JPH1085806A - コールドピルガーダイスの割れ防止方法 - Google Patents
コールドピルガーダイスの割れ防止方法Info
- Publication number
- JPH1085806A JPH1085806A JP24766996A JP24766996A JPH1085806A JP H1085806 A JPH1085806 A JP H1085806A JP 24766996 A JP24766996 A JP 24766996A JP 24766996 A JP24766996 A JP 24766996A JP H1085806 A JPH1085806 A JP H1085806A
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- Japan
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- caliber
- roll
- die
- cracking
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- Pending
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- Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 カリバー面を窒化することにより、カリバー
底部に圧縮残留応力を生じさせ、圧縮残留応力と許容応
力との応力を引張応力より大きくすることにより、コー
ルドピルガーダイスの割れを防止する方法を提供するこ
と。 【解決手段】 往復回転する一対の環状または半円状の
ダイス間に被圧延材を通過させて該被圧延材に冷間加工
を施すコールドピルガーダイスの割れ防止方法におい
て、ロールダイスカリバー面を窒化することにより、該
ロールダイスカリバー底部に圧縮残留応力を生じさせて
カリバー底部の割れを防止することを特徴とするコール
ドピルガーダイスの割れ防止方法。
底部に圧縮残留応力を生じさせ、圧縮残留応力と許容応
力との応力を引張応力より大きくすることにより、コー
ルドピルガーダイスの割れを防止する方法を提供するこ
と。 【解決手段】 往復回転する一対の環状または半円状の
ダイス間に被圧延材を通過させて該被圧延材に冷間加工
を施すコールドピルガーダイスの割れ防止方法におい
て、ロールダイスカリバー面を窒化することにより、該
ロールダイスカリバー底部に圧縮残留応力を生じさせて
カリバー底部の割れを防止することを特徴とするコール
ドピルガーダイスの割れ防止方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コールドピルガー
ダイスの割れ防止方法に関するものである。
ダイスの割れ防止方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般にロールダイスを用いてピルガー圧
延加工を行う場合について図２に示す。すなわち、図２
は従来の金属管の冷間圧延加工に用いられピルガー圧延
加工を示す断面図である。図において、１、２は上下一
対のロールダイス、３、４はロールダイス１、２の中心
に取付けら、水平保持し一定の回転数で往復回転させる
シャフトである。マンドレル６は圧延加工すべき金属素
管５の内径を決定するための治具で、金属素管５は一対
のロールダイス１、２が組込まれたロールスタンド（図
示せず）を該金属素管５の軸線方向に往復運動させるこ
とにより、ロールダイス１、２によって圧延され、これ
ら一連の過程を繰り返すことにより、該金属素管５に圧
延加工が施され、所定の外径寸法の金属管７が得られ
る。
延加工を行う場合について図２に示す。すなわち、図２
は従来の金属管の冷間圧延加工に用いられピルガー圧延
加工を示す断面図である。図において、１、２は上下一
対のロールダイス、３、４はロールダイス１、２の中心
に取付けら、水平保持し一定の回転数で往復回転させる
シャフトである。マンドレル６は圧延加工すべき金属素
管５の内径を決定するための治具で、金属素管５は一対
のロールダイス１、２が組込まれたロールスタンド（図
