HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine verschleißfeste
Verbundwalze und insbesondere eine verschleißfeste
Verbundwalze mit einem um einen Kernteil herum gebildeten
Mantelteil, welcher Mantelteil aus einem gesinterten
Legierungsmaterial mit ausgezeichneter Verschleißfestigkeit
besteht.
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Es ist erforderlich&sub1; daß die Walzen Walzoberflächen
haben, die nur durch geringen Verschleiß, geringe
Oberflächenaufrauhung, geringes Haften an gewaizten Materialien,
weniger Risse und Brüche usw. beeinträchtigt werden. Zu
diesem Zweck werden gegossene Verbundwalzen mit harten
Außenoberflächen und geschmiedete Stahlwalzen mit durch
Wärmebehandlung gehärteten Walzenkörperteilen usw.
herkömmlich verwendet. In Abhängigkeit von den
Anwendungsfällen werden verschiedene Materialien und
Herstellungsverfahren zur Herstellung dieser Walzen verwendet.
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Weiter besteht ein steigender Bedarf an Walzen höherer
Verschleißfestigkeit, und in neuerer Zeit wurden mit aus
gesinterten Legierungen hergestellten Mantelteilen
versehene Verbundwalzen vorgeschlagen. Beispielsweise
offenbart die JP-A-62-7802 eine Verbundwalze, die aus einem
Mantelteil und einem Walzenkern zusammengesetzt ist,
wobei der Mantelteil aus Pulver eines Schnellstahls, eines
Gußeisens mit hohem Mo-Gehalt, eines Gußeisens mit hohem
Cr-Gehalt, einer Ni-Cr-Legierung usw. besteht und mit dem
Walzenkern durch eine HIP-(heißisostatische Preß-)
Behandlung diffusionsverbunden wird. Die JP-A-58-128525
offenbart eine Hartmetallwalze und eine Verbundringwalze,
deren Ringteil aus einem Hartmetall besteht.
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Die JP-A-58-87249 offenbart eine verschleißfeste Gußwalze
mit einer Zusammensetzung, die im wesentlichen aus
2,4-3,5 % C, 0,5-1,3 % Si, 0,3-0,8 % Mn, 0-3 % Ni,
2-7 % Cr, 2-9 % Mo, 0-10 % W, 6-14 % V und Rest Fe und
unvermeidlichen Verunreinigungen besteht. Unter den
obigen Legierungsbestandteilen bilden W, Mo und V
Metallkarbide, die dazu beitragen, der Walze eine ausgezeichnete
Verschleißfestigkeit zu verleihen. Jedoch leidet sie, da
dieses Walzenmaterial durch Gießen hergestellt wird, noch
unter den Problemen, daß die Teilchengrößen der
Metallkarbide so groß wie 50-200 µm sind und daß die Verteilung
der Metallkarbide mikroskopisch nicht gleichmäßig ist.
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Kürzlich wurde eine Untersuchung durchgeführt, um eine
Verbundwalze mit Karbidteilchen vorzusehen, deren Größen
äußerst gering und gleichmäßig sind, indem ein
HIP-Verfahren anstelle eines Gießverfahrens angewandt wird.
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Diese Walzen zeigen im Vergleich mit den herkömmlichen
Gußeisenwalzen und geschmiedeten Walzen eine verbesserte
Verschleißfestigkeit auf. Jedoch sind diese Walzen im
Hinblick auf das Anforderungsniveau der
Verschleißfestigkeit, das in neuerer Zeit höher wird, noch unzureichend.
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Um die Verschleißfestigkeit weiter zu verbessern, werden
große Mengen von Karbidbildungselementen den
Walzenmatenahen zugesetzt, wodurch große Mengen von
Metallkarbiden hoher Härte in der Walzenmatrix gebildet werden.
Besonders kann, da Vanadinkarbid (VC) eine äußerst höhere
Härte als die anderen Metallkarbide zeigt, die
Verschleißfestigkeit der Walze durch Bilden von VC in der
Walzenmatrix merklich verbessert werden.
