JPH01129929A - 熱間圧延用作業ロールの製造法 - Google Patents
熱間圧延用作業ロールの製造法Info
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- JPH01129929A JPH01129929A JP28656687A JP28656687A JPH01129929A JP H01129929 A JPH01129929 A JP H01129929A JP 28656687 A JP28656687 A JP 28656687A JP 28656687 A JP28656687 A JP 28656687A JP H01129929 A JPH01129929 A JP H01129929A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B27/00—Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
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〕
本発明は熱間圧延用作業ロールとしてのニッケル鋳鉄複
合ロールの製造法に関する。
合ロールの製造法に関する。
〔従来の技術〕
一般に熱間圧延用作業ロールに要求される性質は、粗前
段作業ロールについては靭性、耐熱亀裂性、耐摩耗性、
耐肌荒性等であり、粗後段作業ロールについては耐肌荒
れ性、耐摩耗性、耐亀裂性等であり、仕上前段作業ロー
ルについては耐肌荒れ性、耐摩耗°性、耐焼付性、耐ス
ポーリング性、耐押込み痴性等の諸性質である。
段作業ロールについては靭性、耐熱亀裂性、耐摩耗性、
耐肌荒性等であり、粗後段作業ロールについては耐肌荒
れ性、耐摩耗性、耐亀裂性等であり、仕上前段作業ロー
ルについては耐肌荒れ性、耐摩耗°性、耐焼付性、耐ス
ポーリング性、耐押込み痴性等の諸性質である。
熱間圧延用作業ロール材質としては粗前段及び粗後段作
業ロールには特殊鋼、アダマイトが、また、仕上前段作
業ロールにはアダマイトロールが、また、仕上後段作業
ロールには鋳鉄系のニッケルクレーンロールが用いられ
ているのが現状である。
業ロールには特殊鋼、アダマイトが、また、仕上前段作
業ロールにはアダマイトロールが、また、仕上後段作業
ロールには鋳鉄系のニッケルクレーンロールが用いられ
ているのが現状である。
ロールを芯材と外層材とからなる複合ロールとして構成
することが行なわれているが、最近はと(に、圧延ライ
ンの連続化、圧延温度の低温化、高速圧延等のため、ロ
ールはますます過酷な状態のもとで使用されるようにな
った。したがって複合ロールを製造するにあたっては芯
材と外層材の溶着性がすぐれたものが要求され、また、
軸(芯材)の強度は高速圧延下においても十分に耐えら
れることが要望される。
することが行なわれているが、最近はと(に、圧延ライ
ンの連続化、圧延温度の低温化、高速圧延等のため、ロ
ールはますます過酷な状態のもとで使用されるようにな
った。したがって複合ロールを製造するにあたっては芯
材と外層材の溶着性がすぐれたものが要求され、また、
軸(芯材)の強度は高速圧延下においても十分に耐えら
れることが要望される。
従来、複合ロールは遠心鋳造法により製造されており(
aFf公昭60−149、特公昭61−42.774)
、芯材には普通鋳鉄またはダクタイル鋳鉄が用いら−れ
ている。
aFf公昭60−149、特公昭61−42.774)
、芯材には普通鋳鉄またはダクタイル鋳鉄が用いら−れ
ている。
上記従来の複合ロールは芯材に普通鋳鉄或はダクタイル
鋳鉄が用いられているため、ロールの軸(芯材)強度が
低く、芯材と外層材との接合境界部にミクロキャビティ
などの欠陥が生じやすい点が問題であり、過酷な条件で
の圧[K供することができなかった。
鋳鉄が用いられているため、ロールの軸(芯材)強度が
低く、芯材と外層材との接合境界部にミクロキャビティ
などの欠陥が生じやすい点が問題であり、過酷な条件で
の圧[K供することができなかった。
また、芯材に鋼を用いても、芯材の融点が高いため、遠
心鋳造においては接合境界部に不溶着部やミクロキャビ
ティ等の欠陥が生じやすいために芯材を鋼製にすること
は非常に困禰であった。
心鋳造においては接合境界部に不溶着部やミクロキャビ
ティ等の欠陥が生じやすいために芯材を鋼製にすること
は非常に困禰であった。
さらに、普通鋳鉄及びダクタイル鋳鉄は軸強度が低いた
め、熱処理により発生する応力に耐えられないので、焼
入、焼戻しにより硬さの増加を図ることが不可能であっ
た。
め、熱処理により発生する応力に耐えられないので、焼
入、焼戻しにより硬さの増加を図ることが不可能であっ
た。
本発明の目的は、@(芯材)の強度の向上、芯材と外層
材の溶着一体化、芯材と外層材との接合境界部の内部欠
陥の発生の防止および焼入れ・焼戻しの可能化、その結
果としての高硬度化および高耐摩耗性化ひいてはロール
寿命の延長を可能にした熱間圧延用作業ロールとしての
ニッケル鋳鉄複合ロールの製造法を提供することにある
。
材の溶着一体化、芯材と外層材との接合境界部の内部欠
陥の発生の防止および焼入れ・焼戻しの可能化、その結
