JP2987244B2 - 複合ロールの製造方法 - Google Patents

複合ロールの製造方法

Info

Publication number
JP2987244B2
JP2987244B2 JP3290143A JP29014391A JP2987244B2 JP 2987244 B2 JP2987244 B2 JP 2987244B2 JP 3290143 A JP3290143 A JP 3290143A JP 29014391 A JP29014391 A JP 29014391A JP 2987244 B2 JP2987244 B2 JP 2987244B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shaft member
outer layer
molten metal
mold
dci
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
JP3290143A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH05123854A (ja
Inventor
良登 瀬戸
長 森川
昭利 岡林
広之 木村
敬 志方
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.)
Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
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 Kubota Corp filed Critical Kubota Corp
Priority to JP3290143A priority Critical patent/JP2987244B2/ja
Publication of JPH05123854A publication Critical patent/JPH05123854A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2987244B2 publication Critical patent/JP2987244B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はいわゆる連続肉盛溶接法
による複合ロールの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図1に示すように、軸部材2 の外周面に
圧延使用層たる外層3 が溶着一体的に形成された複合ロ
ール1 の好適な製造方法として、いわゆる連続肉盛溶接
法がある。この方法は、特公昭44−4903号公報に開示さ
れており、図2に示すように、図中の矢印方向に冷却水
が流れる円環状の水冷型16と、黒鉛系耐火材で円環状に
形成された緩衝型15と、高周波透導加熱用コイル21を内
蔵し、耐火材で円環状に形成された加熱型13とをこの順
序で上方に同心状に連設した円筒状の鋳型12を設け、軸
部材11を前記鋳型12に対して同心状に挿入し、鋳型12と
軸部材11との隙間に外層材質の溶湯18を連続的に注入す
ると共に軸部材11を連続的に下降させ、緩衝型15及び水
冷型16によって溶湯18を凝固させて、軸部材11の外周面
に外層17を連続肉盛溶接して複合ロールを製造する方法
である。図中20は溶湯注入前に加熱型13の下端開口に位
置させ、注入された溶湯の流出を防止するために軸部材
11外周面に凸設された鋼製の受け板である。19は溶湯の
酸化防止及び保温のために溶湯表面を覆うフラックス、
14は高周波誘導加熱用コイル21の誘導加熱が緩衝型に及
ぶのを遮断するための鋼板、22は前記コイルの冷却水の
通水路、23は軸部材の予熱用コイルである。
【0003】上述の連続肉盛溶接法を採用することによ
り、外層を軸部材の外周に容易に溶着形成することがで
き、しかも溶着に際して軸部材の靭性を損なうこともな
いので、ロールネック部におけるクラックや折損の発生
が抑制されるようになった。なお、上記軸部材の材質
は、強靭性に優れる黒鉛鋳鋼 (C:1〜2wt%) 、鋳鋼
(C:1.0 wt%以下) 、鍛鋼、機械構造用炭素鋼、機械
構造用低合金鋼 (SCM材、SNCM材等)などの鋼材
である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前記連続肉盛溶接法で
使用する軸部材は鋼材であるため、ヤング率が20000 〜
23000kg/mm2 と高く、そのため前記方法で製作された複
合ロールは圧延使用時の異常負荷、いわゆる絞り込み事
故に対して軸部材での衝撃力吸収が少なく、場合によっ
ては外層中にクラックが発生するという問題があった。
また、現在の圧延ロールの軸部材として鋼材でなければ
