JPH06210323A - 冷間圧延用ワークロール - Google Patents
冷間圧延用ワークロールInfo
- Publication number
- JPH06210323A JPH06210323A JP435093A JP435093A JPH06210323A JP H06210323 A JPH06210323 A JP H06210323A JP 435093 A JP435093 A JP 435093A JP 435093 A JP435093 A JP 435093A JP H06210323 A JPH06210323 A JP H06210323A
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- Japan
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- plating
- sic
- roll
- amount
- rolling
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- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐剥離性および耐摩耗性に優れた冷間圧延用
ワークロールを提供する。 【構成】 冷間圧延用ワークロールは、ロール表面に形
成されたニッケルメッキ層の上に、平均粒径が５．０μ
m 以下の硬質粒子を共析量１３wt% 以下で分散させた３
価クロム複合メッキ層が形成されている。硬質粒子の平
均粒径および共析量を適切な大きさに抑えているので、
メッキが剥離することはない。
ワークロールを提供する。 【構成】 冷間圧延用ワークロールは、ロール表面に形
成されたニッケルメッキ層の上に、平均粒径が５．０μ
m 以下の硬質粒子を共析量１３wt% 以下で分散させた３
価クロム複合メッキ層が形成されている。硬質粒子の平
均粒径および共析量を適切な大きさに抑えているので、
メッキが剥離することはない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は冷間圧延用ワークロー
ル、特に耐剥離性および耐摩耗性に優れた冷間圧延用ワ
ークロールに関する。
ル、特に耐剥離性および耐摩耗性に優れた冷間圧延用ワ
ークロールに関する。
【０００２】
【従来の技術】圧延ロールに要求される特性の一つに耐
剥離性および耐摩耗性がある。従来、Ｃｒ添加や熱処理
などによりロール材の硬度を高めて耐剥離性および耐摩
耗性の向上を図っていた。最近では耐剥離性および耐摩
耗性を向上させるために、ロール表面にクロムメッキを
施すことも行われている。クロムメッキのうち、６価ク
ロムメッキを施すものとして、たとえば「材料とプロセ
ス」（３（１９９０），１３５０）や「材料とプロセ
ス」（５（１９９２），５１１）などが知られている。
また、３価クロムメッキについては、「硫酸第二クロム
（III ）−ギ酸カリウム浴からのクロムめっきのかた
さ」（高谷松文他、金属表面技術、１０−３７（１９８
６）、６２１）が知られている。さらに、３価クロム複
合メッキについては、「Ｃｒ−ＳｉＣ複合被膜の作製と
摩耗特性」（高谷松文他、金属表面技術、３−３８（１
９８７）、９７）や「三価クロムめっき浴からのＣｒ−
ＳｉＣ，Ｃｒ−Ｄｉａｍｏｎｄ複合被膜」（高谷松文
他、金属表面技術、１１−３７（１９８６）、６７１）
などが知られている。なお、後者の文献には、鋼板に３
価クロム複合メッキを施す場合、脱脂、酸洗後にＮｉス
トライクの下地処理することが述べられている。
剥離性および耐摩耗性がある。従来、Ｃｒ添加や熱処理
などによりロール材の硬度を高めて耐剥離性および耐摩
耗性の向上を図っていた。最近では耐剥離性および耐摩
耗性を向上させるために、ロール表面にクロムメッキを
施すことも行われている。クロムメッキのうち、６価ク
ロムメッキを施すものとして、たとえば「材料とプロセ
ス」（３（１９９０），１３５０）や「材料とプロセ
ス」（５（１９９２），５１１）などが知られている。
