离心铸造制复合辊及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种离心铸造制复合辊，其是利用离心铸造法形成的外层与由球墨铸铁构成的内层熔接一体化而成的离心铸造制复合辊，所述外层由以下的Fe基合金构成，所述Fe基合金具有以质量基准计至少含有Cr：0.8～3.0％、Mo：1.5～6.0％和V：1.8～5.5％的化学组成，且金属组织中的石墨面积率为0.3～10％，所述内层具有熔接于所述外层的芯部、和由所述芯部的两端一体地延伸出的轴部，两轴部端部的Cr、Mo和V的合计量均为0.15～2.0质量％，且在一侧轴部与另一侧轴部之间Cr、Mo和V的合计量之差为0.2质量％以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术提供一种离心铸造制复合辊，其是利用离心铸造法形成的外层与由球墨铸铁构成的内层熔接一体化而成的离心铸造制复合辊，所述外层由以下的Fe基合金构成，所述Fe基合金具有以质量基准计至少含有Cr:0.8?3.0%、Mo:1.5?6.0%和V:1.8?5.5%的化学组成，且金属组织中的石墨面积率为0.3?10%，所述内层具有熔接于所述外层的芯部、和由所述芯部的两端一体地延伸出的轴部，两轴部端部的Cr、Mo和V的合计量均为0.15?2.0质量％，且在一侧轴部与另一侧轴部之间Cr、Mo和V的合计量之差为0.2质量％以上。【专利说明】
本专利技术涉及具有利用离心铸造法形成的外层与强韧的内层熔接一体化而成的复合结构的离心铸造制复合棍及其制造方法。
技术介绍
如图1和图2所示，热轧用复合辊10由以下构成:与轧制材接触的外层1、以及熔接于外层I的内面且与外层I不同的材质的内层2。内层2由以下构成:熔接于外层I的芯部21、以及由芯部21 —体地向两侧延伸的驱动侧轴部22和从动侧轴部23。在驱动侧轴部22的端部，一体地设置有用于驱动扭矩传递的联轴器部24。另外，在从动侧轴部23的端部，一体地设置有在复合辊10的操作等中必要的凸状部25。联轴器部24具有端面24a、以及与驱动单元(未图示)契合的一对平坦的缺口面24b、24b，凸状部25具有端面25a。在驱动侧轴部22和从动侧轴部23，为了形成轴承部、颈部等而必须实施机械加工。 作为这样的热轧用复合辊10，广泛使用具有耐磨损性及耐事故性优异的离心铸造制外层I与由强韧的球墨铸铁构成的内层2熔接一体化而成的复合结构的复合辊。在热轧用辊10中，若因与轧制材的接触产生的热负荷和机械负荷而在外层I的表层部发生的磨损和粗糙等损伤发生进展，则轧制材的表面品质劣化。磨损和粗糙发生进展的复合辊10替换成外层表面没有损伤的复合辊10，由轧机拆下的复合辊10的外层I经过再研磨而除去损伤部。再研磨后的复合辊10再次组装入轧机，供于轧制。若频繁地进行这样的复合辊10的替换，则由于不得不经常中断轧制，而阻碍生产率。 为了尽量减少轧制的中断，需要提高与轧制材接触的外层I的耐磨损性。若随着外层I的耐磨损性提高而复合辊10的耐用寿命延长，则连接于扭矩传递用连接器的联轴器部24的耐磨损性的提高也变得重要。若联轴器部24显著损耗，则即使外层I未磨损，也不能使用复合辊10。 作为提高了联轴器部的耐磨损性的热轧用复合辊，日本特开平6-304612号公开了如下的热轧用复合辊，在具有由高速工具钢构成的外层、以及由C:0.2?1.2重量％的碳钢或低合金钢构成的内层及轴部的热轧用复合辊中，以重量基准计，含有C:2.5?3.5%,S1:1.6 ?2.8%、Mn:0.3 ?0.6%、P < 0.05%、S < 0.03%、Ni < 0.5%、Cr < 0.2%、Mo< 0.5%和Mg:0.02?0.05%，余量由Fe和他不可避免的成分构成，由石墨面积率为5?15%的球状石墨铸铁构成的联轴器部铸接于轴部的端部。但是，该联轴器部的耐磨损性尚不充分。而且，为了在轴部的端部铸接联轴器部，还有在二者的接合边界容易发生异物绞入等铸造缺陷的问题。此外，由于需要对铸接的部位进行平削加工，或在铸接部的周围设置铸模，或熔解和铸造与内层不同的联轴器部用球状石墨铸铁的工序，还存在制造成本增高的问题。 另外，若用相同硬质材料形成驱动侧轴部22和从动侧轴部23，则不需要与驱动侧轴部22同等程度硬度的从动侧轴部23过度变硬，存在加工性劣化的问题。
技术实现思路
