JP2708611B2 - Composite roll for cold rolling and production method thereof - Google Patents

Composite roll for cold rolling and production method thereof

Info

Publication number
JP2708611B2
JP2708611B2 JP2164132A JP16413290A JP2708611B2 JP 2708611 B2 JP2708611 B2 JP 2708611B2 JP 2164132 A JP2164132 A JP 2164132A JP 16413290 A JP16413290 A JP 16413290A JP 2708611 B2 JP2708611 B2 JP 2708611B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
outer layer
layer material
roll
less
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2164132A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH03122251A (en
Inventor
隆 菊原
修 下タ村
保夫 近藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Publication of JPH03122251A publication Critical patent/JPH03122251A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2708611B2 publication Critical patent/JP2708611B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/22Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/01Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
    • B32B15/011Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic all layers being formed of iron alloys or steels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B27/00Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/38Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for roll bodies

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、冷間圧延用複合ロールとその製造法並びに
それを用いた圧延機に係り、特に、冷間圧延に好適な軸
強度の高いシフトタイプ6段圧延機用作業ロールとその
製造法並びにそれを用いたシフトタイプ6段圧延機に関
する。
The present invention relates to a composite roll for cold rolling, a method for producing the same, and a rolling mill using the same, and in particular, has a high axial strength suitable for cold rolling. The present invention relates to a work roll for a shift type six-high rolling mill, a method of manufacturing the same, and a shift type six-high rolling mill using the same.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

冷間圧延機用ロールでは、圧延中にロールと被圧延材
間に発生するスリツプ、ロールに被圧延材が巻き付く圧
延事故等により、ロールの表面に熱衝撃が加わり、著し
い場合には、クラツクが発生する。
In the case of rolls for cold rolling mills, thermal shock is applied to the roll surface due to slip generated between the roll and the material to be rolled during rolling, rolled material being rolled around the roll, etc. Occurs.

作業ロールにはこの熱衝撃に対する耐性に加え、良好
な圧延を維持するため、優れた耐摩耗性が要求されてい
る。
Work rolls are required to have excellent wear resistance in order to maintain good rolling, in addition to resistance to the thermal shock.

耐熱衝撃性を向上させるには、ロール自身の焼もどし
抵抗性を改善し、より高温で焼もどしを行なうことが有
効である。
In order to improve the thermal shock resistance, it is effective to improve the tempering resistance of the roll itself and perform the tempering at a higher temperature.

従来の作業ロールは特開昭63−60258号明細書に記載
の如く、C1.2〜2.5%,Si0.8〜3.0%,Mn≦1%、Cr3.0〜
6.0%,Mo0.2%以下よりなるロール素材を焼入の後、焼
もどしを行なつていたが、Hs93以上のかたさを得るため
には、焼もどし温度を160℃以下とするものであつた。
As described in JP-A-63-60258, conventional work rolls are as follows: C1.2-2.5%, Si0.8-3.0%, Mn ≦ 1%, Cr3.0-
After quenching a roll material composed of 6.0% and Mo0.2% or less, tempering was performed.However, in order to obtain hardness of Hs93 or more, the tempering temperature was set to 160 ° C or less. .

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

上記従来技術では、耐熱,耐熱衝撃性を向上させるた
め、焼もどし温度を160℃以上に上げるとHs93以上のか
たさが得られず、耐摩耗性が低下し、良好な圧延を維持
できない欠点があつた。
In the above prior art, when the tempering temperature is raised to 160 ° C. or higher, the hardness of Hs 93 or higher cannot be obtained, the wear resistance is reduced, and good rolling cannot be maintained in order to improve the heat resistance and thermal shock resistance. Was.

本発明の目的は、複合構造の冷間圧延用複合ロールに
おいて、芯材の靭性が優れ、300〜550℃の温度で焼戻し
が施され、外層材の最外表面での残留応力を70〜120kg/
mm2の圧縮応力として外層材の表面のショア硬さが93以
上である耐摩耗性及び耐熱衝撃性に優れた冷間圧延用複
合ロールとその製造法並びにそれを用いた圧延機を提供
することにある。
An object of the present invention is to provide a composite structure for cold rolling, in which the core material has excellent toughness, is tempered at a temperature of 300 to 550 ° C., and reduces the residual stress on the outermost surface of the outer layer material to 70 to 120 kg. /
To provide a composite roll for cold rolling excellent in abrasion resistance and thermal shock resistance in which the surface of the outer layer material has a Shore hardness of 93 or more as a compressive stress of 2 mm2, a method for producing the same, and a rolling mill using the same. It is in.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明の冷間圧延用複合ロールは、芯材を外層材で覆
った冷間圧延用複合ロールにおいて、該芯材はショア硬
さが35以上で前記外層材より低い硬さを有し、かつ引張
強さが60kg/mm2以上、衝撃値が1.5kgm/cm2以上の低合金
鋼からなり、前記外層材は、重量で、C:0.8〜1.5%,Si:
1.0〜3.0%,Mn:1.5%以下,Cr:2.0〜7.0%,Mo:1〜5%,
V:0.5〜2.0%及びW:2.0%以下を含有する高合金鋼から
なり、かつ前記外層材はエレクトロスラグ肉盛法によっ
て前記芯材に肉盛されており、前記外層材の表層部のみ
をオーステナイト変態点以上の温度に加熱して噴水焼入
れを施し、かつサブゼロ処理及び300〜550℃の温度で焼
戻しを施すことにより、前記外層材の表面のショア硬さ
を93以上とし、かつ該外層材の残留オーステナイト量が
15体積%以下のマルテンサイト組織とし、かつ前記外層
材の最外表面での残留応力を70〜120kg/mm2の圧縮応力
とすることを特徴とする。
The composite roll for cold rolling of the present invention is a composite roll for cold rolling in which a core material is covered with an outer layer material, the core material having a Shore hardness of 35 or more and a lower hardness than the outer layer material, and It is made of a low alloy steel having a tensile strength of 60 kg / mm 2 or more and an impact value of 1.5 kgm / cm 2 or more. The outer layer material is C: 0.8 to 1.5% by weight, Si:
1.0 to 3.0%, Mn: 1.5% or less, Cr: 2.0 to 7.0%, Mo: 1 to 5%,
V: 0.5 to 2.0% and W: made of high alloy steel containing not more than 2.0%, and the outer layer material is built up on the core material by an electroslag overlay method, and only the surface layer portion of the outer layer material is By fountain quenching by heating to a temperature equal to or higher than the austenite transformation point, and by performing sub-zero treatment and tempering at a temperature of 300 to 550 ° C., the surface of the outer layer material has a Shore hardness of 93 or more, and the outer layer material Amount of retained austenite
It is characterized by having a martensite structure of 15% by volume or less and a residual stress on the outermost surface of the outer layer material of a compressive stress of 70 to 120 kg / mm 2 .

