[发明专利]轧制用复合辊及其制造方法

说明书

一种轧制用复合辊，是外层和内层经熔敷一体化而成，外层由如下Fe基合金构成，所述Fe基合金以质量基准计含有1～3％的C、0.3～3％的Si、0.1～3％的Mn、0.1～5％的Ni、1～7％的Cr、1～8％的Mo、4～7％的V、0.005～0.15％的N、0.05～0.2％的B，内层由如下石墨铸铁构成，所述石墨铸铁以质量基准计含有2.4～3.6％的C、1.5～3.5％的Si、0.1～2％的Mn、0.1～2％的Ni、低于0.7％的Cr、低于0.7％的Mo、0.05～1％的V、0.01～0.1％的Mg，其具有内层熔敷于外层的筒芯部，和从筒芯部的两端一体延伸出的轴部，轴部的至少一个含有200个/cm²以上的具有5μm以上的当量圆直径的硬质MC碳化物。

技术领域

本发明涉及耐磨耗性和抗事故性优异的外层和强韧且耐磨耗性优异的内层熔敷一体化而成的轧制用复合辊及其制造方法。

背景技术

作为热轧用的工作辊，被广泛使用的是使外层和内层经熔敷一体化而成的离心铸造制复合辊，其中，外层由通过离心铸造法而形成的耐磨耗性铁基合金形成，内层由强韧的球墨铸铁形成。在离心铸造制复合辊中，由于与轧制材的接触所产生的热以及机械的负荷，导致辊外层发生磨耗和表面粗糙等的损伤，成为轧制材的表面品质劣化的原因。另外，复合辊在热精轧机的后段使用时，轧制材在机架间移动时，会遭遇折叠而咬入上下辊间的所谓轧坏事故，在这样的轧坏事故中，因为轧制材咬粘在辊外层的表面，所以过大的热、机械的负荷发生作用，在辊外层表面发生裂缝。

因此，若外层的损伤进行到一定程度，则可进行辊的更换。从轧机上拆下的辊，从外层磨削除去损伤部之后，被再次组装到轧机上。从辊外层磨削除去损伤部被称为“修磨”。工作辊从初始直径被修磨至可用于轧制的最小直径(废弃直径)后，便被废弃。从初始直径至废弃直径称为“轧制有效直径”。若因外层的损伤而频繁地进行修磨，则由于轧制的中断而致使生产率降低，或由于修磨导致轧制有效直径变小，因此，轧制有效直径内的外层为了防止严重的损伤而希望具有优异的耐磨耗性、抗事故性及抗表面粗糙性。

如图1所示，复合辊10由与轧制材接触的外层1和熔敷于外层1的内表面的内层2形成。内层2由不同于外层1的材质形成，由熔敷于外层1的筒芯部21、从筒芯部21一体向两侧延伸的驱动侧轴部22及从动侧轴部23形成。在驱动侧轴部22的端部，一体地设有用于驱动扭矩传递的离合器部24。另外在从动侧轴部23的端部，一体地设有复合辊10的处理等所需要的凸状部25。离合器部24具有端面24a、和与驱动机构(未图示)卡合的一对平坦的槽口面24b、24b，凸状部25具有端面25a。

通常，从外层1反复修磨而直到废弃期间，轴部22、23不会受到修补作业而被使用，但随着近年的外层1的长寿命化，轴部的损伤进行，也会给轧制作业带来障碍，也存在轴部的损伤为原因，造成不得不过早地废弃的状况。特别是具有从电动机侧传递驱动扭矩的离合器部24的驱动侧轴部22，因为承受着与联轴节的滑动和来自电动机的驱动扭矩形成的高应力，所以容易发生损伤，是最要求耐久性的部位。

为了解决上述的轴部的损伤的问题，本申请人通过国际申请第2015/045720号，提出了在维持从动侧轴部的加工性的状态下，改善驱动侧轴部的耐磨耗性的离心铸造制复合辊。该离心铸造制复合辊，由离心铸造法形成的外层和由球墨铸铁形成的内层熔敷一体化而成，所述外层由Fe基合金形成，并且具有不含石墨的组织，所述Fe基合金中，以质量基准计，含有：1.3～3.7％的C；0.3～3％的Si；0.1～3％的Mn；1～7％的Cr；1～8％的Mo；从2.5～7％的V、0.1～3％的Nb和0.1～5％的W所构成的群中选择的至少一种，其中V是必须元素；0.01～0.2％的B和/或0.05～0.3％的S，余量实质上由Fe和不可避免的杂质构成，所述内层具有熔敷于所述外层的筒芯部和从所述筒芯部的两端一体延伸的驱动侧轴部与从动侧轴部，所述驱动侧轴部的端部的Cr、Mo、V、Nb和W的合计量为0.35～2质量％，所述从动侧轴部的端部的Cr、Mo、V、Nb和W的合计量为0.15～1.8质量％，前者比后者多0.2质量％以上。