JPH01127646A - 熱間圧延用ロール - Google Patents
熱間圧延用ロールInfo
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- JPH01127646A JPH01127646A JP28234687A JP28234687A JPH01127646A JP H01127646 A JPH01127646 A JP H01127646A JP 28234687 A JP28234687 A JP 28234687A JP 28234687 A JP28234687 A JP 28234687A JP H01127646 A JPH01127646 A JP H01127646A
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- Japan
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- roll
- graphite
- outer layer
- resistance
- wear resistance
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、例えば熱間圧延の仕上ワークロールとして使
用するのに好適な、耐摩耗性および耐焼付性に優れた熱
間圧延用ロールに関するものである。
用するのに好適な、耐摩耗性および耐焼付性に優れた熱
間圧延用ロールに関するものである。
(従来の技術)
近年、目を見張るばかりの著しい工業技術の発展を背景
として、新しい特性を備えた様々な素材が開発されてお
り、それと同時に金属の圧延材料もそれぞれの用途に応
じて種々のものが使用されるようになった。このため、
金属材料圧延用ロールにもそれぞれの使用目的に応じた
種々の厳しい特性が要求されるようになった。従来から
その材質等を中心に様々な工夫が凝らされてきたが、現
在では、特に苛酷な条件下で使用されがちな鉄鋼の熱間
圧延用仕上ワークロール等では、外層材にアダマイト材
、高クロム材或いは高合金グレン材等の耐摩耗性強靭鋳
鉄を適用したものが主流を占めるようになっている。
として、新しい特性を備えた様々な素材が開発されてお
り、それと同時に金属の圧延材料もそれぞれの用途に応
じて種々のものが使用されるようになった。このため、
金属材料圧延用ロールにもそれぞれの使用目的に応じた
種々の厳しい特性が要求されるようになった。従来から
その材質等を中心に様々な工夫が凝らされてきたが、現
在では、特に苛酷な条件下で使用されがちな鉄鋼の熱間
圧延用仕上ワークロール等では、外層材にアダマイト材
、高クロム材或いは高合金グレン材等の耐摩耗性強靭鋳
鉄を適用したものが主流を占めるようになっている。
なお、これらロール材のうち、アダマイト材は特に強靭
性に富むと言う特徴を有することから仕上圧延の前段用
ワークロール外層材として広く使用されている。また、
高クロム材は、Mi機織中存在する高硬度炭化物CCr
5 Fe)ycsの故に耐摩耗性に優れるとの特徴を、
そして高台金グレン材は、組織中に存在する黒鉛の故に
熱伝導率が高いことに加えて、黒鉛自身の潤滑作用によ
って耐焼付性に優れているとの特徴を、それぞれ有して
いることから、これらの特徴が生かされる条件下での使
用が心掛けられてきた。
性に富むと言う特徴を有することから仕上圧延の前段用
ワークロール外層材として広く使用されている。また、
高クロム材は、Mi機織中存在する高硬度炭化物CCr
5 Fe)ycsの故に耐摩耗性に優れるとの特徴を、
そして高台金グレン材は、組織中に存在する黒鉛の故に
熱伝導率が高いことに加えて、黒鉛自身の潤滑作用によ
って耐焼付性に優れているとの特徴を、それぞれ有して
いることから、これらの特徴が生かされる条件下での使
用が心掛けられてきた。
一方、最近になって、ニハード(商品名:構造用Ni−
Crチル鋳鉄で4種類の成分組成が規定されている)と
称され、周知材料のSi含有量を増加させ、通常では現
われない黒鉛を組織中に晶出させて熱伝導率を改善し、
これによって耐焼付性の向上を図った圧延ロール外層材
も提案された(特公昭61−16336号、特公昭61
−16415号)。
Crチル鋳鉄で4種類の成分組成が規定されている)と
称され、周知材料のSi含有量を増加させ、通常では現
われない黒鉛を組織中に晶出させて熱伝導率を改善し、
これによって耐焼付性の向上を図った圧延ロール外層材
も提案された(特公昭61−16336号、特公昭61
−16415号)。
(従来技術の問題点)
しかしながら、前記アダマイト材には使用条件が苛酷に
なると耐摩耗性や耐肌荒性の点で性能不足が認められる
ようになるなどの問題点があり、また前記高クロム材は
、他のロール材に比べて熱伝導率が低いため使用条件が
苛酷になった場合の耐焼付性不足が目立つ上、全面にさ
さくれ状の肌荒れを生じると言う欠点を有していた。そ
して、前記高台金グレン材には、使用条件が苛酷になる
と組織中の黒鉛が逆に作用し、この黒鉛を起点とした摩
耗や肌荒れが顕著になって耐肌荒性や耐摩耗性を劣化さ
せると言う問題が指摘されていたのである。
なると耐摩耗性や耐肌荒性の点で性能不足が認められる
ようになるなどの問題点があり、また前記高クロム材は
、他のロール材に比べて熱伝導率が低いため使用条件が
苛酷になった場合の耐焼付性不足が目立つ上、全面にさ
さくれ状の肌荒れを生じると言う欠点を有していた。そ
して、前記高台金グレン材には、使用条件が苛酷になる
と組織中の黒鉛が逆に作用し、この黒鉛を起点とした摩
耗や肌荒れが顕著になって耐肌荒性や耐摩耗性を劣化さ
せると言う問題が指摘されていたのである。
更に、前記特公昭61−16336号や特公昭61−1
6415号として提案されたロール外層材は、実作業を
通じての詳細な検討の結果、組織中への黒鉛晶出のため
に多量のSiを含有させたことからロール材として必要
な機械的性質が著しく低いものとなる上、特に苛酷な条
件下で使用する場合には黒鉛剥落が著しくなり耐摩耗性
の点で十分に満足できるものではないとの結論を出さざ
るを得なかった。
6415号として提案されたロール外層材は、実作業を
通じての詳細な検討の結果、組織中への黒鉛晶出のため
に多量のSiを含有させたことからロール材として必要
な機械的性質が著しく低いものとなる上、特に苛酷な条
件下で使用する場合には黒鉛剥落が著しくなり耐摩耗性
の点で十分に満足できるものではないとの結論を出さざ
るを得なかった。
しかも、上記提案に係るロール外層材ではCr量が5.
