JP2000042705A - 複合層材の製造方法及び複合層材 - Google Patents
複合層材の製造方法及び複合層材Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 三層構造の複合層材をクラック発生させるこ
となく遠心鋳造によって製造する。 【解決手段】 遠心鋳造用鋳型１に炭素鋼外層５を鋳造
し、これをバックアップ材として耐摩耗鋼中間層６を鋳
造するとともに、炭素鋼内層７を遠心鋳造する。
となく遠心鋳造によって製造する。 【解決手段】 遠心鋳造用鋳型１に炭素鋼外層５を鋳造
し、これをバックアップ材として耐摩耗鋼中間層６を鋳
造するとともに、炭素鋼内層７を遠心鋳造する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複合層材の製造法
及び複合層材に係り、より具体的には、二層又は三層構
造のロール材の遠心鋳造法及び当該構造のロール材又は
板材に関するものである。
及び複合層材に係り、より具体的には、二層又は三層構
造のロール材の遠心鋳造法及び当該構造のロール材又は
板材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】テーブルローラ、搬送ローラ等は耐摩耗
性が要求されることから、その外層材として耐摩耗鋼が
採用された複合層構造とされている。この複合構造のロ
ール材を遠心鋳造法で製造するとき、外層を耐摩耗鋼
（例えば２７Ｃｒ鋳鉄）、内層を炭素鋼とした場合、内
外層を密着させることが非常に困難であった。
性が要求されることから、その外層材として耐摩耗鋼が
採用された複合層構造とされている。この複合構造のロ
ール材を遠心鋳造法で製造するとき、外層を耐摩耗鋼
（例えば２７Ｃｒ鋳鉄）、内層を炭素鋼とした場合、内
外層を密着させることが非常に困難であった。
【０００３】そのため、従来では内外層を密着させる手
段として耐摩耗鋼と炭素鋼との間に、クッション材とし
て中間層を設けたロール材を遠心鋳造していた。
段として耐摩耗鋼と炭素鋼との間に、クッション材とし
て中間層を設けたロール材を遠心鋳造していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来では、クッション
材として中間層を耐摩耗鋼と炭素鋼との間に介在させた
ものであることから、その分だけ肉厚が厚くなり延いて
は歩留まりが悪いものとなっていた。そこで本発明は、
鋳造性の良い炭素鋼の溶湯で外層を遠心鋳造し、該外層
をバックアップ材として耐摩耗鋼の溶湯および炭素鋼の
溶湯で順次遠心鋳造することで割れ等に起因するトラブ
ルを回避できる複合層材の製造方法および各種機械部品
として用いる複合層材を提供することが目的である。
材として中間層を耐摩耗鋼と炭素鋼との間に介在させた
ものであることから、その分だけ肉厚が厚くなり延いて
は歩留まりが悪いものとなっていた。そこで本発明は、
鋳造性の良い炭素鋼の溶湯で外層を遠心鋳造し、該外層
をバックアップ材として耐摩耗鋼の溶湯および炭素鋼の
溶湯で順次遠心鋳造することで割れ等に起因するトラブ
ルを回避できる複合層材の製造方法および各種機械部品
として用いる複合層材を提供することが目的である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述した目的
を達成するために、次の技術的手段を講じている。すな
わち、請求項１に係る複合層材の製造法は、遠心鋳造用
鋳型に炭素鋼の溶湯を鋳込んで遠心鋳造することで炭素
鋼外層を得、その後、耐摩耗鋼の溶湯を鋳込んで遠心鋳
造するとき、前記炭素鋼外層をバックアップ材として機
能させて遠心鋳造して耐摩耗鋼中間層を得、その後、該
中間層の上に炭素鋼の溶湯を鋳込んで遠心鋳造すること
で炭素鋼内層を得ることを特徴とするものである。
を達成するために、次の技術的手段を講じている。すな
わち、請求項１に係る複合層材の製造法は、遠心鋳造用
鋳型に炭素鋼の溶湯を鋳込んで遠心鋳造することで炭素
鋼外層を得、その後、耐摩耗鋼の溶湯を鋳込んで遠心鋳
造するとき、前記炭素鋼外層をバックアップ材として機
能させて遠心鋳造して耐摩耗鋼中間層を得、その後、該
中間層の上に炭素鋼の溶湯を鋳込んで遠心鋳造すること
で炭素鋼内層を得ることを特徴とするものである。
【０００６】このような構成を採用したことによって、
鋳造中における割れ等のトラブルはなく、最外層および
最内層が炭素鋼でその間に耐摩耗鋼による中間層による
三層構造のロール状複合層材が製造でき、各層の界面は
金属学的に密着しており、例えば、配管部材として利用
することができるのである（請求項３）。また、本発明
では、前述した請求項１によって得られた三層構造の複
合層材のうち、炭素鋼外層を切削除去することにより、
耐摩耗鋼の外層と炭素鋼の内層とからなる二層構造の複
合層材を得ることを特徴とするものであり（請求項
２）、このようにして製造された二層構造のロール状と
された複合層材（請求項５）は、テーブルローラ、搬送
ローラ等に用いることができるのである。
鋳造中における割れ等のトラブルはなく、最外層および
最内層が炭素鋼でその間に耐摩耗鋼による中間層による
三層構造のロール状複合層材が製造でき、各層の界面は
金属学的に密着しており、例えば、配管部材として利用
することができるのである（請求項３）。また、本発明
では、前述した請求項１によって得られた三層構造の複
合層材のうち、炭素鋼外層を切削除去することにより、
耐摩耗鋼の外層と炭素鋼の内層とからなる二層構造の複
合層材を得ることを特徴とするものであり（請求項
２）、このようにして製造された二層構造のロール状と
された複合層材（請求項５）は、テーブルローラ、搬送
ローラ等に用いることができるのである。
【０００７】前述した三層構造のロール材又は二層構造
のロール材は、これを展開することによって三層構造の
板材（請求項４）又は二層構造の板材（請求項６）を得
ることができ、各種機械部品の用途に応じて使用可能と
なり、例えば、二層構造の板材は、バイメタルとして最
適となるのである。更に、前述において、耐摩耗鋼は、
２７Ｃｒ鋳鉄であることが推奨される（請求項７）。
のロール材は、これを展開することによって三層構造の
板材（請求項４）又は二層構造の板材（請求項６）を得
ることができ、各種機械部品の用途に応じて使用可能と
なり、例えば、二層構造の板材は、バイメタルとして最
適となるのである。更に、前述において、耐摩耗鋼は、
２７Ｃｒ鋳鉄であることが推奨される（請求項７）。
【０００８】また、前述した炭素鋼内・外層および耐摩
耗鋼中間層の層厚みは、各層を同一厚み又は異なる厚み
にすることができ、使用目的に応じて選択すれば良い。
耗鋼中間層の層厚みは、各層を同一厚み又は異なる厚み
にすることができ、使用目的に応じて選択すれば良い。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、図を参照して本発明の実施
の形態について説明する。図１（１）（２）（３）は、
図３（１）に示した配管部材等として有益な三層構造の
複合層材（ロール）１０を製造する遠心鋳造法を示して
おり、図１（１）（２）（３）において、円筒形の遠心
鋳造用鋳型１は、案内ロール又は駆動ロール２等に支え
られて横軸心（鋳型中心）廻りに駆動（回転）可能であ
り、該鋳型１の両端にリング形状の堰板３が嵌着されて
おり、注鋳鍋４を介して溶湯を鋳込み可能とされてい
る。
の形態について説明する。図１（１）（２）（３）は、
図３（１）に示した配管部材等として有益な三層構造の
複合層材（ロール）１０を製造する遠心鋳造法を示して
おり、図１（１）（２）（３）において、円筒形の遠心
鋳造用鋳型１は、案内ロール又は駆動ロール２等に支え
られて横軸心（鋳型中心）廻りに駆動（回転）可能であ
り、該鋳型１の両端にリング形状の堰板３が嵌着されて
おり、注鋳鍋４を介して溶湯を鋳込み可能とされてい
る。
【００１０】本発明では、前記鋳型１に炭素鋼の溶湯を
注鋳鍋４によって鋳込み、該鋳型１を回転することによ
って遠心鋳造することで炭素鋼外層５を得、その後、図
１（２）で示すように前記鋳型１に耐摩耗鋼（望ましく
は２７Ｃｒ鋳鉄）の溶湯を注鋳器４Ａによって鋳込んで
遠心鋳造するとき、前記炭素鋼外層５をバックアップ材
として機能させて遠心鋳造して耐摩耗鋼中間層６を得、
その後、図１（３）で示しているように前記中間層６の
上に炭素鋼の溶湯を注鋳器４Ｂによって鋳込んで遠心鋳
造することで炭素鋼内層７を得るのである。
注鋳鍋４によって鋳込み、該鋳型１を回転することによ
って遠心鋳造することで炭素鋼外層５を得、その後、図
１（２）で示すように前記鋳型１に耐摩耗鋼（望ましく
は２７Ｃｒ鋳鉄）の溶湯を注鋳器４Ａによって鋳込んで
遠心鋳造するとき、前記炭素鋼外層５をバックアップ材
として機能させて遠心鋳造して耐摩耗鋼中間層６を得、
その後、図１（３）で示しているように前記中間層６の
上に炭素鋼の溶湯を注鋳器４Ｂによって鋳込んで遠心鋳
造することで炭素鋼内層７を得るのである。
【００１１】図２を併せて参照して鋳込みタイミングを
具体的に説明すると、図２において、Ａは前記外層５の
フロー、Ｂは前記中間層６のフローおよびＣは前記内層
７のフローをそれぞれ示している。フローＡについて
は、約２分３０秒当たりでの鋳込み開始Ａ−２の準備工
程Ａ−１において、出鋼温度で出鋼した後、出鋼温度よ
り低い温度となったときスラグ掻を実施してからフラッ
クス添加、鍋合せを行った後に鋳込みを開始Ａ−２する
のであり、この鋳込による遠心鋳造工程Ａ−３における
固液混合領域Ａ−４を経由して固体領域Ａ−５において
フローＢで示すように耐摩耗鋼（２７Ｃｒ鋳鉄）の溶湯
を図２のフローＢでは４分当りで鋳込み遠心鋳造するの
である。
具体的に説明すると、図２において、Ａは前記外層５の
フロー、Ｂは前記中間層６のフローおよびＣは前記内層
７のフローをそれぞれ示している。フローＡについて
は、約２分３０秒当たりでの鋳込み開始Ａ−２の準備工
程Ａ−１において、出鋼温度で出鋼した後、出鋼温度よ
り低い温度となったときスラグ掻を実施してからフラッ
クス添加、鍋合せを行った後に鋳込みを開始Ａ−２する
のであり、この鋳込による遠心鋳造工程Ａ−３における
固液混合領域Ａ−４を経由して固体領域Ａ−５において
フローＢで示すように耐摩耗鋼（２７Ｃｒ鋳鉄）の溶湯
を図２のフローＢでは４分当りで鋳込み遠心鋳造するの
である。
【００１２】なお、フローＢについては、２７Ｃｒ鋳鉄
の準備工程Ｂ−１においてはスラグ掻き温度を確認した
上でＢ−２に示すように温度低下を確認してから出湯す
るのであるが、このとき、符号Ｄで示すように外層温度
を測温したことを確認した上で出湯するのである。フロ
ーＡの鋳込み開始Ａ−２のときのフローＢにおける溶湯
温度を確認（測温）した上でこれから低下した時点にお
いて、鋳込み開始Ｂ−３（約４分当り）するのであり、
但しフローＢにおける鋳込み開始Ｂ−３の温度は温度差
ΔＴ＝１９０℃）とすることが条件である。
の準備工程Ｂ−１においてはスラグ掻き温度を確認した
上でＢ−２に示すように温度低下を確認してから出湯す
るのであるが、このとき、符号Ｄで示すように外層温度
を測温したことを確認した上で出湯するのである。フロ
ーＡの鋳込み開始Ａ−２のときのフローＢにおける溶湯
温度を確認（測温）した上でこれから低下した時点にお
いて、鋳込み開始Ｂ−３（約４分当り）するのであり、
但しフローＢにおける鋳込み開始Ｂ−３の温度は温度差
ΔＴ＝１９０℃）とすることが条件である。
【００１３】このように、フローＡにおける固体領域Ａ
−５においてフローＢで示すように鋳込み開始Ｂ−３し
て遠心鋳造を続行することによって炭素鋼外層５をバッ
クアップ材としてフローＢの耐摩耗鋼中間層６が遠心鋳
造され、両者の界面は金属学的に密着され、割れ等のト
ラブルが回避できるのである。一方、フローＣについて
は、出鋼温度で、出鋼してから温度低下した時点で、ス
ラグ掻およびフラックス添加並びに鍋合わせ等の準備工
程Ｃ−１を経由した後、中間層６の上に炭素鋼の溶湯を
鋳込み開始Ｃ−２（約６分当り）して遠心鋳造を続行す
ることによって、本実施の形態においては外層外径２１
０．４ｍ／ｍ、中間層外径（外層内径）１８５．４ｍ／
ｍ、内挿外径（中間層内径）１５５．４ｍ／ｍで内挿内
径１３０．４ｍ／ｍで長さ３５２９ｍ／ｍのロール状で
三層構造の複合層材１０を得ることができたのである。
−５においてフローＢで示すように鋳込み開始Ｂ−３し
て遠心鋳造を続行することによって炭素鋼外層５をバッ
クアップ材としてフローＢの耐摩耗鋼中間層６が遠心鋳
造され、両者の界面は金属学的に密着され、割れ等のト
ラブルが回避できるのである。一方、フローＣについて
は、出鋼温度で、出鋼してから温度低下した時点で、ス
ラグ掻およびフラックス添加並びに鍋合わせ等の準備工
程Ｃ−１を経由した後、中間層６の上に炭素鋼の溶湯を
鋳込み開始Ｃ−２（約６分当り）して遠心鋳造を続行す
ることによって、本実施の形態においては外層外径２１
０．４ｍ／ｍ、中間層外径（外層内径）１８５．４ｍ／
ｍ、内挿外径（中間層内径）１５５．４ｍ／ｍで内挿内
径１３０．４ｍ／ｍで長さ３５２９ｍ／ｍのロール状で
三層構造の複合層材１０を得ることができたのである。
【００１４】なお、外層５の層厚は１２．５ｍ／ｍ、重
量は２１５ｋｇ、中間層６の層厚は１５．０ｍ／ｍ、重
量は２２２ｋｇ、内層７の層厚は１２．５ｍ／ｍ、重量
は１５５ｋｇであった。上述した遠心鋳造法に用いるフ
ラックスの組成は、２０〜３０重量％のＳｉＯ２、２０
〜３０重量％のＣａＯ、２０〜３０重量％のＮａ２０お
よびその他（２０〜３０重量％）を事前に溶解して添加
するものである。
量は２１５ｋｇ、中間層６の層厚は１５．０ｍ／ｍ、重
量は２２２ｋｇ、内層７の層厚は１２．５ｍ／ｍ、重量
は１５５ｋｇであった。上述した遠心鋳造法に用いるフ
ラックスの組成は、２０〜３０重量％のＳｉＯ２、２０
〜３０重量％のＣａＯ、２０〜３０重量％のＮａ２０お
よびその他（２０〜３０重量％）を事前に溶解して添加
するものである。
【００１５】この鋳造法によって製造されたパイプ形の
複合層材１０は、図３（１）で示しており、各層の界面
は金属学的に密着していることから、柱材、配管材等に
利用できるのである。また、図３（１）で示した複合層
材１０を、加熱炉に装入して加熱してから、プレス型に
よってプレス加工することによって偏平形状にしその両
側縁を切断することで図３（２）で示すように展開され
た板状の複合層材１０Ａを簡単に得ることができる。
複合層材１０は、図３（１）で示しており、各層の界面
は金属学的に密着していることから、柱材、配管材等に
利用できるのである。また、図３（１）で示した複合層
材１０を、加熱炉に装入して加熱してから、プレス型に
よってプレス加工することによって偏平形状にしその両
側縁を切断することで図３（２）で示すように展開され
た板状の複合層材１０Ａを簡単に得ることができる。
【００１６】更に、図３（１）で示した三層構造の複合
層材１０は、その外層５については炭素鋼であることか
ら、切削性も良好でこれ故、当該外層５を切削除去して
図４（１）で示すように二層構造でパイプ乃至ロール状
の複合層材１０Ｂを得ることができ、この層材１０Ｂは
外層が耐摩耗鋼であることから、テーブルローラ、搬送
ローラ等に利用できるのであり、更に、図４（１）で示
した複合層材１０Ｂを前述したように加熱、プラス成
形、切断等の工程を経由することで図４（２）で示した
二層構造の板状材１０Ｃを展開製作でき、これは、例え
ばバイメタル等に利用可能である。
層材１０は、その外層５については炭素鋼であることか
ら、切削性も良好でこれ故、当該外層５を切削除去して
図４（１）で示すように二層構造でパイプ乃至ロール状
の複合層材１０Ｂを得ることができ、この層材１０Ｂは
外層が耐摩耗鋼であることから、テーブルローラ、搬送
ローラ等に利用できるのであり、更に、図４（１）で示
した複合層材１０Ｂを前述したように加熱、プラス成
形、切断等の工程を経由することで図４（２）で示した
二層構造の板状材１０Ｃを展開製作でき、これは、例え
ばバイメタル等に利用可能である。
【００１７】なお、上述では横型遠心鋳造法を例示した
が、縦型遠心鋳造法であっても良い。
が、縦型遠心鋳造法であっても良い。
【００１８】
【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、二層又は
三層構造でかつ層間剥離の少ない複合層材を遠心鋳造に
よって得ることができるし、このようにして製造された
複合層材は、配管部材、搬送ローラ、バイメタル等の機
械部品として最適となる。
三層構造でかつ層間剥離の少ない複合層材を遠心鋳造に
よって得ることができるし、このようにして製造された
複合層材は、配管部材、搬送ローラ、バイメタル等の機
械部品として最適となる。
【図１】（１）（２）（３）は鍛造順序を示す断面図で
ある。
ある。
【図２】鍛造タイミングを示しフロー図である。
【図３】（１）は三層構造のパイプ材であり、（２）は
同じく板材である。
同じく板材である。
【図４】（１）は二層構造のロール材であり、（２）は
同じく板材である。
同じく板材である。
１ 鋳型 ５ 外層 ６ 中間層 ７ 内層 １０ 複合層材
Claims (7)
- 【請求項１】 遠心鋳造用鋳型に炭素鋼の溶湯を鋳込ん
で遠心鋳造することで炭素鋼外層を得、その後、耐摩耗
鋼の溶湯を鋳込んで遠心鋳造するとき、前記炭素鋼外層
をバックアップ材として機能させて遠心鋳造して耐摩耗
鋼中間層を得、その後、該中間層の上に炭素鋼の溶湯を
鋳込んで遠心鋳造することで炭素鋼内層を得ることを特
徴とする複合層材の製造法。 - 【請求項２】 請求項１によって得られた三層構造の複
合層材のうち、炭素鋼外層を切削除去することにより、
耐摩耗鋼の外層と炭素鋼の内層とからなる二層構造の複
合層材を得ることを特徴とする複合層材の製造法。 - 【請求項３】 請求項１によって得られた三層構造のロ
ール状とされていることを特徴とする複合層材。 - 【請求項４】 請求項３の三層構造のロール材を展開し
て三層構造の板状材とされていることを特徴とする複合
層材。 - 【請求項５】 請求項２によって得られた二層構造のロ
ール状とされていることを特徴とする複合層材。 - 【請求項６】 請求項４の二層構造のロール材を展開し
て二層構造の板状材とされていることを特徴とする複合
層材。 - 【請求項７】 請求項３〜６の耐摩耗鋼は、２７Ｃｒ鋳
鉄であることを特徴とする複合層材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10212869A JP2000042705A (ja) | 1998-07-28 | 1998-07-28 | 複合層材の製造方法及び複合層材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10212869A JP2000042705A (ja) | 1998-07-28 | 1998-07-28 | 複合層材の製造方法及び複合層材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000042705A true JP2000042705A (ja) | 2000-02-15 |
Family
ID=16629636
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10212869A Pending JP2000042705A (ja) | 1998-07-28 | 1998-07-28 | 複合層材の製造方法及び複合層材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000042705A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR101387020B1 (ko) | 2013-07-31 | 2014-04-29 | (주) 비젼스페샬 | 액상 주조 접합기술을 이용한 이송 파이프 겸용 열연 롤의 제조방법 |
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-
1998
- 1998-07-28 JP JP10212869A patent/JP2000042705A/ja active Pending
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