用于金属加工的辊子、尤其是连铸辊、以及用于这样的辊子制造的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于金属制造和／或者金属加工的辊子（１）、尤其是连铸辊，该连铸辊具有金属的辊子基体（２）和一层镀在辊子基体上的耐磨材料的镀层（３）。为了使辊子、尤其是连铸辊特别耐磨，本发明专利技术设有，镀层（３）具有电镀的镀镍层，其中镀层（３）的表面（４）构成辊子（１）的工作面。此外本发明专利技术涉及一种用于金属制造和／或者金属加工的辊子（１）、尤其是连铸辊制造的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于金属制造和/或者金属加工的辊子、尤其是连铸 辊，该辊子具有由金属制成的辊子基体和镀在辊子基体上的由耐磨材料 制成的镀层。此外本专利技术涉及一种用于这样的辊子制造的方法、尤其是 连铸辊。
技术介绍
连铸坯导辊对连铸机无可指摘的功能、铸件的质量和设备的经济性 起着巨大的作用。连铸坯导辊的任务是，支撑、引导、弯曲、输送离开 结晶器后的凝固的连铸坯。与此同时组合辊子的辊体以及轴承遭受到高 温的、机械和4匕学腐蚀的负荷。通过辊体表面与连铸坯的直接接触产生热负荷，该连铸坯温度在80(TC到1200。C之间。机械负荷是重力、弯曲应力和导向力、以及驱动 力的后果，该力必须由辊子传递到连铸坯上。此外辊子由于与连铸坯的 摩擦要耗损。另外由于需要大量的冷却水和高的温度、与例如通过保护 渣的使用引起的、侵蚀的化学化合物相联系，必须重视辊子使用的材料 和部件的腐蚀性能和腐蚀防护。这已是众所周知的，连铸机的辊子作为基体材料由调质钢制造。 (例如21CrMoV511V, 16CrMo44, 24CrMo5和S355 ),调质钢能够承 受高的机械负荷。当然这种钢大多不太适合经久不变地抵抗热的和化学 腐蚀负荷。为了达到对高温和化学腐蚀影响的足够的耐久性，这已是众 所周知的，辊体借助于堆焊配备上软马氏体材料。当然这费用是相对昂 贵的。由DE4027225C2已知一种用于连铸辊制造的方法，该连铸辊由一 种铁质材料的核芯组成，该核芯配备有由耐磨损材料制成的外壳。在外 壳和铁质材料的核芯之间设有铜或者铜合金层。为了优化辊子的导热 性，在铜层上镀有一层镍，其中由镍-铬-硼合金制成的耐磨损覆盖层借 助于堆焊镀在该中间层上。US5， 161, 306也提出，在配备有中间层的辊子基体上镀上一层耐磨的表面层，其中耐磨层由氧化铬(Cr203 )组成。在US2002/0056539A1中， 一种连铸辊也配备有耐磨层，其中该耐 磨层以镍为基础，并且具有碳、铬和钼。带有各种不同的耐磨镀膜材料的其它的辊子由JP62183950A1、 JP62230462A 、JP63086856A 、JP60030560A 、 JP59129754A 和 JP62207549A所公知。
技术实现思路
本专利技术以该任务为依据，仔细看清所述的缺点、设法解决、并且提 出一种用于金属加工的辊子、尤其是连铸辊，该连铸辊具有足够的强度， 并且同时能抵抗在辊子工作时产生的、热的、机械磨蚀和化学腐蚀负荷， 其中这要达到尽可能地长久，并且不用或者仅用非常小的几何尺寸变化 就能实现。同时辊子可用低的成本制造。此外应提出一种这种辊子的相 应的制造方法。通过本专利技术该任务的解决办法是，位于辊子基体上的镀层具有电镀 的镀镍，其中该镀层的表面构成辊子的工作面。那么本专利技术与过去已知的解决办法相比走了新的途径，耐磨镀层的 表面构成辊子的工作面，耐磨镀层借助于一种电镀的、即电解的方法镀膜。此外借助于电镀的或者电解的工艺镀膜的镀层的厚度优选在0.01 毫米和10毫米之间，尤其是在0.05毫米和2毫米之间。 一种本专利技术的结构规定，镀层由纯镍组成。 当然优选的是规定，镀层除了镍之外具有其它的成分。 除了镍之外可以是其它的合金成分，即例如成分钴(Co)、磷(P)、 铁(Fe)、锌(Zn)、铜(Cu)、锰(Mn)或者铬(Cr)的一种或者 多种。一种本专利技术优选的改进结构规定，镀层除了镍或者所提到的与镍的 合金之外作为基体材料具有陶瓷颗粒。陶瓷颗粒可以是碳化钛(Ti)、 碳化钽(Ta )、碳化钨(W )、碳化锆(Zr )、碳化硼(B )、碳化铬 (Cr)和/或者碳化硅(Si)。