JP2883135B2 - ガラス成形用ロール材 - Google Patents
ガラス成形用ロール材Info
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- JP2883135B2 JP2883135B2 JP33916689A JP33916689A JP2883135B2 JP 2883135 B2 JP2883135 B2 JP 2883135B2 JP 33916689 A JP33916689 A JP 33916689A JP 33916689 A JP33916689 A JP 33916689A JP 2883135 B2 JP2883135 B2 JP 2883135B2
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- roll
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- glass forming
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ガラス成形用ロール材に関するものであ
る。
る。
一般にガラス成形用ロール材には、現在13Crマルテン
サイトステンレス鋼（JIS SUS420J2等）が一般的に使用
されている。
サイトステンレス鋼（JIS SUS420J2等）が一般的に使用
されている。
また、前記13Crマルテンサイト系ステンレス鋼の改良
鋼として特公昭57−5871号に開示される鋼が知られてお
り、本出願人が平成１年９月１日付（特願平１−227187
号）で出願したガラス成形金型用鋼も同用途に適用が進
められている。
鋼として特公昭57−5871号に開示される鋼が知られてお
り、本出願人が平成１年９月１日付（特願平１−227187
号）で出願したガラス成形金型用鋼も同用途に適用が進
められている。
さらに特開昭55−76048号には、「ガラス板圧延用ロ
ール材」として、16％Cr系のロール材も開示されてい
る。
ール材」として、16％Cr系のロール材も開示されてい
る。
ガラス成形ロールの寿命原因は、高温酸化による肌あ
れ、芒硝による化学的腐食によるくもりと、型面の昇温
による型材の降伏にともなう型表面の凹凸模様の生成
や、ヒートクラック、耐摩耗性不足による摩耗状肌あれ
などが主なものである。これらのうち、表面の凹凸模
様、ヒートクラックや摩耗は、型材の高温強度が不足し
て発生するが、近年、成形温度の高いけい酸ガラスの成
形量が増えるなどを背景に、成形温度が上昇したため、
より一層これらのことがロールの耐久性に関して、問題
となっている。
れ、芒硝による化学的腐食によるくもりと、型面の昇温
による型材の降伏にともなう型表面の凹凸模様の生成
や、ヒートクラック、耐摩耗性不足による摩耗状肌あれ
などが主なものである。これらのうち、表面の凹凸模
様、ヒートクラックや摩耗は、型材の高温強度が不足し
て発生するが、近年、成形温度の高いけい酸ガラスの成
形量が増えるなどを背景に、成形温度が上昇したため、
より一層これらのことがロールの耐久性に関して、問題
となっている。
これに対し、16％Cr系のロール材や13Crマルテンサイ
トステンレス鋼、特公昭57−5871号に開示された鋼は、
いずれも上記問題を解消することができなかった。
トステンレス鋼、特公昭57−5871号に開示された鋼は、
いずれも上記問題を解消することができなかった。
本発明は、高温強度を向上させ、特にヒートクラック
の発生を抑制し、寿命を向上させたガラス成形用ロール
材の提供を課題とする。
の発生を抑制し、寿命を向上させたガラス成形用ロール
材の提供を課題とする。
本発明は、従来広く用いられている13Crマルテンサイ
トステンレス鋼等より、Cr量を低めに設定することによ
り、ロール材に高温強度を付与し、熱伝導性を高め、ヒ
ートクラック発生までの成形数を著しく伸長させること
ができることを見出したこと、およびNb添加により、高
目の温度で焼入する時の結晶粒の粗大化を抑制して、靭
性を低下させることなく高温焼入を可能として、ロール
材に高温強度および軟化抵抗を付与し、ヒートクラック
