JPH06210324A - Intermediate roll for cold rolling - Google Patents
Intermediate roll for cold rollingInfo
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- JPH06210324A JPH06210324A JP462693A JP462693A JPH06210324A JP H06210324 A JPH06210324 A JP H06210324A JP 462693 A JP462693 A JP 462693A JP 462693 A JP462693 A JP 462693A JP H06210324 A JPH06210324 A JP H06210324A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐摩耗性に優れた冷間圧延用中間ロールを提
供する。
【構成】 冷間圧延用中間ロールは、ロール表面に形成
された0.3〜2μm厚のニッケルメッキ層の上に、硬
質粒子を分散させた5〜20μm厚の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
ることはなく、また適切な厚みのニッケルメッキ層と3
価クロム複合メッキとが相まって高い耐剥離性および耐
摩耗性を示す。
(57) [Summary] [Purpose] To provide an intermediate roll for cold rolling excellent in wear resistance. [Structure] In the cold rolling intermediate roll, a trivalent chromium composite plating layer having a thickness of 5 to 20 μm in which hard particles are dispersed is formed on a nickel plating layer having a thickness of 0.3 to 2 μm formed on the surface of the roll. Has been done. Since the average particle diameter and eutectoid amount of hard particles are suppressed to an appropriate size, the plating does not peel off and a nickel plating layer with an appropriate thickness is used.
Combined with the valent chromium composite plating, it exhibits high peeling resistance and abrasion resistance.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は冷間圧延用中間ロー
ル、特に耐摩耗性に優れた冷間圧延用中間ロールに関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an intermediate roll for cold rolling, and more particularly to an intermediate roll for cold rolling having excellent wear resistance.
【0002】[0002]
【従来の技術】冷間圧延用中間ロールに要求される特性
の一つに耐摩耗性がある。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摩耗性の向上を図って
いた。最近では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(1986)、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(1987)、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(198
6)、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。2. Description of the Related Art One of the properties required for cold rolling intermediate rolls is wear resistance. Conventionally, the hardness of the roll material is increased by adding Cr, heat treatment, etc. to improve wear resistance. Recently, in order to improve wear resistance, chrome plating is also performed on the roll surface. Among the chromium plating, for example, hexavalent chromium plating is performed, for example, “Materials and Processes” (3 (1990), 1350).
And “Materials and Processes” (5 (1992), 511) and the like are known. Regarding trivalent chromium plating,
"Hardness of chrome plating from chromium (III) sulfate-potassium formate bath" (Matsufumi Takatani et al., Metal Surface Technology, 10
-37 (1986), 621) is known. Furthermore, regarding trivalent chromium composite plating, "Cr-SiC
Preparation and Wear Properties of Composite Coatings "(Matsufumi Takatani et al., Metal Surface Technology, 3-38 (1987), 97) and" Cr-SiC, Cr-Diamond composite coating from trivalent chromium plating bath "(Matsufumi Takatani et al. Metal Surface Technology, 11-37 (198
6), 671) and the like are known. In the latter document, degreasing when a steel plate is subjected to trivalent chromium composite plating,
It is described that after the pickling, the surface treatment of Ni strike is performed.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】冷間圧延用中間ロール
は大きな圧下力および摩擦力が作用し、しかもワークロ
ールその他のロール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
用中間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、冷間圧延用中間ロ
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。さらに、クラスターロールタイプの圧
延機では、中間ロールを駆動して間接的にワークロール
を駆動している。中間ロールが摩耗するとスリップが生
じ、トルク伝達ができなくなることがあった。The intermediate roll for cold rolling is subjected to a large reduction force and frictional force, and rolls and slides on the work roll and other roll surfaces. Therefore, when the above-described technique of forming a nickel plating layer on a steel sheet and forming a trivalent chromium composite plating layer on it is simply applied to an intermediate roll for cold rolling, the plating layer is easily peeled off and worn. Was there. For this reason, the intermediate roll for cold rolling has a short life, and the roll unit is reduced, resulting in a high product cost. Further, in the cluster roll type rolling mill, the intermediate roll is driven to indirectly drive the work roll. When the intermediate roll wears, slippage may occur and torque transmission may not be possible.
【0004】この発明は、耐摩耗性に優れた冷間圧延用
中間ロールを提供しようとするものである。The present invention is intended to provide an intermediate roll for cold rolling which is excellent in wear resistance.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】この発明の冷間圧延用中
間ロールは、ロール表面に形成された0.3〜2μm厚
の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5〜20
μm 厚の3価クロム複合メッキ層が形成されている。An intermediate roll for cold rolling according to the present invention is a hard roll having an average particle size of 5.0 μm or less on a nickel plating layer having a thickness of 0.3 to 2 μm formed on the roll surface. 5 to 20 particles were dispersed at an eutectoid amount of 13 wt% or less
A trivalent chromium composite plating layer having a thickness of μm is formed.
