JPH11244914A - 熱間板圧延用ロール及びその製造方法 - Google Patents
熱間板圧延用ロール及びその製造方法Info
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- JPH11244914A JPH11244914A JP5023398A JP5023398A JPH11244914A JP H11244914 A JPH11244914 A JP H11244914A JP 5023398 A JP5023398 A JP 5023398A JP 5023398 A JP5023398 A JP 5023398A JP H11244914 A JPH11244914 A JP H11244914A
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Landscapes
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- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＨＩＰ処理を施す際にそれ程大きなＨＩＰ炉
を必要としないとともに、出来上ったロールの軸材の信
頼性の高い熱間板圧延用ロール及びその製造方法を提供
する。 【解決手段】 中実軸材の両端に軸受部となる支持部を
有し、その中実軸材の中央部外周に熱間等方性加圧によ
り焼結されているとともに前記中央部外周に拡散接合さ
れているハイス系粉末からなる外層を有する熱間板圧延
用ロール及びその製造方法で、その製造においては、駆
動側の支持部が前記中実軸材の中央部と一体となってい
る軸材の周りに金属カプセルを取り付け、軸材と金属カ
プセルとの間の環状空間内にハイス系粉末を充填し、こ
れを高温高圧のガス雰囲気下で熱間等方性加圧処理を施
すことにより、前記ハイス系粉末を焼結するとともに、
前記中実軸材に拡散接合させた後、前記中実軸材に従動
側の支持部を接合することによる。
を必要としないとともに、出来上ったロールの軸材の信
頼性の高い熱間板圧延用ロール及びその製造方法を提供
する。 【解決手段】 中実軸材の両端に軸受部となる支持部を
有し、その中実軸材の中央部外周に熱間等方性加圧によ
り焼結されているとともに前記中央部外周に拡散接合さ
れているハイス系粉末からなる外層を有する熱間板圧延
用ロール及びその製造方法で、その製造においては、駆
動側の支持部が前記中実軸材の中央部と一体となってい
る軸材の周りに金属カプセルを取り付け、軸材と金属カ
プセルとの間の環状空間内にハイス系粉末を充填し、こ
れを高温高圧のガス雰囲気下で熱間等方性加圧処理を施
すことにより、前記ハイス系粉末を焼結するとともに、
前記中実軸材に拡散接合させた後、前記中実軸材に従動
側の支持部を接合することによる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、中実軸材の外周に
熱間等方圧加圧法（ＨＩＰ）により焼結した粉末ハイス
系材からなる外層を有する熱間板圧延用ロールおよびそ
の製造方法に関する。
熱間等方圧加圧法（ＨＩＰ）により焼結した粉末ハイス
系材からなる外層を有する熱間板圧延用ロールおよびそ
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、熱間板圧延用ワークロールとし
て、例えば外層がハイス系材からなる連続鋳掛け肉盛ロ
ールがある（Ｗ０８８／０７５９４号公報）。ハイス系
材のロールは耐摩耗性が優れているので圧延の生産性お
よび品質の向上に著しく貢献している。鋳造ロールの場
合には、鋳造時の凝固に伴い組織の粗大化や凝固むらに
よる炭化物の偏析が生じやすいため耐肌荒れ性が劣化す
る問題がある。これに対して粉末ハイス系材では耐摩耗
性を向上させる硬質の炭化物が均一かつ微細に分散して
いるため、耐摩耗性、耐肌荒れ性に優れている。
て、例えば外層がハイス系材からなる連続鋳掛け肉盛ロ
ールがある（Ｗ０８８／０７５９４号公報）。ハイス系
材のロールは耐摩耗性が優れているので圧延の生産性お
よび品質の向上に著しく貢献している。鋳造ロールの場
