JP2002161333A - 連続鋳掛け肉盛り製冷間圧延用複合ロール - Google Patents
連続鋳掛け肉盛り製冷間圧延用複合ロールInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐肌荒れ性及び耐摩耗性を兼備した連続鋳掛
け肉盛り製冷間圧延用複合ロールを提供する。 【解決手段】 質量％で、Ｃ：０．７〜１．５％、Ｓ
ｉ：０．２〜２．５％、Ｍｎ：０．２〜２．５％、Ｃ
ｒ：２．０〜１０％、Ｍｏ：０．２〜１０％、Ｖ：２．
０〜１０％、Ｂ：０．００１〜０．５０％、Ａｌ：０．
００１〜０．５０％、Ｔｉ：０．００１〜０．５０％、
Ｚｒ：０．００１〜０．５０％、Ｃｕ：０．００１〜
０．５０％、Ｍｇ：０．００１〜０．５０％、Ｃａ：
０．００１〜０．５０％を含有し、残部Ｆｅ及び不可避
的不純物からなる外層と前記外層に、金属的に接合した
鋳鋼、または鍛鋼製の軸とからなる連続鋳掛け肉盛り製
冷間圧延用複合ロール。
け肉盛り製冷間圧延用複合ロールを提供する。 【解決手段】 質量％で、Ｃ：０．７〜１．５％、Ｓ
ｉ：０．２〜２．５％、Ｍｎ：０．２〜２．５％、Ｃ
ｒ：２．０〜１０％、Ｍｏ：０．２〜１０％、Ｖ：２．
０〜１０％、Ｂ：０．００１〜０．５０％、Ａｌ：０．
００１〜０．５０％、Ｔｉ：０．００１〜０．５０％、
Ｚｒ：０．００１〜０．５０％、Ｃｕ：０．００１〜
０．５０％、Ｍｇ：０．００１〜０．５０％、Ｃａ：
０．００１〜０．５０％を含有し、残部Ｆｅ及び不可避
的不純物からなる外層と前記外層に、金属的に接合した
鋳鋼、または鍛鋼製の軸とからなる連続鋳掛け肉盛り製
冷間圧延用複合ロール。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋼材の圧延に用い
られる、特に耐摩耗性及び耐肌荒れ性に優れた冷間圧延
用の複合ロールに関するものである。
られる、特に耐摩耗性及び耐肌荒れ性に優れた冷間圧延
用の複合ロールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、鉄鋼の熱間圧延分野においては、
鋼板の板厚精度向上や表面品質向上の要求が高く、圧延
用ロールに対しても、高い耐摩耗性と耐肌荒れ性が求め
られている。また、圧延操業においては、高速・高負荷
・大圧下などに対応するために、ロールの強靱性も併せ
て求めれてきている。これらの要求に対するロールとし
て、内層を強靱性の鋼材とし、前記内層に金属的に接合
した外層材に、耐摩耗性と耐肌荒れ性を有するハイス材
を採用した、いわゆる連続鋳掛け肉盛り製の冷間圧延用
のハイス系複合ロールが多数実用化されている。
鋼板の板厚精度向上や表面品質向上の要求が高く、圧延
用ロールに対しても、高い耐摩耗性と耐肌荒れ性が求め
られている。また、圧延操業においては、高速・高負荷
・大圧下などに対応するために、ロールの強靱性も併せ
て求めれてきている。これらの要求に対するロールとし
て、内層を強靱性の鋼材とし、前記内層に金属的に接合
した外層材に、耐摩耗性と耐肌荒れ性を有するハイス材
を採用した、いわゆる連続鋳掛け肉盛り製の冷間圧延用
のハイス系複合ロールが多数実用化されている。
【０００３】かかる、冷間圧延用のハイス系圧延用複合
ロールとして、特許第３０３００７８号公報が知られて
いる。この特許公報に開示されているハイスロール材
は、Ｃｒ，Ｍｏ，Ｖ，Ｗ等の合金を多量に含有させ、非
常に硬いＭＣ炭化物を晶析出させて、優れた耐摩耗性を
発揮させると共に、ＢやＴｉの添加により、ＭＣ炭化物
を微細に晶析出させて、ロールの表面全体の肌荒れを向
上させるものである。
ロールとして、特許第３０３００７８号公報が知られて
いる。この特許公報に開示されているハイスロール材
は、Ｃｒ，Ｍｏ，Ｖ，Ｗ等の合金を多量に含有させ、非
常に硬いＭＣ炭化物を晶析出させて、優れた耐摩耗性を
発揮させると共に、ＢやＴｉの添加により、ＭＣ炭化物
を微細に晶析出させて、ロールの表面全体の肌荒れを向
上させるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の圧延用ロールでは、Ｃｒ，Ｍｏ，Ｖ，Ｗ等の高合金
による晶析出するＭＣ炭化物の形状は多角形で、そのた
めに、圧延中に欠け落ちしやすい形状となっており、圧
延用ロール材として、耐肌荒れ性が充分なものではな
い。かかる背景のもと、本発明は、ハイスロール材に晶
析出する炭化物の内、最も硬質なＭＣ炭化物に注目し、
このＭＣ炭化物を欠け落ちしにくい球状形状とするこ
と、及び、より微細均一に晶出させることにより、耐肌
荒れ性を向上させると共に、Ｃｕによりその耐摩耗性を
