
Композитный валок – это тип валка, изготовленный путём специальной технологии из нескольких материалов с различными свойствами. Его ключевой особенностью является конструкция слоистой структуры «ось + функциональные слои», которая позволяет удовлетворять разнообразные требования к хара...
Композитный валок — это тип валка, изготовленный путём специальной технологии из нескольких материалов с различными свойствами. Его ключевой особенностью является конструкция слоистой структуры «ось + функциональные слои», которая позволяет удовлетворять разнообразные требования к характеристикам валка в различных условиях эксплуатации. По совокупной практической эффективности композитные валки превосходят валки из однородного материала и широко применяются в таких отраслях, как металлургия, бумажное производство, полиграфия и многих других промышленных областях. Ниже следует подробное описание:
Ключевая структура и распространенные типы
Ключевая структура: Основой является ось, обычно изготавливаемая из материалов с хорошей вязкостью, таких как литая сталь, кованая сталь или полые стальные трубы, которая служит для поддержания общей конструкции и передачи усилия. Внешний слой — это функциональный слой, который в зависимости от требований эксплуатации может быть выполнен из твердого сплава, высокохромистого чугуна, резины, керамики и других материалов для реализации таких специфических функций, как износостойкость, эластичность, коррозионная стойкость. В некоторых сложных случаях дополнительно создается промежуточный переходный слой, обеспечивающий стабильность соединения оси с функциональным слоем.
Типичные виды: Могут классифицироваться на различные типы в зависимости от сферы применения и комбинации материалов. Например, в металлургии используются высокохромистые композитные прокатные валки, где внешний слой представляет собой износостойкий слой из высокохромистого сплава, а сердцевина — из высокопрочного чугуна. В бумажной промышленности применяются резиновые композитные валки с металлической осью и внешним слоем из износостойкой резины или полиуретана. Также существуют керамические композитные валки для высокотехнологичных применений, где на поверхности металлической оси методом напыления формируется керамический износостойкий слой, подходящий для условий высоких температур и сильной коррозии.
Основные технологические процессы производства
Ключевым моментом в изготовлении композитных валков является достижение прочного соединения различных материалов. Для разных типов валков технологии существенно различаются, к основным процессам относятся следующие:
Центробежное литье: Часто применяется для металлических композитных прокатных валков. Когда форма вращается с высокой скоростью, заливается расплав внешнего слоя из высоколегированного металла, и под действием центробежной силы расплав плотно прижимается к форме и затвердевает, после чего заливается вязкий материал сердцевины. Этот процесс позволяет получить плотную структуру внешнего слоя, а также экономит затраты на легирующие материалы, являясь распространенной технологией для изготовления композитных валков в металлургии.
Сварка / наплавка: На поверхность металлической оси наплавляется износостойкий легированный слой. Подходит для ремонта старых валков или изготовления небольших композитных валков. Электрошлаковая сварка может использоваться для производства крупных композитных валков, обеспечивая прочность соединения.
Вулканизационное склеивание и напыление: Вулканизационное склеивание часто применяется при изготовлении резиновых композитных валков, где под воздействием высокой температуры резиновый слой прочно соединяется с металлической осью. Методы напыления включают плазменное напыление, сверхзвуковое газопламенное напыление и другие, позволяющие наносить керамические или металлические покрытия на поверхность оси, что соответствует требованиям высокой износостойкости и коррозионной стойкости.
Порошковая металлургия: Порошковый материал и вязкая сердцевина соединяются под высокими температурой и давлением. Подходит для изготовления композитных валков из твердого сплава, позволяя точно контролировать состав и свойства материала.
Основные преимущества и области применения
Отраслевая сфера Основное преимущество Конкретное применение
Металлургическая прокатка Внешний слой износостойкий, сердцевина прочная и вязкая, устойчивость к высокой температуре и давлению при прокатке, снижение отслаивания и растрескивания поверхности валка Валки чистовой прокатки для горячекатаных полос и листов, валки чистовой прокатки для проволоки, валки редукционного стана для труб и т.д.
Бумажное производство Эластичность внешнего слоя из резины или полиуретана позволяет адаптироваться к процессам каландрирования, нанесения покрытий, обеспечивая гладкость бумаги Каландровые валки для бумаги, валки для нанесения покрытий, транспортировочные валки в секции сушки
Полиграфия и упаковка Эластичный внешний слой обеспечивает равномерную передачу краски или плавное прижатие пленки, предотвращая повреждение материала Печатные красочные валки, прессовые валки для ламинаторов
Химическая промышленность и строительные материалы Коррозионно- и термостойкий композитный слой выдерживает воздействие кислотно-щелочных сред или высокотемпературных условий Транспортировочные валки для химических материалов, износостойкие композитные валки для обработки керамики / камня
Основные моменты эксплуатации и технического обслуживания
Качественное техническое обслуживание может значительно продлить срок службы композитных валков. Ключевые моменты включают три аспекта: во-первых, избегать резких изменений рабочих условий, например, при запуске металлургических композитных прокатных валков необходимо постепенно повышать температуру и увеличивать нагрузку, чтобы предотвратить растрескивание между слоями из-за чрезмерного перепада температур; во-вторых, регулярная очистка и проверка: удаление остатков материала с поверхности валка, проверка функционального слоя на предмет отслоения, царапин и других дефектов; в-третьих, целенаправленная защита: резиновые композитные валки необходимо оберегать от контакта с острыми предметами и высокотемпературной средой, в то время как металлические композитные валки требуют периодической шлифовки усталостного внешнего слоя и проведения антикоррозионной обработки.