轧辊用外层和轧制用复合辊制造技术

一种轧辊用外层，具有如下化学组成，以质量基准计含有C：1.3～2.8％、Si：0.3～1.8％、Mn：0.3～2.5％、Ni：0～6.5％、Cr：1～10％、Mo：0.9～6％、W：0～8％、V：0.5～6％、Nb：0～3％、和B：0％以上并低于0.01％，余量由Fe和不可避免的杂质构成，并且满足式(1)：1000≤1177－52C+14Si－11Mn+6.8Cr+1W+0.65Mo+12V+15Nb≤1115，和(2)：5≤Cr+Mo+0.5W+V+1.2Nb≤15(其中，C、Si、Mn、Cr、W、Mo、V和Nb表示各个元素的质量％。)，并且具有含有共晶碳化物，不含石墨的组织。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】轧辊用外层和轧制用复合辊
本专利技术涉及耐磨耗性、抗咬合性和抗表面粗糙性优异，适合在容易发生咬合的热态薄板精轧后段机架、异周速轧制型钢机架等方面使用的轧辊用外层，和具有这一外层与强韧的内层熔敷一体化而成的复合结构的轧制用复合辊。
技术介绍
通过连续铸造等制造的厚度数百mm的加热板坯，被具有粗轧机和精轧机的热带钢轧机轧制成数～数十mm厚的钢板。精轧机通常是串联配置5～7个机架的四重式轧机。作为7个机架的精轧机时，将第一机架至第三机架称为前段机架，将第四机架至第七机架称为后段机架。用于这样的热带钢轧机的工作辊，由与热薄板接触的外层和与外层的内表面熔敷一体化而成的内层构成。近年来，热轧钢板的板厚精度提高和表面品质提高的要求高涨，要求具有高耐磨耗性的轧制用辊，在制造薄钢板的热精轧机的前段，使用高速钢轧辊。但是，轧制材在机架间移动时，遭遇重叠而咬入上下辊间的所谓锁定事故的概率高的热精轧机的后段，一直以来主要使用的是高合金麻口细晶铸铁轧辊。在这样的锁定事故中，轧制材在轧辊外层的表面咬粘，因此过大的热机械的负荷发生作用，导致轧辊外层表面发生裂纹。若以搁置裂纹的状态继续使用辊轧，则裂纹进展，发生轧辊折损和称为剥落的轧辊破损。锁定(咬死)事故发生时，必须切削轧辊表面而除去裂纹，因此，若裂纹深，则轧辊的损失也大，轧辊成本增大。因此，希望有一种即使发生轧制事故，因裂纹造成的损伤也少的耐事故性优异的轧辊用外层，和具有这种外层的轧制用复合辊。高合金麻口细晶铸铁轧辊，具有由石墨、碳化物和基体构成的组织，特别是抗咬合性优异，因此在遭遇锁定事故时，裂纹的发生、进展也极少。也就是说，高合金麻口细晶铸铁轧辊的耐事故性优异。但是，因为构成要素中的碳化物是M3C系(渗碳体)，所以若与高速钢材等比较，则耐磨耗性差。因此，被进行各种改善。例如，作为改善具有高合金麻口细晶铸铁的外层的复合辊的耐磨耗性的技术，本申请人先前在日本特开2005-169426号中，发现通过使外层含有Mg或Ca，能够使MC系碳化物的形状成为微细的粒状，并且能够均匀分散在金属组织中，从而提出一种使耐磨耗性、抗表面粗糙性和耐事故性提高的轧制用复合辊。但是，因为该复合辊的外层含有石墨，所以与一般的高速钢轧辊相比，虽然抗咬合性优异，但是有耐磨耗性和抗表面粗糙性差这样的问题。作为具有有着高耐磨耗性的高速钢所构成的外层的热精轧前段用的复合辊的外层，例如，日本特开平08-020837号公开有一种摩擦系数小的高速钢系轧制用辊外层，其以重量比计，含有C：1.50～3.50％、Si：1.50％以下、Mn：1.20％以下、Cr：5.50～12.00％、Mo：2.00～8.00％、V：3.00～10.00％、Nb：0.60～7.00％、B：高于0.01且为0.200％以下、及N：高于0.08且为0.300％以下，并且满足V+1.8Nb≤7.5C－6.0，和0.20≤Nb/V≤0.80，余量由Fe和不可避免的杂质构成。日本特开平08-020837号中记述，在轧辊外层的组织中使共晶碳化物增加，减少粒状碳化物与其以外的部分的高低差，能够降低摩擦系数。通过B和N的添加，轧辊接触面的摩擦系数降低。但是，要求进一步改善轧制用复合辊的外层的抗咬合性。日本特开2002-47529号公开有一种热轧辊用外层，其具有如下组成，以质量基准计含有C：1.2～2.2％、Si：0.1～0.6％、Mn：0.1～0.6％、Cr：6～12％、Mo：3～6％、Ni：0.3～1.5％、V：3～8％、及Co：1.0～8.00％，此外满足0≤[C－0.236V－0.129Nb]≤0.4，和0.27≤Mo/Cr≤0.80，余量由Fe和不可避免的杂质构成。日本特开2002-47529号中记述，为了防止锁定事故发生时的裂纹进展，若减少轧辊外层中网状生成的共晶碳化物，减少裂纹的传播路径，则能够得到耐事故性优异的热轧用辊轧外层。但是，日本特开2002-47529号的外层，得不到充分的耐磨耗性和抗咬合性。