热轧车间卷取设备的各辊制造技术

热轧车间卷取设备各辊，其特征在于，在辊身表面上形成硬质堆焊基层，再在此基层上形成０．５ｍｍ以上厚的含分散碳化物粒子的自熔合金喷镀层。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术系关于设置在炼铁厂热轧车间卷取设备段内的地下卷取机的各个辊(以下称“各辊”)，其中，在辊身表面上形成硬质堆焊基层，再在此堆焊层表面上形成含分散碳化物粒子的自熔合金喷镀层。
技术介绍
通常，热轧车间卷取设备各辊由于与冷却水及连续高温带材(900℃以下)接触而形成的腐蚀性环境与连续带材擦动及连续带材咬入时的冲击等原因而引起辊的磨损。另外，对各辊性能的要求主要是对连续带材的夹紧力(摩擦系数)和耐带材损伤性(划伤、粘结)等方面的要求。如图2所示，热轧车间卷取段的各辊是把在精轧机中经定尺轧制的400-900℃的高温带材10卷起来的卷取设备，其构成包括位于每一卷取机之前的上、下夹送辊11、1和各卷筒周围的助卷辊(辊组)6-9等，或由单独设置在卷取机组前的夹送辊11、1等构成。夹送辊和助卷辊的作用是在前后设备间(精轧机和卷取机)进行带材张力调整、带材传送和带材换向，并保证在卷取机上进行圆满的带材卷取及调整带卷形状。由于随上夹送辊11压下而与连续高温带材10的接触、带材抖动及冷却水的腐蚀等原因，图2所示的夹送辊1表面出现磨损。另一方面，助卷辊(辊组)也在同样非常恶劣的条件下工作。由于上述磨损而导致辊身形状变化时，对连续带材的夹紧力及压下力随之变化发生塌卷及带材损伤，故各辊通常只有一个月的短寿命就需要更换，因此在设备开动率及维修费用方面蒙受很大的损失。此外，为了夹紧及运送连续带材，必须确保辊面摩擦系数值。摩擦系数值低时，在连续带材和辊面之间发生严重打滑和粘结，并出现连续带材损伤、换辊等损失。虽然卷取设备各辊使用硬质堆焊、铸钢、锻钢等钢件作为主体，但要想兼有耐磨性，耐连续带材损伤，在得到工作稳定性及生产成本经济性方面，由于受辊材成分及制造方法等限制已达到了性能极限，不可能兼顾耐磨性、耐运送性、耐带材损伤性。在特开昭55-149710公报中提出了一种在一定条件下在铁系辊辊面上进行硬质堆焊，再在此堆焊层上堆积自熔合金喷镀层，但却是具有耐磨性和耐剥落性。所谓“与炼铁有关的辊”的范围极广的对象。作为下夹送辊的性能来说，对连续带材施加夹送力并保持适当的运送性以调整带卷形状并防止带材损伤是重要的。按照特开昭55-149710公报的辊表层类型，其摩擦系数处于极低水平，这是造成带材夹紧力不足、因滑动导致带材划伤、带卷形状不稳定的原因。另外，同一申请人早已提出了一种耐久性强的热轧车间卷取机用辊的方案(特願平6-282490，申请日为平成6年10月24日)。但是，此在先专利技术把在特开昭55-149710公报中提出的辊限定于“热轧车间卷取机用辊”的范围内，对于自熔合金喷镀材料，也只限于通常所用的Ni基、Co基、Fe基材料的宽范围成分系列中。另外，就辊性能而言，即使施加上述喷镀材料，耐磨性的提高也有一定限度，而与连续带材运送性密切相关的喷镀层表面的摩擦系数低，顺利进行连续带材卷取有困难。本专利技术的目的在于提供一种卷取设备各辊，解决了上述现有技术中存在的因辊寿命短而设备开动率低、维修费用问题及确保连续带材质量等方面的问题，因此能够提高耐磨性、耐连续带材卷取性及耐带材损伤性。
技术实现思路