0〜10.0%(以下、成分割合を示す「%」は「重量
%」とする)と−船釣な高クロム材に比べて非常に低い
ため、例えM?C3型高硬度炭化物(CryCs+ F
egC3等)が存在したとしても僅かでしかなく、−I
n的な高クロム材が存するような高温高耐摩耗性を実現
することもできなかった。
0〜10.0%(以下、成分割合を示す「%」は「重量
%」とする)と−船釣な高クロム材に比べて非常に低い
ため、例えM?C3型高硬度炭化物(CryCs+ F
egC3等)が存在したとしても僅かでしかなく、−I
n的な高クロム材が存するような高温高耐摩耗性を実現
することもできなかった。
このように、従来知られていたロール材には何れも一長
一短がある。従って、特に“特殊鋼圧延”、6低温圧延
”あるいは“薄物圧延”の如き、ロールに対して殊更に
苛酷さが要求される条件下での圧延、つまり高負荷圧延
等においても十分対処できるような、より優れた耐摩耗
性と耐焼付性とを兼ね備えたロール材が待望されている
のが現状であった。
一短がある。従って、特に“特殊鋼圧延”、6低温圧延
”あるいは“薄物圧延”の如き、ロールに対して殊更に
苛酷さが要求される条件下での圧延、つまり高負荷圧延
等においても十分対処できるような、より優れた耐摩耗
性と耐焼付性とを兼ね備えたロール材が待望されている
のが現状であった。
(発明が解決しようとする問題点)
よって、本発明の目的は、従来の熱間圧延用ロールに指
摘される上記問題点を解消するとともに、高負荷圧延の
増加等、益々苛酷な度合を深めつつある使用条件下でも
十分に満足し得る耐摩耗性と耐焼付性とを兼ね備えた熱
間圧延用ロールを提供することである。
摘される上記問題点を解消するとともに、高負荷圧延の
増加等、益々苛酷な度合を深めつつある使用条件下でも
十分に満足し得る耐摩耗性と耐焼付性とを兼ね備えた熱
間圧延用ロールを提供することである。
(問題点を解決するための手段)
本発明者等は、かかる目的達成をはかるべく、特に■高
温下での黒鉛および炭化物剥落防止すなわち高温耐摩耗
性改善には、基地部の高温軟化抵抗向上を図ることが有
効である、■耐焼付性改善にはCr/C比が大きな係わ
りをもつ、さらに■耐摩耗性と耐焼付性とを共に満足で
きる程度にバランスさせるには、組織中の黒鉛量が鍵を
握っているとの知見に立ってさらに鋭意研究を重ねた結
果、以下(alないしくC1に示す如き新らたな知見を
得、本発明を完成するに至ったのである。
温下での黒鉛および炭化物剥落防止すなわち高温耐摩耗
性改善には、基地部の高温軟化抵抗向上を図ることが有
効である、■耐焼付性改善にはCr/C比が大きな係わ
りをもつ、さらに■耐摩耗性と耐焼付性とを共に満足で
きる程度にバランスさせるには、組織中の黒鉛量が鍵を
握っているとの知見に立ってさらに鋭意研究を重ねた結
果、以下(alないしくC1に示す如き新らたな知見を
得、本発明を完成するに至ったのである。
(al摩擦係数は、Cr/C比が小さい程低下する。す
なわち、耐焼付性は、Cr/C比が小さい程改善される
。もっとも、余り小さすぎると耐摩耗性の点で問題を生
じ、この傾向はロールMi織中の黒鉛の如何(チルド合
金、グレン合金)を問わず成立する。
なわち、耐焼付性は、Cr/C比が小さい程改善される
。もっとも、余り小さすぎると耐摩耗性の点で問題を生
じ、この傾向はロールMi織中の黒鉛の如何(チルド合
金、グレン合金)を問わず成立する。
由)高温下での黒鉛および炭化物の剥落防止には、従来
レベルを超えた多量のMoおよびAlの添加が有効であ
る。特に組織中の黒鉛は、従来はその利得が認識されな
がらも、多量含有が剥落を促進する原因になることから
、含有量が制限されることが多かった。しかるに、MO
の多量添加により基地の高温軟化抵抗を含む高温諸特性
が改善されると、炭化物や黒鉛の剥落が単に防止され耐
摩耗性が改善されるというだけでなく、組織中に多量の
黒鉛を含有させてもその剥落が防止され、その結果、黒
鉛の多量含有が可能になるので、耐焼付性を耐摩耗性と
いった他の特性の劣化なしに著しく高めることができる
。このようにMoの多量添加による基地の高温諸特性の
改善は、この二つの特性を高次元で両立させ、熱間圧延
ロールの特性改善に多大の効果を与えるものとなる。
レベルを超えた多量のMoおよびAlの添加が有効であ
る。特に組織中の黒鉛は、従来はその利得が認識されな
がらも、多量含有が剥落を促進する原因になることから
、含有量が制限されることが多かった。しかるに、MO
の多量添加により基地の高温軟化抵抗を含む高温諸特性
が改善されると、炭化物や黒鉛の剥落が単に防止され耐
摩耗性が改善されるというだけでなく、組織中に多量の
黒鉛を含有させてもその剥落が防止され、その結果、黒
鉛の多量含有が可能になるので、耐焼付性を耐摩耗性と
いった他の特性の劣化なしに著しく高めることができる
。このようにMoの多量添加による基地の高温諸特性の
改善は、この二つの特性を高次元で両立させ、熱間圧延
ロールの特性改善に多大の効果を与えるものとなる。
加えて、Mの多量添加により、飛躍的に耐熱性が向上し
