JP2594865B2 - Centrifugal casting roll and manufacturing method thereof - Google Patents

Centrifugal casting roll and manufacturing method thereof

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JP2594865B2
JP2594865B2 JP4142064A JP14206492A JP2594865B2 JP 2594865 B2 JP2594865 B2 JP 2594865B2 JP 4142064 A JP4142064 A JP 4142064A JP 14206492 A JP14206492 A JP 14206492A JP 2594865 B2 JP2594865 B2 JP 2594865B2
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稔 前田
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、耐摩耗性、耐クラック
性、及び強靱性を兼備し、圧延用ロール等として用いて
好適な遠心鋳造製ロールとその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a centrifugally cast roll having both abrasion resistance, crack resistance and toughness and suitable for use as a roll for rolling and the like, and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、耐摩耗性が要求される熱間圧延用
ロールは、外層と内層からなる複合ロールとされ、外層
材をセメンタイト系の炭化物が晶出した高Cr鋳鉄、又
はNiグレン鋳鉄、内層材を靱性の良いねずみ鋳鉄、又
はダクタイル鋳鉄として、遠心力鋳造法によって製造さ
れている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a roll for hot rolling which requires abrasion resistance is a composite roll composed of an outer layer and an inner layer. The inner layer material is manufactured by a centrifugal casting method using gray cast iron or ductile cast iron having good toughness.

【0003】然るに、圧延条件の苛酷化及び圧延におけ
る生産性向上の要求等から、より一層の耐摩耗性と耐ク
ラック性を備えた圧延用ロールの提供が要求されてい
る。
[0003] However, due to the severer rolling conditions and the demand for improved productivity in rolling, there is a demand for a roll for rolling having more wear resistance and crack resistance.

【0004】このような状況から、例えば特開昭60-124
407 号、特開昭61-177355 号には、従来の遠心力鋳造ロ
ールの外層材として高V鋳鉄を用いることが提案されて
いる。
[0004] Under such circumstances, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 60-124
No. 407 and JP-A-61-177355 propose the use of high-V cast iron as the outer layer material of a conventional centrifugal casting roll.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】然しながら、遠心力鋳
造ロールの外層材として高V鋳鉄を用いる圧延用ロール
では、比重の小さいV炭化物が遠心分離により偏析し、
ロール外層内の特性が肉厚方向で不均一になる。この傾
向は大型ロールで外層肉厚が大なるほど著しく、実用ロ
ールとしての使用に耐えることができないという問題点
がある。
However, in a rolling roll using high-V cast iron as an outer layer material of a centrifugal casting roll, V carbide having a small specific gravity segregates due to centrifugal separation.
Characteristics in the outer layer of the roll become uneven in the thickness direction. This tendency is remarkable as the thickness of the outer layer of a large roll increases, and there is a problem that the roll cannot be used as a practical roll.

【0006】尚、特開昭58-87249号、特開平1-96355 号
公報には、高速度鋼なみに高合金化した鋳鋼、鋳鉄を適
用したロール材が提案されている。然しながら、特開昭
58-87249号公報には焼嵌め又は組立ロールを対象とした
ものであり、圧延中に生ずる外層と軸材間の滑りが問題
となる。また、特開平1-96355 号公報は特殊な鋳かけ肉
盛法等、遠心力鋳造法以外の特殊な製造手法しか適用で
きず、生産性、経済性の面で問題がある。
Incidentally, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 58-87249 and 1-96355 propose a rolled material using cast steel or cast iron which is made of a high alloy like high speed steel. However,
JP-A-58-87249 is directed to shrink-fitting or assembling rolls, and there is a problem of slippage between the outer layer and the shaft material during rolling. Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-96355 can apply only a special manufacturing method other than the centrifugal force casting method such as a special casting overlaying method, and has problems in productivity and economy.

【0007】即ち、圧延用ロールの製造に際し、ロール
外層にVを多量に含有させることにより、耐摩耗性を著
しく向上させることは可能であるが、複合ロール製造時
に生産性、経済性が最も優れているとして一般に実施さ
れている遠心力鋳造法を採用した場合には、遠心分離に
よる炭化物の偏析を生じ所定の特性を均一に得られない
という問題点がある。
[0007] That is, in the production of a rolling roll, it is possible to significantly improve the wear resistance by incorporating a large amount of V in the outer layer of the roll, but the most excellent productivity and economical efficiency in the production of a composite roll. If the centrifugal casting method generally used is adopted, there is a problem that segregation of carbides occurs due to centrifugal separation and predetermined characteristics cannot be obtained uniformly.

【0008】本発明は、外層を形成する合金成分を適正
化し、炭化物組成を限定することにより、遠心力作用下
でも偏析等の生じない耐摩耗性と耐クラック性の均一な
外層材を使用するとともに、軸芯材に鋳鉄系材料で最も
強靱なダクタイル鋳鉄を使用し、外層材と軸芯材を完全
に冶金学的に結合させて一体とした遠心鋳造製ロールを
提供することを目的とする。
The present invention uses an outer layer material having uniform wear resistance and crack resistance which does not cause segregation even under the action of centrifugal force by optimizing the alloy components forming the outer layer and limiting the carbide composition. Aiming to provide a centrifugally cast roll made by integrating the outer layer material and the shaft core material completely metallurgically using the toughest ductile cast iron among cast iron materials as the shaft core material. .

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の本発明
は、外層材と、該外層材と溶着一体化したダクタイル鋳
鉄の軸芯材とからなる遠心鋳造製ロールであって、該外
層材が、 C:1.0〜3.5%,Si:2.0%以下,Mn:
2.0%以下, Cr:3.0〜12.0%,Mo:2.0〜8.0%, V:3.0〜10.0%,Nb:0.6〜7.0% を含有し、残部Fe及び不可避的不純物よりなるととも
に、下記(1)式と(2)式を満足し、 V+1.8Nb≦7.5C−6.0% …(1) 0.2≦ Nb/V ≦0.8 …(2) 該軸芯材が、 C:2.8〜3.8%,Si:2.0〜3.0%, Mn:0.3〜1.0%,P:0.1%以下,S:0.
04%以下, Ni:0.3〜2.0%,Cr:1.5%以下,Mo:
0.03〜1.0% を含有し、残部Fe及び不可避的不純物よりなり、軸芯
への外装混入比が5〜35%の範囲に規制されてなるよ
うにしたものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a centrifugally cast roll comprising an outer layer material and a ductile cast iron core material welded and integrated with the outer layer material. Material: C: 1.0-3.5%, Si: 2.0% or less, Mn:
2.0% or less, Cr: 3.0 to 12.0% , Mo: 2.0 to 8.0% , V: 3.0 to 10.0%, Nb: 0.6 to 7.0%. Tomo When contained, consisting of the balance Fe and unavoidable impurities
The following formulas (1) and (2) are satisfied: V + 1.8Nb ≦ 7.5C−6.0% (1) 0.2 ≦ Nb / V ≦ 0.8 (2) Material: C: 2.8 to 3.8%, Si: 2.0 to 3.0%, Mn: 0.3 to 1.0%, P: 0.1% or less, S: 0.
04% or less, Ni: 0.3 to 2.0%, Cr: 1.5% or less, Mo:
Containing 0.03 to 1.0 percent, it consists balance of Fe and unavoidable impurities, axial
In this case, the mixing ratio of the exterior to the steel is restricted to the range of 5 to 35% .