発生までの成形数を著しく伸長させることを見出したこ
とによるものである。
トステンレス鋼等より、Cr量を低めに設定することによ
り、ロール材に高温強度を付与し、熱伝導性を高め、ヒ
ートクラック発生までの成形数を著しく伸長させること
ができることを見出したこと、およびNb添加により、高
目の温度で焼入する時の結晶粒の粗大化を抑制して、靭
性を低下させることなく高温焼入を可能として、ロール
材に高温強度および軟化抵抗を付与し、ヒートクラック
発生までの成形数を著しく伸長させることを見出したこ
とによるものである。
すなわち本発明は、重量％でC0.1〜0.3％、Si0.1〜３
％、Mn1.5％以下、Cr8〜11.5％、Ｗ、Moの一種または二
種を1/2W＋Moで0.5〜２％、V0.1〜１％、Nb0.01〜0.50
％を含み、残部Feおよび不可避的不純物からなることを
特徴とするガラス成形用ロール材、重量％でC0.1〜0.3
％、Si0.1〜３％、Mn1.5％以下、Cr8〜11.5％、Ｗ、Mo
の一種または二種を1/2W＋Moで0.5〜２％、V0.1〜１
％、Nb0.01〜0.50％およびCo0.1〜８％を含み、残部Fe
および不可避的不純物からなることを特徴とするガラス
成形用ロール材、重量％でC0.1〜0.3％、Si0.1〜３％、
Mn1.5％以下、Ni1.5％以下、Cr8〜11.5％、Ｗ、Moの一
種または二種を1/2W＋Moで0.5〜２％、V0.1〜１％、Nb
0.01〜0.50％を含み、残部Feおよび不可避的不純物から
なることを特徴とするガラス成形用ロール材、および重
量％でC0.1〜0.3％、Si0.1〜３％、Mn1.5％以下、Ni1.5
％以下、Cr8〜11.5％、Ｗ、Moの一種または二種を1/2W
＋Moで0.5〜２％、V0.1〜１％、Nb0.01〜0.50％およびC
o0.1〜８％を含み、残部Feおよび不可避的不純物からな
ることを特徴とするガラス成形用ロール材である。
％、Mn1.5％以下、Cr8〜11.5％、Ｗ、Moの一種または二
種を1/2W＋Moで0.5〜２％、V0.1〜１％、Nb0.01〜0.50
％を含み、残部Feおよび不可避的不純物からなることを
特徴とするガラス成形用ロール材、重量％でC0.1〜0.3
％、Si0.1〜３％、Mn1.5％以下、Cr8〜11.5％、Ｗ、Mo
の一種または二種を1/2W＋Moで0.5〜２％、V0.1〜１
％、Nb0.01〜0.50％およびCo0.1〜８％を含み、残部Fe
および不可避的不純物からなることを特徴とするガラス
成形用ロール材、重量％でC0.1〜0.3％、Si0.1〜３％、
Mn1.5％以下、Ni1.5％以下、Cr8〜11.5％、Ｗ、Moの一
種または二種を1/2W＋Moで0.5〜２％、V0.1〜１％、Nb
0.01〜0.50％を含み、残部Feおよび不可避的不純物から
なることを特徴とするガラス成形用ロール材、および重
量％でC0.1〜0.3％、Si0.1〜３％、Mn1.5％以下、Ni1.5
％以下、Cr8〜11.5％、Ｗ、Moの一種または二種を1/2W
＋Moで0.5〜２％、V0.1〜１％、Nb0.01〜0.50％およびC
o0.1〜８％を含み、残部Feおよび不可避的不純物からな
ることを特徴とするガラス成形用ロール材である。
次に本発明のロール材の成分範囲の限定理由について
述べる。
述べる。
Ｃは、オーステナイト形成元素として添加し熱処理に
よりマルテンサイト組織として常温、高温の強度を高め
るために必要であり、かつ炭化物を形成し、耐摩耗性を
付与し、また結晶粒の粗大化を阻止するなどの効果のた
めに含有せしめるものである。
よりマルテンサイト組織として常温、高温の強度を高め
るために必要であり、かつ炭化物を形成し、耐摩耗性を
付与し、また結晶粒の粗大化を阻止するなどの効果のた
めに含有せしめるものである。
多すぎると本ロール材の特徴である高温強度を低下さ
せ、耐ヒートクラック性等を低下させ、また靭性も低下
させるので、上限を0.3％とし、低すぎると上記効果が
得られないので0.10％以上とする。
せ、耐ヒートクラック性等を低下させ、また靭性も低下
させるので、上限を0.3％とし、低すぎると上記効果が