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Wenn das eine große Menge eines karbidbildenden Elements
(insbesondere V) enthaltende Legierungspulver verwendet
und einer HIP-Behandlung unterworfen wird, werden feine
Karbide ausgeschieden. Jedoch ist der Verschleiß der
Walze trotz der großen Menge an VC relativ stark. Demgemäß
sind solche gegossenen Walzen unter dem Gesichtspunkt der
Verschleißfestigkeit und Beständigkeit gegenüber
Oberflächenaufrauhung nicht befriedigend.
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Die JP-A-1252704 offenbart eine verschleißfeste
Verbundwalze, die durch ein HIP-Verfahren hergestellt wird.
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Die JP-A-2-270944 offenbart eine verschleißfeste und
oberflächenaufrauhungsbeständige einteilige Walze, die
hergestellt wird, indem ein Legierungspulver, das
gewichtsmäßig aus 1,2 - 3,5 % C, 3 - 6 % Cr, 4 - 10 % Mo,
2 - 15 % W, 2 - 10 % V, 1 - 15 % Co und Rest
unvermeidlichen Verunreinigungen und Fe besteht, einem
heißisostatischen Pressen unterworfen wird, wobei die Walze 5 - 40 %
Flächenanteil an Karbiden von 25 - 100 µm Teilchengröße
enthält und keine pulverförmigen
Legierungsflächenbereiche in der Matrix aufweist.
AUFGABE UND ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine verschleißfeste Verbundwalze mit einem Mantelteil
vorzusehen, der aus einer gesinterten Legierung besteht,
die eine ausgezeichnete Verschleißfestigkeit zeigt.
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Die verschleißfeste Verbundwalze gemäß der Erfindung hat
einen Mantelteil, der durch Sintern eines
Legierungspulvers mit gewichtsmäßig 1,0-3,5 % C, 0,2-1 % Si, 0,2-1 %
Mn, 10 % oder weniger Cr, 3-15 % W, 2-10 % Mo, 1-15 % V,
wahlweise 3-15 % Co und Rest Fe und unvermeidlichen
Verunreinigungen erzeugt wurde, welcher Mantelteil
Karbidteilchen mit Teilchengrößen innerhalb des Bereichs von
3-50 µm in einer Martensit- oder Bainitmatrix enthält und
ein Flächenverhältnis der Karbidteilchen in der
Metallstruktur des gesinterten Mantelteils von 15 % oder mehr
aufweist, wobei unter den Karbidteilchen mit
Teilchengrößen von 0,5 µm oder mehr die Zahl der Karbidteilchen mit
Teilchengrößen von 3 µm oder mehr 10 % oder mehr ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Fig. 1 ist eine Mikroskopaufnahme, die das Metallgefüge
eines Probestücks zeigt, das aus dem Mantelteil der
Verbundwalze gemäß der vorliegenden Erfindung
herausgeschnitten wurde;
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Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht, die eine Vorrichtung
zur Herstellung einer verschleißfesten Verbundwalze gemäß
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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Fig. 3 (a) ist eine schematische Darstellung, die den
Verschleißmechanismus der Verbundwalze der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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Fig. 3 (b) ist eine schematische Darstellung, die den
Verschleißmechanismus der herkömmlichen Walze zeigt;
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Fig. 4 ist eine schematische Darstellung, die ein
Wärmebehandlungsmuster als ein Beispiel der bei der
Herstellung der verschleißfesten Verbundwalze der vorliegenden
Erfindung verwendeten Wärmebehandlungsbedingungen zeigt;
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Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht, die die Verbundwalze
zeigt;
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Fig. 6 ist eine schematische Darstellung zur
Veranschaulichung eines Abriebverschleißtestverfahrens;
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Fig. 7 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem
Gewichtsverlust durch Verschleiß und der Härte zeigt;
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Fig. 8 ist eine Querschnittsansicht&sub1; die ein weiteres
Beispiel einer Verbundwalze zeigt; und
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Fig. 9 ist eine Mikroskopaufnahme, die das Metallgefüge
der herkömmlichen Walze zeigt.
NÄHERE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Das zur Erzeugung des Mantelteils der Verbundwalze bei
der vorliegenden Erfindung verwendete Legierungspulver
hat eine Zusammensetzung mit gewichtsmäßig 1,0-3,5 % C,
0,2-1 % Si, 0,2-1 % Mn, 10 % oder weniger Cr, 3-15 %
2-10 % Mo, 1-15 % V, wahlweise 3-15 % Co und Rest Fe und
unvermeidlichen Verunreinigungen.
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In dieser Legierung verbindet sich C mit Cr, W, Mo und V
unter Bildung harter Karbide, die zur Steigerung der
Verschleißfestigkeit beitragen. Wenn jedoch der
Kohlenstoffgehalt übermäßig ist, bilden sich zu viele Karbide,
wodurch die Legierung spröde gemacht wird. Weiter wird C in
der Matrix gelöst, so daß es die Funktion einer
Sekundärhärtung durch Tempern zeigt. Wenn C jedoch in einer
übermäßigen Menge vorliegt, wird die Zähigkeit der Matrix
verringert. Aus diesen Gründen ist der C-Gehalt
1,0-3,5 Gew.%. Der bevorzugte C-Gehalt ist 1,5-3,0 Gew.%.
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Si hat eine Funktion der Desoxidation, der Härtung der
Legierungsmatrix, der Steigerung der
oxidationsbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit und der Verbesserung der
Zerstäubbarkeit der Legierung. Um diese Wirkungen zu
erzielen, ist die Si-Menge 0,2-1 Gew.-%.
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Mn liegt in einer Menge von 0,2-1 Gew.% vor, da es eine
Funktion der Desoxidation und Steigerung der Härtbarkeit
der Legierung hat.
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Or trägt nicht nur zur Verbesserung der
Verschleißfestigkeit durch Bildung von Karbiden mit C bei, sondern
verbessert auch die Härtbarkeit der Legierung durch
Auflösung in der Matrix und Steigerung der Sekundärhärtung
durch Tempern. Wenn Cr jedoch in einer übermäßigen Menge
vorliegt, wird die Zähigkeit der Matrix verringert. Daher
ist der Cr-Gehalt 10 Gew.% oder weniger. Der bevorzugte
Cr-Gehalt ist 3-6 Gew.%.
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W und Mo steigern nicht nur die Verschleißfestigkeit
durch Verbindung mit C unter Bildung von M&sub6;C-Typ-
Karbiden, sondern werden auch in der Matrix gelöst,
wodurch die Härte der Matrix bei Wärmebehandlung gesteigert
wird. Wenn sie jedoch in übermäßigen Mengen vorliegen,
sinkt die Zähigkeit der Legierung, und das Material wird
teuer. Daher beträgt der W-Gehalt 3-15 Gew.%, und der Mo-
Gehalt ist 2-10 Gew.%. Der bevorzugte W-Gehalt ist
3-10 Gew.%, und der bevorzugte Mo-Gehalt ist 4-10 Gew.%.
V verbindet sich wie W und Mo mit C. Es bildet MC-Typ-
Karbide, die eine Härte Hv von 2500-3000, also extrem
höher als die Härte Hv von 1500-1800 der M&sub6;C-Typ-Karbide
haben. Demgemäß ist V ein Element, das zur Verbesserung
der Verschleißfestigkeit beiträgt. Wenn der V-Gehalt
unter 1 Gew.% ist, ist seine Wirkung zu gering.
Andererseits werden, wenn der V-Gehalt 15 Gew.% übersteigt, die
Zerstäubbarkeit und Bearbeitbarkeit der Legierung
schlecht. Daher ist der V-Gehalt 1-15 Gew.%. Der
bevorzugte V-Gehalt ist 4-15 Gew.%.