また、３価クロムメッキについては、「硫酸第二クロム
（III ）−ギ酸カリウム浴からのクロムめっきのかた
さ」（高谷松文他、金属表面技術、１０−３７（１９８
６）、６２１）が知られている。さらに、３価クロム複
合メッキについては、「Ｃｒ−ＳｉＣ複合被膜の作製と
摩耗特性」（高谷松文他、金属表面技術、３−３８（１
９８７）、９７）や「三価クロムめっき浴からのＣｒ−
ＳｉＣ，Ｃｒ−Ｄｉａｍｏｎｄ複合被膜」（高谷松文
他、金属表面技術、１１−３７（１９８６）、６７１）
などが知られている。なお、後者の文献には、鋼板に３
価クロム複合メッキを施す場合、脱脂、酸洗後にＮｉス
トライクの下地処理することが述べられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】冷間圧延用ワークロー
ルは大きな圧下力および摩擦力が作用し、しかも圧延材
面を転動および摺動する。したがって、鋼板にニッケル
メッキ層を形成し、その上に３価クロム複合メッキ層を
形成する上記技術を、単に冷間圧延用ワークロールに適
用した場合、メッキ層が容易に剥離し、また摩耗してい
た。このために、冷間圧延用ワークロールは寿命が短
く、ロール原単位が低下して製品コスト高を招いてい
た。
ルは大きな圧下力および摩擦力が作用し、しかも圧延材
面を転動および摺動する。したがって、鋼板にニッケル
メッキ層を形成し、その上に３価クロム複合メッキ層を
形成する上記技術を、単に冷間圧延用ワークロールに適
用した場合、メッキ層が容易に剥離し、また摩耗してい
た。このために、冷間圧延用ワークロールは寿命が短
く、ロール原単位が低下して製品コスト高を招いてい
た。
【０００４】この発明は、耐剥離性および耐摩耗性に優
れた冷間圧延用ワークロールを提供しようとするもので
ある。
れた冷間圧延用ワークロールを提供しようとするもので
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明の冷間圧延用ワ
ークロールは、ロール表面に形成されたニッケルメッキ
層の上に、平均粒径が５．０μm 以下の硬質粒子を共析
量１３wt% 以下で分散させた３価クロム複合メッキ層が
形成されている。
ークロールは、ロール表面に形成されたニッケルメッキ
層の上に、平均粒径が５．０μm 以下の硬質粒子を共析
量１３wt% 以下で分散させた３価クロム複合メッキ層が
形成されている。
【０００６】ロール母材は鍛鋼、クロム鋼などが用いら
れる。硬質粒子として、ＳｉＣ、ＺｒＢ2 、Ｓｉ
3 Ｎ4 、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｃｒ3 Ｃ2 、Ｂ4 Ｃ、ＣＢＮ、お
よびダイヤモンドなどがある。複数種類の硬質粒子をク
ロムメッキマトリックス中に分散させてもよい。メッキ
方法として電解法および無電解法があるが、メッキ作業
の高能率化および分散剤の効率的な共析を考慮すると電
解法が望ましい。また、メッキ浴中に分散剤を均一に分
散させるために、界面活性剤による化学的な方法やエア
ー攪拌による物理的な方法などが用いられる。
れる。硬質粒子として、ＳｉＣ、ＺｒＢ2 、Ｓｉ
3 Ｎ4 、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｃｒ3 Ｃ2 、Ｂ4 Ｃ、ＣＢＮ、お
よびダイヤモンドなどがある。複数種類の硬質粒子をク
ロムメッキマトリックス中に分散させてもよい。メッキ
方法として電解法および無電解法があるが、メッキ作業
の高能率化および分散剤の効率的な共析を考慮すると電
解法が望ましい。また、メッキ浴中に分散剤を均一に分
散させるために、界面活性剤による化学的な方法やエア
ー攪拌による物理的な方法などが用いられる。
【０００７】３価クロム複合メッキに分散させる硬質粒
子の平均粒径が５．０μm を超えるか、または共析量が
１３wt% を超えると、メッキが剥離しやすくなる。
子の平均粒径が５．０μm を超えるか、または共析量が
１３wt% を超えると、メッキが剥離しやすくなる。
【０００８】
【作用】３価クロム複合メッキでは、マトリックスの硬
