JPH1161322A - 圧延用ロール外層材とそれを用いた圧延用ロール - Google Patents
圧延用ロール外層材とそれを用いた圧延用ロールInfo
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- JPH1161322A JPH1161322A JP22737697A JP22737697A JPH1161322A JP H1161322 A JPH1161322 A JP H1161322A JP 22737697 A JP22737697 A JP 22737697A JP 22737697 A JP22737697 A JP 22737697A JP H1161322 A JPH1161322 A JP H1161322A
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Landscapes
- Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱間圧延用として、耐摩耗性を良好に維持し
つつ、摩擦係数が低く、耐熱亀裂性、耐焼き付き性、耐
肌荒れ性に優れ、圧延製品の品質向上及び圧延作業の高
生産性を実現することができる圧延用ロール外層材とそ
れを用いた圧延用ロールの提供を課題とする。 【解決手段】 圧延用ロール外層材は、Ｃを1.5 〜3.0
重量％、Siを0.2 〜3.0重量％、Mnを0.2 〜2.0 重量
％、Crを7.0 〜20.0重量％、Moを6.0 重量％以下、Ｗを
6.0 重量％以下、Ｖを6.0 重量％以下含有し、残部が実
質的にFe及び不可不純物からなる化学組成とし、主とし
てM7C3型の共晶炭化物を有すると共に、組織中の炭化物
面積がM7C3≧（M2C ＋M6C ＋MC）×３となる。
つつ、摩擦係数が低く、耐熱亀裂性、耐焼き付き性、耐
肌荒れ性に優れ、圧延製品の品質向上及び圧延作業の高
生産性を実現することができる圧延用ロール外層材とそ
れを用いた圧延用ロールの提供を課題とする。 【解決手段】 圧延用ロール外層材は、Ｃを1.5 〜3.0
重量％、Siを0.2 〜3.0重量％、Mnを0.2 〜2.0 重量
％、Crを7.0 〜20.0重量％、Moを6.0 重量％以下、Ｗを
6.0 重量％以下、Ｖを6.0 重量％以下含有し、残部が実
質的にFe及び不可不純物からなる化学組成とし、主とし
てM7C3型の共晶炭化物を有すると共に、組織中の炭化物
面積がM7C3≧（M2C ＋M6C ＋MC）×３となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は圧延用ロール外層材
とそれを用いた圧延用ロールに関する。
とそれを用いた圧延用ロールに関する。
【０００２】
【従来の技術】熱間圧延用ロール材には、耐摩耗性、耐
肌荒れ性、耐事故性（耐亀裂性）が要求され、この要求
に応える材料として、例えば特開平２−88745 号公報、
或いは特開平１−96355 号公報に開示されているような
Cr、Mo、Ｗ、Ｖ、Co等を各数重量％含有するハイス系ロ
ール材が知られている。このハイス系ロール材は高温に
おいて良好な耐摩耗性を有しているため、複合ロールの
使用層を形成する外層材として好適である。また前記ハ
イス系複合ロールの製造技術としては、複合連続鋳造
法、遠心鋳造法、粉末ＨＩＰ法等が知られている。
肌荒れ性、耐事故性（耐亀裂性）が要求され、この要求
に応える材料として、例えば特開平２−88745 号公報、
或いは特開平１−96355 号公報に開示されているような
Cr、Mo、Ｗ、Ｖ、Co等を各数重量％含有するハイス系ロ
ール材が知られている。このハイス系ロール材は高温に
おいて良好な耐摩耗性を有しているため、複合ロールの
使用層を形成する外層材として好適である。また前記ハ
イス系複合ロールの製造技術としては、複合連続鋳造
法、遠心鋳造法、粉末ＨＩＰ法等が知られている。
【０００３】ところが、従来のハイス系ロール材は耐摩
耗性を向上させるために非常に硬質なMC型炭化物を主体
とする組織としたため、使用中にMC型炭化物と基地との
硬度差が大きいことにより、基地が優先的に摩耗し、そ
の結果、炭化物が突出して、摩耗係数の上昇、耐焼き付
き性の劣化、或いは突出した炭化物の欠落により、肌荒
れが発生しやすい問題があった。
耗性を向上させるために非常に硬質なMC型炭化物を主体
とする組織としたため、使用中にMC型炭化物と基地との
硬度差が大きいことにより、基地が優先的に摩耗し、そ
の結果、炭化物が突出して、摩耗係数の上昇、耐焼き付
き性の劣化、或いは突出した炭化物の欠落により、肌荒
れが発生しやすい問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は上記
従来のハイス系ロール材における問題点を解消し、熱間
圧延用として、耐摩耗性を良好に維持しつつ、摩擦係数
が低く、耐熱亀裂性、耐焼き付き性、耐肌荒れ性に優
れ、圧延製品の品質向上及び圧延作業の高生産性を実現
することができる圧延用ロール外層材とそれを用いた圧
延用ロールの提供を課題とする。
従来のハイス系ロール材における問題点を解消し、熱間
圧延用として、耐摩耗性を良好に維持しつつ、摩擦係数
が低く、耐熱亀裂性、耐焼き付き性、耐肌荒れ性に優
れ、圧延製品の品質向上及び圧延作業の高生産性を実現
することができる圧延用ロール外層材とそれを用いた圧
延用ロールの提供を課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の圧延用ロール外層材は、Ｃを1.5 〜3.0 重
量％、Siを0.2 〜3.0 重量％、Mnを0.2 〜2.0 重量％、
Crを7.0 〜20.0重量％、Moを6.0 重量％以下、Ｗを6.0
重量％以下、Ｖを6.0 重量％以下含有し、残部が実質的
にFe及び不可不純物からなる化学組成とし、主としてM7
C3型の共晶炭化物を有すると共に、組織中の炭化物面積
がM7C3≧（M2C ＋M6C ＋MC）×３となることを第１の特
徴としている。また本発明の圧延用ロール外層材は、Ｃ
を1.5 〜4.0 重量％、Siを0.2 〜3.0重量％、Mnを0.2
〜2.0 重量％、Crを7.0 〜20.0重量％、Niを1.5 〜6.0
重量％、Moを6.0 重量％以下、Ｗを6.0 重量％以下、Ｖ
を6.0 重量％以下含有し、残部が実質的にFe及び不可不
純物からなり、且つ黒鉛の球状化促進元素を添加してな
る化学組成とし、組織中の炭化物面積がM7C3≧（M2C ＋
M6C ＋MC）×３となり且つ組織中に球状黒鉛が晶出せら
れていることを第２の特徴としている。一方、本発明の
圧延用ロールは、上記第１の特徴又は第２の特徴に示す
化学組成を有し且つ組織構成となる外層材の溶湯と、鋼
系芯材とを、連続鋳造法により溶着一体化させてなるこ
とを第３の特徴としている。また本発明の圧延用ロール
は、上記第１の特徴又は第２の特徴に示す化学組成を有
し且つ組織構成となる外層材の溶湯と、ダクタイル鋳鉄
或いは黒鉛鋼からなる内層材溶湯とを、遠心鋳造法によ
り溶着一体化させてなることを第４の特徴としている。
め、本発明の圧延用ロール外層材は、Ｃを1.5 〜3.0 重
量％、Siを0.2 〜3.0 重量％、Mnを0.2 〜2.0 重量％、
Crを7.0 〜20.0重量％、Moを6.0 重量％以下、Ｗを6.0
重量％以下、Ｖを6.0 重量％以下含有し、残部が実質的
にFe及び不可不純物からなる化学組成とし、主としてM7
C3型の共晶炭化物を有すると共に、組織中の炭化物面積
がM7C3≧（M2C ＋M6C ＋MC）×３となることを第１の特
徴としている。また本発明の圧延用ロール外層材は、Ｃ
を1.5 〜4.0 重量％、Siを0.2 〜3.0重量％、Mnを0.2
〜2.0 重量％、Crを7.0 〜20.0重量％、Niを1.5 〜6.0
重量％、Moを6.0 重量％以下、Ｗを6.0 重量％以下、Ｖ
を6.0 重量％以下含有し、残部が実質的にFe及び不可不
純物からなり、且つ黒鉛の球状化促進元素を添加してな
る化学組成とし、組織中の炭化物面積がM7C3≧（M2C ＋
M6C ＋MC）×３となり且つ組織中に球状黒鉛が晶出せら
れていることを第２の特徴としている。一方、本発明の
圧延用ロールは、上記第１の特徴又は第２の特徴に示す
化学組成を有し且つ組織構成となる外層材の溶湯と、鋼
系芯材とを、連続鋳造法により溶着一体化させてなるこ
とを第３の特徴としている。また本発明の圧延用ロール
は、上記第１の特徴又は第２の特徴に示す化学組成を有
し且つ組織構成となる外層材の溶湯と、ダクタイル鋳鉄
或いは黒鉛鋼からなる内層材溶湯とを、遠心鋳造法によ
り溶着一体化させてなることを第４の特徴としている。
【０００６】上記第１の特徴を有する圧延用ロール外層
材において、Ｃの含有量は1.5 〜3.0 重量％とする。Ｃ
はCr、Mo、Ｗ、Ｖと化合して、高硬度の炭化物（M7C
3型、M2C 型、M6C 型、MC型等）を形成して、ロールの
耐摩耗性を高める。その含有量が1.5 重量％未満では炭
化物の生成量が不足して、熱間での耐摩耗性が不足す
る。一方、3.0 重量％を超えると炭化物量が多すぎて、
靱性、耐熱亀裂性が低下する。
材において、Ｃの含有量は1.5 〜3.0 重量％とする。Ｃ
はCr、Mo、Ｗ、Ｖと化合して、高硬度の炭化物（M7C
3型、M2C 型、M6C 型、MC型等）を形成して、ロールの
耐摩耗性を高める。その含有量が1.5 重量％未満では炭
化物の生成量が不足して、熱間での耐摩耗性が不足す
る。一方、3.0 重量％を超えると炭化物量が多すぎて、
靱性、耐熱亀裂性が低下する。
【０００７】Siの含有量は0.2 〜3.0 重量％とする。Si
は溶湯の脱酸と鋳造性を改善する効果がある。0.2 重量
％未満ではその効果が不足し、一方、3.0 重量％を超え
ると靱性、機械的性質が劣化する。
は溶湯の脱酸と鋳造性を改善する効果がある。0.2 重量
％未満ではその効果が不足し、一方、3.0 重量％を超え
ると靱性、機械的性質が劣化する。
【０００８】Mnの含有量は0.2 〜2.0 重量％とする。Mn
は溶湯の脱酸の効果があり、その含有量が0.2 重量％未
満では十分な効果が得られず、また2.0 重量％を超える
と材料の靱性が低下し、好ましくない。
は溶湯の脱酸の効果があり、その含有量が0.2 重量％未
満では十分な効果が得られず、また2.0 重量％を超える
と材料の靱性が低下し、好ましくない。
【０００９】Crの含有量は7.0 〜20.0重量％とする。Cr
はＣと結合して、高硬度のM7C3型共晶炭化物を形成し、
耐摩耗性、靱性を高める効果がある。また一部は基地中
に固溶して基地を強化する。一方、これまでのハイス系
ロール材では、MC型炭化物が主体であるのに対し、M7C3
型炭化物を主体とすることにより、摩擦係数の低減、耐
肌荒れ性の改善に成功している。しかし、Cr含有量が7.
0 重量％未満ではこれらの効果が不足し、また20.0重量
％を超えると炭化物が粗大化すると共にその量も過剰と
なり、靱性、耐熱亀裂性が低下する。そして組織内にお
ける炭化物面積率をM7C3≧（M2C ＋M6C ＋MC）×３とす
ることが、熱間圧延用ロールとして、摩擦係数が低く、
耐熱亀裂性、耐焼き付き性、耐肌荒れ性を向上させる上
で重要である。
はＣと結合して、高硬度のM7C3型共晶炭化物を形成し、
耐摩耗性、靱性を高める効果がある。また一部は基地中
に固溶して基地を強化する。一方、これまでのハイス系
ロール材では、MC型炭化物が主体であるのに対し、M7C3
型炭化物を主体とすることにより、摩擦係数の低減、耐
肌荒れ性の改善に成功している。しかし、Cr含有量が7.
0 重量％未満ではこれらの効果が不足し、また20.0重量
％を超えると炭化物が粗大化すると共にその量も過剰と
なり、靱性、耐熱亀裂性が低下する。そして組織内にお
ける炭化物面積率をM7C3≧（M2C ＋M6C ＋MC）×３とす
ることが、熱間圧延用ロールとして、摩擦係数が低く、
耐熱亀裂性、耐焼き付き性、耐肌荒れ性を向上させる上
で重要である。
【００１０】Moの含有量はゼロを含めて6.0 重量％以下
とする。Moは基地に固溶して、焼き入れ性を向上させ、
高温軟化抵抗を改善するほか、Ｃと結合して、M2C 型炭
化物、M6C 型炭化物等の高硬度の複炭化物を形成し、熱
間で耐摩耗性を向上させる効果がある。しかし6.0 重量
％を超えると粗大なM2C 型炭化物が増加し靱性の低下を
招く。
とする。Moは基地に固溶して、焼き入れ性を向上させ、
高温軟化抵抗を改善するほか、Ｃと結合して、M2C 型炭
化物、M6C 型炭化物等の高硬度の複炭化物を形成し、熱
間で耐摩耗性を向上させる効果がある。しかし6.0 重量
％を超えると粗大なM2C 型炭化物が増加し靱性の低下を
招く。
【００１１】Ｗの含有量はゼロを含めて6.0 重量％以下
とする。Ｗは基地に固溶して、焼き戻し軟化抵抗や耐熱
性を高めるほか、Ｃと結合して、M2C 型やM6C 型等の高
硬度の複炭化物を形成し、耐摩耗性を向上させる。しか
し6.0 重量％を超えると炭化物が粗大化すると共に、製
造時に偏析が発生しやすくなる。
とする。Ｗは基地に固溶して、焼き戻し軟化抵抗や耐熱
性を高めるほか、Ｃと結合して、M2C 型やM6C 型等の高
硬度の複炭化物を形成し、耐摩耗性を向上させる。しか
し6.0 重量％を超えると炭化物が粗大化すると共に、製
造時に偏析が発生しやすくなる。
【００１２】Ｖの含有量はゼロを含めて6.0 重量％以下
とする。ＶはＣと結合して、耐摩耗性の向上に最も有効
な高硬度のMC型炭化物を形成する。しかし6.0 重量％を
超えると、耐摩耗性は向上するが、本発明の目的である
耐肌荒れ性の改善が図れない。
とする。ＶはＣと結合して、耐摩耗性の向上に最も有効
な高硬度のMC型炭化物を形成する。しかし6.0 重量％を
超えると、耐摩耗性は向上するが、本発明の目的である
耐肌荒れ性の改善が図れない。
【００１３】上記第２の特徴を有する圧延用ロール外層
材は、組織中に黒鉛を晶出させることで耐焼き付き性に
優れた材料であるが、Ｃの含有量は1.5 〜4.0 重量％と
する。ＣはCr、Mo、Ｗ、Ｖと結合して、高硬度の炭化物
（M7C3型、M2C 型、M6C 型、MC型等）或いは単独で黒鉛
を形成してロールの耐摩耗性、耐焼き付き性を高める。
その含有量が1.5 重量％未満では炭化物、黒鉛の生成量
が不足して、熱間での耐摩耗性が不足し、且つ耐焼き付
き性が改善されない。一方、4.0 重量％を超えると炭化
物量の増大、靱性の低下を招く。
材は、組織中に黒鉛を晶出させることで耐焼き付き性に
優れた材料であるが、Ｃの含有量は1.5 〜4.0 重量％と
する。ＣはCr、Mo、Ｗ、Ｖと結合して、高硬度の炭化物
（M7C3型、M2C 型、M6C 型、MC型等）或いは単独で黒鉛
を形成してロールの耐摩耗性、耐焼き付き性を高める。
その含有量が1.5 重量％未満では炭化物、黒鉛の生成量
が不足して、熱間での耐摩耗性が不足し、且つ耐焼き付
き性が改善されない。一方、4.0 重量％を超えると炭化
物量の増大、靱性の低下を招く。
【００１４】Niの含有量は1.5 〜6.0 重量％とする。Ni
は組織中に黒鉛を晶出させるために必要な元素である
他、焼き入れ性を向上させる効果がある。その含有量が
1.5 重量％未満では、これらの効果が不足し、一方、6.
0 重量％を超えると残留オーステナイトの存在等、不安
定組織を形成する。
は組織中に黒鉛を晶出させるために必要な元素である
他、焼き入れ性を向上させる効果がある。その含有量が
1.5 重量％未満では、これらの効果が不足し、一方、6.
0 重量％を超えると残留オーステナイトの存在等、不安
定組織を形成する。
【００１５】Si、Mn、Cr、Mo、Ｗ、Ｖの各成分について
は、上記第１の特徴におけるそれら成分の条件と同じで
ある。また、本第２の特徴においては、組織中における
炭化物面積率がM7C3≧（M2C＋M6C ＋MC）×３となり、
且つ組織中に球状黒鉛鋳鉄が晶出せられていることが条
件となる。球状黒鉛が組織中に適当に晶出することで、
より摩擦係数が低く、耐焼き付き性に優れた圧延用ロー
ル外層材となる。
は、上記第１の特徴におけるそれら成分の条件と同じで
ある。また、本第２の特徴においては、組織中における
炭化物面積率がM7C3≧（M2C＋M6C ＋MC）×３となり、
且つ組織中に球状黒鉛鋳鉄が晶出せられていることが条
件となる。球状黒鉛が組織中に適当に晶出することで、
より摩擦係数が低く、耐焼き付き性に優れた圧延用ロー
ル外層材となる。
【００１６】本第２の特徴にかかる外層材においては、
Ｃ、Si、Niの含有量の調整で、その組織中に黒鉛を晶出
させるが、さらに黒鉛の球状化促進元素を添加すること
で、晶出する黒鉛を球状黒鉛としている。前記添加する
黒鉛の球状化促進元素としては、例えば、Ca、Mgの２種
或いは１種とし、これを例えば溶湯に添加することによ
り、組織に球状黒鉛を晶出させる。このCa、Mgの添加量
はわずかな量でよいが、晶出黒鉛を球状化するのに適当
で、且つ他の好ましくない影響を与えない量を予め実験
にて得ておく。
Ｃ、Si、Niの含有量の調整で、その組織中に黒鉛を晶出
させるが、さらに黒鉛の球状化促進元素を添加すること
で、晶出する黒鉛を球状黒鉛としている。前記添加する
黒鉛の球状化促進元素としては、例えば、Ca、Mgの２種
或いは１種とし、これを例えば溶湯に添加することによ
り、組織に球状黒鉛を晶出させる。このCa、Mgの添加量
はわずかな量でよいが、晶出黒鉛を球状化するのに適当
で、且つ他の好ましくない影響を与えない量を予め実験
にて得ておく。
【００１７】上記本発明の第３の特徴を有する圧延用ロ
ールは、圧延用ロールの鋼系芯材に対して第１又は第２
の特徴を有する外層材の溶湯を鋼系芯材の外周に連続的
に鋳ぐるむ連続鋳造法により溶着一体化させて、圧延用
ロールを得ることができる。
ールは、圧延用ロールの鋼系芯材に対して第１又は第２
の特徴を有する外層材の溶湯を鋼系芯材の外周に連続的
に鋳ぐるむ連続鋳造法により溶着一体化させて、圧延用
ロールを得ることができる。
【００１８】上記本発明の第４の特徴を有する圧延用ロ
ールは、第１又は第２の特徴を有する外層材の溶湯を先
ず遠心鋳造し、さらにダクタイル鋳鉄或いは黒鉛鋼から
なる、靱性の大きい内層材の溶湯を外層材の内側に入れ
て遠心鋳造し、両者を溶着一体化させて、圧延用ロール
を得ることができる。さらに上記のようにして製造され
たロール素材に、組織及び硬度調整のための焼き入れ、
焼き戻し処理や、残留応力除去と組織安定化のための焼
鈍処理を施し、要求特性に応じた圧延用ロールとする。
本発明の圧延用ロール外層材及び圧延用ロールは、線材
圧延用ロールの他に、熱間圧延用仕上げワークロール、
条鋼圧延用ロール、鋼管用ロール等、熱間で使用される
あらゆるロールに適用することができる。
ールは、第１又は第２の特徴を有する外層材の溶湯を先
ず遠心鋳造し、さらにダクタイル鋳鉄或いは黒鉛鋼から
なる、靱性の大きい内層材の溶湯を外層材の内側に入れ
て遠心鋳造し、両者を溶着一体化させて、圧延用ロール
を得ることができる。さらに上記のようにして製造され
たロール素材に、組織及び硬度調整のための焼き入れ、
焼き戻し処理や、残留応力除去と組織安定化のための焼
鈍処理を施し、要求特性に応じた圧延用ロールとする。
本発明の圧延用ロール外層材及び圧延用ロールは、線材
圧延用ロールの他に、熱間圧延用仕上げワークロール、
条鋼圧延用ロール、鋼管用ロール等、熱間で使用される
あらゆるロールに適用することができる。
【００１９】
【実施例】本発明の第１の特徴に係る圧延用ロール外層
材の実施例を、No.1、No.2として溶製した。その化学組
成を表１に示す。また第１の特徴に係る化学組成条件に
は合致するが、炭化物面積がM7C3≧（M2C ＋M6C ＋MC）
×３の条件外となっているものを、比較例No.3〜No.5と
して溶製した。その化学組成を表１に示す。更に、従来
のハイス系材料を従来例No.6〜No.9として溶製した。そ
の化学組成を表１に示す。同様に本発明の第２の特徴に
係る圧延用ロール外層材の実施例を、No.10 、No.11 と
して溶製した。その化学組成を表２に示す。また第２の
特徴に係る化学組成条件には合致するが、炭化物面積が
M7C3≧（M2C ＋M6C ＋MC）×３の条件外となっているも
のを、比較例No.12 〜 No.14として溶製した。その化学
組成を表２に示す。更に、従来のハイス系材料を従来例
をNo.15 〜No.17 として溶製した。その化学組成を表２
に示す。尚、表１、表２において成分値等に下線を引い
ているものは、本発明における成分の範囲から外れてい
ることを示す。
材の実施例を、No.1、No.2として溶製した。その化学組
成を表１に示す。また第１の特徴に係る化学組成条件に
は合致するが、炭化物面積がM7C3≧（M2C ＋M6C ＋MC）
×３の条件外となっているものを、比較例No.3〜No.5と
して溶製した。その化学組成を表１に示す。更に、従来
のハイス系材料を従来例No.6〜No.9として溶製した。そ
の化学組成を表１に示す。同様に本発明の第２の特徴に
係る圧延用ロール外層材の実施例を、No.10 、No.11 と
して溶製した。その化学組成を表２に示す。また第２の
特徴に係る化学組成条件には合致するが、炭化物面積が
M7C3≧（M2C ＋M6C ＋MC）×３の条件外となっているも
のを、比較例No.12 〜 No.14として溶製した。その化学
組成を表２に示す。更に、従来のハイス系材料を従来例
をNo.15 〜No.17 として溶製した。その化学組成を表２
に示す。尚、表１、表２において成分値等に下線を引い
ているものは、本発明における成分の範囲から外れてい
ることを示す。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【表２】
【００２２】各圧延用ロール外層材には、組織調整及び
硬度調整、残留応力除去のための熱処理（1000〜1200℃
からの焼き入れ、及び500 〜600 ℃での焼き戻し処理）
を施した。
硬度調整、残留応力除去のための熱処理（1000〜1200℃
からの焼き入れ、及び500 〜600 ℃での焼き戻し処理）
を施した。
【００２３】これらの各外層材の評価として、ショア硬
度を測定し、炭化物の面積率を測定し、摩擦摩耗試験、
焼き付き試験を行った。結果を表３に示す。尚、上記の
炭化物の面積率の測定は、ＥＰＭＡ面分析と画像解析に
より、炭化物形態ごとの面積率を測定した（黒鉛晶出の
場合は黒鉛の面積率も同時測定した）。また摩擦摩耗試
験は次に示す条件で、摩擦係数、摩耗減量を測定した。
また焼き付き試験は次に示すファレックス法により焼き
付き荷重、焼き付きトルクを測定した。 [摩擦摩耗試験] 試験方式 ： ピンオンディスク法 試験片温度 ： 300 ℃ 荷重 ： ５kg／cm2 回転速度 ： 100 ｍ／min 摺動距離 ： 20000 ｍ [焼き付き試験] 試験方式 ： ファレックス法（Ｋ−Ｆ型焼き付き試験機） 試験片サイズ ： φ10（φ6.5 ）×32Ｌ 相手材（Ｖブロック）： SUS304 回転速度 ： 284rpm
度を測定し、炭化物の面積率を測定し、摩擦摩耗試験、
焼き付き試験を行った。結果を表３に示す。尚、上記の
炭化物の面積率の測定は、ＥＰＭＡ面分析と画像解析に
より、炭化物形態ごとの面積率を測定した（黒鉛晶出の
場合は黒鉛の面積率も同時測定した）。また摩擦摩耗試
験は次に示す条件で、摩擦係数、摩耗減量を測定した。
また焼き付き試験は次に示すファレックス法により焼き
付き荷重、焼き付きトルクを測定した。 [摩擦摩耗試験] 試験方式 ： ピンオンディスク法 試験片温度 ： 300 ℃ 荷重 ： ５kg／cm2 回転速度 ： 100 ｍ／min 摺動距離 ： 20000 ｍ [焼き付き試験] 試験方式 ： ファレックス法（Ｋ−Ｆ型焼き付き試験機） 試験片サイズ ： φ10（φ6.5 ）×32Ｌ 相手材（Ｖブロック）： SUS304 回転速度 ： 284rpm
【００２４】
【表３】
【００２５】本発明の第１の特徴に係る圧延用ロール外
層材の実施例No.1、No.2においては、表３からも明らか
なように、比較例No.3〜No.5及び従来例No.6〜No.9と比
較して、M7C3型炭化物が増加すると共にやや摩耗減量が
多くなる傾向が見られるが、摩擦係数は低くなる傾向に
あり、且つ耐焼き付き性が向上するという結果が得られ
る。表３の結果から、実施例No.1、No.2は、従来のハイ
ス系ロール材（従来例No.6〜No.9）における耐肌荒れ
性、耐焼き付き性の問題をかなり改善できる効果がある
と期待できる。尚、実施例No.1、No.2の圧延用ロール外
層材のうち最適と思われる材料を用いて、実機ロールを
製作し、これを線材中間スタンド用として圧延試験を行
った。結果として、目的とする梨地状の圧延肌を得るこ
とに成功した。
層材の実施例No.1、No.2においては、表３からも明らか
なように、比較例No.3〜No.5及び従来例No.6〜No.9と比
較して、M7C3型炭化物が増加すると共にやや摩耗減量が
多くなる傾向が見られるが、摩擦係数は低くなる傾向に
あり、且つ耐焼き付き性が向上するという結果が得られ
る。表３の結果から、実施例No.1、No.2は、従来のハイ
ス系ロール材（従来例No.6〜No.9）における耐肌荒れ
性、耐焼き付き性の問題をかなり改善できる効果がある
と期待できる。尚、実施例No.1、No.2の圧延用ロール外
層材のうち最適と思われる材料を用いて、実機ロールを
製作し、これを線材中間スタンド用として圧延試験を行
った。結果として、目的とする梨地状の圧延肌を得るこ
とに成功した。
【００２６】本発明の第２の特徴に係る圧延用ロール外
層材の実施例No.10 、No.11 においては、表３からも明
らかなように、比較例No.12 〜No.14 及び従来例No.15
〜No.17 と比較して、Ni含有量の増加に比例（Si含有量
との関係もあるが) して黒鉛量が増加し、且つCaやMgの
添加により黒鉛の球状化がなされている。そしてその晶
出量に伴い、摩擦係数が低くなる傾向にあり、且つ耐焼
き付き性が向上することが明らかになった。尚、実施例
No.10 、No.11 の圧延用ロール外層材の中から最適と思
われる材料を用いて、実機ロールを製作し、これをＨ形
鋼用竪ロールとして実際に圧延試験を行った。結果とし
て、従来のハイス系ロールに較べて、焼き付きもなく、
良好な成績を発揮した。
層材の実施例No.10 、No.11 においては、表３からも明
らかなように、比較例No.12 〜No.14 及び従来例No.15
〜No.17 と比較して、Ni含有量の増加に比例（Si含有量
との関係もあるが) して黒鉛量が増加し、且つCaやMgの
添加により黒鉛の球状化がなされている。そしてその晶
出量に伴い、摩擦係数が低くなる傾向にあり、且つ耐焼
き付き性が向上することが明らかになった。尚、実施例
No.10 、No.11 の圧延用ロール外層材の中から最適と思
われる材料を用いて、実機ロールを製作し、これをＨ形
鋼用竪ロールとして実際に圧延試験を行った。結果とし
て、従来のハイス系ロールに較べて、焼き付きもなく、
良好な成績を発揮した。
【００２７】
【発明の効果】請求項１に記載の熱間圧延用ロール外層
材によれば、熱間圧延における良好な耐摩耗性、耐熱亀
裂性を維持しつつ、且つ非常に良好な耐肌荒れ性を発揮
することができると共に、摩擦係数の低減、耐焼き付き
性の改善を図ることができる。従って、圧延製品の品質
の向上及び圧延作業の高生産性を実現することができ
る。また、請求項２に記載の圧延用ロール外層材によれ
ば、Niを含有させることにより、組織中に晶出黒鉛を得
ることができ、且つその黒鉛を球状化促進元素の添加に
より球状化することができるので、熱間圧延における良
好な耐摩耗性を維持しつつ、摩擦係数を低減し、耐焼き
付き性、耐熱亀裂性に優れた圧延用ロールを提供するこ
とができる。従って、圧延製品の品質の向上及び圧延作
業の高生産性を実現することができる。また、請求項３
に記載の圧延用ロールによれば、耐摩耗性、耐熱亀裂性
を維持しつつ、且つ非常に良好な耐肌荒れ性を発揮する
ことができると共に、摩擦係数の低減、耐焼き付き性の
改善を図ることができる。よってまた、圧延製品の品質
の向上及び圧延作業の高生産性を実現することができ
る。また、請求項４に記載の圧延用ロールによれば、熱
間圧延における良好な耐摩耗性を維持しつつ、且つ摩擦
係数を低減し、耐焼き付き性、耐熱亀裂性の改善を図る
ことができる。よってまた、圧延製品の品質の向上及び
圧延作業の高生産性を実現することができる。
材によれば、熱間圧延における良好な耐摩耗性、耐熱亀
裂性を維持しつつ、且つ非常に良好な耐肌荒れ性を発揮
することができると共に、摩擦係数の低減、耐焼き付き
性の改善を図ることができる。従って、圧延製品の品質
の向上及び圧延作業の高生産性を実現することができ
る。また、請求項２に記載の圧延用ロール外層材によれ
ば、Niを含有させることにより、組織中に晶出黒鉛を得
ることができ、且つその黒鉛を球状化促進元素の添加に
より球状化することができるので、熱間圧延における良
好な耐摩耗性を維持しつつ、摩擦係数を低減し、耐焼き
付き性、耐熱亀裂性に優れた圧延用ロールを提供するこ
とができる。従って、圧延製品の品質の向上及び圧延作
業の高生産性を実現することができる。また、請求項３
に記載の圧延用ロールによれば、耐摩耗性、耐熱亀裂性
を維持しつつ、且つ非常に良好な耐肌荒れ性を発揮する
ことができると共に、摩擦係数の低減、耐焼き付き性の
改善を図ることができる。よってまた、圧延製品の品質
の向上及び圧延作業の高生産性を実現することができ
る。また、請求項４に記載の圧延用ロールによれば、熱
間圧延における良好な耐摩耗性を維持しつつ、且つ摩擦
係数を低減し、耐焼き付き性、耐熱亀裂性の改善を図る
ことができる。よってまた、圧延製品の品質の向上及び
圧延作業の高生産性を実現することができる。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１０年９月１１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 圧延用ロール外層材とそれを用いた圧
延用ロール
延用ロール
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は圧延用ロール外層材
とそれを用いた圧延用ロールに関する。
とそれを用いた圧延用ロールに関する。
【０００２】
【従来の技術】熱間圧延用ロール材には、耐摩耗性、耐
肌荒れ性、耐事故性（耐亀裂性）が要求され、この要求
に応える材料として、例えば特開平２−88745 号公報、
或いは特開平１−96355 号公報に開示されているような
Cr、Mo、Ｗ、Ｖ、Co等を各数重量％含有するハイス系ロ
ール材が知られている。このハイス系ロール材は高温に
おいて良好な耐摩耗性を有しているため、複合ロールの
使用層を形成する外層材として好適である。
肌荒れ性、耐事故性（耐亀裂性）が要求され、この要求
に応える材料として、例えば特開平２−88745 号公報、
或いは特開平１−96355 号公報に開示されているような
Cr、Mo、Ｗ、Ｖ、Co等を各数重量％含有するハイス系ロ
ール材が知られている。このハイス系ロール材は高温に
おいて良好な耐摩耗性を有しているため、複合ロールの
使用層を形成する外層材として好適である。
【０００３】ところが、従来のハイス系ロール材は耐摩
耗性を向上させるために非常に硬質なMC型炭化物を主体
とする組織としたため、使用中にMC型炭化物と基地との
硬度差が大きいことにより、基地が優先的に摩耗し、そ
の結果、炭化物が突出して、摩耗係数の上昇、耐焼き付
き性の劣化、或いは突出した炭化物の欠落により、肌荒
れが発生しやすい問題があった。
耗性を向上させるために非常に硬質なMC型炭化物を主体
とする組織としたため、使用中にMC型炭化物と基地との
硬度差が大きいことにより、基地が優先的に摩耗し、そ
の結果、炭化物が突出して、摩耗係数の上昇、耐焼き付
き性の劣化、或いは突出した炭化物の欠落により、肌荒
れが発生しやすい問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は上記
従来のハイス系ロール材における問題点を解消し、熱間
圧延用として、耐摩耗性を良好に維持しつつ、摩擦係数
が低く、耐熱亀裂性、耐焼き付き性、耐肌荒れ性に優
れ、圧延製品の品質向上及び圧延作業の高生産性を実現
することができる圧延用ロール外層材とそれを用いた圧
延用ロールの提供を課題とする。
従来のハイス系ロール材における問題点を解消し、熱間
圧延用として、耐摩耗性を良好に維持しつつ、摩擦係数
が低く、耐熱亀裂性、耐焼き付き性、耐肌荒れ性に優
れ、圧延製品の品質向上及び圧延作業の高生産性を実現
することができる圧延用ロール外層材とそれを用いた圧
延用ロールの提供を課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の圧延用ロール外層材は、Ｃを1.5 〜3.0 重
量％、Siを0.2 〜3.0 重量％、Mnを0.2 〜2.0 重量％、
Crを7.0 〜20.0重量％、Moを6.0 重量％以下、Ｗを6.0
重量％以下、Ｖを6.0 重量％以下含有し、残部が実質的
にFe及び不可不純物からなる化学組成とし、主としてM7
C3型の共晶炭化物を有すると共に、組織中の炭化物面積
がM7C3≧（M2C ＋M6C ＋MC）×３となることを第１の特
徴としている。また本発明の圧延用ロール外層材は、Ｃ
を1.5 〜4.0 重量％、Siを0.2 〜3.0重量％、Mnを0.2
〜2.0 重量％、Crを7.0 〜20.0重量％、Niを1.5 〜6.0
重量％、Moを6.0 重量％以下、Ｗを6.0 重量％以下、Ｖ
を6.0 重量％以下含有し、残部が実質的にFe及び不可不
純物からなり、且つ黒鉛の球状化促進元素を添加してな
る化学組成とし、組織中の炭化物面積がM7C3≧（M2C ＋
M6C ＋MC）×３となり且つ組織中に球状黒鉛が晶出せら
れていることを第２の特徴としている。一方、本発明の
圧延用ロールは、上記第１の特徴又は第２の特徴に示す
化学組成を有し且つ組織構成となる外層材の溶湯と、鋼
系芯材とを溶着一体化させてなることを第３の特徴とし
ている。また本発明の圧延用ロールは、上記第１の特徴
又は第２の特徴に示す化学組成を有し且つ組織構成とな
る外層材の溶湯と、ダクタイル鋳鉄或いは黒鉛鋼からな
る内層材溶湯とを、遠心鋳造法により溶着一体化させて
なることを第４の特徴としている。
め、本発明の圧延用ロール外層材は、Ｃを1.5 〜3.0 重
量％、Siを0.2 〜3.0 重量％、Mnを0.2 〜2.0 重量％、
Crを7.0 〜20.0重量％、Moを6.0 重量％以下、Ｗを6.0
重量％以下、Ｖを6.0 重量％以下含有し、残部が実質的
にFe及び不可不純物からなる化学組成とし、主としてM7
C3型の共晶炭化物を有すると共に、組織中の炭化物面積
がM7C3≧（M2C ＋M6C ＋MC）×３となることを第１の特
徴としている。また本発明の圧延用ロール外層材は、Ｃ
を1.5 〜4.0 重量％、Siを0.2 〜3.0重量％、Mnを0.2
〜2.0 重量％、Crを7.0 〜20.0重量％、Niを1.5 〜6.0
重量％、Moを6.0 重量％以下、Ｗを6.0 重量％以下、Ｖ
を6.0 重量％以下含有し、残部が実質的にFe及び不可不
純物からなり、且つ黒鉛の球状化促進元素を添加してな
る化学組成とし、組織中の炭化物面積がM7C3≧（M2C ＋
M6C ＋MC）×３となり且つ組織中に球状黒鉛が晶出せら
れていることを第２の特徴としている。一方、本発明の
圧延用ロールは、上記第１の特徴又は第２の特徴に示す
化学組成を有し且つ組織構成となる外層材の溶湯と、鋼
系芯材とを溶着一体化させてなることを第３の特徴とし
ている。また本発明の圧延用ロールは、上記第１の特徴
又は第２の特徴に示す化学組成を有し且つ組織構成とな
る外層材の溶湯と、ダクタイル鋳鉄或いは黒鉛鋼からな
る内層材溶湯とを、遠心鋳造法により溶着一体化させて
なることを第４の特徴としている。
【０００６】上記第１の特徴を有する圧延用ロール外層
材において、Ｃの含有量は1.5 〜3.0 重量％とする。Ｃ
はCr、Mo、Ｗ、Ｖと化合して、高硬度の炭化物（M7C
3型、M2C 型、M6C 型、MC型等）を形成して、ロールの
耐摩耗性を高める。その含有量が1.5 重量％未満では炭
化物の生成量が不足して、熱間での耐摩耗性が不足す
る。一方、3.0 重量％を超えると炭化物量が多すぎて、
靱性、耐熱亀裂性が低下する。
材において、Ｃの含有量は1.5 〜3.0 重量％とする。Ｃ
はCr、Mo、Ｗ、Ｖと化合して、高硬度の炭化物（M7C
3型、M2C 型、M6C 型、MC型等）を形成して、ロールの
耐摩耗性を高める。その含有量が1.5 重量％未満では炭
化物の生成量が不足して、熱間での耐摩耗性が不足す
る。一方、3.0 重量％を超えると炭化物量が多すぎて、
靱性、耐熱亀裂性が低下する。
【０００７】Siの含有量は0.2 〜3.0 重量％とする。Si
は溶湯の脱酸と鋳造性を改善する効果がある。0.2 重量
％未満ではその効果が不足し、一方、3.0 重量％を超え
ると靱性、機械的性質が劣化する。
は溶湯の脱酸と鋳造性を改善する効果がある。0.2 重量
％未満ではその効果が不足し、一方、3.0 重量％を超え
ると靱性、機械的性質が劣化する。
【０００８】Mnの含有量は0.2 〜2.0 重量％とする。Mn
は溶湯の脱酸の効果があり、その含有量が0.2 重量％未
満では十分な効果が得られず、また2.0 重量％を超える
と材料の靱性が低下し、好ましくない。
は溶湯の脱酸の効果があり、その含有量が0.2 重量％未
満では十分な効果が得られず、また2.0 重量％を超える
と材料の靱性が低下し、好ましくない。
【０００９】Crの含有量は7.0 〜20.0重量％とする。Cr
はＣと結合して、高硬度のM7C3型共晶炭化物を形成し、
耐摩耗性、靱性を高める効果がある。また一部は基地中
に固溶して基地を強化する。一方、これまでのハイス系
ロール材では、MC型炭化物が主体であるのに対し、M7C3
型炭化物を主体とすることにより、摩擦係数の低減、耐
肌荒れ性の改善に効果がある。しかし、Cr含有量が7.0
重量％未満ではこれらの効果が不足し、また20.0重量％
を超えると炭化物が粗大化すると共にその量も過剰とな
り、靱性、耐熱亀裂性が低下する。そして組織内におけ
る炭化物面積率をM7C3≧（M2C ＋M6C ＋MC）×３とする
ことが、熱間圧延用ロールとして、摩擦係数が低く、耐
熱亀裂性、耐焼き付き性、耐肌荒れ性を向上させる上で
重要である。
はＣと結合して、高硬度のM7C3型共晶炭化物を形成し、
耐摩耗性、靱性を高める効果がある。また一部は基地中
に固溶して基地を強化する。一方、これまでのハイス系
ロール材では、MC型炭化物が主体であるのに対し、M7C3
型炭化物を主体とすることにより、摩擦係数の低減、耐
肌荒れ性の改善に効果がある。しかし、Cr含有量が7.0
重量％未満ではこれらの効果が不足し、また20.0重量％
を超えると炭化物が粗大化すると共にその量も過剰とな
り、靱性、耐熱亀裂性が低下する。そして組織内におけ
る炭化物面積率をM7C3≧（M2C ＋M6C ＋MC）×３とする
ことが、熱間圧延用ロールとして、摩擦係数が低く、耐
熱亀裂性、耐焼き付き性、耐肌荒れ性を向上させる上で
重要である。
【００１０】Moの含有量はゼロを含めて6.0 重量％以下
とする。Moは基地に固溶して、焼き入れ性を向上させ、
高温軟化抵抗を改善するほか、Ｃと結合して、M2C 型炭
化物、M6C 型炭化物等の高硬度の複炭化物を形成し、熱
間で耐摩耗性を向上させる効果がある。しかし6.0 重量
％を超えると粗大なM2C 型炭化物が増加し靱性の低下を
招く。
とする。Moは基地に固溶して、焼き入れ性を向上させ、
高温軟化抵抗を改善するほか、Ｃと結合して、M2C 型炭
化物、M6C 型炭化物等の高硬度の複炭化物を形成し、熱
間で耐摩耗性を向上させる効果がある。しかし6.0 重量
％を超えると粗大なM2C 型炭化物が増加し靱性の低下を
招く。
【００１１】Ｗの含有量はゼロを含めて6.0 重量％以下
とする。Ｗは基地に固溶して、焼き戻し軟化抵抗や耐熱
性を高めるほか、Ｃと結合して、M2C 型やM6C 型等の高
硬度の複炭化物を形成し、耐摩耗性を向上させる。しか
し6.0 重量％を超えると炭化物が粗大化すると共に、製
造時に偏析が発生しやすくなる。
とする。Ｗは基地に固溶して、焼き戻し軟化抵抗や耐熱
性を高めるほか、Ｃと結合して、M2C 型やM6C 型等の高
硬度の複炭化物を形成し、耐摩耗性を向上させる。しか
し6.0 重量％を超えると炭化物が粗大化すると共に、製
造時に偏析が発生しやすくなる。
【００１２】Ｖの含有量はゼロを含めて6.0 重量％以下
とする。ＶはＣと結合して、耐摩耗性の向上に最も有効
な高硬度のMC型炭化物を形成する。しかし6.0 重量％を
超えると、耐摩耗性は向上するが、本発明の目的である
耐肌荒れ性の改善が図れない。
とする。ＶはＣと結合して、耐摩耗性の向上に最も有効
な高硬度のMC型炭化物を形成する。しかし6.0 重量％を
超えると、耐摩耗性は向上するが、本発明の目的である
耐肌荒れ性の改善が図れない。
【００１３】上記第２の特徴を有する圧延用ロール外層
材は、組織中に黒鉛を晶出させることで耐焼き付き性に
優れた材料であるが、Ｃの含有量は1.5 〜4.0 重量％と
する。ＣはCr、Mo、Ｗ、Ｖと結合して、高硬度の炭化物
（M7C3型、M2C 型、M6C 型、MC型等）或いは単独で黒鉛
を形成してロールの耐摩耗性、耐焼き付き性を高める。
その含有量が1.5 重量％未満では炭化物、黒鉛の生成量
が不足して、熱間での耐摩耗性が不足し、且つ耐焼き付
き性が改善されない。一方、4.0 重量％を超えると炭化
物量の増大、靱性の低下を招く。
材は、組織中に黒鉛を晶出させることで耐焼き付き性に
優れた材料であるが、Ｃの含有量は1.5 〜4.0 重量％と
する。ＣはCr、Mo、Ｗ、Ｖと結合して、高硬度の炭化物
（M7C3型、M2C 型、M6C 型、MC型等）或いは単独で黒鉛
を形成してロールの耐摩耗性、耐焼き付き性を高める。
その含有量が1.5 重量％未満では炭化物、黒鉛の生成量
が不足して、熱間での耐摩耗性が不足し、且つ耐焼き付
き性が改善されない。一方、4.0 重量％を超えると炭化
物量の増大、靱性の低下を招く。
【００１４】Niの含有量は1.5 〜6.0 重量％とする。Ni
は組織中に黒鉛を晶出させるために必要な元素である
他、焼き入れ性を向上させる効果がある。その含有量が
1.5 重量％未満では、これらの効果が不足し、一方、6.
0 重量％を超えると残留オーステナイトの存在等、不安
定組織を形成する。
は組織中に黒鉛を晶出させるために必要な元素である
他、焼き入れ性を向上させる効果がある。その含有量が
1.5 重量％未満では、これらの効果が不足し、一方、6.
0 重量％を超えると残留オーステナイトの存在等、不安
定組織を形成する。
【００１５】Si、Mn、Cr、Mo、Ｗ、Ｖの各成分について
は、上記第１の特徴におけるそれら成分の条件と同じで
ある。また、本第２の特徴においては、組織中における
炭化物面積率がM7C3≧（M2C＋M6C ＋MC）×３となり、
且つ組織中に球状黒鉛鋳鉄が晶出せられていることが条
件となる。球状黒鉛が組織中に適当に晶出することで、
より摩擦係数が低く、耐焼き付き性に優れた圧延用ロー
ル外層材となる。
は、上記第１の特徴におけるそれら成分の条件と同じで
ある。また、本第２の特徴においては、組織中における
炭化物面積率がM7C3≧（M2C＋M6C ＋MC）×３となり、
且つ組織中に球状黒鉛鋳鉄が晶出せられていることが条
件となる。球状黒鉛が組織中に適当に晶出することで、
より摩擦係数が低く、耐焼き付き性に優れた圧延用ロー
ル外層材となる。
【００１６】本第２の特徴にかかる外層材においては、
Ｃ、Si、Niの含有量の調整で、その組織中に黒鉛を晶出
させるが、さらに黒鉛の球状化促進元素を添加すること
で、晶出する黒鉛を球状黒鉛としている。前記添加する
黒鉛の球状化促進元素としては、例えば、Ca、Mgの２種
或いは１種とし、これを例えば溶湯に添加することによ
り、組織に球状黒鉛を晶出させる。このCa、Mgの添加量
はわずかな量でよいが、晶出黒鉛を球状化するのに適当
で、且つ他の好ましくない影響を与えない量を予め実験
にて得ておく。
Ｃ、Si、Niの含有量の調整で、その組織中に黒鉛を晶出
させるが、さらに黒鉛の球状化促進元素を添加すること
で、晶出する黒鉛を球状黒鉛としている。前記添加する
黒鉛の球状化促進元素としては、例えば、Ca、Mgの２種
或いは１種とし、これを例えば溶湯に添加することによ
り、組織に球状黒鉛を晶出させる。このCa、Mgの添加量
はわずかな量でよいが、晶出黒鉛を球状化するのに適当
で、且つ他の好ましくない影響を与えない量を予め実験
にて得ておく。
【００１７】上記本発明の第３の特徴を有する圧延用ロ
ールは、圧延用ロールの鋼系芯材に対して第１又は第２
の特徴を有する外層材の溶湯を鋼系芯材の外周に溶着一
体化させて、圧延用ロールを得ることができる。
ールは、圧延用ロールの鋼系芯材に対して第１又は第２
の特徴を有する外層材の溶湯を鋼系芯材の外周に溶着一
体化させて、圧延用ロールを得ることができる。
【００１８】上記本発明の第４の特徴を有する圧延用ロ
ールは、第１又は第２の特徴を有する外層材の溶湯を先
ず遠心鋳造し、さらにダクタイル鋳鉄或いは黒鉛鋼から
なる、靱性の大きい内層材の溶湯を外層材の内側に入れ
て遠心鋳造し、両者を溶着一体化させて、圧延用ロール
を得ることができる。さらに上記のようにして製造され
たロール素材に、組織及び硬度調整のための焼き入れ、
焼き戻し処理や、残留応力除去と組織安定化のための焼
鈍処理を施し、要求特性に応じた圧延用ロールとする。
本発明の圧延用ロール外層材及び圧延用ロールは、線材
圧延用ロールの他に、熱間圧延用仕上げワークロール、
条鋼圧延用ロール、鋼管用ロール等、熱間で使用される
あらゆるロールに適用することができる。
ールは、第１又は第２の特徴を有する外層材の溶湯を先
ず遠心鋳造し、さらにダクタイル鋳鉄或いは黒鉛鋼から
なる、靱性の大きい内層材の溶湯を外層材の内側に入れ
て遠心鋳造し、両者を溶着一体化させて、圧延用ロール
を得ることができる。さらに上記のようにして製造され
たロール素材に、組織及び硬度調整のための焼き入れ、
焼き戻し処理や、残留応力除去と組織安定化のための焼
鈍処理を施し、要求特性に応じた圧延用ロールとする。
本発明の圧延用ロール外層材及び圧延用ロールは、線材
圧延用ロールの他に、熱間圧延用仕上げワークロール、
条鋼圧延用ロール、鋼管用ロール等、熱間で使用される
あらゆるロールに適用することができる。
【００１９】
【実施例】本発明の第１の特徴に係る圧延用ロール外層
材の実施例を、No.1、No.2として溶製した。その化学組
成を表１に示す。また第１の特徴に係る化学組成条件に
は合致するが、炭化物面積がM7C3≧（M2C ＋M6C ＋MC）
×３の条件外となっているものを、比較例No.3〜No.5と
して溶製した。その化学組成を表１に示す。更に、従来
のハイス系材料を従来例No.6〜No.9として溶製した。そ
の化学組成を表１に示す。同様に本発明の第２の特徴に
係る圧延用ロール外層材の実施例を、No.10 、No.11 と
して溶製した。その化学組成を表２に示す。また第２の
特徴に係る化学組成条件には合致するが、炭化物面積が
M7C3≧（M2C ＋M6C ＋MC）×３の条件外となっているも
のを、比較例No.12 〜 No.14として溶製した。その化学
組成を表２に示す。更に、従来のハイス系材料を従来例
をNo.15 〜No.17 として溶製した。その化学組成を表２
に示す。尚、表１、表２において成分値等に下線を引い
ているものは、本発明における成分の範囲から外れてい
ることを示す。
材の実施例を、No.1、No.2として溶製した。その化学組
成を表１に示す。また第１の特徴に係る化学組成条件に
は合致するが、炭化物面積がM7C3≧（M2C ＋M6C ＋MC）
×３の条件外となっているものを、比較例No.3〜No.5と
して溶製した。その化学組成を表１に示す。更に、従来
のハイス系材料を従来例No.6〜No.9として溶製した。そ
の化学組成を表１に示す。同様に本発明の第２の特徴に
係る圧延用ロール外層材の実施例を、No.10 、No.11 と
して溶製した。その化学組成を表２に示す。また第２の
特徴に係る化学組成条件には合致するが、炭化物面積が
M7C3≧（M2C ＋M6C ＋MC）×３の条件外となっているも
のを、比較例No.12 〜 No.14として溶製した。その化学
組成を表２に示す。更に、従来のハイス系材料を従来例
をNo.15 〜No.17 として溶製した。その化学組成を表２
に示す。尚、表１、表２において成分値等に下線を引い
ているものは、本発明における成分の範囲から外れてい
ることを示す。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【表２】
【００２２】各圧延用ロール外層材には、組織調整及び
硬度調整、残留応力除去のための熱処理（1000〜1200℃
からの焼き入れ、及び500 〜600 ℃での焼き戻し処理）
を施した。
硬度調整、残留応力除去のための熱処理（1000〜1200℃
からの焼き入れ、及び500 〜600 ℃での焼き戻し処理）
を施した。
【００２３】これらの各外層材の評価として、ショア硬
度の測定、炭化物の面積率の測定、摩擦摩耗試験、焼き
付き試験を行った。結果を表３に示す。尚、上記の炭化
物の面積率の測定は、ＥＰＭＡ面分析と画像解析によ
り、炭化物形態ごとの面積率を測定した（黒鉛晶出の場
合は黒鉛の面積率も同時測定した）。また摩擦摩耗試験
は次に示す条件で、摩擦係数、摩耗減量を測定した。ま
た焼き付き試験は次に示すファレックス法により焼き付
き荷重、焼き付きトルクを測定した。 [摩擦摩耗試験] 試験方式 ： ピンオンディスク法 試験片温度 ： 300 ℃ 荷重 ： ５kg／cm2 回転速度 ： 100 ｍ／min 摺動距離 ： 20000 ｍ [焼き付き試験] 試験方式 ： ファレックス法（Ｋ−Ｆ型焼き付き試験機） 試験片サイズ ： φ10（φ6.5 ）×32Ｌ 相手材（Ｖブロック）： SUS304 回転速度 ： 284rpm
度の測定、炭化物の面積率の測定、摩擦摩耗試験、焼き
付き試験を行った。結果を表３に示す。尚、上記の炭化
物の面積率の測定は、ＥＰＭＡ面分析と画像解析によ
り、炭化物形態ごとの面積率を測定した（黒鉛晶出の場
合は黒鉛の面積率も同時測定した）。また摩擦摩耗試験
は次に示す条件で、摩擦係数、摩耗減量を測定した。ま
た焼き付き試験は次に示すファレックス法により焼き付
き荷重、焼き付きトルクを測定した。 [摩擦摩耗試験] 試験方式 ： ピンオンディスク法 試験片温度 ： 300 ℃ 荷重 ： ５kg／cm2 回転速度 ： 100 ｍ／min 摺動距離 ： 20000 ｍ [焼き付き試験] 試験方式 ： ファレックス法（Ｋ−Ｆ型焼き付き試験機） 試験片サイズ ： φ10（φ6.5 ）×32Ｌ 相手材（Ｖブロック）： SUS304 回転速度 ： 284rpm
【００２４】
【表３】
【００２５】本発明の第１の特徴に係る圧延用ロール外
層材の実施例No.1、No.2においては、表３からも明らか
なように、比較例No.3〜No.5及び従来例No.6〜No.9と比
較して、M7C3型炭化物が増加すると共にやや摩耗減量が
多くなる傾向が見られるが、摩擦係数は低くなる傾向に
あり、且つ耐焼き付き性が向上するという結果が得られ
る。表３の結果から、実施例No.1、No.2は、従来のハイ
ス系ロール材（従来例No.6〜No.9）における耐肌荒れ
性、耐焼き付き性の問題をかなり改善できる効果がある
と期待できる。尚、実施例No.1、No.2の圧延用ロール外
層材のうち最適と思われる材料を用いて、実機ロールを
製作し、これを線材中間スタンド用として圧延試験を行
った。結果として、目的とする梨地状の圧延肌を得るこ
とに成功した。
層材の実施例No.1、No.2においては、表３からも明らか
なように、比較例No.3〜No.5及び従来例No.6〜No.9と比
較して、M7C3型炭化物が増加すると共にやや摩耗減量が
多くなる傾向が見られるが、摩擦係数は低くなる傾向に
あり、且つ耐焼き付き性が向上するという結果が得られ
る。表３の結果から、実施例No.1、No.2は、従来のハイ
ス系ロール材（従来例No.6〜No.9）における耐肌荒れ
性、耐焼き付き性の問題をかなり改善できる効果がある
と期待できる。尚、実施例No.1、No.2の圧延用ロール外
層材のうち最適と思われる材料を用いて、実機ロールを
製作し、これを線材中間スタンド用として圧延試験を行
った。結果として、目的とする梨地状の圧延肌を得るこ
とに成功した。
【００２６】本発明の第２の特徴に係る圧延用ロール外
層材の実施例No.10 、No.11 においては、表３からも明
らかなように、比較例No.12 〜No.14 及び従来例No.15
〜No.17 と比較して、Ni含有量の増加に比例（Si含有量
との関係もあるが) して黒鉛量が増加し、且つCaやMgの
添加により黒鉛の球状化がなされている。そしてその晶
出量に伴い、摩擦係数が低くなる傾向にあり、且つ耐焼
き付き性が向上することが明らかになった。尚、実施例
No.10 、No.11 の圧延用ロール外層材の中から最適と思
われる材料を用いて、実機ロールを製作し、これをＨ形
鋼用竪ロールとして実際に圧延試験を行った。結果とし
て、従来のハイス系ロールに較べて、焼き付きもなく、
良好な成績を発揮した。
層材の実施例No.10 、No.11 においては、表３からも明
らかなように、比較例No.12 〜No.14 及び従来例No.15
〜No.17 と比較して、Ni含有量の増加に比例（Si含有量
との関係もあるが) して黒鉛量が増加し、且つCaやMgの
添加により黒鉛の球状化がなされている。そしてその晶
出量に伴い、摩擦係数が低くなる傾向にあり、且つ耐焼
き付き性が向上することが明らかになった。尚、実施例
No.10 、No.11 の圧延用ロール外層材の中から最適と思
われる材料を用いて、実機ロールを製作し、これをＨ形
鋼用竪ロールとして実際に圧延試験を行った。結果とし
て、従来のハイス系ロールに較べて、焼き付きもなく、
良好な成績を発揮した。
【００２７】
【発明の効果】請求項１に記載の熱間圧延用ロール外層
材によれば、熱間圧延における良好な耐摩耗性、耐熱亀
裂性を維持しつつ、且つ非常に良好な耐肌荒れ性を発揮
することができると共に、摩擦係数の低減、耐焼き付き
性の改善を図ることができる。従って、圧延製品の品質
の向上及び圧延作業の高生産性を実現することができ
る。また、請求項２に記載の圧延用ロール外層材によれ
ば、Niを含有させることにより、組織中に晶出黒鉛を得
ることができ、且つその黒鉛を球状化促進元素の添加に
より球状化することができるので、熱間圧延における良
好な耐摩耗性を維持しつつ、摩擦係数を低減し、耐焼き
付き性、耐熱亀裂性に優れた圧延用ロールを提供するこ
とができる。従って、圧延製品の品質の向上及び圧延作
業の高生産性を実現することができる。また、請求項３
に記載の圧延用ロールによれば、耐摩耗性、耐熱亀裂性
を維持しつつ、且つ非常に良好な耐肌荒れ性を発揮する
ことができると共に、摩擦係数の低減、耐焼き付き性の
改善を図ることができる。よってまた、圧延製品の品質
の向上及び圧延作業の高生産性を実現することができ
る。また、請求項４に記載の圧延用ロールによれば、熱
間圧延における良好な耐摩耗性を維持しつつ、且つ摩擦
係数を低減し、耐焼き付き性、耐熱亀裂性の改善を図る
ことができる。よってまた、圧延製品の品質の向上及び
圧延作業の高生産性を実現することができる。
材によれば、熱間圧延における良好な耐摩耗性、耐熱亀
裂性を維持しつつ、且つ非常に良好な耐肌荒れ性を発揮
することができると共に、摩擦係数の低減、耐焼き付き
性の改善を図ることができる。従って、圧延製品の品質
の向上及び圧延作業の高生産性を実現することができ
る。また、請求項２に記載の圧延用ロール外層材によれ
ば、Niを含有させることにより、組織中に晶出黒鉛を得
ることができ、且つその黒鉛を球状化促進元素の添加に
より球状化することができるので、熱間圧延における良
好な耐摩耗性を維持しつつ、摩擦係数を低減し、耐焼き
付き性、耐熱亀裂性に優れた圧延用ロールを提供するこ
とができる。従って、圧延製品の品質の向上及び圧延作
業の高生産性を実現することができる。また、請求項３
に記載の圧延用ロールによれば、耐摩耗性、耐熱亀裂性
を維持しつつ、且つ非常に良好な耐肌荒れ性を発揮する
ことができると共に、摩擦係数の低減、耐焼き付き性の
改善を図ることができる。よってまた、圧延製品の品質
の向上及び圧延作業の高生産性を実現することができ
る。また、請求項４に記載の圧延用ロールによれば、熱
間圧延における良好な耐摩耗性を維持しつつ、且つ摩擦
係数を低減し、耐焼き付き性、耐熱亀裂性の改善を図る
ことができる。よってまた、圧延製品の品質の向上及び
圧延作業の高生産性を実現することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神戸 隆 兵庫県姫路市大津区吉美403 虹技株式会 社姫路西工場内
Claims (4)
- 【請求項１】 Ｃ： 1.5 〜3.0 重量％ Si： 0.2 〜3.0 重量％ Mn： 0.2 〜2.0 重量％ Cr： 7.0 〜20.0重量％ Mo： 6.0 重量％以下 Ｗ： 6.0 重量％以下 Ｖ： 6.0 重量％以下を含有し、残部が実質的にFe及び
不可不純物からなる化学組成とし、主としてM7C3型の共
晶炭化物を有すると共に、組織中の炭化物面積がM7C3≧
（M2C ＋M6C ＋MC）×３となることを特徴とする圧延用
ロール外層材。 - 【請求項２】 Ｃ： 1.5 〜4.0 重量％ Si： 0.2 〜3.0 重量％ Mn： 0.2 〜2.0 重量％ Cr： 7.0 〜20.0重量％ Ni： 1.5 〜6.0 重量％ Mo： 6.0 重量％以下 Ｗ： 6.0 重量％以下 Ｖ： 6.0 重量％以下を含有し、残部が実質的にFe及び
不可不純物からなり、且つ黒鉛の球状化促進元素を添加
してなる化学組成とし、組織中の炭化物面積がM7C3≧
（M2C ＋M6C ＋MC）×３となり且つ組織中に球状黒鉛が
晶出せられていることを特徴とする圧延用ロール外層
材。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２に示す化学組成を
有し且つ組織構成となる外層材の溶湯と、鋼系芯材と
を、連続鋳造法により溶着一体化させてなる圧延用ロー
ル。 - 【請求項４】 請求項１又は請求項２に示す化学組成を
有し且つ組織構成となる外層材の溶湯と、ダクタイル鋳
鉄或いは黒鉛鋼からなる内層材溶湯とを、遠心鋳造法に
より溶着一体化させてなる圧延用ロール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9227376A JP3056703B2 (ja) | 1997-08-08 | 1997-08-08 | 圧延用ロール外層材とそれを用いた圧延用ロール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9227376A JP3056703B2 (ja) | 1997-08-08 | 1997-08-08 | 圧延用ロール外層材とそれを用いた圧延用ロール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1161322A true JPH1161322A (ja) | 1999-03-05 |
| JP3056703B2 JP3056703B2 (ja) | 2000-06-26 |
Family
ID=16859848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9227376A Expired - Fee Related JP3056703B2 (ja) | 1997-08-08 | 1997-08-08 | 圧延用ロール外層材とそれを用いた圧延用ロール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3056703B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1090157A4 (en) * | 1997-05-16 | 2003-07-02 | Climax Res Services Inc | IRON-BASED CAST ALLOY AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME |
| JP2005169427A (ja) * | 2003-12-09 | 2005-06-30 | Hitachi Metals Ltd | 圧延用ロールの外層材および圧延用ロール |
| JP2005177809A (ja) * | 2003-12-19 | 2005-07-07 | Hitachi Metals Ltd | 圧延用ロールの外層材および圧延用ロール |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102851598B (zh) * | 2012-08-30 | 2014-07-09 | 贵州安吉航空精密铸造有限责任公司 | 一种航空用耐磨铁合金及其离心铸造方法 |
-
1997
- 1997-08-08 JP JP9227376A patent/JP3056703B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1090157A4 (en) * | 1997-05-16 | 2003-07-02 | Climax Res Services Inc | IRON-BASED CAST ALLOY AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME |
| US6669790B1 (en) | 1997-05-16 | 2003-12-30 | Climax Research Services, Inc. | Iron-based casting alloy |
| US6800152B2 (en) | 1997-05-16 | 2004-10-05 | Climax Research Services, Inc. | Process for making iron-based casting alloy |
| JP2005169427A (ja) * | 2003-12-09 | 2005-06-30 | Hitachi Metals Ltd | 圧延用ロールの外層材および圧延用ロール |
| JP2005177809A (ja) * | 2003-12-19 | 2005-07-07 | Hitachi Metals Ltd | 圧延用ロールの外層材および圧延用ロール |
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|---|---|
| JP3056703B2 (ja) | 2000-06-26 |
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