示せず）を該金属素管５の軸線方向に往復運動させるこ
とにより、ロールダイス１、２によって圧延され、これ
ら一連の過程を繰り返すことにより、該金属素管５に圧
延加工が施され、所定の外径寸法の金属管７が得られ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記ロール
ダイス１、２には長時間のピルガー圧延加工を行うた
め、使用中にロールダイスが突然割れが発生し破壊して
しまう問題がある。このため、従来はロールダイスの割
れの防止を図り寿命向上を図るために、耐摩耗性向上、
カリバー面剥離疵を防止のため、ロール材質をより強度
の高い材質に変更する処理が講じられ、例えばＱＣＭ−
８等の工具鋼を採用している。しかし、ロール材質の強
度が高い程高価なものとなり、それでも、これら工具鋼
は衝撃的に働く圧延力によりロールダイスカリバー底部
に割れが発生するという問題がある。
ダイス１、２には長時間のピルガー圧延加工を行うた
め、使用中にロールダイスが突然割れが発生し破壊して
しまう問題がある。このため、従来はロールダイスの割
れの防止を図り寿命向上を図るために、耐摩耗性向上、
カリバー面剥離疵を防止のため、ロール材質をより強度
の高い材質に変更する処理が講じられ、例えばＱＣＭ−
８等の工具鋼を採用している。しかし、ロール材質の強
度が高い程高価なものとなり、それでも、これら工具鋼
は衝撃的に働く圧延力によりロールダイスカリバー底部
に割れが発生するという問題がある。
【０００４】そのため、例えば特公昭５９−２５６１号
公報のように、ロール本体とロール軸との接触面中央部
分のロール本体とロール軸のどちらか一方又は両方の凹
部を有する孔型圧延用ロール。すなわち、ロール孔型底
表面ロール本体とロール軸との接触面に間隙を設けるこ
とにより、ロール孔型底表面の引張応力を低下せしめ、
ロール本体の割れを防止する孔型圧延用ロールが提案さ
れている。このような上記ロール本体とロール軸との接
触面に間隙を設けてロール孔型底表面の引張応力を低下
させることで引張応力が緩和され割れの防止は図られて
いるが、しかしながら、長期に亘る厳しい熱応力に対し
てロール本体の割れを防止するには充分とは言えないの
が実状である。
公報のように、ロール本体とロール軸との接触面中央部
分のロール本体とロール軸のどちらか一方又は両方の凹
部を有する孔型圧延用ロール。すなわち、ロール孔型底
表面ロール本体とロール軸との接触面に間隙を設けるこ
とにより、ロール孔型底表面の引張応力を低下せしめ、
ロール本体の割れを防止する孔型圧延用ロールが提案さ
れている。このような上記ロール本体とロール軸との接
触面に間隙を設けてロール孔型底表面の引張応力を低下
させることで引張応力が緩和され割れの防止は図られて
いるが、しかしながら、長期に亘る厳しい熱応力に対し
てロール本体の割れを防止するには充分とは言えないの
が実状である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述したような問題を解
消するべく、発明者らは鋭意開発を進めた結果、カリバ
ー面を窒化することにより、カリバー底部に圧縮残留応
力を生じさせることにより、圧縮残留応力と許容応力と
の応力を圧延時の引張応力より大きくすることによりコ
ールドピルガーダイスの割れを防止する方法を提供する
ことにある。その発明の要旨とするところは、往復回転
する一対の環状または半円状のダイス間に被圧延材を通
過させて該被圧延材に冷間圧延を施すコールドピルガー
ダイスの割れ防止方法において、ロールダイスカリバー
面を窒化することにより、該ロールダイスカリバー底部
に圧縮残留応力を生じさせてカリバー底部の割れを防止
することを特徴とするコールドピルガーダイスの割れ防
止方法にある。
消するべく、発明者らは鋭意開発を進めた結果、カリバ
ー面を窒化することにより、カリバー底部に圧縮残留応
力を生じさせることにより、圧縮残留応力と許容応力と
の応力を圧延時の引張応力より大きくすることによりコ
ールドピルガーダイスの割れを防止する方法を提供する
ことにある。その発明の要旨とするところは、往復回転
する一対の環状または半円状のダイス間に被圧延材を通