度は８００〜１６００Hvであり、硬質粒子の硬度は２０
００Hv以上である。メッキの被膜硬度は高いほど耐摩耗
性は向上することから、硬質粒子の共析量は多い方が好
ましい。しかし、硬質粒子の共析量が多くなり過ぎる
と、マトリックスと硬質粒子との結合力が小さくなる。
圧延中には硬質粒子に大きな圧下力および摩擦力が加わ
るので、メッキが剥離しやすくなる。この発明では、硬
質粒子の平均粒径および共析量を適切な大きさに抑えて
いるので、硬質粒子の突起部分に加わる力によりメッキ
が剥離することはない。
度は８００〜１６００Hvであり、硬質粒子の硬度は２０
００Hv以上である。メッキの被膜硬度は高いほど耐摩耗
性は向上することから、硬質粒子の共析量は多い方が好
ましい。しかし、硬質粒子の共析量が多くなり過ぎる
と、マトリックスと硬質粒子との結合力が小さくなる。
圧延中には硬質粒子に大きな圧下力および摩擦力が加わ
るので、メッキが剥離しやすくなる。この発明では、硬
質粒子の平均粒径および共析量を適切な大きさに抑えて
いるので、硬質粒子の突起部分に加わる力によりメッキ
が剥離することはない。
【０００９】
【実施例】耐剥離性に及ぼすメッキ条件の影響を明確に
するため、ロール転動摩耗実験装置（試験片：φ８０mm
×１０mm、相手片：φ１６０mm×１５mm、すべり率：
４．４％、相手片加熱温度：２００℃、押付け荷重：７
０kgf 、回転速度：３０００rpm 、冷却：水潤滑）を用
いて実験を行った。試験片の材質には鍛鋼（ＳＵＪ−
２）を熱処理したもの（硬度：約８００Hv）を用い、相
手片の材質にはＳ４５Ｃを用いた。
するため、ロール転動摩耗実験装置（試験片：φ８０mm
×１０mm、相手片：φ１６０mm×１５mm、すべり率：
４．４％、相手片加熱温度：２００℃、押付け荷重：７
０kgf 、回転速度：３０００rpm 、冷却：水潤滑）を用
いて実験を行った。試験片の材質には鍛鋼（ＳＵＪ−
２）を熱処理したもの（硬度：約８００Hv）を用い、相
手片の材質にはＳ４５Ｃを用いた。
【００１０】メッキ浴としては、表１のものを使用し
た。なお、Ｎｉプレメッキ厚は１μm、複合メッキ厚は
２０μm とした。また、メッキ後、メッキ被膜の硬度を
上昇させるため２００℃×２０Hrの熱処理を施した（メ
ッキ硬度：１０００Hv）。
た。なお、Ｎｉプレメッキ厚は１μm、複合メッキ厚は
２０μm とした。また、メッキ後、メッキ被膜の硬度を
上昇させるため２００℃×２０Hrの熱処理を施した（メ
ッキ硬度：１０００Hv）。
【表１】
【００１１】研磨、脱脂、プレメッキ、３価クロム複合
メッキ、および熱処理を順次行って試験片を作製した。
メッキ、および熱処理を順次行って試験片を作製した。
【００１２】ＳｉＣの平均粒径０．３〜７．５μm 、メ
ッキ浴中に添加するＳｉＣの量を０〜８０g/l 変化さ
せ、耐剥離性および耐摩耗性に及ぼすＳｉＣの平均粒径
およびＳｉＣ共析量の影響を調査した。なお、ＳｉＣの
共析量（wt％）は、メッキ後の被膜を塩酸を用いて剥離
・瀘過し、ＳｉＣの重量を測定して求めた。
ッキ浴中に添加するＳｉＣの量を０〜８０g/l 変化さ
せ、耐剥離性および耐摩耗性に及ぼすＳｉＣの平均粒径
およびＳｉＣ共析量の影響を調査した。なお、ＳｉＣの
共析量（wt％）は、メッキ後の被膜を塩酸を用いて剥離
・瀘過し、ＳｉＣの重量を測定して求めた。
【００１３】まず、平均粒径がそれぞれ０．４，０．
７，４．１，５．６，７．５μm のＳｉＣを用いて、メ
ッキ浴中に３０g/l 添加し（ＳｉＣの共析量は４〜５％
であった）、ロール転動摩耗実験を行った。その結果、
ＳｉＣの平均粒径が５．６μm以上のＣｒ−ＳｉＣ複合
メッキでは、転動回数で３万回までに剥離が生じた。ま
た、ＳｉＣの平均粒径が４．１μm 以下のＣｒ−ＳｉＣ
複合メッキでは転動回数で１２万回で５〜８mgの摩耗量
であった。なお、同一条件における通常の鍛鋼ロールの
摩耗量は７０〜８０mgである。
７，４．１，５．６，７．５μm のＳｉＣを用いて、メ
ッキ浴中に３０g/l 添加し（ＳｉＣの共析量は４〜５％
であった）、ロール転動摩耗実験を行った。その結果、