本発明の冷間圧延用複合ロールの製造法は、芯材の外
周を外層材で覆った冷間圧延用複合ロールの製造法にお
いて、該芯材はショア硬さが35以上で前記外層材より低
い硬さを有し、かつ引張強さが60kg/mm2以上、衝撃値が
1.5kgm/cm2以上の低合金鋼からなり、前記外層材は、重
量で、C:0.8〜1.5%,Si:1.0〜3.0%,Mn:1.5%以下,Cr:
2.0〜7.0%,Mo:1〜5%,V:0.5〜2.0%及びW:2.0%以下
を含有する高合金鋼からなり、前記外層材をエレクトロ
スラグ肉盛法によって前記芯材に肉盛し、前記外層材の
表層部のみをオーステナイト変態点以上の温度に加熱し
て噴水焼入れを施し、次いでサブゼロ処理及び300〜550
℃の温度で焼戻しを施し、前記外層材の表面のショア硬
さを93以上とし、かつ該外層材の残留オーステナイト量
が15体積%以下のマルテンサイト組織とし、かつ前記外
層材の最外表面での残留応力を70〜120kg/mm2の圧縮応
力とすることを特徴とする。
The method for producing a composite roll for cold rolling of the present invention is a method for producing a composite roll for cold rolling in which the outer periphery of a core material is covered with an outer layer material, wherein the core material has a Shore hardness of 35 or more than the outer layer material. It has a low hardness, and tensile strength of 60 kg / mm 2 or more, the impact value
The outer layer material is composed of a low alloy steel of 1.5 kgm / cm 2 or more, and C: 0.8 to 1.5%, Si: 1.0 to 3.0%, Mn: 1.5% or less, Cr:
It is made of high alloy steel containing 2.0 to 7.0%, Mo: 1 to 5%, V: 0.5 to 2.0% and W: 2.0% or less, and the outer layer material is built up on the core material by an electroslag overlay method. Heating only the surface layer portion of the outer layer material to a temperature equal to or higher than the austenite transformation point and subjecting it to fountain quenching, followed by sub-zero treatment and 300 to 550
Tempering at a temperature of ℃, the Shore hardness of the surface of the outer layer material is 93 or more, the amount of retained austenite of the outer layer material is 15% by volume or less martensite structure, and the outermost surface of the outer layer material Is characterized by a compressive stress of 70 to 120 kg / mm 2 .

本発明の圧延機は、冷間圧延用ワークロールと、該冷
間圧延用ワークロールと接触させて支持するバックアッ
プロールとを備えた圧延機において、前記ワークロール
は、芯材の外周を外層材で覆った冷間圧延用複合ロール
であって、該芯材はショア硬さが35以上で前記外層材よ
り低い硬さを有し、かつ引張強さが60kg/mm2以上、衝撃
値が1.5kgm/cm2以上の低合金鋼からなり、前記外層材
は、重量で、C:0.8〜1.5%,Si:1.0〜3.0%,Mn:1.5%以
下,Cr:2.0〜7.0%,Mo:1〜5%,V:0.5〜2.0%及びW:2.0
以下を含有する高合金鋼からなり、かつ前記外層材はエ
レクトロスラグ肉盛法によって前記芯材に肉盛されてお
り、前記外層材の表層部のみをオーステナイト変態点以
上の温度に加熱して噴水焼入れを施し、かつサブゼロ処
理及び300〜550℃の温度で焼戻しを施すことにより、前
記外層材の表面のショア硬さを93以上とし、かつ該外層
材の残留オーステナイト量が15体積%以下のマルテンサ
イト組織とし、かつ前記外層材の最外表面での残留応力
を70〜120kg/mm2の圧縮応力とする冷間圧延用複合ロー
ルであることを特徴とする。
The rolling mill according to the present invention is a rolling mill including a cold-rolling work roll and a backup roll that is in contact with and supports the cold-rolling work roll. A cold rolled composite roll covered with a core material having a Shore hardness of 35 or more and a lower hardness than the outer layer material, a tensile strength of 60 kg / mm 2 or more, and an impact value of 1.5 kgm / cm 2 or more of low alloy steel, and the outer layer material is, by weight, C: 0.8 to 1.5%, Si: 1.0 to 3.0%, Mn: 1.5% or less, Cr: 2.0 to 7.0%, Mo: 1 -5%, V: 0.5-2.0% and W: 2.0
The outer layer material is made of a high alloy steel containing the following, and the outer layer material is built up on the core material by an electroslag overlaying method, and only the surface layer portion of the outer layer material is heated to a temperature equal to or higher than the austenite transformation point and a fountain is used. By performing quenching, sub-zero treatment and tempering at a temperature of 300 to 550 ° C., the outer layer material has a surface having a Shore hardness of 93 or more, and the outer layer material has a retained austenite content of 15% by volume or less. It is a composite roll for cold rolling that has a site structure and has a residual stress at the outermost surface of the outer layer material of 70 to 120 kg / mm 2 .

上記材料で一体化したロールとした場合、噴水焼入時
の熱応力により内部からの割損の危険があり、また、軸
部の靭性に劣るため、使用中のネツク折損に対して不利
となる。そのため、ロールは表層部を上記材料とし、芯
材は靭性の高い低合金鋼として、複合構造とした。
In the case of a roll integrated with the above materials, there is a risk of breakage from the inside due to thermal stress during quenching of the fountain, and since the toughness of the shaft is inferior, it is disadvantageous for net breakage during use. . Therefore, the roll has a composite structure in which the surface layer portion is made of the above-mentioned material, and the core material is made of a tough low-alloy steel.

また、低合金鋼材製芯軸の外周に、高速度工具鋼材か
ら成る外層を設けた後、該外層に含まれる炭化物を分散
させるとともに組織を均一化するために、外層に対して
熱間鍛造処理を施すことは好ましいことである。
Further, after providing an outer layer made of a high-speed tool steel on the outer periphery of the core made of a low-alloy steel material, a hot forging process is performed on the outer layer in order to disperse carbide contained in the outer layer and homogenize the structure. Is preferred.

本発明のロールは芯軸と、これを覆う外層とから成る
複合ロールであるが、仮に、前記高速度工具鋼でロール
全体を形成した場合(すなわち、高速度工具鋼による一
体型ロールとした場合)には、噴水焼入れを行なう際に
発生する熱応力により内部からの割損(割れ発生)の危
険があること、および軸部の靭性に劣ることにより、使
用中にロールネツク部の折損が生じ易い。そのため、前
記のような複合ロール構造を採用したのである。
The roll of the present invention is a composite roll composed of a core shaft and an outer layer covering the core shaft. If the entire roll is formed of the high-speed tool steel (that is, an integrated roll of high-speed tool steel) ), There is a danger of internal breakage (cracking) due to thermal stress generated during fountain quenching, and the toughness of the shaft part causes the roll neck part to break easily during use. . Therefore, the composite roll structure as described above was adopted.

焼入れ処理について言えば、衝風冷却、または油冷却
を行なつた場合、前記材料を使用しても、表面層の圧縮
残留応力が不足する。すなわち、該焼入れ処理の後、温
度300℃以上で焼戻し処理を行なつた場合、Hs93以上の
硬さを得ることが困難である。これが、本発明方法にお
いて、噴水冷却によつて焼入れを行なう理由である。
As for the quenching process, when the blast cooling or the oil cooling is performed, the compressive residual stress of the surface layer is insufficient even if the above-mentioned material is used. That is, when tempering is performed at a temperature of 300 ° C. or higher after the quenching, it is difficult to obtain a hardness of Hs93 or higher. This is the reason why quenching is performed by fountain cooling in the method of the present invention.

本発明における焼戻し温度は、450℃〜550℃が好まし
く、500℃〜550℃が更に好ましい。なお、冷間圧延ロー
ルの場合、表面硬度は概ねHs90以上が必要であるとされ
ている。
The tempering temperature in the present invention is preferably from 450 to 550 ° C, more preferably from 500 to 550 ° C. In the case of a cold rolling roll, it is said that the surface hardness is required to be approximately Hs90 or more.

本発明におけるがごとく外層部のみ変態点以上に加熱
し、急速冷却による焼入れ処理を施した場合の残留応力
は、熱応力による残留応力と、変態応力による残留応力
とが重畳されたものとなる。外層部が急冷された場合、
その体積収縮により内部の塑性変形温度域の部分に圧縮
塑性歪みを生じる。その結果、内外部の温度が同一にな
るまで冷却されると外層部に圧縮残留応力が、内部に引
張り残留応力が生じる。これが熱応力による残留応力で
ある。また、変態によつて外層部に生じるマルテンサイ
トは相対的に比容積が大きいから、芯軸部の比容積との
違いによつて、芯軸部に引張り残留応力が、硬化外層部
に圧縮残留応力が、それぞれ生じる。このように熱応力
と変態応力によつて生じる残留応力は、マルテンサイト
変態のみによつて生じる残留応力(通常20kg/mm2程度の
圧縮応力である)に比してかなり大きく、本発明で狙い
とする残留応力である70〜120kg/mm2の圧縮応力(サブ
ゼロ処理を施した場合)を得ることができる。
As in the present invention, the residual stress in the case where only the outer layer portion is heated to a temperature equal to or higher than the transformation point and quenching treatment is performed by rapid cooling is obtained by superimposing the residual stress due to thermal stress and the residual stress due to transformation stress. If the outer layer is quenched,
Due to the volume shrinkage, a compression plastic strain is generated in a portion of the internal plastic deformation temperature range. As a result, when the internal and external temperatures are cooled down to the same temperature, a compressive residual stress is generated in the outer layer portion and a tensile residual stress is generated in the internal portion. This is residual stress due to thermal stress. In addition, since the specific volume of martensite generated in the outer layer due to the transformation is relatively large, tensile residual stress in the core and compressive residual in the hardened outer layer due to the difference from the specific volume of the core. Stress is generated respectively. As described above, the residual stress caused by the thermal stress and the transformation stress is considerably larger than the residual stress caused by only the martensitic transformation (normally a compressive stress of about 20 kg / mm 2 ), and is aimed at in the present invention. And a compressive stress of 70 to 120 kg / mm 2 (when sub-zero treatment is applied).

また、噴水焼入れ処理のみでは、約40%のオーステナ
イトが残留しており、この残留オーステナイトの分解を
促進させるために温度−50℃以下のサブゼロ処理が行な
われる。ザブゼロ処理は、縦型サブゼロ処理槽内にロー
ルを吊し、これを回転させながらロール表面に液体窒素
を噴射させることによつて行なわれる。サブゼロ処理後
の残留オーステナイト量は、概ね15%以下である。
In addition, only the fountain quenching treatment leaves about 40% of austenite, and a sub-zero treatment at a temperature of -50 ° C or lower is performed to promote the decomposition of the retained austenite. Zub-zero treatment is carried out by suspending a roll in a vertical sub-zero treatment tank, and spraying liquid nitrogen onto the roll surface while rotating the roll. The amount of retained austenite after the sub-zero treatment is approximately 15% or less.

この後、温度300℃以上での焼戻し処理を行なうと、
残留オーステナイト量は前記値約15%から数%程度低下
する。最終的に残留したオーステナイトは、ロールを使
用する間において、ロール表面の熱膨張・収縮を緩和す
るバツフアとなり、ロール表面のクラツク発生を防止す
る機能を発揮する。また、300〜550℃の高温でロールの
焼戻し処理を行なつておけば、冷間圧延用として該ロー
ルが使用される場合、仮に事故発生によつて高温の鋼板
がロールに巻き付いてロール温度が上昇しても、ロール
表面における残留オーステナイトの分解等によるクラツ
ク発生が効果的に防止される。
After this, when tempering at a temperature of 300 ° C or more,
The amount of retained austenite decreases from the above value of about 15% to about several%. The finally retained austenite serves as a buffer for alleviating the thermal expansion and contraction of the roll surface during use of the roll, and exhibits a function of preventing the occurrence of cracks on the roll surface. Further, if the roll is tempered at a high temperature of 300 to 550 ° C., if the roll is used for cold rolling, if an accident occurs, a high-temperature steel sheet is wound around the roll and the roll temperature is reduced. Even if it rises, crack generation due to decomposition of residual austenite on the roll surface and the like is effectively prevented.

一般に、焼戻し処理を300〜550℃の高温で行なえば、
それだけ焼入れによる歪みが解放(relaxation)され易
く、残留応力の低下量が大きくなることが知られてい
る。しかしながら、本発明で使用される高速度工具鋼
は、焼戻し抵抗性を高める合金元素であるSi,Cr,Mo,V等
を多量に含くでいるため、一般の低合金鋼と比較する
と、温度500℃程度の焼戻しでは歪みの解放が少なく、
高い残留応力を維持することができる。
Generally, if tempering is performed at a high temperature of 300 to 550 ° C,
It is known that distortion due to quenching is easily released (relaxation) and the amount of reduction in residual stress is increased. However, the high-speed tool steel used in the present invention contains a large amount of alloying elements such as Si, Cr, Mo, V, etc., which increase the tempering resistance. With tempering at around 500 ° C, the release of distortion is small,
High residual stress can be maintained.

なお、本発明における芯材は、引張り強さ60kg/mm2
上、衝撃値1.5kg−m/cm2以上の低合金鋼が好ましく、特
に、重量%でC0.5〜1.0%,Si1%以下、Mn1%以下、Cr1
〜5%、Mo0.5%以下を含有する鍛鋼が好ましい。
The core material in the present invention is preferably a low alloy steel having a tensile strength of 60 kg / mm 2 or more and an impact value of 1.5 kg-m / cm 2 or more, and in particular, C 0.5 to 1.0% by weight% and Si 1% or less. , Mn1% or less, Cr1
Forged steel containing up to 5% and 0.5% Mo or less is preferred.

〔作用〕[Action]

上記の構成による冷間圧延用作業ロールは、大きな曲
げが加わる圧延に使用されても耐摩耗性,耐肌荒性,強
靭性の点で十分耐用できるものとなる。特に、エレクト
ロスラブ再溶解により外層を軸材に溶着させたロールで
あるため、溶湯から晶出する炭化物は浮揚,沈殿,偏析
することなく急速凝固するので、外層中に微細かつ均等
に分散したものとなる。これらにより、圧延材の高圧
下、高形状制御が健全に行なえるとともに圧延材の表面
性状に関する品質が向上する。
The work roll for cold rolling having the above configuration can sufficiently withstand abrasion resistance, surface roughness resistance and toughness even when used for rolling in which large bending is applied. In particular, since the outer layer is welded to the shaft by electroslab remelting, the carbides crystallized from the molten metal rapidly solidify without floating, sedimentation or segregation, and are finely and evenly dispersed in the outer layer. Becomes Thus, the high shape control of the rolled material under high pressure can be performed soundly, and the quality of the surface properties of the rolled material is improved.

本発明者らは従来技術の問題点を解決し、上記目的を
達成するため、実験追求を行なつて以下の知見を得た。
The present inventors have pursued experiments and obtained the following findings in order to solve the problems of the prior art and achieve the above object.

外層は耐摩耗性と耐肌荒性を確保するため、セミハイ
スとするとともに、熱処理を施しHs93以上の硬さを保持
させる必要がある。
The outer layer must be made of semi-high speed steel and heat treated to maintain a hardness of Hs93 or more in order to secure abrasion resistance and skin resistance.

また、外層のセミハイスの化学成分の特定は次の理由
による。
The specification of the chemical composition of the semi-high-speed outer layer is based on the following reason.

Cは耐摩耗性向上のための炭化物の形成及び基地硬さ
確保に必要である。その量が0.5%未満の場合、炭化物
量が少なく、耐摩耗性の点で十分でない。一方Cが1.5
%を超えると、粒界に析出する網目状炭化物が増加し耐
肌荒性及び強靭性の点で劣るようになる。特に、0.8〜
1.2%が好ましい。
C is necessary for forming carbides for improving wear resistance and for securing the base hardness. If the amount is less than 0.5%, the amount of carbides is small and the wear resistance is not sufficient. On the other hand, C is 1.5
%, The amount of reticulated carbides precipitated at the grain boundaries increases, resulting in inferior skin roughness resistance and toughness. In particular, 0.8-
1.2% is preferred.