得られないので0.10％以上とする。
Siは、耐酸化性を向上させ、かつA1変態点を上げるた
めに含有せしめるものであるが、多すぎると熱伝導率、
靭性を低下させるので、上限を3.00％とし、低すぎると
含有効果が得られないので下限を0.10％とする。
めに含有せしめるものであるが、多すぎると熱伝導率、
靭性を低下させるので、上限を3.00％とし、低すぎると
含有効果が得られないので下限を0.10％とする。
Mnは、脱酸剤として添加されるが、多すぎると耐酸化
性を劣化するので1.5％以下に限定する。
性を劣化するので1.5％以下に限定する。
Niは、Coとともにロールの表面酸化物の密着性を大き
くし、ロールとガラスの離れ性を良くするとともにロー
ル寿命の向上効果をもたらすが、多すぎるとA1変態点を
下げ、また本ロール材の特徴である高温強度を低下させ
るので上限を１％とする。
くし、ロールとガラスの離れ性を良くするとともにロー
ル寿命の向上効果をもたらすが、多すぎるとA1変態点を
下げ、また本ロール材の特徴である高温強度を低下させ
るので上限を１％とする。
Crは、ガラス成形用ロールの基本的な要求特性である
耐酸化性を付与するため必要な元素であり、かつA1変態
点を高め、Ｃと結合して炭化物を形成し、耐摩耗性を高
める作用を有するものである。
耐酸化性を付与するため必要な元素であり、かつA1変態
点を高め、Ｃと結合して炭化物を形成し、耐摩耗性を高
める作用を有するものである。
Crの設定は、本ロール材の優れた高温強度を付与しつ
つ、優れた耐酸化性を維持するために重要である。すな
わち、多すぎると高温強度を低下させるが、少なすぎる
と、耐酸化性が不足する。本発明においては、十分な高
温強度を確保するべくCr量の上限を11.5％とし、また必
要最低限の耐酸化性を維持するべく下限を８％とする。
つ、優れた耐酸化性を維持するために重要である。すな
わち、多すぎると高温強度を低下させるが、少なすぎる
と、耐酸化性が不足する。本発明においては、十分な高
温強度を確保するべくCr量の上限を11.5％とし、また必
要最低限の耐酸化性を維持するべく下限を８％とする。
Ｗ、Moは、単独または複合で添加することができ、焼
もどし時微細な炭化物を析出して高温強度を増加させる
効果を有する。多すぎると靭性を低下させるのでＷおよ
びMoの一種または二種を1/2W＋Moで２％以下とし、低す
ぎると上記添加の効果が得られないので0.5％以上とす
る。
もどし時微細な炭化物を析出して高温強度を増加させる
効果を有する。多すぎると靭性を低下させるのでＷおよ
びMoの一種または二種を1/2W＋Moで２％以下とし、低す
ぎると上記添加の効果が得られないので0.5％以上とす
る。
Ｖは、焼もどし時、凝集しにくい微細な炭化物を析出
し、高い温度域における強度を与える。多すぎると靭性
を低下させるので、上限を１％とする。また、0.1％未
満では上記効果を得られないので0.1％以上とする。
し、高い温度域における強度を与える。多すぎると靭性
を低下させるので、上限を１％とする。また、0.1％未
満では上記効果を得られないので0.1％以上とする。
Coは、Niとともに緻密で密着性の良い表面酸化膜をロ
ール表面上に形成し、ロールとガラスとの離れ性の向
上、ロール寿命向上効果をもたらす。また、固溶体強化
による高温強度向上効果も大きい。上記効果を得るため
には、0.1％以上必要であるが、多すぎると靭性を下
げ、また焼なまし硬さを上げ、機械加工性を低下させる
ので8.0％以下とする。
ール表面上に形成し、ロールとガラスとの離れ性の向
上、ロール寿命向上効果をもたらす。また、固溶体強化
による高温強度向上効果も大きい。上記効果を得るため
には、0.1％以上必要であるが、多すぎると靭性を下
げ、また焼なまし硬さを上げ、機械加工性を低下させる
ので8.0％以下とする。
Nbは、高温強度と軟化抵抗を高めるために、高目の温
度で焼入する時の結晶粒の粗大化を抑制する効果を有
し、本発明のロール材の特徴である優れた高温強度をも
たらすための重要な元素である。多すぎると、固溶しに
くい炭化物を形成し、靭性を低下させるため0.50％以下
とする。低すぎると上記添加の効果が得られないので0.
01％以上とする。
度で焼入する時の結晶粒の粗大化を抑制する効果を有
し、本発明のロール材の特徴である優れた高温強度をも
たらすための重要な元素である。多すぎると、固溶しに
くい炭化物を形成し、靭性を低下させるため0.50％以下
とする。低すぎると上記添加の効果が得られないので0.
01％以上とする。
次に実施例に基づき本発明を詳細に説明する。
まず、第１表に示す組成の鋼からなるロールを鋳造に
より２本ずつ製作し、うち１本からは、引張試験片、耐
ヒートクラック性試験片、熱膨張係数測定用試料、焼入
結晶粒度測定用試料、軟化抵抗測定用試料、シャルピー
衝撃試験片（JIS Z 22024号試験片）を採取し、もう１
本は実用テストに供した。
より２本ずつ製作し、うち１本からは、引張試験片、耐
ヒートクラック性試験片、熱膨張係数測定用試料、焼入
結晶粒度測定用試料、軟化抵抗測定用試料、シャルピー
衝撃試験片（JIS Z 22024号試験片）を採取し、もう１
本は実用テストに供した。
なお、熱処理条件および硬さを第２表に示す。
第３表は、常温、高温（700℃）における引張試験に
よる引張強さを示す。本発明ロール材A,B,C,Dは、比較
材Ｅ、従来材F,Gと比べ、高温域の強度が特に優れてい
ることがわかる。
よる引張強さを示す。本発明ロール材A,B,C,Dは、比較
材Ｅ、従来材F,Gと比べ、高温域の強度が特に優れてい
ることがわかる。
第１図は、本発明ロール材Ａと従来材Ｆを高温（700
℃）に各時間保持後の硬さで表した軟化抵抗を示したも
のである。本発明ロール材の軟化抵抗は従来材と比べ、
大幅に優れていることがわかる。これらの結果は、本発
明ロール材のCr量が低めに設定されていること、および
標準的な焼入温度が従来鋼に比較して高いためである。
℃）に各時間保持後の硬さで表した軟化抵抗を示したも
のである。本発明ロール材の軟化抵抗は従来材と比べ、
大幅に優れていることがわかる。これらの結果は、本発
明ロール材のCr量が低めに設定されていること、および
標準的な焼入温度が従来鋼に比較して高いためである。
第４表は、本発明ロール材Ａと従来材Ｇについて焼入
温度と焼入組織のオーステナイト結晶粒度と靭性（2mmU
ノッチシャルピー衝撃値）の関係を示したものである。
温度と焼入組織のオーステナイト結晶粒度と靭性（2mmU
ノッチシャルピー衝撃値）の関係を示したものである。
第５表は耐ヒートクラック性を示したもので、試験片
をガスバーナーで、600℃に加熱後20℃まで水冷し、こ
れを1,000回繰り返したものである。
をガスバーナーで、600℃に加熱後20℃まで水冷し、こ
れを1,000回繰り返したものである。
本発明ロール材A,B,C,Dは比較材、従来材に比べ優れ
た耐ヒートクラック性を有していることがわかる。
た耐ヒートクラック性を有していることがわかる。
第６表は、熱膨張係数（20〜700℃の平均）を示した
もので、従来材とほぼ同レベルでガラスの熱膨張係数に
近く、良好であることがわかる。
もので、従来材とほぼ同レベルでガラスの熱膨張係数に
近く、良好であることがわかる。
第７表に実用テストによるロール寿命を示す。ガラス
の成形温度は1420℃である。第７表に示したように本発
明ロール材のロールの廃却までの寿命時間は、比較材、
従来材と比べはるかに大きい。
の成形温度は1420℃である。第７表に示したように本発
明ロール材のロールの廃却までの寿命時間は、比較材、
従来材と比べはるかに大きい。
以上説明したように、本発明によるガラス成形ロール
材は、13％Cr系ロール材のCr量を低減し、Nbを添加する
ことにより、結晶粒の粗大化を抑制するので、高温焼入
を可能にして高温強度と軟化抵抗を高め、ヒートクラッ
クの発生を抑えて、ロールの寿命を大幅に向上させるこ
とができる。
材は、13％Cr系ロール材のCr量を低減し、Nbを添加する
ことにより、結晶粒の粗大化を抑制するので、高温焼入
を可能にして高温強度と軟化抵抗を高め、ヒートクラッ
クの発生を抑えて、ロールの寿命を大幅に向上させるこ
とができる。
第１図は、本発明のロール材Ａと従来材Ｆを700℃に各
時間保持した後の硬さの変化を示す図である。
時間保持した後の硬さの変化を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福島 捷昭 島根県安来市安来町2107番地の２ 日立 金属株式会社安来工場内 審査官 小柳 健悟 (56)参考文献 特開 昭53−58920（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−76048（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C22C 38/00 302 E C22C 38/26 C03B 13/00
Claims (4)
- 【請求項１】重量％でC0.1〜0.3％、Si0.1〜３％、Mn1.
5％以下、Cr8〜11.5％、Ｗ、Moの一種または二種を1/2W
＋Moで0.5〜２％、V0.1〜１％、Nb0.01〜0.50％を含
み、残部Feおよび不可避的不純物からなることを特徴と
するガラス成形用ロール材。 - 【請求項２】重量％でC0.1〜0.3％、Si0.1〜３％、Mn1.
5％以下、Cr8〜11.5％、Ｗ、Moの一種または二種を1/2W
＋Moで0.5〜２％、V0.1〜１％、Nb0.01〜0.50％およびC
o0.1〜８％を含み、残部Feおよび不可避的不純物からな
ることを特徴とするガラス成形用ロール材。 - 【請求項３】重量％でC0.1〜0.3％、Si0.1〜３％、Mn1.
5％以下、Ni1.5％以下、Cr8〜11.5％、Ｗ、Moの一種ま
たは二種を1/2W＋Moで0.5〜２％、V0.1〜１％、Nb0.01
〜0.50％を含み、残部Feおよび不可避的不純物からなる
ことを特徴とするガラス成形用ロール材。 - 【請求項４】重量％でC0.1〜0.3％、Si0.1〜３％、Mn1.
5％以下、Ni1.5％以下、Cr8〜11.5％、Ｗ、Moの一種ま
たは二種を1/2W＋Moで0.5〜２％、V0.1〜１％、Nb0.01
〜0.50％およびCo0.1〜８％を含み、残部Feおよび不可
避的不純物からなることを特徴とするガラス成形用ロー
ル材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33916689A JP2883135B2 (ja) | 1989-12-27 | 1989-12-27 | ガラス成形用ロール材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33916689A JP2883135B2 (ja) | 1989-12-27 | 1989-12-27 | ガラス成形用ロール材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03199346A JPH03199346A (ja) | 1991-08-30 |
| JP2883135B2 true JP2883135B2 (ja) | 1999-04-19 |
Family
ID=18324866
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33916689A Expired - Fee Related JP2883135B2 (ja) | 1989-12-27 | 1989-12-27 | ガラス成形用ロール材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2883135B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6686271B2 (ja) * | 2014-09-03 | 2020-04-22 | 日本電気硝子株式会社 | 成形用ロール、及び板ガラスの製造方法 |
-
1989
- 1989-12-27 JP JP33916689A patent/JP2883135B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03199346A (ja) | 1991-08-30 |
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