、より一層の耐摩耗性、耐焼付性の改善が期待できる。
、より一層の耐摩耗性、耐焼付性の改善が期待できる。
また、AlはSiと共に強い黒鉛化促進元素であるため
適量添加することにより、機械的性質の劣化を招く高S
i化に鯨らずとも多量の黒鉛量を晶出することが可能で
ある。
適量添加することにより、機械的性質の劣化を招く高S
i化に鯨らずとも多量の黒鉛量を晶出することが可能で
ある。
(C1黒鉛晶出量には、耐摩耗性、耐焼付性とが好適バ
ランスをなして共に満足される領域が存在する。
ランスをなして共に満足される領域が存在する。
よって、本発明は、斯かる独自の知見に基づき開発され
たもので、その要旨とするところは、少なくとも外層が
、重量で、 C: 2.2〜3.7%、 Si: 0.4〜3.5%
、Mn: 0.5〜1.5%、 P : 0.08%以
下、s : o、os%以下、 Ni: 5.0%超
〜15.0%、Cr: 2.2〜13.0%、 阿o:
2.0%超〜10.0%、八Q: 0.02〜2.
5 %、 残部:Feおよび不可避不純物 よりなり、且つCr/C=(1,0〜3.5)を満足す
る合金にて構成されてなることを特徴とする熱間圧延用
ロールである。
たもので、その要旨とするところは、少なくとも外層が
、重量で、 C: 2.2〜3.7%、 Si: 0.4〜3.5%
、Mn: 0.5〜1.5%、 P : 0.08%以
下、s : o、os%以下、 Ni: 5.0%超
〜15.0%、Cr: 2.2〜13.0%、 阿o:
2.0%超〜10.0%、八Q: 0.02〜2.
5 %、 残部:Feおよび不可避不純物 よりなり、且つCr/C=(1,0〜3.5)を満足す
る合金にて構成されてなることを特徴とする熱間圧延用
ロールである。
本発明において規定する上記合金は、vA織中の黒鉛の
存在の有無によりチルド合金およびグレン合金に大別す
ることができる。共に、耐摩耗性、耐焼付性に優れるの
は勿論であるが、特にグレン合金は、チルド合金よりも
耐焼付性を一段と改善したものであるばかりか、好まし
くは&[I織中に含有する晶出黒鉛相を面積率にして1
.0〜4.0%に限定することによって、耐摩耗性と耐
焼付性とが更に一層好適なバランスをなして共に満足す
るものとなる。一方、チルド合金はグレン合金よりも黒
鉛を晶出しない分だけ耐焼付性に劣るものの逆に、炭化
物量が多いため耐摩耗性は一段と改善されたものとなる
。
存在の有無によりチルド合金およびグレン合金に大別す
ることができる。共に、耐摩耗性、耐焼付性に優れるの
は勿論であるが、特にグレン合金は、チルド合金よりも
耐焼付性を一段と改善したものであるばかりか、好まし
くは&[I織中に含有する晶出黒鉛相を面積率にして1
.0〜4.0%に限定することによって、耐摩耗性と耐
焼付性とが更に一層好適なバランスをなして共に満足す
るものとなる。一方、チルド合金はグレン合金よりも黒
鉛を晶出しない分だけ耐焼付性に劣るものの逆に、炭化
物量が多いため耐摩耗性は一段と改善されたものとなる
。
(作用)
このように、本発明にかかる熱間圧延用ロールにおいて
は、その少なくとも外層材のCr/C比を1〜3.5に
規制することにより、耐摩耗性と耐焼付性という相反す
る特性を高次元で両立させ、なおかつNoを2.0%超
〜10%、Alを0.02〜2.5%という従来レベル
をはるかに超えた高い割合で含有させることによって高
温軟化抵抗を含む高温諸特性を飛躍的に改善し、特筆す
べき高温耐摩耗性を実現することができた。
は、その少なくとも外層材のCr/C比を1〜3.5に
規制することにより、耐摩耗性と耐焼付性という相反す
る特性を高次元で両立させ、なおかつNoを2.0%超
〜10%、Alを0.02〜2.5%という従来レベル
をはるかに超えた高い割合で含有させることによって高
温軟化抵抗を含む高温諸特性を飛躍的に改善し、特筆す
べき高温耐摩耗性を実現することができた。
チルド合金として利用する場合、多量に存在する炭化物
の剥落を防止することによって、一方、グレン合金とし
て利用する場合、晶出黒鉛に注目し、黒鉛の潤滑作用と
脱落による摩耗促進作用とのバランスを考慮し、好まし
くはその含有面積率を1.0〜4.0%とすることによ
りて、さらに優れた耐摩耗性と耐焼付性とを兼ね備えた
熱間圧延用ロール材を実現できるのである。
の剥落を防止することによって、一方、グレン合金とし
て利用する場合、晶出黒鉛に注目し、黒鉛の潤滑作用と
脱落による摩耗促進作用とのバランスを考慮し、好まし
くはその含有面積率を1.0〜4.0%とすることによ
りて、さらに優れた耐摩耗性と耐焼付性とを兼ね備えた
熱間圧延用ロール材を実現できるのである。
次に、本発明の熱間圧延用ロールが採用する外層材の成
分限定理由、Cr/C比および組織中の晶出黒鉛量を前
記の如くに数値限定した理由を説明する。
分限定理由、Cr/C比および組織中の晶出黒鉛量を前
記の如くに数値限定した理由を説明する。
C:2.2〜3.7%
C成分は、CrやMoと結合して高硬度炭化物を形成し
、ロール材として必要な硬度や耐摩耗性等の特性を確保
