Valcovanie molybdénových plechov je jednou z najnáročnejších operácií pri spracovaní žiaruvzdorných kovov. Čistý molybdén má teleso-centrovanú kubickú mriežku, bod topenia približne 2620 stupňov a hustotu približne 10,2 g/cm³. Jeho tvárne-k-prechodové správanie sa riadi čistotou, veľkosťou zŕn a zvyškovým intersticiálnym kyslíkom a dusíkom, takže doska, ktorá sa pri teplote 1200 stupňov čisto deformuje, môže po vychladnutí bez varovania prasknúť. Nasledujúce preventívne opatrenia sa riadia sekvenciou skutočne používanou pri výrobe: príprava bramy, valcovanie za tepla, stredné žíhanie vodíkom, valcovanie za studena a prevzatie konečného povrchu.
Pripravte dosku a opravte teplotné okno
Dosky vyrobené spekaním práškovou metalurgiou alebo tavením vákuovým oblúkom sa pred valcovaním bežne uvoľňujú-a rekryštalizačné žíhanie. Čelá dosiek sa potom brúsia alebo opracujú, aby sa odstránila spekaná koža, oxidové usadeniny a pórovitosť povrchu, pretože tieto prvky pôsobia ako iniciátory trhlín už pri prvom zahryznutí. Prídavok na hrúbku musí byť veľkorysý: za tepla-valcovaná doska určená na to, aby sa stala hotovou doskou valcovanou za studena-, potrebuje dodatočnú zásobu na odstraňovanie okovín, na materiál odstránený pri orezaní hlavy a zadnej časti a na akékoľvek prechodné opätovné brúsenie-.
Povrch dosky: opracovaný na všetkých plochách, bez viditeľných pórov a oxidačných škvŕn.
Teplota začiatku valcovania za tepla: zvyčajne 1150-1350 stupňov, prispôsobená triede a hrúbke dosky.
Atmosféra pece: vodík alebo iná suchá redukčná atmosféra na obmedzenie zachytávania kyslíka-.
Dokončovacia teplota: udržiavaná bezpečne nad rozsahom krehkého prechodu triedy.
Rovnomernosť teploty je dôležitá viac ako absolútna nastavená hodnota. Doska so studenými okrajmi sa zvinie do klinového-doštičky a takmer vždy{2}}popraská okraj pri druhom alebo treťom prechode, dlho predtým, ako stred dosky dosiahne cieľovú redukciu.
Valcovanie za tepla na 650 mm reverznej fréze
Valcovanie molybdénového plechu za tepla sa bežne vykonáva na dvoch{0}}vysokoobrátkových valcoch so šírkou tela približne 650 mm. Táto úzka valcová plocha obmedzuje maximálnu šírku dosky dosiahnuteľnú v jednom kuse a núti plán prechodu naplánovať tak, aby doska zostala plochá, vycentrovaná a rovnomerne opracovaná. Zníženie na jeden prechod je udržiavané na miernom stupni, v oblasti 8-15 % v prvých prechodoch, a opäť sa znižuje, keď sa platňa stáva tenšou a stráca teplo do valcov a do vzduchu.
Stav kotúča je skôr súčasťou špecifikácie ako detailom údržby. Opotrebované alebo zle vyduté zvitky spôsobujú nerovnomerné zmenšenie po celej šírke, čo sa neskôr prejaví ako profil hrúbky, ktorý nemožno korigovať valcovaním za studena. Chladenie valca musí byť tiež kontrolované tak, aby sa platňa medzi prechodmi znova nedostala do krehkého teplotného rozsahu.
Stredné žíhanie v peci chránenej-vodíkom
Molybdén-veľmi rýchlo tvrdne. Po niekoľkých prechodoch doska dosiahne tvrdosť a hustotu dislokácie, pri ktorej ďalšie valcovanie vytvára okrajové trhliny a laminácie namiesto užitočného zmenšenia hrúbky. Medzižíhanie je preto zaradené do harmonogramu od začiatku, nepoužíva sa ako záchranná akcia po vzniku škody. Žíhanie sa vykonáva v peci chránenej pred vodíkom-, aby sa kyslík a vlhkosť nedostali k povrchu; rosný bod vodíka je regulovaný na nízku úroveň, typicky -40 stupňov alebo menej, pretože zvyšková vlhkosť v atmosfére oxiduje povrch a kontaminuje platňu intersticiálnym kyslíkom.
Čas a teplota sú zvolené tak, aby sa dokončila rekryštalizácia bez nekontrolovaného rastu zŕn. Hrubé zrná spôsobujú, že následné valcovanie za studena je oveľa ťažšie kontrolovať a na hotovom plechu zanechávajú drsný, pomarančový-povrch. Dôležitá je aj rýchlosť ochladzovania: rýchle ochladenie po žíhaní zachytáva zvyškové napätie, takže tenká doska je normálne kontrolovane chladená pod hranicu krehkého prechodu predtým, ako sa s ňou manipuluje.
Valcovanie za studena a puzdro na cúvanie
Valcovanie za studena poskytuje toleranciu konečnej hrúbky a povrchovú úpravu, podľa ktorej zákazníci posudzujú výrobok. Pretože molybdén tvrdne tak rýchlo, valcovanie za studena sa vykonáva na obrátenom princípe: doska sa pohybuje tam a späť cez ten istý stojan, pričom redukcia a napätie sa znovu nastavia- pri každom prechode namiesto toho, aby bola uzamknutá pre celý pás. Cvičenie spätného chodu tiež pomáha udržať platňu rovnú a obmedzuje vývoj nadmerne smerovej štruktúry zŕn.