ＳｉＣの平均粒径が５．６μm以上のＣｒ−ＳｉＣ複合
メッキでは、転動回数で３万回までに剥離が生じた。ま
た、ＳｉＣの平均粒径が４．１μm 以下のＣｒ−ＳｉＣ
複合メッキでは転動回数で１２万回で５〜８mgの摩耗量
であった。なお、同一条件における通常の鍛鋼ロールの
摩耗量は７０〜８０mgである。
【００１４】つぎに、平均粒径が４．１μm のＳｉＣを
用いて、メッキ浴中に添加するＳｉＣの量を０，１０，
２０，４０，６０，８０g/l と変化させ（ＳｉＣの共析
量は０〜１５wt％）、ロール転動摩耗実験を行った。そ
の結果、ＳｉＣの添加量が６０g/l 以上（ＳｉＣの共析
量は１３．７％以上）のＣｒ−ＳｉＣ複合メッキでは、
転動回数で１２万回までに剥離が生じた。また、ＳｉＣ
共析量が１３％以下のものはロール転動回数で１２万回
で５〜１０mgの摩耗量であった。
用いて、メッキ浴中に添加するＳｉＣの量を０，１０，
２０，４０，６０，８０g/l と変化させ（ＳｉＣの共析
量は０〜１５wt％）、ロール転動摩耗実験を行った。そ
の結果、ＳｉＣの添加量が６０g/l 以上（ＳｉＣの共析
量は１３．７％以上）のＣｒ−ＳｉＣ複合メッキでは、
転動回数で１２万回までに剥離が生じた。また、ＳｉＣ
共析量が１３％以下のものはロール転動回数で１２万回
で５〜１０mgの摩耗量であった。
【００１５】このような実験を繰り返し、図１に示す最
適なＳｉＣの平均粒径およびＳｉＣの共析量を明確にし
た。図中において、○印はロール転動摩耗実験において
転動回数１２万回後でも剥離が生じてないことを、×印
は転動回数で１２万回までに剥離が生じたことを示す。
適なＳｉＣの平均粒径およびＳｉＣの共析量を明確にし
た。図中において、○印はロール転動摩耗実験において
転動回数１２万回後でも剥離が生じてないことを、×印
は転動回数で１２万回までに剥離が生じたことを示す。
【００１６】上記の最適メッキ条件内において、耐摩耗
性に及ぼすＳｉＣ平均粒径またはＳｉＣ共析量の影響は
あまり大きくないが、ＳｉＣ平均粒径またはＳｉＣ共析
量が多い方が若干耐摩耗性または転動時の摩擦係数が小
さい。したがって、圧延条件に応じてＳｉＣの平均粒径
およびＳｉＣの共析量を、最適メッキ条件内で調整すれ
ばよい。
性に及ぼすＳｉＣ平均粒径またはＳｉＣ共析量の影響は
あまり大きくないが、ＳｉＣ平均粒径またはＳｉＣ共析
量が多い方が若干耐摩耗性または転動時の摩擦係数が小
さい。したがって、圧延条件に応じてＳｉＣの平均粒径
およびＳｉＣの共析量を、最適メッキ条件内で調整すれ
ばよい。
【００１７】ここで、鋼板の冷間圧延の具体例について
説明する。下記のワークロールを用いて普通鋼板（板
厚：１．１ mm 板幅：２５０ mm長さ：２５０ m）を
多パス冷間圧延した。圧延長は３ km とし、その時のロ
ール表面粗度を調査した。 ロール寸法 直径：１６５ mm 幅：４００ mm ロール母材 Ｃ：１％ Ｃｒ：３％ Ｓｉ：
０．６％ Ｓ：０．４％ Ｍｏ：０．３％ Ｆｅ：残余 プレメッキ ニッケル メッキ厚：０．６μm 複合メッキ マトリックス：３価クロム メッキ厚：１０μm 分散粒子：ＳｉＣ 平均粒径：４．０μm 共析量：４
wt% 表面硬度 １６００Hv 表面粗度 ０．３３μm Ra 圧延速度は約８０ m/min、圧下率は２０〜３０% であっ
た。また、潤滑油として牛脂系圧延潤滑油を用いた。
説明する。下記のワークロールを用いて普通鋼板（板
厚：１．１ mm 板幅：２５０ mm長さ：２５０ m）を
多パス冷間圧延した。圧延長は３ km とし、その時のロ
ール表面粗度を調査した。 ロール寸法 直径：１６５ mm 幅：４００ mm ロール母材 Ｃ：１％ Ｃｒ：３％ Ｓｉ：
０．６％ Ｓ：０．４％ Ｍｏ：０．３％ Ｆｅ：残余 プレメッキ ニッケル メッキ厚：０．６μm 複合メッキ マトリックス：３価クロム メッキ厚：１０μm 分散粒子：ＳｉＣ 平均粒径：４．０μm 共析量：４
wt% 表面硬度 １６００Hv 表面粗度 ０．３３μm Ra 圧延速度は約８０ m/min、圧下率は２０〜３０% であっ
た。また、潤滑油として牛脂系圧延潤滑油を用いた。
