[發明專利]復合輥及軋制方法

有效

• 申請號: 201380022793.0
• 申請日: 2013-07-08
• 公開（公告）號: CN104271275A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 井上剛;內田秀;伊東誠司
• 申請（專利權）人: 新日鐵住金株式會社
• 主分類號: B21B27/00
• 分類號: B21B27/00;B22F3/15;B22F5/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 白麗

技術領域

本發明涉及在鋼鐵等金屬制品的制造工序中的軋制加工工序中所使用的復合輥及軋制方法。特別是涉及在熱軋中所使用的軋制用復合輥及軋制方法。

本申請基于2012年7月9日在日本申請的日本特愿2012-153880號主張優先權，在此引用其內容。

背景技術

對于在軋制加工工序中所使用的軋輥，使用在金屬基體中碳化物等陶瓷成分分散而成的硬度高的材料。這樣的軋輥通常用鑄造法制造。通過實現成分調整或熱處理條件等的最優化，使具有用于作為軋輥使用所需要的強度和硬度的材料的制造得到實現。

另一方面，作為用鑄造法以外的方法制造的軋輥，也已知有由通過組合成為金屬基體的粉末顆粒和陶瓷纖維、利用燒結法制造所強化而成的纖維強化復合金屬(Fiber?Reinforced?Metals：FRM)材料構成的軋輥(專利文獻1、2及4)。另外，也已知用這樣的制造方法所獲得的軋輥比用鑄造法所獲得的軋輥具有更優良的耐磨性、防燒傷性、防表面粗糙性。另外，也已知有通過向成為金屬基體的粉末顆粒中添加陶瓷粉末顆粒來強化而成的軋輥(專利文獻3)。但是，在這些文獻中所記載的技術中含有以下列舉的課題。

專利文獻1涉及在鋼制的軸的周邊設有由耐磨性材料構成的外層的軋制用復合輥。由該耐磨性材料構成的外層是通過向鐵基合金粉末中添加陶瓷纖維的小片并進行燒結而制造的。但是，本發明人們發現：由于將大量陶瓷纖維添加到輥外層，有輥的表面粗糙度增大以及輥外層的強度降低而在輥外層發生裂紋的情況。本發明人們發現：向鐵基合金粉末中添加45體積％的陶瓷纖維的小片制造了輥外層時，在輥外層產生了裂紋等材料缺陷。這樣的見解在專利文獻1中沒有公開。

專利文獻2涉及通過添加陶瓷纖維所強化而成的金屬。添加有該陶瓷纖維的金屬是通過對將金屬粉末和陶瓷纖維混合而成的混合物進行燒結而制造的。在專利文獻2中記載：在進行該燒結工序時，需要將燒結用的爐的內部的壓力設為比較低的壓力即0.1～7.0MPa。但是，在這樣的壓力下所燒結的陶瓷纖維添加金屬并不適合作為在使用中承受大的負荷的軋輥的外層材料來使用。其原因在于，在燒結時沒有被充分地加壓的燒結材料含有很多空隙，該空隙在燒結體受到大的負荷時成為裂紋產生的起點。為了用作軋輥的外層材料，需要通過在高壓下進行的熱等靜壓成型(Hot?Isostatic?Pressing：HIP)來實施燒結工序。

專利文獻3涉及對將鐵基合金的粉末與SiC顆粒或B₄C顆粒混合而成的粉末進行燒結而制造的軋輥的外層材料。但是，SiC及B₄C不優選作為用于與鐵基合金的粉末混合使用的陶瓷粉末的成分。其原因在于，SiC及B₄C在燒結時會與鐵發生反應而形成合金。合金的形成阻礙由添加陶瓷引起的燒結金屬的強度提高。本發明人們確認了：在將SiC及B₄C的粉末與鐵基合金粉末混合的情況下，從混合粉末所獲得的燒結體不具有足以作為軋輥的外層材料的強度。

專利文獻4涉及具有外層材料的復合構件結構的軋輥，該外層材料是對在直徑為10μm以下的碳化物結晶了的鐵基合金粉末中混合氧化物陶瓷纖維的小片而成的混合物進行燒結而形成的，該軋輥將利用燒結法使理論密度提高到99％以上的材料作為外層材料來使用。但是，即使理論密度為99％以上，也不能使因陶瓷纖維的凝聚而生成的微小的缺陷從外層材料完全消失，在將具有該外層材料的軋輥在軋制中使用的情況下，不可避免會產生以微小的缺陷為起點的微小裂紋。下述情況成為課題：由于該微小裂紋的進展而產生材料從軋輥的表面的脫落并產生軋輥的表面粗糙。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開平11-28508號公報

專利文獻2：日本特開2003-119554號公報

專利文獻3：日本特開平11-061349號公報

專利文獻4：日本特開2001-59147號公報

發明內容

發明要解決的問題