JPH0629464B2 - 圧延用複合鋳鉄ロ−ルの製造方法 - Google Patents
圧延用複合鋳鉄ロ−ルの製造方法Info
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- JPH0629464B2 JPH0629464B2 JP3274087A JP3274087A JPH0629464B2 JP H0629464 B2 JPH0629464 B2 JP H0629464B2 JP 3274087 A JP3274087 A JP 3274087A JP 3274087 A JP3274087 A JP 3274087A JP H0629464 B2 JPH0629464 B2 JP H0629464B2
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- JP
- Japan
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- cast iron
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- roll
- shell layer
- solidus
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B27/00—Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、熱間圧延用ワークロールとして使用するのに
好適な、耐摩耗性、耐熱き裂性に極めて優れた圧延用複
合鋳鉄ロールの製造方法に関する。
好適な、耐摩耗性、耐熱き裂性に極めて優れた圧延用複
合鋳鉄ロールの製造方法に関する。
（従来技術および問題点） 一般に熱間圧延用複合鋳鉄ロールは、中抜き鋳造法や遠
心力鋳造法など公知の複合鋳造方法により、高クロム鋳
鉄や高合金グレン鋳鉄などの網目状共晶炭化物を含有す
る高硬度鋳鉄からなる外殻層と、強靭鋳鉄、ダクタイル
鋳鉄、その他各種高級鋳鉄や普通鋳鉄などの強靭性に富
む鋳鉄からなる内殻層を溶着一体化せしめることにより
鋳造されている。
心力鋳造法など公知の複合鋳造方法により、高クロム鋳
鉄や高合金グレン鋳鉄などの網目状共晶炭化物を含有す
る高硬度鋳鉄からなる外殻層と、強靭鋳鉄、ダクタイル
鋳鉄、その他各種高級鋳鉄や普通鋳鉄などの強靭性に富
む鋳鉄からなる内殻層を溶着一体化せしめることにより
鋳造されている。
そして、これら鋳鉄ロールは、鋳放しの状態では残留応
力が高く、かつ残留オーステナイトが多量に含まれてい
るため、熱処理により残留応力の低域と組織の安定化を
図る必要がある。このような熱処理としては、ロールの
化学組成、必要硬度、あるいは圧延条件等に応じて適宜
の熱処理が行われている。しかし、いずれの熱処理法も
固相線未満の温度で行われるのが一般的であつた。
力が高く、かつ残留オーステナイトが多量に含まれてい
るため、熱処理により残留応力の低域と組織の安定化を
図る必要がある。このような熱処理としては、ロールの
化学組成、必要硬度、あるいは圧延条件等に応じて適宜
の熱処理が行われている。しかし、いずれの熱処理法も
固相線未満の温度で行われるのが一般的であつた。
ところが、本出願人は特願昭６１−１０７５５２号公報
において、鋳鉄の熱処理方法として画期的な方法を提案
した。
において、鋳鉄の熱処理方法として画期的な方法を提案
した。
すなわち、網目状の共晶炭化物を有する鋳鉄を〔固相
線〕〜〔固相線＋80℃〕の温度域に加熱し保持すること
により、炭化物の円滑な凝集・粒状化が起こり、しかも
このような炭化物の形状変化は耐摩耗や耐肌荒れ性並び
に耐熱亀裂性に影響を及ぼさないばかりか、靭性改善硬
化によつてこれらの特性を一段と向上させることができ
ることを開示した。
線〕〜〔固相線＋80℃〕の温度域に加熱し保持すること
により、炭化物の円滑な凝集・粒状化が起こり、しかも