ならない程の強靭性 (鋼材であれば容易に60kg/mm2以上
の引張強さが得られる) は必要なく、40kg/mm2程度の引
張強さがあれば実用上充分である。
【0005】さらに、前記連続肉盛溶接法を実施するに
際し、外層の溶着の健全化のためには軸部材を600 ℃以
上に予熱することが必要である。また、連続肉盛溶接
時、軸部材も高温に加熱される。このため、軸部材の表
面に酸化膜が形成され、溶着部の健全性が阻害される。
尚、酸化膜の形成を防止するため、軸部材の外周面をフ
ラックスでコーティングすることを試みたが、軸部材の
取扱中や加熱時に剥がれ易く、十分な効果が上がってい
ない。
【0006】そこで、本発明者らは、上記の問題に鑑
み、軸部材として鋼材に替えてその材質をDCIとする
ことを考えた。しかし近時、複合ロールの外層として高
Cr鋳鉄材又は高Cハイス材を使用したものが要望され
るようになってきた。 ところが、外層の高Cr鋳鉄材又
は高Cハイス材は、軸部材のDCIの溶融点に比べて、
凝固開始温度が高いため、DCIの軸部材に外層材とし
て高Cr鋳鉄材又は高Cハイス材溶湯を注入した場合、
軸部材表面に形成された酸化膜を溶かすのに時間を要
し、そのため、高温の外層溶湯熱により軸部材が溶損
し、DCI軸部材本来の強度、靱性が発揮できないとい
うことを知見した。
【0007】本発明はかかる問題に鑑みなされたもの
で、複合ロールの圧延使用時に際し軸部材の材質をDC
Iとすることにより絞り込み事故時の衝撃力を吸収し、
外層中にクラックを発生することのない複合ロールを提
供することができ、複合ロール製造時に高温の外層溶湯
熱により軸部材であるDCIの外周面に酸化膜が生成し
難く、DCI軸部材本来の強度、靱性が発揮でき、外層
の健全な溶着が得られる複合ロールの製造方法を提供す
ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、円筒状の鋳型に軸部材を同心状に連続降下
させ、鋳型と軸部材との隙間に外層材溶湯を連続的に注
入すると共に鋳型下部で凝固させて、軸部材の外周面に
外層を溶着一体的に形成する複合ロールの製造方法にお
いて、前記外層材溶湯を高Cr鋳鉄材又は高Cハイス材
とすると共に、軸部材をDCI材質とし、該軸部材の外
周側面に予め2〜20μmの厚さのNiメッキを施して
おくという手段を採用したものである。
【0009】
【作用】DCI材のヤング率は、15000 〜18000kg/mm2
と鋼材より低いため、DCI材でなる軸部材を内層とす
る複合ロールは、ロールベンダがよく効く上に、圧延使
用時の絞り込み事故時の衝撃力を該軸部材でよく吸収
し、外層の圧縮荷重が軽減され、そのため外層中にクラ
ックが発生しない。Niは耐酸化性に優れる材質であ
り、DCIの軸部材に厚さ2〜20μmのNiメッキを
施すことにより、軸部材の酸化を防止し、よって高温で
ある高Cr鋳 鉄材又は高Cハイス材の外層溶湯と軸部材
の溶着を短時間に行うことが出来、外層の高温の影響が
DCI軸部材に及ばないようにし、そして、厚さ2〜2
0μmという薄いNiメッキ層により、軸部材の取扱中
や加熱時に剥がれにくく、かつ軸部材の酸化防止を達成
できる被覆を得ることが出来た。
【0010】なお、Niメッキ層が軸部材の外周面を被
覆しているため、1100℃程度までは軸部材の表面酸化を
防止することができる。Niメッキ層はフラックス層に
比べて相当高強度であり、接合強度も優れ、また軸部材
を長期保管する場合も腐食防止、汚れ防止に有効であ
る。
【0011】
【実施例】本発明に使用する軸部材の材質、すなわちD
CIは公知の化学組成(wt%、残部実質的にFe) のもの
を使用する。 ○ DCI材 C : 2.8〜 3.8%、 Si:0.8 〜3.0 %、 Mn: 0.1〜1.0 %、 P :0.1 %以下、 S : 0.03 %以下、 Ni: 3.0%以下、 Cr:1.0 %以下、 Mo: 1.0%以下、 Mg:0.01〜0.1 %、軸部材の外周面に形成するNiメッキ層の厚さとして
は、2〜20μmであり、2μm未満では、本発明の効
果は少なく、20μm以上では効果上特に問題はない
が、メッキコストが高くなり経済的でない。
【0012】メッキ方法としては、電気化学的メッキ
(湿式メッキ) が一般的であるが、溶射メッキや真空蒸
着等の乾式メッキでもよい。尚、メッキ層は、少なくと
も外層が溶着形成される軸部材の外周面に形成されてお
ればよい。外層材の材質としては、本発明では特に高C
r鋳鉄材、高Cハイス材を使用する。高Cr鋳鉄材は安
価で、しかも熱間での耐摩耗性、耐酸化性に優れた材質
である。一方、高Cハイス材は耐摩耗性に優れ、欠け落
ちが生じにくく好適な材質である。代表的化学組成(wt