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Da Co ein Element ist, das zum Versehen der Legierung mit
Hitzebeständigkeit wirksam ist, kann es dem
Legierungspulver zugesetzt werden. Wenn es jedoch in einer
übermäßigen Menge vorliegt, senkt es die Zähigkeit der
Legierung. Daher liegt Co vorzugsweise in einer Menge von
3-15 Gew.% vor. Der mehr bevorzugte Co-Gehalt ist
5-10 Gew.%.
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Bei der Herstellung des Legierungspulvers wird eine
Legierung der obigen Zusammensetzung geschmolzen und durch
ein Gaszerstäubungsverfahren usw. zu Pulver geformt. Das
durch ein solches Verfahren erhaltene Legierungspulver
hat zweckmäßig eine Durchschnittsteilchengröße von
30-300 µm.
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Durch Verwendung des obigen Legierungspulvers ist es
möglich, eine Verbundwalze mit einem Mantelteil mit
ausgezeichneter Verschleißfestigkeit herzustellen, welcher
Mantelteil mit dem Walzenkernteil diffusionsverbunden
wird.
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Der Mantelteil der Verbundwalze gemäß der vorliegenden
Erfindung hat eine Martensit- oder Bainit-Matrix. Wegen
dieses Matrixgefüges weist der Mantelteil eine
ausgezeichnete mechanische Festigkeit auf.
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Was den Kernteil der Verbundwalze betrifft, so kann er
aus irgendwelchen Eisenbasis-Legierungsmaterialien, wie
z.B. Gußeisen, Gußstahl, geschmiedetem Stahl usw.
bestehen.
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Es wird nun das Verfahren zur Herstellung der
verschleißfesten Verbundwalze gemäß der vorliegenden Erfindung
beschrieben.
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Wie in Fig. 2 gezeigt ist, wird das durch Zerstäubung
usw. erhaltene Legierungspulver "P" in eine Metallkapsel
2 eingefüllt, die um einen Walzenkernteil 1 herum
angeordnet ist. Die Metallkapsel 2 wird durch einen
Entlüfterstutzen 3, der in einem oberen Teil derselben
vorgesehen ist, evakuiert und abgedichtet, um das Innere der
Metallkapsel 2 in einem Vakuumzustand zu halten. Sie wird
dann einer HIP-Behandlung ausgesetzt. Übrigens kann die
Metallkapsel 2 aus einer Stahl- oder nichtrostenden
Stahiplatte mit einer Dicke von 3-10 mm bestehen.
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Die HIP-Behandlung wird üblicherweise bei einer
Temperatur gleich oder über der Temperatur durchgeführt, ab der
das Legierungspulver zu schmelzen beginnt (im folgenden
als "Schmelzbeginntemperatur" bezeichnet). Besonders wird
die HIP-Behandlung bei einer Temperatur von 1100-1300 ºC
und einem Druck von 9,81 - 14,715 10³ N/cm²
(1000-1500 atm) in einer inerten Gasatmosphäre, wie z.B.
Argon usw., für 1-8 Stunden, vorzugsweise 2-5 Stunden
durchgeführt.
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Das wichtigste Merkmal der vorliegenden Erfindung ist,
daß mittels Durchführung der HIP-Behandlung bei einer
Temperatur, die nicht unter der Schmelzbeginntemperatur
des Legierungspulvers liegt, die Abmessungen und die
Verteilung der Karbide in der Legierungsmatrix des
Mantelteils der Verbundwalze gesteuert werden, wodurch die
Verschleißfestigkeit der Verbundwalze verbessert wird. Wie
aufgrund der Fig. 1 und 9 klar wird, die
Mikroskopaufnahmen sind, die die Metallgefüge des Beispiels 1 und des
Vergleichsbeispiels 1 zeigen, unterscheiden sich die
Abmessungen und die Verteilung der Karbide in der
Legierungsmatrix merklich in Abhängigkeit von der
HIP-Behandlungstemperatur auch bei der gleichen
Legierungszusammensetzung.