過させて該被圧延材に冷間圧延を施すコールドピルガー
ダイスの割れ防止方法において、ロールダイスカリバー
面を窒化することにより、該ロールダイスカリバー底部
に圧縮残留応力を生じさせてカリバー底部の割れを防止
することを特徴とするコールドピルガーダイスの割れ防
止方法にある。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明について図面に従っ
て詳細に説明する。図１は、本発明に係るピルガー冷間
圧延加工用ダイスの平面断面図である。図１に示すよう
に、カリバーロール８を用い金属素管５をピルガー冷間
圧延加工を行った場合、圧延時にカリバーロール８の上
部は矢印のようにカリバーを拡げる力が働らくことによ
り、カリバー底部に引張応力が生じることになる。この
底部に掛かる引張応力により、カリバー底部の内部に微
小なクラックが発生し、この微小クラックが急速に内部
に進行し、割れを発生させる原因となる。
て詳細に説明する。図１は、本発明に係るピルガー冷間
圧延加工用ダイスの平面断面図である。図１に示すよう
に、カリバーロール８を用い金属素管５をピルガー冷間
圧延加工を行った場合、圧延時にカリバーロール８の上
部は矢印のようにカリバーを拡げる力が働らくことによ
り、カリバー底部に引張応力が生じることになる。この
底部に掛かる引張応力により、カリバー底部の内部に微
小なクラックが発生し、この微小クラックが急速に内部
に進行し、割れを発生させる原因となる。
【０００７】本発明は、このような割れの発生を防止す
るために、ロールダイスカリバー面を窒化することによ
り、このロールダイスカリバー底部に圧縮残留応力を生
じさせてカリバー底部の割れを防止することにある。す
なわち、ロールダイスカリバー面に対して窒化処理が行
われ、その表面部分に鉄の窒化物が生成され硬化層が形
成される。この窒化処理方法は一般に行われている普通
の方法で、例えば、イオン窒化の場合、Ｎ2 とＨ2 とが
体積比で６：４に混合された３〜１０Ｔｏｒｒの雰囲気
ガスを用い、容器と被処理部材との間に４５０Ｖの電圧
をかけ、５５０〜６００℃の温度で１〜１０時間加熱す
るといった方法で行われる。
るために、ロールダイスカリバー面を窒化することによ
り、このロールダイスカリバー底部に圧縮残留応力を生
じさせてカリバー底部の割れを防止することにある。す
なわち、ロールダイスカリバー面に対して窒化処理が行
われ、その表面部分に鉄の窒化物が生成され硬化層が形
成される。この窒化処理方法は一般に行われている普通
の方法で、例えば、イオン窒化の場合、Ｎ2 とＨ2 とが
体積比で６：４に混合された３〜１０Ｔｏｒｒの雰囲気
ガスを用い、容器と被処理部材との間に４５０Ｖの電圧
をかけ、５５０〜６００℃の温度で１〜１０時間加熱す
るといった方法で行われる。
【０００８】このように、ロールダイスに窒化処理する
ことで表面部分に鉄の窒化物が生成され硬化層が形成さ
れると共に、鋼部材の内部に圧縮残留応力を高くし、も
って高応力側での時間疲労強度を十分に向上することが
出来る。しかも、ロールダイスに使用する鋼成分はＱＣ
Ｍ−８のようなＣｒ，Ｖを含有する鋼部材である故に焼
入れ性を向上させ、その強度を高くし窒化処理後の表面
硬さをより向上させる。一方、Ｖ元素は窒化による浸入
炭素および浸入窒素と結合して微細な炭化物を析出する
ことにより、表面硬さと硬化深さを増大させ、特に硬化
深さに対して寄与する。また、Ｖは析出硬化によって鋼
部材硬さを向上させると共に、加熱に対する軟化抵抗を
増大させる等の効果が得られる。
ことで表面部分に鉄の窒化物が生成され硬化層が形成さ
れると共に、鋼部材の内部に圧縮残留応力を高くし、も
って高応力側での時間疲労強度を十分に向上することが
出来る。しかも、ロールダイスに使用する鋼成分はＱＣ
Ｍ−８のようなＣｒ，Ｖを含有する鋼部材である故に焼
入れ性を向上させ、その強度を高くし窒化処理後の表面
硬さをより向上させる。一方、Ｖ元素は窒化による浸入
炭素および浸入窒素と結合して微細な炭化物を析出する
ことにより、表面硬さと硬化深さを増大させ、特に硬化
深さに対して寄与する。また、Ｖは析出硬化によって鋼
部材硬さを向上させると共に、加熱に対する軟化抵抗を
増大させる等の効果が得られる。
【０００９】また、このようにロールダイスに窒化処理
を施すことで、金属素管に冷間圧延加工を施す場合に、
カリバー底部に圧縮残留応力が生じ、この残留応力によ
り冷間圧延加工中に底部に集中的に掛かる引張応力が緩
和され、金属素管と接触する面に微小クラックが発生し
難くなる。また、接触面に微小クラックが発生しても、
圧縮残留応力によりダイス中を伝播する引張応力を緩和
することにより微小クラックが内部に進行するのを防止
することが出来る。これにより長時間の冷間圧延加工を
施すことができ長寿命の冷間圧延用ダイスが可能とな
る。
を施すことで、金属素管に冷間圧延加工を施す場合に、
カリバー底部に圧縮残留応力が生じ、この残留応力によ
り冷間圧延加工中に底部に集中的に掛かる引張応力が緩
和され、金属素管と接触する面に微小クラックが発生し
難くなる。また、接触面に微小クラックが発生しても、
圧縮残留応力によりダイス中を伝播する引張応力を緩和
することにより微小クラックが内部に進行するのを防止
することが出来る。これにより長時間の冷間圧延加工を
施すことができ長寿命の冷間圧延用ダイスが可能とな
る。
【００１０】
【実施例】成分組成、０．８７Ｃ−１．０Ｓｉ−０．５
Ｍｎ−９Ｃｒ−１．５Ｍｏ−０．５Ｖ鋼より成るロール
ダイスに対して、Ｎ2 とＨ2 とが体積比で６：４に混合
された７Ｔｏｒｒの雰囲気ガスを用い、容器と被処理部
材との間に４５０Ｖの電圧をかけ、５７０℃の温度で３
時間及び５時間加熱してイオン窒化処理を行った。その
ときの窒化層０．１ｍｍのものと、０．２ｍｍのものを
得た。一方、イオン窒化処理を行なわず焼入れ、焼戻し
のみの従来製品と比較したときに、従来製品により８６
ｔの冷間圧延を行った後の状態を観察した結果、割れの
発生しているのが確認された。これに対し、本発明での
イオン窒化処理して窒化層０．１ｍｍを形成したものは
１４２ｔの冷間圧延が可能となり、また、窒化層０．２
ｍｍを形成したものは２２０ｔの冷間圧延を行って、初
めて割れの発生が確認された。これによって、従来のダ
イス寿命の２．６倍延長することが出来た。
Ｍｎ−９Ｃｒ−１．５Ｍｏ−０．５Ｖ鋼より成るロール
ダイスに対して、Ｎ2 とＨ2 とが体積比で６：４に混合
された７Ｔｏｒｒの雰囲気ガスを用い、容器と被処理部
材との間に４５０Ｖの電圧をかけ、５７０℃の温度で３
時間及び５時間加熱してイオン窒化処理を行った。その
ときの窒化層０．１ｍｍのものと、０．２ｍｍのものを
得た。一方、イオン窒化処理を行なわず焼入れ、焼戻し
のみの従来製品と比較したときに、従来製品により８６
ｔの冷間圧延を行った後の状態を観察した結果、割れの
発生しているのが確認された。これに対し、本発明での
イオン窒化処理して窒化層０．１ｍｍを形成したものは
１４２ｔの冷間圧延が可能となり、また、窒化層０．２
ｍｍを形成したものは２２０ｔの冷間圧延を行って、初
めて割れの発生が確認された。これによって、従来のダ
イス寿命の２．６倍延長することが出来た。
【００１１】このように本発明による窒化処理を施した
ロールダイスを用いた場合には、ピルガー圧延加工中に
カリバー底部に集中的に掛かる引張応力が緩和され、金
属素管と接触する面に微小クラックの発生がしにくくな
り、また、接触面に微小クラックが発生しても、圧縮残
留応力によりダイス中に伝播する引張応力を緩和するこ
とにより微小クラックが内部に進行するのを防止して長
時間の冷間圧延加工を施すことが出来たのである。
ロールダイスを用いた場合には、ピルガー圧延加工中に
カリバー底部に集中的に掛かる引張応力が緩和され、金
属素管と接触する面に微小クラックの発生がしにくくな
り、また、接触面に微小クラックが発生しても、圧縮残
留応力によりダイス中に伝播する引張応力を緩和するこ
とにより微小クラックが内部に進行するのを防止して長
時間の冷間圧延加工を施すことが出来たのである。
【００１２】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の冷間圧延用
ダイスによれば、被圧延物に冷間圧延加工を施す場合
に、カリバー底部に生じる圧縮残留応力により冷間圧延
加工中に加工底部に集中的に掛かる引張応力を緩和する
ことができ、被圧延物と接触する面に微小クラックの発
生するのを防止することができ、また、接触面に微小ク
ラックが発生した場合も、圧縮残留応力によりダイス中
に伝播する引張応力を緩和することにより微小クラック
が内部に進行するのを防止することが出来る。以上によ
り長時間の冷間圧延加工を施すことが出来、長寿命の冷
間圧延用ダイスを提供することができる、工業上極めて
優れた効果を奏するものである。
ダイスによれば、被圧延物に冷間圧延加工を施す場合
に、カリバー底部に生じる圧縮残留応力により冷間圧延
加工中に加工底部に集中的に掛かる引張応力を緩和する
ことができ、被圧延物と接触する面に微小クラックの発
生するのを防止することができ、また、接触面に微小ク
ラックが発生した場合も、圧縮残留応力によりダイス中
に伝播する引張応力を緩和することにより微小クラック
が内部に進行するのを防止することが出来る。以上によ
り長時間の冷間圧延加工を施すことが出来、長寿命の冷
間圧延用ダイスを提供することができる、工業上極めて
優れた効果を奏するものである。
【図１】本発明に係るピルガー冷間圧延加工用ダイスの
平面断面図である。
平面断面図である。
【図２】従来の金属管の冷間圧延加工に用いられピルガ
ー圧延加工を示す断面図である。
ー圧延加工を示す断面図である。
１、２ ロールダイス ３、４ シャフト ５ 金属素管 ６ マンドレル ７ 金属管 ８ カリバーロール
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ２３Ｃ 8/26 Ｃ２３Ｃ 8/26
Claims (1)
- 【請求項１】 回転する一対の環状または半円状のダイ
ス間に被圧延材を通過させて該被圧延材に冷間圧延を施
すコールドピルガーダイスの割れ防止方法において、ロ
ールダイスカリバー面を窒化することにより、該ロール
ダイスカリバー底部に圧縮残留応力を生じさせてカリバ
ー底部の割れを防止することを特徴とするコールドピル
ガーダイスの割れ防止方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24766996A JPH1085806A (ja) | 1996-09-19 | 1996-09-19 | コールドピルガーダイスの割れ防止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24766996A JPH1085806A (ja) | 1996-09-19 | 1996-09-19 | コールドピルガーダイスの割れ防止方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1085806A true JPH1085806A (ja) | 1998-04-07 |
Family
ID=17166906
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24766996A Pending JPH1085806A (ja) | 1996-09-19 | 1996-09-19 | コールドピルガーダイスの割れ防止方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1085806A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013133539A (ja) * | 2011-12-27 | 2013-07-08 | Toyota Motor Corp | 鉄基材の表面処理方法 |
-
1996
- 1996-09-19 JP JP24766996A patent/JPH1085806A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013133539A (ja) * | 2011-12-27 | 2013-07-08 | Toyota Motor Corp | 鉄基材の表面処理方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010213 |