I. Environnement de travail et formes de défaillance des rouleaux laminés à chaud

Même si l'objectif et la conception sont similaires, les conditions de fonctionnement réelles des différents cylindres sont très différentes. Lors du laminage à chaud, le métal entre en contact avec le cylindre, générant des températures élevées, ce qui entraîne :

La température de la surface du rouleau s’élève à 750–850°C ;

La différence de dilatation thermique entre la surface du rouleau et la couche de refroidissement provoque une contrainte thermique (contrainte de compression sur la surface et contrainte de traction à l'intérieur) ;

Le refroidissement rapide de l’eau après contact thermique forme un cycle de contraintes alternées, provoquant une fatigue thermique de surface ;

La couche superficielle produit des fissures de feu et des réseaux de fissures de fatigue lors d'une utilisation à long terme.

Les recherches montrent que la plage de fluctuation de température de la surface du rouleau peut atteindre 300 °C, tandis que la température à 3-4 mm de la surface est inférieure à 100 °C, ce qui indique que la contrainte thermique est concentrée dans la couche de surface.

2. Exigences de performance des matériaux laminés à chaud

Afin de faire face à des charges thermiques alternées complexes, l'acier utilisé pour les cylindres de laminage à chaud doit avoir les caractéristiques suivantes :

Résistance à haute température et stabilité thermique ;

Excellente résistance à l’usure et à la fatigue thermique ;

Bonne conductivité thermique et résistance à l'oxydation (en particulier lors de l'utilisation d'un procédé de chauffage par courant électrique) ;

Forte résistance à la fissuration au feu et à la fissuration thermique.

Les nuances d'acier typiques actuellement utilisées pour le forgeage des rouleaux de laminage à chaud comprennent : l'acier 55X, 60XG, 50XN, 60XN, 50#, etc.

À des températures élevées, l'acier perlitique subit une sphéroïdisation de la cémentite, affectant la dureté et la stabilité organisationnelle du matériau.

Dans les applications réelles, CYKC GROUP continue d'optimiser le rapport de nuance d'acier et le processus de traitement thermique pour améliorer la stabilité et la durée de vie des rouleaux de laminage à chaud dans des environnements à haute température et à fortes contraintes.

3. État actuel derouleaux de laminage composites

Afin d'améliorer la résistance à l'usure et aux fissures, l'industrie utilise généralement la coulée centrifugerouleaux composites, utilisant de l'acier fortement allié pour la couche de travail et des matériaux résistants pour la matrice. Les matériaux de surface couramment utilisés sont :acier semi-HSSproduisent environ 1 mm d'usure après le laminage de 50 000 à 90 000 tonnes d'acier, mais nécessitent toujours un meulage et une réparation périodiques.

Le groupe CYKC adopte une technologie de moulage composite avancée pour assurer une liaison solide entre la couche de travail et le matériau de base, avec une excellente résistance à la fatigue thermique et à la fissuration.rouleaux compositessont largement utilisés dans diverses lignes de production de laminage à chaud et ont été très appréciés par les clients.

IV. Technologie avancée de revêtement au rouleau

Afin de prolonger la durée de vie du rouleau et de réduire la fréquence de meulage, une technologie de revêtement moderne a été mise au point. Le revêtement idéal doit présenter :

Résistance à l'usure et à la corrosion extrêmement élevée ;

Bonne stabilité thermique et force de liaison ;

Convient au traitement de surface des grands rouleaux.

Voici trois technologies de revêtement de pointe :

1. Revêtement par saturation par diffusion (chromisation au bore)

La surface de l'acier est diffusée thermiquement avec du carbure de bore B₄C + poudre de chrome + activateur NaCl sous vide ;

Des phases dures composites stables (Fe,Cr)₂B et (Fe,Cr)B se forment ;

Le revêtement présente une forte résistance à l’usure à haute température.

2. Technologie de projection thermique au gaz de détonation

Utiliser une combustion mixte d'acétylène et d'oxygène pour générer des ondes de détonation ;

Un flux d'air à haute température et à grande vitesse pulvérise la poudre sur la surface du rouleau à 1500 m/s et 2000°C ;

La porosité est aussi faible que 0,1 %, la force d'adhérence est de 180 MPa et l'impact thermique sur le substrat est faible.

3. Revêtement par auto-saturation ionique (pulvérisation ionique atomique)

Utiliser une décharge à haute fréquence pour former un plasma hors équilibre ;

Fournir des faisceaux d’ions métalliques à haute concentration et des atomes neutres pour le co-dépôt ;

Réaliser des couches métalliques de dureté de qualité céramique ou à structure nanocristalline amorphe ;

Peut déposer un revêtement uniforme d'une épaisseur allant jusqu'à 1 mm à température ambiante.

Cette méthode permet également de réaliser de multiples mécanismes de liaison forte, tels que l'implantation atomique, le nettoyage de surface et l'amélioration des liaisons chimiques, et constitue l'une des technologies de durcissement les plus prometteuses à l'heure actuelle. CYKC GROUP explore activement ces technologies de traitement de surface écologiques et efficaces pour répondre aux besoins urgents de ses clients : une durée de vie prolongée et des coûts de maintenance réduits.

V. Conclusion : L’intégration des matériaux et des procédés est la clé

Avec l'amélioration constante des performances de l'acier, les matériaux et les technologies de renforcement de surface des rouleaux laminés à chaud sont également en constante évolution. De l'acier forgé traditionnel aux rouleaux composites, en passant par l'application de revêtements haute performance, l'amélioration de la durée de vie et des performances des rouleaux laminés à chaud dépend de plus en plus de l'intégration approfondie de l'ingénierie des matériaux et des procédés de traitement de surface.

GROUPE CYKCs'est toujours engagé à promouvoir l'association de matériaux et de technologies de fabrication de pointe dans le domaine des rouleaux, et à créer des solutions de rouleaux laminés à chaud hautes performances, adaptées aux conditions de travail difficiles. À l'avenir, nous continuerons à miser sur l'innovation technologique et à fournir des rouleaux plus durables, plus fiables et plus économiques aux entreprises sidérurgiques mondiales.