JPH0211739A - 複合リングロール - Google Patents
複合リングロールInfo
- Publication number
- JPH0211739A JPH0211739A JP16179788A JP16179788A JPH0211739A JP H0211739 A JPH0211739 A JP H0211739A JP 16179788 A JP16179788 A JP 16179788A JP 16179788 A JP16179788 A JP 16179788A JP H0211739 A JPH0211739 A JP H0211739A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- roll
- graphite
- composite ring
- outer layer
- cast iron
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (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、鉄鋼線材や棒材等の圧延用リングロールに関
する。
する。
（従来の技術）
従来、線材圧延機に使用されるロールとして、札等の超
硬粉末の焼結材で形成された超硬リングロールが使用さ
れていたが、高コストであり、またロール軸への固定も
熱膨張差が大きい等の理由で困難であった。
硬粉末の焼結材で形成された超硬リングロールが使用さ
れていたが、高コストであり、またロール軸への固定も
熱膨張差が大きい等の理由で困難であった。
このため、出願人は特願昭６０−１７９１３号において
、高クロム鋳鉄材で形成された外層と強靭材で形成され
た内層とを高温等方加圧（ＨＩＰという。）により拡散
接合した複合リングロールを提案した。
、高クロム鋳鉄材で形成された外層と強靭材で形成され
た内層とを高温等方加圧（ＨＩＰという。）により拡散
接合した複合リングロールを提案した。
このロールによって、ロール軸への固定も、焼き嵌め等
の通常の結合手段によって容易に行うことができ、超硬
リングロールよりやや耐摩耗性が劣るものの、実用上支
障のない安価な複合リングロールを提供することができ
た。
の通常の結合手段によって容易に行うことができ、超硬
リングロールよりやや耐摩耗性が劣るものの、実用上支
障のない安価な複合リングロールを提供することができ
た。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、前記高クロム鋳鉄材は、熱伝導率が低く
焼付が発生し易いという欠点があった。
焼付が発生し易いという欠点があった。
かかる欠点を解消するには、特公昭６１−１６／１１５
号および特公昭６１−１６３３６号公報に開示された黒
鉛晶出高クロム鋳鉄材を外層材として使用すればよい。
号および特公昭６１−１６３３６号公報に開示された黒
鉛晶出高クロム鋳鉄材を外層材として使用すればよい。
高クロム鋳鉄組織中に晶出した黒鉛によって著しい耐焼
付性の改善が図られるからである。
付性の改善が図られるからである。
しかし、該黒鉛晶出高クロム鋳鉄材は、Ｃｒ含有量の低
下に起因する基地の軟化やカーバイド量の減少によって
塑性変形に対する抵抗性が低下し、また晶出黒鉛の回り
の基地の欠り落らによって耐摩耗性が劣化するという問
題がある。
下に起因する基地の軟化やカーバイド量の減少によって
塑性変形に対する抵抗性が低下し、また晶出黒鉛の回り
の基地の欠り落らによって耐摩耗性が劣化するという問
題がある。
本発明はかかる問題に鑑みなされたもので、優れた耐焼
付性および耐摩耗性を兼備した複合リングロールを提供
することを目的とする。
付性および耐摩耗性を兼備した複合リングロールを提供
することを目的とする。
（課題を解決するだめの手段）
上記目的を達成するためになされた本発明の複合リング
ロールは、高合金ロール材で形成された外層の内面に強
靭材で形成された内層が拡散接合された複合リングロー
ルにおいて、 前記高合金ロール材は、化学組成が重量％でＣ：２．Ｏ
〜３．２％、 Ｎｉ：４．５〜１０％Ｓｉ ： ２．