【００１８】上記のような条件で圧延した結果、ロール
表面粗度は０．３３μm Raであった。
表面粗度は０．３３μm Raであった。
【００１９】比較例として、鍛鋼ロール（同寸法、複合
メッキは分散粒子：ＳｉＣ 平均粒径：５．６μm 、
共析量：１５wt% 、表面粗度：０．３８μm Ra）により
上記と同一の圧延条件で冷間圧延を行った。その結果、
圧延長５００m でメッキが剥離した。
メッキは分散粒子：ＳｉＣ 平均粒径：５．６μm 、
共析量：１５wt% 、表面粗度：０．３８μm Ra）により
上記と同一の圧延条件で冷間圧延を行った。その結果、
圧延長５００m でメッキが剥離した。
【００２０】
【発明の効果】この発明の冷間圧延用ワークロールは、
耐剥離性および耐摩耗性に優れているので、ロール寿命
の延長によりロール原単位が向上する。さらに、ロール
原単位の向上とロール保有数の低減により、製造コスト
の低減を図ることができる。
耐剥離性および耐摩耗性に優れているので、ロール寿命
の延長によりロール原単位が向上する。さらに、ロール
原単位の向上とロール保有数の低減により、製造コスト
の低減を図ることができる。
【図１】最適メッキ条件を与えるＳｉＣ平均粒径および
ＳｉＣ共析量の範囲を示す線図である。
ＳｉＣ共析量の範囲を示す線図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 白石 利幸 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 山本 普康 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 大八木 八七 福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号 新 日本製鐵株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者 金丸 和雄 福岡県北九州市小倉北区赤坂海岸２−１ 石川金属工業株式会社内 (72)発明者 佐藤 良司 福岡県北九州市若松区大字二島495−143 藤村工業株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 ロール表面にクロムメッキを施した冷間
圧延用ワークロールにおいて、ロール表面に形成された
ニッケルメッキ層の上に、平均粒径が５．０μm 以下の
硬質粒子を共析量１３wt% 以下で分散させた３価クロム
複合メッキ層が形成されていることを特徴とする冷間圧
延用ワークロール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP435093A JPH06210323A (ja) | 1993-01-13 | 1993-01-13 | 冷間圧延用ワークロール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP435093A JPH06210323A (ja) | 1993-01-13 | 1993-01-13 | 冷間圧延用ワークロール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06210323A true JPH06210323A (ja) | 1994-08-02 |
Family
ID=11581978
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP435093A Withdrawn JPH06210323A (ja) | 1993-01-13 | 1993-01-13 | 冷間圧延用ワークロール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06210323A (ja) |
-
1993
- 1993-01-13 JP JP435093A patent/JPH06210323A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000404 |