JP2002248508A - コールドピルガーミル用ロールダイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】耐摩耗性および耐食性に優れ、寿命の長いコー
ルドピルガー用ロールダイスの製造方法を提供する。 【解決手段】質量％で、Ｃ：０．２〜０．６％、Ｃｒ：
３〜９％、Ｍｏ：０．５〜３％、Ｐ：０．０２％以下、
Ｓ：０．００５％以下を含む鋼からなる鋳片を、１１０
０℃以上に加熱し、鍛造または圧延を施して軸方向にメ
タルフローを有する円柱体とし、８００〜８８０℃で１
時間以上加熱した後炉冷する焼なましを施し、軸心が円
柱体軸方向と一致し外周面に孔型が形成されたロールダ
イスを製造し、１０００〜１１００℃からの焼入れと５
００〜６００℃での焼戻しを施して硬さを５２ＨＲＣ〜
６０ＨＲＣとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、金属管の冷間圧
延に用いられるコールドピルガーミル用ロールダイスの
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属管を冷間加工により製造する方法と
して、コールドピルガーミルによる冷間圧延法が知られ
ている。図１はコールドピルガーミルの要部の一例を示
す斜視図であり、図２は圧延方法を説明するための図
で、ロールダイスの孔型を展開して示す図である。

【０００３】図１において、コールドピルガーミルは、
上下１対のロールダイス１０を備えている。このロール
ダイス１０は、その周面に孔型１１が形成され、軸心に
設けられた図示を省略した回転軸により、ロールスタン
ド２０に支持されている。回転軸の一端には、回転径
（Ｐ．Ｃ．Ｄ）がロールダイス１０の外径より若干小さ
いピニオンギア２１が、水平なラックギア２２に噛み合
った状態で設けられている。

【０００４】ロールスタンド２０は、図示を省略したコ
ネクティングロッドの駆動により矢印イ方向に往復移動
する。これに伴い、ロールダイス１０は、矢印イ方向に
往復移動するとともに、この往復移動の間に矢印ロ方向
に往復回転する。

【０００５】ロールダイス１０の周面に形成された孔型
１１は、加工部１１ａ、成形部１１ｂ、逃げ部１１ｃお
よび逃げ部１１ｄにより構成される。

【０００６】加工部１１ａは、断面形状が長径側を孔型
の幅方向とする略楕円形のほぼ半分からなり、図２に示
す加工開始点ａから加工終了点ｂに向かって径（深さ）
が連続的に小さくなる。成形部１１ｂは、断面形状が略
真円のほぼ半分からなり、加工終了点ｂから成形終了点
ｃまで径（深さ）が等しい。逃げ部１１ｃは、成形部１
１ｂの下死点Ｓｂ側に形成され、逃げ部１１ｄは、加工
部１１ａより上死点Ｓａ側に形成されている。なお、図
２における孔型の底１１ｅは、ロールダイス１０が上死
点Ｓａと下死点Ｓｂの間を往復移動（往復回転）する間
の、孔型１１を展開して示したときの前記孔型１１の底
を示す。

【０００７】上下一対のロールダイス１０、１０の間に
は、マンドレル３０が設けられている。マンドレル３０
は、先端に向かって外径が小さくなるテーパ部３１とテ
ーパ部３１の小径側に続いて形成された等径部３２とを
備え、テーパ部３１および等径部３２を、孔型１１の加
工部１１ａおよび成形部１１ｂの移動領域に対向させて
配置されている。

【０００８】以上のように構成されたピルガーミルによ
り管Ｐを圧延する際は、ロールスタンド２０を往復移動
させ、孔型１１の逃げ部１１ｄの領域、または逃げ部１
１ｄと逃げ部１１ｃの領域で、管Ｐを図２の左側からマ
ンドレル３０に沿って所定長さ送るとともに管軸廻りに
所定角度回転させる。この操作により管Ｐは、その先端
から、ロールダイス１０に設けられた孔型１１の加工部
１１ａと、マンドレル３０のテーパー部３１との間で縮
径減肉加工され、その後孔型１１の成形部１１ｂとマン
ドレル３０の等径部３２とにより成形される。圧延中
は、管Ｐとロールダイス１０およびマンドレル３０との
間の潤滑のために、潤滑油が用いられる。

