JPH06210325A - 冷間圧延用ワークロールの製造方法 - Google Patents
冷間圧延用ワークロールの製造方法Info
- Publication number
- JPH06210325A JPH06210325A JP593493A JP593493A JPH06210325A JP H06210325 A JPH06210325 A JP H06210325A JP 593493 A JP593493 A JP 593493A JP 593493 A JP593493 A JP 593493A JP H06210325 A JPH06210325 A JP H06210325A
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- Japan
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- plating
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 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】 ロール表面にニッケルメッキを施し、さらに
ニッケルメッキ層の上に硬質粒子を分散させた3価クロ
ム複合メッキを施し、 均熱時間τ≦1×1025/T10.3 (hr) T:均熱温度(℃) で均熱処理を行う。ロールの母材硬度が低下しない範囲
で高いメッキ被膜硬度が得られるので、ロールは優れた
耐摩耗性を示す。
提供する。 【構成】 ロール表面にニッケルメッキを施し、さらに
ニッケルメッキ層の上に硬質粒子を分散させた3価クロ
ム複合メッキを施し、 均熱時間τ≦1×1025/T10.3 (hr) T:均熱温度(℃) で均熱処理を行う。ロールの母材硬度が低下しない範囲
で高いメッキ被膜硬度が得られるので、ロールは優れた
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ワークロー
ル、特に耐摩耗性に優れた冷間圧延用ワークロールの製
造方法に関する。
ル、特に耐摩耗性に優れた冷間圧延用ワークロールの製
造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】圧延ロールに要求される特性の一つに耐
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(1986)、6
71)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。
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(1986)、6
71)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】3価クロム複合メッキ
は熱処理によりメッキ被膜硬度を1600Hv以上とする
ことができるが、ロールの耐摩耗性は向上しないという
問題があった。すなわち、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、十分な耐摩耗性を得ることはできなかった。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。
は熱処理によりメッキ被膜硬度を1600Hv以上とする
ことができるが、ロールの耐摩耗性は向上しないという
問題があった。すなわち、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、十分な耐摩耗性を得ることはできなかった。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。
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
ークロールの製造方法は、ロール表面にニッケルメッキ
を施し、さらにニッケルメッキ層の上に硬質粒子を分散
させた3価クロム複合メッキを施し、 均熱時間τ≦1×1025/T10.3 (hr) T:均熱温度(℃) で均熱処理を行う。
ークロールの製造方法は、ロール表面にニッケルメッキ
を施し、さらにニッケルメッキ層の上に硬質粒子を分散
させた3価クロム複合メッキを施し、 均熱時間τ≦1×1025/T10.3 (hr) T:均熱温度(℃) で均熱処理を行う。
【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】均熱処理には、ロール母材強度の低下防止
およびメッキ被膜硬度の上昇に適した電気炉やガス燃焼
炉などの加熱炉を用いる。均熱時間τが最大均熱時間τ
max=1×1025/T10.3を超えると、ロール母材硬度
が低下してロールの耐摩耗性が劣化する。
およびメッキ被膜硬度の上昇に適した電気炉やガス燃焼
炉などの加熱炉を用いる。均熱時間τが最大均熱時間τ
max=1×1025/T10.3を超えると、ロール母材硬度
が低下してロールの耐摩耗性が劣化する。
【0008】
【作用】メッキ被膜硬度は熱処理温度および熱処理時間
が増大するほど硬化し、ロール母材硬度は熱処理温度お
よび熱処理時間が増大するほど軟化する。また、耐摩耗
性はメッキ被膜硬度のみに影響されるのではなく、メッ
キ被膜とロール母材の平均硬度(メッキ層とロール母材
を含めた硬度)にも影響される。均熱処理で、均熱時間
τを前記最大均熱時間τ max以下に抑えることにより、
ロールの母材硬度が低下しない範囲で高いメッキ被膜硬
度が得られる。したがって、ロールの耐摩耗性が向上す
る。
が増大するほど硬化し、ロール母材硬度は熱処理温度お
よび熱処理時間が増大するほど軟化する。また、耐摩耗
性はメッキ被膜硬度のみに影響されるのではなく、メッ
