JPH06172926A

JPH06172926A - ガラス圧延用ロール

Info

Publication number: JPH06172926A
Application number: JP32903392A
Authority: JP
Inventors: Yuji Ito; 裕司伊藤; Katsuaki Fukushima; 捷昭福島
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1992-12-09
Filing date: 1992-12-09
Publication date: 1994-06-21

Abstract

(57)【要約】【目的】圧延中のロールの熱膨張による変形を防止し
て、被圧延ガラス板材の板厚変動を極少とするガラス圧
延用ロールの提供。【構成】母材材質が、重量％で、Ｃ 0.1%以下、Ｓi
2.0%以下、Ｍn 2.0%以下、Ｎi 35.0〜50.0%、またはさ
らにＣo 25%以下、ただしＮi＋Ｃo 35〜60%、さらにＡl
0.2〜1.0%、Ｔi 0.5〜2.0%、Ｎb 2.0〜6.0%の１種また
は２種以上、場合によっては、さらにＢ 0.02%以下とＺ
r 0.20%以下の１種または２種、残部Ｆeおよび不可避的
不純物からなり、作業面に表面処理層を有することを特
徴とするガラス圧延用ロール。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置用等高い
板厚精度を必要とするガラス圧延用ロールに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】ガラス圧延用ロールには、一般に13Ｃr
マルテンサイト系ステンレス鋼(ＪＩＳ、ＳＵＳ４２０
Ｊ２）等が使用され、また、これの改良鋼として、1.5%
以下程度のＮi、同程度のＷ，Ｍo、またはさらに同程度
のＶを添加した特公昭57-5871号、特公昭58-2584号で示
された鋼や、前記と同程度のＷ，Ｍo，Ｖに加え、少量
のＮbを添加した特開平3-199346号で提案された鋼が、
高温に加熱された時の強度に優れ、ヒートクラックが生
じにくいロール材として使用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来の
ロールでガラス板を圧延した場合、製品であるガラス板
に板厚変動を生ずるので、高い板厚精度のガラス板を圧
延することが難しく、高い板厚精度を要する製品に対し
ては、後工程において、大工数の手入れ工程を必要とす
るという問題がある。この板厚変動が生ずる要因とし
て、圧延時、ロールの表層部は、作業条件によっても変
わるが、280〜400℃(ロール出口で実測された温度)まで
に加熱されるため、ロール各部の熱膨張量の差により、
ロールが外径のフレ等の歪みを生ずるためと考えられ
る。なお、被圧延ガラスとの接触局部の温度は、前記の
温度から推定して600℃程度に昇温することが考えられ
ている。本発明は、ガラス圧延ロールとして要求される
耐食性、耐酸化性や強度等の特性を具備するとともに、
高温でのロールの熱歪を防止して、板厚の変動を抑制し
たガラス圧延用ロールを提供することを目的とする。

【０００４】本発明者等は、従来鋼をロール材として使
用した場合に生じた熱間フレの問題を克服し、圧延後の
手入れ工数を少なくすべく、ガラス圧延用ロールに対し
て、想定される温度範囲において、低熱膨張率を示し、
かつ想定される耐クラック性や耐食性、耐酸化性の改善
について、添加合金成分を定めた種々の候補鋼を定め、
これらをガラス圧延用ロール材として使用することを試
みた。しかし、耐食性、耐酸化性については、直接的に
は満足できず、表面処理層を施すことで、これを補うこ
とができることを見出した。これにより、圧延時ロール
は熱間フレが少なく、成形されたガラスは従来のロール
によるものに比し、極めて平坦であり、かつ耐食性、耐
酸化性、耐クラック性等実用性能を有するロールを実現
することができた。

【０００５】すなわち、本発明は母材材質が、重量％
で、Ｃ 0.1%以下、Ｓi 2.0%以下、Ｍn2.0%以下、Ｎi 3
5.0〜50.0%、またはさらにＣo 25%以下、ただしＮi＋Ｃ
o 35〜60%、さらにＡl 0.2〜1.0%、Ｔi 0.5〜2.0%、Ｎb
2.0〜6.0%の１種または２種以上、残部Ｆeおよび不可
避的不純物からなり、作業面に表面処理層を有すること
を特徴とするガラス圧延用ロール、ならびに母材材質
が、重量％で、Ｃ 0.1%以下、Ｓi 2.0%以下、Ｍn 2.0%
以下、Ｎi 35.0〜50.0%、またはさらにＣo 25%以下、た
だしＮi＋Ｃo 35〜60%、さらにＡl 0.2〜1.0%、Ｔi 0.5
〜2.0%、Ｎb 2.0〜6.0%の１種または２種以上、および
Ｂ 0.02%以下とＺr 0.20%以下の１種または２種、残部
Ｆeおよび不可避的不純物からなり、作業面に表面処理
層を有することを特徴とするガラス圧延用ロールであ
る。

【０００６】

【作用】ガラス圧延用ロールは、通常、その軸心に沿っ
て、冷却水貫流用の穴を有し、これにより冷却されてい
る。前記の600℃および280〜400℃の温度は、ロール表
層部の被圧延材(ガラス)との接触局部およびその直後に
ついての温度であり、ロール内部は前述のように冷却さ
れているので、全体としてはさほど高温ではない。本発
明が規定した成分の合金は、高い温度範囲では前記の13
Ｃr鋼とほぼ同等の熱膨張係数を示す。例えば、後述の
本発明の実施例の材料の300℃から400℃までの平均熱膨
張係数は、11×10マイナス6乗/℃程度で、同温度範囲の
13Ｃr鋼である従来材(比較例Ｘ）の12×10マイナス6乗/
℃とほぼ同等である。しかし、前記のようにロール体の
大部分は、300℃よりはるかに低い温度範囲と考えられ
るから、この間で前記本発明が規定した成分範囲の鋼は
低熱膨張係数を持ち、かつ該熱膨張係数の変化の変動は
小さく、このため、被圧延材との接触部の高温にも拘ら
ず、ロール全体として熱歪は非常に小さくなる。

【０００７】また、ロール材としてステンレス鋼が使用
される理由は、耐食性、耐酸化性に優れるからである。
この耐食性、耐酸化性に関して、本発明のガラス圧延用
ロール用材料は、ステンレス鋼に比較すると劣る。この
ため、耐食性、耐酸化性、またはさらに、耐摩耗性等の
改善のため、ロールの作業表面を10μmまたはそれ以上
の厚さの、例えば、Ｎi-Ｂ、硬質Ｃr等のめっき、窒化
等の表面処理層を設けることが必要である。

【０００８】以下に本発明のガラス圧延用ロール材の成
分の限定理由を示す。Ｃは、炭化物を形成して、本発明
ロールの結晶粒の成長を抑える働きがある。多すぎると
時効硬化性を減じ、また、熱膨張量を増大させるので0.
1%以下とする。Ｓiは、脱酸剤として添加され、ま
た、耐酸化性を良好にする働きがあるが、多量の添加は
必要なく、多すぎると熱間加工性を劣化させるので2.0%
以下とした。Ｍnは、Ｓiと同様、脱酸剤として添加され
るが、多すぎると熱膨張率を大きくするので2.0%以下と
した。Ｎｉは、後述のＣoとともに熱膨張量を下げるこ
とで知られている。本願でもこれと同目的で添加され、
また、ＮiはＡl,Ｔi,Ｎbとともに金属間化合物を形成し
て本発明材の強度を増す働きがある重要な元素である。
35.0%より少なく、また50.0%より多くなると、熱膨張率
を上昇させてロールの熱歪の発生原因となるので、35.0
〜50.0%とした。

【０００９】Ｃoは、Ｎiとともに熱膨張率を下げる働き
がある。ただし、多量の場合、ＮiとＡl,Ｔi,Ｎbが形成
する金属間化合物を析出しにくくし、また、Ｎi＋Ｃoが
60%を越えると熱膨張率が上昇するので、Ｎi＋Ｃoで35
〜60.0%とした。Ａl,Ｔi,Ｎbは、上記のように、Ｎiと
ともに、金属間化合物を形成、析出することにより、ガ
ラス圧延用ロール材としての強度を付与するものであ
り、１種または２種以上添加される。少なすぎると上記
添加の効果がなく、多すぎると熱膨張率を上昇させた
り、基地中に偏析したりするのでＡl 0.2〜1.0%、Ｔi
0.5〜2.0%、Ｎb 2.0〜6.0%とした。ＢおよびＺrは粒界
を強化し、合金の高温度における延性を高める作用があ
り、必要により、１種または２種添加される。しかし、
過度に添加すると、熱間加工性を劣化させるので、添加
する場合には、それぞれ0.02%、0.20%に限定した。

【００１０】本発明のロール用材料は、ステンレス鋼に
比し、耐食性、耐酸化性に劣るので、これ等の特性の向
上のため、またはさらに耐摩耗性等の特性を向上するた
めに表面処理層を設ける。表面処理層としては、Ｎi，
Ｎi-Ｂ，硬質Ｃrなどのめっき、窒化等が簡便で効果が
大きく、場合によっては肉盛り溶射、ＨＩＰ等による表
面層の付与が有効である。

【００１１】

【実施例】表１に示す化学組成の合金材料を溶製した。
本発明材Ａ〜Ｉは、鍛伸後、950℃の固溶化処理後、720
〜620℃の時効処理を行なった。また、従来材Ｘは、前
述の特公昭58-2584号に記載の合金で、1030℃の焼入
れ、720℃で焼もどしを施したものとした。表２に本発
明材Ａ〜Ｉおよび従来材Ｘの常温から各温度までの平均
熱膨張係数の測定結果を示す。本発明材Ａ〜Ｉは、常温
から少なくとも300℃までの平均熱膨張係数 α_20-300が
従来材Ｘに比して小さく、かつその変化も小さい。それ
により、ガラス圧延時に発生する熱間フレが大幅に抑制
される。

【００１２】

【表１】

【００１３】

【表２】

【００１４】

【表３】

【００１５】表３に本発明材Ａ，Ｂ，Ｅおよび従来材Ｘ
の常温と600℃における引張試験の結果を示す。本発明
材Ａ，Ｂ，Ｅは、常温においては従来材Ｘと比べ、同等
以上の0.2%耐力と優る引張強さを示しており、600℃に
おいては従来材Ｘに比し0.2%耐力、引張強さとも優って
いることがわかる。また、析出強化元素であるＡl,Ｔi,
Ｎbを多く含有する本発明材Ｅは、本発明材Ｂに比較し
て、大幅に優れた強度を示している。表４ならびに表５
に、本発明材Ａ，Ｂ，Ｅおよび従来材ＸのいずれもＮi-
Ｂめっき(10μm厚さ)を施した160mmφ×1050Lのガラス
圧延用ロールを5RPMの速度で400時間使用した後の、製
品ガラス板の板厚変動の大きさの評価結果、ならびにロ
ール表面状態を調査した結果を示す。表４から、本発明
ロールは、従来材Ｘよりもロールの熱間フレの大きさは
小さく、なかでもＣoを添加した本発明材Ｅはフレが小
さく0.05mm以下であることがわかる。また、表５から本
発明ロールＡ，Ｂ，Ｅおよび従来ロールＸは、耐食性お
よび耐酸化性について、大差はなく共に良好な状態であ
ることがわかる。

【００１６】

【表４】

【００１７】

【表５】

【００１８】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明のガラス圧
延用ロールは、Ａl,Ｔi,Ｎbの１種または２種以上、ま
たはさらにＢ，Ｚrの１種または２種を添加して、高強
度化した低熱膨張材と、その耐食性、耐酸化性を補うた
めに施された表面処理層を組合せることにより、精密な
ガラス圧延用ロールとしたものであり、従来のロールで
は、達し得なかった平坦な板ガラスの圧延を可能とした
ものである。これにより、従来大工数の手入れを必要と
した液晶表示装置等用の高板厚精度を要する板ガラス製
品が圧延ままで容易に得ることが可能となった。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】母材材質が、重量％で、Ｃ 0.1%以下、
Ｓi 2.0%以下、Ｍn 2.0%以下、Ｎi 35.0〜50.0%、また
はさらにＣo 25%以下、ただしＮi＋Ｃo 35〜60%、さら
にＡl 0.2〜1.0%、Ｔi 0.5〜2.0%、Ｎb 2.0〜6.0%の１
種または２種以上、残部Ｆeおよび不可避的不純物から
なり、作業面に表面処理層を有することを特徴とするガ
ラス圧延用ロール。
【請求項２】母材材質が、重量％で、Ｃ 0.1%以下、
Ｓi 2.0%以下、Ｍn 2.0%以下、Ｎi 35.0〜50.0%、また
はさらにＣo 25%以下、ただしＮi＋Ｃo 35〜60%、さら
にＡl 0.2〜1.0%、Ｔi 0.5〜2.0%、Ｎb 2.0〜6.0%の１
種または２種以上、およびＢ 0.02%以下とＺr 0.20%以
下の１種または２種、残部Ｆeおよび不可避的不純物か
らなり、作業面に表面処理層を有することを特徴とする
ガラス圧延用ロール。