果としての高硬度化および高耐摩耗性化ひいてはロール
寿命の延長を可能にした熱間圧延用作業ロールとしての
ニッケル鋳鉄複合ロールの製造法を提供することにある
。
第1の本発明による熱間圧延用作業ロールの製造法は、
ニッケル13〜6重量%を含有したニッケル鋳鉄の外層
材と鋼製の芯材とをエレクトロスラグ再溶解により溶着
一体化した複合材を作り、この複合材を500〜600
℃で焼鈍した後、750〜1150℃の温度に1〜10
時間保持後冷却することKより焼入れし、焼入れ後、4
50〜550℃の高温焼戻し温度に1〜10時間保持後
空冷及び徐冷する焼戻しにより硬度を高めることを特徴
とするものである。
ニッケル13〜6重量%を含有したニッケル鋳鉄の外層
材と鋼製の芯材とをエレクトロスラグ再溶解により溶着
一体化した複合材を作り、この複合材を500〜600
℃で焼鈍した後、750〜1150℃の温度に1〜10
時間保持後冷却することKより焼入れし、焼入れ後、4
50〜550℃の高温焼戻し温度に1〜10時間保持後
空冷及び徐冷する焼戻しにより硬度を高めることを特徴
とするものである。
第2の本発明による熱間圧延用作業ロールの製造法は、
上記の焼入れ後直ちに−30〜−196℃の温度で深冷
処理し、その後100〜500℃の温窒で焼戻すことに
より硬度を高めることを特徴とするものである。
上記の焼入れ後直ちに−30〜−196℃の温度で深冷
処理し、その後100〜500℃の温窒で焼戻すことに
より硬度を高めることを特徴とするものである。
鋼製の芯材とニッケル鋳鉄製の外層材とを、第1図に示
すように、エレクトロスラグ再溶解で溶着一体化させる
。すなわち、第1図において、鋼製の芯材2を定盤1上
に設置し、該芯材1と円筒状の水冷鋳型6との間に円筒
状のニッケル鋳鉄からなる外層材消耗電極3を挿入し、
図示の如く電源Eを接続し、エレクトロスラグ再溶解を
行なう。
すように、エレクトロスラグ再溶解で溶着一体化させる
。すなわち、第1図において、鋼製の芯材2を定盤1上
に設置し、該芯材1と円筒状の水冷鋳型6との間に円筒
状のニッケル鋳鉄からなる外層材消耗電極3を挿入し、
図示の如く電源Eを接続し、エレクトロスラグ再溶解を
行なう。
スタート時には水冷鋳型6はスタート盤5に接している
。消耗成極3は溶融スラグ4のジュール熱によって下端
部から順次に芯材2の表向と共に溶融され、スラグ4の
下部に溶融金属浴を形成し、極3および水冷鋳型6を徐
々に引き上げて行くことKよって、芯材2の周りに所要
長さに亘って外層材1が溶着される。
。消耗成極3は溶融スラグ4のジュール熱によって下端
部から順次に芯材2の表向と共に溶融され、スラグ4の
下部に溶融金属浴を形成し、極3および水冷鋳型6を徐
々に引き上げて行くことKよって、芯材2の周りに所要
長さに亘って外層材1が溶着される。
外層材としては、重量で炭素1〜3.6%、硅素0.3
〜2%、マンガン0.3〜0.7%、硫黄0.05〜0
.15%、燐0.05〜0.3%、ニッケル&3〜6%
、クロム1.5〜9%、モリブデン1%以下を含み、残
部が鉄および不可避的不純物であるニッケル鋳鉄を用い
、エレクトロスラグ再溶解において外層材が芯材を溶か
しながら順次凝固するので、接合境界部における不溶着
部やミクロキャビティ(芯材)2の引張り強さは80
Kf/lj以上、ヤング率は2 X 104 Kg/−
以上、曲げ強度は200匂/−以上である。芯材の引張
り強さが80 Kf/−以下であると圧延中に折損事故
につながり、またヤング率が2 X 10’ by−以
下では圧延中に変形が生じ易い。また、溶着後の外層材
には黒鉛が1〜10チ晶出して作業ロールの寿命を大巾
に向上させる。
〜2%、マンガン0.3〜0.7%、硫黄0.05〜0
.15%、燐0.05〜0.3%、ニッケル&3〜6%
、クロム1.5〜9%、モリブデン1%以下を含み、残
部が鉄および不可避的不純物であるニッケル鋳鉄を用い
、エレクトロスラグ再溶解において外層材が芯材を溶か
しながら順次凝固するので、接合境界部における不溶着
部やミクロキャビティ(芯材)2の引張り強さは80
Kf/lj以上、ヤング率は2 X 104 Kg/−
以上、曲げ強度は200匂/−以上である。芯材の引張
り強さが80 Kf/−以下であると圧延中に折損事故
につながり、またヤング率が2 X 10’ by−以
下では圧延中に変形が生じ易い。また、溶着後の外層材
には黒鉛が1〜10チ晶出して作業ロールの寿命を大巾
に向上させる。
黒鉛が1チ以下では潤滑効果がうすれ、ロール表面の肌
荒れに影響を及ぼし、10%以上では強度が弱(なるの
で、1〜10チが好ましい。
荒れに影響を及ぼし、10%以上では強度が弱(なるの
で、1〜10チが好ましい。
さらに、芯材と外1−材とをエレクトロスラグ再溶解で
溶着一体化させた上記の複合ロールの鋼塊を500〜6
00℃で焼鈍して歪応力の除去と機械カロエ性の向上を
行う。この温度が500℃以下または600℃以上では
いずれも硬さが高くなって機械加工が困難になる。次に
、作業ロールの硬さを得るために、焼入れとして焼入温
度750〜1150℃に1〜10時間加熱保持後急冷、
空冷および徐冷の操作を行なった後、450〜550℃
の高温焼戻温度に1〜10時間加熱保持後空冷の焼戻し
を行なって硬さを上昇させる。
溶着一体化させた上記の複合ロールの鋼塊を500〜6
00℃で焼鈍して歪応力の除去と機械カロエ性の向上を
行う。この温度が500℃以下または600℃以上では
いずれも硬さが高くなって機械加工が困難になる。次に
、作業ロールの硬さを得るために、焼入れとして焼入温
度750〜1150℃に1〜10時間加熱保持後急冷、
空冷および徐冷の操作を行なった後、450〜550℃
の高温焼戻温度に1〜10時間加熱保持後空冷の焼戻し
を行なって硬さを上昇させる。
上記の焼入条件を750〜1150℃に1時間〜10時
間加熱保持後急冷、空冷及び徐冷したのは次の理由によ
る。すなわち、焼入温度が750℃以下では合金元素の
オーステナイト化が十分でなく、熱処理が不安定となり
、製品に悪影響を及ぼし、また1150℃を超えると溶
融点に近づき、結晶粒の粗大化をまねき、焼割れの原因
となりやすい。またm熱保持時間は、製品の寸法により
異なるが、1時間以下では内部まで均一な温度釦なりす
らく、10時間以上になると結晶粒の粗大化が著しくな
り脆くなる。
間加熱保持後急冷、空冷及び徐冷したのは次の理由によ
る。すなわち、焼入温度が750℃以下では合金元素の
オーステナイト化が十分でなく、熱処理が不安定となり
、製品に悪影響を及ぼし、また1150℃を超えると溶
融点に近づき、結晶粒の粗大化をまねき、焼割れの原因
となりやすい。またm熱保持時間は、製品の寸法により
異なるが、1時間以下では内部まで均一な温度釦なりす
らく、10時間以上になると結晶粒の粗大化が著しくな
り脆くなる。
また上記の焼戻し条件を450〜550℃に1時間〜1
0時間加熱保持後空冷としたのは、450℃以下では残
留オーステナイトの分解及び二次硬化現象による炭化物
の析出が少なく、硬さの上昇が認められず、また550
℃以上の温度になると残留オーステナイトの安定化及び
二次硬化現象が終了して硬さがかえって低下するからで
ある。好ましい加熱保持温度は450〜550℃である
。
0時間加熱保持後空冷としたのは、450℃以下では残
留オーステナイトの分解及び二次硬化現象による炭化物
の析出が少なく、硬さの上昇が認められず、また550
℃以上の温度になると残留オーステナイトの安定化及び
二次硬化現象が終了して硬さがかえって低下するからで
ある。好ましい加熱保持温度は450〜550℃である
。
残留オーステナイト量は焼入時で20〜98%であるが
、焼戻しKより10〜30チに減少し、Hs (シ1ア
硬度)85以上の高硬度と耐摩耗性が得られる。
、焼戻しKより10〜30チに減少し、Hs (シ1ア
硬度)85以上の高硬度と耐摩耗性が得られる。
他の方法は、更に高い硬さを得るために、前記の焼戻し
を行なう代りに、前記の焼入れ処理作業終了後に直ちに
−30〜−196℃の温度で深冷処理(サブゼロ処理と
もいう)をなした後、100〜500℃の温度で焼戻す
ことである。このように、焼入作業終了後に直ちに深冷
処理を行な5のは残留オーステナイトを分解させるため
である。
を行なう代りに、前記の焼入れ処理作業終了後に直ちに
−30〜−196℃の温度で深冷処理(サブゼロ処理と
もいう)をなした後、100〜500℃の温度で焼戻す
ことである。このように、焼入作業終了後に直ちに深冷
処理を行な5のは残留オーステナイトを分解させるため
である。
深冷温度が一30℃以上ではオーステナイトの分解する
量が少なく、硬さの上昇は無理であり、−196℃以下
の冷却は、分解するオーステナイトがなく、必要でない
。この方法で、製品の寸法種度向上と硬度および耐摩耗
を向上させ、ロール寿命を大巾に向上させ得る。
量が少なく、硬さの上昇は無理であり、−196℃以下
の冷却は、分解するオーステナイトがなく、必要でない
。この方法で、製品の寸法種度向上と硬度および耐摩耗
を向上させ、ロール寿命を大巾に向上させ得る。
なお、前記外層材の組成の選定理由は下記の通りである
。
。
炭素は一部は焼入に際し【基地に溶解して硬さを高める
。残りはクロム、モリブデンと結合して硬い炭化物を形
成する。その量が多いほど耐摩耗性の゛向上に寄与する
元素である。しかし、多量になるほど黒鉛の量も多くな
りやすく、逆に七メンタイト量が不足することもある。
。残りはクロム、モリブデンと結合して硬い炭化物を形
成する。その量が多いほど耐摩耗性の゛向上に寄与する
元素である。しかし、多量になるほど黒鉛の量も多くな
りやすく、逆に七メンタイト量が不足することもある。
したがって、最適炭素量は1〜&6sとした。
硅素は鉄鋼製錬において普通元素として分類され、鋼中
にある程度不可避的に含まれる成分である。通常は脱酸
の目的で添加される程度である。
にある程度不可避的に含まれる成分である。通常は脱酸
の目的で添加される程度である。
鋳鉄系では黒鉛を晶出させるために必要である。
また、焼戻しによる二次硬化の促進作用により高い硬さ
が得られ、高硬度と耐摩耗性の向上に寄与する。硅素が
0.3 %以下では鋳造性が悪くなり、2チ以上になる
とセメンタイト量が過剰となりやすいので、0.3〜2
%が良い。
が得られ、高硬度と耐摩耗性の向上に寄与する。硅素が
0.3 %以下では鋳造性が悪くなり、2チ以上になる
とセメンタイト量が過剰となりやすいので、0.3〜2
%が良い。
マンガンは必らず含まれ【いる元素で特に規定する必要
はないが通常添加される量は0.3〜0.7−である。
はないが通常添加される量は0.3〜0.7−である。
さらに、硫黄と相互に結合して硫化マンガンを形成し、
基地に析出させて機械力U工性の向上に寄与する元素で
ある。
基地に析出させて機械力U工性の向上に寄与する元素で
ある。
硫黄は燐と同様に有害元素であるが、硫化マンガンなど
なるべく害の少ない形にすれば機械加工性を増す元素で
ある。その量は0.05〜0.151でよい。
なるべく害の少ない形にすれば機械加工性を増す元素で
ある。その量は0.05〜0.151でよい。
燐は微量でも鋼中及び鋳鉄中に側材する元素であり、焼
割れ、ひずみなどの主原因となる。脆性を著しく増加さ
せるので0.05〜0.3 %とすべきである。
割れ、ひずみなどの主原因となる。脆性を著しく増加さ
せるので0.05〜0.3 %とすべきである。
ニッケルは組織を微細化し、オーステナイトにも7エラ
イ)Kも固溶して基地を強化する0また、クロムやモリ
ブデンと共存して焼入性を増す。ニッケルの量は3.3
〜6チが望ましく、ニッケル量が多いとオース−テナイ
ト量が多くなり、オーステ゛ ナイトが安定化して硬
さの上昇する程度が弱まり、黒鉛も粗大化する。
イ)Kも固溶して基地を強化する0また、クロムやモリ
ブデンと共存して焼入性を増す。ニッケルの量は3.3
〜6チが望ましく、ニッケル量が多いとオース−テナイ
ト量が多くなり、オーステ゛ ナイトが安定化して硬
さの上昇する程度が弱まり、黒鉛も粗大化する。
クロムは炭素と結合して炭化物を形成し耐摩耗に寄与す
る。また、一部は基地中に固溶し、基地の硬さを高め、
焼入性、耐摩耗性を向上させる。
る。また、一部は基地中に固溶し、基地の硬さを高め、
焼入性、耐摩耗性を向上させる。
硅素、ニッケルと同様に黒鉛の晶出に影響を及ばず。そ
の量は1.5〜9%が良い0 毎リブデンは一部は炭素と結合してMiC炭化物を形成
し、残部は基地に固溶し、焼戻しによる二次硬化現象で
硬さが増加する。熱処理の安定からも1sは必要である
。
の量は1.5〜9%が良い0 毎リブデンは一部は炭素と結合してMiC炭化物を形成
し、残部は基地に固溶し、焼戻しによる二次硬化現象で
硬さが増加する。熱処理の安定からも1sは必要である
。
以下、具体的に実験例を説明する。
実験例1
第1表に示す成分組成を有する外層材と芯材とよりなる
複合ロールを製作した。第1表中の本発明法と表示した
ものではエレクトロスラグ再溶解法で外層材と芯材を一
体的に溶着させることにより、また従来法と表示したも
のでは遠心鋳造法(鋳型を回転させて遠心力で外周材を
鋳造し、その中に芯材を鋳込む)により、複合ロールを
作った。
複合ロールを製作した。第1表中の本発明法と表示した
ものではエレクトロスラグ再溶解法で外層材と芯材を一
体的に溶着させることにより、また従来法と表示したも
のでは遠心鋳造法(鋳型を回転させて遠心力で外周材を
鋳造し、その中に芯材を鋳込む)により、複合ロールを
作った。
すなわち、本発明法では、第1図に示したエレクトロス
ラグ再溶解装置を用いて、直径320m、高さ730鱈
の水冷鋳型の内部に直径200+w、高さ1300mの
鋼製芯材(軸受鋼SUJ 1〜2)を定盤上に設置し、
第1表上段のニッケル鋳鉄からなる外層材の内径235
m、外径280mの円筒状消耗電極を用い、7ラツクス
を挿入して溶解し鋼塊を作製\\匁東性χ蔦処\した。
ラグ再溶解装置を用いて、直径320m、高さ730鱈
の水冷鋳型の内部に直径200+w、高さ1300mの
鋼製芯材(軸受鋼SUJ 1〜2)を定盤上に設置し、
第1表上段のニッケル鋳鉄からなる外層材の内径235
m、外径280mの円筒状消耗電極を用い、7ラツクス
を挿入して溶解し鋼塊を作製\\匁東性χ蔦処\した。
溶製された鋼塊の溶着性について調べるため、超音波探
傷試験により、接合境界部の健全性についてチエツクし
た。その結果、外層材は芯材と完全に溶着−体化されて
いることが確認された。また、溶製後の鋼塊を横l#T
面状に切断し、マクロ組織による外観を観察した。その
結果、接合境界部にはミクロキャビティ等の内部欠陥は
発生していなかった。
傷試験により、接合境界部の健全性についてチエツクし
た。その結果、外層材は芯材と完全に溶着−体化されて
いることが確認された。また、溶製後の鋼塊を横l#T
面状に切断し、マクロ組織による外観を観察した。その
結果、接合境界部にはミクロキャビティ等の内部欠陥は
発生していなかった。
したがって、高速圧延及び高圧下圧延を行なっても接合
境界部からのはく離等の問題は生じない。
境界部からのはく離等の問題は生じない。
さらに、本発明法と従来法における芯材の強度比較を行
なった。第2表から明らかなように本発明法は引張強さ
80に9/−以上、伸び及び絞りにおいては10%以上
を示し、衝撃値は2Kg・m/−以上の高い値を示すこ
とが明白である。いずれの機械的性質とも従来法の1.
5倍以上の強度を示し、過酷な使用条件にも十分に耐え
られることが確認された。
なった。第2表から明らかなように本発明法は引張強さ
80に9/−以上、伸び及び絞りにおいては10%以上
を示し、衝撃値は2Kg・m/−以上の高い値を示すこ
とが明白である。いずれの機械的性質とも従来法の1.
5倍以上の強度を示し、過酷な使用条件にも十分に耐え
られることが確認された。
第 2 表
実験例2
第1表に本発明法として示した組成を有するニッケル鋳
鉄の外層材と鋼製の芯材(軸受鋼5UJ)をエレクトロ
スラグ再溶解により溶着一体化した鋼塊から15霞角X
15m角の熱処理硬さ測定試験片を切り出し、1050
℃に1.5及び10時加熱保持後急冷の操作を行ない、
次いで500℃K 1..5及び10時間加熱後空冷す
ることによって、焼入、焼戻しを行なった。これについ
てロックウェル硬さ計で硬さを測定した。第2図は焼入
、焼戻し硬さ曲線を示す。焼入硬さはHRC136〜3
3と低硬度になっているが、500℃の高温焼戻温度に
加熱保持後空冷の操作を行なうと、二次硬化現象及び残
留オーステナイトの分解により、HRC65以上の高硬
度が得られた。
鉄の外層材と鋼製の芯材(軸受鋼5UJ)をエレクトロ
スラグ再溶解により溶着一体化した鋼塊から15霞角X
15m角の熱処理硬さ測定試験片を切り出し、1050
℃に1.5及び10時加熱保持後急冷の操作を行ない、
次いで500℃K 1..5及び10時間加熱後空冷す
ることによって、焼入、焼戻しを行なった。これについ
てロックウェル硬さ計で硬さを測定した。第2図は焼入
、焼戻し硬さ曲線を示す。焼入硬さはHRC136〜3
3と低硬度になっているが、500℃の高温焼戻温度に
加熱保持後空冷の操作を行なうと、二次硬化現象及び残
留オーステナイトの分解により、HRC65以上の高硬
度が得られた。
一方、実験例1の従来法によるものから切り出した試験
片は鋳放し後850℃に1.5及び10時間加熱保持後
炉冷の操作を行なった。焼入のままではHRC48の値
を示している。焼入後の試験片を200℃に5時間保持
することによりHRC50を示したが、硬さの増力口の
程度は少ないことが明らかである。
片は鋳放し後850℃に1.5及び10時間加熱保持後
炉冷の操作を行なった。焼入のままではHRC48の値
を示している。焼入後の試験片を200℃に5時間保持
することによりHRC50を示したが、硬さの増力口の
程度は少ないことが明らかである。
実験例3
第1表に本発明法として示したニッケル鋳鉄の外層材と
鋼製の芯材(軸受鋼)をエレクトロスラグ再溶解により
溶着一体化した鋼塊から直径5w11×長さ70簡の試
験片を採取し、磁気分析法により残留オーステナイト量
を測定した。また、実験例1の従来法によるものから切
り出した試験片につい【も同様の測定をした。第3図に
残留オーステナイト測定結果を示す。従来法のものは8
50℃に5時間加熱保持後炉冷し、200℃に5時間加
熱保持後徐冷の操作を行なったが、このものにおいては
残留オーステナイトは焼入、焼戻し処理とも約40%と
同程度の値を示している。
鋼製の芯材(軸受鋼)をエレクトロスラグ再溶解により
溶着一体化した鋼塊から直径5w11×長さ70簡の試
験片を採取し、磁気分析法により残留オーステナイト量
を測定した。また、実験例1の従来法によるものから切
り出した試験片につい【も同様の測定をした。第3図に
残留オーステナイト測定結果を示す。従来法のものは8
50℃に5時間加熱保持後炉冷し、200℃に5時間加
熱保持後徐冷の操作を行なったが、このものにおいては
残留オーステナイトは焼入、焼戻し処理とも約40%と
同程度の値を示している。
他方、本発明法によるものは焼入(条件は実験例2と同
じ)のままでは約98チオ−ステナイトが残留するが、
焼戻しく条件は実験例2と同じ)Kより約20+%に減
少する。このことは焼戻し硬さを上昇させる要因となり
、熱間圧延用作業ロールの硬さを十分満足することが明
白である。
じ)のままでは約98チオ−ステナイトが残留するが、
焼戻しく条件は実験例2と同じ)Kより約20+%に減
少する。このことは焼戻し硬さを上昇させる要因となり
、熱間圧延用作業ロールの硬さを十分満足することが明
白である。
また、耐摩耗性に関して、上記の鋼塊から採取した直径
18wX長さ15■の試験片を用いて研磨式摩耗試験を
行なった。摩耗試験方法は回転数600 rpmで回転
する直径200■のタンテーブル上にエメリーペーパを
張り、その上に直径18−の試験片を荷重800tで押
し付け、2分20秒間摩耗させる方法である。試験前後
の重量差をもって摩耗量とし耐摩耗性の検討を行なった
。第3図に摩耗減量測定結果を示す。
18wX長さ15■の試験片を用いて研磨式摩耗試験を
行なった。摩耗試験方法は回転数600 rpmで回転
する直径200■のタンテーブル上にエメリーペーパを
張り、その上に直径18−の試験片を荷重800tで押
し付け、2分20秒間摩耗させる方法である。試験前後
の重量差をもって摩耗量とし耐摩耗性の検討を行なった
。第3図に摩耗減量測定結果を示す。
従来法のものは焼戻しを行なっても摩耗量の変化が少な
く、同等の摩耗減量を示している。
く、同等の摩耗減量を示している。
本発明法のものは焼入のままの硬さが低く、かつ、残留
オーステナイトが多くても、従来法のも。
オーステナイトが多くても、従来法のも。
のより摩耗減量が少なくなつている。さらに、焼戻しを
行なうと摩耗減量は従来法のものの172の摩耗減量と
なることが明らかとなった。
行なうと摩耗減量は従来法のものの172の摩耗減量と
なることが明らかとなった。
実験例4
第1表に本発明法として示した組成を有するニッケル鋳
鉄の外層材と鋼製の芯材(S受鋼)をエレクトロスラグ
再溶解により、溶着一体化した鋼から15m角X15m
角の熱処理硬さ測定試験片を切り出し、深冷処理による
焼入、焼戻し硬さ曲線を測定した。すなわち、該試験片
は1050℃に1,5及び10時間加熱保持後急冷の操
作が終了した後、直ちに一75℃に1時間保持したのち
空冷を行なった。第4図に結果を示す。深冷の後の硬さ
はHRC67の高い硬さが得られた。また、深冷処理後
の試験片を150℃に5時間保持した後の硬さはHRC
68と最も高い硬さが得られた。
鉄の外層材と鋼製の芯材(S受鋼)をエレクトロスラグ
再溶解により、溶着一体化した鋼から15m角X15m
角の熱処理硬さ測定試験片を切り出し、深冷処理による
焼入、焼戻し硬さ曲線を測定した。すなわち、該試験片
は1050℃に1,5及び10時間加熱保持後急冷の操
作が終了した後、直ちに一75℃に1時間保持したのち
空冷を行なった。第4図に結果を示す。深冷の後の硬さ
はHRC67の高い硬さが得られた。また、深冷処理後
の試験片を150℃に5時間保持した後の硬さはHRC
68と最も高い硬さが得られた。
一方、実験例1の従来法によるものから切り出した試験
片は鋳放し後850℃に1,5及び10時間加熱保持し
た後炉冷を行ない、その終了後、−75℃IC1時間保
持して空冷した。深冷処理後の硬さはHRC55を示し
た。深冷処理後の試験片を200℃に5時間保持した。
片は鋳放し後850℃に1,5及び10時間加熱保持し
た後炉冷を行ない、その終了後、−75℃IC1時間保
持して空冷した。深冷処理後の硬さはHRC55を示し
た。深冷処理後の試験片を200℃に5時間保持した。
硬さはHRC55,2と深冷処理硬さとほぼ同様であっ
た。
た。
実験例5
第1表に本発明法として示したニッケル鋳鉄の外層材と
鋼製の芯材(@受鋼)をエレクトロスラグ再溶解により
溶着一体化した鋼塊からφ5簡×X70mlの試験片を
採取し、磁気分析法により残留オーステナイト量を測定
した。また、実験例1の従来法によるものから採取した
試験片についても同様の測定をした。
鋼製の芯材(@受鋼)をエレクトロスラグ再溶解により
溶着一体化した鋼塊からφ5簡×X70mlの試験片を
採取し、磁気分析法により残留オーステナイト量を測定
した。また、実験例1の従来法によるものから採取した
試験片についても同様の測定をした。
第5図に残留オーステナイト測定結果を示す。
従来法のものは850℃に5時間加熱保持後炉冷の作業
の終了後−75℃に1時間保持後空冷を行なった。残留
オーステナイト量は約38%であった。深冷処理後20
0℃の温度で焼戻しを行なっても深冷処理時とほぼ同様
の値を示した。
の終了後−75℃に1時間保持後空冷を行なった。残留
オーステナイト量は約38%であった。深冷処理後20
0℃の温度で焼戻しを行なっても深冷処理時とほぼ同様
の値を示した。
本発明法のものでは1050℃に5時間保持後空冷の操
作の終了後、−75℃VC1時間保持後空冷を行なった
。残留オーステナイト看は15チとなり、深冷処理後1
50℃に5時間焼戻しを行なうことにより5チに低下す
ることが確認された。
作の終了後、−75℃VC1時間保持後空冷を行なった
。残留オーステナイト看は15チとなり、深冷処理後1
50℃に5時間焼戻しを行なうことにより5チに低下す
ることが確認された。
また、耐摩耗性に関して、上記の鋼塊から直径18 m
X長さ15mの試験片を用いて研磨式摩耗試験を行な
った。李耗試験方法は回転数60 Orpmで回転する
直径200mmのタンテーブル上にエメリーベーパを張
り、その上に直径18mの試験片を荷重800fで押し
付け、2分20秒間摩耗させる方法である。試験前後の
重量差をもって摩耗量とし耐摩耗性の検討を行なった。
X長さ15mの試験片を用いて研磨式摩耗試験を行な
った。李耗試験方法は回転数60 Orpmで回転する
直径200mmのタンテーブル上にエメリーベーパを張
り、その上に直径18mの試験片を荷重800fで押し
付け、2分20秒間摩耗させる方法である。試験前後の
重量差をもって摩耗量とし耐摩耗性の検討を行なった。
第5図にその結果を示す。
従来法のものは850℃に5時間加熱保持後、炉冷の作
業の終了後、−75℃に1時間保持後空冷を行なった。
業の終了後、−75℃に1時間保持後空冷を行なった。
また、焼戻しは200℃に5時間加熱保持した後空冷の
操作を行なった。摩耗減量は深冷処理及び焼戻しにおい
ても280weと同程度の摩耗減量を示している。
操作を行なった。摩耗減量は深冷処理及び焼戻しにおい
ても280weと同程度の摩耗減量を示している。
本発明法のものは1050℃に5時間保持後、空冷の操
作の終了後、−75℃に1時間保持後空冷を行なった。
作の終了後、−75℃に1時間保持後空冷を行なった。
また、深冷処理後150℃に5時間加熱保持したのち空
冷の操作を行なった。摩耗減量は深冷処理時のものでは
15019の値を示し、焼戻しだものでは140■とほ
ぼ同様な値を示している。しかし、従来法のものに比べ
ると1/3の摩耗減量となることが確認された。
冷の操作を行なった。摩耗減量は深冷処理時のものでは
15019の値を示し、焼戻しだものでは140■とほ
ぼ同様な値を示している。しかし、従来法のものに比べ
ると1/3の摩耗減量となることが確認された。
本発明によって得られる熱間圧延用作業ロールは例えば
6重式または4重式熱間圧延機用作業ロールとして用い
ることができ、いずれも高圧下圧延及び高速圧延に十分
耐えられる。第6図は6重式熱間圧延機の構造を示し、
圧延材9を直接圧延する上下一対の作業ロール10.1
1はロールハウジング14.14’内に保持されたメタ
ルチ冒ツク12.12’及び13.13’に支持される
。また、4重圧延機と同様に作業ロールのペンデングを
容易になし得る構造となりている。作業ロール10゜1
1と接触する上下一対の中間ロール15.16は上下の
作業ロール10.11とほぼ同一中心線上に位置するよ
うに配置されている。この中間ロール15.16は上下
台2本の補強ロール17゜18によって支持されている
。また、第7図は4重式熱間圧延機の構造を示し、圧延
材9を直接圧延する上下一対の作業ロール21.22は
補強ロール23.24で支持されている。25は圧延荷
重、26はロールペンデング力を示している。
6重式または4重式熱間圧延機用作業ロールとして用い
ることができ、いずれも高圧下圧延及び高速圧延に十分
耐えられる。第6図は6重式熱間圧延機の構造を示し、
圧延材9を直接圧延する上下一対の作業ロール10.1
1はロールハウジング14.14’内に保持されたメタ
ルチ冒ツク12.12’及び13.13’に支持される
。また、4重圧延機と同様に作業ロールのペンデングを
容易になし得る構造となりている。作業ロール10゜1
1と接触する上下一対の中間ロール15.16は上下の
作業ロール10.11とほぼ同一中心線上に位置するよ
うに配置されている。この中間ロール15.16は上下
台2本の補強ロール17゜18によって支持されている
。また、第7図は4重式熱間圧延機の構造を示し、圧延
材9を直接圧延する上下一対の作業ロール21.22は
補強ロール23.24で支持されている。25は圧延荷
重、26はロールペンデング力を示している。
本発明によれば、熱間圧延用作業ロールの軸(芯材)強
度を従来の1.5倍以上に向上させることができる上、
芯材と外ノー材との溶着−本化、その接合境界部におけ
る内部欠陥の発生の防止が可能となり、また焼入れ、焼
戻し等の熱処理が可能となり、その結果、硬度および耐
摩耗性を高めることができロールの寿命を大巾に改善す
ることができる。
度を従来の1.5倍以上に向上させることができる上、
芯材と外ノー材との溶着−本化、その接合境界部におけ
る内部欠陥の発生の防止が可能となり、また焼入れ、焼
戻し等の熱処理が可能となり、その結果、硬度および耐
摩耗性を高めることができロールの寿命を大巾に改善す
ることができる。
第1図は本発明に用いるエレクトロスラグ再溶解を説明
する図、第2図は実験例2における焼入れ、焼戻し硬さ
を示した図、第3図は実験例3における残留オーステナ
イト量および摩耗減量を示した図、第4図は実験例4に
おける焼入、焼戻し硬さを示した図、第5図は実験例5
における残留オーステナイトaおよび摩耗減量を示した
図、第6図および第7図は夫々、6重式熱間圧延機およ
び4重式熱間圧延機の構造を示す図である。 1・・・外層材 2・・・芯材3・・・外I
殻材の円筒消耗電極 4・・・溶融スラグ 5・・・スタート盤6・・
・水冷鋳型 7・・・回転定盤8・・・カーボ
ンブラシ。 谷 浩太部 第1図 第2図 保持時間(hr) 不発防去 従来広 イ!テミ;[丹[1シj巨IJi(hr)杢発明法
従来広 第6図 第7図
する図、第2図は実験例2における焼入れ、焼戻し硬さ
を示した図、第3図は実験例3における残留オーステナ
イト量および摩耗減量を示した図、第4図は実験例4に
おける焼入、焼戻し硬さを示した図、第5図は実験例5
における残留オーステナイトaおよび摩耗減量を示した
図、第6図および第7図は夫々、6重式熱間圧延機およ
び4重式熱間圧延機の構造を示す図である。 1・・・外層材 2・・・芯材3・・・外I
殻材の円筒消耗電極 4・・・溶融スラグ 5・・・スタート盤6・・
・水冷鋳型 7・・・回転定盤8・・・カーボ
ンブラシ。 谷 浩太部 第1図 第2図 保持時間(hr) 不発防去 従来広 イ!テミ;[丹[1シj巨IJi(hr)杢発明法
従来広 第6図 第7図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 ニッケル3.3〜6重量%を含有したニッケル鋳鉄
の外層材と鋼製の芯材とをエレクトロスラグ再溶解によ
り溶着一体化した複合材を作り、この複合材を500〜
600℃で焼鈍した後、750〜1150℃の温度に1
〜10時間保持後冷却することにより焼入れし、焼入れ
後、450〜550℃の高温焼戻温度に1〜10時間保
持後空冷及び徐冷する焼戻しにより硬度を高めることを
特徴とする熱間圧延用作業ロールの製造法。 2 溶着一体化後、鋼製の芯材が引張強さ80Kg/m
m^3以上、ヤング率2×10^4Kg/mm^3以上
、曲げ強度200Kg/mm^3以上を有する特許請求
の範囲第1項記載の熱間圧延用作業ロールの製造法。 3 硬度がHs(ショア硬度)85以上である特許請求
の範囲第1項記載の熱間圧延用作業ロールの製造法。 4 外層材が重量で炭素1〜3.6%、硅素0.3〜2
%、マンガン0.3〜0.7%、硫黄0.05〜0.1
5%、燐0.05〜0.3%、ニッケル3.3〜6%、
クロム1.5〜9%、モリブデン1%以下を含み、残部
が鉄および不可避的不純物よりなる特許請求の範囲第1
項記載の熱間圧延用作業ロールの製造法。 5 残留オーステナイト量が焼入終了時で20〜98%
、焼戻終了時で10〜30%である特許請求の範囲第1
項記載の熱間圧延用作業ロールの製造法。 6 ニッケル3.3〜6重量%を含有したニッケル鋳鉄
の外層材と鋼製の芯材とをエレクトロスラグ再溶解によ
り溶着一体化した複合材を作り、この複合材を500〜
600℃で焼鈍した後、750〜1150℃の温度に1
〜10時間保持後冷却することにより焼入れし、焼入れ
後直ちに−30〜−196℃の温度で深冷処理し、その
後、100〜500℃の温度で焼戻すことにより硬度を
高めることを特徴とする熱間圧延用作業ロールの製造法
。 7 溶着一体化後、鋼製の芯材が引張強さ80Kg/m
m^3以上、ヤング率2×10^4Kg/mm^3以上
、曲げ強度200Kg/mm^3以上を有する特許請求
の範囲第6項記載の熱間圧延用作業ロールの製造法。 8 硬度がHs(ショア硬度)85以上である特許請求
の範囲第6項記載の熱間圧延用作業ロールの製造法。 9 外層材が重量で炭素1〜3.6%、硅素0.3〜2
%、マンガン0.3〜0.7%、硫黄0.05〜0.1
5%、燐0.05〜0.3%、ニッケル3.3〜6%、
クロム1.5〜9%、モリブデン1%以下を含み、残部
が鉄および不可避的不純物よりなる特許請求の範囲第6
項記載の熱間圧延用作業ロールの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62286566A JPH0680176B2 (ja) | 1987-11-13 | 1987-11-13 | 熱間圧延用作業ロールの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62286566A JPH0680176B2 (ja) | 1987-11-13 | 1987-11-13 | 熱間圧延用作業ロールの製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01129929A true JPH01129929A (ja) | 1989-05-23 |
| JPH0680176B2 JPH0680176B2 (ja) | 1994-10-12 |
Family
ID=17706067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62286566A Expired - Lifetime JPH0680176B2 (ja) | 1987-11-13 | 1987-11-13 | 熱間圧延用作業ロールの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0680176B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE1004247A5 (fr) * | 1989-06-26 | 1992-10-20 | Hitachi Ltd | Cylindre de travail pour laminoir a metaux et son procede de fabrication. |
| JP2008169107A (ja) * | 2006-12-14 | 2008-07-24 | Toshiba Mach Co Ltd | ガラス成形用金型の製造方法 |
| JP2011176183A (ja) * | 2010-02-25 | 2011-09-08 | Toyota Motor Corp | 半導体装置の製造方法 |
| US8206518B2 (en) | 2005-06-24 | 2012-06-26 | Toshiba Kakai Kabushiki Kaisha | Die for press forming of glass and manufacturing method thereof |
| CN104894356A (zh) * | 2015-06-15 | 2015-09-09 | 湖州市千金宝云机械铸件有限公司 | 拖拉机曲轴的热处理工艺 |
| CN112981084A (zh) * | 2021-02-20 | 2021-06-18 | 无锡亿宝机械设备有限公司 | 全硬化工作辊的热处理方法 |
| CN116334483A (zh) * | 2023-03-10 | 2023-06-27 | 长沙金铎机械有限公司 | 基于钢管轧机的减径辊辊环及其制造方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5792403U (ja) * | 1980-11-26 | 1982-06-07 | ||
| JPS5931567A (ja) * | 1982-08-12 | 1984-02-20 | Japan Storage Battery Co Ltd | 液循環式アルミニウム酸化銀電池の製造方法 |
| JPS61147815A (ja) * | 1984-12-21 | 1986-07-05 | Kawasaki Steel Corp | 高硬化深度を有する圧延ロ−ルの製造方法 |
-
1987
- 1987-11-13 JP JP62286566A patent/JPH0680176B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5792403U (ja) * | 1980-11-26 | 1982-06-07 | ||
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE1004247A5 (fr) * | 1989-06-26 | 1992-10-20 | Hitachi Ltd | Cylindre de travail pour laminoir a metaux et son procede de fabrication. |
| US8206518B2 (en) | 2005-06-24 | 2012-06-26 | Toshiba Kakai Kabushiki Kaisha | Die for press forming of glass and manufacturing method thereof |
| JP2008169107A (ja) * | 2006-12-14 | 2008-07-24 | Toshiba Mach Co Ltd | ガラス成形用金型の製造方法 |
| JP2011176183A (ja) * | 2010-02-25 | 2011-09-08 | Toyota Motor Corp | 半導体装置の製造方法 |
| CN104894356A (zh) * | 2015-06-15 | 2015-09-09 | 湖州市千金宝云机械铸件有限公司 | 拖拉机曲轴的热处理工艺 |
| CN112981084A (zh) * | 2021-02-20 | 2021-06-18 | 无锡亿宝机械设备有限公司 | 全硬化工作辊的热处理方法 |
| CN112981084B (zh) * | 2021-02-20 | 2024-05-14 | 无锡亿宝机械设备有限公司 | 全硬化工作辊的热处理方法 |
| CN116334483A (zh) * | 2023-03-10 | 2023-06-27 | 长沙金铎机械有限公司 | 基于钢管轧机的减径辊辊环及其制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0680176B2 (ja) | 1994-10-12 |
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