[發明專利]一種具有粗糙度保持能力的支承輥及其制造方法

有效

• 申請號: 201210086972.8
• 申請日: 2012-03-29
• 公開（公告）號: CN102634738A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發明（設計）人: 吳瓊;孫大樂;溫宏權;李文霄
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/50
• 分類號: C22C38/50;C22C38/48;C22C38/46;C21D9/38;C21D1/18;C21D1/34;B21B29/00
• 代理公司: 上海東信專利商標事務所 31228
• 代理人: 楊丹莉

技術領域

本發明涉及冶金軋輥制造領域，特別涉及一種用于板帶冷軋機的支承輥及其制造方法。

背景技術

大型板帶軋機是現代化冶金企業的關鍵工藝設備，而支承輥是軋機中的關鍵核心部件，用來支承工作輥或中間輥，增強其剛度。支承輥的使用性能直接決定著軋機穩定、產線順行、生產消耗及產品質量。

目前，各大鋼廠冷軋產線的高等級支承輥主要采用5％Cr鍛鋼系列，C含量在0.4～0.6wt.％之間，Cr含量在2.0～5.0wt.％，此外含有少量的Mo、V等合金元素。5％Cr鍛鋼支承輥能夠滿足普通板材的生產需要，但在匹配高耐磨工作輥(或中間輥)生產汽車外板、家電面板等高表面質量板材時，暴露出了粗糙度快速衰減的問題，當粗糙度Ra值衰減到低于0.1μm(針對現場某機組而言)時將導致支承輥與工作輥(或中間輥)之間產生打滑現象，被迫停機提前更換支承輥。針對這一問題，現有的專利、文獻中無相關解決方案，現場采取的方案是修磨過程中將輥面粗糙度Ra值提升到1.0μm以上并控制此種情況下支承輥的換輥軋制公里數，從而避免打滑現象的發生。但是此方案并沒有從根本上解決軋制過程中輥面粗糙度快速衰減的問題，且在生產高附加值的產品時控制換輥軋制公里數將降低生產效率，從而提高了生產成本。

發明內容

本發明的目的是提供一種具有粗糙度保持能力的支承輥及其制造方法，通過添加Nb、Ti等強碳化物形成元素，形成立方顆粒狀碳化物，軋制磨損時脫落在支承輥輥面形成摩擦劃痕，從而使輥面能夠保持一定的粗糙度水平。按照此方法制造的支承輥粗糙度保持能力優于現有技術的支承輥。

為實現上述目的，本發明所采取的技術方案是：

一種用于板帶冷軋機、具有粗糙度保持能力的支承輥，其化學成分按質量百分配比為：C：0.40～0.70％；Si：0.40～0.80％；Mn：0.50～0.80％；Cr：4.5～5.5％；Mo：0.40～1.00％；V：0.30～0.50％；Ni：0.40～0.60％，還含有Nb：0.05～0.30％；Ti：0.05～0.30％的一種或兩種，其余為Fe和不可避免的雜質。

其中，Nb和Ti的質量百分比優選為符合下式關系：

0.10≤Nb+Ti≤0.30????????????????????????????????????(1)

下面對本發明中合金元素含量的限定理由以及對Nb和Ti的含量質量百分比的優選關系式進行說明。

關于C：0.40～0.70％

C在支承輥材料中的作用包含兩個方面，一方面形成馬氏體或貝氏體基體，提供軋輥的基本性能；另一方面與Cr、Mo、V等合金元素形成碳化物第二相，提高耐磨性能，因此C的含量不宜過低，但過高則會形成高碳含量的基體，影響塑性和韌性，綜合考慮控制在0.40～0.70％。

關于Cr：4.5～5.5％

支承輥材料中Cr元素具有很重要的作用，一方面部分融入基體起到固溶強化的作用，提高材料的淬透性能和抗回火性能；另一方面形成M7C3型碳化物，有效提高材料的耐磨性能，綜合考慮控制在4.5～5.5％。

關于Mo：0.40～1.00％

Mo在支承輥材料中的作用與Cr類似，一方面融入基體起到固溶強化的作用，提高材料的抗回火性能，另一方面形成M2C型碳化物，有效提高材料的耐磨性能，但是由于Mo元素較為昂貴，且添加量過多會提高材料的制造難度，綜合考慮控制在0.40～1.00％。

關于V：0.30～0.50％

V在支承輥材料中的作用主要是形成MC型碳化物，細化晶粒并有效提高材料的耐磨性能，同樣由于V元素較為昂貴，且添加量過多會提高材料的制造難度，綜合考慮控制在0.30～0.50％。

關于Si、Mn、Ni

上述3種合金元素在支承輥材料中的主要作用是強化基體和提高材料的淬透性，添加量過多則會影響材料的塑性和韌性，綜合考慮控制在Si：0.40～0.80％；Mn：0.50～0.80％；Ni：0.40～0.60％。

關于Nb和Ti含量質量百分比的優選關系式

Nb和Ti均為強碳化物形成元素，添加在支承輥材料中形成硬度非常高、立方體形態的MC型碳化物，添加量如果過少，對提高材料的粗糙度保持能力沒有顯著效果，若添加量過多，則易聚集形成粗大的塊狀碳化物，大量脫落后惡化支承輥表面，且對支承輥的綜合性能不利。綜合考慮控制在0.10≤Nb+Ti≤0.30。