WO2016/031519A1中，公开有一种轧制用复合辊的外层材，其以质量基准计含有C：1.8～2.5％、Si：高于0％并在1.0％以下、Mn：高于0％并在1.0％以下、Ni：高于0％并在0.5％以下、Cr：高于3.0％并在8.0％以下、Mo：高于2.0％并在10.0％以下、W：高于0％并在10.0％以下、V：高于0％并在10.0％以下、B：高于0％并低于0.01％、余量Fe和不可避免的杂质。WO2016/031519A1中记述，通过调整B量而减少二次共晶碳化物所包含的B量，能够实现二次共晶碳化物的强度的提高，因此在凝固后，即使曝露在1100℃左右的高温下，也能够防止二次共晶碳化物熔损，外层发挥着优异的抗表面粗糙性。但是，该外层不能发挥充分的耐磨耗性和抗咬合性。在热轧领域，为了应对近年来所要求的钢板的板厚精度提高和表面品质提高，本申请人在WO2015/045984A1中，提出有一种具有如下外层的热轧用离心铸造复合辊，其具有的化学组成为，以质量基准计，含有C：1～3％、Si：0.4～3％、Mn：0.3～3％、Ni：1～5％、Cr：2～7％、Mo：3～8％、V：3～7％、及B：0.01～0.12％，余量由Fe和不可避免的杂质构成，且满足式(1)：Cr/(Mo+0.5W)＜－2/3[C－0.2(V+1.19Nb)]+11/6(其中，不含作为任意成分的W和Nb时，W＝0和Nb＝0。)所表示的关系，并以面积率计，含有1～15％的MC碳化物、0.5～20％的碳硼化物，和0.5～20％的Mo系碳化物。该复合辊的外层借助组织中的碳硼化物而显示出优异的抗咬合性，发挥着充分的耐磨耗性和抗咬合性。但是，外层与球墨铸铁所构成的内层熔敷一体化时，若外层中的B扩散到内层，则内层中的石墨的周围容易变成铁素体。若内层中的铁素体面积率增加，则内层的耐磨耗性降低。内层虽然不与轧制的薄板直接接触，但是由轴承支承，因此若内层的磨耗进展，则轧制操作中发生振动，有可能对钢板品质造成不良影响。因此，为了维持内层的耐磨耗性，希望有一种轧辊用外层，即使B的含量低于0.01％，也能够得到高板厚精度和表面品质的热轧钢板。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于，提供一种耐磨耗性、抗咬合性和抗表面粗糙性优异的轧辊用外层，特别是为了维持内层的耐磨耗性，B的含量低于0.01％的轧辊用外层。本专利技术的另一个目的在于，提供一种具有这一外层的轧制用复合辊。鉴于上述目的进行锐意研究的结果，本专利技术者们发现，在将B含量抑制在低于0.01％的高速钢制的轧辊用外层中，如果使与石墨发挥着同样的功能(抗咬合性)的相结晶出来，则能够使之发挥优异的耐磨耗性、抗咬合性和抗表面粗糙性，从而想到本专利技术。即，本专利技术的轧辊用外层，其特征在于，具有如下化学组成，以质量基准计，含有C：1.3～2.8％、Si：0.3～1.8％、Mn：0.3～2.5％、Ni：0～6.5％、Cr：1～10％、Mo：0.9～6％、W：0～8％、V：0.5～6％、Nb：0～3％、和B：0％以上并低于0.01％，余量由Fe和不可避免的杂质构成，并且满足下式(1)和(2)：(1)：1000≤1177－52C+14Si－11Mn+6.8Cr+1W+0.65Mo+12V+15Nb本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轧辊用外层，其特征在于，具有如下化学组成，以质量基准计含有C：1.3～2.8％、Si：0.3～1.8％、Mn：0.3～2.5％、Ni：0～6.5％、Cr：1～10％、Mo：0.9～6％、W：0～8％、V：0.5～6％、Nb：0～3％、和B：0％以上并低于0.01％，余量由Fe和不可避免的杂质，并且满足下式(1)和(2)：(1)：1000≤1177－52C+14Si－11Mn+6.8Cr+1W+0.65Mo+12V+15Nb≤1115(2)：5≤Cr+Mo+0.5W+V+1.2Nb≤15式中，C、Si、Mn、Cr、W、Mo、V和Nb表示各个元素的质量％，并且，所述轧辊用外层具有含有共晶碳化物，不含石墨的组织。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.31 JP 2016-0732281.一种轧辊用外层，其特征在于，具有如下化学组成，以质量基准计含有C：1.3～2.8％、Si：0.3～1.8％、Mn：0.3～2.5％、Ni：0～6.5％、Cr：1～10％、Mo：0.9～6％、W：0～8％、V：0.5～6％、Nb：0～3％、和B：0％以上并低于0.01％，余量由Fe和不可避免的杂质，并且满足下式(1)和(2)：(1)：1000≤1177－52C+14Si－11Mn+6.8Cr+1W+0.65Mo+12V+15Nb≤1115(2)：5≤Cr+Mo+0.5W+V+1.2Nb≤15式中，C、Si、Mn、Cr、W、Mo、V和...

【专利技术属性】
技术研发人员：野崎泰则，小田望，福元志保，
申请(专利权)人：日立金属株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP