JP2832254B2 - 圧延用遠心鋳造製ロール外層材 - Google Patents
圧延用遠心鋳造製ロール外層材Info
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- JP2832254B2 JP2832254B2 JP3260486A JP26048691A JP2832254B2 JP 2832254 B2 JP2832254 B2 JP 2832254B2 JP 3260486 A JP3260486 A JP 3260486A JP 26048691 A JP26048691 A JP 26048691A JP 2832254 B2 JP2832254 B2 JP 2832254B2
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- outer layer
- rolling
- centrifugal casting
- roll
- resistance
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、耐摩耗性と耐クラック
性を兼備した圧延用ロール外層材に関する。
性を兼備した圧延用ロール外層材に関する。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【0006】尚、特開昭58-87249号、特開平1-96355 号
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58-8
7249号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。
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58-8
7249号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。
【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、炭化物の遠
心分離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。
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、炭化物の遠
心分離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。
【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、生産性、経済
性の優れた遠心力鋳造法を適用しても、偏析等の生じな
い耐摩耗性と耐クラック性の均一な圧延用遠心鋳造製ロ
ール外層材を提供することを目的とする。
化し、炭化物組成を限定することにより、生産性、経済
性の優れた遠心力鋳造法を適用しても、偏析等の生じな
い耐摩耗性と耐クラック性の均一な圧延用遠心鋳造製ロ
ール外層材を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の圧延用遠心鋳造
製ロール外層材は、重量%で、 C:1.5〜3.5%,Si:1.5%以下,Mn:
1.2%以下,Ni:5.5%以下,Cr:5.0〜1
2.0%,Mo:2.0〜8.0%,V:3.0〜1
0.0%,Nb:0.6〜7.0%,Co:1.0〜1
0.0% を含有し、且つ下記(1)式と(2)式を満足し、 V+1.8Nb≦7.5C−6.0(%) …(1) 0.2≦Nb/V≦0.8 …(2) 残部Fe及び不可避的不純物よりなるようにしたもので
ある。
製ロール外層材は、重量%で、 C:1.5〜3.5%,Si:1.5%以下,Mn:
1.2%以下,Ni:5.5%以下,Cr:5.0〜1
2.0%,Mo:2.0〜8.0%,V:3.0〜1
0.0%,Nb:0.6〜7.0%,Co:1.0〜1
0.0% を含有し、且つ下記(1)式と(2)式を満足し、 V+1.8Nb≦7.5C−6.0(%) …(1) 0.2≦Nb/V≦0.8 …(2) 残部Fe及び不可避的不純物よりなるようにしたもので
ある。
【0010】
【作用】本発明における各合金元素の含有量(重量%で
表わす)の限定理由及びV,Nb,C量の限定式につい
て説明する。
表わす)の限定理由及びV,Nb,C量の限定式につい
て説明する。
【0011】C:1.5 〜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1.5 %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。
成するための必須元素で1.5 %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。
【0012】Si:1.5 %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、1.5 %を越えると耐クラック性を低下するため上限
を1.5 %とする。
が、1.5 %を越えると耐クラック性を低下するため上限
を1.5 %とする。
【0013】Mn:1.2 %以下 Mnも上記Siと同様必要であるが、1.2 %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1.2 %
とする。
耐クラック性が低下するため好ましくなく上限を1.2 %
とする。
【0014】Ni:5.5 %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、5.5 %を越えると残留γの存在など不安定な
組織を形成するため好ましくなく、上限を5.5%とす
る。
加するが、5.5 %を越えると残留γの存在など不安定な
組織を形成するため好ましくなく、上限を5.5%とす
る。
【0015】Cr:5.0〜12.0% Crは炭化物を形成し、耐摩耗性を向上するために必要
な元素で5.0%以上添加するが、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。
な元素で5.0%以上添加するが、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。
【0016】Mo:2.0 〜8.0 % MoはCrと同様に炭化物を形成して耐摩耗性の向上に
有効であるとともに、基地の焼入性、焼もどし軟化抵抗
を向上し、基地組織の強化に有効であるため2.0 %以上
必要であるが、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。
有効であるとともに、基地の焼入性、焼もどし軟化抵抗
を向上し、基地組織の強化に有効であるため2.0 %以上
必要であるが、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。
【0017】Co:1.0 〜10.0% Coは高温における組織を安定化させるために1.0 %以
上添加するが、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%をする。
上添加するが、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%をする。
