爐底輥及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種爐底輥，其具有：輥基材；噴鍍皮膜，其形成于所述輥基材上；以及改性皮膜，其形成于所述噴鍍皮膜上，是通過對(duì)所述噴鍍皮膜的表面的一部分或者整個(gè)表面照射能量束、使所述噴鍍皮膜熔融并凝固而對(duì)所述噴鍍皮膜部分地或者全部地改性而成的；其中，所述改性皮膜的厚度為2～20μm，所述改性皮膜的維氏硬度HV為所述噴鍍皮膜的維氏硬度HV的1.2～1.4倍。
【專利說明】
爐底輥及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本說明書涉及爐底輯(hearth roll)及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在金屬板材的制造設(shè)備、特別是煉鐵工藝生產(chǎn)線中，當(dāng)使輸送輥高速旋轉(zhuǎn)而讓鋼 板通行時(shí)，將產(chǎn)生鋼板的滑動(dòng)、蜿蜓行走、灰塵在輸送輯表面的附著或結(jié)渣(bui ld-up)等現(xiàn) 象。特別在連續(xù)退火爐用爐底輥中，由于在高溫狀態(tài)下輸送鋼板，因而容易在爐底輥表面發(fā) 生結(jié)渣。該結(jié)渣是鋼板表面的鐵、錳氧化物等異物附著于爐底輥表面而生長的現(xiàn)象。如果該 結(jié)渣得以進(jìn)行，則附著于爐底輥表面的異物慢慢生長，從而形成直徑例如為100M1左右的突 起。其結(jié)果是，附著于爐底輥表面的異物的凸形狀被轉(zhuǎn)印到鋼板表面而產(chǎn)生凹狀的缺陷(稱 為轉(zhuǎn)印缺陷或者輯印缺陷(picked-up defect))，因而不僅使鋼板的品質(zhì)降低，而且在定期 修理時(shí)，需要進(jìn)行將附著于輥表面的異物除去的作業(yè)，從而可能導(dǎo)致生產(chǎn)率的降低。
[0003] 因此，作為抑制在上述爐底輥表面上的異物附著的對(duì)策，一直以來提出了各種方 案，但特別地，大多涉及爐底輥表面的噴鍍皮膜的材質(zhì)改良。
[0004] 例如在日本專利第3234209號(hào)中，公開了一種滑動(dòng)構(gòu)件的制造方法，其采用點(diǎn)狀、 線狀等圖案向設(shè)置于基材上的噴鍍覆蓋膜照射激光，部分地進(jìn)行加熱而產(chǎn)生組織變化，從 而對(duì)覆蓋膜進(jìn)行部分改性，主要通過精加工時(shí)或者滑動(dòng)時(shí)的選擇性磨損，使激光照射部或 者激光非照射部凹陷，使其成為油池(oil pool)而形成耐燒接性優(yōu)良的滑動(dòng)面。
[0005] 另外，在日本特開2013-95974號(hào)公報(bào)中，公開了一種噴鍍皮膜的致密化層的形成 方法，其向噴鍍皮膜的表面照射高能束流，使噴鍍皮膜的表層的皮膜組合物再熔融且再凝 固，從而使表層致密化。
[0006] 然而，即使利用日本專利第3234209號(hào)以及日本特開2013-95974號(hào)公報(bào)中記載的 技術(shù)，也難以充分地抑制爐底輥表面的結(jié)渣的發(fā)生，希求耐結(jié)渣性的進(jìn)一步提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本說明書的實(shí)施方式的主要目的在于:提供在鋼板通行時(shí)能夠抑制在輥表面上的 異物附著的爐底輥及其制造方法。
[0008] 根據(jù)本說明書的一方式，本發(fā)明提供一種爐底輥，其具有:輥基材;噴鍍皮膜，其形 成于所述輥基材上；以及改性皮膜，其形成于所述噴鍍皮膜上，是通過對(duì)所述噴鍍皮膜的表 面的一部分或者整個(gè)表面照射能量束、使所述噴鍍皮膜熔融并凝固而對(duì)所述噴鍍皮膜部分 地或者全部地改性而成的；其中，所述改性皮膜的厚度為2~20wn，所述改性皮膜的維氏硬 度HV為所述噴鍍皮膜的維氏硬度HV的1.2~1.4倍。
[0009] 根據(jù)本說明書的其它方式，本發(fā)明提供一種爐底輥的制造方法，其具有以下工序： 通過對(duì)形成于輥基材上的噴鍍皮膜的表面的一部分或者整個(gè)表面照射能量束，使所述噴鍍 皮膜熔融并凝固而對(duì)所述噴鍍皮膜部分地或者全部地改性，從而形成厚度為2~20WH、且維 氏硬度HV為所述噴鍍皮膜的維氏硬度HV的1.2~1.4倍的改性皮膜。
【附圖說明】
[0010] 圖1是表示本說明書的第1實(shí)施方式的連續(xù)退火爐的一個(gè)例子的示意圖。
[0011] 圖2A是表示第1實(shí)施方式的連續(xù)退火爐用爐底輥的立體圖以及局部放大剖視圖。
[0012] 圖2B是表示第1實(shí)施方式的連續(xù)退火爐用爐底輥的立體圖以及局部放大剖視圖。
[0013] 圖3A是第1實(shí)施方式的連續(xù)退火爐用爐底輥的局部放大剖視圖。
[0014] 圖3B是第1實(shí)施方式的連續(xù)退火爐用爐底輥的局部放大剖視圖。
[0015]圖4是第1實(shí)施方式的連續(xù)退火爐用爐底輥中的噴鍍皮膜和改性皮膜的掃描型電 子顯微鏡（Scanning Electron Microscope:SEM)照片的一個(gè)例子。
[0016] 圖5是表示第1實(shí)施方式的連續(xù)退火爐用爐底輥的制造方法的流程的一個(gè)例子的 流程圖。
[0017] 圖6是用于說明第1實(shí)施方式的連續(xù)退火爐用爐底輥的制造方法的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 根據(jù)本說明書的一方式，
[0019] (1)本發(fā)明提供一種爐底輥，其具有：
[0020] 輥基材；
[0021 ]噴鍍皮膜，其形成于所述輥基材上；以及
[0022]改性皮膜，其形成于所述噴鍍皮膜上，是通過對(duì)所述噴鍍皮膜的表面的一部分或 者整個(gè)表面照射能量束、使所述噴鍍皮膜熔融并凝固而對(duì)所述噴鍍皮膜部分地或者全部地 改性而成的;其中，