Siは、脱酸剤として必要な元素であり、1.0%以上を
有することで焼戻し抵抗性を高める。しかし、その量が
3.0%を超えると脆化が生じやすくなる。特に、1.5〜2.
5%が好ましい。
Si is an element required as a deoxidizing agent, and has a tempering resistance of 1.0% or more. But the amount
If it exceeds 3.0%, embrittlement is likely to occur. In particular, 1.5-2.
5% is preferred.

Mnは脱酸作用とともに不純物であるSをMnSとして固
定する作用があるが、その量が1.5%を超えると残留オ
ーステナイトが増え安定して十分な硬さを維持できない
とともに、靭性が低下する。特に、0.2〜1.0%が好まし
く、0.2〜0.5%がより好ましい。
Mn has an action of fixing S, which is an impurity, as MnS as well as a deoxidizing action. However, if the amount exceeds 1.5%, retained austenite increases and stable hardness cannot be maintained, and toughness decreases. In particular, 0.2 to 1.0% is preferable, and 0.2 to 0.5% is more preferable.

Crは2%未満では焼き入れ性に劣り、7%を超えると
Cr系炭化物が過多となるため不都合である。特に、3〜
6%が好ましく、3.5〜5%がより好ましい。
If Cr is less than 2%, the hardenability is poor, and if it exceeds 7%,
This is inconvenient because Cr-based carbides are excessive. In particular,
6% is preferable, and 3.5-5% is more preferable.

MoおよびWはそれぞれCと結合してM2CあるいはM5C系
炭化物を生成させ、かつ基地中にも固溶して基地を強化
し耐摩耗性や焼戻し抵抗性を向上させる。しかし、過剰
になるとM6C系炭化物が増加し靭性及び耐肌荒性が低下
する。Mo及びWの上限はそれぞれ5%及び2%であり、
Moは1%以上とすべきである。Moは1.5〜4.5%が好まし
く、また、Wは0.1〜1%が好ましく、0.15〜0.5%がよ
り好ましい。
Mo and W combine with C to form M 2 C or M 5 C-based carbides, respectively, and also form a solid solution in the matrix to strengthen the matrix and improve wear resistance and tempering resistance. However, when the amount is excessive, the amount of M 6 C-based carbide increases, and the toughness and the skin resistance decrease. The upper limits for Mo and W are 5% and 2%, respectively.
Mo should be at least 1%. Mo is preferably from 1.5 to 4.5%, and W is preferably from 0.1 to 1%, more preferably from 0.15 to 0.5%.

VはMC系炭化物を形成し耐摩耗性向上に寄与するが、
0.5%未満では十分な効果がなく、2%を超えると、研
削性を著しく阻害する。特に、0.7〜1.5%が好ましい。
V forms MC carbides and contributes to the improvement of wear resistance.
If it is less than 0.5%, the effect is not sufficient. If it exceeds 2%, the grindability is significantly impaired. In particular, 0.7 to 1.5% is preferable.

Coは基地に固溶し高温焼戻して高硬度を得るための元
素であるが、5%未満でその効果は十分である。
Co is an element for forming a solid solution in the matrix and tempering at a high temperature to obtain high hardness, but its effect is sufficient if it is less than 5%.

なお、本発明の外層に用いるセミハイスは上記元素の
ほかにNiを含有することができる。Niは焼き入れ性を向
上する作用を有するため、5%以下の量添加することが
できる。それを超えると残留オーステナイトの増加を招
き、硬度低下や耐肌荒性の低下を来す。特に、1%以下
が好ましく、0.1〜0.5%がより好ましい。
The semi-high speed steel used for the outer layer of the present invention can contain Ni in addition to the above elements. Since Ni has the effect of improving the hardenability, it can be added in an amount of 5% or less. Exceeding this causes an increase in retained austenite, resulting in a decrease in hardness and a decrease in skin roughness resistance. In particular, 1% or less is preferable, and 0.1 to 0.5% is more preferable.

また、本発明においては、芯軸用材料としてHs35以上
を有する鍛鋼を使用することが好ましい。すなわち、本
発明のロールに公称応力として10kg/mm2のネツト応力が
加えられた場合、寸法効果係数0.8、表面効果係数0.9、
切欠き係数2.0として、必要な疲れ限度は、36kg/mm2
なり、それを得るためには硬さとしてHs35以上がよい。
In the present invention, it is preferable to use a forged steel having Hs 35 or more as the material for the core shaft. That is, when a net stress of 10 kg / mm 2 is applied as a nominal stress to the roll of the present invention, the size effect coefficient is 0.8, the surface effect coefficient is 0.9,
Assuming that the notch coefficient is 2.0, the required fatigue limit is 36 kg / mm 2 , and in order to obtain it, the hardness is preferably Hs 35 or more.

ロールネツト部における公称応力σは次式により求
められる。
The nominal stress σ n in the roll net portion is obtained by the following equation.

M:曲げモーメント=P・l P:ベアリングにかかる荷重 l:ベアリング中心からのモーメントアーム d:当該軸部の直径 また、許容応力(Allowable Stress)σalは次式によ
り求まる。
M: Bending moment = P · l P: Load applied to the bearing l: Moment arm from the center of the bearing d: Diameter of the shaft portion Also, allowable stress (Allowable Stress) σ al is obtained by the following equation.

σwo:平滑試験片の回転曲げ疲れ限度 η:寸法効果係数=0.8 ξ:表面効果係数=0.9 β:切欠係数=2.0 S:安全率=1.3 σal≧σであれば安全と考えられるため、上2式に
より となる。
σ wo : Rotating bending fatigue limit of smooth specimen η: Size effect coefficient = 0.8 ξ: Surface effect coefficient = 0.9 β: Notch coefficient = 2.0 S: Safety factor = 1.3 If σ al ≧ σ n , it is considered safe. From the above two equations Becomes

σ=10kg/mm2とした場合、σwo≧36kg/mm2となる。If σ n = 10 kg / mm 2 , then σ wo ≧ 36 kg / mm 2 .

芯軸上に外層を設ける方法としては、特公昭44−4903
号公報他に開示されている高周波加熱を利用した連続肉
盛方法、特開昭47−2851号公報他に開示されている粉末
冶金法を利用して熱間等方加圧により外層を形成する方
法、特開昭57−2862号公報に開示されているエレクトロ
スラグ再溶解法を利用した肉盛方法等がある。エレクト
ロスラグ再溶解肉盛方法が良い。
As a method of providing an outer layer on a core shaft, Japanese Patent Publication No. 44903/1988
Patent Application Publication No. JP-A-47-2851 discloses a continuous overlaying method using high-frequency heating, and forming an outer layer by hot isostatic pressing using a powder metallurgy method disclosed in JP-A-47-2851. And an overlay method using an electroslag remelting method disclosed in JP-A-57-2862. Electroslag remelting overlay method is good.

焼き入れ温度までの加熱は、外層材のみをオーステナ
イト変態点以上になるように行うので、焼き入れ後にお
いても芯材の靭性を高く保つことができる。
Since heating to the quenching temperature is performed so that only the outer layer material is at or above the austenite transformation point, the toughness of the core material can be kept high even after quenching.