【0018】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。
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。
【0019】Vは耐摩耗性の向上に最も有効な硬いMC
又はM4 C3 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。
又はM4 C3 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。
【0020】NbもV同様耐摩耗性に有効な硬いMC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。
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。
【0021】そこで、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、内層間の熱間摩耗
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及び図2に示す。
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、内層間の熱間摩耗
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及び図2に示す。
【0022】図1から耐摩耗熱間圧延用ロールとして必
要な硬さHs 70以上を得るためには V+1.8 Nb≦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。
要な硬さHs 70以上を得るためには V+1.8 Nb≦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。
【0023】尚、図1の実験は、Si:0.4 %,Mn:
0.4 %,Ni:1.5 %,Cr:5.7%,Mo:2.8 %,
Co:3.2 %を含有し、C,Nb,Vを変化した溶湯を
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た。
0.4 %,Ni:1.5 %,Cr:5.7%,Mo:2.8 %,
Co:3.2 %を含有し、C,Nb,Vを変化した溶湯を
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た。
【0024】また、図2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、かつ耐クラック
性も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。
合にも均一な外層材を得ることができ、かつ耐クラック
性も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。
【0025】尚、図2において、「摩耗比(内層/外
層)」は、リング材の内層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。
層)」は、リング材の内層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。
【0026】また、図2の実験は、C:2.3 %,Si:
0.4 %,Mn:0.5 %,Ni:0.5%,Cr:5.5 %,
Mo:3.2 %,V:5.4 %,Co:5.2 %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℃焼ならし処理、550 ℃焼もど
し処理を施した試料を用いた。
0.4 %,Mn:0.5 %,Ni:0.5%,Cr:5.5 %,
Mo:3.2 %,V:5.4 %,Co:5.2 %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℃焼ならし処理、550 ℃焼もど
し処理を施した試料を用いた。
【0027】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。
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。
【0028】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。
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。
【0029】
【実施例】表1に示す化学組成の溶湯(本発明材:B〜
F、比較材:A、G〜R)を遠心力鋳造により鋳造し、
肉厚100mm のリングサンプルを試作し、ショアー硬さ、
熱間摩耗及び熱衝撃試験を行なった。
F、比較材:A、G〜R)を遠心力鋳造により鋳造し、
肉厚100mm のリングサンプルを試作し、ショアー硬さ、
熱間摩耗及び熱衝撃試験を行なった。
【0030】
【表1】
【0031】尚、摩耗試験は、リング材の内層側と外層
側からそれぞれφ50×10の試験片を採取し、前記条件と
同一の方法で行なった。
側からそれぞれφ50×10の試験片を採取し、前記条件と
同一の方法で行なった。
【0032】また、熱衝撃試験は、リング材の外層側よ
り前記した板状試験片を採取し、同一の条件で行なっ
た。
り前記した板状試験片を採取し、同一の条件で行なっ
た。
【0033】それら摩耗試験と熱衝撃試験の結果を表2
に示す。表2によれば、本発明材は従来のNi−グレン
材(A材)と比べ、硬さは同程度であるが、耐摩耗性、
耐クラック性ともに著しく向上していることが認められ
る。
に示す。表2によれば、本発明材は従来のNi−グレン
材(A材)と比べ、硬さは同程度であるが、耐摩耗性、
耐クラック性ともに著しく向上していることが認められ
る。
【0034】また、比較材G〜R材は本発明の限定をは
ずれているため、G材はC量が低いため硬さが不足して
いるとともに炭化物の偏析で外層の耐摩耗性が低下し、
H材については炭化物の偏析で外層の耐摩耗性が低下
し、I材については耐クラック性が低下し、J材につい
ては硬さが不足している。また、K材はC量が過多であ
るため耐クラック性が低下し、L材はSi量が過多であ
るため耐クラック性が低下し、M材はMn量が過多であ
るため耐クラック性が低下し、N材はNi量が過多であ
るため耐摩耗性、耐クラック性が低下し、O材はCr量
が過多であるため耐摩耗性、耐クラック性が低下し、P
材はMo量が過多であるため耐クラック性が低下し、Q
材はV量が不足しているため耐摩耗性、耐クラック性が
低下し、R材はV量が過多であるため耐クラック性が低
下している。
ずれているため、G材はC量が低いため硬さが不足して
いるとともに炭化物の偏析で外層の耐摩耗性が低下し、
H材については炭化物の偏析で外層の耐摩耗性が低下
し、I材については耐クラック性が低下し、J材につい
ては硬さが不足している。また、K材はC量が過多であ
るため耐クラック性が低下し、L材はSi量が過多であ
るため耐クラック性が低下し、M材はMn量が過多であ
るため耐クラック性が低下し、N材はNi量が過多であ
るため耐摩耗性、耐クラック性が低下し、O材はCr量
が過多であるため耐摩耗性、耐クラック性が低下し、P
材はMo量が過多であるため耐クラック性が低下し、Q
材はV量が不足しているため耐摩耗性、耐クラック性が
低下し、R材はV量が過多であるため耐クラック性が低
下している。
【0035】
【表2】
【0036】以上のように本発明によれば、生産性、経
済性の優れた遠心力鋳造法を適用しても、偏析等の生じ
ない耐摩耗性と耐クラック性に優れた圧延用遠心鋳造製
ロール外層材を得ることができる。
済性の優れた遠心力鋳造法を適用しても、偏析等の生じ
ない耐摩耗性と耐クラック性に優れた圧延用遠心鋳造製
ロール外層材を得ることができる。
【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。
さに及ぼす影響を示す線図である。
【図2】図2は遠心力鋳造したリング材の炭化物分布に
起因する外層と内層間の熱間摩耗比と、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。
起因する外層と内層間の熱間摩耗比と、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。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C22C 37/00 - 37/10 B21B 27/00
Claims (1)
- 【請求項1】 重量%で、C:1.5〜3.5%,S
i:1.5%以下,Mn:1.2%以下,Ni:5.5
%以下,Cr:5.0〜12.0%,Mo:2.0〜
8.0%,V:3.0〜10.0%,Nb:0.6〜
7.0%,Co:1.0〜10.0% を含有し、且つ下記(1)式と(2)式を満足し、 V+1.8Nb≦7.5C−6.0(%) …(1) 0.2≦Nb/V≦0.8 …(2) 残部Fe及び不可避的不純物よりなる圧延用遠心鋳造製
ロール外層材。
Priority Applications (10)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3260486A JP2832254B2 (ja) | 1991-09-12 | 1991-09-12 | 圧延用遠心鋳造製ロール外層材 |
PCT/JP1992/000400 WO1993005192A1 (en) | 1991-09-12 | 1992-03-31 | Material of outer layer of roll for rolling and compound roll manufactured by centrifugal casting |
DE69227504T DE69227504T2 (de) | 1991-09-12 | 1992-03-31 | Material für aussenschicht einer umformwalze und durch schleuderguss hergestellte verbundwalze |
US08/050,394 US5316596A (en) | 1991-09-12 | 1992-03-31 | Roll shell material and centrifugal cast composite roll |
KR1019930701420A KR960005598B1 (ko) | 1991-09-12 | 1992-03-31 | 압연용 로울 외층재료 및 원심력 주조제 복합로울 |
EP92907591A EP0562114B1 (en) | 1991-09-12 | 1992-03-31 | Material of outer layer of roll for rolling and compound roll manufactured by centrifugal casting |
ES92909738T ES2124728T3 (es) | 1991-09-12 | 1992-05-14 | Material para la capa exterior de un cilindro de laminacion y cilindro compuesto fabricado por fundicion centrifuga. |
EP92909738A EP0559899B1 (en) | 1991-09-12 | 1992-05-14 | Material of outer layer of roll for rolling and compound roll manufactured by centrifugal casting |
PCT/JP1992/000625 WO1993005193A1 (en) | 1991-09-12 | 1992-05-14 | Material of outer layer of roll for rolling and compound roll manufactured by centrifugal casting |
CN 92103692 CN1032262C (zh) | 1991-09-12 | 1992-05-16 | 轧辊外层材料和离心铸造的复合轧辊 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3260486A JP2832254B2 (ja) | 1991-09-12 | 1991-09-12 | 圧延用遠心鋳造製ロール外層材 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0570884A JPH0570884A (ja) | 1993-03-23 |
JP2832254B2 true JP2832254B2 (ja) | 1998-12-09 |
Family
ID=17348637
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3260486A Expired - Fee Related JP2832254B2 (ja) | 1991-09-12 | 1991-09-12 | 圧延用遠心鋳造製ロール外層材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105951004B (zh) * | 2016-05-09 | 2017-12-19 | 吴军旺 | 耐磨耐腐蚀复合合金轧辊辊筒生产工艺 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2596928B2 (ja) * | 1987-02-26 | 1997-04-02 | 三菱重工業株式会社 | 2層ロールの外層材 |
JPH0692625B2 (ja) * | 1989-04-27 | 1994-11-16 | 住友金属工業株式会社 | 熱間圧延用ロール |
JPH0692626B2 (ja) * | 1989-07-20 | 1994-11-16 | 住友金属工業株式会社 | 熱間圧延用鍛造ロール |
JPH0762207B2 (ja) * | 1989-07-24 | 1995-07-05 | 関東特殊製鋼株式会社 | 熱間圧延用鍛造ロール及びその製造法 |
-
1991
- 1991-09-12 JP JP3260486A patent/JP2832254B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0570884A (ja) | 1993-03-23 |
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