【0010】請求項2に記載の本発明は、外層材と、該
外層材と溶着一体化したダクタイル鋳鉄の軸芯材とから
なる遠心鋳造製ロールでてあって、該外層材が、 C:1.0〜3.5%,Si:2.0%以下,Mn:
2.0%以下, Cr:3.0〜12.0%,Mo:2.0〜8.0%, V:3.0〜10.0%,Nb:0.6〜7.0% 更にNi:8.0%以下,Co:10.0%以下のうち
から選ばれた1種以上を含有し、残部Fe及び不可避的
不純物よりなるとともに、下記(1)式と(2)式を満
足し、 V+1.8Nb≦7.5C−6.0% …(1) 0.2≦ Nb/V ≦0.8 …(2) 該軸芯材が、 C:2.8〜3.8%,Si:2.0〜3.0%, Mn:0.3〜1.0%,P:0.1%以下,S:0.
04%以下, Ni:0.3〜2.0%,Cr:1.5%以下,Mo:
0.03〜1.0% を含有し、残部Fe及び不可避的不純物よりなり、軸芯
への外層混入比が5〜35%の範囲に規制されてなるよ
うにしたものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a centrifugally cast roll comprising an outer layer material and a ductile cast iron core material welded and integrated with the outer layer material, wherein the outer layer material comprises: C: 1.0 to 3.5%, Si: 2.0% or less, Mn:
2.0% or less, Cr: 3.0 to 12.0% , Mo: 2.0 to 8.0% , V: 3.0 to 10.0%, Nb: 0.6 to 7.0% Ni: 8.0% or less, Co: 10.0% or less selected from the group consisting of Fe and inevitable impurities, and satisfying the following formulas (1) and (2).
Adding, V + 1.8Nb ≦ 7.5C-6.0 % ... (1) 0.2 ≦ Nb / V ≦ 0.8 ... (2) the mandrel material, C: 2.8~3.8%, Si: 2.0-3.0%, Mn: 0.3-1.0%, P: 0.1% or less, S: 0.
04% or less, Ni: 0.3 to 2.0%, Cr: 1.5% or less, Mo:
Containing 0.03 to 1.0 percent, it consists balance of Fe and unavoidable impurities, axial
The outer layer mixing ratio is restricted to the range of 5 to 35% .

【0011】請求項3に記載の本発明は、外層材と、該
外層材と溶着一体化したダクタイル鋳鉄の軸芯材とから
なる遠心鋳造製ロールであって、該外層材が、 C:1.0〜3.5%,Si:2.0%以下,Mn:
2.0%以下, Cr:3.0〜12.0%,Mo:2.0〜8.0%, V:3.0〜10.0%,Nb:0.6〜7.0% 更に Ni:8.0%以下,Co:10.0%以下,Cu:
2.0%以下, Ti:2.0%以下,Zr:2.0%以下 B:0.1%以下のうちから選ばれた1種又は2種以上 を含有し、残部Fe及び不可避的不純物よりなるととも
に、下記(1)式と(2)式を満足し、 V+1.8Nb≦7.5C−6.0% …
(1) 0.2≦ Nb V ≦0.8 …
(2) 該軸芯材が、 C:2.8〜3.8%,Si:2.0〜3.0%, Mn:0.3〜1.0%,P:0.1%以下,S:0.
04%以下, Ni:0.3〜2.0%,Cr:1.5%以下,Mo:
0.03〜1.0% を含有し、残部Fe及び不可避的不純物よりなり、軸芯
への外装混入比が5〜35%の範囲に規制されてなるよ
うにしたものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a centrifugally cast roll comprising an outer layer material and a ductile cast iron core material welded and integrated with the outer layer material, wherein the outer layer material comprises: C: 1 0.0 to 3.5%, Si: 2.0% or less, Mn:
2.0% or less, Cr: 3.0 to 12.0% , Mo: 2.0 to 8.0% , V: 3.0 to 10.0%, Nb: 0.6 to 7.0% Ni: 8.0% or less, Co: 10.0% or less, Cu:
2.0% or less, Ti: 2.0% or less, Zr: 2.0% or less , B: One or more selected from 0.1% or less, with the balance Fe and unavoidable Tomo and consisting of impurities
Satisfies the following equations (1) and (2): V + 1.8Nb ≦ 7.5C-6.0%
(1) 0.2 ≦ Nb V ≦ 0.8 ...
(2) The shaft core material is: C: 2.8 to 3.8%, Si: 2.0 to 3.0%, Mn: 0.3 to 1.0%, P: 0.1% or less, S: 0.
04% or less, Ni: 0.3 to 2.0%, Cr: 1.5% or less, Mo:
Containing 0.03 to 1.0 percent, it consists balance of Fe and unavoidable impurities, axial
In this case, the mixing ratio of the exterior to the steel is restricted to the range of 5 to 35% .

【0012】[0012]

【0013】[0013]

【0014】[0014]

【作用】[Action]

(A) 外層材における合金元素の限定理由 (A) Reasons for limiting alloy elements in outer layer materials

【0015】C:1.0 〜3.5 % Cはロール外層材の耐摩耗性を向上する硬い炭化物を形
成するための必須元素で1.0 %以上必要であるが、3.5
%を越えると耐クラック性が著しく低下するため上限を
3.5 %とする。
C: 1.0 to 3.5% C is an essential element for forming a hard carbide for improving the wear resistance of the outer layer material of the roll, and is required to be 1.0% or more.
%, Crack resistance is significantly reduced.
3.5%.

【0016】Si:2.0 %以下 Siは脱酸剤及び鋳造性の確保に必要な元素で添加する
が、2.0 %を越えると耐クラック性を低下するため上限
を2.0 %とする。
Si: 2.0% or less Si is added as a deoxidizing agent and an element necessary for ensuring castability, but if it exceeds 2.0%, crack resistance is reduced, so the upper limit is made 2.0%.

【0017】Mn:2.0 %以下 Mnも上記Siと同様必要であるが、2.0 %を越えると
耐クラック性が低下するため好ましくなく上限を2.0 %
とする。
Mn: 2.0% or less Mn is required in the same manner as the above Si, but if it exceeds 2.0%, the crack resistance is reduced, so that it is not preferable that the upper limit is 2.0%.
And

【0018】Cr:3.0〜12.0% Crは炭化物を形成し、耐摩耗性を向上するための必須
元素で3.0%以上必要であるが、12.0%を越える
と本発明が対象とするV,Nbを添加した場合には耐摩
耗性が劣化するため上限を12.0%とする。
Cr: 3.0 to 12.0% Cr forms a carbide and is essential for improving wear resistance.
The element is required to be 3.0% or more, but if it exceeds 12.0%, the wear resistance deteriorates when V and Nb, which is the object of the present invention, is added, so the upper limit is made 12.0%.

【0019】Mo:2.0〜8.0% MoはCrと同様に炭化物を形成して耐摩耗性を向上す
とともに、基地の焼入性、焼もどし軟化抵抗を向上
し、基地組織の強化のための必須元素で2.0%以上必
であるが、8.0%を越えると耐クラック性が低下す
るため、上限を8.0%をする。
Mo: 2.0-8.0% Mo forms carbides like Cr and improves wear resistance .
With that, hardenability of the base, improving the temper softening resistance, 2.0% or more essential element for strengthening the matrix structure
It is important , however, that if the content exceeds 8.0%, the crack resistance decreases, so the upper limit is set to 8.0%.

【0020】Ni:8.0 %以下、Co:10.0%以下 Niは焼入れ性を向上し、基地組織を強化するために添
加するが、8.0 %を越えると残留γの存在等不安定な組
織を形成するため好ましくなく、上限を 8.0%とする。
Ni: 8.0% or less, Co: 10.0% or less Ni is added to improve hardenability and strengthen the base structure. However, if it exceeds 8.0%, an unstable structure such as the presence of residual γ is formed. Therefore, it is not preferable, and the upper limit is set to 8.0%.

【0021】Coは高温における組織を安定化させるた
めに添加するが、10.0%を越えるとその耐熱性向上効果
が飽和するため経済性の点から上限を10.0%とする。
Co is added to stabilize the structure at a high temperature, but if it exceeds 10.0%, the effect of improving the heat resistance is saturated, so the upper limit is made 10.0% from the viewpoint of economy.

【0022】Cu:2.0%以下 Cuは 基地組織を強化し、高温硬さを向上するため添加
するが、2.0%を越えるとロールの表面性状を劣化す
るとともに耐摩耗性、耐クラック性を低下するため上限
を2.0%とする。
[0022] Cu: 2.0% or less Cu strengthens the matrix structure, will be added to improve the high-temperature hardness, 2. If it exceeds 0%, the surface properties of the roll are deteriorated, and the wear resistance and crack resistance are reduced . Therefore, the upper limit is made 2.0% .