为了达到上述目的，本专利技术人多次锐意研究的结果，发现了在辊面上形成的自熔合金喷镀层的摩擦系数和耐磨性与辊特性的密切关系，从而完成了本专利技术。即，基于上述发现的本专利技术，热轧车间卷取设备各辊的主要特点是在辊身表面上形成硬质堆焊基层，再在此堆焊层表面上形成0.5mm以上厚的含分散碳化物粒子的自熔合金喷镀层。另外，本专利技术的主要特点是自熔合金喷镀层含有3wt％-60wt％的碳化物粒子或复合碳化物粒子，碳化物粒子为大小3-300μm的粒状或片状碳化物。本专利技术的主要特点还在于在喷镀层的基材金属(Ni基、Co基、Fe基)中还含有由WC、WmCn、Cr3C2、NbC、VC、MoC、TiC、SiC等碳化物或一种以上的初级碳化物粒子和一种以上的粘合金属经熔融粉碎、烧结粉碎、造粒处理、涂敷而成的粒子或复合碳化物粒子。附图说明图1是本专利技术辊的外形图(a)和表层部分A的截面放大图(b)。图2是热轧车间卷取设备的辊结构的侧视示意图。编号说明1-下夹送辊；2-含分散碳化物粒子的自熔合金喷镀层；3-硬质堆焊基层；4-辊材；5-卷筒部；6-9助卷辊(辊组)；10-连续带材(轧制钢板)；11-上夹送辊最佳实施例在本专利技术中，作为在辊面上形成含分散碳化物粒子的熔敷金属层的手段例如有自熔合金喷镀法、粉末等离子熔焊法、高速气体喷镀法和等离子喷镀法。作为卷取设备各辊，由于辊面表层要承受由轧制带钢插入时的冲击和热冲击及压下引起的转动疲劳，及要求各辊有防止堆焊焊迹性，因此在卷取设备各辊上采用与硬质堆焊基层的冶金结合及防止成分、组织产生偏析的加工方法是有效的，本专利技术采用的是自熔合金喷镀法。用于本专利技术卷取设备各辊的自熔合金-分散碳化物粒子熔敷合金由于在Ni基、Co基、Fe基金属中分散地含有3wt％-60wt％的碳化物，所以显著提高了各辊的耐磨性。碳化物添加量不足3wt％时，由于所添加的碳化物粒子的大小及微量添加的关系，组织中的碳化物粒子易分布不均匀，且只加入不足3wt％的极少量碳化物是不能希望耐磨性有显著提高的。另外，碳化物在表层组织中的含量超过60wt％时，不仅由于碳化物利用率低而增加了制造成本，而且由于表层自身韧性低而在制造中会出现裂纹及喷镀层熔融不良，对各辊所要求的性能无法满足。分散在熔敷合金中的碳化物是大小3-300μm的粒状或是片状碳化物的辊面断面模型如图1(b)所示。碳化物粒度对耐磨性和摩擦系数有影响。若粒子过于微小，向熔敷合金内均匀分散就变得困难，出现偏析而表面硬度不均匀，这是导致不均匀磨损的原因，而辊寿命也缩短了。另一方面，粒子越大，则耐磨性及摩擦系数越大。可是，由于相对于基材金属来说碳化物的耐磨性非常好，所以随着碳化物粒子周围的基材金属的磨损，碳化物粒子变得突出，这是发生带材损伤的原因。由上述可知，碳化物粒子是大小3-300μm的粒状或是片状碳化物，对各辊所要求的耐磨性、摩擦系数及耐带材损伤性可兼顾之。至于分散在熔合金属中的碳化物的种类，可以采用WC、WmCn、Cr3C2、NbC、VC、MoC、TiC等作为喷镀材料能够成粒的碳化物，将其与作为基材金属的Ni系、Co系、Fe系中的某种O组合，以改变各辊的耐冲击磨损性、耐腐蚀性、耐热冲击性、耐划伤粘结性等各种特性，从而能够针对有细微差异的使用条件选择合适的材料。另外，为了提高熔敷合金层密度，也可进行熔融处理。结合实施例具体描述本专利技术，但本专利技术不只限于这些实施例。实施例1现就本专利技术的夹送辊实施例进行描述。本专利技术的夹送辊具有如图1所示的组织结构，在表1中示出了其成分组成。表1 材料1辊材 材料 2硬质堆焊基层 材料 3含分散碳化物粒子的自熔合金喷镀层 材料 4含分散Cr3C2粒子的自熔合金的喷镀层 材料 5过去的硬质堆焊层备注*粒状造粒粉末具体的夹送辊尺寸是这样的辊身外径为508mm，辊身长度为2300mm，辊全长为4570mm。制辊时，确保在加工结束时有一层厚为10mm的硬质堆焊层和一层厚为1.5mm的含分散WC(表1材料3)粒子的自熔合金层。当在实际作业条件下使用如上述那样改变了辊面质量的夹送辊时，得到了以下性能与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：片山利行，甲斐晋典，熊手左九彦，
申请(专利权)人：日铁表面硬化株式会社，
类型：发明
国别省市：