【０００９】なお、このピルガーミルによる管の圧延で
は、下記式に規定される減面率Ｙが７５％以上の高加
工度で行われる。

【００１０】 Ｙ＝（（Ｘ_０−Ｘ_１）／Ｘ_０）×１００・・式 ただし、 Ｘ_０：加工前の管の断面積 Ｘ_１ ：加工後の管の断面積 このようなコールドピルガーミルに用いられるロールダ
イスは、その寿命の点から次のような性質が要求され
る。

【００１１】（１）耐摩耗性と耐焼き付き性 ロールダイスに設けられた孔型の加工部は、前記のよう
に、断面形状が、長径側を孔型の幅方向とする略楕円形
のほぼ半分で、ロールダイスの周方向に径（深さ）が連
続的に変化する。このように孔型の径（深さ）が変化す
るロールダイスを、一定の回転径のピニオンギアにより
回転させて管を圧延すると、ロールダイスの周方向各位
置において孔型の底の周速度が異なる。また、孔型の１
断面においても孔型表面の各位置における周速度が異な
る。そのため、孔型のほとんどの部分には、圧延される
管との間にスリップが生じ、スリップが生じた部分が摩
耗するおそれがある。したがって、スリップによる摩耗
を防止するための耐摩耗性が要求される。

【００１２】このスリップの程度は孔型の位置で異な
り、摩耗が生じた場合は、スリップの程度に応じて摩耗
量が異なるため、孔型の寸法管理の点からも耐摩耗性が
要求される。また、摩耗により焼き付きが発生すること
があるため、耐焼き付き性も要求される。

【００１３】（２）硬さ ピルガーミルによる管の圧延では、加工度（減面率）が
極めて高い。そのため、圧延中の管は加工硬化し、加工
硬化した管を圧延する孔型には高い面圧が生じる。この
高い面圧に耐えるための適度の硬さが要求される。

【００１４】（３）靱性 ピルガーミルによる管の圧延は、前記のように、ロール
ダイスの往復移動と往復回転とによる間欠的な圧延であ
る。そのため、ロールダイスには衝撃力が加わる。特
に、圧延能率を上げるためにロールスタンドの往復移動
速度を速くすると、これに伴い、ロールダイスに加わる
衝撃力が大きくなる。この大きな衝撃力に耐えるため
に、靱性が要求される。

【００１５】また、ロールダイスの停止の度に送り込ま
れる管の送り量が設定量より大きくなった場合や、マン
ドレルが圧延中に折れ、折れた部分が管の送りとともに
圧延方向に送られた場合には、ロールダイスに衝撃的な
負荷がかかり、ロールダイスが孔型の底から割れるおそ
れがある。このような衝撃的な負荷に耐えるためにも、
靱性が要求される。

【００１６】（４）耐食性 ピルガーミルによる管の圧延では、工具（ロールダイ
ス、マンドレル）と管との間の潤滑のために、塩素系極
圧添加剤（例えば塩素化パラフィン）と鉱物油とを主成
分とする潤滑油が用いられる場合がある。この潤滑油で
は、極圧反応により生じた塩素イオンの大部分が塩化鉄
となって、工具と管との間の焼き付きを防止する。しか
し、遊離した塩素イオンは、潤滑油中に含まれる。この
潤滑油中に含まれる塩素イオンがロールダイスに接触す
るため、ロールダイスには腐食摩耗が生じるとともに疲
労寿命が低下する。したがって、上記の潤滑剤を使用す
る場合は、塩素イオンに対する耐腐食性が要求される。

【００１７】このように多くの性質が要求されるコール
ドピルガーミルのロールダイスとして、従来は、ＪＩＳ
Ｇ ４８０５のＳＵＪ５に規定される軸受鋼、および
ＪＩＳ Ｇ４４０４のＳＫＤ１１に規定される冷間金型
用の合金工具鋼が用いられていたが、いずれも前記の要
求を全て満たすものではなかった。

【００１８】これらの従来のロールダイスに比べて寿命
の長いロールダイスが、特開平４−１７２１１３号公報
および特開平１０−８５８０６号公報に開示されてい
る。

【００１９】特開平４−１７２１１３号公報に開示され
たロールダイスは、化学組成が前記ＪＩＳ Ｇ４４０４
のＳＫＤ１１に規定される合金工具鋼を基準とし、硬さ
が５２ＨＲＣ〜５６ＨＲＣで、ロール軸方向のメタルフ
ローを有する。

【００２０】このロールダイスは、通常６０ＨＲＣ以上
の硬さで用いられる前記の合金工具鋼の硬さを、５２Ｈ
ＲＣ〜５６ＨＲＣと低くすることによって靱性を向上さ
せ、耐割れ性および耐摩耗性を高めている。しかし、高
Ｃ−高Ｃｒ鋼であるため、巨大な炭化物が不可避的に生
成し、硬さの低下に見合っただけの靱性の向上が得られ
ない。

【００２１】特開平１０−８５８０６号公報に開示され
ているロールダイスは、孔型面を窒化して孔型の底に圧
縮残留応力を生じさせることにより、割れの防止を図っ
たロールダイスである。

【００２２】しかし、このロールダイスは、窒化された
孔型の表面の硬さが上昇する反面、靱性が極端に低下し
て割れ感受性が高くなり、孔型表面から亀裂が入り易
く、また亀裂の進展が著しい。

【００２３】このように上記の公報に開示されたロール
ダイスは、特に靭性が不足し、前記の要求全てを満たす
ものではない。また、最近では、難加工材（例えば２相
ステンレス鋼、ニッケル基合金）からなる管が圧延の対
象とされるとともに、高加工度による高速圧延が要求さ
れるため、更に寿命の長いロールダイスが望まれてい
る。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】この発明の課題は、耐
摩耗性および耐食性に優れ、寿命の長いコールドピルガ
ーミル用ロールダイスの製造方法を提供することにあ
る。

【００２５】

【課題を解決するための手段】この発明の要旨は、下記
の（Ａ）から（Ｅ）の工程からなるコールドピルガーミ
ル用ロールダイスの製造方法にある。 （Ａ）質量％で、Ｃ：０．２〜０．６％、Ｃｒ：３〜９
％、Ｍｏ：０．５〜３％、Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：
０．００５％以下を含む鋼からなる鋳片を製造する （Ｂ）１１００℃以上に加熱した鋳片に鍛造または圧延
を施して軸方向にメタルフローを有する円柱体を製造す
る （Ｃ）円柱体に、８００〜８８０℃で１時間以上加熱し
た後炉冷する焼なましを施す （Ｄ）円柱体から、軸心が円柱体の軸方向と一致し外周
面に孔型が形成されたロールダイスを製造する （Ｅ）ロールダイスに、１０００〜１１００℃からの焼
入れと５００〜６００℃での焼戻しを施し、硬さを５２
ＨＲＣ〜６０ＨＲＣとする。

【００２６】

【発明の実施の形態】まず、本発明方法が対象とするコ
ールドピルガーミル用ロールダイスの化学組成について
説明する。なお、化学組成の含有量を表す％は、全て質
量％である。

【００２７】Ｃ：Ｃは、マルテンサイト組織の硬さを高
めるとともに、ＣｒおよびＭｏの炭化物を形成して耐摩
耗性を向上させる。そのためには０．２％以上必要であ
る。一方、０．６％を超えると溶解後の凝固時にＣｒお
よびＭｏの巨大炭化物の析出が著しくなり、靱性が低下
する。したがって、Ｃの含有量は０．２〜０．６％とす
る。なお、好ましい範囲は、０．３〜０．５％である。

【００２８】Ｃｒ：Ｃｒは、焼入れ時に素地中に固溶し
て焼入れ性を高める。また、Ｃｒ炭化物を形成して耐摩
耗性を向上させる。そのためには３％以上必要である。
しかし、９％を超えると、溶解後の凝固時に巨大炭化物
が析出しやすくなり、靱性が低下する。したがって、Ｃ
ｒの含有量は３〜９％とする。なお、好ましい範囲は、
４〜６％である。

【００２９】Ｍｏ：Ｍｏは、焼入れ時に素地に固溶する
とともに、炭化物を形成して耐摩耗性を向上させ、更
に、耐熱強度を高める。これらの効果を発揮するために
は、０．５％以上必要である。しかし、３％を超える
と、その効果が飽和するのみならず、熱間加工性が低下
する。したがって、Ｍｏの含有量は、０．５〜３％とす
る。また、ピルガーミル圧延において、極圧添加剤とし
ての塩素を多量に含む潤滑油が用いられる場合、圧延中
に極圧反応により塩素イオンが発生する。この塩素イオ
ンの大部分は、塩化鉄となってロールダイスと圧延され
る管との接触部の焼き付きを防止するが、一部は潤滑油
中に混入する。ロールダイスは、圧延中、この塩素イオ
ンが混入した潤滑油と常に接触するため、塩素イオンに
より疲労寿命が低下するとともに腐食摩耗が進むおそれ
がある。Ｍｏは、この塩素イオンによる疲労寿命の低下
と腐食摩耗の進行を防ぐ。この効果を得るためには、Ｍ
ｏの下限を１％とするのがよい。

【００３０】Ｐ：Ｐは、不純物として含まれる元素で、
靱性および熱間加工性を低下させる。また、焼戻し脆化
を助長する。したがって、含有量の上限を０．０２％と
する。好ましい上限は０．０１％である。

【００３１】Ｓ：Ｓは、不純物として含まれる元素で、
硫化物として存在して、前記Ｐと同様に靱性および熱間
加工性を低下させる。したがって、含有量の上限を０．
００５％とする。好ましい上限は０．００３％である。

【００３２】本発明のロールダイスの化学組成は、前記
の元素を含む鋼で構成されるが、更に、使用目的により
次の合金元素を１種以上含んでもよい。

【００３３】Ｎｉ：Ｎｉは、素地中に固溶して靱性を向
上させる。この効果を得るためには、０．１％以上必要
である。しかし、２％を超えてもその効果は飽和する。
したがって、含有させる場合は、０．１〜２％とする。

【００３４】Ｎｂ：Ｎｂは、オーステナイト粒の粗大化
を防止し、強度と靱性を向上させる。そのためには、
０．１％以上必要である。しかし、２％を超えると熱間
加工性を低下させる。したがって、含有量させる場合
は、０．１〜２％とする。

【００３５】Ｖ：Ｖは、オーステナイト粒の粗大化を防
止するとともに、微細な炭化物を形成して耐摩耗性およ
び焼入れ性を改善する。この効果を得るためには、０．
１％以上必要である。しかし、２％を超えると加工性が
低下する。したがって、含有させる場合は、０．１〜２
％とする。

【００３６】Ｗ：Ｗは、耐熱強度を向上させるととも
に、炭化物を形成して耐摩耗性を向上させる。そのため
には０．１％以上必要である。しかし３％を超えると熱
間加工性が低下する。したがって、含有させる場合は、
０．１〜３％とする。

【００３７】Ｓｉ：Ｓｉは、鋼の脱酸剤として有効であ
る。脱酸剤としてＳｉを用いると、Ａｌを用いる場合に
比べて、介在物として鋼中に存在しても変形しやすい特
性があるため、メタルフローの方向に延ばされる。この
ため、メタルフローの方向を制御して耐割れ性の向上を
図る本発明のロールダイスでは、割れに対する影響を小
さくすることができるので、Ｓｉによる脱酸が適してい
る。また、Ｓｉは、高温焼戻し後の硬さを高める効果が
ある。脱酸剤として添加する場合は、鋼中に不可避レベ
ルで含有してもよいが、必ずしも残留させる必要はな
い。高温焼戻し後の硬さを高める目的で含有させる場
合、多量に含有させると熱間加工性および靭性が低下す
るので、含有させる場合は、０．０１〜３．０％とす
る。含有させる場合の好ましい範囲は、０．０１〜２．
０％である。更に、脱酸をより完全にして酸素による靭
性の低下を防ぐためには、下限を０．１％とするのがよ
い。

【００３８】Ｍｎ：Ｍｎは、鋼の脱酸剤および脱硫剤と
して有効である。また、焼入れ性を改善する効果があ
る。脱酸剤および脱硫剤として添加する場合は、鋼中に
不可避レベルで含有してもよいが、必ずしも残留させる
必要はない。焼入れ性を改善する目的で添加する場合、
多量に含有させると加工性が低下するので、含有させる
場合は、０．０１〜２．０％とする。含有させる場合の
好ましい範囲は、０．０１〜１．０％である。

【００３９】本発明のピルガーミル用ロールダイスの製
造方法では、まず、常法により溶解および精錬し、イン
ゴット法または連続鋳造法により前記の化学組成の鋼か
らなる柱状の鋳片を製造する。

【００４０】続いて、前記鋳片を１１００℃以上に加熱
した後、鍛造または圧延を施す。加熱温度を１１００℃
以上とするのは、鋳片の鍛造または圧延による変形を容
易にするとともに、鋳片中に残存する巨大炭化物を少し
でも小さくするためである。

【００４１】鍛造または圧延は、鋳片の軸方向に圧下す
るのではなく、鋳片の軸方向と直角な方向から圧下し
て、鋳片を長手方向に延ばして円柱体とする。このよう
にして製造された円柱体は、メタルフローの方向が円柱
体の軸方向となる。

【００４２】前記の鋳片には、巨大炭化物、非金属介在
物および偏析が存在する。これらは、その方向によって
は割れの原因となる。巨大炭化物、非金属介在物および
偏析が存在しても、ロールダイスの割れの原因とならな
いように、メタルフローの方向を円柱体の軸方向とし、
後の工程では、この円柱体の軸方向がロールダイスの軸
方向に一致するように加工する。

【００４３】なお、メタルフローの方向を円柱体の軸方
向とするためには、加工前の断面積に対する加工後の断
面積の比で表される加工比を４以上とするのがよい。

【００４４】上記円柱体に８００〜８８０℃に１時間以
上加熱した後炉冷する焼なましを施す。この焼なまし
は、前記の鍛造または圧延により生じた加工歪みを除去
するために行う。焼なまし温度を８００〜８８０℃とし
保持時間を１時間以上とするのは、焼なまし温度が８０
０℃未満または保持時間が１時間未満では、加工歪みが
十分に除去されず、一方、焼なまし温度が８８０℃を超
えると巨大炭化物が析出するためである。

【００４５】続いてこの円柱体を、軸と直角な方向から
所定の長さに切断して円盤材とする。切断する長さは、
ロールダイスの軸方向の長さにほぼ等しい。なお、円柱
体の長さが短い場合は、切断を省略し、切削などにより
ロールダイスの軸方向の長さにほぼ等しい長さとしても
よい。

【００４６】次に、この円盤材の外周面に孔型を形成す
るとともに、軸心に貫通孔を形成してロールダイスとす
る。孔型は、例えば前記図１および図２に示す孔型１１
と同様の形状であり、貫通孔は、ロールダイスを回転軸
に焼きばめなどにより取り付けるための孔である。孔型
および貫通孔は、切削により形成し、更に、側面および
周面も切削により整形する。なお、ロールダイスと回転
軸とを焼きばめなどのはめ込み以外の方法で取り付ける
場合は、貫通孔の形成に変えて、取り付け方法に応じた
形状に加工する。

【００４７】続いて、このロールダイスに１０００〜１
１００℃からの焼入れと、５００〜６００℃での焼戻し
を施す。

【００４８】焼入れは、ロールダイスの組織をマルテン
サイト組織にして高い硬さを得るためのもので、１００
０〜１１００℃に加熱した後、空冷または油冷する。こ
の焼入れにより、ほぼ５２ＨＲＣ〜６３ＨＲＣ程度の硬
さが得られる。焼入れ温度が１０００℃未満では、十分
な硬さが得られず、一方焼入れ温度が１１００℃を超え
ると組織が粗大化して靱性が低下する。

【００４９】焼戻しは、硬さを５２ＨＲＣ〜６０ＨＲＣ
に調整するためのもので、５００〜６００℃に加熱して
１時間以上保持した後、空冷する。焼戻し温度が５００
〜６００℃の範囲を外れるか、または保持時間が１時間
未満では、所定の硬さが得られない。

【００５０】図３は、後述する鋼Ｈの焼戻し温度曲線の
一例を示す図である。同図からわかるように、焼入れ温
度が異なれば、焼入れ後の硬さ（同図に、焼入れのまま
として示す硬さ）も異なる。また、焼入れ温度が同じで
あっても、焼戻し温度が異なると硬さも異なる。この傾
向は、ロールダイスの化学組成によっても異なる。した
がって、焼戻し温度は、５２ＨＲＣ〜６０ＨＲＣの硬さ
が得られるように、化学組成と焼入れ温度とにより、５
００〜６００℃の範囲の適当な温度を選択すればよい。

【００５１】なお、本発明における焼戻し温度の範囲
は、二次硬化温度付近またはこれ以上の高温の温度範囲
であるため、残留オーステナイトは分解されてほとんど
消滅し、また引張残留応力も解放されやすい。この焼戻
しは、残留オーステナイトをより少なくするために、複
数回行うのが好ましい。

【００５２】焼入れおよび焼戻しが施されたロールダイ
スは、その後、孔型の表面粗さの調整および歪みによる
寸法の修正のために、研磨加工が施される。

【００５３】

【実施例】〈実施例１〉電気炉で表１に示す化学組成の
鋼を溶製し、インゴット法により径が８００ｍｍの円柱
状の鋳片を製造した。なお、表１において、鋼Ｖは、Ｊ
ＩＳ ＳＫＤ１１に規定される工具鋼、鋼Ｗは、前記特
開平４−１７２１１３号公報に規定される工具鋼であ
る。

【００５４】

【表１】 続いてこの円柱状の鋳片を１１５０℃に加熱した後、径
方向から加工する圧延または鍛造を施し、径が３８０ｍ
ｍ（加工比４．４）の円柱体を製造し、その後、８５０
℃で５時間保持した後炉冷する焼なましを施した。

【００５５】続いて、この円柱体を長さ２１０ｍｍに切
断して円盤材とした後、外径６４ｍｍの管を外径３０．
６ｍｍの管に圧延するための孔型を外周面に、回転軸を
焼きばめするための貫通孔を軸心に、それぞれ機械加工
により形成するとともに、外周面および端面を機械加工
により整形し、ロールダイスをそれぞれ３個製造した。

【００５６】このロールダイスに、１０５０℃または１
１００℃に加熱した後油冷する焼入れを施し、その後、
５００〜６００℃に加熱して６時間または１２時間保持
した後空冷する焼戻しを２回施し、その後全面を研磨し
て、外径３７０ｍｍ、長さ１７０ｍｍとした。また、孔
型および貫通孔の機械加工を省略する以外は前記の工程
と同じ工程により、それぞれ１個の試験材を製造した。

【００５７】また、比較例として、本発明の製造方法で
規定する条件のいずれかが外れる方法により、それぞれ
３個のロールダイスと１個の試験材を製造した。径方向
から加工する圧延または鍛造の区分、焼入れ温度および
焼戻し温度を表２に示す。なお、表２において、焼戻し
における保持時間は、Ｎｏ．１１で１２時間とした以
外、全て６時間とした。

【００５８】

【表２】 前記の方法により製造した試験材から試験片を採取し、
硬さ試験とシャルピー衝撃試験を行った。また、前記の
方法により製造したロールダイスを用いて管を圧延し、
ロールダイスの寿命を調査した。これらの結果を表２に
併せて示す。

【００５９】硬さ試験は、前記の試験材の、孔型が形成
される外周範囲の周方向３位置から試験片を採取し、各
試験片について、ＪＩＳ Ｚ ２２４５に規定されるロ
ックウェル硬さ試験方法のＣスケール（ＨＲＣ）により
３点測定した。表２に示す硬さは、これらの測定値の平
均を示す。

【００６０】シャルピー衝撃試験は、硬さ試験と同様に
前記の試験材を用い、孔型が形成される範囲の、前記硬
さ試験片を採取した位置の近傍からＪＩＳ Ｚ ２２０
２に規定されるＵノッチ試験片（ノッチの深さ２ｍｍ）
を試験材の軸方向から採取し、各試験片についてＪＩＳ
Ｚ ２２４２に規定される金属材料衝撃試験方法によ
り室温で試験して吸収エネルギーを求めた。表２に示す
衝撃値は、前記吸収エネルギーを試験片のノッチ底部の
断面積で除した値の平均を示す。

【００６１】寿命は、外径６４ｍｍ、肉厚５．５ｍｍの
ＪＩＳ ＳＵＳ３０４に規定される化学組成のステンレ
ス鋼素管を外径３０．６ｍｍ、肉厚２ｍｍの製品管に圧
延した際の、ロールを取り替えるまでに圧延した製品管
の延べ長さで表した。なお、圧延時の条件は、圧延スト
ロークを９９１ｍｍ、ストローク数を毎分１３５回、ス
トローク間の素管送り量を９ｍｍ、素管送り時の軸廻り
の回転角度を５７度とし、潤滑油として塩素を３０質量
％含むＰＬ−１７（ユシロ化学社、商品名）を用いた。

【００６２】表２からわかるように、Ｎｏ．１からＮ
ｏ．２１の本発明例では、硬さおよび衝撃値がともに優
れ、寿命も１５０Ｋｍ以上である。これに対し、Ｎｏ．
２２から２５の比較例は、化学組成が本発明で規定する
範囲の鋼Ｈであるにも拘わらず、製造条件が本発明で規
定する条件を外れるため、硬さおよび衝撃値のいずれか
一方または両方が低く、寿命も極めて短い。

【００６３】また、化学組成が本発明で規定する範囲を
外れるＮｏ．２６からＮｏ．３６の比較例は、製造方法
の如何にかかわらず寿命が短い。なお、、Ｎｏ．３２お
よびＮｏ．３３の比較例は、硬さおよび衝撃値に優れる
が、これらの比較例では、ＣまたはさらにＣｒが高いた
め、Ｃｒ炭化物の影響で孔型部に割れが生じたものと推
測される。

【００６４】〈実施例２〉電気炉で表３に示す化学組成
の鋼を溶製し、実施例１と同様の方法で製造した試験材
から試験片を採取し、ＪＩＳ Ｚ ２２７４に規定され
る方法により回転曲げ疲れ試験を行った。試験片は１号
試験片（平行部の直径１０ｍｍ）とし、シャルピー衝撃
試験片と同じ方向から採取した。

【００６５】

【表３】 試験は、大気中で行うか、または圧延に用いた潤滑油
（Ｃｌ⁻ １００ｐｐｍ）を試験片にスプレーしながら
行った。結果のＳ−Ｎ曲線を図４に示す。また、繰り返
し数が１０^３における時間強さσ（Ａ１０^３）を求め、
強度比（（潤滑油中での時間強さ／大気中での時間強
さ）×１００（％））を表３に併せて示す。

【００６６】図３によれば、Ｍｏの含有量が多くなるほ
ど、繰り返し数が多くなることがわかる。また、表３に
示すように、Ｍｏの含有量が本発明で規定する範囲を外
れる鋼Ｈａの強度比は、６４％であるのに対して、Ｍｏ
の含有量が本発明で規定する範囲内の鋼Ｈ、鋼Ｈｂ、鋼
Ｈｃおよび鋼Ｈｄの強度比は、７５％以上と良好な結果
である。

【００６７】

【発明の効果】この発明の製造方法によれば、硬さと靱
性とをバランスよく備え、耐摩耗性と耐食性に優れる寿
命が極めて長いコールドピルガー用ロールダイスを製造
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】コールドピルガーミルの要部の一例を示す斜視
図である。

【図２】コールドピルガーミルによる圧延方法を説明す
るための図で、ロールダイスの孔型を展開して示す図で
ある。

【図３】焼戻し温度曲線の一例を示す図である。

【図４】実施例の繰り返し曲げ試験の結果を示すＳ−Ｎ
曲線である。

【符号の説明】

１０：ロールダイス、 １１：孔型、 １１ａ：加工部、 １１ｂ：成形部、 １１ｃ、１１ｄ：逃げ部、 １１ｅ：孔型の底、 ２０：ロールスタンド、 ２１：ピニオンギア、 ２２：ラックギア、 ３０：マンドレル、 ３１：テーパ部、 ３２：等径部、 ａ：加工開始点、 ｂ：加工終了点、 ｃ：成形終了点。

───────────────────────────────────────────────────── 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 38/00 ３０２ Ｃ２２Ｃ 38/00 ３０２Ｅ 38/22 38/22 (72)発明者 廣畑 憲明 兵庫県尼崎市東向島西之町１番地 住友金 属工業株式会社関西製造所特殊管事業所内 Ｆターム(参考） 4E016 AA09 BA10 CA09 DA06 DA18 EA02 FA04 FA18 4K042 AA20 BA03 CA06 CA07 CA08 CA09 CA10 CA13 DA01 DA02 DA03 DC02

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下記（Ａ）から（Ｅ）の工程からなるコー
   ルドピルガーミル用ロールダイスの製造方法。 （Ａ）質量％で、Ｃ：０．２〜０．６％、Ｃｒ：３〜９
   ％、Ｍｏ：０．５〜３％、Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：
   ０．００５％以下を含む鋼からなる鋳片を製造する （Ｂ）１１００℃以上に加熱した鋳片に鍛造または圧延
   を施して軸方向にメタルフローを有する円柱体を製造す
   る （Ｃ）円柱体に、８００〜８８０℃で１時間以上加熱し
   た後炉冷する焼なましを施す （Ｄ）円柱体から、軸心が円柱体の軸方向と一致し外周
   面に孔型が形成されたロールダイスを製造する （Ｅ）ロールダイスに、１０００〜１１００℃からの焼
   入れと５００〜６００℃での焼戻しを施し、硬さを５２
   ＨＲＣ〜６０ＨＲＣとする