（１−３，０％、 Ｃｒ二 ６〜１０％Ｍｎ ： ０
．５〜１．５ ％、 Ｍｏ ： ０．５〜３．０
％Ｐ ： ０．０８％以下、 Ｓ ： ０．０６％以下、 残部実質的にＦｅで形成された高クロム鋳鉄粉末の焼結
材であって、黒鉛化焼なまし熱処理により組織中に黒鉛
が析出してなることを発明の構成とするものである。
ロールは、高合金ロール材で形成された外層の内面に強
靭材で形成された内層が拡散接合された複合リングロー
ルにおいて、 前記高合金ロール材は、化学組成が重量％でＣ：２．Ｏ
〜３．２％、 Ｎｉ：４．５〜１０％Ｓｉ ： ２．
（１−３，０％、 Ｃｒ二 ６〜１０％Ｍｎ ： ０
．５〜１．５ ％、 Ｍｏ ： ０．５〜３．０
％Ｐ ： ０．０８％以下、 Ｓ ： ０．０６％以下、 残部実質的にＦｅで形成された高クロム鋳鉄粉末の焼結
材であって、黒鉛化焼なまし熱処理により組織中に黒鉛
が析出してなることを発明の構成とするものである。
（実施例）
第１図に示した実施例に係る複合リングロール１は、圧
延使用層たる外層２と強靭材で形成された内層３とがＨ
Ｉ Ｐにより拡散接合されている。
延使用層たる外層２と強靭材で形成された内層３とがＨ
Ｉ Ｐにより拡散接合されている。
外層２には２条の線材圧延用半円形カリバー４が刻設さ
れている。
れている。
まず、外層２を形成する高クロム鋳鉄Ｊ′５）未焼結材
の粉末の成分限定理由について説明する。以下、単位は
重量％である。
の粉末の成分限定理由について説明する。以下、単位は
重量％である。
Ｃ： ２．Ｏ〜３．２％
ＣはＣｒと結びついてクロムカーバイドを形成する他、
後述するＳｉ、 Ｎｉの黒鉛化生成元素によって後述の
黒鉛化焼なまし熱処理により微細な黒鉛となって析出す
る。Ｃは２．０％未満になると、クロムカーバイドが減
ると共に黒鉛の析出もなくなり、耐焼付性が著しく低下
する。Ｃは３．２％を越えるとＣｒ％との関係もあるが
、本発明ではＣｒが１０％以下と限定されているため、
過飽和のＣがＳｉ％、Ｎｉ％が高いため黒鉛化し、多量
の黒鉛が析出し、耐摩耗性、耐肌荒性の点で劣る。
後述するＳｉ、 Ｎｉの黒鉛化生成元素によって後述の
黒鉛化焼なまし熱処理により微細な黒鉛となって析出す
る。Ｃは２．０％未満になると、クロムカーバイドが減
ると共に黒鉛の析出もなくなり、耐焼付性が著しく低下
する。Ｃは３．２％を越えるとＣｒ％との関係もあるが
、本発明ではＣｒが１０％以下と限定されているため、
過飽和のＣがＳｉ％、Ｎｉ％が高いため黒鉛化し、多量
の黒鉛が析出し、耐摩耗性、耐肌荒性の点で劣る。
Ｓｉ：２．Ｏ〜３．０％
Ｓｉは高クロム材質に黒鉛を析出させるために必要であ
り、白銑化元素であるＣｒ％、Ｍｏ％との兼ね合いで、
その量は決定されるが、２．０％未満ではその効果がほ
とんどなく、３．０％を越えると黒鉛品出が過多となり
、耐摩耗性の点で劣る。
り、白銑化元素であるＣｒ％、Ｍｏ％との兼ね合いで、
その量は決定されるが、２．０％未満ではその効果がほ
とんどなく、３．０％を越えると黒鉛品出が過多となり
、耐摩耗性の点で劣る。
Ｍｎ ： ０．５〜１．５％
溶湯の脱酸としてＳｉと共に積極的に添加し、その含有
量は少なくとも０５％なければならず、１゜５％を越え
て含有されると機械的性質、特に靭性の点で劣化が著し
い。
量は少なくとも０５％なければならず、１゜５％を越え
て含有されると機械的性質、特に靭性の点で劣化が著し
い。
ｐ：０．１％以下
ロール材質において少なければ少ないほど望ましく、脆
化を防ぐ点からも０．１％以下とする。
化を防ぐ点からも０．１％以下とする。
Ｓ：０．０８％以下
ＳはＰと同様にロール材質を脆くするため、少なげれば
少ないほど望ましく： 、０．０８％以下とする。
少ないほど望ましく： 、０．０８％以下とする。
Ｎｉ：４．５〜１０％
Ｎｉは基地組織の改良と黒鉛を析出させるため積極的に
含有させるもので、４．５％未満では黒鉛の析出がほと
んどなく、１０％を越えるとＳｉと同様黒鉛過多となり
、かつ、残留オーステナイトが増加すると共に安定にな
り、後の熱処理においても変態し難くなり、耐肌荒性が
劣化する。
含有させるもので、４．５％未満では黒鉛の析出がほと
んどなく、１０％を越えるとＳｉと同様黒鉛過多となり
