Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка технологии криогенной обработки инструментальных сталей с целью повышения износостойкости металлургического инструмента для холодной деформации

ФИО
Киселев Даниил Александрович
Электронная почта
7716d55kisdaniil@mail.ru
Номинация
Металлургия
Институт
Институт экотехнологий и инжиниринга (ЭкоТех)
Кафедра
Кафедра обработки металлов давлением (ОМД)
ФИО научного руководителя
к.т.н. Ионов С.М., к.т.н. Тихонов С.М.
Академическая группа
ММО-15-1
Наименование тезиса
Разработка технологии криогенной обработки инструментальных сталей с целью повышения износостойкости металлургического инструмента для холодной деформации
Тезис

Одной из основных тенденций развития современной металлургии является совершенствование технологического процесса с целью снижения производственных издержек. Для прокатного передела возможным направлением достижения указанной цели является увеличение срока службы дорогостоящего валкового инструмента за счет улучшения износостойкости и комплекса механических свойств. В частности, крайне актуальной является проблема снижения износа дорогостоящих рабочих валков профилегибочных станов.

На станах горячей и холодной прокатки чаще всего используются валки, изготовленные из средне- и высоколегированных сталей типа 9Х и др. В отдельных случаях, относящихся к прецизионной прокатке полос и гнутых профилей или прокатке в чистовых калибрах, применяют твердосплавные валки или стали типа Х12МФ (Х12ВМФ). Известные данные о влиянии на износостойкость остаточного аустенита показывают, что снижение его содержания может приводить к значительному росту эксплуатационного ресурса инструмента.

Перспективной технологией для устранения остаточного аустенита является криогенная обработка стали. Она включает охлаждение металла, прошедшего закалку и отпуск, до температуры жидкого азота, выдержку при этой температуре и последующий низкий отпуск.  При температуре около -196°С доля остаточного аустенита в стали для профилегибочных валков стремится к нулю, так как при криогенных температурах происходит его полное мартенситное превращение (рис.1). Таким образом, криогенная обработка позволяет повысить средний уровень твердости рабочей поверхности инструмента, при этом для профилегибочных валков обеспечивается стабилизация характеристик на максимально высоком уровне независимо от колебаний химического состава. Соответственно повышается их износостойкость и увеличивается срок эксплуатации.

Рисунок 1 - Схема криогенной обработки стали

В цехе гнутых профилей ПАО «Северсталь» был проведен эксперимент по оценке эффективности влияния криогенной обработки на повышение износостойкости деформирующего инструмента из стали Х12ВМФ. Получены положительные результаты эксперимента для валков, подвергнутых криогенной обработке после закалки и низкого отпуска. После криогенной обработки твердость роликов повысилась в среднем на 5HRс, что обеспечило значительный рост износостойкости. 

Таким образом, криогенная обработка стали Х12МФ (Х12ВМФ), позволяет значительно повысить износостойкость инструмента и увеличить его эксплуатационный ресурс.

Научные руководители: к.т.н. Ионов С.М., к.т.н. Тихонова С.М.