【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。Forged steel, chrome steel or the like is used as the roll base material. As hard particles, SiC, ZrB 2 , Si
3 N 4 , Al 2 O 3 , Cr 3 C 2 , B 4 C, CBN, and diamond. Multiple types of hard particles may be dispersed in the chrome plating matrix. There are an electrolytic method and an electroless method as the plating method, but the electrolytic method is preferable in consideration of the efficiency of the plating operation and the efficient co-deposition of the dispersant. Further, in order to uniformly disperse the dispersant in the plating bath, a chemical method using a surfactant or a physical method using air stirring is used.
【0007】ニッケルメッキ厚が0.3μm 未満および
2μm を超える範囲では、耐剥離性の効果がない。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。また、3価クロム複
合メッキ厚が5μm 未満では耐剥離性は良好であるが、
耐摩耗性が劣化する。逆に、3価クロム複合メッキ厚が
20μm を超えると、耐剥離性が劣化する。When the nickel plating thickness is less than 0.3 μm or more than 2 μm, the peel resistance is not effective. If the average particle diameter of the hard particles dispersed in the trivalent chromium composite plating exceeds 5.0 μm or the amount of eutectoid exceeds 13 wt%, the plating is likely to peel off. When the trivalent chromium composite plating thickness is less than 5 μm, the peeling resistance is good,
Abrasion resistance deteriorates. On the contrary, when the trivalent chromium composite plating thickness exceeds 20 μm, the peeling resistance deteriorates.
【0008】[0008]
【作用】ニッケルのロール母材およびクロムのそれぞれ
に対する界面の結合力は、ロール母材に対する3価クロ
ムの界面の結合力よりも高いので、適切な厚みのニッケ
ルメッキ層は、ロール母材と3価クロム複合メッキとの
結合力(密着力)を高める。また、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2000Hv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。これら
のことから、3価クロム複合メッキロールは、高い耐剥
離性および耐摩耗性を示す。The binding force of nickel at the interface with the roll base material and chromium is higher than the binding force at the interface of trivalent chromium with the roll base material. Improves the bond strength (adhesion) with the valent chromium composite plating. In the trivalent chromium composite plating, the hardness of the matrix is 800 to 1600 Hv and the hardness of the hard particles is 2000 Hv or more. The higher the coating hardness of the plating is, the higher the abrasion resistance is. Therefore, it is preferable that the eutectoid amount of hard particles is large. However, when the co-deposition amount of the hard particles becomes too large, the binding force between the matrix and the hard particles becomes small. Since a large rolling force and frictional force are applied to the hard particles during rolling, the plating is easily peeled off. In the present invention, the average particle size and the amount of eutectoid particles of the hard particles are suppressed to appropriate values, so that the plating does not peel off due to the force applied to the protruding portion of the hard particles. From these facts, the trivalent chromium composite plating roll exhibits high peeling resistance and abrasion resistance.
【0009】[0009]
【実施例】耐摩耗性に及ぼす超硬質Cr−SiC分散メ
ッキ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×1
5mm、すべり率:0.0%、相手片加熱温度:200
℃、押付け荷重:70kgf 、回転速度:3000rpm 、
冷却:水潤滑)を用いて実験を行った。試験片および相
手片の材質には鍛鋼(SUJ−2)を用いた。[Example] In order to clarify the effect of ultra-hard Cr-SiC dispersion plating on wear resistance, a roll rolling wear experimental device (test piece: φ80 mm × 10 mm, mating piece: φ160 mm × 1)
5 mm, slip ratio: 0.0%, mating piece heating temperature: 200
° C, pressing load: 70 kgf, rotation speed: 3000 rpm,
The experiment was performed using cooling: water lubrication). Forged steel (SUJ-2) was used as the material of the test piece and the mating piece.
【0010】メッキ浴としては、表1のものを使用し
た。Niプレメッキ厚は1μm 、複合メッキ厚は20μ
m とした。SiCの平均粒径は0.7μm のものを用
い、SiCの共析量は約4〜5%、ロールの粗度は0.
3μmRa とした。また、200℃×20Hrの熱処理をし
た。なお、比較材として従来の鍛鋼ロール(ロール粗
度:0.3μmRa )を用いた。The plating baths shown in Table 1 were used. Ni pre-plating thickness is 1μm, composite plating thickness is 20μ
m. The average grain size of SiC was 0.7 μm, the eutectoid amount of SiC was about 4 to 5%, and the roughness of the roll was 0.
It was 3 μmRa. Further, a heat treatment of 200 ° C. × 20 Hr was performed. A conventional forged steel roll (roll roughness: 0.3 μmRa) was used as a comparative material.
【表1】 [Table 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。Polishing, degreasing, pre-plating, trivalent chromium composite plating, and heat treatment were sequentially performed to prepare a test piece.
【0012】ロール転動摩耗試験機を用いて、耐摩耗性
(耐粗度低下性)に及ぼす転動回数の影響を調査した。
その結果を図1に示す。中間ロールは0.10μm 程度
で交換することが多いので、今回の実験結果から判断し
て、ロール寿命は従来技術に比べて4倍以上になる。Using a roll rolling wear tester, the effect of the number of rollings on wear resistance (roughness reduction resistance) was investigated.
The result is shown in FIG. Since the intermediate roll is often replaced at about 0.10 μm, the roll life is more than four times that of the conventional technique, judging from the results of this experiment.
