轧制用复合辊的外层材料及轧制用复合辊制造技术

[课题] 本发明专利技术提供：轧制用复合辊的外层材料，其中，通过降低二次共晶碳化物中的B量，可以改善耐表面粗糙性；及将其作为外层的轧制用复合辊。[解决手段]本发明专利技术的轧制用复合辊的外层材料是一种轧制用复合辊的外层材料，以质量%计，含有：C：1.8%以上且2.5%以下、Si：大于0%且1.0%以下、Mn：大于0%且1.0%以下、Ni：大于0%且0.5%以下、Cr：大于3.0%且8.0%以下、Mo：大于2.0%且10.0%以下、W：大于0%且10.0%以下、V：大于0%且10.0%以下、B：大于0%且低于0.01%、余量的Fe和不可避免的杂质。

Outer layer material of composite roller for rolling and composite roller for rolling

[problem] provided: composite roller for rolling the outer layer of material, which, by reducing the amount of B two eutectic carbide, can improve the resistance to surface roughness; and as the outer rolling composite roller. [means] to solve the rolling composite roller outer material is composite roller outer material with a rolling quality%, containing: C:1.8% above and below 2.5%, Si greater than 0% and 1%, the following Mn: more than 0% and 1%, the following Ni: more than 0% and 0.5%, the following: Cr more than 3% and less than 8%, Mo greater than 2% and below 10%, W greater than 0% and below 10%, V greater than 0% and below 10%, B: the impurity is greater than 0% and less than 0.01%, the balance of Fe and unavoidable.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及热轧中使用的轧制用复合辊的外层材料及将其作为外层的轧制用复合辊。
技术介绍
热轧中使用的轧制用复合辊中，与钢板接触的外层要求优异的耐磨耗性、耐表面粗糙性及抗裂纹性。因此，构成辊外层的外层材料使用高速钢系铸铁材料(例如参照专利文献1)。近年来，考虑到生产率提高的方面，轧制间距变短，辊外层表面的热负荷增大。而且，轧制的钢板变得又薄又硬，辊外层的磨耗增大。辊表面由于反复暴露于轧制时1000℃左右的高温和30℃左右的水冷，基于热冲击产生表面热裂纹，或进一步产生微观的组织脱落。这些热裂纹、组织脱落的程度浅，则称为耐表面粗糙性良好。热裂纹、组织脱落在成为最终凝固部分的晶界的共晶碳化物上容易优先产生。外层在凝固后暴露于基于中间层或内层的熔融液的热或基于奥氏体化等高温热处理的加热。已知在该加热时，若温度上升至超过外层材料的晶界的共晶碳化物的熔点，则共晶碳化物部分熔损，形成空腔。空腔的形成导致外层的耐表面粗糙性降低，且辊表面的损伤加深，因此辊寿命可能变短。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平05-320819号公报。
技术实现思路
专利技术所要解决的课题由高速钢铸铁材料形成的外层中，Cr、Mo、W、V、Nb、Fe等与C键合，形成主要为MC型的碳化物。该碳化物提高常温及高温硬度，有助于耐磨耗性的提高。由于轧制时受到热冲击，会在外层表面发生龟裂，专利技术者判明，与MC型碳化物相比热冲击弱的晶界的二次共晶碳化物存在部分熔损。查明二次共晶碳化物发生部分熔损的原因是二次共晶碳化物中的B。即，发现若将B浓度高的熔融液进行铸造，则B浓缩并混入二次共晶碳化物中，二次共晶碳化物的熔点降低，容易发生部分熔损。但是，B在铸造时有净化熔融液的作用，并是有效提高淬火性的成分，通过哪怕微量地含有B，使良好的淬火成为可能。本专利技术的目的是提供：轧制用复合辊的外层材料，其中，通过使二次共晶碳化物中含有微量的B量，可以提高二次共晶碳化物的强度和熔点，改善耐表面粗糙性；及将其作为外层的轧制用复合辊。解决课题的手段本专利技术的轧制用复合辊的外层材料如下。轧制用复合辊的外层材料，以质量%计，含有：C：1.8%以上且2.5%以下、Si：大于0%且1.0%以下、Mn：大于0%且1.0%以下、Ni：大于0%且0.5%以下、Cr：大于3.0%且8.0%以下、Mo：大于2.0%且10.0%以下、W：大于0%且10.0%以下、V：大于0%且10.0%以下、B：大于0%且低于0.01%、余量的Fe和不可避免的杂质。理想的是，外层材料中，以质量%计，还含有Nb：0.01%以上且2.0%以下和/或Ti：0.01%以上且1.0%以下。理想的是，外层材料在铸造时的凝固速度为8mm/min以上。理想的是，外层材料含有二次共晶碳化物，所述二次共晶碳化物的熔融温度大于1100℃。另外，理想的是，将外层材料表面的B浓度的质量%记为B(t1)，且将外层材料内面的B浓度的质量%记为B(t2)时，B(t2)-B(t1)≥0.002。另外，本专利技术的轧制用复合辊中，将上述外层材料作为外层，且该外层材料的内侧具有内层、或中间层和内层。专利技术的效果本专利技术的轧制用复合辊的外层材料中，通过如上所述地调整B量，可以降低二次共晶碳化物所含有的B量。由此，可以实现二次共晶碳化物的强度提高，因此，凝固后即使暴露于1100℃左右的高温，也可以防止二次共晶碳化物熔损。具有无熔损部分的二次共晶碳化物的高速钢辊的外层可发挥优异的耐表面粗糙性。将本专利技术的外层材料用作外层的轧制用复合辊中，二次共晶碳化物的强度高，耐表面粗糙性优异。因此，可减少轧制时外层表面的组织脱落，可以降低外层表面的磨削频率，和降低与此伴随的外层的消耗。＜成分限定理由＞构成本专利技术的轧制用复合辊的外层的外层材料为高速钢系铸铁材料，含有以下的成分。需说明的是，以下在没有特别明示的情况下，“%”是质量%。C：1.8%以上且2.5%以下C在主要与Fe和Cr键合形成M7C3型的高硬度复合碳化物的同时，与Mo、V、Nb、W等键合，形成MC型、M6C型、M2C型等高硬度复合碳化物。为了形成该高硬度复合碳化物，需要1.8%以上的C%，更优选为1.85%以上。另一方面，若含有超过2.5%的C，则在碳化物量增加的同时变脆，抗裂纹性变差，因此规定为2.5%以下，更优选为2.25%以下。Si：大于0%且1.0%以下Si由于是确保熔融液流动性和用于脱氧的必需元素而添加。另一方面，若超过1.0%则淬火性降低，材质变脆，因此Si的含量设为大于0%且1.0%以下。Mn：大于0%且1.0%以下Mn起到增加硬化能力的作用。而且，与S键合生成MnS，是有效防止S所导致的脆化的元素。另一方面，若含量过多则导致韧性降低，因此规定Mn的含量为大于0%且1.0%以下。Ni：大于0%且0.5%以下Ni使高温硬度降低，因此少的添加量为宜，但在制造大型的轧制用复合辊之际、热处理时无法获得足够的淬火速度的情况下，或如本专利技术那样低C高V系的材质的材料本身的淬火性差的情况下，为了改善淬火性而添加。Ni的含量的下限优选设为0.01%。另一方面，Ni若超过0.5%，则高温硬度大幅降低，因此上限设为0.5%，优选设为0.3%。Cr：3.0%以上且8.0%以下Cr固溶于基质中，改善淬火性。而且，与Mo、W一起形成共晶碳化物。为了改善淬火性，需要含有3.0%以上的Cr，反之若超过8.0%，则共晶碳化物增多，材质的抗张强度降低，因此规定Cr为3.0%~8.0%。优选Cr设为3.5%以上且6.5%以下。Mo：2.0%以上且10.0%以下Mo与Fe、Cr、Nb、W一起键合C，形成主要为M7C型、M6C型、M2C型的复合碳化物，提高常温及高温硬度，有助于耐磨耗性的提高。因此，至少含有2.0%以上、优选4.0%以上的Mo。另一方面，若过多地含有，则残留奥氏体稳定化，难以获得高硬度，因此规定上限为10.0%，优选7.0%。W：大于0%且10.0%以下W同样与Fe、Cr、Mo、Nb一起键合C，形成复合碳化物，提高常温及高温硬度，有助于耐磨耗性的提高，因此而含有。另一方面，若过多地含有，则导致韧性降低，使抗热裂纹性变差。因此，规定上限为10.0%。优选W的上限设为2.0%。V：大于0%且10.0%以下V与Fe、Cr、Mo、W一起键合C，凝固时主要构成MC型碳化物，提高常温及高温硬度，有助于耐磨耗性的提高。含有V的MC型碳化物，提高常温及高温硬度，有助于耐磨耗性的提高。该MC型碳化物沿厚度方向呈枝状地生成，抑制基质的塑性变形，因此有助于提高机械性质、进而提高抗裂纹性。另一方面，若过多地含有，则容易引起碳化物偏析。因此，规定V的上限为10.0%，优选8.0%。B：大于0%且0.01%以下基于溶入基质中的B，具有淬火性的增大效果，因此而含有B。B的含量优选将其下限设为0.0002%。在如轧制用复合辊那样的质量大的铸造物的情况下，通常难以加快冷却速度，但通过提高淬火性，容易获得良好的淬火组织。另一方面，若含量过多则二次共晶碳化物的熔点下降，材质变脆，不优选，因此将在铸铁材料中的含量的上限设为0.01%。需说明的是，与外层材料铸造时结晶的微细的MC碳化物等一次碳化物相比，在最终凝固的粗大的二次共晶碳化物中，比基质更多地浓缩B，而且伴本文档来自技高网...

【技术保护点】
轧制用复合辊的外层材料，其特征在于，以质量%计，含有：C：1.8%以上且2.5%以下、Si：大于0%且1.0%以下、Mn：大于0%且1.0%以下、Ni：大于0%且0.5%以下、Cr：大于3.0%且8.0%以下、Mo：大于2.0%且10.0%以下、W：大于0%且10.0%以下、V：大于0%且10.0%以下、B：大于0%且低于0.01%、余量的Fe和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.25 JP 2014-1701391.轧制用复合辊的外层材料，其特征在于，以质量%计，含有：C：1.8%以上且2.5%以下、Si：大于0%且1.0%以下、Mn：大于0%且1.0%以下、Ni：大于0%且0.5%以下、Cr：大于3.0%且8.0%以下、Mo：大于2.0%且10.0%以下、W：大于0%且10.0%以下、V：大于0%且10.0%以下、B：大于0%且低于0.01%、余量的Fe和不可避免的杂质。2.权利要求1所述的轧制用复合辊的外层材料，其中，以质量%计，还含有Nb：0.01%以上且2.0%以下，和/或...

【专利技术属性】
技术研发人员：辻本丰，大段刚，木村广之，
申请(专利权)人：株式会社久保田，
类型：发明
国别省市：日本;JP