此外本专利技术优选的结构规定，镀层由镍钴合金组成。碳化硅陶瓷颗 粒填入镀层。陶瓷颗粒也可以是氧化铝(Al)、氧化铬(Cr)、氧化硅(Si)、氧化铍(Be)或者氧化锆(Zr)。此外陶资颗粒的微粒尺寸根据优选的解决办法在1和5微米之间。 另一种解决办法设有明显地更小的颗粒；据此陶瓷颗粒的微粒尺寸在10 和1000纳米之间。陶乾颗粒以高浓度存在于镍或者镍合金中具有特别的优点。为此尤 其是要掌握，在镍或者镍合金中陶瓷颗粒的体积分额在15%和40%之 间、优选的是在25%和30%之间。尤其也因此可以达到，根据本专利技术的有利的结构、镀层表面的硬度 在300和500HV1 (维氏硬度)之间、优选的是在350和450 HV1之间。提出的用于金属加工的辊子、尤其是连铸辊制造的方法、根据下列 步骤安排a) 制造金属辊子基体；b) 将辊子基体插入电镀镀膜槽；c) 在至少辊子基体表面的一部分上电镀镀层，其中镀层至少部分 地由镍组成，并且镀层的表面构成辊子的工作面。那么根据本专利技术的建议作如下安排，连铸坯导辊的基体材料不再-如已知的-配备有焊接的、软马氏体表面层，而是电镀一层镍镀层或者 镍化合物镀层。此外这是有利的，在电镀槽中可以同时对大量的辊子镀膜，以使每 个辊子的制造成本保持在最低。此外通过辊子在电镀镀膜槽中的停留时 间可以容易;也确定或者改变镀层的厚度。电镀镀层很薄，并且以此有效地保护辊子的基体材料免受腐蚀的侵 蚀。同时镀层具有高的硬度和良好的耐高温性能以及良好的抗氧化性 能。因此连铸辊的耐磨强度可靠地和费用低廉地被改善。因此提出的辊 子可以使用的更久，这导致连铸机经营者成本的相应降低。附图说明本专利技术的一个实施例表示在附图中。其中 图1在侧视图中示意的表示了一种连铸辊， 图2所示是根据图1所示的细部视图Z,并且 图3所示是示意表示的带有两个待镀膜的连铸辊的、电镀或者电解 镀膜设备的结构。 具体实施例方式在图1中看到一种连铸辊l,该连铸辊具有一这里不进一步讨论的辊颈9，此外该连铸辊由一个在实施例中圆柱形的辊子基体2组成。一 耐磨损材料构成的镀层3镀在辊子基体2上，它的结构在图2中做了详 细i兌明。镀层3具有镀层厚度D，该镀层厚度例如可以在0.05毫米和2.0毫 米之间。重要的是，镀层3的表面4是辊子1的工作面，该辊子在连铸 辊的情况下与还热的连铸坯相接触，并且因此遭受到高温的机械和化学 腐蚀负荷。镀层3由镍或者镍合金组成，其中镀层电镀地(电解地)镀在辊子 基体2上(对此参见图3)。为了提高辊子1的表面4的、尤其是机械的和热的硬度，辊子表面 配备有重要的陶瓷颗粒5的部分，该陶瓷颗粒具有中等的颗粒直径d。 颗粒直径根据结构形式可以在1到5微米的范围内波动。然而一种可选 择的布置设有纳米微粒，即在这种情况下直径d在10和1000纳米之间。连铸辊1制造时的基本做法在图3中做了说明。那里可以看到一个 镀膜槽6， 一种适合于电镀或者电解的镀膜的液体装在镀膜槽中。此外 可能涉及到一种酸(例如石危酸(H2S04))。 一个阳极7浸入槽中，该 阳极通过一个镍块构成，该镍块构成消耗电极。此外在实施例中两个辊 子l浸入槽中，其中预先设定，不镀膜的辊颈9用未表示的保护层保护 起来。两个辊子1构成阴极8。阳极7和阴极8连接到一个直流电源10 上，该直流电源可以熟悉的方式被控制或者被调节。在接上电流时，由镍的金属沉淀物在(未保护的)辊子1的表面上 产生电化学沉积。电流从消耗电极7上分离金属离子，并且通过还原将 它沉积在辊子1的表面上。由此辊子1全面并且均匀地镀上一层镍膜。 辊子1在槽本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于金属加工的辊子（１）、尤其是连铸辊，该辊子具有由金属组成的辊子基体（２）和一层镀在辊子基体上的由耐磨材料组成的镀层（３），其特征在于，镀层（３）具有电镀的镀镍层，其中镀层（３）的表面（４）构成辊子（１）的工作面。

【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：G费尔曼，A吉根索恩，M雷普齐克，E霍夫斯塔特，C吉尔肯斯，A韦耶，
申请(专利权)人：SMS迪马格股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]