また、外層材のみをオーステナイト変態点以上に加熱
する場合の残留応力は、熱応力によるものと変態応力に
よるものとの重畳されたものとなり、外層材の最外表面
で70〜120kg/mm2の圧縮応力を得ることができ、外層材
の表面のショア硬さで93以上を得ることができる。
Further, the residual stress in the case of heating only the outer layer material or the austenite transformation point becomes to have been superimposed to be due as the transformation stress due to thermal stress in the outermost surface of the outer layer material 70~120kg / mm 2 A compressive stress can be obtained, and a Shore hardness of 93 or more on the surface of the outer layer material can be obtained.

[実施例] 胴径385mm,胴長1480mmのロールを直径300mmの軸材を
用いて次のようにエレクトロ再溶解法にて複合ロール用
インゴツトとして外径485mmのものを製造した。
[Example] A roll having a body diameter of 385 mm and a body length of 1480 mm was manufactured as an ingot for a composite roll by an electro-remelting method using a shaft material having a diameter of 300 mm as follows, with an outer diameter of 485 mm.

第7図は、エレクトロスラグ肉盛法による複合ロール
を製造する装置の概略図である。この装置は、溶接機9,
増幅器17,通電用配線12,カーボンブラシ12a,測温用熱電
対13,直流モータ18およびマニユピユレータ19を含む。
マニユピユレータ19が、直流モータ18によつて動かさ
れ、マニユピユレータの腕12bによつて支えられた高速
度工具鋼から成る消耗電極である管状電極8が、上方へ
動かされるようになつている。低合金鋼材製芯軸7が定
盤11上に設置されている。この芯軸7と同心的に水冷モ
ールド10が設置されており、両者の間隔部において、環
状底板(すなわち、モールド底)16が芯軸7の下端部に
近く設置されている。芯軸7および水冷モールド10は、
円周方向に回転される。マニユピユレータ19によつて支
えられた管状電極8が、芯軸7と水冷モールド10とで画
成される前記間隔部、すなわち溶解室内に差し込まれ、
配線12を介して芯軸7と管状電極8との間に供給される
電流により、管状電極8が溶解消耗する。通電によつて
アークが発生すると、スラグ15がその抵抗発熱により溶
融するとともに、溶融金属14が形成され、水冷モールド
10との接触で冷却されて凝固し、芯軸7の表面に肉盛層
が形成される。この間、水冷モールド10は芯軸7に対し
て同軸的に上方へ移動せしめられる。スラグ15は、常時
厚さ50〜60mmに調整される。また、溶融金属14は環状底
板16によつて下方への滴下が防止される。
FIG. 7 is a schematic view of an apparatus for producing a composite roll by the electroslag overlaying method. This device is used for welding machine 9,
It includes an amplifier 17, a power supply wiring 12, a carbon brush 12a, a thermometer for temperature measurement 13, a DC motor 18, and a manipulator 19.
A manipulator 19 is moved by a direct current motor 18 so that a tubular electrode 8, which is a consumable electrode made of high-speed tool steel and supported by a manipulator arm 12b, is moved upward. A low alloy steel core shaft 7 is provided on a surface plate 11. A water-cooled mold 10 is installed concentrically with the core shaft 7, and an annular bottom plate (that is, a mold bottom) 16 is installed near the lower end of the core shaft 7 in a space between the two. The core shaft 7 and the water-cooled mold 10
It is rotated in the circumferential direction. The tubular electrode 8 supported by the manipulator 19 is inserted into the space defined by the core shaft 7 and the water-cooled mold 10, that is, into the melting chamber,
The current supplied between the core shaft 7 and the tubular electrode 8 via the wiring 12 causes the tubular electrode 8 to be dissolved and consumed. When an arc is generated by energization, the slag 15 melts due to its resistance heat, and the molten metal 14 is formed.
The core shaft 7 is cooled and solidified by contact with the surface 10 to form a build-up layer on the surface of the core shaft 7. During this time, the water-cooled mold 10 is moved upward coaxially with respect to the core shaft 7. The slag 15 is always adjusted to a thickness of 50 to 60 mm. Further, the molten metal 14 is prevented from dropping downward by the annular bottom plate 16.

かくして、得られた複合ロールの肉盛層に1100℃で鍛
造が施されん、外径415mm,外層の厚さを42.5mmとした。
更に肉盛層を1000〜1200℃の温度で加熱して噴水焼入れ
を施し、300〜550℃の温度で焼戻しを施すことによっ
て、肉盛層の表面硬さをHs93以上とすることができる。
Thus, the cladding layer of the obtained composite roll was not forged at 1100 ° C., and had an outer diameter of 415 mm and an outer layer thickness of 42.5 mm.
Furthermore, the surface hardness of the cladding layer can be set to Hs93 or more by heating the cladding layer at a temperature of 1000 to 1200 ° C., performing fountain quenching, and tempering at a temperature of 300 to 550 ° C.

熱処理後、切削加工及び研摩によつて仕上げ外径385m
mとなるように直径で約2〜3mmで切削研摩される。
After heat treatment, finish outer diameter 385m by cutting and polishing
It is cut and polished with a diameter of about 2 to 3 mm so that the diameter becomes m.

外層材質の化学成分を第1表(重量%)に示す。残部
はFeである。このロールに対し1000〜1200℃の温度で加
熱して噴水焼入れを施し、120〜520℃の温度範囲で温度
を変えて焼戻し処理を施した。この際、焼戻し時間は10
〜20時間とした。比較のため従来の5%Cr鍛鋼材につい
ても同一寸法のロールを製造した。この材質についても
化学成分を第1表に示す。熱処理は、この材質に適した
焼入れを施し、120〜520℃の温度範囲で温度を変えて焼
戻し処理を施した。この際、焼戻し時間は10〜20時間と
した。なお、本発明ロールの軸材にはC0.9%,3%Cr鍛鋼
を用い、その硬さはHS40であつた。
The chemical composition of the outer layer material is shown in Table 1 (% by weight). The balance is Fe. The roll was heated at a temperature of 1000 to 1200 ° C., subjected to fountain quenching, and tempered by changing the temperature within a temperature range of 120 to 520 ° C. At this time, the tempering time is 10
~ 20 hours. For comparison, rolls having the same dimensions were manufactured for a conventional 5% Cr forged steel material. Table 1 also shows the chemical components of this material. In the heat treatment, quenching suitable for this material was performed, and tempering was performed by changing the temperature in a temperature range of 120 to 520 ° C. At this time, the tempering time was 10 to 20 hours. The roll of the present invention was made of 0.9% C, 3% Cr forged steel and had a hardness of HS40.

第8図は、噴水焼入れの手法を示している。ロール20
の肉盛層である外層21が焼入れされる部分である。垂直
に設定されたロール20の外層21を包囲して、低周波誘導
子である誘導コイル22と水噴射筒23とを含む環状装置が
設定されている。誘導コイル22に低周波電流が流された
状態で、ロール20が回転させられつつ下方へ動かされ
る。外層21は、発生した誘導電流によつて加熱されなが
ら、水噴射筒23から噴射される冷却水によつて連続的に
冷却,焼入する漸進焼入される。その結果、冷却速度と
して10℃/sec以上の急冷が達成される。冷却速度は噴射
水の量と噴射速度等によつてコントロールすることがで
きる。
FIG. 8 shows a fountain quenching technique. Roll 20
The outer layer 21, which is a hardfacing layer, is hardened. An annular device including an induction coil 22 as a low-frequency inductor and a water injection cylinder 23 is set so as to surround the outer layer 21 of the roll 20 set vertically. With the low-frequency current flowing through the induction coil 22, the roll 20 is moved downward while being rotated. The outer layer 21 is progressively quenched by being continuously cooled and quenched by the cooling water injected from the water injection cylinder 23 while being heated by the generated induced current. As a result, rapid cooling at a cooling rate of 10 ° C./sec or more is achieved. The cooling rate can be controlled by the amount of the jet water and the jet speed.

焼入れ温度への加熱は外層21のみとし、芯材との境界
部はオーステナイト変態点以下となるように行なつた。
その結果、境界部での芯材の靭性を高く保つことができ
る。
Heating to the quenching temperature was performed only on the outer layer 21, and the boundary with the core material was performed so as to be lower than the austenite transformation point.
As a result, the toughness of the core material at the boundary can be kept high.

第1図は焼戻し温度と硬さとの関係を、第6図は焼戻
し温度と残留応力との関係をそれぞれ示している。実施
例1及び比較例1の場合、焼入れ温度は1060℃であり、
第8図に示されるような手法により、外層部のみの低周
波誘導加熱と、引き続く噴水冷却による漸進焼入れを行
なつた。その後、−50℃でのサブゼロ処理を施し、各温
度で焼戻しを行なつた。このときの冷却速度は約15℃/s
ecであつた。
FIG. 1 shows the relationship between the tempering temperature and the hardness, and FIG. 6 shows the relationship between the tempering temperature and the residual stress. In the case of Example 1 and Comparative Example 1, the quenching temperature was 1060 ° C,
By a method as shown in FIG. 8, low frequency induction heating of only the outer layer portion and progressive quenching by subsequent fountain cooling were performed. Thereafter, a sub-zero treatment at −50 ° C. was performed, and tempering was performed at each temperature. The cooling rate at this time is about 15 ° C / s
It was ec.

第1図と第6図とを対比すれば、残留応力が焼戻し後
のロール表面の硬さに寄与していることがよく判る。従
来ロールでは、Hs93の硬さが得られる焼戻しは、160℃
であるが、実施例1の場合、520℃であり、従来ロール
に比較して同一硬さを得られる焼戻し温度が大幅に上昇
していることが判る。また、焼戻し温度500℃における
実施例1及び比較例1のロール表面の残留応力が、−70
kg/mm2よりも大きいのに対し、従来ロールでは、ロール
表面の残留応力が約−30kg/mm2であり、本発明によつて
大きな残留応力を確保できることが判る。
Comparing FIG. 1 with FIG. 6, it can be clearly understood that the residual stress contributes to the hardness of the roll surface after tempering. With conventional rolls, tempering to achieve Hs93 hardness is 160 ° C.
However, in the case of Example 1, the temperature was 520 ° C., and it can be seen that the tempering temperature at which the same hardness was obtained as compared with the conventional roll was significantly increased. Further, the residual stress on the roll surface of Example 1 and Comparative Example 1 at a tempering temperature of 500 ° C. was −70.
While greater than kg / mm 2, in a conventional roll, the residual stress of the roll surface is about -30kg / mm 2, it can be seen that in One by the present invention can secure a large residual stress.

実施例1及び比較例1の残留オーステナイト量は10〜
15体積%であつた。
The amount of retained austenite in Example 1 and Comparative Example 1 was 10 to
It was 15% by volume.

比較例1の場合には500℃で焼戻しを行っても硬さはH
s88であった。これは、Si量が0.79%と少ないためと考
えられる。
In the case of Comparative Example 1, the hardness is H even when tempered at 500 ° C.
It was s88. This is presumably because the amount of Si is as small as 0.79%.

第2図は本実施例1と従来ロールとの耐熱衝撃性比較
を示す。試験は鍛造後のロール素材表面から材料を採取
し加工の後、焼入れを行ない、本実施例1は520℃、従
来ロールは160℃で、それぞれ、焼もどしを施し、試験
を行なつた。試験方法は直径80mm厚さ40mmの試験片を14
20rpmで回転させ、20mm角の軟鋼材を500g/mmの荷重で試
験片に押し付けながら水冷を行なつた。
FIG. 2 shows a comparison of thermal shock resistance between Example 1 and a conventional roll. In the test, the material was sampled from the surface of the roll material after forging, worked, and then quenched. Tempering was performed at 520 ° C. in Example 1 and 160 ° C. for the conventional roll, respectively, and the test was performed. The test method was 14 specimens of 80 mm diameter and 40 mm thickness.
The sample was rotated at 20 rpm, and water cooling was performed while pressing a 20 mm square mild steel material against the test piece with a load of 500 g / mm.

第2図の縦軸のクラツク長さは試験片表面に発生した
クラツクの長さの合計であるが、従来材のクラツク長さ
が54mmであるのに対し、実施例1の焼戻し温度520℃の
場合、23mmと従来材の半分以下となつており、高温焼も
どしの有効性が明らかである。
The crack length on the vertical axis in FIG. 2 is the sum of the crack lengths generated on the surface of the test piece. In contrast to the conventional material having a crack length of 54 mm, the tempering temperature at 520 ° C. in Example 1 was used. In this case, the height was 23 mm, which is less than half of the conventional material, and the effectiveness of high-temperature tempering is clear.

第3図は耐摩耗性の比較を示す。試験は摺動面が直径
18mmの試験片に同様な熱処理を施し、#100エメリーペ
ーパー上で500gの荷重を加えて摺動させた。従来ロール
の摩耗量が230mgであるのに対し、実施例1の焼戻し温
度520℃の場合、120mgと耐摩耗性にも優れていることが
わかる。
FIG. 3 shows a comparison of wear resistance. In the test, the sliding surface is diameter
The same heat treatment was applied to an 18 mm test piece, and the test piece was slid on a # 100 emery paper under a load of 500 g. While the wear amount of the conventional roll is 230 mg, when the tempering temperature is 520 ° C. in Example 1, the wear amount is 120 mg, which is excellent in wear resistance.

実施例1の焼戻し温度520℃の場合のロールを第4図
の形状とし、これを用い第5図に示す圧延機によりサブ
mmの厚さ、特に200μm以下の厚さのステンレス鋼箔、
薄板ブリキ用鋼板の冷間圧延を行なつた結果、従来の一
体型ロールにくらべ5倍以上の耐摩耗性が得られること
が確認された。1は被圧延材、2は本実施例に係るワー
クロール、3は中間ロール、4はバツクアツプロール、
5は外層材、6は芯材である。中間ロール3は左右にシ
フトすることができる。
The roll having a tempering temperature of 520 ° C. in Example 1 was formed into the shape shown in FIG.
mm, especially stainless steel foil with a thickness of 200 μm or less,
As a result of cold rolling of the steel sheet for thin tin plate, it was confirmed that abrasion resistance more than 5 times as high as that of the conventional integrated roll was obtained. 1 is a rolled material, 2 is a work roll according to the present embodiment, 3 is an intermediate roll, 4 is a back-up roll,
5 is an outer layer material and 6 is a core material. The intermediate roll 3 can be shifted left and right.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によれば、冷間圧延用複合ロールで、300〜550
℃という高温の焼戻しを施し、かつ芯材が靭性に優れ、
外層材の最外表面での残留応力を70〜120kg/mm2の圧縮
応力として外層材の表面のショア硬さを93以上にするこ
とができ、耐摩耗性及び耐熱衝撃性に優れた冷間圧延用
複合ロールとその製造法並びにそれを用いた圧延機を提
供することができるという効果を奏する。
According to the present invention, the composite roll for cold rolling, 300 to 550
℃ high temperature tempering, and the core material is excellent in toughness,
The residual stress at the outermost surface of the outer layer material of a Shore hardness of the surface of the outer layer material can be 93 or more as a compressive stress of 70~120kg / mm 2, between excellent cold to wear resistance and thermal shock resistance It is possible to provide a composite roll for rolling, a method for producing the same, and a rolling mill using the same.

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

第1図は、本発明例ロールと従来ロールの焼戻し温度と
硬さの関係を示すグラフ、第2図は、本発明例ロールと
従来ロールとの耐熱衝撃性を比較したグラフ、第3図
は、本発明によるロールと従来ロールとの耐摩耗性を比
較したグラフ、第4図は、本発明によるワークロールの
要部断面図、第5図は、本発明によるワークロールを用
いたストリツプ冷間圧延機(cold strip mill)の要部
正面図、第6図は、本発明例ロールと従来ロールの焼戻
し温度と残留応力の関係を示すグラフ、第7図は、エレ
クトロスラグ肉盛法による複合ロール製造装置の概略図
及び第8図は、圧延ロールの噴水焼入れ法を示す概略図
である。 1……被圧延材、2……複合ロール、3……中間ロー
ル、4……バツクアツプロール、5……外層材、6……
芯材、7……芯軸、8……管状電極、22……誘導コイ
ル、23……水噴射筒。
FIG. 1 is a graph showing the relationship between the tempering temperature and hardness of the inventive roll and the conventional roll, FIG. 2 is a graph comparing the thermal shock resistance of the inventive roll and the conventional roll, and FIG. FIG. 4 is a graph comparing the wear resistance of a roll according to the present invention with a conventional roll, FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part of a work roll according to the present invention, and FIG. FIG. 6 is a graph showing the relationship between the tempering temperature and the residual stress of the roll of the present invention and the conventional roll, and FIG. 7 is a composite roll by the electroslag overlaying method. Fig. 8 and Fig. 8 are schematic diagrams showing a manufacturing apparatus and a fountain quenching method of a rolling roll. 1 ... rolled material, 2 ... composite roll, 3 ... intermediate roll, 4 ... back-up roll, 5 ... outer layer material, 6 ...
Core material, 7: core shaft, 8: tubular electrode, 22: induction coil, 23: water injection cylinder.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近藤 保夫 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所日立研究所内 (56)参考文献 特開 昭59−76696(JP,A) 特開 昭58−39767(JP,A) 特開 昭53−80350(JP,A) 特開 昭63−60258(JP,A) 特開 昭57−2862(JP,A) 特公 昭53−38686(JP,B2) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Yasuo Kondo 4026 Kuji-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Within Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (56) References JP-A-59-76696 (JP, A) JP-A-58- 39767 (JP, A) JP-A-53-80350 (JP, A) JP-A-63-60258 (JP, A) JP-A-57-2862 (JP, A) JP-B-53-38686 (JP, B2)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】芯材の外周を外層材で覆った冷間圧延用複
合ロールにおいて、該芯材はショア硬さが35以上で前記
外層材より低い硬さを有し、かつ引張強さが60kg/mm2
上、衝撃値が1.5kgm/cm2以上の低合金鋼からなり、前記
外層材は、重量で、C:0.8〜1.5%,Si:1.0〜3.0%,Mn:1.
5%以下,Cr:2.0〜7.0%,Mo:1〜5%,V:0.5〜2.0%及び
W:2.0以下を含有する高合金鋼からなり、かつ前記外層
材はエレクトロスラグ肉盛法によって前記芯材に肉盛さ
れており、前記外層材の表層部のみをオーステナイト変
態点以上の温度に加熱して噴水焼入れを施し、かつサブ
ゼロ処理及び300〜550℃の温度で焼戻しを施すことによ
り、前記外層材の表面のショア硬さを93以上とし、かつ
該外層材の残留オーステナイト量が15体積%以下のマル
テンサイト組織とし、かつ前記外層材の最外表面での残
留応力を70〜120kg/mm2の圧縮応力とすることを特徴と
する冷間圧延用複合ロール。
1. A composite roll for cold rolling wherein an outer periphery of a core material is covered with an outer layer material, wherein the core material has a Shore hardness of 35 or more, a lower hardness than the outer layer material, and a tensile strength. 60 kg / mm 2 or more, the impact value becomes a 1.5kgm / cm 2 or more low alloy steel, the outer layer material, by weight, C: 0.8~1.5%, Si: 1.0~3.0%, Mn: 1.
5% or less, Cr: 2.0 to 7.0%, Mo: 1 to 5%, V: 0.5 to 2.0% and
W: made of a high alloy steel containing 2.0 or less, and the outer layer material is built up on the core material by an electroslag overlay method, and only the surface layer portion of the outer layer material is heated to a temperature equal to or higher than the austenite transformation point. And then subjected to fountain quenching and sub-zero treatment and tempering at a temperature of 300 to 550 ° C. so that the surface of the outer layer material has a Shore hardness of 93 or more, and the residual austenite amount of the outer layer material is 15% by volume. A composite roll for cold rolling, wherein the composite roll has the following martensite structure and a residual stress at an outermost surface of the outer layer material is a compressive stress of 70 to 120 kg / mm 2 .
【請求項2】芯材の外周を外層材で覆った冷間圧延用複
合ロールの製造法において、該芯材はショア硬さが35以
上で前記外層材より低い硬さを有し、かつ引張強さが60
kg/mm2以上、衝撃値が1.5kgm/cm2以上の低合金鋼からな
り、前記外層材は、重量で、C:0.8〜1.5%,Si:1.0〜3.0
%,Mn:1.5%以下,Cr:2.0〜7.0%,Mo:1〜5%,V:0.5〜2.
0%及びW:2.0%以下を含有する高合金鋼からなり、前記
外層材をエレクトロスラグ肉盛法によって前記芯材に肉
盛し、前記外層材の表層部のみをオーステナイト変態点
以上の温度に加熱して噴水焼入れを施し、次いでサブゼ
ロ処理及び300〜550℃の温度で焼戻しを施し、前記外層
材の表面のショア硬さを93以上とし、かつ該外層材の残
留オーステナイト量が15体積%以下のマルテンサイト組
織とし、かつ前記外層材の最外表面での残留応力を70〜
120kg/mm2の圧縮応力とすることを特徴とする冷間圧延
用複合ロールの製造法。
2. A method of manufacturing a composite roll for cold rolling wherein the outer periphery of a core material is covered with an outer layer material, wherein the core material has a Shore hardness of 35 or more, a lower hardness than the outer layer material, and a tensile strength. Strength 60
kg / mm 2 or more, and made of a low alloy steel having an impact value of 1.5 kgm / cm 2 or more, and the outer layer material is, by weight, C: 0.8 to 1.5%, Si: 1.0 to 3.0%.
%, Mn: 1.5% or less, Cr: 2.0-7.0%, Mo: 1-5%, V: 0.5-2.
0% and W: high alloy steel containing 2.0% or less, the outer layer material is built up on the core material by an electroslag overlay method, and only the surface layer portion of the outer layer material is heated to a temperature equal to or higher than the austenite transformation point. Heating and quenching with a fountain, followed by sub-zero treatment and tempering at a temperature of 300 to 550 ° C., so that the surface of the outer layer material has a Shore hardness of 93 or more, and the residual austenite amount of the outer layer material is 15% by volume or less. And the residual stress at the outermost surface of the outer layer material is 70 to
A method for producing a composite roll for cold rolling, which has a compressive stress of 120 kg / mm 2 .
【請求項3】冷間圧延用ワークロールと、該冷間圧延用
ワークロールと接触させて支持するバックアップロール
とを備えた圧延機において、前記ワークロールは、芯材
の外周を外層材で覆った冷間圧延用複合ロールであっ
て、該芯材はショア硬さが35以上で前記外層材より低い
硬さを有し、かつ引張強さが60kg/mm2以上、衝撃値が1.
5kgm/cm2以上の低合金鋼からなり、前記外層材は、重量
で、C:0.8〜1.5%,Si:1.0〜3.0%,Mn:1.5%以下,Cr:2.0
〜7.0%,Mo:1〜5%,V:0.5〜2.0%及びW:2.0以下を含有
する高合金鋼からなり、かつ前記外層材はエレクトロス
ラグ肉盛法によって前記芯材に肉盛されており、前記外
層材の表層部のみをオーステナイト変態点以上の温度に
加熱して噴水焼入れを施し、かつサブゼロ処理及び300
〜550℃の温度で焼戻しを施すことにより、前記外層材
の表面のショア硬さを93以上とし、かつ該外層材の残留
オーステナイト量が15体積%以下のマルテンサイト組織
とし、かつ前記外層材の最外表面での残留応力を70〜12
0kg/mm2の圧縮応力とする冷間圧延用複合ロールである
ことを特徴とする圧延機。
3. A rolling mill comprising: a work roll for cold rolling; and a backup roll for supporting the cold roll work roll in contact with the work roll, wherein the work roll covers an outer periphery of a core with an outer layer material. A cold rolled composite roll, wherein the core material has a Shore hardness of 35 or more and a lower hardness than the outer layer material, and a tensile strength of 60 kg / mm 2 or more, and an impact value of 1.
5 kgm / cm 2 or more of low alloy steel, the outer layer material is, by weight, C: 0.8 to 1.5%, Si: 1.0 to 3.0%, Mn: 1.5% or less, Cr: 2.0% or less.
~ 7.0%, Mo: 1 ~ 5%, V: 0.5 ~ 2.0% and W: 2.0 or less, and the outer layer material is overlaid on the core material by an electroslag overlay method. Only the surface layer of the outer layer material is heated to a temperature equal to or higher than the austenite transformation point and subjected to fountain quenching;
By performing tempering at a temperature of 550550 ° C., the outer layer material has a surface having a Shore hardness of 93 or more, the amount of retained austenite of the outer layer material is 15% by volume or less, a martensitic structure, and the outer layer material has 70 to 12 residual stress on the outermost surface
A rolling mill characterized by being a composite roll for cold rolling with a compression stress of 0 kg / mm 2 .
JP2164132A 1989-06-26 1990-06-25 Composite roll for cold rolling and production method thereof Expired - Fee Related JP2708611B2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1-160783 1989-06-26
JP16078389 1989-06-26

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03122251A JPH03122251A (en) 1991-05-24
JP2708611B2 true JP2708611B2 (en) 1998-02-04

Family

ID=15722355

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1223297A Expired - Lifetime JPH0768588B2 (en) 1989-06-26 1989-08-31 Method for manufacturing metal rolling rolls
JP2164132A Expired - Fee Related JP2708611B2 (en) 1989-06-26 1990-06-25 Composite roll for cold rolling and production method thereof

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1223297A Expired - Lifetime JPH0768588B2 (en) 1989-06-26 1989-08-31 Method for manufacturing metal rolling rolls

Country Status (2)

Country Link
JP (2) JPH0768588B2 (en)
KR (1) KR0161654B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102272490A (en) * 2009-02-26 2011-12-07 联邦摩高布尔沙伊德公司 Steel material composition for producing piston rings and cylinder sleeves

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0466619A (en) * 1990-07-05 1992-03-03 Kubota Corp Method for heat-treating conjugated high speed steel roll
JP2688629B2 (en) * 1991-11-13 1997-12-10 株式会社日立製作所 Manufacturing method of quenching roll for rolling
KR100466174B1 (en) * 2000-11-27 2005-01-13 주식회사 포스코 Producing method of roll in tandem cold mill
KR100506328B1 (en) * 2002-11-20 2005-08-05 이일규 Special steel as hot-cool composite material and manufacturing process thereof
JP4649392B2 (en) * 2006-10-24 2011-03-09 三菱日立製鉄機械株式会社 Straightening machine
ES2439447T3 (en) * 2011-03-04 2014-01-23 Akers Ab A forged cylinder that meets the requirements of the cold rolling industry and a method for producing said cylinder
KR101305410B1 (en) * 2011-03-04 2013-09-06 에이커스 에이비 A forged roll meeting the requirements of the cold rolling industry and a method for production of such a roll
TWI471420B (en) * 2011-03-04 2015-02-01 A forged roll meeting the requirements of the cold rolling industry and a method for production of such a roll
US8920296B2 (en) 2011-03-04 2014-12-30 Åkers AB Forged roll meeting the requirements of the cold rolling industry and a method for production of such a roll
JP5852295B1 (en) * 2014-12-08 2016-02-03 第一高周波工業株式会社 Scale breaker work roll and method of manufacturing scale breaker work roll
WO2016092867A1 (en) * 2014-12-08 2016-06-16 第一高周波工業株式会社 Work roll for scale breaker

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS606625B2 (en) * 1976-09-16 1985-02-19 味の素株式会社 Method for producing microbial cells
JPS5380350A (en) * 1976-12-27 1978-07-15 Hitachi Metals Ltd Preparation of roll for hot rolling
JPS572862A (en) * 1980-06-04 1982-01-08 Hitachi Ltd Composite roll and its manufacture
JPS5839767A (en) * 1981-09-04 1983-03-08 Hitachi Ltd Work roll for hot rolling
JPS5976696A (en) * 1982-10-26 1984-05-01 Nittetsu Hard Kk Roll for cross rolling mill having resistance to wear and thermal cracking
JPS6360258A (en) * 1986-08-29 1988-03-16 Hitachi Ltd Rolling roll having resistance to accident

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102272490A (en) * 2009-02-26 2011-12-07 联邦摩高布尔沙伊德公司 Steel material composition for producing piston rings and cylinder sleeves
CN102272490B (en) * 2009-02-26 2014-10-15 联邦摩高布尔沙伊德公司 Piston rings

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0768588B2 (en) 1995-07-26
JPH03122251A (en) 1991-05-24
KR0161654B1 (en) 1999-01-15
KR910004832A (en) 1991-03-29
JPH03122253A (en) 1991-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5081760A (en) Work roll for metal rolling
WO1994022606A1 (en) Wear- and seizure-resistant roll for hot rolling
JP2708611B2 (en) Composite roll for cold rolling and production method thereof
JP2715223B2 (en) Roll outer layer material and composite roll
JP2687732B2 (en) Composite roll for metal rolling, its manufacturing method and rolling mill
JP2910434B2 (en) Composite roll for hot rolling and its manufacturing method
JP4922971B2 (en) Composite roll for hot rolling and manufacturing method thereof
JPH06256888A (en) High-speed steel series cast iron containing graphite and composite roll
JPH089045B2 (en) Cavity roll for cold tube rolling mill and method for manufacturing the same
JPH0259202B2 (en)
JPH08325673A (en) Composite roll for rolling excellent in wear resistance, surface roughening resistance and the like
KR100245471B1 (en) Complex roll and its manufacturing method for metal rolling
JP3127650B2 (en) Tandem rolling mill
JPH11285710A (en) Composite work roll for cold rolling and its manufacture
JP3047584B2 (en) Work roll for cold rolling
JPH0739026B2 (en) Method for manufacturing work roll for hot rolling and rolling method
JP3407755B2 (en) Composite roll
JP3458356B2 (en) Composite roll
JPH06256889A (en) High-speed steel series cast iron containing graphite and composite roll
JPH07155814A (en) Rolling mill
JP2004009063A (en) Complex roll for hot-rolling
JPH0729132B2 (en) Composite roll manufacturing method and rolling mill
JP3241561B2 (en) Hot rolling roll
JPH03126838A (en) Composite roll
JPH0627289B2 (en) Method for producing a strong paddy composite roll for the net part

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees