JPH09209071A - 圧延用複合ロール及びその製造方法 - Google Patents
圧延用複合ロール及びその製造方法Info
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- JPH09209071A JPH09209071A JP1851796A JP1851796A JPH09209071A JP H09209071 A JPH09209071 A JP H09209071A JP 1851796 A JP1851796 A JP 1851796A JP 1851796 A JP1851796 A JP 1851796A JP H09209071 A JPH09209071 A JP H09209071A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高Ｃ材料の外層と低Ｃ材料の内層を有する複
合ロールの遠心力鋳造において、層と層の間の溶着不良
をなくし、外層成分の内層への混入量を少なく抑えて内
層の強靱性劣化を防止する。 【解決手段】 遠心力鋳造工程を、Ｃ：２.０〜３.２％
を含有するハイス系鋳鉄材の溶湯を外層として鋳込む工
程、外層の外面が凝固した後、内面が未凝固の段階で、
Ｃ：０.８〜１.９％(但し、外層のＣ％との差が１.５％
以下)、Ｓｉ：３.０％以下、Ｍｎ：２.０％以下、残部
実質的にＦｅからなる溶湯を中間層として鋳込む工程、
少なくとも中間層の内面が未凝固の段階で、Ｃ：０.２
〜０.８％(但し、中間層のＣ％との差が１.５％以内)、
Ｓｉ：０.２〜３.０％、Ｍｎ：０.２〜２.０％、残部実
質的にＦｅからなる鋳鋼材の溶湯を内層として鋳込む工
程より行なう。
合ロールの遠心力鋳造において、層と層の間の溶着不良
をなくし、外層成分の内層への混入量を少なく抑えて内
層の強靱性劣化を防止する。 【解決手段】 遠心力鋳造工程を、Ｃ：２.０〜３.２％
を含有するハイス系鋳鉄材の溶湯を外層として鋳込む工
程、外層の外面が凝固した後、内面が未凝固の段階で、
Ｃ：０.８〜１.９％(但し、外層のＣ％との差が１.５％
以下)、Ｓｉ：３.０％以下、Ｍｎ：２.０％以下、残部
実質的にＦｅからなる溶湯を中間層として鋳込む工程、
少なくとも中間層の内面が未凝固の段階で、Ｃ：０.２
〜０.８％(但し、中間層のＣ％との差が１.５％以内)、
Ｓｉ：０.２〜３.０％、Ｍｎ：０.２〜２.０％、残部実
質的にＦｅからなる鋳鋼材の溶湯を内層として鋳込む工
程より行なう。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉄鋼圧延用複合ロ
ール及びその製造方法に関する。
ール及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、鉄鋼圧延用複合ロールは、圧延材
に接触する外層(使用層)を耐摩耗性にすぐれるハイス系
鋳鉄材から形成し、内層を強靱性にすぐれる鋳鋼材から
形成したものが使用されている。
に接触する外層(使用層)を耐摩耗性にすぐれるハイス系
鋳鉄材から形成し、内層を強靱性にすぐれる鋳鋼材から
形成したものが使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このロールを
遠心力鋳造により作製したとき、外層と内層との間に溶
着不良が発生したり、内層が所望通りの強靱性を具備す
ることができない問題があった。遠心力鋳造法により、
外層と内層を冶金学的に一体化させるには、まず、外層
を鋳込み、外層の外面が凝固した後、内面が未凝固の段
階で内層の溶湯を鋳込むが、外層のハイス系鋳鉄材は、
所定の耐摩耗性を確保するためにＣを多く含有して凝固
温度が低いのに対し、内層の鋳鋼材は所定の強靱性を確
保するためにＣの含有量は少なく凝固温度が高く、その
溶湯温度も高い。このため、高温の内層溶湯を投入する
と、外層中、凝固を開始したばかりの部分まで再び溶融
状態となり、外層成分(Ｃ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ等)の内
層成分への混入量が必要以上に増える結果、内層が高Ｃ
化及び高合金化して、内層の材質劣化による強靱性の低
下を招くことになる。一方、外層成分の内層への混入量
を少なくするために、外層内面の未凝固部分が少なくな
るまで温度を低下させてから内層の溶湯を鋳込むように
すると、外層と内層の溶着不良を生ずることになる。
遠心力鋳造により作製したとき、外層と内層との間に溶
着不良が発生したり、内層が所望通りの強靱性を具備す
ることができない問題があった。遠心力鋳造法により、
外層と内層を冶金学的に一体化させるには、まず、外層