%、残部実質的にFe)を下記に示す。 ○ 高Cr鋳鉄材 C : 1.0〜 3.2%、 Si:0.3 〜1.5 %、 Mn: 0.5〜2.0 %、 P :0.1 %以下、 S : 0.1%以下、 Ni: 0.2〜4.0 %、 Cr:5 〜25%、 Mo: 0.1〜4.0 % ○ 高Cハイス材 C : 1.5〜2.5 %、 Si:0.2 〜1.0 %、 Mn: 1.5%以下、 P :0.1 %以下、 S : 0.1%以下、 Ni: 2.0%以下、 Cr:3 〜8 %、 Mo: 1〜10% および W :1 〜10%、 V :3 〜10%、 Co:1 〜10%、 Nb:1 〜5 %の内1種又は2種以上。
【0013】尚、外層の連続肉盛溶接の際、Niメッキ
層は外層溶湯中に溶解するが、溶解量は微量であり、外
層の材質特性を劣化させるおそれはない。以下、具体的
製造実施例について説明する。 (1) DCI棒材(表1)の外周を機械加工し、外径φ30
0mm の軸部材を製作した。そして、その外周面に、電気
メッキ法により、厚さ15μm のNiメッキ層を形成し
た。 (2) 図2の装置を用い、先ず予熱用コイルを軸部材の軸
方向に移動して、軸部材全体を約600 ℃に予熱した。次
に表面温度が1000℃程度になるように予熱用コイルの出
力を上げ、軸部材に突設した受け板が加熱型の下端開口
を塞ぐ位置に来るように予熱しつつ下降させた。 (3) 軸部材と加熱型との隙間に下記表1に示す化学組成
の外層材質溶湯を注入し、溶湯表面をフラックスでカバ
ーした。このとき溶湯温度は1480℃であった。
【0014】注入した溶湯が加熱型内で凝固しないよう
に、型内の高周波誘導加熱用コイルによって加熱及び撹
拌した。
【0015】
【表1】
【0016】(4) 溶湯注入後、直ちに、軸部材を30mm/
分の速度で鋳型内を降下させ、溶湯を緩衝型及び水冷型
で凝固して、外層を肉盛成形すると共に軸部外周面と溶
着一体化した。一方、軸部材の降下と同時に加熱型内の
溶湯面も下降するので、溶湯を連続的に注入して、溶湯
面を加熱型の一定位置に保持した。 (5) 所定量の溶湯注入後、溶湯の注入を停止し、軸部材
を鋳型の下方に抜き出して、軸部材外周面に外層が形成
されたロール素材を得た。 (6) 該ロール素材を超音波探傷試験に供したところ、軸
部材外周面と外層とは全面にわたって溶着していること
が確認された。また、横断面を破断調査したところ、溶
着部の健全性が確認された。
【0017】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明の複合ロール
の製造方法によれば、特に軸部材として、DCI材を使
用したので、ロールベンダがよく効く上に、圧延使用時
の絞り込み事故等の衝撃力を該軸部材でよく吸収し、外
層の圧縮荷重が軽減され、そのため外層中にクラックが
発生する問題点を低減させることができ、価格的には鋼
材よりもDCIの方が安いため複合ロールを安価に提供
できる。次に、本発明方法では、外層材溶湯を高Cr鋳
鉄材又は高Crハイス材を使用したのは熱間圧延におい
て、優れた耐摩耗性、耐肌荒れ性を目的とする複合ロー
ルを得るためであるが、外層の高Cr鋳鉄材又は高Cハ
イス材は、軸部材のDCIの溶融点に比べて、凝固開始
温度が高いため、DCIの軸部材に外層材として高クロ
ム鋳鉄材又は高Cハイス材溶湯を注入した場合、軸部材
表面に形成された酸化膜を溶かすのに時間を要し、その
ため、高温の外層溶湯熱により軸部材が溶損し、DCI
軸部材本来の強度、靱性が発揮できないが、これに対し
本発明は、DCIの軸部部材に厚さ2〜20μmのNi
メッキを予め施すことにより、軸部材の酸化を防止し、
よって高温の外層溶湯と軸部材の溶着を短時間に行うこ
とが出来、外層の高温の影響がDCI軸部材に及ばない
ようにし、そして、厚さ2〜20μmという薄いNiメ
ッキにより、軸部材の取扱中や加熱時に剥がれにくく、
かつ軸部材の酸化防止を達成できる被覆を得ることが出
来た。
【図面の簡単な説明】
【図1】複合ロールの断面説明図である。
【図2】本発明を実施するための連続肉盛溶接装置の断
面説明図である。
【符号の説明】
2 軸部材 3 外層 11 軸部材 17 外層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B22D 23/04 B22D 23/04 Z (72)発明者 木村 広之 兵庫県尼崎市西向島町64番地 株式会社 クボタ 尼崎工場内 (72)発明者 志方 敬 兵庫県尼崎市西向島町64番地 株式会社 クボタ 尼崎工場内 (56)参考文献 特開 昭57−91833(JP,A) 特開 昭61−195772(JP,A) 特開 昭59−220272(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B22D 19/16 B21B 27/00 B22D 11/00 B22D 19/00 B22D 23/04

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 円筒状の鋳型に軸部材を同心状に連続降
    下させ、鋳型と軸部材との隙間に外層材溶湯を連続的に
    注入すると共に鋳型下部で凝固させて、軸部材の外周面
    に外層を溶着一体的に形成する複合ロールの製造方法に
    おいて、前記外層材溶湯を高Cr鋳鉄材又は高Cハイス
    材とすると共に、軸部材をDCI材質とし、該軸部材の
    外周側面に予め2〜20μmの厚さのNiメッキを施し
    ておくことを特徴とする複合ロールの製造方法。
JP3290143A 1991-11-06 1991-11-06 複合ロールの製造方法 Expired - Fee Related JP2987244B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3290143A JP2987244B2 (ja) 1991-11-06 1991-11-06 複合ロールの製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3290143A JP2987244B2 (ja) 1991-11-06 1991-11-06 複合ロールの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05123854A JPH05123854A (ja) 1993-05-21
JP2987244B2 true JP2987244B2 (ja) 1999-12-06

Family

ID=17752342

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3290143A Expired - Fee Related JP2987244B2 (ja) 1991-11-06 1991-11-06 複合ロールの製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2987244B2 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10225761A (ja) * 1997-02-13 1998-08-25 Daiwa House Ind Co Ltd 局部厚肉化金属条材及びその製造方法
CN102259114A (zh) * 2011-04-01 2011-11-30 周明 一种仿生高耐磨长寿命宜修复的新型复合轧辊制造方法
CN109482843B (zh) * 2018-12-30 2020-05-19 佳木斯大学 一种双金属铸焊复合轧辊及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH05123854A (ja) 1993-05-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0646052B1 (en) Rolls for metal shaping
EP0309587B1 (en) Abrasion-resistant composite roll and process for its production
CA2149422C (en) Method of producing thin cast sheet through continuous casting
EP0852162B1 (en) Hot rolling roll excellent in abrasion resistance and reduced in segregation of carbide
EP0533929B1 (en) Composite roll for use in rolling and manufacture thereof
AU2005224290A1 (en) High copper low alloy steel sheet
JP2987244B2 (ja) 複合ロールの製造方法
CN106086613B (zh) 一种卷取机夹送辊的铸铁辊筒的制备方法
JP5458654B2 (ja) 熱間圧延機用ワークロールとその製造方法
JP4254075B2 (ja) 熱間圧延用ロールの製造方法
JPH03238107A (ja) 熱間圧延設備に於けるコイラ用ロールの製造法
JP2926228B1 (ja) 鋳込法による2層チタンクラッド鋼板の製造方法
JPH05123855A (ja) 複合ロールの製造方法
JPH11320073A (ja) 鋳込法による2層ニッケル基合金クラッド鋼板の製造方法
US6668907B1 (en) Casting wheel produced by centrifugal casting
JPH0860289A (ja) 遠心鋳造複合ロール
JP2694065B2 (ja) 複合ロール
JP3679221B2 (ja) 耐摩耗性に優れた製鉄圧延設備用複合ロール及びその製造方法
JPH0481210A (ja) 複合ロールの製造方法
JP3030077B2 (ja) 耐クラック性に優れた耐摩耗複合ロール及びその製造方法
JPH0390270A (ja) 熱間圧延用作業ロールの製造法及び圧延方法
JP3180702B2 (ja) 連続鋳造方法
JP2002143908A (ja) 圧延ロール及びその製造方法
JP2001232406A (ja) 圧延用複合ロール及びその製造方法
JPH0776408B2 (ja) 耐クラック性および耐スリップ性に優れた高クロム鋳鉄ロール材

Legal Events

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