、かつ、残留オーステナイトが増加すると共に安定にな
り、後の熱処理においても変態し難くなり、耐肌荒性が
劣化する。
Ｃｒ：６〜１０％
ＣｒはＣと結合してＣｒ炭化物を形成するが、６％未満
では炭化物が少なく耐摩耗性が不足し、一方１０％を越
えると上記Ｎｉ、 Ｓｉ含有量では黒鉛の析出が困難と
なる。
では炭化物が少なく耐摩耗性が不足し、一方１０％を越
えると上記Ｎｉ、 Ｓｉ含有量では黒鉛の析出が困難と
なる。
Ｍｏ ： ０．５〜３．０％
Ｍｏは焼入焼戻し抵抗や焼戻し軟化抵抗を高めると共に
炭化物中に入り炭化物硬度を上げるのに有効である。０
．５％未満ではこのような効果が少なく、一方、Ｍｏは
白銑化傾向が強いので、３．０％を越えて含有されると
黒鉛の析出が困難となる。
炭化物中に入り炭化物硬度を上げるのに有効である。０
．５％未満ではこのような効果が少なく、一方、Ｍｏは
白銑化傾向が強いので、３．０％を越えて含有されると
黒鉛の析出が困難となる。
本発明に係る高クロム鋳鉄粉末は、上記合金成分のほか
、残部Ｆｅおよび不可避的に混入した不純物で形成され
る。
、残部Ｆｅおよび不可避的に混入した不純物で形成され
る。
前記高クロム鋳鉄粉末は、通常、所期成分の高クロム鋳
鉄／８湯を溶製し、これをガスアトマイズ法や水ア１ヘ
マイズ法によって微粉化、急冷凝固して製造される。使
用する粉末粒径は、通常、１００〜２５０メソシユ程度
である。粉末は象、冷ａ固しでいるため、初晶やクロム
カーバイド等は微細化された状態となっている。かかる
微細組織は従来の溶製材では得られないものである。
鉄／８湯を溶製し、これをガスアトマイズ法や水ア１ヘ
マイズ法によって微粉化、急冷凝固して製造される。使
用する粉末粒径は、通常、１００〜２５０メソシユ程度
である。粉末は象、冷ａ固しでいるため、初晶やクロム
カーバイド等は微細化された状態となっている。かかる
微細組織は従来の溶製材では得られないものである。
複合リングロール１の内層材としては、一般に機械構造
用の炭素鋼や合金鋼等の靭性に優れた材料から適宜選択
することができる。
用の炭素鋼や合金鋼等の靭性に優れた材料から適宜選択
することができる。
前記複合リングロール１を製造するには、第２図に示す
ように、内層リング３ａの外周面を覆うように缶体５を
設け、該缶体５中に前記高クロム鋳鉄粉末６を充填し、
脱気した後、ＨＩＰ処理を施す。これによって、高クロ
ム鋳鉄粉末同士は焼結一体化すると共に、該外層焼結材
が内層素材リング３ａ外周面に拡散接合する。このとき
、高クロム鋳鉄粉末の微細化組織は、ＨＩ Ｐ後も焼結
材の組織を構成するため、溶製材に比べて極めて耐摩耗
性に冨んだものとなる。また、外層から内層への高合金
成分の移行も可及的に抑制され、内層材の強靭性も劣化
しない。
ように、内層リング３ａの外周面を覆うように缶体５を
設け、該缶体５中に前記高クロム鋳鉄粉末６を充填し、
脱気した後、ＨＩＰ処理を施す。これによって、高クロ
ム鋳鉄粉末同士は焼結一体化すると共に、該外層焼結材
が内層素材リング３ａ外周面に拡散接合する。このとき
、高クロム鋳鉄粉末の微細化組織は、ＨＩ Ｐ後も焼結
材の組織を構成するため、溶製材に比べて極めて耐摩耗
性に冨んだものとなる。また、外層から内層への高合金
成分の移行も可及的に抑制され、内層材の強靭性も劣化
しない。
ＨＩＰ処理によって得られた複合リングは、粗加工した
後、外層材を形成する高クロム鋳鉄粉末焼結材の組織中
に黒鉛を析出させるための黒鉛化焼なまし熱処理に供さ
れる。該熱処理は、複合リングを９５０〜１０００°Ｃ
に加熱し、数時間保持することによって行われる。これ
により、焼結材中の粉末内部の遊離炭化物は分解し、分
解によって生成したＣが微細黒鉛となって焼結材中に均
一に分散した状態で析出する。前記析出黒鉛は晶出黒鉛
に比べて微細かつ均一に分散するため、晶出黒鉛の存在
に起因した基地のかけ落ちも効果的に防止され、耐摩耗
性の向上に寄与することができる。
後、外層材を形成する高クロム鋳鉄粉末焼結材の組織中
に黒鉛を析出させるための黒鉛化焼なまし熱処理に供さ
れる。該熱処理は、複合リングを９５０〜１０００°Ｃ
に加熱し、数時間保持することによって行われる。これ
により、焼結材中の粉末内部の遊離炭化物は分解し、分
解によって生成したＣが微細黒鉛となって焼結材中に均
一に分散した状態で析出する。前記析出黒鉛は晶出黒鉛
に比べて微細かつ均一に分散するため、晶出黒鉛の存在
に起因した基地のかけ落ちも効果的に防止され、耐摩耗
性の向上に寄与することができる。
尚、Ｃｒ含有量の高い鋳鉄材質においては、通常、高温
で長時間保持しても黒鉛は析出しない。本発明外層十Ａ
の場合、Ｓｉ、 Ｎｉを多量に含有させた特定の成分を
選定しているので、黒鉛の析出が可能となる。
で長時間保持しても黒鉛は析出しない。本発明外層十Ａ
の場合、Ｓｉ、 Ｎｉを多量に含有させた特定の成分を
選定しているので、黒鉛の析出が可能となる。
その後、複合リングに適宜の熱処理（例えば、焼入れ焼
戻し、オーステンパー）を施し、黒鉛析出後の外層焼結
材の基地を焼戻しマルテンサイトやヘーナイト組織とし
たり、適宜の冷却速度によってパーライトやフェライト
組織に調整する。
戻し、オーステンパー）を施し、黒鉛析出後の外層焼結
材の基地を焼戻しマルテンサイトやヘーナイト組織とし
たり、適宜の冷却速度によってパーライトやフェライト
組織に調整する。
以上のようにして得られた複合リングは、最終形状に仕
上げ加工されて製品複合リングロールとされ、１個又は
複数個がロール軸に焼き嵌め、その他の方法で固定され
、組み立てロールとされ、圧延に供される。
上げ加工されて製品複合リングロールとされ、１個又は
複数個がロール軸に焼き嵌め、その他の方法で固定され
、組み立てロールとされ、圧延に供される。
次に具体的実施例を掲げる。
平鋼圧延使用複合リングロール（製品寸法φ３００×幅
１５０ ｍｍ）の製造実施例 （１）内径１５０ｍｍ、外径２３０＋ｎｍ、幅１５０ｍ
ｍの内層リングを準備した。該リングはＣ：０．２５％
、Ｓｉ：０．１３％、Ｍｎ ： ０．４１％の低Ｃ１１
ｉＩである。
１５０ ｍｍ）の製造実施例 （１）内径１５０ｍｍ、外径２３０＋ｎｍ、幅１５０ｍ
ｍの内層リングを準備した。該リングはＣ：０．２５％
、Ｓｉ：０．１３％、Ｍｎ ： ０．４１％の低Ｃ１１
ｉＩである。
（２）前記リングの径方向外側を第２図の如く缶板で覆
い、該リングの外表面全幅にわたり下記の高クロム鋳鉄
粉末を充填した後脱気した。粉末は１４０メツシユアン
ダーのものを用いた。
い、該リングの外表面全幅にわたり下記の高クロム鋳鉄
粉末を充填した後脱気した。粉末は１４０メツシユアン
ダーのものを用いた。
粉末組成
Ｃ：２．８０％、 Ｓｉ ： ２．２０％、 Ｍｎ ：
０．８０％Ｐ ： ０．００５％、Ｓ ： ０．００
９％、Ｎｉ ： ７．００％Ｃｒ ： ７．００％、
Ｍｏ ： ０．９８％、残部実質的にＦｃ（３） そ
の後、２００ ｋｇ ７ｃｍ２の圧力、１１８０°Ｃ
の温度でＨＩＰ処理を行い、粉末を焼結して外層を得る
と共に該外層と内層リングとを拡散接合した。ＨＩＰ処
理終了後、缶板を除去して複合リングを得た。
０．８０％Ｐ ： ０．００５％、Ｓ ： ０．００
９％、Ｎｉ ： ７．００％Ｃｒ ： ７．００％、
Ｍｏ ： ０．９８％、残部実質的にＦｃ（３） そ
の後、２００ ｋｇ ７ｃｍ２の圧力、１１８０°Ｃ
の温度でＨＩＰ処理を行い、粉末を焼結して外層を得る
と共に該外層と内層リングとを拡散接合した。ＨＩＰ処
理終了後、缶板を除去して複合リングを得た。
（４）ＨＩＰ処理後の複合リングを製品寸法に粗機械加
工した後、黒鉛を析出させる目的で９５０°Ｃに５Ｈｒ
塩浴中で保持した後、１０００”Ｃまで加熱し、その後
５３０°Ｃの別のソルトハス中に象、冷し５１１ｒ保持
した後、空中放冷し常温まで冷却した。その後、５３０
°Ｃまで加熱冷却を２回繰返し、残留オーステナイトを
変態させた。なお、５３０°Ｃでの保持時間は３Ｈｒと
した。
工した後、黒鉛を析出させる目的で９５０°Ｃに５Ｈｒ
塩浴中で保持した後、１０００”Ｃまで加熱し、その後
５３０°Ｃの別のソルトハス中に象、冷し５１１ｒ保持
した後、空中放冷し常温まで冷却した。その後、５３０
°Ｃまで加熱冷却を２回繰返し、残留オーステナイトを
変態させた。なお、５３０°Ｃでの保持時間は３Ｈｒと
した。
（５） このようにして得られた複合リングの外層組
織は、微細なＭ７Ｃ，カーバイドと微細な黒鉛が均一に