を鋳込み、外層の外面が凝固した後、内面が未凝固の段
階で内層の溶湯を鋳込むが、外層のハイス系鋳鉄材は、
所定の耐摩耗性を確保するためにＣを多く含有して凝固
温度が低いのに対し、内層の鋳鋼材は所定の強靱性を確
保するためにＣの含有量は少なく凝固温度が高く、その
溶湯温度も高い。このため、高温の内層溶湯を投入する
と、外層中、凝固を開始したばかりの部分まで再び溶融
状態となり、外層成分(Ｃ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ等)の内
層成分への混入量が必要以上に増える結果、内層が高Ｃ
化及び高合金化して、内層の材質劣化による強靱性の低
下を招くことになる。一方、外層成分の内層への混入量
を少なくするために、外層内面の未凝固部分が少なくな
るまで温度を低下させてから内層の溶湯を鋳込むように
すると、外層と内層の溶着不良を生ずることになる。
【０００４】本発明の目的は、高Ｃ材料の外層と低Ｃ材
料の内層を有する複合ロールを遠心力鋳造により作製す
るに際し、外層成分の内層への混入を少なくし、耐摩耗
性にすぐれる外層と強靱性にすぐれる内層を具えた複合
ロールを提供することである。
料の内層を有する複合ロールを遠心力鋳造により作製す
るに際し、外層成分の内層への混入を少なくし、耐摩耗
性にすぐれる外層と強靱性にすぐれる内層を具えた複合
ロールを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の複合ロールは、外層及び内層のＣ％との差
が１.５％以内の中間層を、外層と内層の間に設けるこ
とにより、外層、中間層と内層の各材料の凝固温度が段
階的に大きくなるようにしたものである。なお、凝固温
度とは、特に指定のない限り、凝固を開始する時の温度
を意味するものとする。より具体的には、Ｃ含有量が
２.０〜３.２％（重量％、以下同じ）であるハイス系鋳
鉄材の外層の内面に、外層の外面が凝固した後、内面が
未凝固の段階で、Ｃ：０.８〜１.９％（但し、外層のＣ
％との差が１.５％以下）、Ｓｉ：３.０％以下、Ｍｎ：
２.０％以下、残部実質的にＦｅからなる溶湯を中間層
として鋳込み、少なくとも中間層の内面が未凝固の段階
で、Ｃ：０.２〜０.８％（但し、中間層のＣ％との差が
１.５％以内）、Ｓｉ：０.２〜３.０％、Ｍｎ：０.２〜
２.０％、残部実質的にＦｅからなる鋳鋼材の溶湯を内
層として鋳込むようにしたもので、本発明の複合ロール
は、Ｃ含有量が２.０〜３.２％であるハイス系鋳鉄材の
外層の内面に、Ｃ：０.８〜１.９％、Ｓｉ：３.０％以
下、Ｍｎ：２.０％以下、Ｃｒ：６.０％以下、Ｍｏ：
５.０％以下、Ｗ：５.０％以下、Ｖ：５.０％以下、残
部実質的にＦｅからなる中間層が溶着一体化され、該中
間層の内面に、Ｃ：０.２〜０.８％、Ｓｉ：０.２〜３.
０％、Ｍｎ：０.２〜２.０％、Ｃｒ：１.５％以下、Ｍ
ｏ：１.０％以下、Ｗ：１.０％以下、Ｖ：１.５％以
下、但しＣｒ＋Ｍｏ≧０.３％であり、残部実質的にＦ
ｅからなる鋳鋼材の内層が溶着一体化されている。
め、本発明の複合ロールは、外層及び内層のＣ％との差
が１.５％以内の中間層を、外層と内層の間に設けるこ
とにより、外層、中間層と内層の各材料の凝固温度が段
階的に大きくなるようにしたものである。なお、凝固温
度とは、特に指定のない限り、凝固を開始する時の温度
を意味するものとする。より具体的には、Ｃ含有量が
２.０〜３.２％（重量％、以下同じ）であるハイス系鋳
鉄材の外層の内面に、外層の外面が凝固した後、内面が
未凝固の段階で、Ｃ：０.８〜１.９％（但し、外層のＣ
％との差が１.５％以下）、Ｓｉ：３.０％以下、Ｍｎ：
２.０％以下、残部実質的にＦｅからなる溶湯を中間層
として鋳込み、少なくとも中間層の内面が未凝固の段階
で、Ｃ：０.２〜０.８％（但し、中間層のＣ％との差が
１.５％以内）、Ｓｉ：０.２〜３.０％、Ｍｎ：０.２〜
２.０％、残部実質的にＦｅからなる鋳鋼材の溶湯を内
層として鋳込むようにしたもので、本発明の複合ロール
は、Ｃ含有量が２.０〜３.２％であるハイス系鋳鉄材の
外層の内面に、Ｃ：０.８〜１.９％、Ｓｉ：３.０％以
下、Ｍｎ：２.０％以下、Ｃｒ：６.０％以下、Ｍｏ：
５.０％以下、Ｗ：５.０％以下、Ｖ：５.０％以下、残
部実質的にＦｅからなる中間層が溶着一体化され、該中
間層の内面に、Ｃ：０.２〜０.８％、Ｓｉ：０.２〜３.
０％、Ｍｎ：０.２〜２.０％、Ｃｒ：１.５％以下、Ｍ
ｏ：１.０％以下、Ｗ：１.０％以下、Ｖ：１.５％以
下、但しＣｒ＋Ｍｏ≧０.３％であり、残部実質的にＦ
ｅからなる鋳鋼材の内層が溶着一体化されている。
【０００６】外層のハイス系鋳鉄材として、Ｃ：２.０
〜３.２％、Ｓｉ：０.１〜２.０％、Ｍｎ：０.１〜２.
０％、Ｃｒ：３〜１０％、２×Ｍｏ＋Ｗ：５〜２２％、
Ｖ：３〜８％、残部実質的にＦｅからなる組成を示すこ
とができる。
〜３.２％、Ｓｉ：０.１〜２.０％、Ｍｎ：０.１〜２.
０％、Ｃｒ：３〜１０％、２×Ｍｏ＋Ｗ：５〜２２％、
Ｖ：３〜８％、残部実質的にＦｅからなる組成を示すこ
とができる。
【０００７】外層と中間層のＣ％の差は１.５％以内で
あるので、両層の凝固温度の差が約１００℃を超えるこ
とはなく、外層の鋳造後、外層の内面の未凝固部分と中
間層の溶湯との温度差を小さくすることができる。ま
た、中間層の厚さは、通常、外層や内層の約１/３以下
であるので、その溶湯の熱量は少ない。従って、外層の
外面が凝固後、内面が未凝固の段階で、中間層の溶湯を
投入しても、外層中、凝固し始めたばかりの部分が中間
層の溶湯によって再溶融することはなく、そのまま凝固
が進行する一方、外層の未凝固部分は中間層溶湯と混じ
り合って、その後の冷却により凝固を開始する。従っ
て、外層成分の中間層への混入は両層の溶着に必要な最
小限度のものとなり、かつ外層と中間層の境界部に引け
巣等が発生することなく良好な溶着が得られる。なお、
中間層の部分は、ロールの使用上、負荷がかからないた
め、材質の劣化により伸び等が低下しても実用上、差し
支えない。また、中間層と内層のＣ％の差も１.５％以
内であり、両層の凝固温度の差が約１００℃を超えるこ
とはないので、外層と中間層の場合と同様、少なくとも
中間層の内面が未凝固の段階で内層を鋳込むとき、中間
層と内層とは良好な溶着が得られる。また、外層成分が
内層にまで混入することは殆んどなく、内層の材質劣化
は防止される。なお、内層を鋳込むとき、中間層は少な
くとも内面が未凝固状態であればよく、中間層全体が未
凝固であってもよいし、中間層の外層側部分が凝固して
いてもよい。外層成分の内層への混入防止の点では、後
者の方がより好ましい。但し、この段階で、外層は凝固
しているべきである。
あるので、両層の凝固温度の差が約１００℃を超えるこ
とはなく、外層の鋳造後、外層の内面の未凝固部分と中
間層の溶湯との温度差を小さくすることができる。ま
た、中間層の厚さは、通常、外層や内層の約１/３以下
であるので、その溶湯の熱量は少ない。従って、外層の
外面が凝固後、内面が未凝固の段階で、中間層の溶湯を
投入しても、外層中、凝固し始めたばかりの部分が中間
層の溶湯によって再溶融することはなく、そのまま凝固
が進行する一方、外層の未凝固部分は中間層溶湯と混じ
り合って、その後の冷却により凝固を開始する。従っ
て、外層成分の中間層への混入は両層の溶着に必要な最
小限度のものとなり、かつ外層と中間層の境界部に引け
巣等が発生することなく良好な溶着が得られる。なお、
中間層の部分は、ロールの使用上、負荷がかからないた
め、材質の劣化により伸び等が低下しても実用上、差し
支えない。また、中間層と内層のＣ％の差も１.５％以
内であり、両層の凝固温度の差が約１００℃を超えるこ
とはないので、外層と中間層の場合と同様、少なくとも
中間層の内面が未凝固の段階で内層を鋳込むとき、中間
層と内層とは良好な溶着が得られる。また、外層成分が
内層にまで混入することは殆んどなく、内層の材質劣化
は防止される。なお、内層を鋳込むとき、中間層は少な
くとも内面が未凝固状態であればよく、中間層全体が未
凝固であってもよいし、中間層の外層側部分が凝固して
いてもよい。外層成分の内層への混入防止の点では、後
者の方がより好ましい。但し、この段階で、外層は凝固
しているべきである。
【０００８】前記要領にて、外層と内層との間に中間層
を設けることにより、外層の中間層への混入は、良好な
溶着を得るのに最少限の量に抑えることができる。結果
として、内層を鋳込む際、外層成分の内層への混入は極
めて少なくなる。内層を鋳込む際、中間層成分が内層成
分に混入するため、内層にもＣｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ等の高
合金元素が含まれる。しかし、これら高合金元素の混入
量は少ないことと、内層のＣ含有量が０.８％以下と少
ないことから、初晶炭化物の生成が少なく、黒鉛鋼やダ
クタイル鋳鉄を鋳込む場合のようにチル化による強靱性
の大幅な劣化は生じない。
を設けることにより、外層の中間層への混入は、良好な
溶着を得るのに最少限の量に抑えることができる。結果
として、内層を鋳込む際、外層成分の内層への混入は極
めて少なくなる。内層を鋳込む際、中間層成分が内層成
分に混入するため、内層にもＣｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ等の高
合金元素が含まれる。しかし、これら高合金元素の混入
量は少ないことと、内層のＣ含有量が０.８％以下と少
ないことから、初晶炭化物の生成が少なく、黒鉛鋼やダ
クタイル鋳鉄を鋳込む場合のようにチル化による強靱性
の大幅な劣化は生じない。
【０００９】内層はＣｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ等の高合金元素
の含有量が少ないから、外層の高硬度化のために焼入れ
速度を大きくしても、ベーナイト変態による硬化を抑制
し、パーライト変態を促進することができ、外層熱処理
時における内層の靱性劣化を防止することができる。
の含有量が少ないから、外層の高硬度化のために焼入れ
速度を大きくしても、ベーナイト変態による硬化を抑制
し、パーライト変態を促進することができ、外層熱処理
時における内層の靱性劣化を防止することができる。
【００１０】また、中間層を設けることにより、内層鋳
鉄材のより一層の低Ｃ化が可能となる。例えば、内層の
強靱性をより一層向上させるために、Ｃ含有量を０.４
％以下にすることも可能である。
鉄材のより一層の低Ｃ化が可能となる。例えば、内層の
強靱性をより一層向上させるために、Ｃ含有量を０.４
％以下にすることも可能である。
【００１１】
【成分限定理由の説明】外層を構成するハイス系鋳鉄材
は、所望の耐摩耗性を具備させるために、その成分限定
理由は次の通りである。 Ｃ：２.０〜３.２％ 耐摩耗性を向上させるために２.０％以上とし、材質の
脆化を防ぐために３.２％以下とする。 Ｓｉ：０.１〜２.０％ ０.１％未満では脱酸作用及び湯流れ性が不足し、２.０
％を超えると焼入れ性が低下し、材質が脆くなるためで
ある。 Ｍｎ：０.１〜２.０％ ＭｎはＳと結合してＭｎＳを形成し、Ｓによる脆化を防
止する。また焼入れ性及び耐摩耗性を向上させる。一
方、あまりに多く含有すると材質が脆くなる。このた
め、含有量は０.１〜２.０％に規定する。 Ｃｒ：３〜１０％ Ｃｒは基地中に固溶し、焼入れ性を向上させると共に、
その一部がＣと結合して炭化物を形成し、耐摩耗性を向
上させる。３％未満ではかかる作用が不足し、一方１０
％を超えるとその作用が飽和すると共に材質が脆くな
る。 ２×Ｍｏ＋Ｗ：５〜２２％ Ｍｏ及びＷはＣと結合してＭ2Ｃ型又はＭ6Ｃ型の炭化物
を形成し、耐摩耗性を向上させると共にその一部は基地
中に固溶し、二次硬化に寄与する。ＭｏはＷの２倍の効
果があるため、成分範囲はＭｏ含有量の２倍とＷ含有量
との和(２Ｍｏ＋Ｗ)によって規定する。２Ｍｏ＋Ｗが５
％未満ではかかる作用が少なく、一方、２２％を超える
と炭化物量が多くなり、靱性が低下すると共に、基地中
に溶け込んだＭｏやＷによって残留オーステナイトが安
定化し、高硬度が得られ難い。 Ｖ：３〜８％ ＶはＣと結合し高硬度のＭＣ型炭化物を形成し、耐摩耗
性を向上させる。３％未満では炭化物量が少なく、耐摩
耗性が不足する。一方、８％を超えると偏析の防止が困
難になる。外層を構成するハイス系鋳鉄材は、上記合金
成分の他、残部実質的にＦｅで形成されるが、不純物元
素であるＳ、Ｐは材質を脆くするため、できるだけ少な
い方がよく、両元素とも０.１％以下にすることが望ま
しい。
は、所望の耐摩耗性を具備させるために、その成分限定
理由は次の通りである。 Ｃ：２.０〜３.２％ 耐摩耗性を向上させるために２.０％以上とし、材質の
脆化を防ぐために３.２％以下とする。 Ｓｉ：０.１〜２.０％ ０.１％未満では脱酸作用及び湯流れ性が不足し、２.０
％を超えると焼入れ性が低下し、材質が脆くなるためで
ある。 Ｍｎ：０.１〜２.０％ ＭｎはＳと結合してＭｎＳを形成し、Ｓによる脆化を防
止する。また焼入れ性及び耐摩耗性を向上させる。一
方、あまりに多く含有すると材質が脆くなる。このた
め、含有量は０.１〜２.０％に規定する。 Ｃｒ：３〜１０％ Ｃｒは基地中に固溶し、焼入れ性を向上させると共に、
その一部がＣと結合して炭化物を形成し、耐摩耗性を向
上させる。３％未満ではかかる作用が不足し、一方１０
％を超えるとその作用が飽和すると共に材質が脆くな
る。 ２×Ｍｏ＋Ｗ：５〜２２％ Ｍｏ及びＷはＣと結合してＭ2Ｃ型又はＭ6Ｃ型の炭化物
を形成し、耐摩耗性を向上させると共にその一部は基地
中に固溶し、二次硬化に寄与する。ＭｏはＷの２倍の効
果があるため、成分範囲はＭｏ含有量の２倍とＷ含有量
との和(２Ｍｏ＋Ｗ)によって規定する。２Ｍｏ＋Ｗが５
％未満ではかかる作用が少なく、一方、２２％を超える
と炭化物量が多くなり、靱性が低下すると共に、基地中
に溶け込んだＭｏやＷによって残留オーステナイトが安
定化し、高硬度が得られ難い。 Ｖ：３〜８％ ＶはＣと結合し高硬度のＭＣ型炭化物を形成し、耐摩耗
性を向上させる。３％未満では炭化物量が少なく、耐摩
耗性が不足する。一方、８％を超えると偏析の防止が困
難になる。外層を構成するハイス系鋳鉄材は、上記合金
成分の他、残部実質的にＦｅで形成されるが、不純物元
素であるＳ、Ｐは材質を脆くするため、できるだけ少な
い方がよく、両元素とも０.１％以下にすることが望ま
しい。
【００１２】中間層を構成する材料は、外層の合金成分
が内層に混入するのを防止するため、その成分限定理由
は次の通りである。 Ｃ：０.８〜１.９％ 中間層の凝固点が、外層と内層の中間の凝固点をもつよ
うに設定するためである。 Ｓｉ：３.０％以下、Ｍｎ：２.０％以下 ＳｉとＭｎは、外層と内層の中間の成分範囲にすること
が好ましいためである。なお、内層に近い成分範囲に設
定することが好ましい。中間層の鋳造時の溶湯成分は、
上記の通りＣ、Ｓｉ、Ｍｎを含有し、残部は実質的にＦ
ｅであり、Ｃについては、外層溶湯のＣ％との差が１.
５％以内となるようにする。なお、鋳造後の中間層は、
Ｃｒ：６.０％以下、Ｍｏ：５.０％以下、Ｗ：５.０％
以下、Ｖ：５.０％以下をさらに含んでいる。その理由
は、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ及びＶは、鋳造時に外層成分の比率
に応じて不可避的に中間層に混入するためであり、外層
から中間層への混入量をこの程度に抑えることにより、
外層成分の内層への混入量を、内層材質を劣化させない
程度に抑えることができる。
が内層に混入するのを防止するため、その成分限定理由
は次の通りである。 Ｃ：０.８〜１.９％ 中間層の凝固点が、外層と内層の中間の凝固点をもつよ
うに設定するためである。 Ｓｉ：３.０％以下、Ｍｎ：２.０％以下 ＳｉとＭｎは、外層と内層の中間の成分範囲にすること
が好ましいためである。なお、内層に近い成分範囲に設
定することが好ましい。中間層の鋳造時の溶湯成分は、
上記の通りＣ、Ｓｉ、Ｍｎを含有し、残部は実質的にＦ
ｅであり、Ｃについては、外層溶湯のＣ％との差が１.
５％以内となるようにする。なお、鋳造後の中間層は、
Ｃｒ：６.０％以下、Ｍｏ：５.０％以下、Ｗ：５.０％
以下、Ｖ：５.０％以下をさらに含んでいる。その理由
は、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ及びＶは、鋳造時に外層成分の比率
に応じて不可避的に中間層に混入するためであり、外層
から中間層への混入量をこの程度に抑えることにより、
外層成分の内層への混入量を、内層材質を劣化させない
程度に抑えることができる。
【００１３】内層を構成する鋳鉄材は、所望の強靱性を
具備させるために、その成分限定理由は次の通りであ
る。 Ｃ：０.２〜０.８％ 靱性向上のために、その含有量は低い程良いが、０.２
％以下では凝固点が高くなりすぎる。一方、０.８％を
超えると鋳造時及び高温熱処理時にネット状炭化物が析
出し、靱性が低下する。このため、０.２〜０.８％に規
定するが、靱性向上の観点からは０.２〜０.４％がより
好ましい。 Ｓｉ：０.２〜３.０％ 溶湯の凝固点を下げ、かつ湯流れ性を向上させると共に
フェライトの析出を促進する作用がある。０.２％以下
では、かかる作用が不足し、好ましくは１.０％以上含
有させるのがよい。一方、３.０％を超えると材質が脆
くなる。 Ｍｎ：０.２〜２.０％ Ｓと結合し、ＭｎＳを形成し、Ｓによる脆化を防止する
作用がある。０.２％以下ではかかる作用が不足し、一
方、２.０％を超えると材質が脆くなる。内層の鋳造時
の溶湯成分は、上記の通りＣ、Ｓｉ、Ｍｎを含有し、残
部は実質的にＦｅであり、Ｃについては、中間層溶湯の
Ｃ％との差が１.５％以内となるようにする。なお、鋳
造後の内層は、Ｃｒ：１.５％以下、Ｍｏ：１.０％以
下、Ｗ：１.０％以下、Ｖ：１.５％以下を含有してい
る。Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ及びＶは、鋳造時に中間層成分の比
率に応じて内層に不可避的に混入するためであり、内層
の材質を劣化させないために、この程度以下にしておく
とよい。但し、Ｃｒ、Ｍｏの少量の含有は、内層材の靱
性を向上させるため、Ｃｒ＋Ｍｏの下限値を０.３％以
上に設定した。
具備させるために、その成分限定理由は次の通りであ
る。 Ｃ：０.２〜０.８％ 靱性向上のために、その含有量は低い程良いが、０.２
％以下では凝固点が高くなりすぎる。一方、０.８％を
超えると鋳造時及び高温熱処理時にネット状炭化物が析
出し、靱性が低下する。このため、０.２〜０.８％に規
定するが、靱性向上の観点からは０.２〜０.４％がより
好ましい。 Ｓｉ：０.２〜３.０％ 溶湯の凝固点を下げ、かつ湯流れ性を向上させると共に
フェライトの析出を促進する作用がある。０.２％以下
では、かかる作用が不足し、好ましくは１.０％以上含
有させるのがよい。一方、３.０％を超えると材質が脆
くなる。 Ｍｎ：０.２〜２.０％ Ｓと結合し、ＭｎＳを形成し、Ｓによる脆化を防止する
作用がある。０.２％以下ではかかる作用が不足し、一
方、２.０％を超えると材質が脆くなる。内層の鋳造時
の溶湯成分は、上記の通りＣ、Ｓｉ、Ｍｎを含有し、残
部は実質的にＦｅであり、Ｃについては、中間層溶湯の
Ｃ％との差が１.５％以内となるようにする。なお、鋳
造後の内層は、Ｃｒ：１.５％以下、Ｍｏ：１.０％以
下、Ｗ：１.０％以下、Ｖ：１.５％以下を含有してい
る。Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ及びＶは、鋳造時に中間層成分の比
率に応じて内層に不可避的に混入するためであり、内層
の材質を劣化させないために、この程度以下にしておく
とよい。但し、Ｃｒ、Ｍｏの少量の含有は、内層材の靱
性を向上させるため、Ｃｒ＋Ｍｏの下限値を０.３％以
上に設定した。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の鉄鋼圧延用複合ロール
は、金型遠心力鋳造法により作製することができ、外層
用溶湯を鋳込み、外層の外面が凝固した後、内面が未凝
固の段階で、中間層用溶湯を鋳込み、中間層の少なくと
も内面が未凝固の段階で内層用溶湯を鋳込む。遠心力鋳
造法には、円筒状金型の回転軸が水平方向の横型、斜め
方向の傾斜型、鉛直方向の縦型の各種の方法を適用する
ことができる。
は、金型遠心力鋳造法により作製することができ、外層
用溶湯を鋳込み、外層の外面が凝固した後、内面が未凝
固の段階で、中間層用溶湯を鋳込み、中間層の少なくと
も内面が未凝固の段階で内層用溶湯を鋳込む。遠心力鋳
造法には、円筒状金型の回転軸が水平方向の横型、斜め
方向の傾斜型、鉛直方向の縦型の各種の方法を適用する
ことができる。
【００１５】本発明の複合ロールは、鋳造後、外層に所
定の熱処理が施される。即ち、オーステナイト化温度か
ら６５０〜４００℃までの温度域を１００℃／Ｈｒ以上
の冷却速度で急冷し、良好な焼入れ組織を得た後、５０
０〜６００℃の温度で１回乃至数回の焼戻しを行なう。
本発明の外層材は、オーステナイト温度への加熱により
基地中に固溶したＭｏ、Ｗ、Ｖ等が焼戻しによって微細
炭化物として析出し、焼戻し２次硬化現象を生じるた
め、高温硬度にすぐれる。
定の熱処理が施される。即ち、オーステナイト化温度か
ら６５０〜４００℃までの温度域を１００℃／Ｈｒ以上
の冷却速度で急冷し、良好な焼入れ組織を得た後、５０
０〜６００℃の温度で１回乃至数回の焼戻しを行なう。
本発明の外層材は、オーステナイト温度への加熱により
基地中に固溶したＭｏ、Ｗ、Ｖ等が焼戻しによって微細
炭化物として析出し、焼戻し２次硬化現象を生じるた
め、高温硬度にすぐれる。
【００１６】外層の加熱方法として、ロール全体を加熱
炉に入れて加熱する方法、外層外周面の周りに誘導加熱
コイルや多数のガスバーナを配置しておき、これらによ
って外層のみを急速加熱する方法がある。
炉に入れて加熱する方法、外層外周面の周りに誘導加熱
コイルや多数のガスバーナを配置しておき、これらによ
って外層のみを急速加熱する方法がある。
【００１７】
【実施例】次に、本発明の具体的実施例を掲げる。内径
８５１mm、長さ２５５０mmの横型遠心力鋳造用金型に、
外層用の溶湯を遠心力鋳造した。金型回転数はＧナンバ
ーで１４０、外層の鋳込み温度は１４４０℃、鋳込み厚
さは１００mmである。外層の内面温度が１２９０℃にな
ったとき、その内面に、中間層用の溶湯を遠心力鋳造し
た。中間層用溶湯の鋳込み開始時の温度は１５５５℃で
あり、鋳込み厚さは３０mmである。なお、中間層用溶湯
の投入時、外層は外面が凝固しているが、内面は未凝固
状態である。外層内面の未凝固部分は、中間層の溶湯と
混合され、中間層用溶湯投入時での混合溶湯の温度は、
計算上で約１４２０℃である。次に、中間層の内面温度
が１３７０℃になったとき、その内面に、内層用の溶湯
を遠心力鋳造した。内層用溶湯の鋳込み温度は１５８５
℃であり、鋳込み厚さは１００mmである。なお、内層用
溶湯の投入時、中間層は、外層側部分が一部凝固してお
り、内面は未凝固状態である。外層、中間層及び内層の
鋳造用溶湯の組成を表１に示す。外層、中間層及び内層
の材料の液相線と固相線の温度を表１に併せて示す。な
お、液相線は凝固開始温度、固相線は凝固終了温度を意
味する。
８５１mm、長さ２５５０mmの横型遠心力鋳造用金型に、
外層用の溶湯を遠心力鋳造した。金型回転数はＧナンバ
ーで１４０、外層の鋳込み温度は１４４０℃、鋳込み厚
さは１００mmである。外層の内面温度が１２９０℃にな
ったとき、その内面に、中間層用の溶湯を遠心力鋳造し
た。中間層用溶湯の鋳込み開始時の温度は１５５５℃で
あり、鋳込み厚さは３０mmである。なお、中間層用溶湯
の投入時、外層は外面が凝固しているが、内面は未凝固
状態である。外層内面の未凝固部分は、中間層の溶湯と
混合され、中間層用溶湯投入時での混合溶湯の温度は、
計算上で約１４２０℃である。次に、中間層の内面温度
が１３７０℃になったとき、その内面に、内層用の溶湯
を遠心力鋳造した。内層用溶湯の鋳込み温度は１５８５
℃であり、鋳込み厚さは１００mmである。なお、内層用
溶湯の投入時、中間層は、外層側部分が一部凝固してお
り、内面は未凝固状態である。外層、中間層及び内層の
鋳造用溶湯の組成を表１に示す。外層、中間層及び内層
の材料の液相線と固相線の温度を表１に併せて示す。な
お、液相線は凝固開始温度、固相線は凝固終了温度を意
味する。
【００１８】
【表１】
【００１９】表１に示す成分の溶湯を鋳造後、得られた
複合ロールの外層、中間層及び内層の化学成分組成を表
２に示す。表２に示されるように、鋳造後の内層のＣ含
有量は０.６４％と少なく、また、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ
の高合金元素の含有量も、夫々、０.４５％、０.３２
％、０.２１％、０.２８％と少ないことがわかる。
複合ロールの外層、中間層及び内層の化学成分組成を表
２に示す。表２に示されるように、鋳造後の内層のＣ含
有量は０.６４％と少なく、また、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ
の高合金元素の含有量も、夫々、０.４５％、０.３２
％、０.２１％、０.２８％と少ないことがわかる。
【００２０】
【表２】
【００２１】次に、この複合ロールを１０００℃で３時
間保持後、強制空冷により焼入れし、その後、５５０℃
で１０時間保持する焼戻し処理を３回繰り返す熱処理を
行なった。まず、得られた複合ロールに超音波探傷試験
を行なったところ、外層、中間層及び内層は完全に溶着
接合されていることが確認された。次に、外層の硬度測
定を行なったところ、ショア硬度で８２〜８４であり、
高硬度を有しており、耐摩耗性にすぐれている。さら
に、内層から試験片を採取し、引張試験を行なった。そ
の結果、引張強度８４０MPa、伸び２.３％であり、内層
は強靱性にすぐれることが確かめられた。内層の顕微鏡
組織を調べたところ、フェライトとパーライトからなる
良好な組織であり、ベーナイトは認められなかった。
間保持後、強制空冷により焼入れし、その後、５５０℃
で１０時間保持する焼戻し処理を３回繰り返す熱処理を
行なった。まず、得られた複合ロールに超音波探傷試験
を行なったところ、外層、中間層及び内層は完全に溶着
接合されていることが確認された。次に、外層の硬度測
定を行なったところ、ショア硬度で８２〜８４であり、
高硬度を有しており、耐摩耗性にすぐれている。さら
に、内層から試験片を採取し、引張試験を行なった。そ
の結果、引張強度８４０MPa、伸び２.３％であり、内層
は強靱性にすぐれることが確かめられた。内層の顕微鏡
組織を調べたところ、フェライトとパーライトからなる
良好な組織であり、ベーナイトは認められなかった。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、外層、中間層及び内層
との溶着状態が良好であり、かつ、外層は所定の耐摩耗
性を具備し、内層は所定の強靱性を具備することができ
るから、高品質の鉄鋼圧延用ロールを製造することがで
きる。
との溶着状態が良好であり、かつ、外層は所定の耐摩耗
性を具備し、内層は所定の強靱性を具備することができ
るから、高品質の鉄鋼圧延用ロールを製造することがで
きる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２２Ｃ 38/24 Ｃ２２Ｃ 38/24 (72)発明者 林 和彦 兵庫県尼崎市西向島町64番地 株式会社ク ボタ尼崎工場内
Claims (4)
- 【請求項１】 Ｃ含有量が２.０〜３.２％(重量％、以
下同じ)であるハイス系鋳鉄材の外層の内面に、Ｃ：０.
８〜１.９％、Ｓｉ：３.０％以下、Ｍｎ：２.０％以
下、Ｃｒ：６.０％以下、Ｍｏ：５.０％以下、Ｗ：５.
０％以下、Ｖ：５.０％以下、残部実質的にＦｅからな
る中間層が溶着一体化され、該中間層の内面に、Ｃ：
０.２〜０.８％、Ｓｉ：０.２〜３.０％、Ｍｎ：０.２
〜２.０％、Ｃｒ：１.５％以下、Ｍｏ：１.０％以下、
Ｗ：１.０％以下、Ｖ：１.５％以下、但しＣｒ＋Ｍｏ≧
０.３％であり、残部実質的にＦｅからなる鋳鋼材の内
層が溶着一体化されていることを特徴とする圧延用複合
ロール。 - 【請求項２】 外層を構成するハイス系鋳鉄材は、Ｃ：
２.０〜３.２％、Ｓｉ：０.１〜２.０％、Ｍｎ：０.１
〜２.０％、Ｃｒ：３〜１０％、２×Ｍｏ＋Ｗ：５〜２
２％、Ｖ：３〜８％、残部実質的にＦｅからなる請求項
１に記載のロール。 - 【請求項３】 遠心力鋳造法により、外層、中間層及び
内層を順次鋳込んで圧延用複合ロールを製造する方法で
あって、Ｃ：２.０〜３.２％を含有するハイス系鋳鉄材
の溶湯を外層として鋳込む工程、外層の外面が凝固した
後、内面が未凝固の段階で、Ｃ：０.８〜１.９％(但
し、外層のＣ％との差が１.５％以下)、Ｓｉ：３.０％
以下、Ｍｎ：２.０％以下、残部実質的にＦｅからなる
溶湯を中間層として鋳込む工程、少なくとも中間層の内
面が未凝固の段階で、Ｃ：０.２〜０.８％(但し、中間
層のＣ％との差が１.５％以内)、Ｓｉ：０.２〜３.０
％、Ｍｎ：０.２〜２.０％、残部実質的にＦｅからなる
鋳鋼材の溶湯を内層として鋳込む工程、を有することを
特徴とする圧延用複合ロールの製造方法。 - 【請求項４】 外層を構成するハイス系鋳鉄材の溶湯
は、Ｃ：２.０〜３.２％、Ｓｉ：０.１〜２.０％、Ｍ
ｎ：０.１〜２.０％、Ｃｒ：３〜１０％、２×Ｍｏ＋
Ｗ：５〜２２％、Ｖ：３〜８％、残部実質的にＦｅであ
る請求項３に記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1851796A JPH09209071A (ja) | 1996-02-05 | 1996-02-05 | 圧延用複合ロール及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1851796A JPH09209071A (ja) | 1996-02-05 | 1996-02-05 | 圧延用複合ロール及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09209071A true JPH09209071A (ja) | 1997-08-12 |
Family
ID=11973829
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1851796A Pending JPH09209071A (ja) | 1996-02-05 | 1996-02-05 | 圧延用複合ロール及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09209071A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007144442A (ja) * | 2005-11-25 | 2007-06-14 | Hitachi Metals Ltd | 圧延用複合ロール |
| WO2007077637A1 (ja) | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Hitachi Metals, Ltd. | 遠心鋳造複合ロール |
| CN107243618A (zh) * | 2017-05-15 | 2017-10-13 | 唐山亿联盛轧辊有限公司 | 一种高速钢复合轧辊的生产方法 |
| CN115533061A (zh) * | 2022-10-09 | 2022-12-30 | 山东天盾矿用设备有限公司 | 一种预埋槽道的制备工艺及制备的预埋槽道 |
| US12385119B2 (en) | 2020-03-18 | 2025-08-12 | Conv Australia Holding Pty Ltd | Wear resistant composite |
-
1996
- 1996-02-05 JP JP1851796A patent/JPH09209071A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007144442A (ja) * | 2005-11-25 | 2007-06-14 | Hitachi Metals Ltd | 圧延用複合ロール |
| WO2007077637A1 (ja) | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Hitachi Metals, Ltd. | 遠心鋳造複合ロール |
| US8308622B2 (en) | 2005-12-28 | 2012-11-13 | Hitachi Metals, Ltd. | Centrifugally cast composit roll |
| CN107243618A (zh) * | 2017-05-15 | 2017-10-13 | 唐山亿联盛轧辊有限公司 | 一种高速钢复合轧辊的生产方法 |
| US12385119B2 (en) | 2020-03-18 | 2025-08-12 | Conv Australia Holding Pty Ltd | Wear resistant composite |
| CN115533061A (zh) * | 2022-10-09 | 2022-12-30 | 山东天盾矿用设备有限公司 | 一种预埋槽道的制备工艺及制备的预埋槽道 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040924 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041109 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050322 |