する作用を有しており、また後述するSiやNi、Al
の黒鉛化促進元素によって組織中に黒鉛を晶出し、耐焼
付性を向上させる作用をも有するものであるが、その含
有量が2.2%未満では炭化物が不足し、充分な硬度が
得られず耐摩耗性の劣化を来す、一方、3.7%を超え
て含をされると、炭化物が増し材質が脆くなるなど機械
的性質の劣化を来す、従ってCは、2.2〜3.7%と
する。
、ロール材として必要な硬度や耐摩耗性等の特性を確保
する作用を有しており、また後述するSiやNi、Al
の黒鉛化促進元素によって組織中に黒鉛を晶出し、耐焼
付性を向上させる作用をも有するものであるが、その含
有量が2.2%未満では炭化物が不足し、充分な硬度が
得られず耐摩耗性の劣化を来す、一方、3.7%を超え
て含をされると、炭化物が増し材質が脆くなるなど機械
的性質の劣化を来す、従ってCは、2.2〜3.7%と
する。
Si: 0.4〜3.5%
Siは溶湯の脱酸および湯流れ性確保の他、黒鉛を晶出
させるために不可欠な元素であるが、0.4%未満では
溶湯の流動性が不足する他、黒鉛が晶出し難くなる。
させるために不可欠な元素であるが、0.4%未満では
溶湯の流動性が不足する他、黒鉛が晶出し難くなる。
一方、Siが3.5%を超えて添加されると、炭化物の
析出が少なくなり、所望の耐摩耗性を確保できない上、
焼入性が阻害されて不完全焼入れ状態となり易く、基地
硬度の低下から機械的性質の劣化、更にはこの点からの
耐摩耗性劣化を招くこととなる。従って、Siは0.4
〜3.5%とした。
析出が少なくなり、所望の耐摩耗性を確保できない上、
焼入性が阻害されて不完全焼入れ状態となり易く、基地
硬度の低下から機械的性質の劣化、更にはこの点からの
耐摩耗性劣化を招くこととなる。従って、Siは0.4
〜3.5%とした。
Mn: 0.5〜1.5%
Mnは溶湯の脱酸のためにSiとともに積極添加される
が、0.5%未満では十分な脱酸効果が得られず、逆に
1.5%を超えて添加されると、機械的性質、特に靭性
を劣化させる。したがってMnは0.5〜1.5%とす
る。
が、0.5%未満では十分な脱酸効果が得られず、逆に
1.5%を超えて添加されると、機械的性質、特に靭性
を劣化させる。したがってMnは0.5〜1.5%とす
る。
P:0.08%以下
Pは、不可避的に随伴する不純物元素であり、材質の脆
化を招くことからロール材としては少ない程望ましいが
、実際上は0.08%以下に抑制すれば前記不都合を許
容できることから、Pは0.08%以下とする。
化を招くことからロール材としては少ない程望ましいが
、実際上は0.08%以下に抑制すれば前記不都合を許
容できることから、Pは0.08%以下とする。
S:0.08%以下
Sも、Pと同様に材質の脆化を招くことから少ない程望
ましい不可避的不純物元素であるが、やはり0.08%
以下に抑制することで実際上の不都合を許容できること
から、Sは0.08%以下とする。
ましい不可避的不純物元素であるが、やはり0.08%
以下に抑制することで実際上の不都合を許容できること
から、Sは0.08%以下とする。
Ni: 5.0%超〜15.0%
Niは基地組織の改善作用と黒鉛を晶出させる作用があ
るが、その含有量が5.0%以下では前記作用に所望の
効果が得られず、一方、15.0%を超えて含有させる
と残留オーステナイトが増加してロール材として必要な
硬度が得られず耐摩耗性に問題が生じる。したがってN
iは5.0%超〜15.θ%とする。
るが、その含有量が5.0%以下では前記作用に所望の
効果が得られず、一方、15.0%を超えて含有させる
と残留オーステナイトが増加してロール材として必要な
硬度が得られず耐摩耗性に問題が生じる。したがってN
iは5.0%超〜15.θ%とする。
Cr: 2.2〜13.0%
Crには、Cと結合して高硬度のクロム炭化物を形成し
、耐摩耗性や靭性を向上させる作用があるが、2.2%
未満ではこの効果が少なく、−方13.0%を超えると
白銑化傾向が強くなって黒鉛が晶出し難くなり、より優
れた耐摩耗性、耐焼付改善効果を得ることができなくな
る。従ってCrは、2.2〜13.0%とする。
、耐摩耗性や靭性を向上させる作用があるが、2.2%
未満ではこの効果が少なく、−方13.0%を超えると
白銑化傾向が強くなって黒鉛が晶出し難くなり、より優
れた耐摩耗性、耐焼付改善効果を得ることができなくな
る。従ってCrは、2.2〜13.0%とする。
なお、本発明におけるCr1lは、clとの重量比すな
わちCr/C比が(1,0〜3.5)を満足することが
必要である。
わちCr/C比が(1,0〜3.5)を満足することが
必要である。
Mo: 2.0%超〜10.0%
Moは本発明に係る熱間圧延用ロールの外層材成分とし
て極めて重要な元素であり、基地の中に入って高温軟化
抵抗をはじめとする高温緒特性を改善することにより、
析出した炭化物や晶出した黒鉛が高温下で剥落し易くな
るのを防ぐと共に、高硬度モリブデン複炭化物を形成し
て耐摩耗性を飛躍的に向上させるなど高温下でも優れた
耐摩耗性と耐焼付性を保証する。しかしながら、その含