このような炭化物の形状変化は耐摩耗や耐肌荒れ性並び
に耐熱亀裂性に影響を及ぼさないばかりか、靭性改善硬
化によつてこれらの特性を一段と向上させることができ
ることを開示した。
そして、前記加熱・保持度が固相線よりも低いと幾ら長
時間加熱・保持したとしても網目状共晶炭化物の形状を
本質的に変化させることが出来ず、一方、固相線よりも
80℃高いと被熱処理材が部材的に溶融し始めて元の形状
を保持出来なくなるから、加熱・保持温度は〔固相線〕
〜〔固相線＋80℃〕とするのがよいということも開示し
た。
時間加熱・保持したとしても網目状共晶炭化物の形状を
本質的に変化させることが出来ず、一方、固相線よりも
80℃高いと被熱処理材が部材的に溶融し始めて元の形状
を保持出来なくなるから、加熱・保持温度は〔固相線〕
〜〔固相線＋80℃〕とするのがよいということも開示し
た。
ところが、本発明者が、鋭意検討したところ、被熱処理
材を固相線温度を越えるような温度に加熱・保持する
と、たとえ、〔固相線〕〜〔固相線＋80℃〕の温度であ
つても、液相と固相の共存状態となり溶融部分を生じて
いるため、小さな応力でも極めて容易に形状変化を来た
すことがわかつた。
材を固相線温度を越えるような温度に加熱・保持する
と、たとえ、〔固相線〕〜〔固相線＋80℃〕の温度であ
つても、液相と固相の共存状態となり溶融部分を生じて
いるため、小さな応力でも極めて容易に形状変化を来た
すことがわかつた。
つまり、熱間圧延用ロールの如き大形で大重量の物を
〔固相線〕〜〔固相線＋80℃〕の温度に加熱・保持する
と、ロール自身の重量効果と高温軟化により、変形や表
面しわなどの溶損による弊害が誘発され、ロール形状を
完全に維持することができないという問題点が生じたの
である。
〔固相線〕〜〔固相線＋80℃〕の温度に加熱・保持する
と、ロール自身の重量効果と高温軟化により、変形や表
面しわなどの溶損による弊害が誘発され、ロール形状を
完全に維持することができないという問題点が生じたの
である。
また、ロールに生じた損傷は、たとえそれがきわめて軽
微なものであつたとしてもロールに対する熱的、力学的
負荷が益々過酷化し、製品の高品質化が要求される今日
においては、致命的な欠陥となるため、本発明の優れた
効果を有する圧延用ロールの製造を実現するには、この
問題を避けて通ることはできないのである。
微なものであつたとしてもロールに対する熱的、力学的
負荷が益々過酷化し、製品の高品質化が要求される今日
においては、致命的な欠陥となるため、本発明の優れた
効果を有する圧延用ロールの製造を実現するには、この
問題を避けて通ることはできないのである。
（問題点を解決するための手段） 本発明は、このような事前に鑑みなされたものであり、
圧延用複合鋳鉄オールを〔固相線〕〜〔固相線＋80℃〕
の温度域に加熱・保持することにより耐摩耗性、耐肌荒
れ性及び耐熱き裂性を一段と改善せんとするものであ
る。
圧延用複合鋳鉄オールを〔固相線〕〜〔固相線＋80℃〕
の温度域に加熱・保持することにより耐摩耗性、耐肌荒
れ性及び耐熱き裂性を一段と改善せんとするものであ
る。
すなわち、本発明の主旨とするところは、網目状の共晶
炭化物を含有する鋳鉄からなる外殻層と、強靭性を有す
る鋳鉄からなる内殻層とを溶着一体化せしめた複合鋳鉄
ロール基材を鋳造し、前記外殻層表面に、外殻層鋳鉄の
〔固相線＋80℃〕より高い固相線温度を有する耐熱材料
のコーテイング層を形成し、前記外殻層およびコーテイ
ング層を外殻層鋳鉄の〔固相線〕〜〔固相線＋80℃〕の
温度域に加熱・保持した後、前記コーテイング層を除去
すことを特徴とする圧延用複合鋳鉄ロールの製造方法で
ある。
炭化物を含有する鋳鉄からなる外殻層と、強靭性を有す
る鋳鉄からなる内殻層とを溶着一体化せしめた複合鋳鉄
ロール基材を鋳造し、前記外殻層表面に、外殻層鋳鉄の
〔固相線＋80℃〕より高い固相線温度を有する耐熱材料
のコーテイング層を形成し、前記外殻層およびコーテイ
