离心铸造制热轧用复合辊制造技术

一种离心铸造制热轧用复合辊，构成如下：(a)由具有以下化学组成和组织的铸铁构成的外层，其化学组成以质量基准计，含有C：2.5～3.5％、Si：1.3～2.4％、Mn：0.2～1.5％、Ni：3.5～5.0％、Cr：0.8～1.5％、Mo：2.5～5.0％、V：1.8～4.0％、和Nb：0.2～1.5％，余量由Fe和不可避免的杂质构成，Nb/V的质量比为0.1～0.7，Mo/V的质量比为0.7～2.5，并且满足2.5≤V+1.2Nb≤5.5的条件，其组织以面积基准计，具有0.3～10％的石墨相；(b)由铁素体面积率为35％以下的延性铸铁构成的轴芯部；(c)铸铁制中间层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】离心铸造制热轧用复合辊
本专利技术涉及在耐磨耗性、抗咬合性和抗事故性优异的外层和韧性优异的轴芯部之间介入中间层而一体化的离心铸造制热轧用复合辊，特别是涉及薄钢板的带钢热轧机的终轧用工作辊所适合的离心铸造制热轧用复合辊。
技术介绍
由连续铸造等制造的厚度数百mm的加热板坯，被具有粗轧机和终轧机的带钢热轧机轧制成数mm～数十mm厚的钢板。终轧机通常是串列配置5～7个机架的四重式轧机。7个机架的终轧机时，从第一机架到第三机架称为前段机架，从第四机架至第七机架称为后段机架。用于这样的带钢热轧机的工作辊，因为与热薄板接触，所以由于热量和机械性的轧制负荷导致在外层表面产生的磨耗、粗糙、热裂缝等的损伤发生。因此，要在磨削除去这些损伤之后，工作辊才能再度供轧制使用。轧辊外层的表层部的损伤的磨削除去称为“修磨”。工作辊从初始直径经过修磨，直到可供轧制使用的最小直径(废弃直径)后，便被废弃。从初始直径至废弃直径被称为轧制有效直径。在轧制有效直径下，热轧用辊为了防止热裂缝这种大的表面损伤，期望外层具有优异的耐磨耗性、抗咬合性和抗事故性。在修磨中，有用于除去通常的因轧制磨耗造成的表面损伤的轻度修磨，和用于除去因轧制事故造成的表面损伤的重度修磨。特别是在后段的最终机架上，容易发生被称为“卡钢(絞り込み)”的轧制事故，其是指折叠或断开的轧制钢板重叠被轧制。若这样的事故发生，则轧辊表面局部性地遭受强压，钢板咬合在辊表面，因此在高热和高负荷下造成裂纹，并容易进展。特别是在轧制事故中发生的裂纹大多都极深。因此，热轧用辊不仅要求因轧制造成的磨耗少(具有优异的耐磨耗性)，还要求即使在轧制事故中也难以发生咬合(具有优异的抗咬合性)，裂纹的进展少(具有优异的抗事故性)。作为如此要求有优异的耐磨耗性、抗咬合性和抗事故性的带钢热轧机的最终后段机架用的工作辊，提出有一种为了使耐磨耗性提高，而在抗咬合性良好的高合金麻口细晶铸铁(高合金ゲレン鋳鉄：highalloygraincastiron)中添加Mo、V等的硬质碳化物形成元素，以此合金作为外层材料的复合辊。例如，日本特开2005-105296号，公开有一种耐磨耗性和耐粗糙性优异的热轧用辊外层，其具有如下组成：以质量％计，含有C：2.5～3.5％、Si：1.0～2.5％、Mn：0.3～1％、Ni：3～5％、Cr：1.5～2.5％、Mo：1.0～4％、V：1.4～3.0％、Nb：0.1～0.5％、B：0.0005～0.2％，余量由Fe和不可避免的杂质构成，并具有如下组织：至少在基体的一部分中，含有最大长度：0.1～5μm的微细碳化物50000～1000000个/mm2。日本特开2005-105296号记述，利用MC碳化物使麻口细晶镍铸铁轧辊(Niゲレンロ一ル)的耐磨耗性提高时，为了防止粗糙而在基体中使二次碳化物析出，为此优选进行800～950℃的淬火。但是，从这样的淬火处理至冷却的过程中，轧辊表面与内部产生温差，在轧辊表面侧附加有压缩残余应力。该应力与外层的相变膨胀形成的压缩残余应力重叠，轧辊表面的压缩残余应力变得非常高。若压缩残余应力如此高，则裂纹容易发生。另外，日本特开2004-82209号公开有一种离心铸造制热轧用复合辊，其外壳层的化学成分以质量比计，C：3.0～4.0％、Si：0.8～2.5％、Mn：0.2～1.2％、Ni：3.0～5.0％、Cr：0.5～2.5％、Mo：0.1～3.0％、V：1.0～5.0％，余量由Fe和不可避免的杂质构成，轴芯部由含有C：2.5～4.0％的普通铸铁或球状石墨铸铁形成，外壳层的厚度(T)与轴芯部的半径(R)满足0.03≤T/R≤0.5的关系。该复合辊具有抗咬合性和耐磨耗性，并且可防止制造时的严重裂纹(大根割れ)和使用时的剥落(チル剥げ)。但是，作为热处理只进行430℃的回火处理，因此辊外层的硬度不充分，因此耐磨耗性也差。日本特开2002-88444号公开有一种复合辊，其由耐磨耗铸铁所形成的外层，和熔敷于外层的内周面的中间层，和熔敷于中间层的内周面的轴芯部构成，所述外层的化学组成以重量％计，由C：1.0～3.0％，Si：0.1～2.0％，Mn：0.1～2.0％，Ni：0.1～4.5％，Cr：3.0～10.0％，Mo：0.1～9.0％，W：1.5～10.0％，V和/或Nb：合计3.0～10.0％，和余量实质上的Fe构成，所述中间层的化学组成以重量％计，由C：1.0～2.5％，Si：0.2～3.0％，Mn：0.2～1.5％，Ni：4.0％以下，Cr：4.0％以下，Mo：4.0％以下，W和/或V：合计12％以下，W、V和Nb的至少一种：合计12％以下，和余量实质上的Fe构成，所述轴芯部由片状石墨铸铁、球状石墨铸铁或石墨钢构成。