有量が2.0%以下では前記作用に所望の効果が得られ
ず、一方、10.0%を超えて含有させると前記作用は
飽和してしまう、したがってMoは、2.0%超〜10
.0%とし、より好ましくは効果の度合、経済性等を勘
案して3.0〜8.0%である。
て極めて重要な元素であり、基地の中に入って高温軟化
抵抗をはじめとする高温緒特性を改善することにより、
析出した炭化物や晶出した黒鉛が高温下で剥落し易くな
るのを防ぐと共に、高硬度モリブデン複炭化物を形成し
て耐摩耗性を飛躍的に向上させるなど高温下でも優れた
耐摩耗性と耐焼付性を保証する。しかしながら、その含
有量が2.0%以下では前記作用に所望の効果が得られ
ず、一方、10.0%を超えて含有させると前記作用は
飽和してしまう、したがってMoは、2.0%超〜10
.0%とし、より好ましくは効果の度合、経済性等を勘
案して3.0〜8.0%である。
Al= 0.02〜2.5%
Alは、Moと共に本発明を特徴づける重要な元素であ
り、比較的少量添加しただけで耐熱性を飛躍的に向上さ
せることができる。耐熱性の向上は、耐摩耗性、耐焼付
性をより一層改善させることは言うまでもないことであ
る。
り、比較的少量添加しただけで耐熱性を飛躍的に向上さ
せることができる。耐熱性の向上は、耐摩耗性、耐焼付
性をより一層改善させることは言うまでもないことであ
る。
なお、Alには、Si以上の黒鉛化促進作用があり、S
iとともにAlを適量添加させることにより、機械的性
質の劣化のまねく高Si化をせずとも組織中に多量の黒
鉛を晶出可能となる。つまり、Alは0.02%未満で
は、これらの効果が少なく、一方2.5%を超えて含有
されると黒鉛が過剰に晶出するようになる他、基地硬度
も低下する。
iとともにAlを適量添加させることにより、機械的性
質の劣化のまねく高Si化をせずとも組織中に多量の黒
鉛を晶出可能となる。つまり、Alは0.02%未満で
は、これらの効果が少なく、一方2.5%を超えて含有
されると黒鉛が過剰に晶出するようになる他、基地硬度
も低下する。
したがってAlは、0.02〜2.5%とした。
Nb、 V、WSZrs Ti: 1種または2種以
上の合計が1.0%以下 本発明に係る熱間圧延用ロールの外層材は以上に説明し
た成分組成のほかは実質的にPaで構成されるものであ
るが、チルド合金、グレン合金共上記成分以外にもJi
b、 V、 W% ZrあるいはTiを1種または2種
以上含有しても、その合計が1.0%以下ならば前記所
望性能に悪影響を及ぼすことがない、むしろ、チルド合
金、グレン合金共に鋳造組織の微細化による強靭化に役
立つので積極添加しても良い。
上の合計が1.0%以下 本発明に係る熱間圧延用ロールの外層材は以上に説明し
た成分組成のほかは実質的にPaで構成されるものであ
るが、チルド合金、グレン合金共上記成分以外にもJi
b、 V、 W% ZrあるいはTiを1種または2種
以上含有しても、その合計が1.0%以下ならば前記所
望性能に悪影響を及ぼすことがない、むしろ、チルド合
金、グレン合金共に鋳造組織の微細化による強靭化に役
立つので積極添加しても良い。
一方、その合計が1%を超えるとその効果が飽和する他
材質が脆くなり機械的性質の劣化をきたす、したがって
その合計量は、1%以下とする。
材質が脆くなり機械的性質の劣化をきたす、したがって
その合計量は、1%以下とする。
Cr/C: 1.0〜3.5(wt%/wt%)Cr/
C比が1.0未満では、炭化物生成量が少なく耐摩耗性
が劣化し、一方Cr/C比が3.5を超えると耐焼付性
の点で問題が生じる。したがって、Cr/ C=1.0
〜3.5とした。
C比が1.0未満では、炭化物生成量が少なく耐摩耗性
が劣化し、一方Cr/C比が3.5を超えると耐焼付性
の点で問題が生じる。したがって、Cr/ C=1.0
〜3.5とした。
なお、Cr/C比を1.0〜3.5に制限する必要があ
ることは、後述の第4図からも明らかである。
ることは、後述の第4図からも明らかである。
黒鉛: 1.0〜4.0%(面積率)
グレン合金にあって、黒鉛は潤滑効果を有し、特に耐焼
付性の確保に有効とされながらも、−方で黒鉛の欠落に
起因する耐摩耗性の劣化を生じさせるので、従来は多量
の含有は実用上困難とされていた。しかるに、本発明に
おけるグレン合金にあってはMoおよびAlによる基地
強靭化により黒鉛の欠落が抑えられ、従来レベルよりも
多量の黒鉛を安定的に含有させることができ、耐摩耗性
を犠牲にすることなく耐焼付性を改善できる。かかる耐
焼付性の改善効果は晶出黒鉛が面積率1.0%以上で大
きく、逆に4.0%を超えると黒鉛を起点とした摩耗が
著しく、耐摩耗性の点で充分とは言えなくなる。したが
って、耐摩耗性、耐焼付性が共に好適バランスをなし満
足し得る黒鉛含有量は、面積率で、1.0〜4゜0%で
あることが好ましい。
付性の確保に有効とされながらも、−方で黒鉛の欠落に
起因する耐摩耗性の劣化を生じさせるので、従来は多量
の含有は実用上困難とされていた。しかるに、本発明に
おけるグレン合金にあってはMoおよびAlによる基地
強靭化により黒鉛の欠落が抑えられ、従来レベルよりも
多量の黒鉛を安定的に含有させることができ、耐摩耗性
を犠牲にすることなく耐焼付性を改善できる。かかる耐
焼付性の改善効果は晶出黒鉛が面積率1.0%以上で大
きく、逆に4.0%を超えると黒鉛を起点とした摩耗が
著しく、耐摩耗性の点で充分とは言えなくなる。したが
って、耐摩耗性、耐焼付性が共に好適バランスをなし満
足し得る黒鉛含有量は、面積率で、1.0〜4゜0%で
あることが好ましい。
なお、黒鉛量が1.O〜4.0%であることが好ましい
ことは後述の第5図からも明らかである。
ことは後述の第5図からも明らかである。
一方、チルド合金の場合においても黒鉛の晶出かない分
、グレン合金よりも炭化物が多く存在し、その炭化物が
高温でも剥落しにくくなるため、高温での耐摩耗性は飛
躍的に向上することは言うまでもないことである。
、グレン合金よりも炭化物が多く存在し、その炭化物が
高温でも剥落しにくくなるため、高温での耐摩耗性は飛
躍的に向上することは言うまでもないことである。
本発明において規定する上記成分組成および組織の合金
は、ロール全体に使用しても、また外層材と内層材とを
異なる材質で構成したいわゆる複合ロールの外層材とし
て用いてもよい、複合ロールとした場合、軸芯部として
は従来と同様、ダクタイル鋳鉄、普通鋳鉄、黒鉛鋼等の
強靭材が、使用用途に応じて適宜選択される。
は、ロール全体に使用しても、また外層材と内層材とを
異なる材質で構成したいわゆる複合ロールの外層材とし
て用いてもよい、複合ロールとした場合、軸芯部として
は従来と同様、ダクタイル鋳鉄、普通鋳鉄、黒鉛鋼等の
強靭材が、使用用途に応じて適宜選択される。
本発明にかかる熱間圧延用ロールを製造するには、上記
成分組成を目標に調整された溶湯を常法にしたがって鋳
型に注入し凝固させる。すなわち、ロール全体が同一材
質のものには普通鋳造法等が採用され、複合ロールには
中抜き鋳造法、スライディングゲート法、°遠心鋳造法
等が採用される。
成分組成を目標に調整された溶湯を常法にしたがって鋳
型に注入し凝固させる。すなわち、ロール全体が同一材
質のものには普通鋳造法等が採用され、複合ロールには
中抜き鋳造法、スライディングゲート法、°遠心鋳造法
等が採用される。
グレン合金の場合、黒鉛量を管理するために、溶湯にC
a−Si合金、Fe−Si合金等の接種剤を添加するこ
とを妨げない、溶湯に接種剤を添加する場合、最終成分
が目標範囲内に収まるよう、接種剤の添加によって成分
組成が変化する分を予め補正した溶湯を使用することが
必要である。
a−Si合金、Fe−Si合金等の接種剤を添加するこ
とを妨げない、溶湯に接種剤を添加する場合、最終成分
が目標範囲内に収まるよう、接種剤の添加によって成分
組成が変化する分を予め補正した溶湯を使用することが
必要である。
鋳造されたロールは、鋳造時の残留応力を除去するため
と、ミクロ組織安定化のために焼なまし処理を受けた後
、切削研磨して所定の寸法に仕上げられる。
と、ミクロ組織安定化のために焼なまし処理を受けた後
、切削研磨して所定の寸法に仕上げられる。
本発明にかかる熱間圧延用ロールはホットストリップミ
ル仕上前後段ワークロールに使用される他、ホットスキ
ンパス用ワークロール、条鋼圧延用ロール、製管用ロー
ルにも好適であり、さらにコールドストリップミル用仕
上ワークロール、線材仕上用ロール等の冷間圧延用ロー
ルとしての適用も可能である。
ル仕上前後段ワークロールに使用される他、ホットスキ
ンパス用ワークロール、条鋼圧延用ロール、製管用ロー
ルにも好適であり、さらにコールドストリップミル用仕
上ワークロール、線材仕上用ロール等の冷間圧延用ロー
ルとしての適用も可能である。
次いで、実施例により、本発明を比較例と対比しながら
具体的に説明する。
具体的に説明する。
(実施例)
製品胴径750mm 、胴長1800−園、全長380
0m■の遠心鋳造複合ロールを製造するべ(、各種成分
組成の外層材溶湯を遠心力鋳造機上で回転する鋳型に1
420℃前後の温度で肉厚90−に鋳込んだ、必要に応
じ接種剤としてFe−3i合金を使用した。そして外層
材溶湯が完全に凝固した後、外層材を内装したまま前記
鋳型を垂直に立て、上部から軸芯材溶湯を鋳込み、上端
を押湯、保温材でカバーした。
0m■の遠心鋳造複合ロールを製造するべ(、各種成分
組成の外層材溶湯を遠心力鋳造機上で回転する鋳型に1
420℃前後の温度で肉厚90−に鋳込んだ、必要に応
じ接種剤としてFe−3i合金を使用した。そして外層
材溶湯が完全に凝固した後、外層材を内装したまま前記
鋳型を垂直に立て、上部から軸芯材溶湯を鋳込み、上端
を押湯、保温材でカバーした。
軸芯材溶湯が完全に冷却した後、ロールを鋳型から取り
出し、外層材組成および黒鉛量が第1表に示される22
種類の第1図に示す外層材1と軸芯材2とから成る複合
ロールを得た。
出し、外層材組成および黒鉛量が第1表に示される22
種類の第1図に示す外層材1と軸芯材2とから成る複合
ロールを得た。
なお、第1表中、例Nal、6.8および22.23.
25.27の黒鉛量ゼロの場合が、チルド合金に対応す
るもので、他はグレン合金に相当する。
25.27の黒鉛量ゼロの場合が、チルド合金に対応す
るもので、他はグレン合金に相当する。
得られた複合ロールには、歪取り熱処理(350℃X
10Hr)および組織調整熱処理(420℃X 20H
r)を施した。
10Hr)および組織調整熱処理(420℃X 20H
r)を施した。
こうして製造された複合ロールの胴端部外層材から摩耗
試験片および焼付試験片(共に100mmφ×30)を
採取し、摩耗試験片に対しては、第2図に概略的に示す
要領で摩耗試験(応力25 kgf/am”、回転数1
0Or、p、m、、試験時間100m1n、被加工材加
熱片温度800℃)を行い、試験後の摩耗体積を測定し
た。第2図(イ)は試験装置の側面図、第2図(ロ)は
平面図である。高周波コイル3で加熱された被加工材加
熱片4を一定速度で回転し、これに一定押圧力(P)で
ロール材試験片5を押し付ける。一方、焼付試験片に対
しては第3図に概略的に示す摩擦試験(応力10 kg
f/m+s”、回転数1or。
試験片および焼付試験片(共に100mmφ×30)を
採取し、摩耗試験片に対しては、第2図に概略的に示す
要領で摩耗試験(応力25 kgf/am”、回転数1
0Or、p、m、、試験時間100m1n、被加工材加
熱片温度800℃)を行い、試験後の摩耗体積を測定し
た。第2図(イ)は試験装置の側面図、第2図(ロ)は
平面図である。高周波コイル3で加熱された被加工材加
熱片4を一定速度で回転し、これに一定押圧力(P)で
ロール材試験片5を押し付ける。一方、焼付試験片に対
しては第3図に概略的に示す摩擦試験(応力10 kg
f/m+s”、回転数1or。
p、m、、試験時間10w1n 、被加工材加熱片温度
800℃)により、両金属間の凝着程度を表わす摩擦係
数を調査した。第3図(イ)は側面図、第3図(ロ)は
平面図である。第2図と同一部材は同一符号で示す。
800℃)により、両金属間の凝着程度を表わす摩擦係
数を調査した。第3図(イ)は側面図、第3図(ロ)は
平面図である。第2図と同一部材は同一符号で示す。
なお、相手となる被加工材加熱片4としてはいずれの試
験においてもSUS 304を使用した。結果を第4図
および第5図にグラフで示す。
験においてもSUS 304を使用した。結果を第4図
および第5図にグラフで示す。
第4図は、摩耗体積および摩擦係数をCr/C比によっ
て整理したものである。
て整理したものである。
この結果により、黒鉛晶出の如何、黒鉛量の大小にかか
わらず、つまりグレン合金、チルド合金の区別なくCr
/C比が1.0未満では、耐焼付性良好なるも耐摩耗性
に劣り、Cr/C比が3.5を超えると、耐摩耗性良好
なるも耐焼付性に劣ることが看取される。
わらず、つまりグレン合金、チルド合金の区別なくCr
/C比が1.0未満では、耐焼付性良好なるも耐摩耗性
に劣り、Cr/C比が3.5を超えると、耐摩耗性良好
なるも耐焼付性に劣ることが看取される。
つまり、グレン合金、チルド合金共に耐摩耗性と耐焼付
性とが共に好適バランスをなし満足しうる範囲は、Cr
/C=1.0〜3.5であることが実証された。
性とが共に好適バランスをなし満足しうる範囲は、Cr
/C=1.0〜3.5であることが実証された。
第5図は、Cr/ C= 1.0〜3.5における耐摩
耗性、耐焼付性に及ぼす晶出黒鉛の影響およびMo添加
量の影響を示したものである。
耗性、耐焼付性に及ぼす晶出黒鉛の影響およびMo添加
量の影響を示したものである。
なお、Mo添加量の影響は、第1表中の黒鉛量をほぼ2
.6%にそろえMolの異なる例11h7.14.17
.18にて調査した0図中の数字は本発明の例患を示す
。
.6%にそろえMolの異なる例11h7.14.17
.18にて調査した0図中の数字は本発明の例患を示す
。
この結果により、Cr/ C=1.0〜3.5を満足し
、かつグレン合金中で晶出黒鉛量が面積率で1.0〜4
.0のものは、より一層優れた耐摩耗性および耐焼付性
を示すことが立証された。
、かつグレン合金中で晶出黒鉛量が面積率で1.0〜4
.0のものは、より一層優れた耐摩耗性および耐焼付性
を示すことが立証された。
また、Mo添加量については、MOが2.0%未満では
、耐摩耗性および耐焼付改善効果が少なく、−方lO%
を超えるとこれら改善効果が飽和する他、黒鉛の晶出や
経済性等に勘案すると決して、好ましいとは言えないこ
とがわかる。
、耐摩耗性および耐焼付改善効果が少なく、−方lO%
を超えるとこれら改善効果が飽和する他、黒鉛の晶出や
経済性等に勘案すると決して、好ましいとは言えないこ
とがわかる。
第2表は、比較ロールl1hl、7と本発明ロール丸8
.12.17.21.23.24.25.27の常温な
らびに高温における硬度(Hv)を示したものである。
.12.17.21.23.24.25.27の常温な
らびに高温における硬度(Hv)を示したものである。
なお、N11l、8.23.25.27はチルド合金、
その他はグレン合金である。
その他はグレン合金である。
本発明ロールの硬度は、比較ロールに比べて常温、高温
ともに高硬度を示す他、硬度低下も少な第2表 (発明の効果) 以上に説明した如く、本発明によれば、チルド系合金お
よびグレン系合金のいずれの形態であっても優れた耐摩
耗性と耐焼付性とを兼ね備えた圧延用ロールを実現する
ことができ、最近の苛酷な熱間圧延にあっても優れた耐
久性を発揮するとともに、良好な製品品賞を保証し、さ
らに安全性にも優れるなど、産業上有用な効果がもたら
されるのである。
