[发明专利]轧制用辊外层材料和轧制用复合辊

说明书

本发明提供耐磨损性显著提高了的辊外层材料和轧制用复合辊。该辊外层材料具有W‑Co基合金，组成如下：为W含量从外周侧朝向内周侧沿径向降低的梯度组成，在相当于轧制使用时的最大直径的位置的外层材料表面，以质量％计，含有W：25～70％、Co：5～45％，进一步含有C：0.6～3.5％、Si：0.05～3％、Mn：0.05～3％、Mo：1～15％，剩余部分由不可避免的杂质构成。辊外层材料优选为离心铸造制。

技术领域

本发明的第1实施方式涉及适合作为热轧用途或冷轧用途的轧制用辊外层材料和使用该轧制用辊外层材料的轧制用复合辊，尤其涉及耐磨损性的提高。

另外，本发明的第2实施方式涉及适合作为热轧用途或冷轧用途的轧制用辊外层材料和使用该轧制用辊外层材料的轧制用复合辊，尤其涉及耐磨损性的提高和轧制负荷的降低。

背景技术

〔第1实施方式〕

首先，在第1实施方式中，近年来，钢板的轧制技术进步显著，与此相伴，轧制用辊的使用环境更为严苛。尤其是最近，高强度钢板、薄壁产品等轧制负荷大且要求优异的表面品质的钢板的生产量不断增大。

因此，在冷轧用工作辊中要求优异的耐磨损性和担负该耐磨损性的高硬度。一般耐磨损性的提高通过辊材料的高合金化来实现，但有时因高合金化而导致研磨性的恶化或轧辊事故时的损失增大(耐事故性的降低)，需要制成兼具研磨性和耐事故性的材料。此外，为了制造优异的表面品质的钢板，需要预先使与钢板直接接触的辊的表面性状为均质且微细的，具体而言，作为辊材质，要求成为清洁度高且具有微细的微观组织的铸铁、铸钢。

另外，在热轧用工作辊中产生辊的磨损或表面粗糙，势必给产品的材质、尺寸上的轧制规程造成制约，而且也难以减少辊更换频率，因此，辊的耐用度的降低会成为生产率提高、成本降低的瓶颈之一。因此，在热轧用工作辊中要求抑制磨损、表面粗糙的产生，提高辊的耐用度。

因此，强烈期望所使用的轧制用辊的性能提高，尤其是耐磨损性的提高。轧制用辊的耐磨损性的提高在钢板的制造中成为与钢板品质的提高和生产率提高直接关联的重要课题。

针对这样的轧制用辊的耐磨损性提高的要求，例如，如非专利文献1、非专利文献2所记载，开发出一种高速钢轧辊，其外层组成为与高速工具钢组成类似的组成，分散大量的硬质碳化物而使耐磨损性显著提高。另外，例如，在专利文献1中记载了一种利用连续堆焊法在钢制的芯材的周围形成外层而成的热轧用复合辊。在专利文献1所记载的热轧用复合辊中，外层材料具有如下组成：以重量％计含有C：1.0～4.0％、Si：3.0％以下、Mn：1.5％以下、Cr：2～10％、Mo：9％以下、W：20％以下、V：2～15％，且P：0.08％以下、S：0.06％以下、B：0.0500％以下，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成，由面积比计含有粒状碳化物5～30％、非粒状碳化物6％以上的组织构成，基底的硬度具有维氏硬度(Hv)550以上。应予说明，外层材料中可以进一步含有Ni：5.0％以下、Co：5.0％以下、Nb：5.0％以下。由此，通过存在规定量以上的非粒状碳化物，从而即便产生裂纹也抑制其发展到辊深部，耐热裂纹性提高，由于含有VC系的硬质碳化物，因此耐磨损性也良好。

这样的高速钢轧辊外层材料需要在基底中分散大量的硬质碳化物来提高耐磨损性。但是，以高速钢系组成所生成的硬质碳化物一般比重比基底轻，在铸造中容易发生偏析。特别是在因生产率、经济性优异而成为具有代表性的辊外层材料的铸造方法、即、离心铸造法中，比重轻的相在离心力的作用下容易集聚、偏析于内侧，因此难以利用离心铸造法来制造高速钢轧辊外层材料。

然而，作为提供即便应用离心铸造法也不产生偏析等的、耐磨损性和耐裂纹性优异的轧制用辊外层材料的技术，在专利文献2中记载了一种辊外层材料，其以质量％计，含有C：1.5～3.5％、Si：1.5％以下、Mn：1.2％以下、Ni：5.5％以下、Cr：5.5～12.0％、Mo：2.0～8.0％、V：3.0～10.0％、Nb：0.5～7.0％，且以Nb、V和C的含量满足特定的关系以及Nb与V之比在特定的范围内的方式含有Nb和V。