分散しており、基地組織は焼戻しマルテンサイトであっ
た。その硬度は＋１ ｓ ８９〜９０であった。
織は、微細なＭ７Ｃ，カーバイドと微細な黒鉛が均一に
分散しており、基地組織は焼戻しマルテンサイトであっ
た。その硬度は＋１ ｓ ８９〜９０であった。
（発明の効果）
以上説明した通り、本発明の複合リングロールは、その
外層が所定成分の高クロム鋳鉄粉末の焼結材で形成され
ているので、高硬度クロムカーバイドの生成と、該カー
バイドや初品等の組織微細化とが相まって、耐摩耗性の
向上が図られる。しかも、黒鉛化焼なまし熱処理によっ
て、焼結材中に微細黒鉛が均一に分散析出したものとな
り、耐焼付の確保および耐摩耗性の一層の向」二が図ら
れる。これによって、複合リングロールに優れた耐摩耗
性と耐焼付性とを兼備させることができた。
外層が所定成分の高クロム鋳鉄粉末の焼結材で形成され
ているので、高硬度クロムカーバイドの生成と、該カー
バイドや初品等の組織微細化とが相まって、耐摩耗性の
向上が図られる。しかも、黒鉛化焼なまし熱処理によっ
て、焼結材中に微細黒鉛が均一に分散析出したものとな
り、耐焼付の確保および耐摩耗性の一層の向」二が図ら
れる。これによって、複合リングロールに優れた耐摩耗
性と耐焼付性とを兼備させることができた。
第１図は複合リングロールの断面図、第２図は缶体が設
けられた内層リングの断面図である。 第 図 ・・・複合リングロール、２ ・・・外層、３ ・・・内層。
けられた内層リングの断面図である。 第 図 ・・・複合リングロール、２ ・・・外層、３ ・・・内層。
Claims (1)
- （１）高合金ロール材で形成された外層の内面に強靭材
で形成された内層が拡散接合された複合リングロールに
おいて、 前記高合金ロール材は、化学組成が重量％でＣ：２．０
〜３．２％、Ｎｉ：４．５〜１０％Ｓｉ：２．０〜３．
０％、Ｃｒ：６〜１０％Ｍｎ：０．５〜１．５％、Ｍｏ
：０．５〜３．０％Ｐ：０．０８％以下、 Ｓ：０．０６％以下、 残部実質的にＦｅで形成された高クロム鋳鉄粉末の焼結
材であって、黒鉛化焼なまし熱処理により組織中に黒鉛
が析出してなることを特徴とする複合リングロール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16179788A JPH0211739A (ja) | 1988-06-28 | 1988-06-28 | 複合リングロール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16179788A JPH0211739A (ja) | 1988-06-28 | 1988-06-28 | 複合リングロール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0211739A true JPH0211739A (ja) | 1990-01-16 |
Family
ID=15742095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16179788A Pending JPH0211739A (ja) | 1988-06-28 | 1988-06-28 | 複合リングロール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0211739A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022046530A (ja) * | 2016-10-17 | 2022-03-23 | テネコ・インコーポレイテッド | 遊離黒鉛含有粉末 |
-
1988
- 1988-06-28 JP JP16179788A patent/JPH0211739A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022046530A (ja) * | 2016-10-17 | 2022-03-23 | テネコ・インコーポレイテッド | 遊離黒鉛含有粉末 |
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