【0023】Ti: 2.0%以下、Zr:2.0 %以下、
B:0.1 %以下 Ti、Zr、Bはともに粗大な共晶炭化物の形成を抑制
し、耐摩耗性、耐クラック性を向上するため添加する
が、TiとZrは 2.0%を越えるとV,Nb複合炭化物
の形状を劣化し逆に耐摩耗性を低下するため上限を 2.0
%とし、Bは0.1%を越えると粒界に偏析して耐クラッ
ク性を低下するので上限を 0.1%とする。
Ti: 2.0% or less, Zr: 2.0% or less,
B: 0.1% or less Both Ti, Zr, and B are added to suppress the formation of coarse eutectic carbides and improve wear resistance and crack resistance. However, if Ti and Zr exceed 2.0%, V, Nb The upper limit is 2.0 because the shape of the composite carbide deteriorates and the wear resistance decreases.
If B exceeds 0.1%, B segregates at the grain boundary and lowers crack resistance, so the upper limit is made 0.1%.

【0024】V:3.0 〜10.0%、Nb:0.6 〜7.0 % V、Nbは本発明における最も重要な必須元素であり、
これらの複合添加と含有量制限条件が本発明の最大の特
徴である。
V: 3.0-10.0%, Nb: 0.6-7.0% V, Nb is the most important essential element in the present invention,
These complex additions and content limiting conditions are the most important features of the present invention.

【0025】Vは耐摩耗性の向上に最も有効な硬いMC
又はM43 炭化物を形成するための必須元素で、その
効果を発揮するためには3.0 %以上必要であるが、10.0
%を越えると耐クラック性の低下、製造上の問題を生じ
るため上限を10.0%とする。
V is a hard MC which is most effective for improving abrasion resistance.
Or an essential element for forming M 4 C 3 carbide, and it is necessary to have 3.0% or more to exhibit its effect.
%, Crack resistance deteriorates and production problems occur, so the upper limit is made 10.0%.

【0026】NbもVと同様耐摩耗性に有効な硬いMC
型炭化物を形成するが、単独添加では粗大な塊状炭化物
となりその効果が得られないだけでなく耐クラック性が
問題となる。
Nb is also a hard MC which is effective for abrasion resistance like V.
Formed carbides are formed, but if they are added alone, they become coarse bulky carbides, and not only the effect cannot be obtained, but also crack resistance becomes a problem.

【0027】尚、本発明の外層材にあっては、上述のN
i、Co、Cu、Ti、Zr、W、Bを必ずしも含有す
ることを要しない。
Incidentally, in the outer layer material of the present invention, the above-mentioned N
It is not always necessary to contain i, Co, Cu, Ti, Zr, W, and B.

【0028】更に、本発明の外層材において、VとNb
を複合添加した場合の母材硬さに及ぼすC量との関係、
及び遠心力鋳造したリング材の炭化物分布に起因する外
層、軸芯間の熱間摩耗比、熱衝撃試験におけるクラック
の最大深さとNb,Vの含有量比Nb/Vとの関係を調
べた結果をそれぞれ図1〜図4及び図5〜図8に示す。
Further, in the outer layer material of the present invention, V and Nb
Relationship with the amount of C on the base metal hardness when compounding is added,
Of the relationship between the outer layer caused by the carbide distribution of the ring material cast by centrifugal force and the wear ratio between the outer layer and the shaft core, the maximum crack depth in the thermal shock test and the Nb / V content ratio Nb / V. Are shown in FIGS. 1 to 4 and FIGS. 5 to 8, respectively.

【0029】図1〜図4から耐摩耗熱間圧延用ロールと
して必要な硬さHs 75以上を得るためには V+1.8 N
b≦7.5 C−6.0 (%)を満足する必要があることが明
らかとなった。
From FIG. 1 to FIG. 4, in order to obtain the required hardness Hs of 75 or more as a roll for wear-resistant hot rolling, V + 1.8 N
It became clear that it was necessary to satisfy b ≦ 7.5 C-6.0 (%).

【0030】尚、図1の実験は、Si:0.5 %,Mn:
0.5 %, Cr:6.8 %,Mo:3.2% を含有し、C,
V,Nbを変化させた溶湯を鋳造した25mmY/ブロック
について1000℃焼ならし処理、550 ℃焼もどし処理を施
した試料を用い、図2の実験はSi:0.5 %、Mn:0.
5 %、Ni: 2.7%,Cr:7.2 %,Mo:3.5 %を含
有し、C,V,Nbを変化させた溶湯を鋳造した25mmY
−ブロックについて1000℃焼ならし処理、 550℃焼もど
し処理を施した試料を用い、図3の実験は、Si:0.4
%,Mn:0.4 %,Ni: 1.5%,Cr:5.7 %,M
o:2.8 %、Co: 3.2%を含有し、C,V,Nbを変
化させた溶湯を鋳造した25mmY−ブロックについて1050
℃焼ならし処理、550 ℃焼もどし処理を施した試料を用
い、図4の実験は、Si:0.3 %,Mn:0.4 %,C
r:6.0 %,Mo:3.2 %,Co: 4.1%を含有し、
C,V,Nbを変化させた溶湯を鋳造した25mmY−ブロ
ックについて1050℃焼入れ処理、550 ℃焼もどし処理を
施した試料を用いた。
The experiment of FIG. 1 shows that Si: 0.5%, Mn:
0.5%, Cr: 6.8%, Mo: 3.2%, C,
A 25 mm Y / block cast from a molten metal with varied V and Nb was subjected to a 1000 ° C. normalizing process and a 550 ° C. tempering sample. The experiment of FIG. 2 was performed with 0.5% Si and 0.5% Mn.
25mmY cast from 5%, Ni: 2.7%, Cr: 7.2%, Mo: 3.5%, and molten C, V, Nb
Using a sample subjected to a 1000 ° C. normalizing treatment and a 550 ° C. tempering treatment for the block, the experiment in FIG.
%, Mn: 0.4%, Ni: 1.5%, Cr: 5.7%, M
O: 2.8%, Co: 3.2%, 1050 for a 25 mm Y-block cast from a molten metal with varied C, V, Nb.
The samples in FIG. 4 were subjected to a normalizing process at 550 ° C. and a tempering process at 550 ° C.
r: 6.0%, Mo: 3.2%, Co: 4.1%,
Samples obtained by quenching at 1050 ° C. and tempering at 550 ° C. for a 25 mm Y-block cast from a molten metal having varied C, V, and Nb were used.

【0031】また、図5〜図8から遠心力鋳造法で製造
した場合にも均一な外層材を得ることができ、且つ耐ク
ラック性を損なわないためには0.2 ≦ Nb/V ≦
0.8を満足する必要があることが明らかとなった。
5 to 8, it is possible to obtain a uniform outer layer material even when manufactured by the centrifugal casting method, and to ensure that the crack resistance is not impaired: 0.2 ≦ Nb / V ≦
It became clear that it was necessary to satisfy 0.8.

【0032】尚、図5〜図8において、「摩耗比(軸芯
/外層)」は、リング材の軸芯側から採取した試験片の
摩耗量(Iw)と外層側から採取した試験片の摩耗量
(Ow)との比(Iw/Ow)であり、「熱衝撃クラッ
ク最大深さ」は、熱衝撃試験で発生したクラックの最大
深さである。
In FIG. 5 to FIG. 8, the "wear ratio (axial core / outer layer)" means the amount of wear (Iw) of the test piece taken from the axis side of the ring material and the test piece taken from the outer layer side. It is the ratio (Iw / Ow) with respect to the amount of wear (Ow), and the “maximum thermal shock crack depth” is the maximum crack depth generated in the thermal shock test.

【0033】また、図5の実験は、C:2.5 %,Si:
0.5 %,Mn:0.5 %,Cr:6.5%,Mo:3.5 %,
V: 5.4%,Nb:0 〜8.0 %を含有する溶湯を遠心力
鋳造(140 G)して得た肉厚100mm のリングサンプルに
ついて1000℃焼ならし処理、550 ℃焼もどし処理を施し
た試料を用い、図6の実験は、C:2.7 %,Si:0.6
%,Mn:0.5 %,Ni:3.2 %,Cr:7.4 %,M
o:3.7 %,V: 5.8%,Nb:0 〜7.5 %を含有する
溶湯を遠心力鋳造(140 G)して得た肉厚100mmのリン
グサンプルについて1000℃焼ならし処理、550 ℃焼もど
し処理を施した試料を用い、図7の実験は、C:2.3
%,Si:0.4 %,Mn:0.5 %,Ni:0.5 %,C
r:5.5 %,Mo:3.2 %,V: 5.4%,Co: 5.2
%,Nb:0 〜7.2 %を含有する溶湯を遠心力鋳造(14
0 G)して得た肉厚100mm のリングサンプルについて10
50℃焼ならし処理、550 ℃焼もどし処理を施した試料を
用い、図8の実験は、C:2.2 %,Si:0.3 %,M
n:0.4 %,Cr:6.0 %,Mo:3.2 %,V: 5.1
%,Co: 4.1%,Nb:0 〜6.0 %を含有する溶湯を
遠心力鋳造(140 G)して得た肉厚100mm のリングサン
プルについて1050℃焼入れ処理、550 ℃焼もどし処理を
施した試料を用いた。
The experiment of FIG. 5 shows that C: 2.5%, Si:
0.5%, Mn: 0.5%, Cr: 6.5%, Mo: 3.5%,
A 100-mm thick ring sample obtained by centrifugal casting (140 G) a molten metal containing V: 5.4% and Nb: 0-8.0%, and subjected to 1000 ° C. normalizing treatment and 550 ° C. tempering treatment. The experiment shown in FIG. 6 was performed using C: 2.7% and Si: 0.6%.
%, Mn: 0.5%, Ni: 3.2%, Cr: 7.4%, M
o: A ring sample with a thickness of 100 mm obtained by centrifugal casting (140 G) a molten metal containing 3.7%, V: 5.8%, and Nb: 0 to 7.5% was subjected to 1000 ° C normalizing treatment and 550 ° C tempering. Using the treated sample, the experiment of FIG.
%, Si: 0.4%, Mn: 0.5%, Ni: 0.5%, C
r: 5.5%, Mo: 3.2%, V: 5.4%, Co: 5.2
%, Nb: 0 to 7.2%.
0 G) For a ring sample with a thickness of 100 mm obtained by
Using the samples which were subjected to 50 ° C. normalizing treatment and 550 ° C. tempering treatment, the experiment of FIG. 8 shows that C: 2.2%, Si: 0.3%, M
n: 0.4%, Cr: 6.0%, Mo: 3.2%, V: 5.1
%, Co: 4.1%, Nb: 0 to 6.0%, a 100 mm thick ring sample obtained by centrifugal casting (140 G) of a molten metal, which was quenched at 1050 ° C. and tempered at 550 ° C. Was used.

【0034】そして、摩耗試験は、φ190 ×15の相手材
とφ50×10の試験材の2円盤のすべり摩耗方式で相手材
を800 ℃に加熱し、荷重100kgfで圧接した状態で試験材
を800rpmで回転させ、すべり率3.9 %として120 分後の
摩耗減量を測定して行なった。
In the abrasion test, the mating material was heated to 800 ° C. by a two-disk sliding wear method of a mating material of φ190 × 15 and a mating material of φ50 × 10, and the test material was pressed at 800 rpm with a load of 100 kgf. At a slip rate of 3.9%, and the wear loss after 120 minutes was measured.

【0035】また、熱衝撃試験は、1200rpm で回転して
いるローラーに55×40×15の板状試験片を圧接する方式
で、荷重150kgf、接触時間15sの条件で行ない、試験片
に発生したクラック長さを測定した。
The thermal shock test was conducted by pressing a 55 × 40 × 15 plate test piece against a roller rotating at 1200 rpm under a load of 150 kgf and a contact time of 15 s. The crack length was measured.

【0036】更に、本発明の外層材に施す熱処理条件と
しては、1000〜1150℃でオーステナイト化した後、冷却
後の組織がベイナイトになるように制御冷却する。従っ
て、対象とするロール材の組成、形状、サイズにより冷
却条件は異なるものとなる。上述の図1〜図4、図5〜
図8の実験では、被熱処理材のサイズが小さいので、焼
きならし(オーステナイト化後空冷)、焼入れ(オース
テナイト化後急冷)の両処理とも可能となっている。
尚、焼もどしは 500〜 600℃の範囲で最適条件を選んで
実施する。
Further, as the heat treatment conditions for the outer layer material of the present invention, after austenitizing at 1000 to 1150 ° C., controlled cooling is performed so that the structure after cooling becomes bainite. Therefore, the cooling conditions differ depending on the composition, shape, and size of the target roll material. 1 to 4 and 5 to 5 described above.
In the experiment of FIG. 8, since the size of the material to be heat-treated is small, both normalizing (air cooling after austenitizing) and quenching (quenching after austenitizing) are possible.
In addition, tempering is performed by selecting the optimal conditions in the range of 500 to 600 ° C.

【0037】(B) 軸芯材における合金元素の限定理由 複合ロールにおいては、外層と軸芯材を冶金的に結合さ
せるために、外層内面側と軸芯材を混合させることが不
可欠である。然しながら、軸芯材の機能である優れた強
靱性を損なうまで過度に外層を混入させてはならない。
このため、鋳造条件を選定し、軸芯材への外層の混入比
(軸芯材中に混入した外層材重量が全軸芯材溶湯重量に
対してなす重量%)を適切な範囲に保つことが極めて重
要である。本発明では、この範囲を5 〜35%に規制する
のが最適であることを見出した。即ち、 5%以下では、
遠心力分離によって外層最内面に形成されたC、Siの
濃厚偏析層が完全に洗われずに残留するため、境界層の
健全性を確保できない。また、35%を越えると、外層成
分のうち、軸芯材の特性を特に劣化させるCr、Cが多
量に混入し、凝固後の軸芯材組成が高C−Cr系とな
り、軸芯材の黒鉛形状不良及び著しい白銑化を招き、そ
の機能が減退する。
(B) Reasons for Limiting Alloy Elements in Shaft Core In a composite roll, it is essential to mix the shaft core with the inner surface of the outer layer in order to metallurgically bond the outer layer and the shaft core. However, the outer layer must not be mixed excessively until the excellent toughness, which is a function of the shaft core material, is impaired.
For this reason, the casting conditions are selected and the mixing ratio of the outer layer to the shaft core material (weight% of the weight of the outer layer material mixed into the shaft core material with respect to the total weight of the shaft core material) is maintained in an appropriate range. Is extremely important. In the present invention, it has been found that it is optimal to regulate this range to 5 to 35%. That is, below 5%,
Since the thick segregated layer of C and Si formed on the innermost surface of the outer layer by centrifugal force remains without being completely washed, the soundness of the boundary layer cannot be ensured. On the other hand, if the content exceeds 35%, a large amount of Cr and C, which particularly deteriorate the properties of the shaft core material, is mixed in the outer layer components, and the shaft core material composition after solidification becomes a high C-Cr type. This leads to poor graphite shape and remarkable white iron, and its function is reduced.

【0038】従って、外層混入比を、前記5 〜35%の範
囲で規制し、これによる成分上昇を考慮して凝固後の軸
芯材組成が、下記範囲を満足するように溶湯の化学組成
を選択する必要がある。
Therefore, the mixing ratio of the outer layer is regulated in the range of 5 to 35%, and the chemical composition of the molten metal is adjusted so that the composition of the core material after solidification satisfies the following range in consideration of an increase in the composition. You have to choose.

【0039】C:2.8 〜3.8 % Cは2.8 %未満では黒鉛の量が少なくなり、ダクタイル
鋳鉄としての材質特性を充分に発揮できない。一方、3.
8 %を越えて含有させると脆弱となるため、2.8 〜3.8
%の範囲に規定する。
C: 2.8 to 3.8% If C is less than 2.8%, the amount of graphite decreases, and the material properties as ductile cast iron cannot be sufficiently exhibited. Meanwhile, 3.
If it exceeds 8%, it will be fragile, so 2.8 to 3.8
%.

【0040】Si:2.0 〜3.0 % Siは2.0 %未満では黒鉛の量が少なくなりセメンタイ
トが多く析出するために、硬くて脆くなる。一方、3.0
%を越えると、黒鉛量が多くなり過ぎて強度の劣化をき
たすので、2.0 〜3.0 %の範囲に規定する。
Si: 2.0 to 3.0% If the content of Si is less than 2.0%, the amount of graphite decreases and a large amount of cementite precipitates, so that it is hard and brittle. Meanwhile, 3.0
%, The amount of graphite becomes excessively large and the strength is deteriorated. Therefore, it is specified in the range of 2.0 to 3.0%.

【0041】Mn:0.3 〜1.0 % MnはSの害を抑えるのに有効であるが、0.3 %未満で
はその効果が充分ではなく、また、1.0 %を越えると、
材質を劣化させるので、0.3 %〜1.0 %の範囲に規定す
る。
Mn: 0.3 to 1.0% Mn is effective in suppressing the harm of S, but if it is less than 0.3%, its effect is not sufficient.
Since the material deteriorates, it is specified in the range of 0.3% to 1.0%.

【0042】P:0.1 %以下 Pは溶湯の流動性を増加させるが、材質を脆弱にするた
め、0.1 %以下とする。
P: 0.1% or less P increases the fluidity of the molten metal, but is made 0.1% or less because the material becomes brittle.

【0043】S:0.04%以下 Sは黒鉛の球状化を阻害するため低く抑える必要があ
り、0.04%以下とする。
S: 0.04% or less S must be kept low because it inhibits spheroidization of graphite.

【0044】Ni:0.3 〜2.0 % Niは黒鉛化を促進させるが、0.3 %未満ではその効果
が不充分であり、2.0%を越えて含有されても顕著な効
果がない。よって、0.3 〜2.0 %の範囲に規定する。
Ni: 0.3 to 2.0% Ni promotes graphitization, but if it is less than 0.3%, its effect is insufficient, and if it exceeds 2.0%, there is no significant effect. Therefore, it is specified in the range of 0.3 to 2.0%.

【0045】Cr:1.5 %以下 Crは外層のCrが軸芯材に再溶解拡散し、その含有量
が 1.5%を越えると材質強度が劣化するので、鋳込前の
軸芯材の溶湯でのCr含有量は、1.0 %未満とし、外層
から再溶解拡散されて入ってくるCr%との合計で結果
的に 1.5%以下とする。
Cr: 1.5% or less In the case of Cr, the outer layer of Cr re-dissolves and diffuses in the shaft core material, and if its content exceeds 1.5%, the material strength deteriorates. The Cr content is set to less than 1.0%, and as a result, the total of the Cr content and the Cr content re-dissolved and diffused from the outer layer is set to 1.5% or less.

【0046】Mo:0.03〜1.0% Moは、基地硬度を高める効果を有するが、0.03%
未満ではその効果が不充分であり、1.0%を越えると
脆くなり、また不経済でもあるので、0.03〜1.0
とする。
[0046] Mo: 0.03 to 1.0% Mo has the effect of increasing the base hardness, 0.03%
Is insufficient, the effect is less than, becomes brittle if it exceeds 1.0%, also because some uneconomical, 0.03 to 1.0
% .

【0047】凝固後の内層組成が前記範囲を満足するこ
とにより、軸芯材として用いるダクタイル鋳鉄の機能が
得られるが、本発明の場合、外層から混入するV及びN
bの含有により、複合ロール軸芯としての一般のダクタ
イル鋳鉄に比べ、機械的性質が更に向上するという利点
がある。
When the composition of the inner layer after solidification satisfies the above range, the function of the ductile cast iron used as the shaft core material can be obtained. In the case of the present invention, V and N mixed from the outer layer are used.
By containing b, there is an advantage that the mechanical properties are further improved as compared with general ductile cast iron as a composite roll shaft core.

【0048】これは、凝固後の軸芯組成を前記範囲に保
つことにより、炭化物の生成が抑制させることに加え、
結晶粒微細化作用を有し、かつ焼入性向上元素であるV
及びNbが適量含有するため、高温熱処理によって炭化
物の極めて少ない微細なベイナイト基地組織が得られる
ためである。本発明ロールの場合、この効果により、従
来より更に高負荷圧延にも使用可能となる。
This is because, by keeping the core composition after solidification within the above range, the formation of carbides can be suppressed.
V, which has a crystal grain refining action and is an element for improving hardenability
This is because a fine bainite matrix structure with a very small amount of carbides can be obtained by high-temperature heat treatment due to appropriate amounts of Nb and Nb. In the case of the roll of the present invention, this effect allows the roll to be used for higher-load rolling than before.

【0049】[0049]

【実施例】本発明に係る遠心鋳造製ロールは、前記詳述
した構成を有しているものであり、このロールの製造方
法について図9に示す例によって説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A centrifugally cast roll according to the present invention has the above-described structure, and a method of manufacturing this roll will be described with reference to an example shown in FIG.

【0050】先ず、遠心力鋳造機の上で回転し、内面に
耐火材を被覆した金属製鋳型の中に、外層1を形成すべ
き溶湯を鋳込んだ後、外層1が完全に凝固後鋳型を垂直
に立てて、上部から軸芯材2を鋳込み、この外層1、軸
芯材2を完全に冶金学的に結合させて一体のロールとす
る。尚、外層1が完全に凝固し終らなくても、内面の一
部が未凝固の状態でそれらを水平又は傾斜した適当な方
法により軸芯材2を鋳込んでもよい。
First, after the molten metal to form the outer layer 1 is cast into a metal mold having an inner surface coated with a refractory material by rotating on a centrifugal casting machine, the outer layer 1 is completely solidified. And the shaft core 2 is cast from above, and the outer layer 1 and the shaft core 2 are completely metallurgically bonded to form an integral roll. Even if the outer layer 1 does not completely solidify, the shaft core material 2 may be cast by an appropriate method in which the inner surface is partially solidified in a horizontal or inclined manner.

【0051】(実験例1)(表1〜表3参照) 製品胴径φ820mm 、胴長2000mm、全長4800mmのロールを
製造した。
(Experimental Example 1) (See Tables 1 to 3) Rolls having a product body diameter of 820 mm, a body length of 2,000 mm, and a total length of 4800 mm were manufactured.

【0052】(1) 外層として肉厚100mm の溶湯を遠心力
鋳造機上で回転する金型に1500℃の鋳込温度で鋳込ん
だ。
(1) As an outer layer, a molten metal having a thickness of 100 mm was cast at a casting temperature of 1500 ° C. into a mold rotating on a centrifugal casting machine.

【0053】(2) 外層を鋳込み始めてから30分後に外層
は完全に凝固する。 (3) その後、鋳型を真直に立て上部から軸芯材としての
ダクタイル鋳鉄を1410℃で鋳込み、鋳型を完全に満た
し、押湯し、保温材でカバーする。
(2) The outer layer is completely solidified 30 minutes after the casting of the outer layer is started. (3) Then, the mold is set upright and ductile cast iron as a shaft core material is cast from above at 1410 ° C., and the mold is completely filled, heated and covered with a heat insulating material.

【0054】(4) 完全に冷却後ロールを鋳型から取出
し、熱処理及び機械加工を行なって、最終製品のロール
とした。
(4) After complete cooling, the roll was taken out of the mold, heat-treated and machined to obtain a roll of the final product.

【0055】ロール胴部の超音波探傷と切断調査の結
果、外層の厚さは軸芯材の鋳込みにより88mmとなってお
り、外層、軸芯材は互いに完全に結合しており組織的な
連続性が認められた。
As a result of ultrasonic inspection and cutting inspection of the roll body, the thickness of the outer layer was 88 mm due to casting of the shaft core material. Sex was observed.

【0056】外層、軸芯材の溶湯段階での化学組成は表
1の通りである。
Table 1 shows the chemical composition of the outer layer and the shaft core material at the molten metal stage.

【0057】[0057]

【表1】 [Table 1]

【0058】尚、上記表1の組成で鋳込まれたロールの
外層及び軸芯部の凝固後の化学組成は表2の如くであ
る。
The chemical composition after solidification of the outer layer and the core of the roll cast with the composition shown in Table 1 is as shown in Table 2.

【0059】[0059]

【表2】 [Table 2]

【0060】また、本発明ロールの軸芯の機械的性質を
同一サイズの従来ロールのそれと比較して示せば表3の
如くである。
Table 3 shows the mechanical properties of the shaft core of the roll of the present invention in comparison with those of the conventional roll of the same size.

【0061】[0061]

【表3】 [Table 3]

【0062】表1、表2の組成からなる本発明ロールに
あっては、外層を形成する合金成分を適正化し、炭化物
組成を限定することにより、遠心力作用下でも偏析等の
生じない耐摩耗性と耐クラック性の均一な外層材を使用
するとともに、軸芯材に鋳鉄系材料で最も強靱なダクタ
イル鋳鉄を使用し、外層材と軸芯材を完全に冶金学的に
結合させて一体とした遠心鋳造製ロールとすることがで
きる。
In the rolls of the present invention having the compositions shown in Tables 1 and 2, the alloy components forming the outer layer are optimized and the carbide composition is limited so that segregation does not occur even under the action of centrifugal force. In addition to using an outer layer material with uniformity and crack resistance, the core material is made of ductile cast iron, which is the strongest cast iron material, and the outer layer material and the shaft material are completely metallurgically bonded to form an integral body. Centrifugally cast roll.

【0063】(実験例2)(表4〜表6参照) 製品胴径φ680mm 、胴長1500mm、全長3400mmのロールを
製造した。
(Experimental Example 2) (See Tables 4 to 6) Rolls having a product body diameter of 680 mm, a body length of 1500 mm, and a total length of 3400 mm were produced.

【0064】(1) 外層として肉厚80mmの溶湯を遠心力鋳
造機上で回転する金型に1500℃の鋳込温度で鋳込んだ。
(1) As an outer layer, a molten metal having a thickness of 80 mm was cast at a casting temperature of 1500 ° C. into a mold rotating on a centrifugal casting machine.

【0065】(2) 外層を鋳込み始めてから27分後に外層
は完全に凝固する。 (3) その後、鋳型を垂直に立て上部から軸芯材としての
ダクタイル鋳鉄を1410℃で鋳込み、鋳型を完全に満た
し、押湯し、保温材でカバーする。
(2) The outer layer is completely solidified 27 minutes after the start of casting the outer layer. (3) Then, the mold is set up vertically, and ductile cast iron as a shaft core material is cast at 1410 ° C. from above, and the mold is completely filled, heated, and covered with a heat insulating material.

【0066】(4) 完全に冷却後ロールを鋳型から取出
し、熱処理及び機械加工を行なって、最終製品のロール
とした。
(4) After complete cooling, the roll was taken out of the mold, heat-treated and machined to obtain a roll of the final product.

【0067】ロール胴部の超音波探傷と切断調査の結
果、外層の厚さは軸芯材の鋳込みにより69mmとなってお
り、外層、軸芯材は互いに完全に結合しており組織的な
連続性が認められた。
As a result of ultrasonic flaw detection and cutting inspection of the roll body, the thickness of the outer layer was 69 mm due to casting of the shaft core material, and the outer layer and the shaft core material were completely bonded to each other. Sex was observed.

【0068】外層、軸芯材の溶湯段階での化学組成は表
4の通りである。
Table 4 shows the chemical composition of the outer layer and the shaft core material at the molten metal stage.

【0069】[0069]

【表4】 [Table 4]

【0070】尚、上記表4の組成で鋳込まれたロールの
外層、及び軸芯部の凝固後の化学組成は表5の如くであ
る。
The chemical composition after solidification of the outer layer and the core of the roll cast with the composition shown in Table 4 is as shown in Table 5.

【0071】[0071]

【表5】 [Table 5]

【0072】また、本発明ロールの軸芯の機械的性質を
同一サイズの従来ロールのそれと比較して示せば、表6
の如くである。
Table 6 shows the mechanical properties of the core of the roll of the present invention in comparison with those of the conventional roll of the same size.
It is like.

【0073】[0073]

【表6】 [Table 6]

【0074】表4、表5の組成からなる本発明ロールに
あっても、外層を形成する合金成分を適正化し、炭化物
組成を限定することにより、遠心力作用下でも偏析等の
生じない耐摩耗性と耐クラック性の均一な外層材を使用
するとともに、軸芯材に鋳鉄系材料で最も強靱なダクタ
イル鋳鉄を使用し、外層材と軸芯材を完全に冶金学的に
結合させて一体とした遠心鋳造製ロールとすることがで
きる。
Even in the case of the rolls of the present invention having the compositions shown in Tables 4 and 5, by optimizing the alloy components forming the outer layer and limiting the carbide composition, wear resistance which does not cause segregation even under the action of centrifugal force is obtained. In addition to using an outer layer material with uniformity and crack resistance, the core material is made of ductile cast iron, which is the strongest cast iron material, and the outer layer material and the shaft material are completely metallurgically bonded to form an integral body. Centrifugally cast roll.

【0075】(実験例3)(表7〜表9参照) 製品胴径φ820mm 、胴長2000mm、全長4800mmのロールを
製造した。
(Experimental Example 3) (See Tables 7 to 9) Rolls having a product body diameter of 820 mm, a body length of 2,000 mm, and a total length of 4800 mm were produced.

【0076】(1) 外層として肉厚100mm の溶湯を遠心力
鋳造機上で回転する金型に1500℃の鋳込温度で鋳込ん
だ。
(1) A molten metal having a thickness of 100 mm as an outer layer was cast at a casting temperature of 1500 ° C. into a mold rotating on a centrifugal casting machine.

【0077】(2) 外層を鋳込み始めてから30分後に外層
は完全に凝固する。 (3) その後、鋳型を真直に立て上部から軸芯材としての
ダクタイル鋳鉄を1410℃で鋳込み、鋳型を完全に満た
し、押湯し、保温材でカバーする。
(2) The outer layer is completely solidified 30 minutes after the start of casting the outer layer. (3) Then, the mold is set upright and ductile cast iron as a shaft core material is cast from above at 1410 ° C., and the mold is completely filled, heated and covered with a heat insulating material.

【0078】(4) 完全に冷却後ロールを鋳型から取出
し、熱処理及び機械加工を行なって、最終製品のロール
とした。
(4) After complete cooling, the roll was taken out of the mold, heat-treated and machined to obtain a roll of the final product.

【0079】ロール胴部の超音波探傷と切断調査の結
果、外層の厚さは軸芯材の鋳込みにより89mmとなってお
り、外層、軸芯材は互いに完全に結合しており組織的な
連続性が認められた。
As a result of ultrasonic inspection and cutting inspection of the roll body, the thickness of the outer layer was 89 mm due to the casting of the shaft core material, and the outer layer and the shaft core material were completely bonded to each other. Sex was observed.

【0080】外層、軸芯材の溶湯段階での化学組成は表
7の通りである。
Table 7 shows the chemical composition of the outer layer and the shaft core material at the molten metal stage.

【0081】[0081]

【表7】 [Table 7]

【0082】尚、上記表7の組成で鋳込まれたロールの
外層及び軸芯部の凝固後の化学組成は表8の如くであ
る。
The chemical composition after solidification of the outer layer and the shaft core of the roll cast with the composition shown in Table 7 is as shown in Table 8.

【0083】[0083]

【表8】 [Table 8]

【0084】また、本発明ロールの軸芯の機械的性質を
同一サイズの従来ロールのそれと比較して示せば表9の
如くである。
Table 9 shows the mechanical properties of the core of the roll of the present invention in comparison with those of the conventional roll of the same size.

【0085】[0085]

【表9】 [Table 9]

【0086】表7、表8の組成からなる本発明ロールに
あっても、外層を形成する合金成分を適正化し、炭化物
組成を限定することにより、遠心力作用下でも偏析等の
生じない耐摩耗性と耐クラック性の均一な外層材を使用
するとともに、軸芯材に鋳鉄系材料で最も強靱なダクタ
イル鋳鉄を使用し、外層材と軸芯材を完全に冶金学的に
結合させて一体とした遠心鋳造製ロールとすることがで
きる。
Even in the case of the rolls of the present invention having the compositions shown in Tables 7 and 8, by optimizing the alloy components forming the outer layer and limiting the carbide composition, wear resistance which does not cause segregation even under the action of centrifugal force is obtained. In addition to using an outer layer material with uniformity and crack resistance, the core material is made of ductile cast iron, which is the strongest cast iron material, and the outer layer material and the shaft material are completely metallurgically bonded to form an integral body. Centrifugally cast roll.

【0087】(実験例4)(表10〜表12参照) 製品胴径φ820mm 、胴長2000mm、全長4800mmのロールを
製造した。
(Experimental Example 4) (See Tables 10 to 12) Rolls having a product body diameter of 820 mm, a body length of 2,000 mm, and a total length of 4800 mm were produced.

【0088】(1) 外層として肉厚100mm の溶湯を遠心力
鋳造機上で回転する金型に1510℃の鋳込温度で鋳込ん
だ。
(1) A molten metal having a thickness of 100 mm as an outer layer was cast at a casting temperature of 1510 ° C. into a mold rotating on a centrifugal casting machine.

【0089】(2) 外層を鋳込み始めてから30分後に外層
は完全に凝固する。 (3) その後、鋳型を垂直に立て上部から軸芯材としての
ダクタイル鋳鉄を1410℃で鋳込み、鋳型を完全に満た
し、押湯し、保温材でカバーする。
(2) The outer layer is completely solidified 30 minutes after the start of casting the outer layer. (3) Then, the mold is set up vertically, and ductile cast iron as a shaft core material is cast at 1410 ° C. from above, and the mold is completely filled, heated, and covered with a heat insulating material.

【0090】(4) 完全に冷却後ロールを鋳型から取出
し、熱処理及び機械加工を行なって、最終製品のロール
とした。
(4) After complete cooling, the roll was removed from the mold, heat-treated and machined to obtain a roll of the final product.

【0091】ロール胴部の超音波探傷と切断調査の結
果、外層の厚さは軸芯材の鋳込みにより89mmとなってお
り、外層、軸芯材は互いに完全に結合しており組織的な
連続性が認められた。
As a result of ultrasonic flaw detection and cutting inspection of the roll body, the thickness of the outer layer was 89 mm due to casting of the shaft core material. Sex was observed.

【0092】外層、軸芯材の溶湯段階での化学組成は表
10の通りである。
Table 10 shows the chemical composition of the outer layer and the shaft core material at the molten metal stage.

【0093】[0093]

【表10】 [Table 10]

【0094】尚、上記表10の組成で鋳込まれたロール
の外層、及び軸芯部の凝固後の化学組成は表11の如く
である。
The chemical composition after solidification of the outer layer and the core of the roll cast with the composition shown in Table 10 is as shown in Table 11.

【0095】[0095]

【表11】 [Table 11]

【0096】また、本発明ロールの軸芯の機械的性質を
同一サイズの従来ロールのそれと比較して示せば、表1
2の如くである。
Table 1 shows the mechanical properties of the core of the roll of the present invention as compared with those of the conventional roll of the same size.
Like 2.

【0097】[0097]

【表12】 [Table 12]

【0098】表10、表11の組成からなる本発明ロー
ルにあっても、外層を形成する合金成分を適正化し、炭
化物組成を限定することにより、遠心力作用下でも偏析
等の生じない耐摩耗性と耐クラック性の均一な外層材を
使用するとともに、軸芯材に鋳鉄系材料で最も強靱なダ
クタイル鋳鉄を使用し、外層材と軸芯材を完全に冶金学
的に結合させて一体とした遠心鋳造製ロールとすること
ができる。
Even in the case of the rolls of the present invention having the compositions shown in Tables 10 and 11, the alloy components forming the outer layer are optimized and the carbide composition is limited so that segregation does not occur even under the action of centrifugal force. In addition to using an outer layer material with uniformity and crack resistance, the core material is made of ductile cast iron, which is the strongest cast iron material, and the outer layer material and the shaft material are completely metallurgically bonded to form an integral body. Centrifugally cast roll.

【0099】[0099]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、外層を形
成する合金成分を適正化し、炭化物組成を限定すること
により、遠心力作用下でも偏析等の生じない耐摩耗性と
耐クラック性の均一な外層材を使用するとともに、軸芯
材に鋳鉄系材料で最も強靱なダクタイル鋳鉄を使用し、
外層材と軸芯材を完全に冶金学的に結合させて一体とし
た遠心鋳造製ロールを得ることができる。
As described above, according to the present invention, the wear resistance and the crack resistance which do not cause segregation even under the action of centrifugal force are obtained by optimizing the alloy components forming the outer layer and limiting the carbide composition. In addition to using a uniform outer layer material, the toughest ductile cast iron among cast iron materials is used for the shaft core material.
The outer layer material and the shaft core material can be completely metallurgically bonded to obtain an integrated centrifugal casting roll.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1はVとNbの複合添加量とC量とが母材硬
さに及ぼす影響を示す線図である。
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing the influence of a composite addition amount of V and Nb and a C amount on a base metal hardness.

【図2】図2はVとNbの複合添加量とC量とが母材硬
さに及ぼす影響を示す線図である。
FIG. 2 is a graph showing the effect of the composite addition amount of V and Nb and the C amount on base metal hardness.

【図3】図3はVとNbの複合添加量とC量とが母材硬
さに及ぼす影響を示す線図である。
FIG. 3 is a graph showing the effect of the composite addition amount of V and Nb and the C amount on the base metal hardness.

【図4】図4はVとNbの複合添加量とC量とが母材硬
さに及ぼす影響を示す線図である。
FIG. 4 is a graph showing the effect of the composite addition amount of V and Nb and the C amount on the base metal hardness.

【図5】図5は遠心力鋳造したリング材の炭化物分布に
起因する外層と軸芯間の熱間摩耗比と、熱衝撃試験にお
けるクラック最大深さに及ぼすNbとVの含有量比Nb
/Vの影響を示す線図である。
FIG. 5 is a view showing a hot wear ratio between an outer layer and a shaft core caused by a carbide distribution of a centrifugally cast ring material, and a content ratio Nb of Nb and V on a maximum crack depth in a thermal shock test.
FIG. 3 is a diagram showing the effect of / V.

【図6】図6は遠心力鋳造したリング材の炭化物分布に
起因する外層と軸芯間の熱間摩耗比と、熱衝撃試験にお
けるクラック最大深さに及ぼすNbとVの含有量比Nb
/Vの影響を示す線図である。
FIG. 6 is a graph showing a hot wear ratio between an outer layer and a shaft core caused by a carbide distribution in a centrifugally cast ring material and a content ratio Nb of Nb and V on a maximum crack depth in a thermal shock test.
FIG. 3 is a diagram showing the effect of / V.

【図7】図7は遠心力鋳造したリング材の炭化物分布に
起因する外層と軸芯間の熱間摩耗比と、熱衝撃試験にお
けるクラック最大深さに及ぼすNbとVの含有量比Nb
/Vの影響を示す線図である。
FIG. 7 is a graph showing a hot wear ratio between an outer layer and a shaft core caused by a carbide distribution of a ring material cast by centrifugal force, and a content ratio Nb of Nb and V on a maximum crack depth in a thermal shock test.
FIG. 3 is a diagram showing the effect of / V.

【図8】図8は遠心力鋳造したリング材の炭化物分布に
起因する外層と軸芯間の熱間摩耗比と、熱衝撃試験にお
けるクラック最大深さに及ぼすNbとVの含有量比Nb
/Vの影響を示す線図である。
FIG. 8 is a graph showing a hot wear ratio between an outer layer and a shaft core caused by a carbide distribution of a centrifugally cast ring material, and a content ratio Nb of Nb and V on a maximum crack depth in a thermal shock test.
FIG. 3 is a diagram showing the effect of / V.

【図9】図9は本発明ロールを示す模式図である。FIG. 9 is a schematic view showing a roll of the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片岡 義弘 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎 製鉄株式会社 技術研究本部内 (56)参考文献 特開 平5−306427(JP,A) 特開 平5−305312(JP,A) 特開 平3−53041(JP,A) 特開 平2−258949(JP,A) ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing from the front page (72) Inventor Yoshihiro Kataoka 1 Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba-shi, Chiba Kawasaki Steel Engineering Co., Ltd. JP-A-5-305312 (JP, A) JP-A-3-53041 (JP, A) JP-A-2-258949 (JP, A)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 外層材と、該外層材と溶着一体化したダ
クタイル鋳鉄の軸芯材とからなる遠心鋳造製ロールであ
って、 該外層材が、 C:1.0〜3.5%,Si:2.0%以下,Mn:
2.0%以下, Cr:3.0〜12.0%,Mo:2.0〜8.0%, V:3.0〜10.0%,Nb:0.6〜7.0% を含有し、残部Fe及び不可避的不純物よりなるととも
に、下記(1)式と(2)式を満足し、 V+1.8Nb≦7.5C−6.0% …(1) 0.2≦ Nb/V ≦0.8 …(2) 該軸芯材が、 C:2.8〜3.8%,Si:2.0〜3.0%, Mn:0.3〜1.0%,P:0.1%以下,S:0.
04%以下, Ni:0.3〜2.0%,Cr:1.5%以下,Mo:
0.03〜1.0% を含有し、残部Fe及び不可避的不純物よりなり、 軸芯への外層混入比が5〜35%の範囲に規制されて
ることを特徴とする遠心鋳造製ロール。
1. A centrifugally cast roll comprising an outer layer material and a ductile cast iron shaft core material welded and integrated with the outer layer material, wherein the outer layer material has C: 1.0 to 3.5%, Si: 2.0% or less, Mn:
2.0% or less, Cr: 3.0 to 12.0% , Mo: 2.0 to 8.0% , V: 3.0 to 10.0%, Nb: 0.6 to 7.0%. Tomo When contained, consisting of the balance Fe and unavoidable impurities
The following formulas (1) and (2) are satisfied: V + 1.8Nb ≦ 7.5C−6.0% (1) 0.2 ≦ Nb / V ≦ 0.8 (2) Material: C: 2.8 to 3.8%, Si: 2.0 to 3.0%, Mn: 0.3 to 1.0%, P: 0.1% or less, S: 0.
04% or less, Ni: 0.3 to 2.0%, Cr: 1.5% or less, Mo:
Containing 0.03 to 1.0 percent, consists balance of Fe and unavoidable impurities, centrifugal cast roll outer layer mixing ratio of the axial core is characterized by comprising is restricted to a range from 5 to 35%.
【請求項2】 外層材と、該外層材と溶着一体化したダ
クタイル鋳鉄の軸芯材とからなる遠心鋳造製ロールであ
って、 該外層材が、 C:1.0〜3.5%,Si:2.0%以下,Mn:
2.0%以下, Cr:3.0〜12.0%,Mo:2.0〜8.0%, V:3.0〜10.0%,Nb:0.6〜7.0% 更にNi:8.0%以下,Co:10.0%以下のうち
から選ばれた1種以上を含有し、残部Fe及び不可避的
不純物よりなるとともに、下記(1)式と(2)式を満
足し、 V+1.8Nb≦7.5C−6.0% …(1) 0.2≦ Nb/V ≦0.8 …(2) 該軸芯材が、 C:2.8〜3.8%,Si:2.0〜3.0%, Mn:0.3〜1.0%,P:0.1%以下,S:0.
04%以下, Ni:0.3〜2.0%,Cr:1.5%以下,Mo:
0.03〜1.0% を含有し、残部Fe及び不可避的不純物よりなり、 軸芯への外層混入比が5〜35%の範囲に規制されて
ることを特徴とする遠心鋳造製ロール。
2. A centrifugally cast roll comprising an outer layer material and a ductile cast iron shaft core material welded and integrated with the outer layer material, wherein the outer layer material has C: 1.0 to 3.5%, Si: 2.0% or less, Mn:
2.0% or less, Cr: 3.0 to 12.0% , Mo: 2.0 to 8.0% , V: 3.0 to 10.0%, Nb: 0.6 to 7.0%. Ni: 8.0% or less, Co: 10.0% or less selected from the group consisting of Fe and unavoidable impurities, and satisfying the following formulas (1) and (2).
Adding, V + 1.8Nb ≦ 7.5C-6.0 % ... (1) 0.2 ≦ Nb / V ≦ 0.8 ... (2) the mandrel material, C: 2.8~3.8%, Si: 2.0-3.0%, Mn: 0.3-1.0%, P: 0.1% or less, S: 0.
04% or less, Ni: 0.3 to 2.0%, Cr: 1.5% or less, Mo:
Containing 0.03 to 1.0 percent, consists balance of Fe and unavoidable impurities, centrifugal cast roll outer layer mixing ratio of the axial core is characterized by comprising is restricted to a range from 5 to 35%.
【請求項3】 外層材と、該外層材と溶着一体化したダ
クタイル鋳鉄の軸芯材とからなる遠心鋳造製ロールであ
って、 該外層材が、 C:1.0〜3.5%,Si:2.0%以下,Mn:
2.0%以下, Cr:3.0〜12.0%,Mo:2.0〜8.0%, V:3.0〜10.0%,Nb:0.6〜7.0% 更に Ni:8.0%以下,Co:10.0%以下,Cu:
2.0%以下, Ti:2.0%以下,Zr:2.0%以下 B:0.1%以下のうちから選ばれた1種又は2種以上
を含有し、残部Fe及び不可避的不純物よりなるととも
に、下記(1)式と(2)式を満足し、 V+1.8Nb≦7.5C−6.0% …(1) 0.2≦ Nb/V ≦0.8 …(2) 該軸芯材が、 C:2.8〜3.8%,S1:2.0〜3.0%, Mn:0.3〜1.0%,P:0.1%以下,S:0.
04%以下, N1:0.3〜2.0%,Cr:1.5%以下,Mo:
0.03〜1.0% を含有し、残部Fe及び不可避的不純物よりなり、 軸芯への外層混入比が5〜35%の範囲に規制されて
ることを特徴とする遠心鋳造製ロール。
3. A roll made by centrifugal casting comprising an outer layer material and a ductile cast iron core material welded and integrated with the outer layer material, wherein the outer layer material has C: 1.0 to 3.5%, Si: 2.0% or less, Mn:
2.0% or less, Cr: 3.0 to 12.0% , Mo: 2.0 to 8.0% , V: 3.0 to 10.0%, Nb: 0.6 to 7.0% Ni: 8.0% or less, Co: 10.0% or less, Cu:
2.0% or less, Ti: 2.0% or less, Zr: 2.0% or less , B: One or more selected from 0.1% or less, with the balance being Fe and inevitable Tomo and consisting of impurities
The following formulas (1) and (2) are satisfied: V + 1.8Nb ≦ 7.5C−6.0% (1) 0.2 ≦ Nb / V ≦ 0.8 (2) Material: C: 2.8 to 3.8%, S1: 2.0 to 3.0%, Mn: 0.3 to 1.0%, P: 0.1% or less, S: 0.
04% or less, N1: 0.3 to 2.0%, Cr: 1.5% or less, Mo:
Containing 0.03 to 1.0 percent, consists balance of Fe and unavoidable impurities, centrifugal cast roll outer layer mixing ratio of the axial core is characterized by comprising is restricted to a range from 5 to 35%.
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