ング層を外殻層鋳鉄の〔固相線〕〜〔固相線＋80℃〕の
温度域に加熱・保持した後、前記コーテイング層を除去
すことを特徴とする圧延用複合鋳鉄ロールの製造方法で
ある。
前記コーテイング層は、ロール外殻層を外殻層鋳鉄の
〔固相線〕〜〔固相線＋80℃〕の温度域に加熱・保持す
ること、外殻層は固液共存状態となり、自重により変形
するため、加熱・保持の間ロール形状を同心円状に維持
させる働きをなすものである。
〔固相線〕〜〔固相線＋80℃〕の温度域に加熱・保持す
ること、外殻層は固液共存状態となり、自重により変形
するため、加熱・保持の間ロール形状を同心円状に維持
させる働きをなすものである。
したがつて、コーテイング層を形成する耐熱材料として
は、外殻層鋳鉄の〔固相線＋80℃〕より高い固相線温度
を有することは勿論のこと、ロール銅部表面にコーティ
ングされた状態で、少なくとも外殻層鋳鉄の〔固相線＋
80℃〕において膨張、収縮がなく、また変形やき裂が発
生しない高温強度とクリープ強度とを持ち合わせておく
ことが肝要である。
は、外殻層鋳鉄の〔固相線＋80℃〕より高い固相線温度
を有することは勿論のこと、ロール銅部表面にコーティ
ングされた状態で、少なくとも外殻層鋳鉄の〔固相線＋
80℃〕において膨張、収縮がなく、また変形やき裂が発
生しない高温強度とクリープ強度とを持ち合わせておく
ことが肝要である。
具体的には、外殻層鋳鉄の〔固相線＋80℃〕よりも高い
固相線温度を有する耐熱綱。
固相線温度を有する耐熱綱。
Ti，Ta，Nb，Pb，Pt，Mo，Ｗ，Si，Al，Cd，Cu，Ni，C
r，Ｂなどの高融点金属。
r，Ｂなどの高融点金属。
WB，W2B ，ZrB ，CrB，TiB2，TiB ，NbB2，TaB2，MoB
などのホウ素化物。
などのホウ素化物。
HfC ，TaC ，SiO2，ZrC ，B4C ，SiC ，TiC ，TiC-B4C
，WC，VCなどの炭化物。
，WC，VCなどの炭化物。
Si3N4 ，ZrO2-NbC，Al2O3 ，Al2O3-SiO2，MgO ，HfO2，
ZrO2，CeO ，ThO2，SiO2などの酸化物。
ZrO2，CeO ，ThO2，SiO2などの酸化物。
その他TiC 系サーメツト，TiB2-ZrB-Cr-Niなどのホウ素
化物サーメツトなどが有る。
化物サーメツトなどが有る。
耐熱材料のコーテイング方法としては、溶射法、溶接肉
盛法、電気めつき法などが、技術的に適用できるが、作
業性、ロール表面との密着性、ロール表面への熱影響
性、膜厚強度などの点で、溶射法が好適である。溶射コ
ーテイング膜厚は、使用するコーテイング材料にもよる
が、強度上100 μｍ以上、必要であるが、２mm以上にな
ると、原料および加工費、あるいはコーテイング層除去
の手間などの面でコスト高となつてしまうため100 μｍ
〜２mm未満が好ましい。
盛法、電気めつき法などが、技術的に適用できるが、作
業性、ロール表面との密着性、ロール表面への熱影響
性、膜厚強度などの点で、溶射法が好適である。溶射コ
ーテイング膜厚は、使用するコーテイング材料にもよる
が、強度上100 μｍ以上、必要であるが、２mm以上にな
ると、原料および加工費、あるいはコーテイング層除去
の手間などの面でコスト高となつてしまうため100 μｍ
〜２mm未満が好ましい。
加熱保持時間は炭化物の十分な凝集・粒状化と経済性と
を考慮すれば〔固相線＋30℃〕〜〔固相線＋50℃〕に20
〜５時間程度保持することが好ましい。
を考慮すれば〔固相線＋30℃〕〜〔固相線＋50℃〕に20
〜５時間程度保持することが好ましい。
加熱・保持後の冷却速度も、鋳鉄ロールの大きさと基地
組織とを考慮して任意に選択すれば良い。更に、この発
明の複合鋳鉄ロール製造後、通常行われる焼入れ・焼戻
し等の熱処理を施して基地組織の強靱化を図ることは一
層好ましいことである。なお、この場合の熱処理は加熱
・保持後の冷却途中に引き続き実施しても良いし、一旦
常温付近にまで冷却した後に再加熱して実施しても良
い。
組織とを考慮して任意に選択すれば良い。更に、この発
明の複合鋳鉄ロール製造後、通常行われる焼入れ・焼戻
し等の熱処理を施して基地組織の強靱化を図ることは一
層好ましいことである。なお、この場合の熱処理は加熱
・保持後の冷却途中に引き続き実施しても良いし、一旦
常温付近にまで冷却した後に再加熱して実施しても良
い。
以下、本発明の複合鋳鉄ロールの製造方法について詳し
く説明する。
く説明する。
まず、第１表に示す化学成分を示す溶湯を用い遠心力鋳
造法により第１図に示すような外殻層(2)および内殻層
(3)からなり、前記外殻層(2)の外径が200 mm、長さが30
0 mmの複合鋳鉄ロール基材(1)を20本鋳造した。
造法により第１図に示すような外殻層(2)および内殻層
(3)からなり、前記外殻層(2)の外径が200 mm、長さが30
0 mmの複合鋳鉄ロール基材(1)を20本鋳造した。
次に、前記各複合鋳鉄ロール基材(1)の外殻層(2)の表面
を、ブラスト処理により粗化・清浄化した。
を、ブラスト処理により粗化・清浄化した。
そのあと、第２図に示すように、外殻層(2)の表面にオ
ーステナイト系耐熱鋼、Ni材，Cr材，Al2O3 材のいずれ
かを、10,25, 50,70,100 μｍの厚さで溶射してコーテ
イング層(4)を形成し、複合鋳鉄ロール(1′)を製造し
た。そして、このコーテイングした複合鋳鉄ロール
(1′)を第３図に示すような誘導加熱装置にセツトし、
鋳鉄ロール(1′)を回転させながら中周波加熱でコーテ
イング層(4)および外殻層(2)を1230℃に加熱し、５時間
保持したあと徐冷した。こうして製造した複合鋳鉄ロー
ル(1′)を目視検査したところ第２表に示す結果となつ
た。
ーステナイト系耐熱鋼、Ni材，Cr材，Al2O3 材のいずれ
かを、10,25, 50,70,100 μｍの厚さで溶射してコーテ
イング層(4)を形成し、複合鋳鉄ロール(1′)を製造し
た。そして、このコーテイングした複合鋳鉄ロール
(1′)を第３図に示すような誘導加熱装置にセツトし、
鋳鉄ロール(1′)を回転させながら中周波加熱でコーテ
イング層(4)および外殻層(2)を1230℃に加熱し、５時間
保持したあと徐冷した。こうして製造した複合鋳鉄ロー
ル(1′)を目視検査したところ第２表に示す結果となつ
た。
第２表から判るように、オーステナイト系耐熱鋼および
Ni材をコーテイングしたものは、膜厚75μｍでわずかな
がら変形が生じており、Cr材およびAl2O3 材の場合には
50μｍで同様に変形が生じていた。しかし、コーテイン
グ層の厚さが100 μｍのものは、いずれのコーテイング
材の場合も、コーテイング層(4)および外殻層(2)とも変
形は全く見られなかつた。
Ni材をコーテイングしたものは、膜厚75μｍでわずかな
がら変形が生じており、Cr材およびAl2O3 材の場合には
50μｍで同様に変形が生じていた。しかし、コーテイン
グ層の厚さが100 μｍのものは、いずれのコーテイング
材の場合も、コーテイング層(4)および外殻層(2)とも変
形は全く見られなかつた。
また、コーテイング層(4)を除去した後の外殻層(2)の組
織ミクロ観察においても、鋳放し状態で存在していた網
目状共晶炭化物が充分に凝集・粉状化していることが確
認された。
織ミクロ観察においても、鋳放し状態で存在していた網
目状共晶炭化物が充分に凝集・粉状化していることが確
認された。
（効果） 本発明の製造方法によれば、圧延用鋳鉄複合ロールの外
殻層鋳鉄に対して、〔固相線〕〜〔固相線＋80℃〕の温
度域に加熱保持する熱処理をしても、ロール形状に悪影
響を与えることなく圧延用複合鋳鉄ロールの耐摩耗性、
耐熱き裂性、耐肌荒性を著しく向上させることができ
る。
殻層鋳鉄に対して、〔固相線〕〜〔固相線＋80℃〕の温
度域に加熱保持する熱処理をしても、ロール形状に悪影
響を与えることなく圧延用複合鋳鉄ロールの耐摩耗性、
耐熱き裂性、耐肌荒性を著しく向上させることができ
