gebiet herunterzugehen, in welchem sich kein Martensit mehr bildet, also den sorbitischen Zustand anzustreben. Beide Wege ff ihren aber nicht zum Erfolg. Im- ersten Fall bleiben die Walzen genau so spröde wie vorher und gehen beim Warmwalzen unfehlbar zu Bruch, während beim Legieren in das Gebiet unterhalb des Martensits die hohe Verschleißfestigkeit völlig verlorengeht. Abweichend von den beiden als naheliegend anzusehenden Wegen geht nun der Erfinder des Verfahrens gemäß der Erfindung einen völlig neuen, nahezu widersinnig erscheinenden Weg, indem er vorschlägt, den in der Walze befindlichen Martensit durch ein längeres Glühen und langsames Abkühlen völlig zii zerstören und in seine Zerfallprodukte umzuwandeln.
Zwischen den Eigenschaften einer durch geringe Legierungszusätze auf normale und bisher bekannte Weise gegossenen sorbitisehen Walze und denjenigen einer durch hohe Legierungszusätze martensitisch gegossenen, durch Glühen aber nachträglich sorbitisch gemachten Walze bestehen sehr große Unterschiede. Die nach dem Stand der Technik hergestellten normalen sorbitischen Walzen haben den Nachteil, daß sie ziemlich weich, beim Warmwalzen nicht sehr verschleißfest und durchaus nicht unempfindlich gegen Wärmerisse sind. Demgegenüber besitzen die ebenfalls sorbitischen, aber viel höher legierten Walzen gemäß der Erfindung neben höherer Festigkeit und Zähigkeit bei einer viel grölleren 013erlläclienhärte eine ganz bedeutend höhere Verschleißfestigkeit und eine Unempfindlichkeit gegen Wärmerisse und das Verzundern, wie dies bisher noch bei keinem andern Werkstofft beobachtet wurde.
Zum Einstellen des martensitischen Gefüges geinäl:) der Erfindung werden in an sich bekannter Weise Legierungszusätze gegeben, wobei es sich empfiehlt, 'Mangan und Nickel zu verwenden. Es können aber auch andere Legierungselemente, wie Chrom und 1Iolybdän, gewählt werden, um das erfindungsgemäß vorgeschriebene Gefüge der Walze im Gußzustand zu erzielen.
Die Walzen nach diesem Verfahren können sowohl in einem verhältnismäßig niedrig gesohlten Gußeisen in Sand, Lebin oder in Kokille gegossen oder auch mit noch niedrigerem Kohlenstoffgehalt als Stahlguß ausgeführt werden. Die Temperatur und die Dauer der anschließenden Wärmebehandlung richten sich nach der gewählten Legierung und nach dem Durchmesser der Walze, jedoch ist eine möglichst langsame Abkühlung erforderlich.
Für die Ausführung des Verfahrens wird folgendes Beispiel gegeben: Eine Walze wurde aus einer Legierung mit 3, z % C, 3,2 % Mn, 2,3 °% Ni in Kokille gegossen. Im Gußzustand bestanden die Mischkristalle zu etwa =/3 aus Martensit und zu 1/g aus Troostit. Nach einem Glühen der Walze von 16 Stunden bei etwa 6oo° und nach sehr langsamer Abkühlung waren die Mischkristalle rein sorbitisch. Die Härte der Walze betrug

Im Gtißzustand Nach der Wärme-

behandlung

an der Ballenoberfläche .... 6oo Brinell 4.7o Brinell

92,6 Sch. u. Sch. 81 Sch. u. Sch.

auf dem Zapfen ........... 73,2 - - - 65 - - -

Das Kennzeichen dieser Walzen ist, daß ihr Gefügezustand nicht dem der Legierung bei gewöhnlicher Abkühlung entspricht, sondern daß die Walzen sozusagen überlegiert sind, d. h. daß ihr Gefüge künstlich in eine tiefere Stufe verlegt ist, als ihrer Natur entspricht.
Die so hergestellten Walzen sind zum Warmwalzen hervorragend geeignet und zeichnen sich durch hohe Festigkeit und Zähigkeit bei gleichzeitiger großer Oberflächenhärte und Verschleißfestigkeit aus, wobei ihre Unempfindlichkeit gegen Wärmerisse (Netzrisse, Haarrisse) beim Walzen ganz besonders bemerkenswert ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: z. Verfahren zum Herstellen von Warmwalzen, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst eine Walze aus derart hochlegiertem Gußeisen oder Stahlguß gegossen wird, daß nach üblichem langsamem Abkühlen, lediglich infolge des Gehaltes an Legierungselementen, wie Mangan, Chrom, Nickel und Molybdän, die Mischkristalle ganz oder teilweise martensitisch sind, und daß dann die Walze derart wärmebehandelt wird, z. B. durch Glühen bei 6oo° und langsames Abkühlen, daß der Martensit zerfällt.
2. Die Verwendung eines Gußeisens mit 3, i °i, Kohlenstoff, 3,2 °% Mangan, 2,3 °/o Nickel als Werkstoff zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch i mit der Maßgabe, daß die Walze in Kokille gegossen wird. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom. Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: deutsche Patentschrift .... Nr. 577 923; französische 807 302; britische Patentschriften 324584, 456i28; USA.-Patentschrift ...... - 2 jo5 22o; »Die Gießerei«, 1937, S. i49ff.