【0013】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および中間ロールを用い
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、その時の中間ロールの表面粗度を調査した。Here, a concrete example of cold rolling of a steel sheet will be described. Using the following work rolls and intermediate rolls, ordinary steel plates (plate thickness: 1.1 mm, plate width: 250 mm, length:
250 m) was subjected to multi-pass cold rolling. The rolling length was set to 3 km, and the surface roughness of the intermediate roll at that time was investigated.
【0014】ワークロール ロール寸法 直径:150 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 表面硬度 800Hv 表面粗度 0.29μm Ra 中間ロール ロール寸法 直径:150 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:3μm 共析量:4wt% 表面硬度 800Hv 表面粗度 0.20μm 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。Work roll Roll size Diameter: 150 mm Width: 400 mm Roll base material C: 1% Cr: 3% Si:
0.6% S: 0.4% Mo: 0.3% Fe: Residual surface hardness 800Hv Surface roughness 0.29 μm Ra Intermediate roll Roll size Diameter: 150 mm Width: 400 mm Roll base material C: 1% Cr: 3% Si:
0.6% S: 0.4% Mo: 0.3% Fe: Residual pre-plating Nickel plating thickness: 0.6 μm Composite plating Matrix: Trivalent chromium Plating thickness: 10 μm Dispersed particles: SiC Average particle size: 3 μm Eutectoid amount : 4 wt% Surface hardness 800 Hv Surface roughness 0.20 μm Ra Rolling speed was about 80 m / min, and rolling reduction was 20 to 30%. Further, a beef tallow rolling lubricant was used as the lubricant.
【0015】上記のような条件で圧延した結果、中間ロ
ールの表面粗度は0.20μm Raであった。As a result of rolling under the above conditions, the surface roughness of the intermediate roll was 0.20 μm Ra.
【0016】比較例として、鍛鋼中間ロール(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:0.20μm 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 で剥離が生じた。As a comparative example, forged steel intermediate roll (same size,
Composite plating has dispersed particles: SiC average particle diameter: 5.6 μm
Cold-rolling was carried out under the same rolling conditions as described above with an eutectoid amount of 15 wt% and a surface roughness of 0.20 μm Ra). As a result, peeling occurred at a rolling length of 500 m.
【0017】[0017]
【発明の効果】この発明の冷間圧延用中間ロールは、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、ロール組
替え時間の短縮、ロール原単位の向上、およびロール保
有数の低減により、生産性の向上および製造コストの低
減を図ることができる。Since the intermediate roll for cold rolling of the present invention is excellent in peeling resistance and abrasion resistance, the roll unit is improved by extending the roll life. Furthermore, by shortening the roll reassembling time, improving the roll unit, and reducing the number of rolls held, it is possible to improve productivity and reduce manufacturing costs.
【図1】ロール転動回数とロール表面粗度との関係を、
本発明と従来技術とを比較して示す線図である。FIG. 1 shows the relationship between the number of rolls rolling and the surface roughness of a roll,
It is a diagram which compares and shows this invention and the prior art.
───────────────────────────────────────────────────── 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 阿高 松男 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 中島 浩衛 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 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 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Toshiyuki Shiraishi 20-1 Shintomi, Futtsu City, Chiba Shin Nippon Steel Co., Ltd. Technology Development Division (72) Inventor Matsuo Ataka 20-1 Shintomi, Futtsu City, Chiba Prefecture Shinnihon (72) Inventor, Kouei Nakajima 20-1 Shintomi, Futtsu City, Chiba Prefecture Nippon Steel Co., Ltd., Technology Development Headquarters (72) Inventor Kazuo Kanemaru Akasaka Coast, Kitakyushu, Kitakyushu, Fukuoka Prefecture 2-1 Ishikawa Metal Industry Co., Ltd. (72) Inventor Ryoji Sato 495-143 Niijima, Fukushima, Wakamatsu-ku, Kitakyushu City, Fukuoka Prefecture Fujimura Industry Co., Ltd.
Claims (1)
圧延用中間ロールにおいて、ロール表面に形成された
0.3〜2μm 厚の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5〜20μm 厚の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中間ロール。1. An intermediate roll for cold rolling, the roll surface of which is chromium-plated, the average grain size of which is 5.0 μm or less on a nickel plating layer of 0.3 to 2 μm thickness formed on the roll surface. An intermediate roll for cold rolling, characterized in that a trivalent chromium composite plating layer having a thickness of 5 to 20 µm in which hard particles are dispersed in an amount of eutectoid of 13 wt% or less is formed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP462693A JPH06210324A (en) | 1993-01-14 | 1993-01-14 | Intermediate roll for cold rolling |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP462693A JPH06210324A (en) | 1993-01-14 | 1993-01-14 | Intermediate roll for cold rolling |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06210324A true JPH06210324A (en) | 1994-08-02 |
Family
ID=11589254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP462693A Withdrawn JPH06210324A (en) | 1993-01-14 | 1993-01-14 | Intermediate roll for cold rolling |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06210324A (en) |
-
1993
- 1993-01-14 JP JP462693A patent/JPH06210324A/en not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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