キ被膜とロール母材の平均硬度(メッキ層とロール母材
を含めた硬度)にも影響される。均熱処理で、均熱時間
τを前記最大均熱時間τ max以下に抑えることにより、
ロールの母材硬度が低下しない範囲で高いメッキ被膜硬
度が得られる。したがって、ロールの耐摩耗性が向上す
る。
【0009】
【実施例】耐摩耗性に及ぼす熱処理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。
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。
【0010】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。
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。
【0011】メッキ浴としては、表1のものを使用し
た。
た。
【表1】
【0012】なお、ニッケルプレメッキ厚は1μmと0
μm、3価クロム複合メッキのは厚みは20μm(摩耗
試験用)と30μm(メッキ被膜硬度測定用)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%とした。
μm、3価クロム複合メッキのは厚みは20μm(摩耗
試験用)と30μm(メッキ被膜硬度測定用)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%とした。
【0013】研磨、脱脂、プレメッキ、および3価クロ
ム複合メッキを順次行って試験片を作製した。
ム複合メッキを順次行って試験片を作製した。
【0014】加熱炉として電気炉を用いた。雰囲気は大
気で行い、昇温、均熱、冷却(炉冷)を行い、メッキ被
膜硬度とロール母材硬度をマイクロビッカース硬度計を
用いて測定した。測定結果を図2〜図5に示す。メッキ
被膜硬度とロール母材硬度に及ぼす熱処理温度および熱
処理時間の影響を、それぞれ図2〜図5に示す。図2
は、熱処理温度が高くなるほど、メッキ被膜硬度は高く
なることを示している。図3は、熱処理時間が長くなる
ほど、メッキ被膜は硬化することを示している。図4は
熱処理温度が高くなるほど、ロール母材硬度が低下する
ことを示している。また、図5は熱処理時間が長くなる
ほど、ロール母材が軟化することを示している。
気で行い、昇温、均熱、冷却(炉冷)を行い、メッキ被
膜硬度とロール母材硬度をマイクロビッカース硬度計を
用いて測定した。測定結果を図2〜図5に示す。メッキ
被膜硬度とロール母材硬度に及ぼす熱処理温度および熱
処理時間の影響を、それぞれ図2〜図5に示す。図2
は、熱処理温度が高くなるほど、メッキ被膜硬度は高く
なることを示している。図3は、熱処理時間が長くなる
ほど、メッキ被膜は硬化することを示している。図4は
熱処理温度が高くなるほど、ロール母材硬度が低下する
ことを示している。また、図5は熱処理時間が長くなる
ほど、ロール母材が軟化することを示している。
【0015】さらに、ロール転動摩耗試験を行った結
果、耐摩耗性にはメッキ被膜硬度のみに影響されるので
はなく、メッキ被膜とロール母材の平均硬度(ロール表
面から測定したショア硬度)にも影響されることが判明
した。以上のことから、ロールの母材硬度を下げない範
囲で、できる限りメッキ被膜硬度を上げることが好まし
いことが明らかとなった。
果、耐摩耗性にはメッキ被膜硬度のみに影響されるので
はなく、メッキ被膜とロール母材の平均硬度(ロール表
面から測定したショア硬度)にも影響されることが判明
した。以上のことから、ロールの母材硬度を下げない範
囲で、できる限りメッキ被膜硬度を上げることが好まし
いことが明らかとなった。
【0016】図2〜図5のデータ等を参考にし、また、
追加実験を行って、ロールの母材硬度を約800Hvより
も低下させず、メッキの被膜硬度を上げる場合の温度T
(℃)と最大時間τ max(hr)の関係を示したのが図1
である。図中の○印はメッキ硬度が上昇し母材硬度が低
下しない条件を、×印はメッキ硬度は上昇するけれども
母材硬度が低下する条件を示す。
追加実験を行って、ロールの母材硬度を約800Hvより
も低下させず、メッキの被膜硬度を上げる場合の温度T
(℃)と最大時間τ max(hr)の関係を示したのが図1
である。図中の○印はメッキ硬度が上昇し母材硬度が低
下しない条件を、×印はメッキ硬度は上昇するけれども
母材硬度が低下する条件を示す。
【0017】この関係を導出した結果は、式(1)で表
わされる。 τ max=1×1025/T10.3 (hr)……(1) なお、式(1)の適用範囲は200℃≦T≦350℃で
ある。
わされる。 τ max=1×1025/T10.3 (hr)……(1) なお、式(1)の適用範囲は200℃≦T≦350℃で
ある。
【0018】式(1)に関しては時間τ maxを越えると
急激にロールの母材硬度が低下するものではないが、操
業の目安としては有益である。
急激にロールの母材硬度が低下するものではないが、操
業の目安としては有益である。
【0019】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:250m )を
多パス冷間圧延した。 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:1μm 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:4μm 共析量:5wt% 均熱処理 温度:200℃ 時間:20Hr 表面硬度 1000Hv 表面粗度 0.3μm Ra 圧下率は20%、パス数は5であり、圧延速度は10m/
min であった。また、前方張力および後方張力はそれぞ