专利技术所要解决的课题 所以，本专利技术的目的在于提供在保持从动侧轴部的加工性的状态下改善了驱动侧轴部的耐损耗性的离心铸造制复合棍及其制造方法。 用于解决课题的手段 鉴于上述目的而经过深入研究的结果是，本专利技术人等发现，(a)在利用离心铸造法形成外层后，若适当地控制浇注至静置铸造用铸模内的内层用熔液的液面的上升速度，则可以使外层中的Cr、Mo和V，或Cr、Mo、V和Nb向驱动侧轴部比向从动侧轴部混入更多，由此能使驱动侧轴部比从动侧轴部更高硬度；以及(b)高硬度的驱动侧轴部具有优异的耐损耗性，非过硬的从动侧轴部具有良好的加工性，由此想到本专利技术。 本专利技术的第一离心铸造制复合辊的特征在于，利用离心铸造法形成的外层与由球墨铸铁构成的内层熔接一体化， 所述外层由以下的Fe基合金构成，所述Fe基合金具有以质量基准计至少含有Cr: 0.8?3.0%、Mo:1.5?6.0%和V:1.8?5.5%的化学组成，且金属组织中的石墨面积率为 0.3 ?10%, 所述内层具有熔接于所述外层的芯部、和由所述芯部的两端一体地延伸出的轴部， 两轴部端部的Cr、Mo和V的合计量均为0.15?2.0质量％，且在一侧轴部与另一侧轴部之间Cr、Mo和V的合计量之差为0.2质量％以上。 第一离心铸造制复合辊的外层优选以质量基准计还含有C:2.5?3.7%、S1: 1.2 ?3.0%,Μη:0.2 ?1.5%和 N1:3.0 ?5.0%。 本专利技术的第二离心铸造制复合辊的特征在于，利用离心铸造法形成的外层与由球墨铸铁构成的内层熔接一体化， 所述外层由以下的Fe基合金构成，所述Fe基合金具有以质量基准计至少含有Cr: 0.8?3.0%、Mo:1.5?6.0%、以及V和Nb:合计为1.8?5.5%的化学组成，且金属组织中的石墨面积率为0.3?10%， 所述内层具有熔接于所述外层的芯部、和由所述芯部的两端一体地延伸出的轴部， 两轴部端部的Cr、Mo、V和Nb的合计量为0.15?2.0质量％，且在一侧轴部与另一侧轴部之间Cr、Mo、V和Nb的合计量之差为0.2质量％以上。 第二离心铸造制复合辊的外层优选以质量基准计还含有C:2.5?3.7%、S1: 1.2 ?3.0%,Μη:0.2 ?1.5%和 N1:3.0 ?5.0%。 第一和第二离心铸造制复合辊的外层以质量基准计还可以含有W:0.1?5.0 %、T1:0.003 ?5.0%、B:0.001 ?0.5%, Al:0.01 ?2.0%, Zr:0.01 ?0.5%和 Co:0.1 ?10%中的至少一种。 本专利技术的离心铸造制复合辊的制造方法的特征在于，其具有以下工序:(1)用旋转的离心铸造用圆筒状铸模离心铸造所述外层，(2)将具有所述外层的所述圆筒状铸模立起，在其上下端分别设置与所述外层连通的上模和下模，构成静置铸造用铸模，(3)向由所述上模、所述外层和所述下模构成的型腔浇铸所述内层用的熔液的工序，所述上模内的熔液面的上升速度为10mm/秒以下，且小于所述下模和所述外层内的熔液面的上升速度。 专利技术效果 在本专利技术的离心铸造制复合辊中，由于外层中的Cr、Mo和V，或Cr、Mo、V和Nb向具有联轴器部的驱动侧轴部比向从动侧轴部混入更多，驱动侧轴部足够硬且具有优异的耐损耗性，从动侧轴部不会过硬，机械加工容易。因此，本专利技术的离心铸造制复合辊兼具大幅改善的耐用寿命和良好的加工性。由于具有这样的特征的本专利技术的离心铸造制复合辊可以通过控制在形成外层后浇注的内层用熔液的液面的上升速度而获得，该制造方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离心铸造制复合辊，其特征在于，其是利用离心铸造法形成的外层与由球墨铸铁构成的内层熔接一体化而成的离心铸造制复合辊，所述外层由以下的Fe基合金构成，所述Fe基合金具有以质量基准计至少含有Cr：0.8～3.0％、Mo：1.5～6.0％和V：1.8～5.5％的化学组成，且金属组织中的石墨面积率为0.3～10％，所述内层具有熔接于所述外层的芯部、和由所述芯部的两端一体地延伸出的轴部，两轴部端部的Cr、Mo和V的合计量均为0.15～2.0质量％，且在一侧轴部与另一侧轴部之间Cr、Mo和V的合计量之差为0.2质量％以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：小田望，濑川尧之，野崎泰则，服部敏幸，
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