[发明专利]轧辊和/或辊子以及轧辊和/或辊子的制备方法

说明书

本发明涉及轧辊(Walze)和/或辊子(Rolle)以及对表面磨损的轧辊进行磨损检验(Verschleiβkontrolle)的设备。此外，本发明还涉及制备和/或维修轧辊和/或辊子的方法，在该轧辊和/或辊子的外壳表面()上至少部分(abschnittsweise)施加有金属层。

轧辊和/或辊子用于各种技术领域，例如在造纸业、纺织业或金属工业中用于材料的导向和加工处理。

如在炼钢厂和/或轧钢车间中，由金属初产品特别是呈板坯、大钢坯或棒钢坯形式的钢制备金属成品如金属薄板、板、条钢或金属丝。在将金属初产品转变成金属成品时通常使用轧辊，特别是工作轧辊(Arbeitwalze)和支承轧辊(Stützwalze)。工作轧辊直接与待加工的金属接触，特别是在热轧车间其要承受热应力和机械应力。

在炼钢厂中，特别是工作轧辊要经受高磨损。虽然经受高磨损和由此改变该工作轧辊的表面，仍要求该工作轧辊能按所需质量制成金属成品。该质量特征例如可以是金属成品的平整度。

由于轧辊和/或辊子表面的磨损现象导致轧辊表面或辊子表面的变化，由此影响各轧辊之间或轧辊和用该轧辊加工的金属材料之间的摩擦行为。但在轧辊和/或辊子与待加工的金属材料之间的摩擦系数(Reibwert)是调整金属成品质量的决定性准则。

类似的磨损过程也在金属加工工业装置的矫直轧辊中出现。此外，在有相应要求的造纸轧辊、制地毯轧辊和许多其它轧辊中也遇到这类磨损过程。对导向、加工或输送材料的辊子如转向辊子(Umlenkrolle)或输送辊子，这类磨损现象均是重要的。特别是加工具有纤维结构的产品如纸或地毯纤维时，轧辊和辊子通常产生高的表面磨损。

为降低轧辊的磨损，在现有技术中可找到下列一些启示：

由专利文献JP 01293911-A中已知一种用于热轧钢机组(Warmwalzstraβe)的工作轧辊，具有含金属陶瓷涂层的表面，该涂层由WC、CrC₃、TiC；60-95质量％的含选自Co、Ni、Cr的一种或多于两种的粘合金属制成。

由专利文献JP 2002282909-A中已知一种用于热轧钢机组的轧辊，其具有在镍-钴合金中的含碳化钨颗粒的外层，其体积比为50-80体积％，其通过离心浇铸施加于该轧辊的内层上。

由专利文献JP 2000160283中已知一种轧辊表面的化学组成，其由下列组分(质量％(mp))组成：0.1-1.2mp碳；0.1-2.5mp硅；0.1-2.5mp锰；1.0-5.0mp铬；0.1-4.0mp钼；0.1-5.0mp钒；0.1-5.0mp钴；0-7.3mp铌和0-7.8mp钨。其余组分是含所定义质量％的钨和钼的铁。

这种降低轧辊磨损的涂层的缺点在于，其制备昂贵、仅可达有限的层厚准确度，以及由制备过程注定的层特性-如孔隙度-仅在一定的不利范围内可调。特别是由于在金属层中的高杂质含量可通过硬质材料颗粒的聚积而导致断裂位，其被称为裂纹并降低涂层的寿命。

本发明的目的在于提供一种轧辊和/或辊子、一种制备轧辊和/或辊子的方法以及一种用于磨损检验的设备，通过该设备降低该轧辊和/或辊子的维修耗费。

本发明的目的设备部分通过具有外壳表面的轧辊和/或辊子实现的，在该外壳表面上至少分段施加有金属层，该金属层经配置为含嵌入的硬质材料颗粒的延性金属基质。

延性金属基质意指具有用于嵌入硬质材料颗粒的结构的金属。由此，与现有技术不同，需要该金属部分基本上占该金属层的至少50体积％。这里延性金属意指相对软的金属基材，其维氏硬度最大约180-230HV₀₁。维氏硬度测定依标准DIN EN ISO 6507进行。

由于应用延性金属基质，不会随在轧辊和/或辊子上的施压时导致材料分离，特别是硬质材料颗粒的积累淀积。该延性基质优选包封每个硬质材料颗粒，以使无两个硬质材料颗粒直接接触。由此避免额定断裂位。该涂层甚至可在长时间的负荷下保持特性稳定。

轧辊的外壳表面意指轧辊和/或辊子的其上施加有第一金属层的面。下面在本申请范围内该轧辊的表面意指该最外金属层的通常为圆筒外壳形的外界面。

该外壳表面通过该轧辊的基体形成。该轧辊和/或辊子的基体的基材优选如此形成，即在其上粘附延性金属基质。通常对常用的轧辊和其基体即如此。

作为硬质材料颗粒可优选使用其硬度大于该延性金属基质的所有颗粒。硬质材料颗粒的选择特别可以与该轧辊和/或辊子拟使用的领域和应用有关。