[发明专利]离心铸造制轧辊

说明书

技术领域

本发明涉及将由高速钢类材料构成的外层和内层相互熔敷而一体化的复合结构的离心铸造制轧辊。特别是涉及适于作为热薄板轧机的精轧列上使用的工件轧辊的离心铸造制轧辊。

背景技术

作为轧辊，采用将与轧制材料接触的外层的内面和由与外层不同的材质构成的内层相互熔敷而一体化的复合结构的离心铸造制轧辊。作为离心铸造制轧辊的制造方法，通常，用离心力铸造机离心铸造了轧辊的外层后，将内有该外层的离心铸造用铸模、另行准备的上模和下模沿垂直方向组装连接，构成静置铸造用铸模，向静置铸造用铸模内浇铸用以形成内层的熔液从而制造。

轧辊的外层被要求具有耐磨损性、耐表面粗糙性及耐烧结性等。作为外层，使用含有各数％的Cr、Mo、W、V等合金元素的高速钢类材料。高速钢类材料，是结晶或析出作为V类碳化物的MC(M指金属)、作为Mo及W类碳化物的M₆C或M₂C等高硬度碳化物，提高Fe基体和碳化物的总和硬度，利用Mo、W抑制高温下基体硬度下降，耐磨损性优越的材料。

另外，轧辊的内层被要求具有强韧性。作为内层，采用延性铸铁、高级铸铁、石墨钢、铸钢等。

于是，为了在热薄板轧制中实现薄板的形状控制和节能等，而开发出了各种轧制方式。作为提供给这些新方式的轧辊，自然对外层要求作为轧制使用层的诸特性，关于外层和内层的复合结构也提出了各种提案。例如有以下众所周知的文献。

专利文献1揭示了一种离心铸造制热轧制用复合轧辊，其外壳层的化学成分按照质量比含有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％、剩余部分由Fe及不可避免的杂质构成，内层由含有C：2.5～4.0％的普通铸铁或球状石墨铸铁形成，并且，外壳层厚度(T)和内层的半径(R)的关系满足0.03≦T/R≦0.5。

专利文献2揭示了一种热轧制用复合轧辊，其是内层由钢类材料构成的高速钢类复合轧辊，轧辊报废直径的外层和内层的截面积比在1/4以上，从而，从轧辊新品直径到报废直径，抑制复合轧辊整体的热膨胀系数α在12.0×10^-6/℃以下。

专利文献1：特开2004—82209号公报

专利文献2：特开2000—102807号公报

外层由高速钢类材料构成的轧辊，由于其外层的韧性低，从而作为利用离心铸造法熔敷了延性铸铁等强韧内层的复合轧辊。在高速钢类材料的外层，为了强化基体而实施淬火、回火的热处理。不过，淬火、回火的热处理时，由于只有外层发生相变膨胀，从而，残余应力增高，由此存在或是热处理时发生裂纹、或是轧制使用时的耐事故性差这样的问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种具备由高速钢类材料构成的外层的优越的耐磨损性、并且抑制了热处理时和轧制使用时的裂纹的离心铸造制轧辊。

本发明的离心铸造制轧辊，其将外层和内层相互熔敷而一体化，其特征在于，外层的化学成分按照质量％含有C：1.0～3.5％、Si：0.3～3.0％、Mn：0.1～1.5％、Cr：3.0～10.0％、Mo：0.1～8.0％、V：3.0～12.0％，剩余部分实质上由Fe及杂质构成，其金属组织中的基体按照面积率为80～95％，与轧辊的旋转轴成直角的截面上的外层和内层的截面积比(外层的截面积/内层的截面积)在0.6以下。

所述本发明的离心铸造制轧辊，其特征在于，所述外层的化学成分还含有W：0.1～20.0％、Ni：0.1～5.0％、Co：0.1～5.0％、Nb：0.1～5.0％、Ti：0.1～5.0％、Zr：0.1～5.0％中的任意一种或两种以上。

所述本发明的离心铸造制轧辊，其特征在于，用于热薄板轧机的工件轧辊。

关于形成本发明轧辊的外层的高速钢类材料的化学成分(质量％)的限定理由进行说明。

C：1.0～3.5％

C与Cr、Mo、W、V等结合生成高硬度的碳化物(MC、M₂C、M₆C、M₇C₃等)，提高耐磨损性。C小于1.0％时，生成的碳化物的量少，从而不能获得充分的耐磨损性。另外，还由于使初晶温度上升、妨碍铸造性，从而是不好的。若超过3.5％，则破坏了与V的平衡，从而，破坏了VC均匀分布的组织形态，在耐表面粗糙性及强韧性方面差。

Si：0.3～3.0％