[0023]所述改性皮膜的厚度為2~20mi，
[0024]所述改性皮膜的維氏硬度HV為所述噴鍍皮膜的維氏硬度HV的1.2~1.4倍。
[0025] (2)根據(jù)上述(1)所述的爐底輥，其中，優(yōu)選的是
[0026] 在所述改性皮膜的表面存在裂紋，
[0027] 在將所述爐底輥沿厚度方向切斷所得到的斷面中，相鄰的所述裂紋的平均間隔為 10~100M1，所述裂紋的開口寬度低于5mi。
[0028] (3)根據(jù)上述(1)或(2)所述的爐底輥，其中，優(yōu)選的是所述改性皮膜含有0.5~2質(zhì) 量％的氧。
[0029] (4)根據(jù)上述(1)~(3)中任一項(xiàng)所述的爐底輥，其中，優(yōu)選的是在所述改性皮膜的 表面分散存在著Al 2〇3,所述改性皮膜的表面的Al2〇3的面積率為5~40%。
[0030] (5)根據(jù)上述(1)~(4)中任一項(xiàng)所述的爐底輥，其中，優(yōu)選的是進(jìn)一步具有形成于 所述改性皮膜上、或者所述改性皮膜和所述噴鍍皮膜上的氧化鉻層。
[0031] (6)根據(jù)上述(1)~(5)中任一項(xiàng)所述的爐底輥，其中，優(yōu)選的是所述噴鍍皮膜為由 陶瓷和耐熱合金構(gòu)成的金屬陶瓷皮膜；
[0032]所述陶瓷以體積％計(jì)，含有
[0033] Cr3C2:50~90%、
[0034] Ah〇3:l ~40%、
[0035] Y203:0 ~3%、以及
[0036] ZrB2:0 ~40%，
[0037] 剩余部分由雜質(zhì)和氣孔構(gòu)成；
[0038]所述耐熱合金以質(zhì)量％計(jì)，含有
[0039] Cr:5 ~20%、
[0040] A1:5~20%、以及
[0041] Y或Si之中的至少任一種:0.1~6%，
[0042] 剩余部分由Co或Ni之中的至少任一種以及雜質(zhì)構(gòu)成；
[0043]所述金屬陶瓷皮膜的50~90體積％為所述陶瓷，剩余部分為所述耐熱合金。
[0044] (7)根據(jù)上述(6)所述的爐底輥，其中，優(yōu)選的是所述耐熱合金以質(zhì)量％計(jì)，進(jìn)一步 含有
[0045] Nb:0.1 ~10%、和
[0046] Ti:0.1~10%之中的至少任一種。
[0047] 根據(jù)本說明書的其它方式，
[0048] (8)本發(fā)明提供一種爐底輥的制造方法，其具有以下工序:通過對(duì)形成于輥基材上 的噴鍍皮膜的表面的一部分或者整個(gè)表面照射能量束，使所述噴鍍皮膜熔融并凝固而對(duì)所 述噴鍍皮膜部分地或者全部地改性，從而形成厚度為2~20mi、且維氏硬度HV為所述噴鍍皮 膜的維氏硬度HV的1.2~1.4倍的改性皮膜。
[0049] (9)根據(jù)上述(8)所述的爐底輥的制造方法，其中，優(yōu)選的是在大氣中照射所述能 量束。
[0050] (10)根據(jù)上述(8)或(9)所述的爐底輥的制造方法，其中，優(yōu)選的是在形成所述改 性皮膜之后，實(shí)施鉻酸鹽處理。
[0051] 下面參照附圖，就本說明書優(yōu)選的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的說明。此外，在本說明書以 及附圖中，對(duì)于具有實(shí)質(zhì)上相同的功能構(gòu)成的構(gòu)成要素，通過標(biāo)注相同的符號(hào)而省略其重 復(fù)說明。
[0052](關(guān)于連續(xù)退火爐的構(gòu)成）
[0053] 首先，一邊參照?qǐng)D1，一邊就可以適用本說明書的第1實(shí)施方式的連續(xù)退火爐用爐 底輥的連續(xù)退火爐進(jìn)行說明。
[0054] 如圖1所示，連續(xù)退火爐1是為了調(diào)整在冷乳工序中制造的帶狀鋼板2的機(jī)械性質(zhì) (硬度等)而對(duì)該鋼板2連續(xù)地進(jìn)行退火的設(shè)備。該連續(xù)退火爐1在使鋼板2通過配置于爐內(nèi) 的多個(gè)輥間時(shí)，賦予加熱、均熱、冷卻等熱循環(huán)而連續(xù)地對(duì)鋼板2進(jìn)行連續(xù)退火。在此，鋼板2 是成為退火對(duì)象的金屬帶的一個(gè)例子，例如是采用未圖示的連續(xù)冷乳設(shè)備冷乳而成的薄板 (例如板厚為〇. 14mm~3.2mm的帶狀冷乳鋼板）。此外，金屬帶只要是成為退火對(duì)象的帶狀金 屬材料(金屬帶鋼），就不管其材質(zhì)如何。
[0055] 連續(xù)退火爐1如圖1所示，從入口側(cè)開始依次具有加熱爐3、均熱爐4、一次冷卻爐5、 過時(shí)效爐6以及二次冷卻爐7等，使用設(shè)置于各爐內(nèi)的多個(gè)連續(xù)退火爐用爐底輥10而輸送鋼 板2,同時(shí)對(duì)該鋼板2進(jìn)行連續(xù)退火。此外，雖然沒有圖示，但在加熱爐3的前段，例如設(shè)置有 開卷機(jī)、剪切機(jī)、入口側(cè)清洗裝置、入口側(cè)活套(entry looper)等，在二次冷卻爐7的后段， 例如設(shè)置有水冷槽、表皮光乳輥、出口側(cè)活套(exit-s ide looper)、修整器、卷取機(jī)等。 [0056]加熱爐3采用直燃型無氧化加熱、輻射管加熱等加熱方式，將鋼板2加熱至例如700 ~900 °C的高溫。均熱爐4采用輻射管加熱、間接電加熱等加熱方式，進(jìn)行將鋼板2保持在規(guī) 定溫度下的熱處理。另外，一次冷卻爐5采用輥接觸冷卻、氣體噴射冷卻、噴霧冷卻等冷卻方 式，使鋼板2快速冷卻。過時(shí)效爐6使用電加熱器等，進(jìn)行使鋼板2在規(guī)定溫度下保持規(guī)定時(shí) 間（例如在300~400°C下保持3分鐘）的過時(shí)效處理。再者，二次冷卻爐7采用上述各種冷卻 方式，對(duì)過時(shí)效處理后的鋼板2進(jìn)行冷卻。
[0057] 如上所述，連續(xù)退火爐1使鋼板2連續(xù)地通過上述多個(gè)爐，并對(duì)鋼板2施加規(guī)定的熱 循環(huán)，由此調(diào)整鋼板2的機(jī)械性質(zhì)。此時(shí)，以滿足與制造對(duì)象的鋼板(例如高強(qiáng)度鋼板、一般 冷乳鋼板、鍍錫鋼板、拉深用鋼板等)的品質(zhì)相適應(yīng)的退火條件的方式來決定上述熱循環(huán)。 [0058](關(guān)于爐底輥的構(gòu)成）
[0059]接著，一邊參照?qǐng)D2A~圖4,一邊就本實(shí)施方式的連續(xù)退火爐用爐底輥進(jìn)行說明。 [0060]如圖2A所示，連續(xù)退火爐用爐底輥10(以下也簡稱為"爐底輥10"）具有輥軸12、和 安裝于該輥軸12上的輥腹部14。爐底輥10具有比被導(dǎo)入連續(xù)退火爐1的鋼板2的寬度更寬的 輥寬度，例如，輥腹部14的輥寬度為1000~2500mm左右，輥徑巾為600~1000mm左右。這樣的 爐底輥10為驅(qū)動(dòng)式輥，作為在上述連續(xù)退火爐1內(nèi)輸送鋼板2的鋼板輸送用輥發(fā)揮作用。也 就是說，爐底輥10-邊以輥軸12為中心旋轉(zhuǎn)，一邊使輥腹部14的周面（以下有時(shí)也稱為輥周 面)與鋼板2接觸，由此一邊使以規(guī)定的卷繞角度卷繞在輥腹部14上的鋼板2的行走方向發(fā) 生方向轉(zhuǎn)換一邊進(jìn)行輸送。
[0061]再者，如圖2A所示，爐底輥10的輥腹部14具有輥基材20;噴鍍皮膜21，其形成于輥 基材20的表面；以及改性皮膜22,其為在該噴鍍皮膜21的表面形成的最上層皮膜。另外，如 圖2B所示，也可以在輥基材20和噴鍍皮膜21之間，為了防止因熱膨脹系數(shù)差引起的剝離，根 據(jù)需要實(shí)施僅由耐熱合金構(gòu)成的基底噴鍍而形成基底層24。
[0062]輥基材20例如由鋼等金屬形成，形成爐底輥10的基本形狀。作為該輥基材20,例如 可以使用不銹鋼系耐熱鑄鋼，特別地，SCH22是最合適的。對(duì)于這樣的輥基材20,可以實(shí)施噴 鍍處理等被覆處理。在本實(shí)施方式中，在輥基材20的表面形成噴鍍皮膜21，進(jìn)而在該噴鍍皮 膜21的表面形成改性皮膜22。
[0063]噴鍍皮膜21通過由復(fù)合陶瓷和耐熱合金而成的材質(zhì)（金屬陶瓷材料)構(gòu)成噴鍍材 料，并將該噴鍍材料噴鍍?cè)谳伝?0的表面來形成。關(guān)于該噴鍍皮膜21的材質(zhì)，下面進(jìn)行詳 細(xì)敘述。另外，噴鍍皮膜21的厚度（圖3A中的厚度cU)并沒有特別的限定，但例如為20~200y m〇
[0064]另外，噴鍍皮膜21的硬度以按"ISO 6507-1"規(guī)定的維氏硬度HV計(jì)，優(yōu)選為600~ 1000。如果噴鍍皮膜21的維氏硬度HV低于600,則由于作為結(jié)渣源的鐵等異物容易咬入噴鍍 皮膜21中，因而容易發(fā)生結(jié)渣，從而是不優(yōu)選的。與此相對(duì)照，如果噴鍍皮膜21的維氏硬度 HV為600~1000,則可以抑制鐵等異物向硬質(zhì)噴鍍皮膜21中的咬入，因而可以抑制結(jié)渣的發(fā) 生。另外，如果噴鍍皮膜21的維氏硬度HV超過1000，則噴鍍皮膜21變得容易開裂和剝離，因 而是不優(yōu)選的。此外，維氏硬度HV根據(jù)"ISO 6507-1"中規(guī)定的試驗(yàn)方法來進(jìn)行測(cè)定。
[0065]在該噴鍍皮膜21上，設(shè)置有通過使構(gòu)成噴鍍皮膜21的噴鍍材料在再熔融后發(fā)生凝 固而形成的改性皮膜22。該改性皮膜22成為表面粗糙度較小、且致密的皮膜，氣孔率大致為 0%〇
[0066]該改性皮膜22的厚度（圖3A中的厚度d2)優(yōu)選為2~20wii。在改性皮膜22的厚度低 于2wii的情況下，改性皮膜22在鋼板2的輸送時(shí)因磨損而發(fā)生損耗的可能性較高，從而是不 優(yōu)選的。另外，在改性皮膜22的厚度超過20wii的情況下，改性皮膜22容易發(fā)生剝離，從而是 不優(yōu)選的。
[0067]此外，對(duì)于噴鍍皮膜21和改性皮膜22的厚度，可以通過利用SEM等顯微鏡對(duì)制造的 爐底輥10的斷面進(jìn)行觀察來測(cè)定。
[0068]另外，本實(shí)施方式的改性皮膜22的維氏硬度HV優(yōu)選具有噴鍍皮膜21的維氏硬度HV 的1.2~1.4倍的值。在此，噴鍍皮膜21的維氏硬度HV例如為600~1000左右，因而本實(shí)施方 式的改性皮膜22的維氏硬度為720~1400左右的值。通過使改性皮膜22具有比噴鍍皮膜21 更高的硬度，可以進(jìn)一步有效地防止鐵等異物向改性皮膜22中的咬入，因而可以抑制結(jié)渣 的發(fā)生。在涉及上述維氏硬度Hv的硬度比低于1.2的情況下，容易發(fā)生鐵等異物向改性皮膜 22中的咬入，從而結(jié)渣變得容易發(fā)生。另外，在涉及上述維氏硬度Hv的硬度比超過1.4的情 況下，改性皮膜22變得容易剝離。
[0069]正如圖3A所示意表示的那樣，在該改性皮膜22的表面，以規(guī)定的間隔存在裂紋23。 通過使這樣的裂紋23存在于改性皮膜22中，裂紋23作為應(yīng)力緩和機(jī)構(gòu)發(fā)揮作用，從而可以 防止與熱應(yīng)力相伴的改性皮膜22的開裂和剝離。這里，在將爐底輥沿厚度方向切斷所得到 的圖3A所示的斷面，相鄰的裂紋23的間隔U優(yōu)選為10~100M。另外，該裂紋23的開口寬度 (圖3B所示的間隔L 2)優(yōu)選低于5wii。在間隔U低于lOwii的情況下，改性皮膜22容易發(fā)生剝離， 從而是不優(yōu)選的。另外，在間隔1^超過lOOwii的情況下，裂紋23的開口寬度1^達(dá)51?11以上的可 能性升高。當(dāng)裂紋23的開口寬度L 2達(dá)到5mi以上時(shí)，成為結(jié)渣源的鐵等異物容易咬入該間隙 中，從而抑制結(jié)渣的發(fā)生變得困難。裂紋23的開口寬度1^越小越好，其下限值并沒有特別規(guī) 定，但在改性皮膜22的制造方面，開口寬度1^的大小為0. lwii將是可能的最小值。
[0070] 在此，相鄰的裂紋23的間隔U和裂紋的開口寬度L2的測(cè)定方法并沒有特別的限定， 可以采用公知的方法進(jìn)行測(cè)定。例如，可以放大到適于利用SEM等顯微鏡觀察制造的爐底輥 10的斷面的放大倍數(shù)，在任意的位置對(duì)相鄰的裂紋23的間隔和裂紋23的開口寬度進(jìn)行測(cè) 量。
[0071] 在本實(shí)施方式的改性皮膜22中，改性皮膜22中的氧含量優(yōu)選為0.5~2質(zhì)量％。在 氧含量低于0.5質(zhì)量％的情況下，改性皮膜的硬度容易減小。另外，在氧含量超過2質(zhì)量％的 情況下，由于皮膜容易開裂，因而改性皮膜容易發(fā)生剝離。這樣的氧以改性皮膜22中含有的 元素的氧化物的狀態(tài)包含在改性皮膜22中。
[0072]在本實(shí)施方式的改性皮膜22中，A1203分散并存在于改性皮膜22的表面。A1 203與改 性皮膜22相比，難以與結(jié)渣源反應(yīng)，從而耐結(jié)渣性優(yōu)良。在改性皮膜22表面的Al2〇3的面積率 相對(duì)于改性皮膜22的整個(gè)表面優(yōu)選為5~40%。在Al 2〇3的面積率低于5%的情況下，由于改 性皮膜22容易與結(jié)渣源反應(yīng)，因而是不優(yōu)選的。另外，在Al 2〇3的面積率超過40%的情況下， 由于存在于改性皮膜22表面的Al2〇 3變得容易剝離，因而是不優(yōu)選的。
[0073]在此，改性皮膜22的氧含量的測(cè)定方法和表面的Al2〇3的面積率的測(cè)定方法并沒有 特別的限定，可以采用公知的方法進(jìn)行測(cè)定，例如可以使用波長色散型電子探針顯微分析 儀（Electron Probe MicroAnalyser)(波長色散型EPMA)等。
[0074]以上說明的改性皮膜22正如下面將詳細(xì)敘述的那樣，優(yōu)選通過向噴鍍皮膜21的表 面照射具有1 x 105~1 X 107W/cm2的能量密度的激光，對(duì)從噴鍍皮膜21的表面至規(guī)定厚度的 范圍進(jìn)行改性來形成。在能量密度為lx 105W/cm2以下的情況下，難以使噴鍍皮膜21熔融，從 而加工時(shí)間延長至必要量以上。另外，在能量密度為IX 107W/cm2以上的情況下，使噴鍍皮膜 21熔融的能量密度過于增高，從而即使進(jìn)行規(guī)定條件的調(diào)整，也不能得到具有適當(dāng)?shù)暮穸?和裂紋的改性皮膜22。另外，形成的改性皮膜22的厚度、相鄰的裂紋23的間隔、裂紋23的開 口寬度以及Al 2〇3的面積率這些各種特性可以通過調(diào)整照射的激光的能量密度加以控制。 [0075]此外，在設(shè)置了改性皮膜22之后，優(yōu)選對(duì)這樣的改性皮膜22進(jìn)行鉻酸鹽處理。通過 對(duì)改性皮膜22的一部分或者整個(gè)表面照射激光束，便可以對(duì)噴鍍皮膜21的必要的部位部分 地或者全部地設(shè)置改性皮膜22。在對(duì)噴鍍皮膜21部分地設(shè)置改性皮膜22的情況下，對(duì)不是 改性皮膜22的范圍的噴鍍皮膜21的微細(xì)氣孔進(jìn)行鉻酸鹽處理，從而用氧化鉻填充微細(xì)氣 孔，以提高耐結(jié)渣特性。另外，還優(yōu)選對(duì)在改性皮膜22的皮膜表面產(chǎn)生的裂紋23進(jìn)行鉻酸鹽 處理，從而用氧化鉻填充裂紋23,以提高耐結(jié)渣特性。鉻酸鹽處理可以通過將含有鉻酸的水 溶液塗布、噴涂于爐底輥表面，然后加熱至350~550°C來實(shí)施。如果反復(fù)進(jìn)行這樣的處理， 則可以使鉻酸鹽處理的膜厚發(fā)生變化，但為了填充噴鍍皮膜21的微細(xì)氣孔和改性皮膜21的 裂紋23,可以進(jìn)行3次以內(nèi)的鉻酸鹽處理。
[0076](關(guān)于噴鍍皮膜的材質(zhì)）
[0077] 接著，對(duì)被覆上述爐底輥10的噴鍍皮膜21的材質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)敘述。本發(fā)明人試制了 各種噴鍍皮膜，并就該試制的噴鍍皮膜的特性和結(jié)渣發(fā)生狀況等進(jìn)行了調(diào)查。結(jié)果獲得了 如下的見解:在以下所示的由陶瓷和耐熱合金構(gòu)成的金屬陶瓷皮膜中，結(jié)渣抑制效果較大， 而且即使在連續(xù)退火爐內(nèi)長時(shí)間使用，皮膜也難以劣化。
[0078] 本實(shí)施方式的噴鍍皮膜21優(yōu)選的是由陶瓷和耐熱合金構(gòu)成的金屬陶瓷皮膜。在 此，陶瓷含有50~90體積％的03(： 2、1~40體積％的六12〇3、0~3體積％的￥2〇 3以及0~40體 積％的ZrB2，剩余部分由雜質(zhì)和氣孔構(gòu)成。此外，Y2O3和Zr B2為根據(jù)需要添加的任選成分(選 擇成分）。
[0079]另外，耐熱合金含有5~20質(zhì)量％的&、5~20質(zhì)量％的六1、以及0.1~6質(zhì)量％的丫 或Si之中的至少任一種，剩余部分由Co或Ni之中的至少任一種以及雜質(zhì)構(gòu)成。
[0080] 而且關(guān)于金屬陶瓷皮膜的體積比，優(yōu)選的是金屬陶瓷皮膜的50~90體積％為陶 瓷，剩余部分為耐熱合金。
[0081] 以下就構(gòu)成本實(shí)施方式的爐底輥的噴鍍皮膜21的金屬陶瓷皮膜的具體例子進(jìn)行 詳細(xì)敘述。
[0082]在金屬陶瓷皮膜中，金屬陶瓷皮膜的5 0~9 0體積％為陶瓷，剩余部分為 (：〇附(：^1￥、(：〇(：^1￥、附041￥、(：〇附04131￥等耐熱合金。在陶瓷低于50體積％的情況下，容 易與鐵反應(yīng)的耐熱合金的量過度增多，因而結(jié)渣變得容易發(fā)生。另一方面，在陶瓷超過90體 積％的情況下，由于陶瓷的熔點(diǎn)較高，因而噴鍍施工時(shí)皮膜成為多孔質(zhì)，結(jié)渣源容易咬入氣 孔中而發(fā)生結(jié)渣。再者，從提高耐結(jié)渣性的角度考慮，陶瓷的比例更優(yōu)選為60~80體積％。 [0083]接著，就陶瓷的材質(zhì)進(jìn)行說明。
[0084] 陶瓷的主成分為Cr3C2,陶瓷中含有50~90體積％的03&。0 3(：2即使在退火爐內(nèi)的 高溫環(huán)境下也難以氧化，而且難以與鐵、錳或者它們的氧化物反應(yīng)，因而可以防止結(jié)渣的發(fā) 生。在Cr3C 2低于50體積％的情況下，不能得到結(jié)渣抑制效果，在超過90體積％的情況下，抑 制Cr3C 2中碳的擴(kuò)散的陶瓷成分相對(duì)減少，結(jié)果，因碳擴(kuò)散而使皮膜脆化。再者，從提高耐結(jié) 渣性的角度考慮，更優(yōu)選將Cr3C2的比例設(shè)定為60~80體積％。
[0085] 在此，O3C2的粒徑優(yōu)選為例如1~lOym。在O3C2的粒徑低于lym的情況下，與耐熱 合金接觸的表面積增大，從而碳的擴(kuò)散容易發(fā)生。另一方面，在粒徑超過10M1的情況下，皮 膜表面的粗糙度增大，從而鐵、錳或者它們的氧化物變得容易結(jié)渣。再者，從提高耐結(jié)渣性 的角度考慮，更優(yōu)選將Cr 3C2的粒徑設(shè)定為5~8mi。
[0086]關(guān)于Al2〇3和Y2〇3,碳在這些材料中的擴(kuò)散系數(shù)均較低，因而可以抑制Cr 3C2中的碳 向耐熱合金擴(kuò)散。
[0087] 在陶瓷的材質(zhì)中，A1203設(shè)定為1~40體積％，Y203設(shè)定為3體積％以下。此外，Y 203是 根據(jù)需要、特別是以獲得碳的擴(kuò)散抑制效果為目的而添加的任選成分(選擇成分），因而Y2〇3 的量為〇~3體積％。在Al 2〇3低于1體積％的情況下，不能得到碳的擴(kuò)散抑制效果，在超過40 體積％的情況下，使皮膜脆化而容易在使用中產(chǎn)生裂紋，從而耐結(jié)渣性降低。在Y 2〇3超過3體 積％的情況下，由于Y2〇3容易與錳氧化物反應(yīng)，因而耐結(jié)渣性降低。此外，在以獲得碳的擴(kuò)散 抑制效果為目的而添加Y 2〇3的情況下，添加0.5體積％以上時(shí)是有效的。另外，關(guān)于Al2〇3，從 進(jìn)一步提高耐結(jié)渣性的角度考慮，更優(yōu)選將含量設(shè)定為10~30體積％。
[0088] Al2〇3或者Y2〇3也能夠以氧化物的形式添加到原料粉末中，但為了抑制從Cr 3C2中的 碳的擴(kuò)散，優(yōu)選在原料階段、成膜中、或者成膜后，通過氧化處理而使添加到耐熱合金中的Y 或者A1氧化，從而在耐熱合金表面以AI2O3或者Y2〇3的形式生成。
[0089] 再者，在以高溫下使用為目的而更加提高噴鍍皮膜的高溫硬度的情況下，優(yōu)選添 加40體積％以下的在高溫下穩(wěn)定且高硬度的ZrB 2。如果超過40體積％而添加ZrB2，則由于 ZrB2的耐結(jié)渣性比& 3(：2差，因而結(jié)渣變得容易發(fā)生。此外，ZrB2是根據(jù)需要、特別是以高溫 下使用為目的而添加的任選成分(選擇成分），因而ZrB 2的量在皮膜中優(yōu)選為0~40體積％。 而且在以高溫下使用為目的而添加ZrB2的情況下，當(dāng)添加量低于5體積％時(shí)，由于高溫硬度 的提高效果較小，因而優(yōu)選添加5體積％以上的ZrB 2,再者，從提高耐結(jié)渣性的角度考慮，更 優(yōu)選設(shè)定為15~30體積％。
[0090] 以上說明的陶瓷的剩余部分為雜質(zhì)和氣孔。
[0091]接著，就耐熱合金的材質(zhì)進(jìn)行說明。
[0092] 在耐熱合金中，含有5~20質(zhì)量％的&。在CH氏于5質(zhì)量％的情況下，由于在高溫下 的耐氧化性較差，因而皮膜繼續(xù)氧化而容易發(fā)生剝離。在Cr超過20質(zhì)量％的情況下，在碳化 時(shí)使耐熱合金脆化而容易剝離，而且在氧化時(shí)與錳氧化物反應(yīng)而容易發(fā)生結(jié)渣。
[0093] 在耐熱合金中，也含有5~20質(zhì)量％的六1。在A1低于5質(zhì)量％的情況下，即便實(shí)施各 種氧化處理，也不能得到目標(biāo)量的Al 2〇3,在A1超過20質(zhì)量％的情況下，由于皮膜的高溫硬度 降低，因而鐵扎入皮膜中而容易發(fā)生結(jié)渣。
[0094] Y、Si均具有氧化皮膜的穩(wěn)定生成、和防止剝離的效果，優(yōu)選添加0.1~6質(zhì)量％的丫 和Si中的任1種或2種。在Y或者Si超過6質(zhì)量％的情況下，由于皮膜的高溫硬度降低，因而鐵 扎入皮膜中而容易發(fā)生結(jié)渣。另外，Y、Si均優(yōu)選添加0.1質(zhì)量％以上，如果添加0.5質(zhì)量％以 上，則是特別有效的。
[0095]另外，在該耐熱合金中，優(yōu)選添加0.1~10質(zhì)量％的他、或者0.1~10質(zhì)量％的11之 中的至少任一種。如果在耐熱合金中含有Nb或者Ti，則比耐熱合金中含有的Cr更優(yōu)先地形 成穩(wěn)定的碳化物來抑制Cr和碳的反應(yīng)，因而可以長時(shí)間抑制皮膜的脆化。在Nb或者Ti低于 0.1質(zhì)量％的情況下，不能得到Cr和碳的反應(yīng)抑制效果。另外，在Nb或者Ti超過10質(zhì)量％的 情況下，在氧化時(shí)容易與錳氧化物反應(yīng)，從而容易發(fā)生結(jié)渣。
[0096]以上說明的耐熱合金的剩余部分為Co或Ni之中的至少任一種以及雜質(zhì)。
[0097]具有以上說明的構(gòu)成的噴鍍皮膜21以及改性皮膜22的斷面的SEM照片的一個(gè)例子 如圖4所示。在圖4所示的SEM照片中，在間隙存在于皮膜中的噴鍍皮膜21的表面，形成有粗 糙度較小且致密的改性皮膜22。在圖4所示的例子中，改性皮膜22的厚度為5wii左右。另外， 還可知從改性皮膜22的表面朝向噴鍍皮膜21的方向，形成有多條裂紋。
[0098]通過在噴鍍皮膜21上形成這樣的改性皮膜22,在本實(shí)施方式的爐底輥10中，可以 抑制結(jié)渣的發(fā)生。
[0099](關(guān)于爐底輥的制造方法）
[0100] 接著，一邊參照?qǐng)D5和圖6,一邊就本實(shí)施方式的連續(xù)退火爐用爐底輥的制造方法 進(jìn)行說明。
[0101] 在本實(shí)施方式的爐底輥的制造方法中，如圖5所示，首先，在爐底輥10的輥基材20 的周面噴鍍噴鍍材料，由此形成噴鍍皮膜21 (步驟S101)。此外，為了提高噴鍍皮膜21的附著 力，在噴鍍處理之前，也可以根據(jù)需要進(jìn)行公知的噴鍍前噴射處理(blasting treatment)、 或形成僅由耐熱合金構(gòu)成的基底層24(參照?qǐng)D2B)。
[0102]下面就采用該噴鍍處理進(jìn)行的噴鍍皮膜21的形成(步驟S101)進(jìn)行詳細(xì)敘述。
[0103]在這樣的噴鍍處理中，將50~90體積％為上述陶瓷的粉末、剩余部分為上述耐熱 合金的粉末的原料粉末噴鍍于輥基材20的表面，由此在輥基材20的表面形成金屬陶瓷皮 膜。作為噴鍍的原料粉末，可以使用由Cr 3C2、A12〇3等陶瓷粉末、和含有Cr或A1的耐熱合金粉 末混合而成的原料粉末。如果優(yōu)選使用事前將陶瓷粉末和耐熱合金粉末造粒并復(fù)合化的原 料粉末而進(jìn)行噴鍍，則可以形成更均勻的噴鍍皮膜21。
[0104]另外，作為在輥周面的噴鍍皮膜21的形成方法，在為了提高附著力以及賦予粗糙 度而進(jìn)行砂爍噴射之后，優(yōu)選采用高速氣體噴鍍(HighVelocity Oxygen-Fuel Thermal Spraying Process:稱為HV0F(超音速火焰噴涂））來進(jìn)行。在HV0F中，通常將燃料氣設(shè)定為 煤油、C3H 8、C2H2、C3H6之中的任一種，將燃料氣的壓力設(shè)定為0.1~IMPa，將燃料氣的流量設(shè) 定為10~5001/min，將氧氣的壓力設(shè)定為0.1~IMPa，將氧氣的流量設(shè)定為100~12001/ min〇
[0105]在噴鍍施工時(shí)，優(yōu)選將輥基材20加熱至300~600 °C。既可以使噴鍍氣體的火焰靠 近輥基材20而進(jìn)行加熱，或者也可以另外設(shè)置煤氣燃燒器而進(jìn)行加熱。通過將輥基材20加 熱至300°C以上，可以使耐熱合金中的A1、Y氧化，從而達(dá)到目標(biāo)量的Al 2〇3、Y2〇3。如果使加熱 溫度高于600°C，則皮膜的氧化過度進(jìn)行，皮膜變?yōu)槎嗫踪|(zhì)，因而結(jié)渣變得容易發(fā)生。再者， 從提高耐結(jié)渣性的角度考慮，更優(yōu)選使加熱溫度的范圍為400~500°C。
[0106] 在HV0F噴鍍施工時(shí)，優(yōu)選將作為HV0F燃燒氣體成分的氧氣的流量設(shè)定為1000~ 12001/min。通過將氧氣的流量設(shè)定為10001/min以上，可以使耐熱合金中的A1、Y氧化，從而 可以得到目標(biāo)量的Al 2〇3、Y2〇3。如果使氧氣的流量多于12001/min，則噴鍍中原料粉末的氧 化過度進(jìn)行，皮膜變?yōu)槎嗫踪|(zhì)，從而結(jié)渣變得容易發(fā)生。
[0107] 另外，在噴鍍施工后，優(yōu)選使噴鍍皮膜21在300~600°C下進(jìn)行1~5小時(shí)的氧化處 理。氧化處理既可以采用煤氣燃燒器加熱噴鍍皮膜21的表面，也可以將爐底輥設(shè)置于大氣、 或者含有少量氧的不活潑氣體(氮、氬等)氣氛的爐內(nèi)進(jìn)行熱處理。通過在300°C以上加熱1 小時(shí)以上，可以使耐熱合金中的Al、Y氧化，從而可以得到目標(biāo)量的Al2〇3、Y2〇 3。如果使加熱 溫度高于600°C、或者使加熱時(shí)間長于5小時(shí)，則皮膜的氧化過度進(jìn)行，皮膜變?yōu)槎嗫踪|(zhì)，從 而結(jié)渣變得容易發(fā)生。再者，從提高耐結(jié)渣性的角度考慮，更優(yōu)選使加熱溫度的范圍為400 ~50(TC 〇
[0108] 在對(duì)原料粉末進(jìn)行了氧化處理后，當(dāng)供給噴鍍時(shí)，于300~600°C下，在大氣中或者 含有少量氧的不活潑氣體(氮、氬等）中熱處理1~5小時(shí)。當(dāng)加熱低于300°C、或者低于1小時(shí) 時(shí)，Y或者A1不會(huì)氧化，如果加熱溫度高于600 °C、或者加熱時(shí)間長于5小時(shí)，則氧化的陶瓷的 量增加，從而原料粉末的熔點(diǎn)升高，皮膜變?yōu)槎嗫踪|(zhì)。再者，從提高耐結(jié)渣性的角度考慮，熱 處理溫度更優(yōu)選設(shè)定為400~500°C的范圍。
[0109] 如果采用以上說明的噴鍍處理而在輥基材20上形成噴鍍皮膜21，則接著對(duì)噴鍍皮 膜21的表層照射激光，便使噴鍍皮膜的表層至規(guī)定的深度再熔融且再凝固，從而形成改性 皮膜22 (步驟S103)。形成的改性皮膜22的厚度優(yōu)選為2~20mi。激光的照射優(yōu)選在大氣中進(jìn) 行。這是為了在激光照射中，促進(jìn)噴鍍皮膜21中含有的金屬成分的氧化反應(yīng)。
[0110] 與形成的改性皮膜22的厚度、和裂紋等有關(guān)的諸特性可以通過照射于噴鍍皮膜21 表面的激光的能量密度來加以控制。本實(shí)施方式的爐底輥的制造方法正如圖6所示意表示 的那樣，一邊使形成有噴鍍皮膜21的爐底輥10旋轉(zhuǎn)，一邊利用由公知的激光照射裝置射出 的激光30，以規(guī)定的速度對(duì)噴鍍皮膜21的表面進(jìn)行掃描。在此，為了控制噴鍍皮膜21表面的 激光的能量密度，采用公知的光學(xué)系統(tǒng)對(duì)激光30在噴鍍皮膜21表面的聚焦程度和掃描速度 進(jìn)行調(diào)整。
[0111] 在此，關(guān)于照射于噴鍍皮膜21表面的激光的能量密度，優(yōu)選設(shè)定為IX 105~IX 107W/cm2,而關(guān)于聚焦程度和掃描速度，并沒有特別的限定。例如，可以在以下的條件下照射 激光束。也就是說，利用Nd/YAG激光裝置(激光波長:1064nm)，將輸出功率為1000W的激光聚 焦在噴鍍皮膜21表面，使其直徑為300m的大小（能量密度：1.4 X 106W/cm2左右），并且以 l〇m/S的掃描速度和50wii的間距，對(duì)噴鍍皮膜21的表面進(jìn)行1次或者多次掃描。通過在這樣 的條件下進(jìn)行噴鍍皮膜21的再熔融和再凝固，便可以形成上述的改性皮膜22。此外，該處理 條件說到底僅為一個(gè)例子，可以根據(jù)所使用的激光的波長和輸出功率，適當(dāng)設(shè)定聚焦程度、 掃描速度、間距、掃描次數(shù)等處理?xiàng)l件，以便使改性皮膜22的厚度優(yōu)選為2~20mi。
[0112] 此外，作為上述的激光，使用了Nd/YAG激光(激光波長：1064nm)，但可以優(yōu)選使用 Yb系光纖激光（激光波長：1070nm)、盤形激光（激光波長：1030nm)等激光波長在900~ llOOnm范圍的近紅外線區(qū)域的激光。另外，除激光束以外，還可以使用電子束等。激光束和 電子束是能量束的一個(gè)例子。
[0113] 通過上述的處理，可以制造本實(shí)施方式的連續(xù)退火爐用爐底輥。
[0114] 以上，就本實(shí)施方式的連續(xù)退火爐用爐底輥及其制造方法進(jìn)行了說明。根據(jù)本實(shí) 施方式，由于可以適當(dāng)?shù)乜刂茽t底輥10的輥周面的表面粗糙度，從而形成致密且高強(qiáng)度的 改性皮膜，所以能夠大幅度降低鐵、錳氧化物等異物對(duì)輥周面的附著。因此，在連續(xù)退火爐1 的操作中，可以抑制通行中的鋼板2所附帶的異物在爐底輥10的輥周面的附著和生長(即結(jié) 渣的發(fā)生）。因此，可以防止或者抑制與結(jié)渣相伴的鋼板2的轉(zhuǎn)印缺陷的發(fā)生，因而可以提高 鋼板2的品質(zhì)。
[0115]再者，由于可以在連續(xù)退火爐1內(nèi)的高溫環(huán)境下長時(shí)間穩(wěn)定地使用爐底輥10,因而 可以大幅度延長爐底輥10的壽命。另外，在連續(xù)退火爐1的定期修理時(shí)，不需要將附著于爐 底輥10的輥表面的異物除去的作業(yè)，或者可以大幅度削減該作業(yè)，因而可以提高采用連續(xù) 退火爐1的鋼板2的生產(chǎn)率。
[0116]實(shí)施例
[0117]接著，就實(shí)施例進(jìn)行說明。此外，以下的實(shí)施例示出了為證實(shí)本發(fā)明的效果而進(jìn)行 的試驗(yàn)結(jié)果，本發(fā)明并不限定于以下的實(shí)施例。
[0118] 根據(jù)上述爐底輥的制造方法而制造了多種爐底輥10,并在連續(xù)退火爐1中使用各 自的爐底輥10而進(jìn)行了測(cè)定爐底輥10壽命的試驗(yàn)。另外，關(guān)于輥壽命，在連續(xù)退火爐1中，采 用便攜式熒光X射線對(duì)爐底輥10的輥周面進(jìn)行了在線測(cè)定，將直至鐵(Fe)在該輥周面的附 著量超過5質(zhì)量％這一時(shí)點(diǎn)的試驗(yàn)時(shí)間判定為壽命。此外，本實(shí)施方式的輥徑巾設(shè)定為 1000mm〇
[0119] 此外，在噴鍍皮膜21的再熔融和再凝固處理時(shí)，由于也受到噴鍍皮膜的組成和表 面粗糙度的影響，因而適當(dāng)調(diào)整聚焦程度和掃描速度來進(jìn)行再熔融和再凝固處理。例如，對(duì) 于表1的維氏硬度HV為950、噴鍍皮膜的80體積％為陶瓷（79體積％ SCr3C2、1體積％為 Al2〇3)、剩余部分為耐熱合金、而且該耐熱合金以質(zhì)量％計(jì)含有Cr: 10%、A1:5%、Y: 2%、Ti : 0.1 %、剩余部分為Co的噴鍍皮膜，使用Nd/YAG激光裝置，將輸出功率為1000W的激光聚焦在 噴鍍皮膜21表面，使其直徑為300wii的大小，并且以50wii的間距和lOm/s的掃描速度，進(jìn)行1 次掃描處理，在此情況下，采用同時(shí)試驗(yàn)片（simultaneous test specimen)確認(rèn)的改性皮 膜22的厚度為llwii。在相同的條件下，如果進(jìn)行2次掃描處理，則改性皮膜22的厚度為13mi。 另外，在相同的條件下，如果將聚焦程度設(shè)定為直徑1000M1，則在1次掃描中，改性皮膜22的 厚度為2wii。在將輸出功率設(shè)定為500W、使其聚焦成直徑300mi的大小、且以60wii的間距、8m/ s的掃描速度進(jìn)行1次掃描處理的情況下，改性皮膜22的厚度為8wii。因此，在表1所示的例子 中，基于這樣的見解而適當(dāng)設(shè)定聚焦程度、掃描速度、間距以及掃描次數(shù)，從而制造出表1所 示的厚度的改性皮膜22。
[0120] 形成于輥周面的噴鍍皮膜21的組成、以及噴鍍皮膜21和改性皮膜22的諸物性一并 表示在表1中。
[0121] 在表1中，改性皮膜22的厚度、裂紋間隔以及裂紋寬度通過對(duì)得到的爐底輥的同時(shí) 試樣的斷面進(jìn)行SEM觀察來測(cè)定。對(duì)于以1000倍的測(cè)定放大倍數(shù)進(jìn)行SEM觀察的10個(gè)視場(chǎng)斷 面，測(cè)定裂紋間隔和裂紋寬度而算出平均值。另外，關(guān)于改性皮膜22的表面的Al 2〇3的面積 率，對(duì)于采用波長色散型EPMA以500倍的測(cè)定放大倍數(shù)進(jìn)行觀察的10個(gè)視場(chǎng)的表面圖像，以 采用定性分析判定為Al 2〇3的部分的顏色為白、除此以外的為黑的方式使背散射電子圖像2 值化，由此測(cè)定面積率而算出平均值。關(guān)于改性皮膜22的氧含量，對(duì)于采用波長色散型EPMA 以500倍的測(cè)定放大倍數(shù)進(jìn)行觀察的10個(gè)視場(chǎng)，進(jìn)行定量分析而測(cè)定氧含量，并算出平均 值。再者，噴鍍皮膜21和改性皮膜22的維氏硬度HV根據(jù)IS0 6507-1中規(guī)定的方法進(jìn)行測(cè)定， 以（改性皮膜22的維氏硬度HV/噴鍍皮膜21的維氏硬度HV)得到的硬度變化的比例一并表示 在表1中。另外，在表1中，也一并不出了作為試驗(yàn)結(jié)果的輯壽命。
[0123] 由上述表1表明：實(shí)施例1~24所示的爐底輥具備具有高維氏硬度HV的改性皮膜 22,顯然具有優(yōu)良的輥壽命。特別地，可知對(duì)于裂紋間隔、裂紋寬度以及A1 203的面積率具有 適當(dāng)值的實(shí)施例，尤其具有優(yōu)良的輥壽命。這樣的結(jié)果表明：按照本說明書的爐底輥的制造 方法而制造爐底輥，由此可以很好地抑制結(jié)渣的發(fā)生。
[0124] 另一方面，與比較例對(duì)應(yīng)的爐底輥的輥壽命低于2年，表明不能抑制在爐底輥表面 的結(jié)渣的發(fā)生。
[0125] 申請(qǐng)日為2014年10月2日的日本專利申請(qǐng)2014-204108號(hào)所公開的整個(gè)內(nèi)容通過 參照而編入本說明書中。
[0126] 本說明書中記載的所有文獻(xiàn)、專利申請(qǐng)以及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)通過參照而編入本說明書 中，其中每個(gè)文獻(xiàn)、專利申請(qǐng)以及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)通過參照而編入的內(nèi)容與其具體且分別地記載 的情況相同。
[0127] 以上就各種典型的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不局限于這些實(shí)施方式。本 發(fā)明的范圍僅由以下的權(quán)利要求書進(jìn)行限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種爐底輥，其具有： 車?yán)セ模? 噴鍍皮膜，其形成于所述輥基材上；以及 改性皮膜，其形成于所述噴鍍皮膜上，是通過對(duì)所述噴鍍皮膜的表面的一部分或者整 個(gè)表面照射能量束、使所述噴鍍皮膜熔融并凝固而對(duì)所述噴鍍皮膜部分地或者全部地改性 而成的;其中， 所述改性皮膜的厚度為2~20μπι， 所述改性皮膜的維氏硬度HV為所述噴鍍皮膜的維氏硬度HV的1.2~1.4倍。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的爐底輥，其中， 在所述改性皮膜的表面存在裂紋， 在將所述爐底輥沿厚度方向切斷所得到的斷面中，相鄰的所述裂紋的平均間隔為10~ 100μπι，所述裂紋的開口寬度低于5μπι。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的爐底輥，其中，所述改性皮膜含有0.5~2質(zhì)量％的氧。4. 根據(jù)權(quán)利要求1~3中任一項(xiàng)所述的爐底輥，其中，在所述改性皮膜的表面分散存在 著Α12〇3，所述改性皮膜的表面的Α1 2〇3的面積率為5~40 %。5. 根據(jù)權(quán)利要求1~4中任一項(xiàng)所述的爐底輥，其中，進(jìn)一步具有形成于所述改性皮膜 上、或者所述改性皮膜和所述噴鍍皮膜上的氧化鉻層。6. 根據(jù)權(quán)利要求1~5中任一項(xiàng)所述的爐底輥，其中，所述噴鍍皮膜為由陶瓷和耐熱合 金構(gòu)成的金屬陶瓷皮膜； 所述陶瓷以體積％計(jì)，含有 Cr3C2:50~90%、 Al2〇3:l ~40%、 Y2〇3:0~3%、以及 ZrB2:0 ~40%， 剩余部分由雜質(zhì)和氣孔構(gòu)成； 所述耐熱合金以質(zhì)量％計(jì)，含有 Cr:5~20%、 Al:5~20%、以及 Y或Si之中的至少任一種:0.1~6%， 剩余部分由Co或Ni之中的至少任一種以及雜質(zhì)構(gòu)成； 所述金屬陶瓷皮膜的50~90體積％為所述陶瓷，剩余部分為所述耐熱合金。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的爐底輥，其中，所述耐熱合金以質(zhì)量％計(jì)，進(jìn)一步含有 Nb:0.1 ~10%、和 Ti :0.1~10%之中的至少任一種。8. -種爐底輥的制造方法，其具有以下工序:通過對(duì)形成于輥基材上的噴鍍皮膜的表 面的一部分或者整個(gè)表面照射能量束，使所述噴鍍皮膜熔融并凝固而對(duì)所述噴鍍皮膜部分 地或者全部地改性，從而形成厚度為2~20μπι、且維氏硬度HV為所述噴鍍皮膜的維氏硬度HV 的1.2~1.4倍的改性皮膜。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的爐底輥的制造方法，其中，在大氣中照射所述能量束。
【文檔編號(hào)】C23C4/10GK106029937SQ201580009169
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2015年10月2日
【發(fā)明人】栗棲泰, 水津龍夫
【申請(qǐng)人】新日鐵住金株式會(huì)社, 托卡洛股份有限公司