合には、鋳造時の凝固に伴い組織の粗大化や凝固むらに
よる炭化物の偏析が生じやすいため耐肌荒れ性が劣化す
る問題がある。これに対して粉末ハイス系材では耐摩耗
性を向上させる硬質の炭化物が均一かつ微細に分散して
いるため、耐摩耗性、耐肌荒れ性に優れている。
【０００３】このように優れた粉末ハイス系材を外層に
用いたロールを作る場合、ロールの軸材の周りに金属カ
プセルを取り付け、軸材と金属カプセルとの間の環状空
間内に所定のハイス系粉末を充填し、ロール全体をＨＩ
Ｐ炉に装入してＨＩＰ処理を施す必要がある。ロール全
体をＨＩＰ炉に装入するために大型ロールにあってはそ
れ相応の大型のＨＩＰ炉を用いる必要があるので、エネ
ルギーコストおよび雰囲気コストは極めて高くなってい
た。
用いたロールを作る場合、ロールの軸材の周りに金属カ
プセルを取り付け、軸材と金属カプセルとの間の環状空
間内に所定のハイス系粉末を充填し、ロール全体をＨＩ
Ｐ炉に装入してＨＩＰ処理を施す必要がある。ロール全
体をＨＩＰ炉に装入するために大型ロールにあってはそ
れ相応の大型のＨＩＰ炉を用いる必要があるので、エネ
ルギーコストおよび雰囲気コストは極めて高くなってい
た。
【０００４】そこで、特開昭56-69304号で提案されてい
るように、ロールの胴部に相当する長さの軸材を用い
て、その周囲に金属粉末をＨＩＰ処理した上で、ＨＩＰ
処理の後、軸材の両端の支持部を溶接などで取り付ける
方法がある。この方法によればＨＩＰ処理する際の炉の
大きさはロールの胴部が入るだけの大きさがあればよい
ので、ロール全体を収容するほどの大きさのＨＩＰ炉を
必要としないと言う利点がある。
るように、ロールの胴部に相当する長さの軸材を用い
て、その周囲に金属粉末をＨＩＰ処理した上で、ＨＩＰ
処理の後、軸材の両端の支持部を溶接などで取り付ける
方法がある。この方法によればＨＩＰ処理する際の炉の
大きさはロールの胴部が入るだけの大きさがあればよい
ので、ロール全体を収容するほどの大きさのＨＩＰ炉を
必要としないと言う利点がある。
【０００５】ところが、軸材の支持部の一方は通常駆動
力が働くので、大きなトルクが作用する。圧延時にロー
ルが冷材の咬み込みなどにより大きな負荷が掛かった場
合に、通常の圧延時の２〜４倍の負荷が掛かる。胴部に
軸材の支持部が溶接などで接合されている場合、その個
所に欠陥や接合不良等が少しでもあれば、材料強度が極
めて小さくなり、信頼性に乏しいものとなる。
力が働くので、大きなトルクが作用する。圧延時にロー
ルが冷材の咬み込みなどにより大きな負荷が掛かった場
合に、通常の圧延時の２〜４倍の負荷が掛かる。胴部に
軸材の支持部が溶接などで接合されている場合、その個
所に欠陥や接合不良等が少しでもあれば、材料強度が極
めて小さくなり、信頼性に乏しいものとなる。
【０００６】そこで、短めの軸材を用いてその外周にＨ
ＩＰ処理によって焼結した粉末ハイス系材の外層を形成
した上で、軸材の端部を鍛造して軸材の両端に軸受部分
を形成することが、特公平7-17930 号公報に提案されて
いる。このように、最終のロール長さよりも少し短めの
軸材を用いることにより、最終のロール長さを持った軸
材を用いてＨＩＰ処理するのに比して、少し小型のＨＩ
Ｐ炉を用いることができることは理解できる。しかし、
その後鍛造によって所定の長さの軸材とするのであるか
ら、それほど短い軸材を用いることができない。また、
軸材の体積や重量としては完成品のそれと変わらないの
でＨＩＰ炉を加熱するのに要するエネルギーも余分に必
要とするものであった。更に、ＨＩＰ処理をした後で軸
材を鍛造して所定の軸受部を形成するために、ＨＩＰ処
理をした粉末ハイス系材もともに加熱する必要があり、
その結晶成長などの恐れもあった。
ＩＰ処理によって焼結した粉末ハイス系材の外層を形成
した上で、軸材の端部を鍛造して軸材の両端に軸受部分
を形成することが、特公平7-17930 号公報に提案されて
いる。このように、最終のロール長さよりも少し短めの
軸材を用いることにより、最終のロール長さを持った軸
材を用いてＨＩＰ処理するのに比して、少し小型のＨＩ
Ｐ炉を用いることができることは理解できる。しかし、
その後鍛造によって所定の長さの軸材とするのであるか
ら、それほど短い軸材を用いることができない。また、
軸材の体積や重量としては完成品のそれと変わらないの
でＨＩＰ炉を加熱するのに要するエネルギーも余分に必
要とするものであった。更に、ＨＩＰ処理をした後で軸
材を鍛造して所定の軸受部を形成するために、ＨＩＰ処
理をした粉末ハイス系材もともに加熱する必要があり、
その結晶成長などの恐れもあった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明において
は、ＨＩＰ処理を施す際にそれ程大きなＨＩＰ炉を必要
としないとともに、出来上ったロールの軸材の信頼性の
高い熱間板圧延用ロール及びその製造方法を提供するこ
とを目的とする。
は、ＨＩＰ処理を施す際にそれ程大きなＨＩＰ炉を必要
としないとともに、出来上ったロールの軸材の信頼性の
高い熱間板圧延用ロール及びその製造方法を提供するこ
とを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は熱間板圧延用ロ
ールは、中実軸材の両端に軸受部となる支持部を有し、
その中実軸材の中央部外周に熱間等方圧加圧により焼結
されているとともに前記中央部外周に拡散接合されてい
るハイス系粉末からなる外層を有するもので、前記中実
軸材の中央部と駆動側の支持部とは一体に形成されてい
て、従動側の支持部は中実軸材と接合されたものである
ことを特徴としている。
ールは、中実軸材の両端に軸受部となる支持部を有し、
その中実軸材の中央部外周に熱間等方圧加圧により焼結
されているとともに前記中央部外周に拡散接合されてい
るハイス系粉末からなる外層を有するもので、前記中実
軸材の中央部と駆動側の支持部とは一体に形成されてい
て、従動側の支持部は中実軸材と接合されたものである
ことを特徴としている。
【０００９】ここで中実軸材の中央部と駆動側の支持部
とは、一体に鋳造された後、必要により機械加工や塑性
加工を行って作られたもので、０．１〜２重量％の炭素
を含有する鋳鋼、鍛鋼あるいは黒鉛鋳鋼で作られてい
る。中実軸材の中央部への従動側の支持部の接合は溶
接、鋳継ぎなどで行われるもので、従動側の支持部の材
質は中実軸材のそれとほぼ同じである。
とは、一体に鋳造された後、必要により機械加工や塑性
加工を行って作られたもので、０．１〜２重量％の炭素
を含有する鋳鋼、鍛鋼あるいは黒鉛鋳鋼で作られてい
る。中実軸材の中央部への従動側の支持部の接合は溶
接、鋳継ぎなどで行われるもので、従動側の支持部の材
質は中実軸材のそれとほぼ同じである。
【００１０】また、本発明の熱間板圧延用ロールの製造
方法は、中実軸材の両端部に軸受部となる支持部を有
し、その中実軸材の中央部外周に熱間等方圧加圧により
焼結されているとともに前記中央部外周に拡散接合され
ているハイス系粉末からなる外層を有する熱間板圧延用
ロールの製造において、駆動側の支持部が前記中実軸材
の中央部と一体となっている軸材の周りに金属カプセル
を取り付け、軸材と金属カプセルとの間の環状空間内に
ハイス系粉末を充填し、これを高温高圧のガス雰囲気下
で熱間等方圧加圧処理を施すことにより、前記ハイス系
粉末を焼結するとともに、前記中実軸材に拡散接合させ
た後、前記中実軸材に従動側の支持部を接合することを
特徴とするものである。
方法は、中実軸材の両端部に軸受部となる支持部を有
し、その中実軸材の中央部外周に熱間等方圧加圧により
焼結されているとともに前記中央部外周に拡散接合され
ているハイス系粉末からなる外層を有する熱間板圧延用
ロールの製造において、駆動側の支持部が前記中実軸材
の中央部と一体となっている軸材の周りに金属カプセル
を取り付け、軸材と金属カプセルとの間の環状空間内に
ハイス系粉末を充填し、これを高温高圧のガス雰囲気下
で熱間等方圧加圧処理を施すことにより、前記ハイス系
粉末を焼結するとともに、前記中実軸材に拡散接合させ
た後、前記中実軸材に従動側の支持部を接合することを
特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の熱間板圧延用ロールにつ
いて図面を参照しながら詳細に説明する。図１は熱間板
圧延用ロールの回転軸方向の断面図であり、図２は従動
側の支持部を鋳継ぐ場合の断面図である。
いて図面を参照しながら詳細に説明する。図１は熱間板
圧延用ロールの回転軸方向の断面図であり、図２は従動
側の支持部を鋳継ぐ場合の断面図である。
【００１２】図１において、１は中実軸材でありその一
方の端部に駆動側の支持部１２が中実軸材１と一体に形
成されている。粉末ハイス系材を焼結した外層２は、中
実軸材１の中央部（胴部に相当する部分）の周りに拡散
接合されている。軸材の従動側の支持部１３は軸材に溶
接１４で接合されている。
方の端部に駆動側の支持部１２が中実軸材１と一体に形
成されている。粉末ハイス系材を焼結した外層２は、中
実軸材１の中央部（胴部に相当する部分）の周りに拡散
接合されている。軸材の従動側の支持部１３は軸材に溶
接１４で接合されている。
【００１３】ここで用いられている軸材１は、０．１〜
２重量％の炭素を含有する鋳鋼、鍛鋼および黒鉛鋳鋼い
ずれかであるのが好ましい。炭素が２％を超えると炭化
物量又は黒鉛量が過剰になるので、必要な引っ張り強
度、靱性等が確保されない。また炭素量が０．１％未満
であると、必要な強度が確保されない。
２重量％の炭素を含有する鋳鋼、鍛鋼および黒鉛鋳鋼い
ずれかであるのが好ましい。炭素が２％を超えると炭化
物量又は黒鉛量が過剰になるので、必要な引っ張り強
度、靱性等が確保されない。また炭素量が０．１％未満
であると、必要な強度が確保されない。
【００１４】また外層２はハイス系粉末の焼結合金から
なり、ハイスの組成としては、重量比でＣ：１〜４％、
Ｓｉ：０．２〜３％、Ｍｎ：０．１〜１．５％，Ｃｒ：
２〜１４％、Ｍｏ：９％以下、Ｖ：３〜１５％、Ｗ：２
０％以下、残部実質的にＦｅおよび不可避的不純物から
なる化学成分を有するものが好ましい。このハイスに更
に重量比でＮｉ：５％以下、Ｃｏ：１０％以下、Ｎｂ：
５％以下、Ｔｉ：５％以下、Ｚｒ：５％以下のいずれか
１種以上を含有させてもよい。ハイス系粉末を製造する
には、上記成分の混合物を溶融し、ガスアトマイズ法ま
たは水アトマイズ法により粉末化するのがよい。このよ
うな方法により得られる合金粉末の平均粒径は２０〜１
５０μｍであることが望ましい。また、このハイス粉末
に、更にＶ，Ｗ，Ｍｏ，Ｔｉ等の炭化物粉末、炭窒化物
粉末および硼化物粉末のいずれか１種以上の硬質粒子を
２０重量％以下配合してもよい。
なり、ハイスの組成としては、重量比でＣ：１〜４％、
Ｓｉ：０．２〜３％、Ｍｎ：０．１〜１．５％，Ｃｒ：
２〜１４％、Ｍｏ：９％以下、Ｖ：３〜１５％、Ｗ：２
０％以下、残部実質的にＦｅおよび不可避的不純物から
なる化学成分を有するものが好ましい。このハイスに更
に重量比でＮｉ：５％以下、Ｃｏ：１０％以下、Ｎｂ：
５％以下、Ｔｉ：５％以下、Ｚｒ：５％以下のいずれか
１種以上を含有させてもよい。ハイス系粉末を製造する
には、上記成分の混合物を溶融し、ガスアトマイズ法ま
たは水アトマイズ法により粉末化するのがよい。このよ
うな方法により得られる合金粉末の平均粒径は２０〜１
５０μｍであることが望ましい。また、このハイス粉末
に、更にＶ，Ｗ，Ｍｏ，Ｔｉ等の炭化物粉末、炭窒化物
粉末および硼化物粉末のいずれか１種以上の硬質粒子を
２０重量％以下配合してもよい。
【００１５】ＨＩＰ処理する際に、駆動側の支持部が中
実軸材の中央部（胴部の軸部）と一体となっている軸材
の周りに円筒状の金属カプセルを取り付け、円筒状の金
属カプセルの下端に軸材との間にカプセル底蓋を溶接
し、このカプセル内に上記組成になるようにハイス系粉
末を充填する。このカプセルの他端にカプセル上蓋を溶
接接合し、上蓋に設けた脱気孔を通してカプセル内を脱
気放出し、必要により不活性ガスをカプセル内に充填す
る。その後脱気孔を封止する。
実軸材の中央部（胴部の軸部）と一体となっている軸材
の周りに円筒状の金属カプセルを取り付け、円筒状の金
属カプセルの下端に軸材との間にカプセル底蓋を溶接
し、このカプセル内に上記組成になるようにハイス系粉
末を充填する。このカプセルの他端にカプセル上蓋を溶
接接合し、上蓋に設けた脱気孔を通してカプセル内を脱
気放出し、必要により不活性ガスをカプセル内に充填す
る。その後脱気孔を封止する。
【００１６】このようにハイス系粉末を充填した金属カ
プセルを取り付けた軸材（駆動側の軸となる支持部の付
いたもの）をＨＩＰ処理炉に装入して高温高圧ガス雰囲
気下でハイス系粉末を焼結するとともに、中実軸材に拡
散接合する。ＨＩＰ処理炉における焼結処理は次のよう
な条件で行う。アルゴン雰囲気中で１２５０℃以下の温
度、特に１０００〜１２５０℃の温度で、かつ５０〜２
００ＭＰａの圧力で焼結する。ＨＩＰ焼結の圧力が５０
ＭＰａ未満であると、得られる材料の気孔率が大きいの
で好ましくない。より好ましいＨＩＰ焼結圧力は１００
〜１５０ＭＰａである。また上記条件下でＨＩＰ焼結時
間は２〜１０時間であるのが好ましい。このようにして
得られた焼結材の表面にある金属カプセルを機械加工に
より取り除いて、ＨＩＰ焼結された粉末ハイス系材の表
面を研磨する。
プセルを取り付けた軸材（駆動側の軸となる支持部の付
いたもの）をＨＩＰ処理炉に装入して高温高圧ガス雰囲
気下でハイス系粉末を焼結するとともに、中実軸材に拡
散接合する。ＨＩＰ処理炉における焼結処理は次のよう
な条件で行う。アルゴン雰囲気中で１２５０℃以下の温
度、特に１０００〜１２５０℃の温度で、かつ５０〜２
００ＭＰａの圧力で焼結する。ＨＩＰ焼結の圧力が５０
ＭＰａ未満であると、得られる材料の気孔率が大きいの
で好ましくない。より好ましいＨＩＰ焼結圧力は１００
〜１５０ＭＰａである。また上記条件下でＨＩＰ焼結時
間は２〜１０時間であるのが好ましい。このようにして
得られた焼結材の表面にある金属カプセルを機械加工に
より取り除いて、ＨＩＰ焼結された粉末ハイス系材の表
面を研磨する。
【００１７】粗加工を施した粉末ハイス系材の熱処理
は、焼入れと焼戻しからなり、焼入れの最高温度は１２
５０℃以下とするのが好ましい。焼入れの最高温度が１
２５０℃を超えると、炭化物が成長して過大になるので
好ましくない。また焼戻しの最高温度は６００℃以下と
し、最低温度は１５０℃以上とするのが好ましい。最低
温度が１５０℃未満では、ハイス組織にマルテンサイト
相が現われて膨張し、拡散接合部に応力が発生するので
好ましくない。焼入れ時間は１〜１０時間とするのが好
ましい。また、焼戻しは２段階以上に分けて行うのが好
ましく、それぞれの温度条件は同じでよいが、焼戻し時
間は１〜１０時間とするのが好ましい。
は、焼入れと焼戻しからなり、焼入れの最高温度は１２
５０℃以下とするのが好ましい。焼入れの最高温度が１
２５０℃を超えると、炭化物が成長して過大になるので
好ましくない。また焼戻しの最高温度は６００℃以下と
し、最低温度は１５０℃以上とするのが好ましい。最低
温度が１５０℃未満では、ハイス組織にマルテンサイト
相が現われて膨張し、拡散接合部に応力が発生するので
好ましくない。焼入れ時間は１〜１０時間とするのが好
ましい。また、焼戻しは２段階以上に分けて行うのが好
ましく、それぞれの温度条件は同じでよいが、焼戻し時
間は１〜１０時間とするのが好ましい。
【００１８】解体処理、熱処理を施したロール素材を用
いて、図１にあるように従動側の支持部１３を溶接１４
によって中実軸材１に接合する。この溶接に代えて図２
にあるようにロール素材２０を立てて、その軸材上に鋳
型２１を取り付けて、鋳型内に従動側の支持部となる軸
材端部２２を鋳継ぐこともできる。軸材としてＳＣＭ４
４０などの鍛鋼を用いる場合には溶接によって従動側の
支持部を接合することがよく、軸材の材質が鋳鋼、黒鉛
鋳鋼などの場合は軸材を鋳継ぐことがよい。
いて、図１にあるように従動側の支持部１３を溶接１４
によって中実軸材１に接合する。この溶接に代えて図２
にあるようにロール素材２０を立てて、その軸材上に鋳
型２１を取り付けて、鋳型内に従動側の支持部となる軸
材端部２２を鋳継ぐこともできる。軸材としてＳＣＭ４
４０などの鍛鋼を用いる場合には溶接によって従動側の
支持部を接合することがよく、軸材の材質が鋳鋼、黒鉛
鋳鋼などの場合は軸材を鋳継ぐことがよい。
【００１９】上に述べた金属カプセルの除去加工や熱処
理は、この従動側の支持部を接合する前に行う方が、取
扱いが容易であるが、支持部を接合した後に行ってもよ
い。以上説明したように本発明の熱間板圧延用ロールで
は、中実軸材の一方の端部にある駆動側の支持部は軸材
と一体に形成されていて、他方の端部にある従動側の支
持部はＨＩＰ処理した後に溶接などで接合されたもので
ある。このために、ＨＩＰ処理のときのロールの長さと
しては、胴部に一方の支持部が付いている長さとなって
いるので、最終の長さよりも、一方の支持部がなくそれ
だけ短いものである。すなわち、胴部寸法が直径680mm
、長さ2050mmの熱間板圧延用ロールの場合、駆動側の
支持部の長さ1565mm、従動側の支持部の長さ2195mmなの
で、全長は5810mmである。このために、従来のように作
った場合はこの全長5810mmを容れることのできるＨＩＰ
処理炉が必要であったが、本発明では胴部長さと駆動側
の支持部の長さを加えた3615mmのものを容れることがで
きればよいので、それだけ小さなＨＩＰ処理炉で済むこ
とになる。またこの大きさのままで熱処理を行う場合に
は、熱処理炉も小さなものでよいことになる。
理は、この従動側の支持部を接合する前に行う方が、取
扱いが容易であるが、支持部を接合した後に行ってもよ
い。以上説明したように本発明の熱間板圧延用ロールで
は、中実軸材の一方の端部にある駆動側の支持部は軸材
と一体に形成されていて、他方の端部にある従動側の支
持部はＨＩＰ処理した後に溶接などで接合されたもので
ある。このために、ＨＩＰ処理のときのロールの長さと
しては、胴部に一方の支持部が付いている長さとなって
いるので、最終の長さよりも、一方の支持部がなくそれ
だけ短いものである。すなわち、胴部寸法が直径680mm
、長さ2050mmの熱間板圧延用ロールの場合、駆動側の
支持部の長さ1565mm、従動側の支持部の長さ2195mmなの
で、全長は5810mmである。このために、従来のように作
った場合はこの全長5810mmを容れることのできるＨＩＰ
処理炉が必要であったが、本発明では胴部長さと駆動側
の支持部の長さを加えた3615mmのものを容れることがで
きればよいので、それだけ小さなＨＩＰ処理炉で済むこ
とになる。またこの大きさのままで熱処理を行う場合に
は、熱処理炉も小さなものでよいことになる。
【００２０】本発明では駆動力が働く駆動側の支持部が
胴部の軸材と一体になっているので、瞬間的に大きな負
荷が掛かった場合にも十分にその応力に耐え得るもので
ある。
胴部の軸材と一体になっているので、瞬間的に大きな負
荷が掛かった場合にも十分にその応力に耐え得るもので
ある。
【００２１】
【実施例】表１に示す寸法を持った熱間板圧延用ロール
を作製した。ここで、実施例１、２と示しているもの
は、中実軸材として、胴部寸法＋駆動側支持部の長さを
持った軸材を用い、比較例１、２として示しているもの
は胴部のところだけの長さの軸材を用いて、その外周
に、各々表２に外層として示している組成を持ったハイ
ス系焼結層をＨＩＰで作製した。このＨＩＰ処理はいず
れもアルゴン雰囲気中で温度１１５０℃、圧力１２０Ｍ
Ｐａで２時間行い、その後１１５０℃で１５分間の焼入
れに続いて、５８０℃で３時間の焼戻し処理を３回行っ
た。
を作製した。ここで、実施例１、２と示しているもの
は、中実軸材として、胴部寸法＋駆動側支持部の長さを
持った軸材を用い、比較例１、２として示しているもの
は胴部のところだけの長さの軸材を用いて、その外周
に、各々表２に外層として示している組成を持ったハイ
ス系焼結層をＨＩＰで作製した。このＨＩＰ処理はいず
れもアルゴン雰囲気中で温度１１５０℃、圧力１２０Ｍ
Ｐａで２時間行い、その後１１５０℃で１５分間の焼入
れに続いて、５８０℃で３時間の焼戻し処理を３回行っ
た。
【００２２】
【表１】
【００２３】実施例および比較例に使った軸材は表２に
軸材として示されている組成で、実施例１と比較例１は
ＳＣＭ４４０材、実施例２と比較例２はダクタイル鋳鉄
材である。実施例１においては、熱処理後従動側の支持
部のみを溶接で接合した。比較例１では、駆動側と従動
側の支持部を溶接で接合した。実施例２では、従動側の
支持部のみを図２に示したようにダクタイル鋳鉄で鋳継
ぎした。比較例２では、駆動側と従動側の支持部をダク
タイル鋳鉄で鋳継ぎした。
軸材として示されている組成で、実施例１と比較例１は
ＳＣＭ４４０材、実施例２と比較例２はダクタイル鋳鉄
材である。実施例１においては、熱処理後従動側の支持
部のみを溶接で接合した。比較例１では、駆動側と従動
側の支持部を溶接で接合した。実施例２では、従動側の
支持部のみを図２に示したようにダクタイル鋳鉄で鋳継
ぎした。比較例２では、駆動側と従動側の支持部をダク
タイル鋳鉄で鋳継ぎした。
【００２４】
【表２】
【００２５】圧延用ロールの駆動側に働く最大せん断応
力は次の式で示される。すなわち、軸に生じる最大せん
断応力τは、τ＝１６Ｔ／πｄ3 である。ここで、Ｔは
非常時最大トルク、πは円周率、ｄは軸直径である。そ
こで、上で作製した、実施例１、２および比較例１、２
の熱間板圧延用ロールの駆動側に働く最大せん断応力は
表３のようになる。同表に示したＳＣＭ４４０とダクタ
イル鋳鉄の材料強度と比較して、最大せん断応力は安全
率を２．５〜４倍として計算しても十分に大きい。
力は次の式で示される。すなわち、軸に生じる最大せん
断応力τは、τ＝１６Ｔ／πｄ3 である。ここで、Ｔは
非常時最大トルク、πは円周率、ｄは軸直径である。そ
こで、上で作製した、実施例１、２および比較例１、２
の熱間板圧延用ロールの駆動側に働く最大せん断応力は
表３のようになる。同表に示したＳＣＭ４４０とダクタ
イル鋳鉄の材料強度と比較して、最大せん断応力は安全
率を２．５〜４倍として計算しても十分に大きい。
【００２６】
【表３】
【００２７】このように、駆動側の支持部を軸材と一体
にした場合には十分信頼性のある強度を示している。し
かし、比較例１、２に示すように駆動部を溶接や鋳継ぎ
で接合あるいは作製したものは、溶接部に欠陥があった
り、接合が不十分の場合、破断する恐れがある。鋳継ぎ
の場合、鋳物では材料強度が元々弱く安全率をかけると
ぎりぎりである上に、表面部に切り欠けがあったり欠陥
があったりすれば破断する恐れがある。
にした場合には十分信頼性のある強度を示している。し
かし、比較例１、２に示すように駆動部を溶接や鋳継ぎ
で接合あるいは作製したものは、溶接部に欠陥があった
り、接合が不十分の場合、破断する恐れがある。鋳継ぎ
の場合、鋳物では材料強度が元々弱く安全率をかけると
ぎりぎりである上に、表面部に切り欠けがあったり欠陥
があったりすれば破断する恐れがある。
【００２８】これに対して、従動側の支持部を接合して
も、従動側にはせん断応力が発生しないので、接合や鋳
継ぎで十分である。
も、従動側にはせん断応力が発生しないので、接合や鋳
継ぎで十分である。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の熱間板圧
延用ロールおよびその製造方法によればＨＩＰ処理を施
す際にそれ程大きなＨＩＰ炉を必要としないとともに、
出来上ったロールの軸材の信頼性の高いものである。
延用ロールおよびその製造方法によればＨＩＰ処理を施
す際にそれ程大きなＨＩＰ炉を必要としないとともに、
出来上ったロールの軸材の信頼性の高いものである。
【図１】本発明の熱間板圧延用ロールの一例で、回転軸
方向の断面図である。
方向の断面図である。
【図２】本発明の熱間板圧延用ロールで従動側の支持部
を鋳継ぐ場合の断面図である。
を鋳継ぐ場合の断面図である。
１ 中実軸材 ２ 外層 １２ 駆動側の支持部 １３ 従動側の支持部 １４ 溶接 ２０ ロール素材 ２１ 鋳型 ２２ 軸材端部
Claims (2)
- 【請求項１】 中実軸材の両端部に軸受部となる支持部
を有し、その中実軸材の中央部外周に熱間等方圧加圧に
より焼結されているとともに前記中央部外周に拡散接合
されているハイス系粉末からなる外層を有する熱間板圧
延用ロールにおいて、 前記中実軸材の中央部と駆動側の支持部とは一体に形成
されていて、従動側の支持部は中実軸材と接合されたも
のであることを特徴とする熱間板圧延用ロール。 - 【請求項２】 中実軸材の両端部に軸受部となる支持部
を有し、その中実軸材の中央部外周に熱間等方圧加圧に
より焼結されているとともに前記中央部外周に拡散接合
されているハイス系粉末からなる外層を有する熱間板圧
延用ロールの製造方法において、 駆動側の支持部が前記中実軸材の中央部と一体となって
いる軸材の周りに金属カプセルを取り付け、軸材と金属
カプセルとの間の環状空間内にハイス系粉末を充填し、
これを高温高圧のガス雰囲気下で熱間等方圧加圧処理を
施すことにより、前記ハイス系粉末を焼結するととも
に、前記中実軸材に拡散接合させた後、前記中実軸材に
従動側の支持部を接合することを特徴とする熱間板圧延
用ロールの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5023398A JPH11244914A (ja) | 1998-03-03 | 1998-03-03 | 熱間板圧延用ロール及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5023398A JPH11244914A (ja) | 1998-03-03 | 1998-03-03 | 熱間板圧延用ロール及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11244914A true JPH11244914A (ja) | 1999-09-14 |
Family
ID=12853308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5023398A Pending JPH11244914A (ja) | 1998-03-03 | 1998-03-03 | 熱間板圧延用ロール及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11244914A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104438337A (zh) * | 2014-11-14 | 2015-03-25 | 山东时雨轴承有限公司 | 一种用于带钢冷轧的耐磨轧辊及其制备方法 |
| CN105251772A (zh) * | 2015-10-29 | 2016-01-20 | 中钢集团邢台机械轧辊有限公司 | 胶粘组合立辊 |
| CN106488811A (zh) * | 2014-06-24 | 2017-03-08 | 施泰因霍夫有限及开名合伙公司 | 轧辊和用于金属平板产品的热轧或冷轧的轧辊的制造方法 |
| CN118847274A (zh) * | 2023-02-24 | 2024-10-29 | 柯那索有限公司 | 用于在二次电池的制造中粉碎材料的粉碎机辊 |
-
1998
- 1998-03-03 JP JP5023398A patent/JPH11244914A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106488811A (zh) * | 2014-06-24 | 2017-03-08 | 施泰因霍夫有限及开名合伙公司 | 轧辊和用于金属平板产品的热轧或冷轧的轧辊的制造方法 |
| JP2017518885A (ja) * | 2014-06-24 | 2017-07-13 | シュタインホフ ゲーエムベーハー ウント セーイーエー オーハーゲーＳｔｅｉｎｈｏｆｆ Ｇｍｂｈ ＆ Ｃｉｅ． Ｏｈｇ | 平坦な金属製品の熱間又は冷間圧延用のロール、並びに平坦な金属製品の熱間又は冷間圧延用のロールを製造するための方法 |
| CN106488811B (zh) * | 2014-06-24 | 2019-05-17 | 施泰因霍夫有限及开名合伙公司 | 轧辊和用于金属平板产品的热轧或冷轧的轧辊的制造方法 |
| CN104438337A (zh) * | 2014-11-14 | 2015-03-25 | 山东时雨轴承有限公司 | 一种用于带钢冷轧的耐磨轧辊及其制备方法 |
| CN105251772A (zh) * | 2015-10-29 | 2016-01-20 | 中钢集团邢台机械轧辊有限公司 | 胶粘组合立辊 |
| CN118847274A (zh) * | 2023-02-24 | 2024-10-29 | 柯那索有限公司 | 用于在二次电池的制造中粉碎材料的粉碎机辊 |
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