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Auf den ersten Blick scheint Fig. 9, die eine
Mikroskopaufnahme des Metallgefüges des Vergleichsbeispiels 1 ist,
zu zeigen, daß gleichmäßig in der Legierungsmatrix
verteilte feine Karbidteilchen besser als die mit größeren
Abmessungen sind. Es wurde jedoch gefunden, daß die
Verbundwalze, deren Mantelteil ein solches Metallgefüge hat,
eine schlechte Verschleißfestigkeit zeigt, wenn die
Verbundwalze zum Walzen verwendet wird. Fig. 1 ergibt, daß
eine um so höhere Verschleißfestigkeit erhalten werden
kann, je größer die Abmessungen der Karbidteilchen in der
Matrix sind.
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In diesem Fall haben die Karbidteilchen, die zur
Verbesserung der Verschleißfestigkeit der Verbundwalze
beitragen, Teilchengrößen von 3 µm oder mehr, wie in Fig. 1
gezeigt ist. Wenn die in der Legierungsmatrix verteilten
Karbidteilchen Teilchengrößen unter 3 µm haben, wie in
Fig. 9 gezeigt ist, wird angenommen, daß durch den in
Fig. 3(b) gezeigten Verschleißmechanismus die
Karbidteilchen nicht wesentlich zur Verbesserung der
Verschleißfestigkeit der Verbundwalze beitragen. Insbesondere wird,
wenn ein Verschleißteilchen 9 im Kontakt mit der
Walzenoberfläche ist, das Gesamtmetallgefüge der Walze
verformt, weil die Karbidteilchen 11 in der Matrix 10 kleine
Teilchengrößen haben. Daher findet ein Verschleiß der
Walze leicht statt. Andererseits kann, wie in Fig. 3(a)
gezeigt wird, wenn die in der Walzenmatrix 10 verteilten
Karbidteilchen 11 Teilchengrößen von 3 µm oder mehr
haben, eine gute Verschleißfestigkeit erzielt werden. Wenn
jedoch die Teilchengrößen der Karbidteilchen 50 µm
übersteigen, tritt ein starker Verschleiß ungleichmäßig im
mikroskopischen Bereich von Stelle zu Stelle in
Abhängigkeit davon auf, ob dort Karbidteilchen sind oder nicht.
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Selbst wenn Karbidteilchen mit Teilchengrößen von 3 µm
oder mehr vorliegen, kann die Verbesserung der
Verschleißfestigkeit nicht erwartet werden, solange die
Menge der Karbidteilchen zu gering ist. Daher sollten die
Karbidteilchen mit Teilchengrößen im Bereich von 3 µm bis
50 µm 15 % oder mehr des Flächenanteils der Matrix
einnehmen. Der bevorzugte Flächenanteil der Karbidteilchen
in der Legierungsmatrix ist 20-40 %.
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Im Hinblick auf die Teilchengrößen der Karbidteilchen
sollte der Prozentsatz der Zahl der Karbidteilchen mit
Teilchengrößen von 3 µm oder mehr bezüglich der Zahl der
Karbidteilchen mit Teilchengrößen von 0,5 µm oder mehr
10 % oder mehr sein. Wenn der obige Prozentsatz unter
10 % ist, wird die Verschleißfestigkeit des Mantelteils
verschlechtert. Der bevorzugte Prozentsatz der Zahl der
Karbidteilchen mit Teilchengrößen von 3 µm oder mehr,
bezogen auf die Zahl der Karbidteilchen mit Teilchengrößen
von 0,5 µm oder mehr ist 10-40 %.
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Die Verbundwalze mit dem Metallgefüge, das die obigen
Anforderungen erfüllt, zeigt eine verbesserte
Verschleißfestigkeit aufgrund des in Fig. 3 (a) gezeigten
Mechanismus. Und zwar wird, auch wenn das Verschleißteilchen 9 in
Kontakt mit der Walzenoberfläche gebracht wird, das
Teilchen 9 von den großen Karbidteilchen 11 abgestützt, so
daß verhindert wird, daß das Teilchen 9 das
Gesamtmetallgefüge schädigt. Durch diesen Mechanismus wird die Walze
gut gegenüber Verschleiß geschützt.
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Nach der HIP-Behandlung wird die Metallkapsel 2 durch
eine Drehbank entfernt. Die Walze wird dann einer
Wärmebehandlung nach dem Muster, wie es z.B. in Fig. 4 gezeigt
ist, unterworfen. Die gewünschte Verbundwalze wird nach
der Endbearbeitung erhalten.
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Die vorliegende Erfindung wird in weiteren Einzelheiten
anhand der folgenden Beispiele beschrieben, ohne daß
darauf der durch die vorliegende Erfindung erfaßte Bereich
eingeschränkt wird.
Beispiel 1, Vergleichsbeispiel 1
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Legierungspulver mit einer in der Tabelle 1 gezeigten
Zusammensetzung wurde in eine zylindrische Metallkapsel 2
eingefüllt, die um einen Walzenkernteil 1 herum
angeordnet wurde, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Die Metallkapsel 2
wurde durch einen Entlüftungsstutzen 3 in einem oberen
Teil derselben evakuiert, wobei die gesamte Metallkapsel
2 auf etwa 500 ºC erhitzt wurde, und der
Entlüftungsstutzen 3 wurde abgedichtet, um das Innere der Metallkapsel
auf etwa 1,333 10&supmin;³ hPa (1 x 10&supmin;³ Torr) zu halten.
Danach wurde diese Metallkapsel 2 in einer
Argongasatmosphäre angeordnet und einer HIP-Behandlung bei einer
Temperatur von 1250 ºC und einem Druck von 9,81 10³ N/cm²
(1000 atm) für 2 Stunden unterworfen. übrigens war die
Temperatur, bei der das Legierungspulver zu schmelzen
begann, 1195 ºC.
Tabelle 1
Chemische Bestandteile des Legierungspulvers (Gew.%)
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Nach der HIP-Behandlung wurde die äußere Metallkapsel 2
durch Abdrehen entfernt, und die erhaltene Probe wurde
einer Wärmebehandlung nach dem in Fig. 4 gezeigten Muster
unterworfen. Danach wurde die Verbundwalze einer
Endbearbeitung unterworfen, um eine hohle Verbundwalze zu
erhalten, die aus einem Mantelteil 4 aus einer gesinterten
Legierung mit einem Außendurchmesser von 350 mm und einer
Dicke von 20 mm und einem Walzenkernteil 5 mit einem
Innendurchmesser von 250 mm und einer Länge von 400 mm
bestand, wie in Fig. 5 gezeigt ist. Diese Verbundwalze
hatte einen Mantelteil 4 mit einem in Fig. 1 gezeigten
Metallgefüge.
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Zum Vergleich wurde eine HIP-Behandlung mit der gleichen
Verbundwalze wie im Beispiel 1 bei einer Temperatur von
1170 ºC, d.h. unter der obigen Schmelzbeginntemperatur
von 1195 ºC, für die gleiche Zeitdauer durchgeführt, und
die gleiche Bearbeitung wie oben wurde danach
durchgeführt, um eine Verbundwalze des Vergleichsbeispiels 1 zu
erhalten. Das Metallgefüge des Mantelteils der
Verbundwalze des Vergleichsbeispiels 1 ist in Fig. 9 gezeigt.
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Bei beiden Verbundwalzen wurden der Mantelteil 4 und der
Kernteil 5 miteinander durch die HIF-Behandlung
diffusionsverbunden. In den Fig. 1 und 9 sind weiße körnige
Teile Karbidteilchen. Man stellt große Unterschiede zwischen
den Karbidteilchen in Fig. 1 und denen in Fig. 9
bezüglich der Teilchengröße und -verteilung fest. Die
Teilchengrößen und -verteilung der Karbidteilchen sind in der
Tabelle 2 gezeigt.
Tabelle 2
Teilchengroße der Karbide (Utfl) Flächenanteil der Karbide (%)
Gesamtmenge der Karbide
Karbide von 3-50 µm
Karbide von 3 µm order mehr (%)
Beispiel 1
Vergleichsbeispiel 1
Bemerkung: (1) Durchschnittsteilchengröße.
(2) Minimumteilchengröße.
(3) Maximumteilchengröße.
(4) Karbidteilchen mit Teilchengrößen
von 0,5 µm oder mehr wurden gezählt.
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Danach wurden die durch das obige Verfahren hergestellten
Verbundwalzen einem Abriebverschleißtestverfahren
unterworfen. Zu diesem Zweck wurde ein Probestück von
10 mm x 10 mm x 15 mm aus dem Mantelteil jeder
Verbundwalze herausgearbeitet und einer Temperbehandlung derart
unterworfen, daß die Probestücke 8 verschiedene
Härteniveaus hatten. Wie in Fig. 6 gezeigt ist, wurde ein
Schmirgelpapier 7 auf einem Testtisch 6 angebracht, und
der Testtisch 6 wurde in Drehung versetzt. Jedes
Probestück 8 wurde auf das Schmirgelpapier 7 unter einem Druck
von 598,6 N/mm² (60 kg/mm²) für 3 Minuten angedrückt, um
den Verschleißtest durchzuführen. Vor und nach dem
Verschleißtest wurde das Gewicht des Probestücks gemessen,
um einen Gewichtsverlust durch Verschleiß zu ermitteln.
Die Ergebnisse sind in Fig. 7 gezeigt. In der Figur
bezeichnet die gerade Linie A das Beispiel 1, und die
gerade Linie B bezeichnet das Vergleichsbeispiel 1.
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Wie aus dem Vergleich der geraden Linie A mit der geraden
Linie B klar ist, ist der Gewichtsverlust der
Verbundwalze der vorliegenden Erfindung (Beispiel 1) etwa ein
Drittel desjenigen der Verbundwalze des Vergleichsbeispiels 1
bei gleichem Härteniveau. Das bedeutet, daß die
Verbundwalze der vorliegenden Erfindung (Beispiel 1) etwa
dreimal so verschleißfest wie die Verbundwalze des
Vergleichsbeispiels 1 ist.
Beispiel 2, Vergleichsbeispiel 2
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Zwei hohle Verbundwalzen mit jeweils einer Form, wie in
Fig. 8 gezeigt ist, wurden unter den gleichen Bedingungen
wie im Beispiel 1 hergestellt. Jede Verbundwalze bestand
aus einem Mantelteil 4 aus einer gesinterten Legierung
mit der gleichen Zusammensetzung wie im Beispiel 1 und
mit einem Außendurchmesser von 400 mm und einer Dicke von
30 mm sowie aus einem Walzenkernteil 5 mit einem
Innendurchmesser von 280 mm und einer Länge von 500 mm. Jede
Verbundwalze wurde mit vier runden Nuten ausgebildet,
deren jede einen halbkreisförmigen Querschnitt mit einem
Radius von 11 mm hatte.
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Jede Verbundwalze wurde als eine Fertigwalze zum Walzen
einer Stahlstange verwendet. Als Ergebnis wurden 690 t
Stahl je Kalibernut mit der Verbundwalze des Beispiels 2
gewalzt, während nur 210 t Stahl je Kalibernut mit der
Verbundwalze des Vergleichsbeispiels 2 gewalzt wurden.
Dies bedeutet, daß die Verbundwalze der vorliegenden
Erfindung mehr als dreimal so verschleißfest wie die
Verbundwalze des Vergleichsbeispiels 2 ist, die einer HIP-
Behandlung bei einer Temperatur unter der
Schmelzbeginntemperatur des Legierungspulvers für den Mantelteil
unterworfen wurde.
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Wie oben im einzelnen beschrieben wurde, hat, da der
Mantelteil der Verbundwalze der vorliegenden Erfindung durch
eine HIP-Behandlung bei einer gleich oder über der
Schmelzbeginntemperatur des Legierungspulvers liegenden
Temperatur hergestellt wurde, der Mantelteil
Karbidteilchen mit großen Teilchengrößen Daher ist die
Verschleißfestigkeit der Verbundwalze der vorliegenden Erfindung so
hoch wie das Dreifache oder mehr der bekannten
Verbundwalze.