JP2002143909A - 耐スポーリング性の高い高速度工具鋼製ロールとその製造方法 - Google Patents
耐スポーリング性の高い高速度工具鋼製ロールとその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 高速度工具鋼を材料とし、表層部は高い硬さ
を維持しながら芯部は硬さを低くして靭性を高めたロー
ルであって、耐スポーリング性が高いロールの提供。 【解決手段】 重量％で、Ｃ：０．５〜１．５％，Ｓ
ｉ：０．０５〜２％，Ｍｎ：０．１〜１％，Ｃｒ：３．
５〜７％，Ｍｏ：２〜１０％，Ｗ：０．５〜２０％およ
びＶ：０．８〜２％、場合によってはさらにＣｏ：１２
％以下を含有し、残部がＦｅからなる高速度工具鋼をロ
ール形状に加工し、高周波移動加熱により、ロール表層
部を選択的に焼入れし、その硬さをＨＲＣで６４〜７２
とし、一方、芯部の硬さは表層部よりＨＲＣで２以上、
最適には１０以上低い値のまま保つ。上記成分に加え
て、Ｓ：０．０１〜０．２％，Ｔｅ：０．００５〜０．
０５％，Ｐｂ：０．０５〜０．５％，Ｂｉ：０．０１５
〜０．１５％，ＲＥＭ：０．０１％以下およびＳｅ：
０．０２〜０．２％の1種以上を含有してもよい。
を維持しながら芯部は硬さを低くして靭性を高めたロー
ルであって、耐スポーリング性が高いロールの提供。 【解決手段】 重量％で、Ｃ：０．５〜１．５％，Ｓ
ｉ：０．０５〜２％，Ｍｎ：０．１〜１％，Ｃｒ：３．
５〜７％，Ｍｏ：２〜１０％，Ｗ：０．５〜２０％およ
びＶ：０．８〜２％、場合によってはさらにＣｏ：１２
％以下を含有し、残部がＦｅからなる高速度工具鋼をロ
ール形状に加工し、高周波移動加熱により、ロール表層
部を選択的に焼入れし、その硬さをＨＲＣで６４〜７２
とし、一方、芯部の硬さは表層部よりＨＲＣで２以上、
最適には１０以上低い値のまま保つ。上記成分に加え
て、Ｓ：０．０１〜０．２％，Ｔｅ：０．００５〜０．
０５％，Ｐｂ：０．０５〜０．５％，Ｂｉ：０．０１５
〜０．１５％，ＲＥＭ：０．０１％以下およびＳｅ：
０．０２〜０．２％の1種以上を含有してもよい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ロール圧延装置に
使用する、高速度工具鋼製のワークロールやバックアッ
プロールの改良に関する。
使用する、高速度工具鋼製のワークロールやバックアッ
プロールの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】圧延用のロールは、表面にヘルツ圧力に
よるスポーリング現象が生じると、被圧延材の表面品質
が低下する．これを防ぐため、ワークロールには硬さが
高い材料を使用し、それと組み合わせるバックアップロ
ールには、ワークロールに対してある程度硬さが低い材
料を使用してきた。近年、より薄い圧延製品を製造する
ことが求められ、その結果、ワークロールとしていっそ
う硬さが高いものが必要になり、それに伴って、バック
アップロールとしても硬さの高いものを用いる必要が出
てきた。
よるスポーリング現象が生じると、被圧延材の表面品質
が低下する．これを防ぐため、ワークロールには硬さが
高い材料を使用し、それと組み合わせるバックアップロ
ールには、ワークロールに対してある程度硬さが低い材
料を使用してきた。近年、より薄い圧延製品を製造する
ことが求められ、その結果、ワークロールとしていっそ
う硬さが高いものが必要になり、それに伴って、バック
アップロールとしても硬さの高いものを用いる必要が出
てきた。
【０００３】ロールの材料としては、従来使用されてき
た構造用炭素鋼やクロム鋼から、冷間工具鋼や高速度工
具鋼に重点が移り、さらには超硬工具鋼へと、硬さがよ
り高いものが選択されるという変化がみられる。圧延製
品の薄厚化と、それに伴ってより硬い圧延用ロールを使
用するという傾向は、圧延技術の諸分野に急速に広がり
つつある。このような動きの結果、従来はワークロール
にしか使用していなかった高速度工具鋼が、バックアッ
プロールにまで使用されるようになり、高速度工具鋼ロ
ールの需要が拡大している。
た構造用炭素鋼やクロム鋼から、冷間工具鋼や高速度工
具鋼に重点が移り、さらには超硬工具鋼へと、硬さがよ
り高いものが選択されるという変化がみられる。圧延製
品の薄厚化と、それに伴ってより硬い圧延用ロールを使
用するという傾向は、圧延技術の諸分野に急速に広がり
つつある。このような動きの結果、従来はワークロール
にしか使用していなかった高速度工具鋼が、バックアッ
プロールにまで使用されるようになり、高速度工具鋼ロ
ールの需要が拡大している。
【０００４】ところが、高速度工具鋼の、とくに高硬度
域での使用にともない、ロール表面のスポーリング現象
が引き起こすロール表面キズを基点とする、ロール全体
の破損という事故が、しばしば発生するようになった。
ロールの破損は、そのロールだけでなく、他のロールの
損傷、ひいては圧延装置の損傷を招く危険がある。それ
ゆえ、まず、高硬度化された高速度工具鋼製ロールそれ
自体の破損を防止することが必要でる。
域での使用にともない、ロール表面のスポーリング現象
が引き起こすロール表面キズを基点とする、ロール全体
の破損という事故が、しばしば発生するようになった。
ロールの破損は、そのロールだけでなく、他のロールの
損傷、ひいては圧延装置の損傷を招く危険がある。それ
ゆえ、まず、高硬度化された高速度工具鋼製ロールそれ
自体の破損を防止することが必要でる。
【０００５】上記の課題の解決に取り組んだ発明者ら
は、被圧延材との接触やバックアップロールとの接触が
あるロール表層部においては高い硬さを確保し、一方、
芯部が強靭であるという特性を、１本のロールが兼ね備
えたものを製造することを意図して、代表的な高速度工
具鋼であるＪＩＳ−ＳＫＨ５１およびＳＫＨ５５を対象
に研究を進めた。その結果、後記する実施例にみるよう
に、硬さが高まるにつれて靭性が低くなるという予想が
正しいことが確認され、また、ある硬さにおいて靭性が
急激に低下することと、硬さにＨＲＣで２以上の低下が
あれば、たわみ量にして１０％以上の向上がみられると
いうことなどがわかった。
は、被圧延材との接触やバックアップロールとの接触が
あるロール表層部においては高い硬さを確保し、一方、
芯部が強靭であるという特性を、１本のロールが兼ね備
えたものを製造することを意図して、代表的な高速度工
具鋼であるＪＩＳ−ＳＫＨ５１およびＳＫＨ５５を対象
に研究を進めた。その結果、後記する実施例にみるよう
に、硬さが高まるにつれて靭性が低くなるという予想が
正しいことが確認され、また、ある硬さにおいて靭性が
急激に低下することと、硬さにＨＲＣで２以上の低下が
あれば、たわみ量にして１０％以上の向上がみられると
いうことなどがわかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
した発明者らの新知見を活用し、ロールの位置における
硬さの分布をコントロールし、表層部は高い硬さを維持
しながら芯部は硬さを低くして靭性を高めたロールであ
って、高硬度ロールに期待される性能を発揮できるとと
もに、耐スポーリング性が高く急激な大破損の心配がな
い、圧延用の高速度工具鋼製ロールを提供することにあ
る。このような高速度工具鋼製ロールの製造方法を提供
することもまた、本発明の目的に含まれる。
した発明者らの新知見を活用し、ロールの位置における
硬さの分布をコントロールし、表層部は高い硬さを維持
しながら芯部は硬さを低くして靭性を高めたロールであ
って、高硬度ロールに期待される性能を発揮できるとと
もに、耐スポーリング性が高く急激な大破損の心配がな
い、圧延用の高速度工具鋼製ロールを提供することにあ
る。このような高速度工具鋼製ロールの製造方法を提供
することもまた、本発明の目的に含まれる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明の耐スポーリング性の高い高速度工具鋼製ロールの
ひとつの態様は、重量％で、Ｃ：０．５〜１．５％，Ｓ
ｉ：０．０５〜２．０％，Ｍｎ：０．１〜１．０％，Ｃ
ｒ：３．５〜７．０％，Ｍｏ：２．０〜１０．０％，
Ｗ：０．５〜２０．０％、およびＶ：０．８〜２．０％
を含有し、残部がＦｅおよび不可避な不純物からなる合
金組成の高速度工具鋼（代表例はＳＫＨ５１）をロール
形状に加工してなり、ロール表層部の硬さがＨＲＣで６
４〜７２であり、芯部の硬さが表層部よりＨＲＣで２以
上低い値であることを特徴とする。
発明の耐スポーリング性の高い高速度工具鋼製ロールの
ひとつの態様は、重量％で、Ｃ：０．５〜１．５％，Ｓ
ｉ：０．０５〜２．０％，Ｍｎ：０．１〜１．０％，Ｃ
ｒ：３．５〜７．０％，Ｍｏ：２．０〜１０．０％，
Ｗ：０．５〜２０．０％、およびＶ：０．８〜２．０％
を含有し、残部がＦｅおよび不可避な不純物からなる合
金組成の高速度工具鋼（代表例はＳＫＨ５１）をロール
形状に加工してなり、ロール表層部の硬さがＨＲＣで６
４〜７２であり、芯部の硬さが表層部よりＨＲＣで２以
上低い値であることを特徴とする。
【０００８】本発明の耐スポーリング性の高い高速度工
具鋼製ロールの、いまひとつの態様は、重量％で、Ｃ：
０．５〜１．５％，Ｓｉ：０．０５〜２．０％，Ｍｎ：
０．１〜１．０％，Ｃｒ：３．５〜７．０％，Ｍｏ：
２．０〜１０．０％，Ｗ：０．５〜２０．０％，Ｖ：
０．８〜２．０％、およびＣｏ：１２％以下を含有し、
残部がＦｅおよび不可避な不純物からなる合金組成の高
速度工具鋼（代表例はＳＫＨ５５）をロール形状に加工
してなり、ロール表層部の硬さがＨＲＣで６４〜７２で
あり、芯部の硬さが表層部よりＨＲＣで２以上低い値で
あることを特徴とする。
具鋼製ロールの、いまひとつの態様は、重量％で、Ｃ：
０．５〜１．５％，Ｓｉ：０．０５〜２．０％，Ｍｎ：
０．１〜１．０％，Ｃｒ：３．５〜７．０％，Ｍｏ：
２．０〜１０．０％，Ｗ：０．５〜２０．０％，Ｖ：
０．８〜２．０％、およびＣｏ：１２％以下を含有し、
残部がＦｅおよび不可避な不純物からなる合金組成の高
速度工具鋼（代表例はＳＫＨ５５）をロール形状に加工
してなり、ロール表層部の硬さがＨＲＣで６４〜７２で
あり、芯部の硬さが表層部よりＨＲＣで２以上低い値で
あることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施形態】本発明の高速度工具鋼ロールに使用
する上記の合金組成は、どちらも圧延ロールの材料とし
て一般に使用されている高速度工具鋼の合金成分を包括
したものであって、それ自体は新しいものではない。こ
れらの基本的な合金成分に対しては、さらに、Ｓ：０．
０１〜０．２％，Ｔｅ：０．００５〜０．０５％，Ｐ
ｂ：０．０５〜０．５０％，Ｂｉ：０．０１５〜０．１
５％，ＲＥＭ：０．０１％以下およびＳｅ：０．０２〜
０．２％のいずれか1種または２種以上を含有させるこ
とができる。これらの成分の添加により被削性ないし研
削性を高く得ることができ、ロールの製造に好都合であ
る。
する上記の合金組成は、どちらも圧延ロールの材料とし
て一般に使用されている高速度工具鋼の合金成分を包括
したものであって、それ自体は新しいものではない。こ
れらの基本的な合金成分に対しては、さらに、Ｓ：０．
０１〜０．２％，Ｔｅ：０．００５〜０．０５％，Ｐ
ｂ：０．０５〜０．５０％，Ｂｉ：０．０１５〜０．１
５％，ＲＥＭ：０．０１％以下およびＳｅ：０．０２〜
０．２％のいずれか1種または２種以上を含有させるこ
とができる。これらの成分の添加により被削性ないし研
削性を高く得ることができ、ロールの製造に好都合であ
る。
【００１０】芯部硬さと表層部硬さとの間には、芯部が
表層部よりＨＲＣで５以上低い、大きな差があることが
好ましい。好適な実施例においては、表層部の硬さと芯
部の硬さとの間に、ＨＲＣで１０を超える差がある。
表層部よりＨＲＣで５以上低い、大きな差があることが
好ましい。好適な実施例においては、表層部の硬さと芯
部の硬さとの間に、ＨＲＣで１０を超える差がある。
【００１１】本発明の高速度工具鋼製ロールの製造方法
は、上記した基本的な合金組成、またはそれに被削性改
善元素を添加した合金組成の高速度工具鋼を焼鈍状態で
ロール形状に加工し、高周波焼入れにより表層部だけを
焼入れして硬さをＨＲＣで６４以上とし、芯部の硬さを
表層部の硬さよりＨＲＣで５以上低い値に保ち、硬化し
た表層部の厚さをｔ、ロールの半径をｒとするとき、ｒ
に対するｔの比が、ｔ／ｒ＝０．０５〜０．５の範囲に
あるようにすることを特徴とする。
は、上記した基本的な合金組成、またはそれに被削性改
善元素を添加した合金組成の高速度工具鋼を焼鈍状態で
ロール形状に加工し、高周波焼入れにより表層部だけを
焼入れして硬さをＨＲＣで６４以上とし、芯部の硬さを
表層部の硬さよりＨＲＣで５以上低い値に保ち、硬化し
た表層部の厚さをｔ、ロールの半径をｒとするとき、ｒ
に対するｔの比が、ｔ／ｒ＝０．０５〜０．５の範囲に
あるようにすることを特徴とする。
【００１２】ロール形状の製品の表層部だけを焼き入れ
するには、高周波加熱や電子ビーム照射などの手段が利
用できる。とくに、高周波加熱が好適である。これまで
高周波加熱は、高速度工具鋼製品の焼入れにあまり利用
されなかった。その理由は、高速度工具鋼の焼入れは鋼
の融点に近い高温で行われるため、温度コントロールに
失敗すると溶損事故を起こす危険があったからである。
しかし、ロールのように単純な形状、つまり回転対称な
一定の断面が連続するものにおいては、高周波加熱によ
り焼入れることが有利に行なえ、かえって、加熱条件す
なわち使用周波数、投入電力、コイルのターン数、コイ
ルと被焼入れ材との相対的移動速度および冷却速度など
の選択により、焼入れの程度と硬化層の深さをコントロ
ールすることができる高周波焼入れは、好適な焼入れ手
段である。
するには、高周波加熱や電子ビーム照射などの手段が利
用できる。とくに、高周波加熱が好適である。これまで
高周波加熱は、高速度工具鋼製品の焼入れにあまり利用
されなかった。その理由は、高速度工具鋼の焼入れは鋼
の融点に近い高温で行われるため、温度コントロールに
失敗すると溶損事故を起こす危険があったからである。
しかし、ロールのように単純な形状、つまり回転対称な
一定の断面が連続するものにおいては、高周波加熱によ
り焼入れることが有利に行なえ、かえって、加熱条件す
なわち使用周波数、投入電力、コイルのターン数、コイ
ルと被焼入れ材との相対的移動速度および冷却速度など
の選択により、焼入れの程度と硬化層の深さをコントロ
ールすることができる高周波焼入れは、好適な焼入れ手
段である。
【００１３】本発明の高速度工具鋼製ロールにおいて、
硬さが６４ＨＲＣ以上である表層部を硬化層とし、その
厚さをｔ、ロールの半径をｒとするとき、両者の比が、
ｔ／ｒ＝０．０５〜０．５の範囲にあることが好まし
い。より好ましい範囲は、０．０５≦ｔ／ｒ≦０．３で
ある。
硬さが６４ＨＲＣ以上である表層部を硬化層とし、その
厚さをｔ、ロールの半径をｒとするとき、両者の比が、
ｔ／ｒ＝０．０５〜０．５の範囲にあることが好まし
い。より好ましい範囲は、０．０５≦ｔ／ｒ≦０．３で
ある。
【００１４】通常、圧延ロールは表面の研削を繰り返し
て使用するものであり、硬化層の厚さｔにより、再研削
の可能な回数が左右される。この観点から、通常必要な
再研削可能な回数を与える厚さとして、厚さｔのロール
半径ｒに対する比０．０５を設定した。一方、中心部の
靭性の高い部分は、最低限ロール半径ｒの半分はなけれ
ばならず、ｔ／ｒがこれを超えると、表面でクラックが
発生したとき、進行を食い止めることができない。ｔ／
ｒの上限として好ましい値は０．３であって、これ以下
であれば、ロール表面で発生したクラックを芯部で止め
ることが容易であり、かつ、芯部の径が太いことから、
折損防止の効果が高まる。
て使用するものであり、硬化層の厚さｔにより、再研削
の可能な回数が左右される。この観点から、通常必要な
再研削可能な回数を与える厚さとして、厚さｔのロール
半径ｒに対する比０．０５を設定した。一方、中心部の
靭性の高い部分は、最低限ロール半径ｒの半分はなけれ
ばならず、ｔ／ｒがこれを超えると、表面でクラックが
発生したとき、進行を食い止めることができない。ｔ／
ｒの上限として好ましい値は０．３であって、これ以下
であれば、ロール表面で発生したクラックを芯部で止め
ることが容易であり、かつ、芯部の径が太いことから、
折損防止の効果が高まる。
【００１５】
【実施例１】高速度工具鋼において硬度がＨＲＣで６４
を確保することができるＪＩＳ−ＳＫＨ５１を対象に、
ロール材料の硬さと靭性との関係を調べて、図1に示す
結果を得た。靭性は、直径８mm×長さ９０mmの試料を、
支点間距離６０mmの三点曲げ試験にかけ、その破断時の
たわみ量で評価した。図１のグラフは、硬さの上昇に伴
いたわみ量が低下すること、とくにその傾向はＨＲＣ６
４以上の領域で顕著であることを示している。
を確保することができるＪＩＳ−ＳＫＨ５１を対象に、
ロール材料の硬さと靭性との関係を調べて、図1に示す
結果を得た。靭性は、直径８mm×長さ９０mmの試料を、
支点間距離６０mmの三点曲げ試験にかけ、その破断時の
たわみ量で評価した。図１のグラフは、硬さの上昇に伴
いたわみ量が低下すること、とくにその傾向はＨＲＣ６
４以上の領域で顕著であることを示している。
【００１６】このグラフから、前記した諸事項に加え
て、硬さの差が５以上になると、たわみ量が５０〜１０
０％も増し、その違いは硬さが高い領域ほど大きくなる
こともわかる。
て、硬さの差が５以上になると、たわみ量が５０〜１０
０％も増し、その違いは硬さが高い領域ほど大きくなる
こともわかる。
【００１７】つぎに、実際にロールに発生する大割れを
再現するため、ＳＫＨ５１鋼を径８mm×長さ９０mmに加
工した素材に熱処理を施し、表層部の硬さをＨＲＣ６５
の一定値とし、芯部の硬さと、硬化層の深さｔがロール
半径ｒに占める割合ｔ／ｒとを変化させて、同じく支点
間６０mmの三点曲げ試験により、破壊時のたわみ量を測
定した。結果はつぎの表１に示すとおりであって、芯部
の硬さを２水準にまとめてグラフに表すと、図２のよう
になる。
再現するため、ＳＫＨ５１鋼を径８mm×長さ９０mmに加
工した素材に熱処理を施し、表層部の硬さをＨＲＣ６５
の一定値とし、芯部の硬さと、硬化層の深さｔがロール
半径ｒに占める割合ｔ／ｒとを変化させて、同じく支点
間６０mmの三点曲げ試験により、破壊時のたわみ量を測
定した。結果はつぎの表１に示すとおりであって、芯部
の硬さを２水準にまとめてグラフに表すと、図２のよう
になる。
【００１８】 表 １ 鋼 種 表層部硬さ(HRC) 芯部硬さ(HRC) ｔ／ｒ たわみ量(mm) ＳＫＨ５１ ６５ ６２〜６３ ０．０１ ４．０ ０．１９ ３．３ ０．３１ ２．８ ０．４８ ２．５ ０．５５ ２．２ ＳＫＨ５１ ６５ ５９〜６０．５ ０．０１ ４．０ ０．１２ ４．５ ０．３１ ３．３ ０．４９ ２．７ ０．６１ ２．３ 図２の実線で表した曲線は、表層部と芯部とで、硬さに
ＨＲＣで２〜３の差があるとき、硬化層の厚さｔがロー
ル半径ｒに対して半分以下であれば、芯部に一応の耐折
損性能があることを、また破線で表した曲線は、表層部
と芯部とで硬さにＨＲＣで５以上の差があるとき、硬化
層の厚さｔがロール半径ｒに対して０．３またはそれ以
下であれば、芯部に高い耐折損性能があることを、それ
ぞれ示している。
ＨＲＣで２〜３の差があるとき、硬化層の厚さｔがロー
ル半径ｒに対して半分以下であれば、芯部に一応の耐折
損性能があることを、また破線で表した曲線は、表層部
と芯部とで硬さにＨＲＣで５以上の差があるとき、硬化
層の厚さｔがロール半径ｒに対して０．３またはそれ以
下であれば、芯部に高い耐折損性能があることを、それ
ぞれ示している。
【００１９】つぎに、実際にＪＩＳ−ＳＫＨ５１鋼を鍛
造し、圧延ロール素材を製造した。この素材は、焼鈍状
態で機械加工したもので、直径８０mm×ロール部分実効
長さ５００mmである。これを、水平に置かれた直径９５
mmの高周波（周波数６ｋHz）加熱コイルの中を、上から
下に向けて移動速度１mm／秒で通し、加熱後ただちに水
冷する方法で、連続的な焼入れを行なった。
造し、圧延ロール素材を製造した。この素材は、焼鈍状
態で機械加工したもので、直径８０mm×ロール部分実効
長さ５００mmである。これを、水平に置かれた直径９５
mmの高周波（周波数６ｋHz）加熱コイルの中を、上から
下に向けて移動速度１mm／秒で通し、加熱後ただちに水
冷する方法で、連続的な焼入れを行なった。
【００２０】このようにして表層部だけを焼入れし、高
硬度にしたロール製品について、断面における硬さの分
布をしらべて、図３のグラフを得た。別のロール製品に
対しては、８１３Ｋに加熱する焼ならしを施した。その
製品の硬さ分布も、あわせて図３に示した。図３のグラ
フから、本発明に従う高速度工具鋼ロールは、表層部の
硬さがＨＲＣで６５以上の高硬度であり、一方でその芯
部の硬さはＨＲＣで５５以下、５０に近い低硬度であ
り、薄物圧延用のロールとして高い性能を発揮すること
ができると同時に、強靭であってスポーリングに対する
耐性がきわめて高いロールであることがわかる。
硬度にしたロール製品について、断面における硬さの分
布をしらべて、図３のグラフを得た。別のロール製品に
対しては、８１３Ｋに加熱する焼ならしを施した。その
製品の硬さ分布も、あわせて図３に示した。図３のグラ
フから、本発明に従う高速度工具鋼ロールは、表層部の
硬さがＨＲＣで６５以上の高硬度であり、一方でその芯
部の硬さはＨＲＣで５５以下、５０に近い低硬度であ
り、薄物圧延用のロールとして高い性能を発揮すること
ができると同時に、強靭であってスポーリングに対する
耐性がきわめて高いロールであることがわかる。
【００２１】
【実施例２】ＪＩＳ−ＳＫＨ５５鋼（Ｃｏ５％を含有）
を対象として、実施例１を繰り返した。熱処理硬さとた
わみ量との関係をしらべ、図２に対応する図４のグラフ
を得た。比較のため、Ｃｏを含有しない合金組成の高速
度工具鋼についても測定し、結果を図４に併せて示し
た。図４のグラフも、硬さの上昇に伴いたわみ量が低下
する傾向を示しているが、Ｃｏを含有する高速度工具鋼
は、ＨＲＣ６７くらいまで、靱性が比較的高く保たれる
ことをも示している。
を対象として、実施例１を繰り返した。熱処理硬さとた
わみ量との関係をしらべ、図２に対応する図４のグラフ
を得た。比較のため、Ｃｏを含有しない合金組成の高速
度工具鋼についても測定し、結果を図４に併せて示し
た。図４のグラフも、硬さの上昇に伴いたわみ量が低下
する傾向を示しているが、Ｃｏを含有する高速度工具鋼
は、ＨＲＣ６７くらいまで、靱性が比較的高く保たれる
ことをも示している。
【００２２】ＳＫＨ５５については、表層硬さがＨＲＣ
６７であって芯部硬さがＨＲＣ６０または６５の場合に
ついて、ｔ／ｒに対するたわみ量を調べた。結果は、図
５のグラフに示すとおりであった。
６７であって芯部硬さがＨＲＣ６０または６５の場合に
ついて、ｔ／ｒに対するたわみ量を調べた。結果は、図
５のグラフに示すとおりであった。
【００２３】
【発明の効果】本発明の高速度工具鋼ロールは、一本の
ロールの硬さ分布を位置によって調節し、表層部はＨＲ
Ｃで６４以上の高硬度とし、一方で芯部はＨＲＣでそれ
より２以上、好ましくは５以上、最適な場合は１０以上
低い値としたから、圧延ロールに要求される高硬度と耐
スポーリング性とを兼ね備えたロールである。圧延ロー
ルの破損の心配が実質上ないため、ワークロールが破損
したときに、それだけでなくバックアップロールや圧延
装置そのものまで破壊されるといった事故は、本発明の
ロールを使用することにより、発生が防げる。
ロールの硬さ分布を位置によって調節し、表層部はＨＲ
Ｃで６４以上の高硬度とし、一方で芯部はＨＲＣでそれ
より２以上、好ましくは５以上、最適な場合は１０以上
低い値としたから、圧延ロールに要求される高硬度と耐
スポーリング性とを兼ね備えたロールである。圧延ロー
ルの破損の心配が実質上ないため、ワークロールが破損
したときに、それだけでなくバックアップロールや圧延
装置そのものまで破壊されるといった事故は、本発明の
ロールを使用することにより、発生が防げる。
【００２４】本発明の圧延ロールの製造は、高周波焼入
れ技術の利用により、表層部の硬さの程度とその厚さと
をコントロールすることができる結果、所望の硬さ分布
をもった圧延ロールを得ることが容易である。
れ技術の利用により、表層部の硬さの程度とその厚さと
をコントロールすることができる結果、所望の硬さ分布
をもった圧延ロールを得ることが容易である。
【図１】 本発明の成立に至る過程で行なった実験結果
に関する図であって、ＳＫＨ５１の硬さと靭性との関係
を示すグラフ。
に関する図であって、ＳＫＨ５１の硬さと靭性との関係
を示すグラフ。
【図２】 同じく本発明の成立に至る過程で行なった実
験結果に関する図であって、ＳＫＨ５１の表面硬化層の
厚さとたわみ量との関係を示すグラフ。
験結果に関する図であって、ＳＫＨ５１の表面硬化層の
厚さとたわみ量との関係を示すグラフ。
【図３】 本発明の実施例１のデータであって、ＳＫＨ
５１鋼で製造したロールの硬さの分布を表面からの距離
との関係で示したグラフ。
５１鋼で製造したロールの硬さの分布を表面からの距離
との関係で示したグラフ。
【図４】 ＳＫＨ５５の表面硬化層の厚さとたわみ量と
の関係を示す、図２に対応するグラフ。
の関係を示す、図２に対応するグラフ。
【図５】 本発明の実施例２のデータであって、ＳＫＨ
５５鋼で製造したロールの硬さの分布を表面からの距離
との関係で示した、図３に対応するグラフ。
５５鋼で製造したロールの硬さの分布を表面からの距離
との関係で示した、図３に対応するグラフ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２２Ｃ 38/34 Ｃ２２Ｃ 38/34
Claims (6)
- 【請求項１】 重量％で、Ｃ：０．５〜１．５％，Ｓ
ｉ：０．０５〜２．０％，Ｍｎ：０．１〜１．０％，Ｃ
ｒ：３．５〜７．０％，Ｍｏ：２．０〜１０．０％，
Ｗ：０．５〜２０．０％，およびＶ：０．８〜２．０％
を含有し、残部がＦｅおよび不可避な不純物からなる合
金組成の高速度工具鋼をロール形状に加工してなり、ロ
ール表層部の硬さがＨＲＣで６４〜７２、芯部の硬さが
表層部よりＨＲＣで２以上低い値であることを特徴とす
る耐スポーリング性の高い高速度工具鋼製ロール。 - 【請求項２】 重量％で、Ｃ：０．５〜１．５％，Ｓ
ｉ：０．０５〜２．０％，Ｍｎ：０．１〜１．０％，Ｃ
ｒ：３．５〜７．０％，Ｍｏ：２．０〜１０．０％，
Ｗ：０．５〜２０．０％，Ｖ：０．８〜２．０％および
Ｃｏ：１２％以下を含有し、残部がＦｅおよび不可避な
不純物からなる合金組成の高速度工具鋼をロール形状に
加工してなり、ロール表層部の硬さがＨＲＣで６４〜７
２、芯部の硬さが表層部よりＨＲＣで２以上低い値であ
ることを特徴とする耐スポーリング性の高い高速度工具
鋼製ロール。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２に規定した合金
成分に加え、Ｓ：０．０１〜０．２％，Ｔｅ：０．００
５〜０．０５％，Ｐｂ：０．０５〜０．５０％，Ｂｉ：
０．０１５〜０．１５％，ＲＥＭ：０．０１％以下およ
びＳｅ：０．０２〜０．２％のいずれか1種または２種
以上を含有する高速度工具鋼を使用した請求項１または
請求項２の高速度工具鋼製ロール。 - 【請求項４】 芯部硬さが表層部硬さよりＨＲＣで５以
上低い請求項１ないし請求項３のいずれかの高速度工具
鋼製ロール。 - 【請求項５】 硬さが６４ＨＲＣ以上である表層部を硬
化層とし、その厚さをｔ、ロールの半径をｒとすると
き、両者の比が、ｔ／ｒ＝０．０５〜０．５の範囲にあ
る請求項１ないし請求項４のいずれかの高速度工具鋼製
ロール。 - 【請求項６】 請求項１または請求項２に規定した合金
組成の高速度工具鋼を焼鈍状態でロール形状に加工し、
ロールの表面だけ焼入れして表層部の硬さをＨＲＣで６
４以上とし、芯部の硬さを表層部の硬さよりＨＲＣで５
以上低い値に保ち、硬化した表層部の厚さをｔ、ロール
の半径をｒとするとき、ｒに対するｔの比がｔ／ｒ＝
０．０５〜０．５の範囲にあるようにすることを特徴と
する耐スポーリング性の高い高速度工具鋼製ロールの製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000387653A JP2002143909A (ja) | 2000-08-30 | 2000-12-20 | 耐スポーリング性の高い高速度工具鋼製ロールとその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000-261406 | 2000-08-30 | ||
| JP2000261406 | 2000-08-30 | ||
| JP2000387653A JP2002143909A (ja) | 2000-08-30 | 2000-12-20 | 耐スポーリング性の高い高速度工具鋼製ロールとその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002143909A true JP2002143909A (ja) | 2002-05-21 |
Family
ID=26598829
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000387653A Pending JP2002143909A (ja) | 2000-08-30 | 2000-12-20 | 耐スポーリング性の高い高速度工具鋼製ロールとその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002143909A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012035286A (ja) * | 2010-08-05 | 2012-02-23 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 鍛鋼ロールの製造方法 |
| CN102618788A (zh) * | 2012-03-29 | 2012-08-01 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种具有高耐磨性能的支承辊及其制造方法 |
| DE102014000165A1 (de) * | 2014-01-07 | 2015-07-09 | Horst Diesing | Legierung und Verfahren für matrixinhärent unter tribomechanischer Belastung erzeugte Manganoxidschichten für erhöhte Gebrauchszeiten von warmarbeitenden Werkzeugen aus S(HSS)-Eisenbasislegierungen |
| WO2016074665A1 (de) * | 2014-11-11 | 2016-05-19 | Sms Group Gmbh | Segmentrolle mit einem durch elektronstral gehärteten oberfläche für strang- oder bandgiessanlagen; strang- oder bandgiessanlage mit solchen segmentrollen |
-
2000
- 2000-12-20 JP JP2000387653A patent/JP2002143909A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012035286A (ja) * | 2010-08-05 | 2012-02-23 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 鍛鋼ロールの製造方法 |
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| DE102014000165A1 (de) * | 2014-01-07 | 2015-07-09 | Horst Diesing | Legierung und Verfahren für matrixinhärent unter tribomechanischer Belastung erzeugte Manganoxidschichten für erhöhte Gebrauchszeiten von warmarbeitenden Werkzeugen aus S(HSS)-Eisenbasislegierungen |
| DE102014000165B4 (de) * | 2014-01-07 | 2016-06-09 | Horst Diesing | Legierung für matrixinhärent unter tribomechanischer Belastung erzeugte Manganoxidschichten für erhöhte Gebrauchszeiten von warmarbeitenden Werkzeugen aus S(HSS)-Eisenbasislegierungen |
| WO2016074665A1 (de) * | 2014-11-11 | 2016-05-19 | Sms Group Gmbh | Segmentrolle mit einem durch elektronstral gehärteten oberfläche für strang- oder bandgiessanlagen; strang- oder bandgiessanlage mit solchen segmentrollen |
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