但是，因为外层含有非常多的Cr，达3.0～10.0％，所以石墨难以晶化，抗咬合性和断裂韧性差。另外，Cr碳化物(M7C3，M23C6等)的结晶导致断裂韧性低。若断裂韧性低，则轧制事故中发生的裂纹容易进展。日本特开平09-170041号公开有一种离心铸造制辊，其是使石墨钢的中间层介于含有石墨的外层和延性铸铁制轴芯之间而熔敷一体化的离心铸造制辊，所述外层，含有C：2.5～4.7％、Si：0.8～3.2％、Mn：0.1～2.0％、Cr：0.4～1.9％、Mo：0.6～5.0％、V：3.0～10.0％、和Nb：0.6～7.0％，并且满足下式(1)～(4)：2.0+0.15V+0.10Nb≤C(％)…(1)，1.1≤Mo/Cr…(2)，Nb/V≤0.8…(3)，和0.2≤Nb/V…(4)，余量由Fe和不可避免的杂质构成，所述轴芯，含有C：2.8～3.8％、Si：2.0～3.0％、Mn：0.3～1.0％、P：0.10％以下、S：0.04％以下、Ni：0.3～2.0％、Cr：1.5％以下、和Mo：1.0％以下，余量由Fe和不可避免的杂质构成，所述中间层，含有C：1.0～2.0％、Si：1.6～2.4％、Mn：0.2～1.0％、P：0.05％以下、S：0.03％以下、Ni：0.1～3.5％、Cr：1.5％以下、和Mo：0.1～0.8％，余量由Fe和不可避免的杂质构成。但是，石墨钢的中间层的情况存在这样的问题，因为中间层的凝固开始温度比外层高，所以在外层或中间层容易发生缩孔等的铸造缺陷。
技术实现思路
因此本专利技术的目的在于，提供一种耐磨耗性和抗咬合性优异，因具有高断裂韧性值而抗事故性优异，并且外层、中间层和轴芯部的熔敷良好，此外在外层内部贝氏体和/或马氏体的枝晶的斑点状偏析少，外层组织的半径方向均质性优异，适合带钢热轧机的最终后段用工作辊的离心铸造制热轧用复合辊。本专利技术的离心铸造制热轧用复合辊，其特征在于，由如下构成：(a)由具有以下化学组成和组织的铸铁构成的外层，其化学组成为，以质量基准计，含有C：2.5～3.5％、Si：1.3～2.4％、Mn：0.2～1.5％、Ni：3.5～5.0％、Cr：0.8～1.5％、Mo：2.5～5.0％、V：1.8～4.0％、和Nb：0.2～1.5％，余量由Fe和不可避免的杂质构成，Nb/V的质量比为0.1～0.7，Mo/V的质量比为0.7～2.5，并且满足2.5≤V+1.2Nb≤5.5的条件，其组织为，以面积基准计，具有0.3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离心铸造制热轧用复合辊，其特征在于，构成如下：(a)由具有以下化学组成和组织的铸铁构成的外层，其化学组成以质量基准计，含有C：2.5～3.5％、Si：1.3～2.4％、Mn：0.2～1.5％、Ni：3.5～5.0％、Cr：0.8～1.5％、Mo：2.5～5.0％、V：1.8～4.0％、和Nb：0.2～1.5％，余量由Fe和不可避免的杂质构成，Nb/V的质量比为0.1～0.7，Mo/V的质量比为0.7～2.5，并且满足2.5≤V+1.2Nb≤5.5的条件，其组织以面积基准计，具有0.3～10％的石墨相；(b)由铁素体面积率在35％以下的延性铸铁构成的轴芯部；和(c)铸铁制中间层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.05.02 JP 2013-0970131.一种离心铸造制热轧用复合辊，其特征在于，构成如下：(a)由具有以下化学组成和组织的铸铁构成的外层，其化学组成以质量基准计，含有C：2.5～3.5％、Si：1.3～2.4％、Mn：0.2～1.5％、Ni：3.5～5.0％、Cr：0.8～1.5％、Mo：2.5～5.0％、V：1.8～4.0％、和Nb：0.2～1.5％，余量由Fe和不可避免的杂质构成，Nb/V的质量比为0.1～0.7，Mo/V的质量比为0.7～2.5，并且满足2.5≤V+1.2Nb≤5.5的条件，其组织以面积基准计，具有0.3～10％的石墨相；(b)由延性铸铁构成的轴芯部；和(c)铸铁制中间层，在所述中间层内与轴芯部的边界部附近的V和Nb的合计量是所述外层的废弃直径的V和Nb的合计量的70％以下，并且在所述中间层内与轴芯部的边界部附近的Cr含量是所述外层的废弃直径的Cr含量的80％以上。2.根据权利要求1所述的离心铸造制热轧用复合辊，其特征在于，所述外层还含有W：0.1～5.0％。3.根据权利要求2所述的离心铸造制热...

【专利技术属性】
技术研发人员：小田望，濑川尧之，野崎泰则，
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