Časové rozvrhy priechodov sú zvolené tak, aby povrch dosky nikdy neskrehol-. Je potrebné vyhnúť sa valcovaniu-vo mierke, vyberaniu valčekom{3}}a olejovým zvyškom, pretože sú vtlačené do povrchu a nedajú sa odstrániť ľahkým záverečným žíhaním. Čistota chladiacej kvapaliny valca, povrchová úprava valca a kontrola teploty valca patria do špecifikácie procesu presne z tohto dôvodu.
Odlupovanie-konca hlavy, laminácia a praskliny na hranách
Výrobcovia najčastejšie udávanou chybou je odlupovanie a laminácia na hlave valcovaného kusu. Hlava je prvá sekcia, ktorá vstupuje do valcovacej medzery, najrýchlejšie sa ochladzuje a vidí najstrmší gradient deformácie, preto sa tam oddeľujú povrchové vrstvy. Praktické protiopatrenia zahŕňajú orezanie hlavy po prvých prechodoch za tepla, udržiavanie primeranej dokončovacej teploty, vyhýbanie sa nadmerným jedno-redukciám a opätovné{3}}brúsenie plechu medzi fázami valcovania za studena, aby sa začínajúce povrchové trhliny odstránili skôr, ako sa šíria cez hrúbku.
Trhanie hrán má zvyčajne inú hlavnú príčinu a poukazuje skôr na problém s teplotou alebo redukciou než na samotný materiál. Je riadený menšími redukciami, správnym vyklenutím valca a lepším riadením teploty okraja pri valcovaní za tepla.
Skúšky parametrov a štandardy kvality povrchu
Pretože optimálny harmonogram závisí od jednotlivej dosky, jej úrovne čistoty a požadovanej konečnej veľkosti, najprv sa valcuje malá skúšobná platňa, pričom sa mení postup redukcie, teploty a prechodu a skúška, ktorá poskytuje najlepšiu kvalitu povrchu, sa stáva pre daný produkt uvoľneným štandardom. Skúšobný prístup je oveľa lacnejší ako zošrotovanie výrobných plechov a vytvára zdokumentovanú základnú líniu, s ktorou je možné porovnať ďalšiu zákazku. Hotová platňa sa bežne overuje podľa mechanických a rozmerových požiadaviek noriem, ako je ASTM B386 pre molybdénové platne, plechy, pásy a fólie, pričom sa testuje ťah podľa ASTM E8 a tolerancie sa kontrolujú podľa príslušnej nákupnej špecifikácie.
Typické nastavenia valcovania a žíhania
| Etapa | Typické nastavenie | Účel |
|---|---|---|
| Predhriatie dosky | 1150-1350 stupňov, namočené až do rovnomernosti | Zabráňte studeným okrajom a krehkým zlomeninám |
| Redukcia valcovaním za tepla | 8-15 % na jeden priechod | Obmedzte praskanie a zaťaženie kotúča |
| Stredné žíhanie | Atmosféra vodíka nad teplotou rekryštalizácie | Obnovte ťažnosť, zmiernite stres |
| Redukcia valcovania za studena | 5-15 % na prejazd, cúvanie | Tolerancia hrúbky a povrchová úprava |
| Záverečné žíhanie | Vodíková atmosféra s riadeným chladením | Konečné mechanické vlastnosti a rovinnosť |
Nastavenia sa líšia v závislosti od kvality, čistoty a schopnosti mlyna, takže tabuľka je skôr sprievodcom plánovania než pevným receptom. Uvoľnená schéma pre daný produkt by mala vždy pochádzať zo zdokumentovaného skúšobného štítku.
Často kladené otázky
Otázka: Prečo musí byť za tepla-valcovaný plát hrubší ako hotový za studena-valcovaný plát?
Dodatočná zásoba pokrýva materiál stratený pri odstraňovaní okovín a povrchovom brúsení, orezanie hlavy a chvosta po prvých prechodoch a akékoľvek opätovné brúsenie potrebné medzi fázami valcovania za studena.
Otázka: Prečo sa stredné žíhanie vykonáva vo vodíku a nie vo vzduchu?
Vodík udržuje povrch v redukovanom stave, čím obmedzuje tvorbu oxidových usadenín a intersticiálne ukladanie kyslíka-; kontrolovaný nízky rosný bod chráni povrchovú úpravu aj ťažnosť.
Otázka: Prečo sa pri valcovaní molybdénovej dosky za studena uprednostňuje spätné valcovanie?
Reverzné prechody umožňujú nastavenie redukcie a napätia pri vytvrdzovaní dosky, čím sa doska udržuje plochá a znižuje sa riziko prasknutia a delaminácie.
Otázka: Čo spôsobuje odlupovanie a lamináciu na hlave dosky?
Zvyčajnými príčinami sú rýchle ochladzovanie, prudký gradient deformácie a výrazné redukcie pri jednom-prechode na hlavovej časti; orezanie hlavy a zmiernenie redukcií po prvom prechode obmedzuje problém.
Otázka: Ako je stanovený postupný plán pre novú veľkosť?
Zroluje sa malá skúšobná doska s niekoľkými sadami parametrov, výsledná kvalita povrchu sa porovná a sada s najlepším výkonom sa uvoľní ako výrobný štandard pre túto veľkosť.
Otázka: Potrebuje molybdénová platňa po valcovaní za studena konečné žíhanie?
Vo väčšine prípadov áno, pretože valcovanie za studena zanecháva dosku silne{0}}vytvrdenú; kontrolované finálne vodíkové žíhanie poskytuje pevnosť, ťažnosť a rovinnosť požadovanú špecifikáciou.
