JP2000345290A - 銅および銅合金用熱間圧延ロール - Google Patents

銅および銅合金用熱間圧延ロール

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JP2000345290A
JP2000345290A JP11157744A JP15774499A JP2000345290A JP 2000345290 A JP2000345290 A JP 2000345290A JP 11157744 A JP11157744 A JP 11157744A JP 15774499 A JP15774499 A JP 15774499A JP 2000345290 A JP2000345290 A JP 2000345290A
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copper
hardness
copper alloy
rolling roll
hot roll
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Shigeru Kanehara
茂 金原
Yukio Iwashige
幸雄 岩栄
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Daido Steel Co Ltd
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Daido Steel Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、圧延に使用する面の肌あれ、ヒー
トクラックおよび摩耗が少ない銅および銅合金用熱間圧
延ロールを提供すること。 【解決手段】 重量%で、C:0.20〜0.60%、
Si:0.80%未満、Mn:0.1〜2.0%、C
r:2.0〜9.0%、MoとWを単独または複合で2
Mo+W:3.5〜12.0%およびV:0.01〜
2.5%を含有し、残部がFeおよび不可避不純物から
なる組成を有し、硬さがHRC57〜62であることを
特徴とする銅および銅合金用熱間圧延ロール。 【効果】本発明の銅および銅合金用熱間圧延ロールは、
上記構成にしたことにより、使用面の肌あれ、ヒートク
ラックおよび摩耗が少なく、従来のものより約2〜2.
1倍の圧延に使用することができるという優れた効果を
奏する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、銅および銅合金用
熱間圧延ロールに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、銅および銅合金用熱間圧延ロール
は、JISのSKD61(C:0.32〜0.42%、
Si:0.80〜1.20%、Mn:0.50%以下、
P:0.030%以下、S:0.030%以下、Cr:
4.5〜5.50、Mo:1.00〜1.50%、V:
0.80〜1.20%を含有し、残部がFe)の熱間工
具鋼で製造され、硬度をHRC55〜56に調整したも
のが用いられていた。
【0003】しかし、このSKD61を用いて製造した
銅および銅合金用熱間圧延ロールは、熱間圧延すると圧
延面の肌あれが激しく、ヒートクラックが発生し易く、
また摩耗も大きいため、500〜600t程度の圧延を
すると圧延面を改削(圧延面の切削および研磨)する必
要があり、この改削を5〜7回行うと新しいロールに交
換する必要があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、使用面の肌
あれ、ヒートクラックおよび摩耗が少ない銅および銅合
金用熱間圧延ロールを提供することを課題としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明者らは、銅および銅合金用熱間圧延ロール
(以下、「銅合金用熱間圧延ロール」という。)につい
て、成分組成、硬さなどについて鋭意研究していたとこ
ろ、SKD61よりSi含有量を少なくするとともに、
硬度をHRC57〜62に調整すると、圧延面の肌あれ
およびヒートクラックの発生が少なく、また摩耗も小さ
くなるとの知見を得て本発明をなしたものである。
【0006】すなわち、本発明の銅合金用熱間圧延ロー
ルにおいては、C:0.20〜0.60%、Si:0.
80%未満、Mn:0.1〜2.0%、Cr:2.0〜
9.0%、MoとWを単独または複合で2Mo+W:
3.5〜12.0%およびV:0.01〜2.5%を含
有し、残部がFeおよび不可避不純物からなる組成を有
し、圧延面などの硬さをHRC57〜62にしたものと
することである。
【0007】また、本発明の銅合金用熱間圧延ロールに
おいては、C:0.20〜0.60%、Si:0.80
%未満、Mn:0.1〜2.0%、Cr:2.0〜9.
0%、MoとWを単独または複合で2Mo+W:3.5
〜12.0%およびV:0.01〜2.5%を含有し、
更にNb:0.01〜1.5%、Ta:0.01〜1.
5%、Zr:0.01〜1.5%、Hf:0.01〜
1.5%、Ti:0.01〜1.5%、Sc:0.00
1〜1.5%、Y:0.001〜1.5%、Co:1.
0〜10.0%、Ni:0.01〜2.0%、Cu:
0.25〜1.0%、B:0.001〜0.050%お
よびREM:0.001〜0.60%の1種または2種
以上を含有し、残部がFeおよび不可避不純物からなる
組成を有し、圧延面などの硬さをHRC57〜62にし
たものとすることである。
【0008】
【発明の実施の形態】次に、本発明の銅合金用熱間圧延
ロールの成分およびその含有量を限定した理由を説明す
る。 C:0.20〜0.60% Cは、銅合金用熱間圧延ロールに必要な強度、硬さおよ
び耐摩耗性を確保するために含有させる元素である。そ
の含有量が0.20%より少ないと上記性質が得られ
ず、また0.60%を超えると靱性および加工性が低下
するので、その含有量を0.20〜0.60%とする。
【0009】Si:0.80%未満 Siは、鋼の製造時に脱酸剤として添加する元素である
が、焼入性を向上させるとともに、基地を強化し、降伏
点を高め、高温での表面酸化を阻止するとともに疲労限
を向上させるのに有効な元素である。しかし、多量にな
ると熱伝導性を低下させるとともに靱性を劣化させて銅
合金用熱間圧延ロールの寿命を短縮するので、その含有
量を0.80%未満とする。
【0010】Mn:0.1〜2.0% Mnは、脱酸および脱硫剤として作用して鋼の清浄度を
高めるとともに、焼入性を向上させるので、そのために
含有させる元素である。その効果を得るためには0.1
%以上含有させる必要があるが、2.0%を超えると熱
間加工性を低下させるので、その含有量を0.1〜2.
0%とする。 Cr:2.0〜9.0% Crは、強度、特に高温強度を高くさせるとともに、耐
熱衝撃性を高くさせるので、そのために含有させる元素
である。その効果を得るためには2.0%以上含有させ
る必要があるが、9.0%を超えると靱性および加工性
を低下させるので、その含有量を2.0〜9.0%とす
る。
【0011】MoとWを単独または複合で2Mo+W:
3.5〜12.0% MoおよびWは、Cと結合して炭化物を形成して熱処理
硬さおよび耐摩耗性を向上させ、またWは高温強度を高
くし、Moは靱性高くするので、そのために含有させる
元素である。その効果を得るためには単独または複合で
2Mo+W:3.5%以上含有させる必要があるが、1
2.0%を超えると靱性を低下させるとともに、粗大炭
化物も多くなり、疲労特性に悪影響を与えるので、その
含有量をそれぞれ0.1〜6.0%とする。
【0012】V:0.01〜2.5% Vは、Cと結合して固溶しにくい炭化物を多量に形成
し、耐摩耗性および耐焼付性を向上させ、かつ焼入れ時
に溶解した炭化物が焼戻し時に微細な炭化物として析出
して高温における軟化抵抗を大きくさせるので、そのた
めに含有させる元素である。その効果を得るためには
0.01%以上含有させる必要があるが、2.5%を超
えると靱性が低下するとともに、粗大炭化物も多くな
り、疲労特性に悪影響を与えるので、その含有量を0.
01〜2.5%とする。
【0013】Nb:0.01〜1.5%、Ta:0.0
1〜1.5%、Zr:0.01〜1.5%、Hf:0.
01〜1.5%、Ti:0.01〜1.5%、Sc:
0.001〜1.5%、Y:0.001〜1.5% Nb、Ta、Zr、Hf、Ti、ScおよびYは、いず
れも炭化物を生成して熱処理硬さおよび耐摩耗性を向上
させるのに有効であるので、そのために含有させる元素
である。その効果を得るためには0.01%以上または
0.001%以上含有させる必要があるが、1.5%を
超えると靱性を低下させるので、その含有量をそれぞれ
0.01〜1.5%または0.001〜1.5%とす
る。
【0014】Co:1.0〜10.0%、Ni:0.0
1〜2.0%、Cu:0.25〜1.0%、B:0.0
01〜0.050%およびREM:0.001〜0.6
0% Co、Ni、Cu、BおよびREMは、いずれも基地を
強化して強度、耐衝撃性、耐ヒートクラック性を高め、
またBは焼入性を高めるとともに鋼中のNをBNの形で
固定してNの悪影響をなくすのに有効であるので、その
ために含有させる元素である。その効果を得るためには
Coは1.0%以上、Niは0.01%以上、Cuは
0.2%以上、BおよびREMは0.001%以上含有
させる必要があるが、多過ぎると靱性を低下させたり、
焼戻し硬さを必要以上に高くさせたりするので、その上
限を上記のとおりする。
【0015】硬さをHRC57〜62にする理由を説明
する。硬さがHRC57より低くなると、肌あれおよび
耐摩耗性が大きくなり、また硬さが低くなると強度も低
下し、耐ヒートクラック性も低下するので、硬さをHR
C57以上にする必要がある。しかし、硬さがHRC6
2を超えると、硬くなり過ぎて靱性が低下して耐ヒート
クラック性が低下するので、硬さをHRC57〜62に
する。本発明の銅合金用熱間圧延ロールの圧延面などの
硬さをHRC57〜62にするには、例えば焼入れを1
100〜1180℃から油冷却し、焼戻しを500〜6
00℃から空冷することによって行うことができる。
【0016】以下、本発明の実施例を説明する。
【実施例】下記表1に示す発明例および比較例の鋼を真
空誘導炉によって溶製した後、鋳造してインゴットを得
た。このインゴットを分塊鍛造および鍛造して鋼材と
し、この鋼材を機械加工して外径204mm、内径13
3mm、幅73mmで、外周の中央に幅8.2mm、深
さ3.6mmの断面が円弧状の溝を有する銅合金用熱間
圧延ロール(カリバーロール)を作成した。この銅合金
用熱間圧延ロールを下記表2に記載した条件で熱処理
し、下記表2に記載した硬さにした。
【0017】上記工程で製造した銅合金用熱間圧延ロー
ルをロールシャフトに組み立てて銅合金を熱間圧延し、
改削をする必要になった時点までの圧延量(1回の改削
当たりの圧延量)を測定するとともに、その時点での表
面状態を観察した。その結果を下記表2の圧延量および
使用後の状況の欄に記載した。
【0018】
【表1】
【0019】
【表2】
【0020】これらの結果より、本発明の実施例の銅合
金用熱間圧延ロールは、1回の改削当たりの圧延量が9
40〜1010Tであったのに対して、比較例1の従来
のSKD61製のものは、実施例のものの約1/2.0
〜1/2.1の485Tであり、MoおよびSiが少な
い比較例2のものは、実施例の約1/1.2〜1/1.
3の800Tであった。また、使用後の銅合金用熱間圧
延ロールの使用面の状況は、実施例と比較例2のもの
は、ヒートクラックによる微細なクラックを生じ、これ
が肌あれとなったのに対して、比較例1のものは、ヒー
トクラックにより深さ2mm程度のクラックを生じた。
【0021】
【発明の効果】本発明の銅および銅合金用熱間圧延ロー
ルは、上記構成にしたことにより、使用面の肌あれ、ヒ
ートクラックおよび摩耗が少なく、従来のものより約2
〜2.1倍の圧延に使用することができるという優れた
効果を奏する。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で(以下同じ)、C:0.20〜
    0.60%、Si:0.80%未満、Mn:0.1〜
    2.0%、Cr:2.0〜9.0%、MoとWを単独ま
    たは複合で2Mo+W:3.5〜12.0%およびV:
    0.01〜2.5%を含有し、残部がFeおよび不可避
    不純物からなる組成を有し、硬さがHRC57〜62で
    あることを特徴とする銅および銅合金用熱間圧延ロー
    ル。
  2. 【請求項2】 C:0.20〜0.60%、Si:0.
    80%未満、Mn:0.1〜2.0%、Cr:2.0〜
    9.0%、MoとWを単独または複合で2Mo+W:
    3.5〜12.0%およびV:0.01〜2.5%を含
    有し、更にNb:0.01〜1.5%、Ta:0.01
    〜1.5%、Zr:0.01〜1.5%、Hf:0.0
    1〜1.5%、Ti:0.01〜1.5%、Sc:0.
    001〜1.5%およびY:0.001〜1.5%の1
    種または2種以上を含有し、残部がFeおよび不可避不
    純物からなる組成を有し、硬さがHRC57〜62であ
    ることを特徴とする銅および銅合金用熱間圧延ロール。
  3. 【請求項3】 C:0.20〜0.60%、Si:0.
    80%未満、Mn:0.1〜2.0%、Cr:2.0〜
    9.0%、MoとWを単独または複合で2Mo+W:
    3.5〜12.0%およびV:0.01〜2.5%を含
    有し、更にCo:1.0〜10.0%、Ni:0.01
    〜2.0%、Cu:0.25〜1.0%、B:0.00
    1〜0.050%およびREM:0.001〜0.60
    %の1種または2種以上を含有し、残部がFeおよび不
    可避不純物からなる組成を有し、硬さがHRC57〜6
    2であることを特徴とする銅および銅合金用熱間圧延ロ
    ール。
  4. 【請求項4】 C:0.20〜0.60%、Si:0.
    80%未満、Mn:0.1〜2.0%、Cr:2.0〜
    9.0%、MoとWを単独または複合で2Mo+W:
    3.5〜12.0%およびV:0.01〜2.5%を含
    有し、更にNb:0.01〜1.5%、Ta:0.01
    〜1.5%、Zr:0.01〜1.5%、Hf:0.0
    1〜1.5%、Ti:0.01〜1.5%、Sc:0.
    001〜1.5%およびY:0.001〜1.5%の1
    種または2種以上を含有し、またCo:1.0〜10.
    0%、Ni:0.01〜2.0%、Cu:0.25〜
    1.0%、B:0.001〜0.050%およびRE
    M:0.001〜0.60%の1種または2種以上を含
    有し、残部がFeおよび不可避不純物からなる組成を有
    し、硬さがHRC57〜62であることを特徴とする銅
    および銅合金用熱間圧延ロール。
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