JPH02270944A - 耐摩耗，耐肌荒性ロール材及びその製造方法 - Google Patents
耐摩耗，耐肌荒性ロール材及びその製造方法Info
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- JPH02270944A JPH02270944A JP9413689A JP9413689A JPH02270944A JP H02270944 A JPH02270944 A JP H02270944A JP 9413689 A JP9413689 A JP 9413689A JP 9413689 A JP9413689 A JP 9413689A JP H02270944 A JPH02270944 A JP H02270944A
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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)
- Powder Metallurgy (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、耐摩耗性及び耐肌荒性に優れたロール材及び
その製造法に関するものである。
その製造法に関するものである。
汎用されている圧延用ロールは、金型造塊をしたままの
もの、或は造塊後に鍛造してロール形状とした後、機械
加工及び熱処理したものが多い。
もの、或は造塊後に鍛造してロール形状とした後、機械
加工及び熱処理したものが多い。
このような従来のロールでは、約５００°Ｃ以上の高温
下での耐摩耗性は不十分で、急速に摩耗が進行する。か
かる高温下での耐摩耗性を改善することを目的として、
例えば特開昭５４−９９７５９号には、高炭素アトマイ
ズ粉を熱間静水圧加圧法（以下ＨＩ Ｐと称す）により
圧密化し、２０μｍ以下の共晶炭化物を直径方向、軸方
向並びに円周方向に均一に分布させた熱間圧延用ロール
が記載されている。
下での耐摩耗性は不十分で、急速に摩耗が進行する。か
かる高温下での耐摩耗性を改善することを目的として、
例えば特開昭５４−９９７５９号には、高炭素アトマイ
ズ粉を熱間静水圧加圧法（以下ＨＩ Ｐと称す）により
圧密化し、２０μｍ以下の共晶炭化物を直径方向、軸方
向並びに円周方向に均一に分布させた熱間圧延用ロール
が記載されている。
しかし、本発明者は前記記載の２０μｍ以下の炭化物で
は、熱間圧延用ロールとして試験使用した場合に高温硬
さが低くなるため、従来の鋳造ロールに比べ、耐摩耗性
の大幅な改善は望めないことを見出した。
は、熱間圧延用ロールとして試験使用した場合に高温硬
さが低くなるため、従来の鋳造ロールに比べ、耐摩耗性
の大幅な改善は望めないことを見出した。
また、従来のＨＩＰ手法を用いて製作すると第５図に示
すような合金粉状斑点が組織中に残存し、この状態で圧
延用ロールとして試験使用してみると、ロール表面に凹
凸が生じ、肌荒れを発生し摩耗も進行しやす（なること
を見出した。
すような合金粉状斑点が組織中に残存し、この状態で圧
延用ロールとして試験使用してみると、ロール表面に凹
凸が生じ、肌荒れを発生し摩耗も進行しやす（なること
を見出した。
従って、本発明の目的は耐摩耗及び耐肌荒性に優れたロ
ール材及びその製造方法を提供することである。
ール材及びその製造方法を提供することである。
本発明者は、上記目的を達成すべく種々検討を重ねた結
果、ＨＩＰを固相線温度−５０°Ｃから固相線温度＋５
０°Ｃまでの温度で実施すればよいことを見出し、本発
明を完成させた。ここで、固相線とは、加熱時に固体が
液体化しはじめる温度のことである。
果、ＨＩＰを固相線温度−５０°Ｃから固相線温度＋５
０°Ｃまでの温度で実施すればよいことを見出し、本発
明を完成させた。ここで、固相線とは、加熱時に固体が
液体化しはじめる温度のことである。
すなわち、ＨＩＰを従来のように固相線以下５０〜１０
０ ’Ｃで行うと、ＨＩ Ｐ終了時点では組織中に合金
粉状斑点が残存する。これを後工程の熱処理で消そうと
すると、一部液相が生じるまで熱処理温度を高くする必
要がある。ところが、液相が生じると冷却時に引は巣が
生じ材料強度が劣化することになる。そこでＨＩＰ時に
組織中の合金粉状斑点を消す必要がある。ＨＩＰ温度が
固相線より５０°Ｃを超えて低いと加圧圧力を少しくら
い高くしても組織中に合金粉状斑点が残存し、また、固
相線より５０°Ｃを超えて高いと液相が多く生じ、溶製
材の組織に近づき材料強度が低下することがわかった。
０ ’Ｃで行うと、ＨＩ Ｐ終了時点では組織中に合金
粉状斑点が残存する。これを後工程の熱処理で消そうと
すると、一部液相が生じるまで熱処理温度を高くする必
要がある。ところが、液相が生じると冷却時に引は巣が
生じ材料強度が劣化することになる。そこでＨＩＰ時に
組織中の合金粉状斑点を消す必要がある。ＨＩＰ温度が
固相線より５０°Ｃを超えて低いと加圧圧力を少しくら
い高くしても組織中に合金粉状斑点が残存し、また、固
相線より５０°Ｃを超えて高いと液相が多く生じ、溶製
材の組織に近づき材料強度が低下することがわかった。
上記手法により得られた組織中には、第１図に示すよう
に合金粉状斑点の残存もなく、また硬質相である炭化物
の粒径も従来の２０μｍ以下から、２５〜１００μｍに
成長することを見出した。硬質相である炭化物の粒径が
２５μｍ以下であると圧延用ロールとして使用する場合
には、耐摩耗性が劣る。炭化物の粒径が１００μ−を超
えると機械的性質が劣化すると同時にヒートクラックが
発生しやすくなる。さらに、硬質相である２５〜１００
μｍの炭化物が５％未満であると耐摩耗性が劣り、４０
％を超えると機械的性質が劣化する。
に合金粉状斑点の残存もなく、また硬質相である炭化物
の粒径も従来の２０μｍ以下から、２５〜１００μｍに
成長することを見出した。硬質相である炭化物の粒径が
２５μｍ以下であると圧延用ロールとして使用する場合
には、耐摩耗性が劣る。炭化物の粒径が１００μ−を超
えると機械的性質が劣化すると同時にヒートクラックが
発生しやすくなる。さらに、硬質相である２５〜１００
μｍの炭化物が５％未満であると耐摩耗性が劣り、４０
％を超えると機械的性質が劣化する。
次に本発明の耐摩耗性、耐肌荒性ロールの製造法につい
て説明する。請求項（１）に記載の合金粉末を、第３図
に示すように、円筒状ロール芯材１をセットした金属カ
プセル２内に充填し、金属カプセル２の上部に設けた脱
気口３から吸気して金属カプセル２内を真空にし、次い
で本発明のＴ（ＩＰを施す。なお、金属カプセル２とし
ては、例えば厚さ３〜７ＩＩＩＩ１１程度の鋼あるいは
ステンレス鋼などを用いる。
て説明する。請求項（１）に記載の合金粉末を、第３図
に示すように、円筒状ロール芯材１をセットした金属カ
プセル２内に充填し、金属カプセル２の上部に設けた脱
気口３から吸気して金属カプセル２内を真空にし、次い
で本発明のＴ（ＩＰを施す。なお、金属カプセル２とし
ては、例えば厚さ３〜７ＩＩＩＩ１１程度の鋼あるいは
ステンレス鋼などを用いる。
その後、金属カプセル２を旋盤で削り取るなどの方法で
取り除き、さらに例えば第４図に示す如き熱処理を施す
。次いで所定の形状に加工して、目的とするロールを完
成するのである。
取り除き、さらに例えば第４図に示す如き熱処理を施す
。次いで所定の形状に加工して、目的とするロールを完
成するのである。
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本
発明はこの実施例に限定されるものではない。なお、実
施例における耐摩耗性及び耐肌荒性の評価は、第２図に
示す圧延摩耗試験機に外径６０ｍｍ、長さ４０閣の試験
用ロールを組込み、第１表に示す試験条件で試験を行っ
た後、試験ロールの表面に生じた摩耗の深さを触針式表
面粗さ計（ＳＵＲＦＣＯＭ）を用いて測定することによ
り行った。
発明はこの実施例に限定されるものではない。なお、実
施例における耐摩耗性及び耐肌荒性の評価は、第２図に
示す圧延摩耗試験機に外径６０ｍｍ、長さ４０閣の試験
用ロールを組込み、第１表に示す試験条件で試験を行っ
た後、試験ロールの表面に生じた摩耗の深さを触針式表
面粗さ計（ＳＵＲＦＣＯＭ）を用いて測定することによ
り行った。
ここで第２図に示す圧延摩耗試験機は、圧延機４と、圧
延材Ｓを予熱する加熱炉７と、圧延材Ｓを冷却する冷却
水槽８と、圧延材の巻取機９とテンションコントローラ
１０とからなる。
延材Ｓを予熱する加熱炉７と、圧延材Ｓを冷却する冷却
水槽８と、圧延材の巻取機９とテンションコントローラ
１０とからなる。
第 １ 表
第２表に示す成分の合金粉末を、第３表に示す温度及び
圧力でＨＩＰ処理を施した。ＨＩＰ処理後の炭化物ｆ１
（面積比）を第３表に併記して示す。
圧力でＨＩＰ処理を施した。ＨＩＰ処理後の炭化物ｆ１
（面積比）を第３表に併記して示す。
なお、ロール芯材１の材質はＳＣＭ４４０である。
第 ３ 表
また、第２表に示す合金粉末の固相線は実測により１１
９０’Ｃであった。
９０’Ｃであった。
ＨＩＰ処理後、金属カプセル２を旋盤にて削り取り、次
いで第４図に示したパターンで熱処理を施した。この状
態で組織調査を行った結果を従来材を第５図に、また本
発明材を第１図に示す。両図を比較すると、本発明によ
り明らかに合金粉状斑点が消えていることがわかる。ま
た、本発明により、硬質相である炭化物が成長している
ことが確認できた。
いで第４図に示したパターンで熱処理を施した。この状
態で組織調査を行った結果を従来材を第５図に、また本
発明材を第１図に示す。両図を比較すると、本発明によ
り明らかに合金粉状斑点が消えていることがわかる。ま
た、本発明により、硬質相である炭化物が成長している
ことが確認できた。
このようにして作製したロールについて、前記圧延シミ
ュレーション試験により耐摩耗、耐肌荒性を評価した。
ュレーション試験により耐摩耗、耐肌荒性を評価した。
結果は、第４表に示す通りであった。
第 ４ 表
〔発明の効果〕
本発明によれば、ロールの耐摩耗性及び耐肌荒性が向上
し、鉄あるいは非鉄金属用熱間圧延ロールに適した耐摩
耗性及び耐肌荒性ロールを提供することができる。なお
、本発明のロールは上記したような高温下での使用に特
定されるものではなく、冷間圧延ロール等の低温で使用
されるロールに用いても耐摩耗性及び耐肌荒性が著しく
大きなロールとして供用できる。
し、鉄あるいは非鉄金属用熱間圧延ロールに適した耐摩
耗性及び耐肌荒性ロールを提供することができる。なお
、本発明のロールは上記したような高温下での使用に特
定されるものではなく、冷間圧延ロール等の低温で使用
されるロールに用いても耐摩耗性及び耐肌荒性が著しく
大きなロールとして供用できる。
第１図は本発明のロール材の金属組織を示す写真、第２
図はロールの耐摩耗性を測定する装置の概略図、第３図
は本発明のロールの製造方法を説明するだめのカプセル
の状況の断面図、第４図は本発明のロールを製造する際
に適用される熱処理条件の一例を示す熱処理パターン図
、第５図は従来のロール材の金属組織を示す写真である
。 にロール芯材、２：カプセル、３：脱気孔、４：圧延機
、５：上ロール、６：下ロール、７：加熱炉、８：冷却
水槽、９：巻取機、１０：テンシゴンコントローラ、Ｐ
ｅＩＢ末、Ｓ：圧延材。 ２ｍｍ 第２図 第４図 第５図 ＋１２ｒｒｊｍ 手、続Ｉ−甫１１１兄沓・”。 １１勺位 １年ｌ：月 °、入１−」 ・Ｖ成 １イｆ ↑ろ・許願 第 ９ｆ％７、マ乙 ：
・）２発明の名称 耐摩耗、１肌荒性ロール材、、ａｔ、びｆの製造力゛ｌ
・く３補正をする者 事件との関係 特許出願人 電話 東京一２８４ ４６４２゜ 氏名 （５０８）日立金属株式会社 代表者 松 野 浩 −″、 ４補正命令のｌｊ付 な［、、（自窺補１Ｆ：）５補
止ｉ、より増加する発明の数 な（，７゜６補止の対
象 図面 １４図 熱処理時間（時間）
図はロールの耐摩耗性を測定する装置の概略図、第３図
は本発明のロールの製造方法を説明するだめのカプセル
の状況の断面図、第４図は本発明のロールを製造する際
に適用される熱処理条件の一例を示す熱処理パターン図
、第５図は従来のロール材の金属組織を示す写真である
。 にロール芯材、２：カプセル、３：脱気孔、４：圧延機
、５：上ロール、６：下ロール、７：加熱炉、８：冷却
水槽、９：巻取機、１０：テンシゴンコントローラ、Ｐ
ｅＩＢ末、Ｓ：圧延材。 ２ｍｍ 第２図 第４図 第５図 ＋１２ｒｒｊｍ 手、続Ｉ−甫１１１兄沓・”。 １１勺位 １年ｌ：月 °、入１−」 ・Ｖ成 １イｆ ↑ろ・許願 第 ９ｆ％７、マ乙 ：
・）２発明の名称 耐摩耗、１肌荒性ロール材、、ａｔ、びｆの製造力゛ｌ
・く３補正をする者 事件との関係 特許出願人 電話 東京一２８４ ４６４２゜ 氏名 （５０８）日立金属株式会社 代表者 松 野 浩 −″、 ４補正命令のｌｊ付 な［、、（自窺補１Ｆ：）５補
止ｉ、より増加する発明の数 な（，７゜６補止の対
象 図面 １４図 熱処理時間（時間）
Claims (2)
- （１）化学成分が重量比でＣ１．２〜３．５％、Ｃｒ３
〜６％、Ｍｏ４〜１０％、Ｗ２〜１５％、Ｖ２〜１０％
、Ｃｏ１〜１５％、残余が不可避不純物及びＦｅからな
る合金粉末を熱間静水圧加圧法により成形したものであ
って、粒径が２５〜１００μｍの炭化物を面積比で５〜
４０％含有し、かつ組織中に合金粉状斑点がないことを
特徴とする耐摩耗、耐肌荒性ロール材。 - （２）化学成分が重量比でＣ１．２〜３．５％、Ｃｒ３
〜６％、Ｍｏ４〜６％、Ｗ２〜１５％、Ｖ２〜１０％、
Ｃｏ１〜１５％、残余が不可避不純物及びＦｅからなる
合金粉末を、熱間静水圧加圧法により固相線温度−５０
℃から固相線温度＋５０℃までの温度範囲で焼結するこ
とを特徴とする耐摩耗、耐肌荒性ロール材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9413689A JPH02270944A (ja) | 1989-04-13 | 1989-04-13 | 耐摩耗，耐肌荒性ロール材及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9413689A JPH02270944A (ja) | 1989-04-13 | 1989-04-13 | 耐摩耗，耐肌荒性ロール材及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02270944A true JPH02270944A (ja) | 1990-11-06 |
Family
ID=14101982
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9413689A Pending JPH02270944A (ja) | 1989-04-13 | 1989-04-13 | 耐摩耗，耐肌荒性ロール材及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02270944A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04221046A (ja) * | 1990-12-19 | 1992-08-11 | Kubota Corp | 高速度鋼系焼結合金 |
| JPH04221041A (ja) * | 1990-12-19 | 1992-08-11 | Kubota Corp | 高速度鋼系焼結合金 |
| JPH04221044A (ja) * | 1990-12-19 | 1992-08-11 | Kubota Corp | 高速度鋼系焼結合金 |
| JPH04221043A (ja) * | 1990-12-19 | 1992-08-11 | Kubota Corp | 高速度鋼系焼結合金 |
| JPH0543993A (ja) * | 1990-12-19 | 1993-02-23 | Kubota Corp | 高速度鋼系焼結合金 |
| JPH05148510A (ja) * | 1991-04-22 | 1993-06-15 | Hitachi Metals Ltd | 耐摩耗複合ロール及びその製造方法 |
| JPH08193204A (ja) * | 1994-07-11 | 1996-07-30 | Rauma Materials Technol Oy | ロールの製造方法 |
| WO2001020049A1 (de) * | 1999-09-16 | 2001-03-22 | Maschinenfabrik Köppern Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur pulvermetallurgischen in-situ herstellung eines verschleissbeständigen verbundwerkstoffes |
-
1989
- 1989-04-13 JP JP9413689A patent/JPH02270944A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04221046A (ja) * | 1990-12-19 | 1992-08-11 | Kubota Corp | 高速度鋼系焼結合金 |
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| JPH08193204A (ja) * | 1994-07-11 | 1996-07-30 | Rauma Materials Technol Oy | ロールの製造方法 |
| WO2001020049A1 (de) * | 1999-09-16 | 2001-03-22 | Maschinenfabrik Köppern Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur pulvermetallurgischen in-situ herstellung eines verschleissbeständigen verbundwerkstoffes |
| US6652616B1 (en) | 1999-09-16 | 2003-11-25 | Maschienfabrik Koppern Gmbh & Co. Kg | Powder metallurgical method for in-situ production of a wear-resistant composite material |
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