JPH01168842A - 黒鉛晶出型高クロム複合ロール - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は鉄鋼圧延用に供され、外層材に黒鉛が晶出しか
つ耐摩耗に優れた黒鉛晶出型高クロム複合ロールに関す
る。

（従来の技術） 黒鉛を晶出する高クロム複合ロールについては、高クロ
ム鋳鉄材の耐摩耗性と黒鉛を有するニハード鋳鉄が耐事
故・耐クラツク性を兼備した材質として特公昭６１−１
６４１５号公報に記載されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら上記公報記載の成分範囲では合金元素Ｎｏ
　０．６〜１．５％と低Ｎｏ領域で、Ｎｏは焼入焼戻し
抵抗を高めるとともに炭化物中に入り、炭化物硬度を高
めると同時に焼戻し軟化抵抗を向上させるのに有効であ
るが、Ｍｏ１．５％超では白銑化傾向が強くなって黒鉛
の晶出が得られなくなると云うにある。そのためＭｏが
ロール材の耐摩耗性向上に有効であるにもかかわらず、
圧延使用時の耐摩耗性改善が現状出来ていないという問
題点がある。

上記の問題点は何れも、ある成分範囲では黒鉛が晶出し
ないことに起因するものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明者はＮｏ　１．５％を超える成分範囲であっても
適正な接種条件を選定することで、鋳造のままで外層高
クロム材質中に容易に黒鉛を晶出させることにより、上
記目的を達成出来ると考え、鋭意研究した結果、　Ｎｏ
　１．５％を超える成分範囲でも接種量を適正量選択す
ることにより、黒鉛の晶出を可能とし、耐摩耗性を向上
した黒鉛晶出型高クロム複合ロール材という本発明を達
成した。

而して１本発明の黒鉛晶出型高クロム複合ロールは、圧
延使用層たる外層と軸芯部たる内層とが溶着一体化され
た複合ロールにおいて、前記外層の化学成分が重量（％
）で、 Ｃ２，５〜３．５ Ｓｉ　　　２．０〜３．５ Ｍｎ　　　　　０．３〜１．５ ｐ　　　ｏ、ｉｏ以下 ｓ　　　ｏ、ｏｓ以下 Ｎｉ　　　３．０〜１０．０ Ｃｒ　　　５．０〜１３．Ｏ Ｎｏ　　　１．５を超〜２．５ 残部実質的にＦｅからなり、かつミクロ組織上圧延使用
層たる外層全域に黒鉛を晶出していることを発明の構成
とするものである。

（作　用） 本発明の黒鉛晶出型高クロム複合ロールはＭ。

１．５を超〜２．５％の高Ｎｏ成分領域の外層材質であ
り、黒鉛晶出を接種条件の選定により制御することで、
ｍ造可能とし、上記成分範囲において外層全域にわたり
組織中に微細・均一分布の黒鉛が認められる。

本ロールの軸芯部の内層材質については強靭性が確保出
来れば従来と同様の各種鋳鉄、鋳鋼材質を用いることが
できる。また本ロールの製造方法についても、上記成分
の黒鉛晶出型高クロム材を外層として、金型遠心力鋳造
で鋳造した後に、公知の複合化技術により軸芯部の内層
材を溶着・−体化して鋳造することが出来る。

以下１本発明に関する黒鉛晶出型高クロムの外層材の成
分範囲設定理由について述べる。成分は重量％である。

Ｃ：　２．５〜３．５％にする限定について、Ｃはクロ
ム炭化物生成元素であり、かつ後述のＳｉ、　Ｎｉの黒
鉛化生成元素により微細黒鉛を晶出する。よってクロム
炭化物と黒鉛が共存し耐摩耗性の劣化が少い２．５〜３
．５％とした。

Ｓｉ　２．０〜３．５％にする限定について、Ｓｉは黒
鉛晶出に不可欠な元素であり、黒鉛晶出のための必要量
および耐摩耗性を劣化させない２．０〜３．５％の範囲
とした。また後述のように接種量によって黒鉛晶出量を
制御するために、最終製品の成分で上記範囲内に調整す
る。

Ｍｎ　０．３〜１．５％にする限定について、にｎは機
械的性質特に靭性の劣化を生じない０．３〜１．５％の
範囲とした。

Ｐ　０．１０％以下にする限定について、Ｐは材質を脆
くするという点から０．１０％以下とする。

ｓ　ｏ、ｏｓ％以下にする限定について、Ｓは材質を脆
くするという点から０．０５％以下とする。

Ｃｒ　５．０〜１３．０％にする限定について、Ｃ「は
Ｃと結合して硬いＣｒ炭化物を形成するが、５％以下で
は炭化物量が少く耐摩耗性の点で劣り、１３％以上では
上記成分範囲においても黒鉛の晶出が得られないためで
ある。

Ｎｉ　３．０〜ｌＯ０θ％にする限定について、Ｎｉは
基地組織の改良、黒鉛晶出の目的で３．０〜ｌ０００％
とした。また３、０〜４．５％の低Ｎｉ成分では特に残
留オーステナイトの低減という点からも有効である。

次に請求範囲の成分Ｎｏについて述べる。

Ｎｏ　１．５を超〜２．５％にする限定についてＭｏは
焼入焼戻し抵抗および炭化物硬度を高める合金元素であ
り、ロール材の耐摩耗性向上のためには、その特性向上
の範囲内において積極的に添加されるべきである。

だが前記特公昭６１−１６４１５号に紹介されているロ
ールでは１．５％以上では白銑化傾向が強くなり、黒鉛
の晶出が得られないとされている。

しかしこの点については後述するように１本発明では接
種量増加による適正接種条件の選定により問題の解決を
図った。

従ってＮｏの添加量は２．５％以上ではＭＯ炭化物が認
められＦｅ　＋　Ｎｏ、　ｃ＋Ｍｔ　Ｃ３型の３元共晶
晶出のため。

材料強度の低下をきたし上限を２．５％とする。以−上
の理由でＭｏは１．５を超〜２．５％の成分範囲とする
。

本発明に係る外層材は以上の成分の他、残部実質的にＦ
ｅで形成される。

次に本発明に至った基礎データー例を説明する。

第１図に所要黒鉛量を得るためのＭｏ添加量と接種量の
関係について基礎実験結果を示す、従来Ｍ。

１．５％以上では黒鉛の晶出が得られないという報告で
あったが、接種条件の検討を各種行った結果。

接種量を増加させることにより黒鉛品出を可能とした。

　Ｎｏ　１．５％以上ではＳｉ分で０．２５％以上の接
種添加量で１．５％の黒鉛量を確保することが出来た。

この様に接種量を検討することで高訃成分領域において
も黒鉛品出は可能である。

さらに第２図にＭｏ添加量を変化させた時の硬度変化を
示す、硬度はＭｏ　１．５％以上でＨｖ　７６０以上が
可能である。

また第３図にＭｏ添加量を変化させた試料で摩耗テスト
を実施した結果を示す。

試験法は一般的な高温摩耗試験で相手材に５４５Ｃを使
用して、相手材を８５０〜９００℃１本発明材を５００
℃にして、荷重７０ｋｇ、回転速度７００ｒｐｍにて１
０４回転後の摩耗量にて比較した。

Ｍｏ添加量の増加にともない、摩耗量が減少し。

ＭＯ増加による高硬度化により耐摩耗性が向上している
。

（実施例） 次に本発明の詳細な説明する。

製品胴径８００ｍｍφ、胴長２４３６＋ａｍ＋、全長５
１２１＋＊＋＊＋の黒鉛晶出型高クロム複合ロールを下
記の如く製造し１種々の調査を行なった。

■外層材として第１表に示す化学成分の溶湯を用い、こ
れを遠心鋳造機上で回転する、内面に塗型を施した円筒
状の金型鋳型に１３３０℃の鋳込温度で肉厚１０５＋ｕ
１（鋳込重量４Ｔ　９００ｋｇ）鋳込んだ。

第１表は本発明で製造した黒鉛晶出型高クロム複合ロー
ル材の溶湯化学成分である。

第１表溶湯化学組成 ■外層が完全に凝固した後（鋳込開始から２２．５分後
）に１３５０℃の軸部芯材用溶湯を同様に遠心鋳造機上
で鋳込み外層・内層を完全に溶着させた一体型ロールと
した。

■内層鋳込後に鋳型を設立させて、完全に冷却した後に
ロールを鋳型から抜き出し、所要の熱処理を実施した。

このようにして製造した本発明ロールの顕微鏡組織を第
４図に示す、目的とする微細黒鉛の晶出。

クロム炭化物および基地からなる組織が得られているこ
とが確認出来た。

さらに本ロールの製造品質を第２表に示す、第２表は本
発明で製造したロール製品の硬度、残留オーステナイト
量を示す。

第２表 耐摩耗性向上を目的に製造した本ロールはＭｏ重量、６
８％で硬度ＨｓＣ＝　８８と高硬度を得ることが出来た
。

以上の様に本発明のロールにおいては、Ｍｏ　１．５を
超〜２．５％の成分領域で黒鉛を晶出させかつ硬度Ｈｖ
が７６０以上と高硬度の耐摩耗性に優れた特性が得られ
ることが明らかになった。

（発明の効果） 以上説明したように１本発明での外層材は従来の黒鉛晶
出型高クロム材にくらべ１Ｍｏ量を１．５を超〜２．５
％の成分範囲領域で黒鉛晶出を可能にし、かつ硬度Ｈｖ
　７６０以上の高硬度を得る耐摩耗性に優れた材質を得
ることが出来た。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に関する黒鉛晶出型高クロム材の必要黒
鉛量を得るためのＭｏ添加量と接種量の関係を示す図で
ある。 第２図はＮｏ添加量と硬度の関係を示す図である。 第３図はＮｏ添加量を変えての摩耗テスト結果を示す図
である。 第４図は本発明で製造した黒鉛晶出型高クロムロール材
の黒鉛晶出状況を示した金属組織の顕微鏡写真である。 第３図 Ｎｏ添加量（／、）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 圧延使用層たる外殻と、軸芯部たる内殻とが溶着一体化
   された複合ロールにおいて、前記外殻の化学成分が重量
   ％で。 Ｃ２．５〜３．５ Ｓｉ２．０〜３．５ Ｍｎ０．３〜１．５ Ｐ０．１０以下 Ｓ０．０５以下 Ｎｉ３．０〜１０．０ Ｃｒ５．０〜１３．０ Ｍｏ１．５を超〜２．５ 残部実質的にＦｅからなり、ミクロ組織上、外殻層全域
   にわたり黒鉛が晶出していることを特徴とする黒鉛晶出
   型高クロム複合ロール。