Rullpressen är en allmänt använd, högeffektiv och energibesparande sliputrustning, särskilt lämplig för förmalning av cementklinker. Den är också effektiv för malning av kalksten, masugnsslagg, kalksandsten, råkol, gips, kvartsand, järnmalm och andra material. Rullpressens huvudsakliga funktion är att extrudera material under högt tryck från 50 till 300 MPa för att uppnå syftet med finfördelning. Ytan på rullpressvalsen utsätts för hög belastning under extremt hårda arbetsförhållanden, och slitage är oundvikligt efter en tids användning. Dessutom kan splittring eller lågcykelutmattningsplittring uppstå på rullpressvalsens hylsa på grund av främmande föremål som järnblock eller felaktig drift som leder till alltför litet valsgap.

Valskroppens material är smidd stål 34CrNiMoA eller 42CrMo, vilket är mycket dyrt. I de flesta fall är utbyte inte möjligt, och reparation på plats är det enda alternativet. Därför måste effektivt skydd appliceras på extruderingsvalsens yta under tillverkningen av valspressen. För närvarande är det erkänt att ytbeläggning av slitstarka material på extruderingsvalsens yta är den mest effektiva och bekväma metoden.

Det finns en betydande skillnad i hållfasthet mellan det slitstarka lagret på valsens höghårdhet och valskroppsmaterialet. Direkt beläggning av det slitstarka lagret på valskroppen är benägen för problem med splittring över stora ytor. Därför är det nödvändigt att utforma ytbeläggningsmaterial med olika hållfasthetsnivåer mellan det slitstarka ytbeläggningsskiktet på valsytan och valskroppsmaterialet för att säkerställa ytans tillförlitlighet. Förutom att säkerställa slitstyrkan hos valsytans mönsterlagre måste även övergångslagrets motståndskraft mot utmattningsbeständighet garanteras. Därför måste övergångslagrets ytbeläggningsmaterial för valspressen ha god plasticitet och seghet.

Valshylsmaterialet är generellt legerat stål med medelhög kolhalt, till exempel 42CrMo, som härdas och anlöps efter smidning. 42CrMo-stål har hög hållfasthet, hög härdbarhet, god seghet, liten deformation under härdning och hög kryphållfasthet och brotthållfasthet vid höga temperaturer. Det används för att tillverka smidesstycken som kräver högre hållfasthet och större tvärsnitt efter härdning och anlöpning än 35CrMo-stål. Den totala kolekvivalenten för 42CrMo är 0,78 %. På grund av dess höga kolekvivalent har det en stark härdningstendens och är ett relativt svårsvetsat material. Element som Mn och Mo i dess sammansättning ökar känsligheten för vita fläckar och är benägna att fördröja sprickbildning. När innehållet av P och S också är högt är det troligt att varmsprickbildning uppstår. För att förhindra varmsprickbildning bör den valda svetstråden ha lågt C-, P- och S-innehåll och högt Mn-innehåll för att förbättra avsvavlingen. Mikrostrukturen efter härdning och anlöpning är anlöpt sorbit som bibehåller martensitisk orientering.

T-seriens svetstrådar från Shandong Xinyuan Botong är Fe-Cr-C-serien med hög kromhalt i gjutjärn med flusskärna, som kännetecknas av självskyddande egenskaper, minimal slagg eller slaggfria egenskaper utan tillsats av några slaggbildande ämnen. Som pionjärer inom öppenbågsbeläggning i Kina har dessa svetstrådar en hög marknadsandel och är allmänt erkända inom branschen. Deras slitstyrka i legeringen kan bibehålla god hårdhet och slitstyrka även vid höga temperaturer över 350 ℃. Hårdheten hos det slitstarka arbetsskiktet efter beläggningen är så hög som HRC 60 eller mer, med ett stort antal mikrosprickor.

Om slitstarka flusskärnade svetstrådar läggs direkt på basmetallen, sker smältningen asynkront på grund av den stora skillnaden i smälttemperatur mellan den avsatta metallen i det slitstarka lagret och basmetallen. Metallen med låg smältpunkt smälter för tidigt, vilket orsakar sjunkning eller bristande sammansmältning med metallen med hög smältpunkt. Dessutom stelnar och krymper metallen med hög smältpunkt tidigare, vilket orsakar spänningar på metallen med låg smältpunkt som fortfarande är i ett delvis stelnat och svagt tillstånd, vilket eventuellt kan leda till sprickor.

Dessutom skiljer sig de linjära expansionskoefficienterna för de två mikrostrukturerna avsevärt. Ojämn kylkrympning mellan dem orsakar stora inre ytspänningar, vilket i allvarliga fall kan leda till ytsprickor. Termisk spänning kommer att genereras under drift vid hög temperatur. Denna termiska spänning kan inte elimineras (värmebehandling efter svetsning kan eliminera kvarvarande svetsspänningar, men termisk spänning genereras under drift).

Enligt ovanstående arbetsförhållanden hör detta tillstånd inte längre till svetsning av olika stål, såsom svetsning mellan olika F- (ferrit), M- (martensit) och A- (austenit) stål. Detta arbetsförhållande bör vara svetsning av legerat stål med medelhög kolhalt och slitstarkt vitjärn med hög kromhalt. Det specialutvecklade övergångsskiktsmaterialet måste ha hög seghet och sprickskyddsprestanda, och ytmaterialet måste ha utmärkt sprickmotståndskraft och slagtålighet. Det bör effektivt förhindra att svetssprickor och utmattningssprickor på valsytan sträcker sig och utvecklas mot valskroppen, och därmed effektivt skydda valskroppen från skador.

Isoleringsmetoden används mellan legeringsstålet med medelhög kolhalt och det slitstarka ytskiktet. En metall med en linjär expansionskoefficient mellan de två metallerna väljs som fyllnadsmetall för övergångsskiktet för att minska den termiska spänningen som orsakas av skillnaden i linjära expansionskoefficienter. Kostnadsfrågor måste också beaktas för att lösa ovanstående problem. Till skillnad från kemisk industri och panntryckkärlsindustrin har isoleringsskiktet en stor tjocklek. Om konventionella svetsmaterial av austenitiskt rostfritt stål (18-8) används för att belägga isoleringsskiktet blir kostnaden mycket hög. Dessutom måste man beakta segheten och plasticiteten hos smältzonen med det slitstarka ytskiktet. Kolmigration sker i detta skikt, vilket resulterar i uppkolade och avkolnade övergångszoner. Den plötsliga förändringen i hårdhet i dessa zoner kommer att orsaka negativa effekter, vilket lätt leder till utmattningsbrott i dessa områden.

På grund av bristen på nickelresurser och den senaste tidens kraftiga prisökning är det dock nödvändigt att ersätta nickel med andra ämnen för att minska kostnaderna. Effekten av mangan på austenit liknar den hos nickel. Därför kan mangan användas istället för nickel för att producera billiga svetsmaterial för austenitiska rostfria stål.

Kol är ett starkt austenitbildande element, med en austenitbildande kapacitet som är 30 gånger högre än nickel. Det kan dock inte tillsättas i korrosionsbeständigt rostfritt stål eftersom det orsakar sensibiliseringskorrosion och efterföljande interkristallin korrosionsproblem efter svetsning. Under dessa arbetsförhållanden är kolhalten i den slitstarka flussfyllda svetstråden efter ytbehandling mer än 4 %. En alltför hög kolhalt ökar svetsens hårdhet och sprödhet, vilket inte bidrar till segheten.

För att övervinna interkristallin korrosion av krom-nickel rostfritt stål, såsom 18-8, reduceras kolhalten i stålet generellt till under 0,03 %, eller så tillsätts element med starkare affinitet för kol än krom (såsom titan eller niob) för att förhindra bildandet av kromkarbider. I detta arbetsförhållande, där hög hårdhet och slitstyrka är de viktigaste kraven, ökas kolhalten i stålet för att uppfylla kraven på hårdhet och slitstyrka.

Både mangan och nickel är austenitbildande element, vilket innebär att de kan bilda en oändligt blandbar fast lösning (austenit) med järn. Mangans roll är dock inte att bilda austenit, utan att minska stålets kritiska kylningshastighet, öka austenitens stabilitet under kylning, hämma austenitens nedbrytning och låta austeniten som bildas vid höga temperaturer bibehållas vid rumstemperatur. Mangan har liten effekt på att förbättra stålets korrosionsbeständighet. Därför är det i detta arbetsförhållande där korrosionsbeständighet inte krävs fullt möjligt att använda Mn istället för Ni för att erhålla en enfasig austenitstruktur. Samtidigt har Mn en större förstärkande effekt i fast lösning än Ni, vilket kan förbättra stålets prestanda. Dessutom kan det bildade MnS ersätta FeS, vilket kan förhindra varmsprickbildning och därmed är fördelaktigt vid svetsning. Mangan kan också motverka de negativa effekterna av vissa skadliga element och är ett element som minskar känsligheten för stelningssprickbildning.

Kväve är också ett starkt austenitbildande element, med en austenitbildande kapacitet som är 30 gånger högre än nickel. Det är dock en gas, så endast en begränsad mängd kväve kan tillsättas för att undvika porositetsproblem. Det framgår av nickelekvivalentformeln att tillsats av mangan inte är särskilt effektivt för att bilda austenit. Men tillsats av mangan kan lösa upp mer kväve i rostfritt stål, och kväve är ett mycket starkt austenitbildande element. Kväve med en halt på 0,25 % har en austenitbildande kapacitet motsvarande 7,5 % nickel. Manganhalten bör dock inte vara för hög, annars är det lätt att orsaka grovkornighet under stelning och högtemperaturanvändning, vilket ökar materialets sprödhet. Därför kan inte för stora mängder mangan och kväve tillsättas.

Vid ingen nickelhalt eller låg nickelhalt kan tillsatsen av krom minskas med hänvisning till Schaeffler-diagrammet för att bilda en 100 % austenitstruktur. Även om detta leder till en minskning av korrosionsbeständigheten är det genomförbart under arbetsförhållanden med endast slag och slitage och ingen korrosion eller lätt korrosion. Med reducerad kromhalt och hög kolhalt kan en viss mängd starka karbidbildande element som niob och titan tillsättas för att förhindra bildandet av kromkarbider.

I rostfritt stål i 200-serien används tillräckligt med mangan och kväve för att ersätta nickel och bilda en 100 % austenitstruktur. Ju lägre nickelhalt, desto högre mängder mangan och kväve krävs. Till exempel innehåller rostfritt stål av typ 201 endast 4,5 % nickel och 0,25 % kväve. Enligt nickelekvivalentformeln har detta kväveinnehåll en austenitbildande kapacitet motsvarande 7,5 % nickel, så en 100 % austenitstruktur kan också bildas. Detta är bildningsprincipen för rostfritt stål i 200-serien.

Baserat på ovanstående idéer har vårt företag framgångsrikt utvecklat T96 specialisolerande svetstråd med flusskärna genom formelexperiment. Hårdheten efter ytbehandling är 180-220 HB. Det är en svetsad metalllegering med korrosionsbeständighet, slagtålighet och högtrycksspänningsbeständighet.

Samtidigt som prestandakraven för valshylsans övergångslager uppfylls, minskas kostnaden med 45 % jämfört med 18-8 krom-nickel austenitiskt rostfritt stål. Det sparar inte bara värdefulla nickelresurser utan minskar även kostnaderna. T96 flusskärnad svetstråd är inte bara lämplig för ny tillverkning och reparation av pressrullshylsor utan även för ny tillverkning och reparation av vertikala valshylsor i gjutstål. Den kan också användas för ytbehandling av arbetsstycken som utsätts för höga stötar eller roterande belastningar. Den är lämplig för svetsning av övergångslager vid hårdsvetsning och reparationssvetsning av slitstarka delar i manganstål.