向上させ優れた性能を持つ連続鋳掛け肉盛り製の冷間圧
延用複合ロールを提供することにある。
来の圧延用ロールでは、Ｃｒ，Ｍｏ，Ｖ，Ｗ等の高合金
による晶析出するＭＣ炭化物の形状は多角形で、そのた
めに、圧延中に欠け落ちしやすい形状となっており、圧
延用ロール材として、耐肌荒れ性が充分なものではな
い。かかる背景のもと、本発明は、ハイスロール材に晶
析出する炭化物の内、最も硬質なＭＣ炭化物に注目し、
このＭＣ炭化物を欠け落ちしにくい球状形状とするこ
と、及び、より微細均一に晶出させることにより、耐肌
荒れ性を向上させると共に、Ｃｕによりその耐摩耗性を
向上させ優れた性能を持つ連続鋳掛け肉盛り製の冷間圧
延用複合ロールを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上述した問題を
解消したもので、その発明の要旨とするところは、 （１）質量％で、Ｃ：０．７〜１．５％、Ｓｉ：０．２
〜２．５％、Ｍｎ：０．２〜２．５％、Ｃｒ：２．０〜
１０％、Ｍｏ：０．２〜１０％、Ｖ：２．０〜１０％、
Ｂ：０．００１〜０．５０％、Ａｌ：０．００１〜０．
５０％、Ｔｉ：０．００１〜０．５０％、Ｚｒ：０．０
０１〜０．５０％、Ｃｕ；０．００１〜０．５０％、Ｍ
ｇ：０．００１〜０．５０％、Ｃａ：０．００１〜０．
５０％、を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からな
る外層と前記外層に、金属的に接合した鋳鋼、または鍛
鋼製の軸とからなる連続鋳掛け肉盛り製冷間圧延用複合
ロール。 （２）さらに、質量％で、Ｎｉ：０．１〜５％、Ｗ：
０．２〜１０％、Ｎｂ：０．２〜６％、Ｃｏ：０．２〜
１０％、の１種または２種以上含有する前記（１）記載
の連続鋳掛け肉盛り製冷間圧延用複合ロールにある。
解消したもので、その発明の要旨とするところは、 （１）質量％で、Ｃ：０．７〜１．５％、Ｓｉ：０．２
〜２．５％、Ｍｎ：０．２〜２．５％、Ｃｒ：２．０〜
１０％、Ｍｏ：０．２〜１０％、Ｖ：２．０〜１０％、
Ｂ：０．００１〜０．５０％、Ａｌ：０．００１〜０．
５０％、Ｔｉ：０．００１〜０．５０％、Ｚｒ：０．０
０１〜０．５０％、Ｃｕ；０．００１〜０．５０％、Ｍ
ｇ：０．００１〜０．５０％、Ｃａ：０．００１〜０．
５０％、を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からな
る外層と前記外層に、金属的に接合した鋳鋼、または鍛
鋼製の軸とからなる連続鋳掛け肉盛り製冷間圧延用複合
ロール。 （２）さらに、質量％で、Ｎｉ：０．１〜５％、Ｗ：
０．２〜１０％、Ｎｂ：０．２〜６％、Ｃｏ：０．２〜
１０％、の１種または２種以上含有する前記（１）記載
の連続鋳掛け肉盛り製冷間圧延用複合ロールにある。
【０００６】以下、本発明について詳細に説明する。ハ
イスロール材のミクロ組織は、一般的に硬質のＶＣを主
体としたＭＣ炭化物とＭ6 ＣもしくはＭ7 Ｃ3 炭化物及
び適度な熱処理を施してマルテンサイトとなったマトリ
ックス組織で構成されている。本発明は、この内、最も
硬質なＭＣ炭化物に注目し、Ｍｇ、Ｃａを複合で含有さ
せることにより、ＭｇＯやＣａＯの酸化物を生成させ、
これを核として溶湯中から直接、ＭＣ炭化物を微細均一
かつ球状に晶出させたミクロ組織を得ること。さらに
は、Ｃｕの添加により基地組織を強化し、耐摩耗性を向
上させ、このハイスロール材を連続鋳掛け肉盛り法にて
製造される冷間圧延用複合ロールの耐摩耗性や耐肌荒れ
性を大幅に向上させるものである。
イスロール材のミクロ組織は、一般的に硬質のＶＣを主
体としたＭＣ炭化物とＭ6 ＣもしくはＭ7 Ｃ3 炭化物及
び適度な熱処理を施してマルテンサイトとなったマトリ
ックス組織で構成されている。本発明は、この内、最も
硬質なＭＣ炭化物に注目し、Ｍｇ、Ｃａを複合で含有さ
せることにより、ＭｇＯやＣａＯの酸化物を生成させ、
これを核として溶湯中から直接、ＭＣ炭化物を微細均一
かつ球状に晶出させたミクロ組織を得ること。さらに
は、Ｃｕの添加により基地組織を強化し、耐摩耗性を向
上させ、このハイスロール材を連続鋳掛け肉盛り法にて
製造される冷間圧延用複合ロールの耐摩耗性や耐肌荒れ
性を大幅に向上させるものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る各化学成分
の限定理由について述べる。 Ｃ：０．７〜１．５％ Ｃは、硬さを得るための重要な元素である。すなわち、
Ｆｅ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｖ，Ｗ等と結合して種々の炭化物を
形成し、マトリックス硬さを向上させる。Ｃ量が０．７
％より少ないとマトリックスに固溶するＣが不足し、十
分なマトリックス硬さが得られなくなると同時に高合金
化が難しくなる。一方、１．５％を超えると炭化物が粗
大化し靱性の低下や肌荒れの原因となる。従って、その
範囲を０．７〜１．５％、特に好ましくは範囲は、０．
９〜１．３％の範囲とする。
の限定理由について述べる。 Ｃ：０．７〜１．５％ Ｃは、硬さを得るための重要な元素である。すなわち、
Ｆｅ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｖ，Ｗ等と結合して種々の炭化物を
形成し、マトリックス硬さを向上させる。Ｃ量が０．７
％より少ないとマトリックスに固溶するＣが不足し、十
分なマトリックス硬さが得られなくなると同時に高合金
化が難しくなる。一方、１．５％を超えると炭化物が粗
大化し靱性の低下や肌荒れの原因となる。従って、その
範囲を０．７〜１．５％、特に好ましくは範囲は、０．
９〜１．３％の範囲とする。
【０００８】Ｓｉ：０．２〜２．５％ Ｓｉは、脱酸作用を目的として添加する。しかし、０．
２％未満であるとその効果が不十分であり、２．５％を
超えると靱性を低下させるため、その範囲を０．２〜
２．５％とする。 Ｍｎ：０．２〜２．５％ Ｍｎは、脱酸、脱硫作用を目的として添加する。しか
し、０．２％未満であるとその効果が不十分であり、ま
た、２．５％を超えると靱性を低下させるため、その範
囲を０．２〜２．５％とする。
２％未満であるとその効果が不十分であり、２．５％を
超えると靱性を低下させるため、その範囲を０．２〜
２．５％とする。 Ｍｎ：０．２〜２．５％ Ｍｎは、脱酸、脱硫作用を目的として添加する。しか
し、０．２％未満であるとその効果が不十分であり、ま
た、２．５％を超えると靱性を低下させるため、その範
囲を０．２〜２．５％とする。
【０００９】Ｃｒ：２．０〜１０％ Ｃｒは、マトリックス中に固溶されて焼入れ性を高める
と共に、Ｃと結合して炭化物を形成する。しかし、２．
０％未満であると炭化物量が少なく、耐摩耗性が低下
し、逆に、１０％を超えると、粗大な炭化物が形成さ
れ、靱性の低下や肌荒れを招く。従って、その範囲を
２．０〜１０％とする。 Ｍｏ：０．２〜１０％ ＭｏもＣｒと同様に、マトリックス中に固溶されて基地
を強化すると共に、Ｃと結合して炭化物を形成する。従
って、基地強化のためには、最低０．２％以上の含有が
必要であるが、１０％を超えると粗大炭化物が形成され
靱性が低下する。従って、その範囲を０．２〜１０％と
する。
と共に、Ｃと結合して炭化物を形成する。しかし、２．
０％未満であると炭化物量が少なく、耐摩耗性が低下
し、逆に、１０％を超えると、粗大な炭化物が形成さ
れ、靱性の低下や肌荒れを招く。従って、その範囲を
２．０〜１０％とする。 Ｍｏ：０．２〜１０％ ＭｏもＣｒと同様に、マトリックス中に固溶されて基地
を強化すると共に、Ｃと結合して炭化物を形成する。従
って、基地強化のためには、最低０．２％以上の含有が
必要であるが、１０％を超えると粗大炭化物が形成され
靱性が低下する。従って、その範囲を０．２〜１０％と
する。
【００１０】Ｖ：２．０〜１０％ Ｖは、Ｃと結合してＭＣ炭化物を形成する重要な元素で
ある。しかし、２．０％未満では炭化物量が不十分で耐
摩耗性が確保できず、１０％を超えると、ＭＣ炭化物が
粗大化し過ぎてやはり靱性の低下に繋がる。従って、そ
の範囲を２．０〜１０％とする。 Ｂ：０．００１〜０．５０％ Ｂは、０．００１％以上で、焼入れ性が高まり、また、
靱性の低下を防ぐことができる。しかし、過剰になる
と、靱性が低下するため、０．５０％以下に抑える必要
がある。従って、その範囲を０．００１〜０．５０％す
る。
ある。しかし、２．０％未満では炭化物量が不十分で耐
摩耗性が確保できず、１０％を超えると、ＭＣ炭化物が
粗大化し過ぎてやはり靱性の低下に繋がる。従って、そ
の範囲を２．０〜１０％とする。 Ｂ：０．００１〜０．５０％ Ｂは、０．００１％以上で、焼入れ性が高まり、また、
靱性の低下を防ぐことができる。しかし、過剰になる
と、靱性が低下するため、０．５０％以下に抑える必要
がある。従って、その範囲を０．００１〜０．５０％す
る。
【００１１】Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ：０．００１〜０．５０
％ Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒは、溶湯中で酸化物を生成して、溶湯
中の酸素含有量を低下させ、製品の健全性を向上させる
共に、生成した酸化物が結晶核として作用するために凝
固組織の微細化に効果がある。０．００１％でその効果
があるが、余り多く含有させると、介在物となって製品
中に残存することになるため、その上限は各々０．５０
％となるようにする。 Ｃｕ：０．００１〜０．５０％ Ｃｕは、基地組織を強化し高温硬度を向上させるため、
後述する本発明のＭｇ、Ｃａと共に主要な化学成分であ
る。０．００１％以下では、その効果がなく、一方、
０．５０％を超えると、耐摩耗性、耐クラック性が低下
すると共にロールの表面正常が劣化するため、その上限
を０．５０％とした。
％ Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒは、溶湯中で酸化物を生成して、溶湯
中の酸素含有量を低下させ、製品の健全性を向上させる
共に、生成した酸化物が結晶核として作用するために凝
固組織の微細化に効果がある。０．００１％でその効果
があるが、余り多く含有させると、介在物となって製品
中に残存することになるため、その上限は各々０．５０
％となるようにする。 Ｃｕ：０．００１〜０．５０％ Ｃｕは、基地組織を強化し高温硬度を向上させるため、
後述する本発明のＭｇ、Ｃａと共に主要な化学成分であ
る。０．００１％以下では、その効果がなく、一方、
０．５０％を超えると、耐摩耗性、耐クラック性が低下
すると共にロールの表面正常が劣化するため、その上限
を０．５０％とした。
【００１２】Ｍｇ、Ｃａ：０．００１〜０．５０％ Ｍｇ及びＣａは、本発明の圧延用ロールの耐肌荒れ性向
上に最も寄与する元素である。また、Ｍｇ及びＣａは、
脱酸や脱硫作用の強い元素であり、ＭｇＯやＣａＯの酸
化物を生成し、これが溶湯中に懸濁されて核となり、Ｍ
Ｃ炭化物を微細均一に晶出させる。また、その理由は明
らかでないが球状黒鉛鋳鉄の黒鉛がこれらの元素の添加
によって球状化されるのと同様に予測される作用によっ
て、晶出するＭＣ炭化物が球状となることを見出した。
Ｍｇ，Ｃａの量は、各々０．００１％以上でその効果が
認められる、但し、０．５０％を超えてはその効果が飽
和すると共に、Ｍｇ合金やＣａ合金の大量の添加は溶湯
との反応が激しいために作業的に危険である。従って、
Ｍｇ、Ｃａの範囲を０．００１〜０．５０％とする。
上に最も寄与する元素である。また、Ｍｇ及びＣａは、
脱酸や脱硫作用の強い元素であり、ＭｇＯやＣａＯの酸
化物を生成し、これが溶湯中に懸濁されて核となり、Ｍ
Ｃ炭化物を微細均一に晶出させる。また、その理由は明
らかでないが球状黒鉛鋳鉄の黒鉛がこれらの元素の添加
によって球状化されるのと同様に予測される作用によっ
て、晶出するＭＣ炭化物が球状となることを見出した。
Ｍｇ，Ｃａの量は、各々０．００１％以上でその効果が
認められる、但し、０．５０％を超えてはその効果が飽
和すると共に、Ｍｇ合金やＣａ合金の大量の添加は溶湯
との反応が激しいために作業的に危険である。従って、
Ｍｇ、Ｃａの範囲を０．００１〜０．５０％とする。
【００１３】Ｎ：１０００ｐｐｍ以下 Ｎは、耐肌荒れ性を低減のために、１０００ｐｐｍ以下
とする。すなわち、１０００ｐｐｍ以下とすることによ
り、炭化物に対する核生成効果が抑制されるために粗大
な初晶炭化物の量が減り、そのかわり、細長く微細な共
晶炭化物が増加し、ＶＣ炭化物が微細・均一に分散す
る。それにより耐肌荒れ性が低減する。しかし、１００
０ｐｐｍより多くなるとその効果がなくなるため、低減
量は１０００ｐｐｍ以下になるようにする。なお、望ま
しくは、５００ｐｐｍ以下、より望ましくは、３００ｐ
ｐｍとなるようにする。低減の方法としては、ロールの
原材料となっているロール屑や、スクラップ材などにお
いて、Ｎ量の少ないものの使用、溶解炉内をＡｒ等の不
活性ガス雰囲気にして、原材料を溶解することも有効で
ある。
とする。すなわち、１０００ｐｐｍ以下とすることによ
り、炭化物に対する核生成効果が抑制されるために粗大
な初晶炭化物の量が減り、そのかわり、細長く微細な共
晶炭化物が増加し、ＶＣ炭化物が微細・均一に分散す
る。それにより耐肌荒れ性が低減する。しかし、１００
０ｐｐｍより多くなるとその効果がなくなるため、低減
量は１０００ｐｐｍ以下になるようにする。なお、望ま
しくは、５００ｐｐｍ以下、より望ましくは、３００ｐ
ｐｍとなるようにする。低減の方法としては、ロールの
原材料となっているロール屑や、スクラップ材などにお
いて、Ｎ量の少ないものの使用、溶解炉内をＡｒ等の不
活性ガス雰囲気にして、原材料を溶解することも有効で
ある。
【００１４】Ｏ：５００ｐｐｍ以下 Ｏは、非金属介在物となって材質の清浄度を低下させる
ため多量に含有すると、鋳造割れが発生しやすくなる。
従って、低減量は、５００ｐｐｍ以下になるようにす
る。なお、望ましくは、３００ｐｐｍ以下、より望まし
くは、１００ｐｐｍとなるようにする。低減の方法とし
ては、例えば、溶解炉内をＡｒ等の不活性ガス雰囲気に
して、原材料を溶解することが有効である。Ｐ，Ｓは、
原材料より、不可避的に混入するものであり、材質の脆
くするので少ないほど好ましく、Ｐ：０．２％以下、
Ｓ：０．１％以下にすると良い。
ため多量に含有すると、鋳造割れが発生しやすくなる。
従って、低減量は、５００ｐｐｍ以下になるようにす
る。なお、望ましくは、３００ｐｐｍ以下、より望まし
くは、１００ｐｐｍとなるようにする。低減の方法とし
ては、例えば、溶解炉内をＡｒ等の不活性ガス雰囲気に
して、原材料を溶解することが有効である。Ｐ，Ｓは、
原材料より、不可避的に混入するものであり、材質の脆
くするので少ないほど好ましく、Ｐ：０．２％以下、
Ｓ：０．１％以下にすると良い。
【００１５】本発明材の基本成分は、上記の通りである
が、適用を対象とするロールのサイズ、要求されるロー
ルの使用特性等により、その他の化学成分として、上記
した本発明の化学成分に加えて、さらに、以下の成分を
適宜選択添加するとよい。 Ｗ：０．２〜１０％ Ｗは、Ｍｏと同様にマトリックス中に固溶されて基地を
強化すると共に、Ｃと結合して炭化物を形成する。基地
強化のためには、最低０．２％以上の含有が必要である
が、１０％を超えると粗大炭化物が形成され靱性が低下
する。また、遠心鋳造法で１０％を超えた場合、層状偏
析が発生する。なお、Ｗの添加有無の選択については、
例えば使用特性上の耐摩耗性や耐クラック性等を考慮
し、適宜判断するとよい。
が、適用を対象とするロールのサイズ、要求されるロー
ルの使用特性等により、その他の化学成分として、上記
した本発明の化学成分に加えて、さらに、以下の成分を
適宜選択添加するとよい。 Ｗ：０．２〜１０％ Ｗは、Ｍｏと同様にマトリックス中に固溶されて基地を
強化すると共に、Ｃと結合して炭化物を形成する。基地
強化のためには、最低０．２％以上の含有が必要である
が、１０％を超えると粗大炭化物が形成され靱性が低下
する。また、遠心鋳造法で１０％を超えた場合、層状偏
析が発生する。なお、Ｗの添加有無の選択については、
例えば使用特性上の耐摩耗性や耐クラック性等を考慮
し、適宜判断するとよい。
【００１６】Ｎｉ：０．１〜５％ また、本発明材は上記した化学成分に加えて、さらにＮ
ｉを０．１〜５％含有してもよい。Ｎｉはマトリックス
中に固溶され、基地のオーステナイトを安定化して焼入
れ性を向上する。そのため、０．１％以上の少量を含有
させるが、５％を超えて含有させた場合、オーステナイ
トが安定化しすぎてオーステナイトの残留を来して、硬
度の確保が困難になったり、圧延使用中の変形等を起こ
すことがある。なお、前記Ｎｉ添加の選択有無について
は、例えば製造を対象とする圧延ロールのサイズ、硬度
等を考慮し、その添加の要否を適宜判断するとよい。
ｉを０．１〜５％含有してもよい。Ｎｉはマトリックス
中に固溶され、基地のオーステナイトを安定化して焼入
れ性を向上する。そのため、０．１％以上の少量を含有
させるが、５％を超えて含有させた場合、オーステナイ
トが安定化しすぎてオーステナイトの残留を来して、硬
度の確保が困難になったり、圧延使用中の変形等を起こ
すことがある。なお、前記Ｎｉ添加の選択有無について
は、例えば製造を対象とする圧延ロールのサイズ、硬度
等を考慮し、その添加の要否を適宜判断するとよい。
【００１７】Ｎｂ：０．２〜６％ また、本発明材は上記した化学成分に加えて、さらにＮ
ｂを０．２〜６％含有してもよい。ＮｂはＶと同様にＣ
と結合して高硬度のＭＣ炭化物を形成する。０．２％未
満ではその効果は不十分であり、６％を超えて含有させ
た場合、ＭＣ炭化物が粗大化しすぎて靱性の低下に繋が
る。なお、Ｎｂ添加の選択有無については、例えば、製
造を対象とする圧延ロールのサイズ、硬度等を考慮し、
その添加の要否を適宜判断するとよい。
ｂを０．２〜６％含有してもよい。ＮｂはＶと同様にＣ
と結合して高硬度のＭＣ炭化物を形成する。０．２％未
満ではその効果は不十分であり、６％を超えて含有させ
た場合、ＭＣ炭化物が粗大化しすぎて靱性の低下に繋が
る。なお、Ｎｂ添加の選択有無については、例えば、製
造を対象とする圧延ロールのサイズ、硬度等を考慮し、
その添加の要否を適宜判断するとよい。
【００１８】Ｃｏ：０．２〜１０％ また、本発明材は上記した化学成分に加えて、さらにＣ
ｏを０．２〜１０％含有してもよい。Ｃｏはその殆どが
マトリックス中に固溶され基地の硬度および強度を向上
させる作用を有している。しかし、０．２％未満ではそ
の効果は不十分であり、１０％を超えてはその効果が飽
和するため、経済性の観点からも１０％以下が望まし
い。Ｃｏ添加の選択有無については、例えば、使用特性
上の高温硬度や摩擦係数低減等を考慮し、その添加の要
否を適宜判断するとよい。
ｏを０．２〜１０％含有してもよい。Ｃｏはその殆どが
マトリックス中に固溶され基地の硬度および強度を向上
させる作用を有している。しかし、０．２％未満ではそ
の効果は不十分であり、１０％を超えてはその効果が飽
和するため、経済性の観点からも１０％以下が望まし
い。Ｃｏ添加の選択有無については、例えば、使用特性
上の高温硬度や摩擦係数低減等を考慮し、その添加の要
否を適宜判断するとよい。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の実施例を従来材及び比較例と
共に説明する。 （実施例１）先ず、試験片は高周波誘導炉にて溶解した
後、表１に示す化学成分の溶湯を、直径１００ｍｍ、高
さ１００ｍｍの砂型に注入し、その後、１０００℃から
の焼入れ処理とさらに５００〜５５０℃の焼戻し処理を
施し、上記各試験の各種の試験片を作成した。なお、前
記試験材の製造において、表１に示す本発明例であるＡ
〜Ｎ材、及び比較材であるＳ〜Ｖ材についての溶湯への
Ｃａ、Ｍｇの添加については、炉から出湯後の溶湯に、
取鍋にてＣａ−Ｓｉ合金やＦｅ−Ｓｉ−Ｍｇ合金を添加
した。
共に説明する。 （実施例１）先ず、試験片は高周波誘導炉にて溶解した
後、表１に示す化学成分の溶湯を、直径１００ｍｍ、高
さ１００ｍｍの砂型に注入し、その後、１０００℃から
の焼入れ処理とさらに５００〜５５０℃の焼戻し処理を
施し、上記各試験の各種の試験片を作成した。なお、前
記試験材の製造において、表１に示す本発明例であるＡ
〜Ｎ材、及び比較材であるＳ〜Ｖ材についての溶湯への
Ｃａ、Ｍｇの添加については、炉から出湯後の溶湯に、
取鍋にてＣａ−Ｓｉ合金やＦｅ−Ｓｉ−Ｍｇ合金を添加
した。
【００２０】
【表１】
【００２１】表１に示す化学組成としては、Ａ〜Ｎは本
発明例であり、Ｏ〜Ｒは従来例であり、また、Ｓ〜Ｖは
比較例である。その各試験材でのミクロ組織の試験結果
を図１の模式図をもって示す。すなわち、図１（ａ）に
示すように、スリーブ表面より１０ｍｍ深さ位置のミク
ロ組織を本発明材（代表例としてＣ材）と図１（ｂ）に
示す従来材（代表材として組成Ｑ）で比較して示した。
この図１（ｂ）から従来材の組成Ｑ材の化学成分のもの
では、そのミクロ組織は、最も硬質なＭＣ炭化物が結晶
粒界のみに殆ど晶出し、全体的な均一化が図られていな
いことが明らかである。また、一部にマトリックス内に
も一部のその晶出が認められるが、形状は不規則な多角
形となっている。これに対して、本発明材の組成Ｃ材の
ものは、ＭＣ炭化物がマトリックス内も含め均一に晶出
しており、かつ、その形状も角張った所がなく、球状に
近い形状で晶出していることが明らかである。
発明例であり、Ｏ〜Ｒは従来例であり、また、Ｓ〜Ｖは
比較例である。その各試験材でのミクロ組織の試験結果
を図１の模式図をもって示す。すなわち、図１（ａ）に
示すように、スリーブ表面より１０ｍｍ深さ位置のミク
ロ組織を本発明材（代表例としてＣ材）と図１（ｂ）に
示す従来材（代表材として組成Ｑ）で比較して示した。
この図１（ｂ）から従来材の組成Ｑ材の化学成分のもの
では、そのミクロ組織は、最も硬質なＭＣ炭化物が結晶
粒界のみに殆ど晶出し、全体的な均一化が図られていな
いことが明らかである。また、一部にマトリックス内に
も一部のその晶出が認められるが、形状は不規則な多角
形となっている。これに対して、本発明材の組成Ｃ材の
ものは、ＭＣ炭化物がマトリックス内も含め均一に晶出
しており、かつ、その形状も角張った所がなく、球状に
近い形状で晶出していることが明らかである。
【００２２】次に、図２に示す常温での回転摩耗試験機
を用いて、比較試験を行った。すなわち、 相手材：ＳＵＳ３０４ 試験温度：常温 線荷重：６０Ｎ／ｍｍ すべり率：１０％ 回転数：５×１０4 回 の条件で試験を行い、試験前後の摩耗減量および試験後
の表面粗度を測定した。
を用いて、比較試験を行った。すなわち、 相手材：ＳＵＳ３０４ 試験温度：常温 線荷重：６０Ｎ／ｍｍ すべり率：１０％ 回転数：５×１０4 回 の条件で試験を行い、試験前後の摩耗減量および試験後
の表面粗度を測定した。
【００２３】図３は、本発明材、従来材及び比較材の常
温での摩耗試験による摩耗減量の測定結果を示す図であ
る。また、図４は、前記摩耗試験後の試験材の表面粗度
の測定結果を示す図である。この図３及び図４から明ら
かなように、本発明材のＡ〜Ｎ材は従来材Ｏ〜Ｒに比較
し、いずれもその摩耗減量が少なく、また、耐肌荒れ性
の評価の指標となる表面粗度も小さくなっている。ま
た、比較材Ｓ〜Ｖの化学成分は、本発明材の特徴とする
Ｃａ、ＭｇおよびＣｕの量が本発明材より高いものであ
り、本発明材と同等の摩耗減量と表面粗度になっている
が、いずれも本発明材を超える結果は得られず、効果が
飽和してきている。このように、高いＣａ、Ｍｇの添加
は、添加時の安全性確保の点から好ましくない。
温での摩耗試験による摩耗減量の測定結果を示す図であ
る。また、図４は、前記摩耗試験後の試験材の表面粗度
の測定結果を示す図である。この図３及び図４から明ら
かなように、本発明材のＡ〜Ｎ材は従来材Ｏ〜Ｒに比較
し、いずれもその摩耗減量が少なく、また、耐肌荒れ性
の評価の指標となる表面粗度も小さくなっている。ま
た、比較材Ｓ〜Ｖの化学成分は、本発明材の特徴とする
Ｃａ、ＭｇおよびＣｕの量が本発明材より高いものであ
り、本発明材と同等の摩耗減量と表面粗度になっている
が、いずれも本発明材を超える結果は得られず、効果が
飽和してきている。このように、高いＣａ、Ｍｇの添加
は、添加時の安全性確保の点から好ましくない。
【００２４】（実施例２）高周波誘導炉を用いて溶解し
た外層溶湯に、出湯時Ｃａ−Ｓｉ合金を添加して、表２
に示す本発明の化学組成とした。この溶湯を、鍛造製の
芯材のまわりに配置された耐火枠内に注入する連続肉盛
鋳造法、詳しくは特許第３０３００７８号に開示の方法
により、胴径４５０ｍｍ、胴長１５００ｍｍの冷間圧延
用複合ロールを製造した。このロールを冷却後粗削加工
を行い、１０００℃にて低周波斬進誘導加熱・水焼入れ
と５００〜５５０℃で数回の焼き戻し処理を２回以上実
施した後、仕上げ加工を行った。その後、ロールの表面
を仕上げ加工後、超音波探傷を行い、欠陥のない健全な
ロールであることを確認した。また、胴部の表面ミクロ
組織を確認し、図５に示すように、やはり硬質なＭＣ炭
化物が球状で微細均一に晶出されていることを確認し
た。なお、本発明の製造法としては、前記の実施例に限
られるものではなく、例えば、他の製造方法としては、
鋼製の芯材の周囲に、エレクトロスラグ法によって、外
層を溶着させて、本発明の圧延用複合ロールを形成して
もよい。
た外層溶湯に、出湯時Ｃａ−Ｓｉ合金を添加して、表２
に示す本発明の化学組成とした。この溶湯を、鍛造製の
芯材のまわりに配置された耐火枠内に注入する連続肉盛
鋳造法、詳しくは特許第３０３００７８号に開示の方法
により、胴径４５０ｍｍ、胴長１５００ｍｍの冷間圧延
用複合ロールを製造した。このロールを冷却後粗削加工
を行い、１０００℃にて低周波斬進誘導加熱・水焼入れ
と５００〜５５０℃で数回の焼き戻し処理を２回以上実
施した後、仕上げ加工を行った。その後、ロールの表面
を仕上げ加工後、超音波探傷を行い、欠陥のない健全な
ロールであることを確認した。また、胴部の表面ミクロ
組織を確認し、図５に示すように、やはり硬質なＭＣ炭
化物が球状で微細均一に晶出されていることを確認し
た。なお、本発明の製造法としては、前記の実施例に限
られるものではなく、例えば、他の製造方法としては、
鋼製の芯材の周囲に、エレクトロスラグ法によって、外
層を溶着させて、本発明の圧延用複合ロールを形成して
もよい。
【００２５】
【表２】
【００２６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の連続鋳掛け
肉盛り製冷間圧延用複合ロールは、特にＣａ及びＭｇの
作用により、硬質のＭＣ炭化物の球状化と微細均一化、
またＣｕの作用により、基地の高温強度が増加し、耐肌
荒れ性と耐摩耗性の大幅な向上が可能となり、圧延ロー
ルの長寿命化が図れる。また、ロール性能の向上による
圧延製品の品質改善にも大幅に寄与する効果がある。
肉盛り製冷間圧延用複合ロールは、特にＣａ及びＭｇの
作用により、硬質のＭＣ炭化物の球状化と微細均一化、
またＣｕの作用により、基地の高温強度が増加し、耐肌
荒れ性と耐摩耗性の大幅な向上が可能となり、圧延ロー
ルの長寿命化が図れる。また、ロール性能の向上による
圧延製品の品質改善にも大幅に寄与する効果がある。
【図１】本発明材及び従来材の試験片から採取した材料
の金属ミクロ組織の模式図である。
の金属ミクロ組織の模式図である。
【図２】熱間回転摩耗試験機の概要構成を示す説明図で
ある。
ある。
【図３】本発明材、従来材及び比較材の摩耗試験による
摩耗減量を示す図である。
摩耗減量を示す図である。
【図４】本発明材、従来材及び比較材の摩耗試験後の表
面粗度を示す図である。
面粗度を示す図である。
【図５】本発明の実施例２により製造したロールの胴部
中央における金属組織の顕微鏡写真（１００倍）であ
る。
中央における金属組織の顕微鏡写真（１００倍）であ
る。
１ 相手材（ＳＵＳ３０４） ２ 試験片 ３ 基地（マルテンサイト） ４ ＭＣ炭化物 ５ Ｍ7 Ｃ3 炭化物
───────────────────────────────────────────────────── 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 38/58 Ｃ２２Ｃ 38/58 Ｆターム(参考） 4E016 AA02 BA01 CA04 CA08 CA09 DA03 EA03 EA04 EA12 EA22 FA02 FA14
Claims (2)
- 【請求項１】 質量％で、 Ｃ：０．７〜１．５％、 Ｓｉ：０．２〜２．５％、 Ｍｎ：０．２〜２．５％、 Ｃｒ：２．０〜１０％、 Ｍｏ：０．２〜１０％、 Ｖ：２．０〜１０％、 Ｂ：０．００１〜０．５０％、 Ａｌ：０．００１〜０．５０％、 Ｔｉ：０．００１〜０．５０％、 Ｚｒ：０．００１〜０．５０％、 Ｃｕ；０．００１〜０．５０％、 Ｍｇ：０．００１〜０．５０％、 Ｃａ：０．００１〜０．５０％、 を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなる外層
と、前記外層に、金属的に接合した鋳鋼、または鍛鋼製
の軸とからなる連続鋳掛け肉盛り製冷間圧延用複合ロー
ル。 - 【請求項２】 さらに、質量％で、 Ｎｉ：０．１〜５％、 Ｗ：０．２〜１０％、 Ｎｂ：０．２〜６％、 Ｃｏ：０．２〜１０％、 の１種または２種以上含有する請求項１記載の連続鋳掛
け肉盛り製冷間圧延用複合ロール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000353707A JP2002161333A (ja) | 2000-11-21 | 2000-11-21 | 連続鋳掛け肉盛り製冷間圧延用複合ロール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000353707A JP2002161333A (ja) | 2000-11-21 | 2000-11-21 | 連続鋳掛け肉盛り製冷間圧延用複合ロール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002161333A true JP2002161333A (ja) | 2002-06-04 |
Family
ID=18826420
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000353707A Withdrawn JP2002161333A (ja) | 2000-11-21 | 2000-11-21 | 連続鋳掛け肉盛り製冷間圧延用複合ロール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002161333A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004183085A (ja) * | 2002-12-06 | 2004-07-02 | Hitachi Metals Ltd | 圧延用ロール |
| JP2014208870A (ja) * | 2012-09-20 | 2014-11-06 | 日立金属株式会社 | 高速度工具鋼、刃先用材料および切断工具、ならびに、刃先用材料の製造方法 |
-
2000
- 2000-11-21 JP JP2000353707A patent/JP2002161333A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004183085A (ja) * | 2002-12-06 | 2004-07-02 | Hitachi Metals Ltd | 圧延用ロール |
| JP2014208870A (ja) * | 2012-09-20 | 2014-11-06 | 日立金属株式会社 | 高速度工具鋼、刃先用材料および切断工具、ならびに、刃先用材料の製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20060804 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20060911 |
|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080205 |