[發明專利]用于熱軋制的輥

在審

• 申請號: 201810467190.6
• 申請日: 2012-09-19
• 公開（公告）號: CN108642401A
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發明（設計）人: 門德列斯·卡伊汗;讓-艾瑞克·卡爾松;斯蒂芬·休伊特
• 申請（專利權）人: 山特維克知識產權股份有限公司
• 主分類號: C22C38/22
• 分類號: C22C38/22;C22C38/24;C22C38/26;C22C38/30;B21B27/03;B22F3/15
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 蔡石蒙;車文

本發明涉及一種用于熱軋制的輥(101)，包括：本體，其特征在于，所述本體的包絡面(104)的至少一部分由高速鋼制成，關于其化學組成，所述高速鋼由以下元素組成，按重量百分比：1?3碳(C)、3?6鉻(Cr)、0?7鉬(Mo)、0?15鎢(W)、3?14釩(V)、0?10鈷(Co)、0?3鈮(Nb)、0?0.5氮(N)、0.2?1釔(Y)以及余量的鐵(Fe)和不可避免的雜質。

本申請是申請號為201280045622.5、申請日為2012年9月19日、標題為“用于熱軋制的輥”的中國申請的分案申請。

技術領域

本發明總體上涉及用于熱軋制的輥的領域。而且，本發明具體地涉及用于熱軋制的工作輥的領域。

背景技術

金屬的熱軋制是在被成形的金屬的再結晶溫度以上的溫度下進行的金屬成形工藝。這意味著軋制在高溫下進行，通常在超過700℃的溫度下進行。在軋制操作期間的這種高溫熱軋制中所用的裝備造成機械挑戰。高溫造成輥材料硬度降低的問題，因此，為了使輥的壽命能夠延長，輥的熱硬度是絕對重要的。

除高溫之外，軋制順序通常包括通過使輥經受水來冷卻軋制的金屬，從而造成大量蒸汽形成。蒸汽與高溫結合造成所使用的軋制裝備的嚴重氧化且尤其是軋制裝備的工作輥的嚴重氧化。因此，軋制輥所使用的材料需要在不損傷其硬度以及在所述溫度和氣氛下良好抗磨/耐磨性的情況下承受高溫。

傳統上，用于熱軋制的工作輥已經由高鉻鎳鑄造合金制造。在大部分情形下，當前的用于熱軋制的工作輥是復合材料輥。復合材料輥包括具有合適的機械性能的芯部，比如延展性鐵或鋼，以及具有用于熱軋制的足夠的熱硬度和足夠的耐磨性的套筒。

從二十世紀八十年代開始，輥的外層的發展得非常迅速，而且含有替代高鉻鑄鐵和含Ni硬鑄鐵的Fe-C-Cr-W-Mo-V的鑄鐵合金的應用中達到了頂點。該組成的合金一般稱為高速鋼。

典型的高速鋼呈現良好熱硬度和良好耐磨性。為了進一步改進針對熱軋制應用的期望的性能，高速鋼的合金設計基于所謂的M2鋼的組成，其中主要變化是較高的碳和釩含量。這種高速鋼的典型組成通常落在以下范圍內：1.5-2.5％C、0-6％W、0-6％Mo、3-8％Cr和4-10％V。

基本上，軋制廠設備的基本目標是保持所軋制的金屬的形狀輪廓和表面粗糙度盡可能接近目標值。與之前使用的熱輥材料相比，高速鋼輥的較好性能涉及高速鋼的微觀結構特性，比如大量的非常硬和細的MC共晶碳化物和由二次析出碳化物硬化的基體材料。

熱軋制中的輥磨損是以涉及至少以下方面的多個表面降級現象的同時發生為特征的復雜過程：磨損、氧化、粘著和熱疲勞。熱疲勞源自由靠近輥表面的非常薄的邊界層的循環加熱和冷卻產生的應力。粘著來自工作金屬進入輥間隙的粘著區中輥金屬內的微焊區域。在本領域中，已知共晶碳化物的體積分數的增加對粘性行為具有有益影響。

在熱軋制期間輥的氧化明顯地影響輥材料的磨損行為，這是因為只要該層是光滑的、粘著的和連續的，則其起到固體潤滑劑和熱障的作用，因而保護輥表面免于降級。

在US6095957中，公開了具有包括Fe-C-Mo-Nb-V的外層的用于熱軋制的輥。該解決方案表明外層的進一步改進是可能的。

在US4941251中，公開了具有陶瓷外層的用于熱軋制的輥。然而，該陶瓷層是脆的且難以加工到工作輥的期望的最終尺寸。

發明目的

本發明旨在消除之前已知的用于熱軋制的復合材料輥的前述缺點并且也旨在提供一種改進的用于熱軋制的輥。本發明的主要目的是提供在高溫下比如超過700℃下具有改進的耐磨性的用于熱軋制的輥的包絡面。

發明內容