ともに高硬度を示す他、硬度低下も少な第2表 (発明の効果) 以上に説明した如く、本発明によれば、チルド系合金お
よびグレン系合金のいずれの形態であっても優れた耐摩
耗性と耐焼付性とを兼ね備えた圧延用ロールを実現する
ことができ、最近の苛酷な熱間圧延にあっても優れた耐
久性を発揮するとともに、良好な製品品賞を保証し、さ
らに安全性にも優れるなど、産業上有用な効果がもたら
されるのである。
第1WJは、圧延用複合ロールの構造例を示す概略模式
図: 第2図(イ)、(ロ)および第3図(イ)、(ロ)は、
特性試験の要領説明図; 第4図は、本発明ロールに係る成分組成の外層材におけ
るCr1C比と耐摩耗性および耐焼付性との関係を示し
たグラフ;および 第5図は、本発明ロールに係る成分組成の外層材におけ
る晶出黒鉛含有割合(断面&11織の面積率)と耐摩耗
性および耐焼付性との関係を示したグラフである。 1: 外層材 2: 軸芯材
図: 第2図(イ)、(ロ)および第3図(イ)、(ロ)は、
特性試験の要領説明図; 第4図は、本発明ロールに係る成分組成の外層材におけ
るCr1C比と耐摩耗性および耐焼付性との関係を示し
たグラフ;および 第5図は、本発明ロールに係る成分組成の外層材におけ
る晶出黒鉛含有割合(断面&11織の面積率)と耐摩耗
性および耐焼付性との関係を示したグラフである。 1: 外層材 2: 軸芯材
Claims (6)
- (1)少なくとも外層が、重量割合にて C:2.2〜3.7%、Si:0.4〜3.5%、Mn
:0.5〜1.5%、P:0.08%以下、S:0.0
8%以下、Ni:5.0%超〜15.0%、Cr:2.
2〜13.0%、Mo:2.0%超〜10.0%、Al
:0.02〜2.5%、 残部:Feおよび不可避不純物 よりなり、且つCr/C=(1.0〜3.5)を満足す
る合金にて構成されてなることを特徴とする熱間圧延用
ロール。 - (2)外層が、チルド合金である特許請求の範囲第1項
記載の熱間圧延用ロール。 - (3)外層が、グレン合金である特許請求の範囲第1項
記載の熱間圧延用ロール。 - (4)少なくとも外層が、重量割合にて C:2.2〜3.7%、Si:0.4〜3.5%、Mn
:0.5〜1.5%、P:0.08%以下、S:0.0
8%以下、Ni:5.0%超〜15.0%、Cr:2.
2〜13.0%、Mo:2.0%超〜10.0%、Al
:0.02〜2.5%、 さらにNb、V、W、ZrおよびTiの1種または2種
以上の合計が1.0%以下、 残部:Feおよび不可避不純物 よりなり、且つCr/C=(1.0〜3.5)を満足す
る合金にて構成されてなることを特徴とする熱間圧延用
ロール。 - (5)外層が、チルド合金である特許請求の範囲第4項
記載の熱間圧延用ロール。 - (6)外層が、グレン合金である特許請求の範囲第4項
記載の熱間圧延用ロール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28234687A JPH0694581B2 (ja) | 1987-11-09 | 1987-11-09 | 熱間圧延用ロール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28234687A JPH0694581B2 (ja) | 1987-11-09 | 1987-11-09 | 熱間圧延用ロール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01127646A true JPH01127646A (ja) | 1989-05-19 |
| JPH0694581B2 JPH0694581B2 (ja) | 1994-11-24 |
Family
ID=17651217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28234687A Expired - Fee Related JPH0694581B2 (ja) | 1987-11-09 | 1987-11-09 | 熱間圧延用ロール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0694581B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0313540A (ja) * | 1989-06-08 | 1991-01-22 | Kubota Corp | 耐摩耗性に優れたロール材 |
| JPH0313542A (ja) * | 1989-06-08 | 1991-01-22 | Kubota Corp | 耐摩耗性に優れた黒鉛晶出高モリブデン鋳鉄材 |
-
1987
- 1987-11-09 JP JP28234687A patent/JPH0694581B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0313540A (ja) * | 1989-06-08 | 1991-01-22 | Kubota Corp | 耐摩耗性に優れたロール材 |
| JPH0313542A (ja) * | 1989-06-08 | 1991-01-22 | Kubota Corp | 耐摩耗性に優れた黒鉛晶出高モリブデン鋳鉄材 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0694581B2 (ja) | 1994-11-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |