[发明专利]轧制用复合辊及其制造方法

说明书

本发明提供一种轧制用复合辊，其具有将离心铸造而成的由Fe基合金构成的外层和中间层、以及由球墨铸铁构成的内层分别熔接一体化的结构，外层的组成为，按质量基准含有1～3％的C、0.3～3％的Si、0.1～3％的Mn、0.5～5％的Ni、1～7％的Cr、2.2～8％的Mo、4～7％的V、0.005～0.15％的N、0.05～0.2％的B，余量由Fe及不可避免的杂质构成，中间层含有0.025～0.15质量％的B，中间层的B含量为外层的B含量的40～80％，中间层的Cr、Mo、V、Nb及W的合计含量为外层的Cr、Mo、V、Nb及W的合计含量的40～90％。

技术领域

本发明涉及一种外层与内层良好地熔接一体化且耐磨损性、防烧结性及耐表面粗糙性优良且适用于容易发生烧结的热精轧薄板机的后段机架或异步轧制型钢机架等的轧制用复合辊。

背景技术

通过连续铸造等制造而成的厚度几百mm的加热钢坯，使用具有粗轧机及精轧机的带钢热轧机轧制为几mm～几十mm厚度的钢板。精轧机通常将5～7个机架的四辊式轧机串联配置。在7个机架的精轧机的情况下，将第一机架到第三机架称为前段机架，将第四机架到第七机架称为后段机架。这样的带钢热轧机使用的工件辊由与热轧薄板接触的外层和与外层的内表面熔接一体化的内层构成，通过在以离心铸造法形成了外层后浇铸内层用的熔液而制造。

近年来，热轧钢板的板厚精度提高及表面品质提高的要求高涨，需要具有高耐磨损性的轧制用辊，在制造薄钢板的热精轧机的前段使用高速钢辊。但是，轧制材料在机架间移动时遭遇重叠而咬入上下辊之间的所谓锁定故障的概率高的热精轧机的后段，以往主要使用高合金灰铸铁辊。

在这样的锁定故障中，由于在辊外层的表面烧结有轧制材料，因此存在作用过热的机械负荷而在辊外层表面产生裂纹的情况。若以放置裂纹的状态继续使用辊，则存在裂纹扩展而导致辊折损或所谓剥落的辊破损的情况。在发生了锁定(咬死)故障的情况下，由于必须对辊表面进行磨削来去除裂纹，因此，若裂纹深，则辊的损失也增大，辊成本增加。将从辊表面磨削去除裂纹称为“修磨”。因此，优选即使发生轧制故障，由裂纹引起的损害也很小的防烧结性优异的轧制辊用外层及具有该外层的轧制用复合辊。

根据这样的需求，日本特开2005-264322号中公开了一种防烧结性优异的热轧用辊外层材料，其组成为，按质量％含有C：1.8～3.5％、Si：0.2～2％、Mn：0.2～2％、Cr：4～15％、Mo：2～10％、V：3～10％、P：0.1～0.6％及B：0.05～0.5％，余量由Fe及不可避免的杂质由构成。日本特开2005-264322号公开了下述内容：通过采用含有适量P及B的辊组成，从而形成低融点共晶化合物相，热轧用辊的防烧结性显著提高，且耐磨损性和耐表面粗糙性不会劣化。另外，日本特开2005-264322号记载了下述内容，即，也可以在由上述组成的外层与由球状石墨铸铁等构成的内层之间设置由石墨钢或高碳钢构成的中间层。但是，已知在以离心铸造法形成了外层后浇铸中间层熔液而使外层与中间层接合并再凝固时，存在容易在边界附近产生缩孔的课题。

国际公开第2015/045985号公开了一种离心铸造制热轧用复合辊，其外层的化学组成为，按质量基准含有C：1.6～3％、Si：0.3～2.5％、Mn：0.3～2.5％、Ni：0.1～5％、Cr：2.8～7％、Mo：1.8～6％、V：3.3～6.5％及B：0.02～0.12％，余量由Fe及不可避免的杂质构成，且满足由Cr/(Mo+0.5W)≥-2/3[C-0.2(V+1.19Nb)]+11/6的式(1)表示的关系(其中，在不含有作为任意成分的W及Nb的情况下，W＝0及Nb＝0。)，按面积率含有1～15％的MC碳化物、0.5～20％的碳硼化物及1～25％的Cr系碳化物。该复合辊由于通过由B的添加形成的碳硼化物的润滑作用而发挥优异的防烧结性，因此兼具有耐磨损性、防烧结性及耐表面粗糙性。在制造国际公开第2015/045985号的轧制用复合辊时，为了防止在向外层内浇铸内层用熔液时在边界上产生微孔缺陷，将外层的至少轧制有效直径内的再加热温度控制为500～1100℃。但是，已知存在很难控制制造工艺以在浇铸内层用熔液时满足外层的轧制有效直径内的再加热温度的问题。