JPH06210324A - 冷間圧延用中間ロール - Google Patents
冷間圧延用中間ロールInfo
- Publication number
- 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
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- roll
- plating
- cold rolling
- intermediate roll
- thickness
- 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.)
- Withdrawn
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Landscapes
- Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
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。
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。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
中間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。
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。
【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】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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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】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。
（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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
ールの表面粗度は０．２０μm Raであった。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
本発明と従来技術とを比較して示す線図である。
───────────────────────────────────────────────────── 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 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
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP462693A JPH06210324A (ja) | 1993-01-14 | 1993-01-14 | 冷間圧延用中間ロール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP462693A JPH06210324A (ja) | 1993-01-14 | 1993-01-14 | 冷間圧延用中間ロール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06210324A true JPH06210324A (ja) | 1994-08-02 |
Family
ID=11589254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP462693A Withdrawn JPH06210324A (ja) | 1993-01-14 | 1993-01-14 | 冷間圧延用中間ロール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06210324A (ja) |
-
1993
- 1993-01-14 JP JP462693A patent/JPH06210324A/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 |