れ10kgf/mm2 であった。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:250m )を
多パス冷間圧延した。 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:1μm 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:4μm 共析量:5wt% 均熱処理 温度:200℃ 時間:20Hr 表面硬度 1000Hv 表面粗度 0.3μm Ra 圧下率は20%、パス数は5であり、圧延速度は10m/
min であった。また、前方張力および後方張力はそれぞ
れ10kgf/mm2 であった。潤滑油として牛脂系圧延潤滑
油を用いた。
【0020】上記のような条件で圧延した結果、ロール
表面粗度は約0.29μm Raであった。
表面粗度は約0.29μm Raであった。
【0021】比較例として、鍛鋼ロール(表面粗度:
0.3μm 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、ロール表面粗度は0.15〜0.
16μm Raであり、本発明のものに比べロール表面粗度
が著しく低下した。
0.3μm 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、ロール表面粗度は0.15〜0.
16μm Raであり、本発明のものに比べロール表面粗度
が著しく低下した。
【0022】
【発明の効果】この発明の冷間圧延用ワークロールの製
造方法によれば、ロールの母材硬度が低下しない範囲で
高いメッキ被膜硬度が得られるので、ロールは優れた耐
摩耗性を示す。したがって、ロール寿命の延長によりロ
ール原単位が向上し、さらには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。
造方法によれば、ロールの母材硬度が低下しない範囲で
高いメッキ被膜硬度が得られるので、ロールは優れた耐
摩耗性を示す。したがって、ロール寿命の延長によりロ
ール原単位が向上し、さらには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】均熱温度と均熱時間とを変数とし、良好な耐摩
耗性の範囲を示す線図である。
耗性の範囲を示す線図である。
【図2】熱処理温度とメッキ被膜のビッカース硬度との
関係を示す線図である。
関係を示す線図である。
【図3】熱処理時間とメッキ被膜のビッカース硬度との
関係を示す線図である。
関係を示す線図である。
【図4】熱処理温度とロール母材のビッカース硬度との
関係を示す線図である。
関係を示す線図である。
【図5】熱処理時間とロール母材のビッカース硬度との
関係を示す線図である。
関係を示す線図である。
───────────────────────────────────────────────────── 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 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 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を製造する方法において、ロール表
面にニッケルメッキを施し、さらにニッケルメッキ層の
上に硬質粒子を分散させた3価クロム複合メッキを施
し、 均熱時間τ≦1×1025/T10.3 (hr) T:均熱温度(℃) で均熱処理を行うことを特徴とする冷間圧延用ワークロ
ールの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP593493A JPH06210325A (ja) | 1993-01-18 | 1993-01-18 | 冷間圧延用ワークロールの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP593493A JPH06210325A (ja) | 1993-01-18 | 1993-01-18 | 冷間圧延用ワークロールの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06210325A true JPH06210325A (ja) | 1994-08-02 |
Family
ID=11624733
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP593493A Withdrawn JPH06210325A (ja) | 1993-01-18 | 1993-01-18 | 冷間圧延用ワークロールの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06210325A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020037718A (ja) * | 2018-09-03 | 2020-03-12 | アイテック株式会社 | めっき被膜の表面改質方法及び装置 |
-
1993
- 1993-01-18 JP JP593493A patent/JPH06210325A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020037718A (ja) * | 2018-09-03 | 2020-03-12 | アイテック株式会社 | めっき被膜の表面改質方法及び装置 |
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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 |