る。
ところで、このように固相線温度を越えるような熱処理
を行う際に、形状維持を目的として、素材表面を耐熱材
料によりコーテイングするという技術思想は、何も複合
鋳鉄ロールの製造のみに限らず単体鋳鉄ロールや耐摩耗
工具などを製造する場合にも適用できることは言うまで
もない。
を行う際に、形状維持を目的として、素材表面を耐熱材
料によりコーテイングするという技術思想は、何も複合
鋳鉄ロールの製造のみに限らず単体鋳鉄ロールや耐摩耗
工具などを製造する場合にも適用できることは言うまで
もない。
第１図は本発明の複合鋳鉄ロール基材の縦断面図。第２
図は本発明の外殻層にコーテイング層を形成した複合鋳
鉄ロールの縦断面図。第３図はロール熱処理用誘導加熱
装置の正面図。 １：複合鋳鉄ロール基材 １′：複合鋳鉄ロール、２：外殻層 ３：内殻層、４：コーテイング層 ５：誘導加熱装置
図は本発明の外殻層にコーテイング層を形成した複合鋳
鉄ロールの縦断面図。第３図はロール熱処理用誘導加熱
装置の正面図。 １：複合鋳鉄ロール基材 １′：複合鋳鉄ロール、２：外殻層 ３：内殻層、４：コーテイング層 ５：誘導加熱装置
Claims (1)
- 【請求項１】網目状の共晶炭化物を含有する鋳鉄からな
る外殻層と、この外殻層の内側に強靭性を有する鋳鉄か
らなる内殻層とを溶着一体化した複合鋳鉄ロール基材を
鋳造し、前記外殻層表面に、外殻層鋳鉄の[固相線＋８
０℃]より高い固相線温度を有する耐熱材料のコーティ
ング層を形成し、前記外殻層およびコーティング層を外
殻層鋳鉄の[固相線]〜[固相線＋８０℃]の温度域に加熱
・保持した後、前記コーティング層を除去することを特
徴とする圧延用複合鋳鉄ロールの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3274087A JPH0629464B2 (ja) | 1987-02-16 | 1987-02-16 | 圧延用複合鋳鉄ロ−ルの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3274087A JPH0629464B2 (ja) | 1987-02-16 | 1987-02-16 | 圧延用複合鋳鉄ロ−ルの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63199825A JPS63199825A (ja) | 1988-08-18 |
| JPH0629464B2 true JPH0629464B2 (ja) | 1994-04-20 |
Family
ID=12367234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3274087A Expired - Lifetime JPH0629464B2 (ja) | 1987-02-16 | 1987-02-16 | 圧延用複合鋳鉄ロ−ルの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0629464B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102107215B (zh) * | 2011-01-05 | 2012-07-25 | 北京工业大学 | 一种资源节约型含硼高速钢复合轧辊及其制备方法 |
| JP6762331B2 (ja) * | 2018-03-09 | 2020-09-30 | 三菱重工業株式会社 | 金属成形品の製造方法 |
-
1987
- 1987-02-16 JP JP3274087A patent/JPH0629464B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63199825A (ja) | 1988-08-18 |
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