JP3305541B2 - Manufacturing method of composite roll of cemented carbide and cast iron - Google Patents
Manufacturing method of composite roll of cemented carbide and cast ironInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する分野】本発明は、鉄鋼線材、棒材等の圧
延に使用されるロールの製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a roll used for rolling steel wires, bars and the like.
【0002】[0002]
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】線
材、棒材等の圧延に用いられるロールとして、超硬合金
を環状に形成した超硬リングをロール本体に嵌めた複合
ロールが知られている。複合ロールには、ロール本体に
超硬リングを機械的に組み立てたものと、超硬リングを
鋳ぐるんだものとが実施されている。前者は、部品点数
が増え、組立の手間が掛かり、コスト高を招来する。後
者は、組立の必要のない分だけ、コストダウンを画るこ
とができるが、製法上、ロールに割れが発生しやすい問
題がある。後者のロールの製法は、先ず、図4に示す如
く砂型にて構成された鋳型(1)の内周面に超硬リング
(2)の外周を埋め込む(工程1)。鋳型(1)に鋳ぐるみ金
属(30)である溶湯を注ぐ(工程2)。鋳型(1)に入れたま
ま溶湯を自然冷却して凝固させ、凝固部分をロール本体
(3)となす(工程3)。鋳型(1)から取り出した鋳放し品
を熱処理する(工程4)。鋳放し品に対して、所望の形状
及び寸法に機械加工し、超硬リングの外周部を露出させ
る(工程5)。工程2で溶湯を鋳型(1)に流し込んだとき
に、鋳型(1)に埋って直接に溶湯と接しない超硬リング
(2)の外周側と、溶湯と直接に接する超硬リング(2)の
内周側との間に温度勾配が生じ、超硬リング(2)、ロー
ル本体(3)が割れることがある。超硬リング(2)と鋳ぐ
るみ金属との熱膨張差が大きいため、即ち、超硬リング
(2)に比べて鋳ぐるみ金属(30)は熱収縮しやすく、前記
冷却工程(工程3)に於て、超硬リング(2)の両側面を抱
いている鋳ぐるみ金属の熱収縮により、全体的には超硬
リング(2)を圧縮する方向に力が作用するが、部分的に
引張応力が発生し、割れが発生しやすくなる。又、冷却
段階での割れの発生が見られなくとも、残留応力が高い
ままで、後工程を行なうと、割れの生じることがある。
鋳ぐるみ金属(30)の材料として、超硬リング(2)の熱膨
張差と近い高Ni鋳鉄等を実施すれば、ロールの割れの
発生を抑えることができるが、高Ni鋳鉄等はコストが
高い。又、工程4に於いて、熱処理を行なう際に、超硬
リング(2)が鋳放し品の外周に臨出しているため、超硬
リング(2)の表面に酸化防止剤を塗布して、該リングの
酸化を防止する必要がある。2. Description of the Related Art As a roll used for rolling a wire, a bar, or the like, a composite roll in which a carbide ring formed of a cemented carbide in an annular shape is fitted to a roll body is known. . The composite roll includes a mechanically assembled carbide ring on a roll body and a molded-in carbide ring. In the former case, the number of parts is increased, the assembling is troublesome, and the cost is increased. In the latter case, the cost can be reduced as much as the necessity of assembling is eliminated, but there is a problem that the roll is liable to crack due to the production method. The latter roll is manufactured by first forming a cemented carbide ring on the inner peripheral surface of a mold (1) composed of a sand mold as shown in FIG.
The outer periphery of (2) is embedded (step 1). A molten metal, which is a cast-in metal (30), is poured into a mold (1) (step 2). The molten metal is naturally cooled and solidified in the mold (1), and the solidified part is roll body
(3) (Step 3). The as-cast product taken out of the mold (1) is heat-treated (step 4). The as-cast product is machined into a desired shape and dimensions to expose the outer peripheral portion of the carbide ring (Step 5). Carbide ring that is buried in the mold (1) and does not directly contact the melt when the molten metal is poured into the mold (1) in step 2.
A temperature gradient may occur between the outer peripheral side of (2) and the inner peripheral side of the carbide ring (2) that is in direct contact with the molten metal, and the carbide ring (2) and the roll body (3) may be broken. Because the difference in thermal expansion between the carbide ring (2) and the cast metal is large, that is, the carbide ring
As compared to (2), the cast-in metal (30) is more likely to be thermally shrunk, and in the cooling step (step 3), due to the heat shrinkage of the cast-in metal holding both sides of the carbide ring (2), As a whole, a force acts in the direction of compressing the carbide ring (2), but a tensile stress is partially generated, and cracks are likely to occur. Further, even if cracks are not generated in the cooling stage, cracks may occur when a post-process is performed while the residual stress is high.
As a material for the cast-in metal (30), if high-Ni cast iron or the like close to the difference in thermal expansion of the cemented carbide ring (2) is used, the occurrence of roll cracking can be suppressed. high. Also, in step 4, when performing the heat treatment, since the carbide ring (2) is exposed to the outer periphery of the as-cast product, an antioxidant is applied to the surface of the carbide ring (2). It is necessary to prevent oxidation of the ring.
【0003】本発明の目的は、製造段階でのロールの割
れ、超硬リングの酸化を防止する超硬材料と鋳鉄とから
なるロールの製造方法を明らかにすることである。[0003] An object of the present invention is to clarify a method of manufacturing a roll made of a cast iron and a cemented carbide material which prevents cracking of the roll and oxidation of a cemented carbide ring in a production stage.
【0004】[0004]
【課題を解決する為の手段】本発明の複合ロールの製造
方法は、超硬リング(2)を、固定治具(4)によって鋳型
(1)の内周面と離間して配備し、鋳型(1)に溶湯を注
ぎ、超硬リング(2)全体を溶湯で鋳ぐるんで凝固させ凝
固部分をロール本体(3)となし、超硬リング(2)の外周
部分を覆っている鋳ぐるみ金属を機械加工によって除去
し、超硬リング(2)の外周部を露出させる。According to a method of manufacturing a composite roll of the present invention, a cemented carbide ring (2) is molded by a fixing jig (4).
(1) It is arranged apart from the inner peripheral surface, the molten metal is poured into the mold (1), the whole carbide ring (2) is casted with molten metal and solidified, and the solidified part is made into the roll body (3). The cast-in metal covering the outer peripheral portion of the hard ring (2) is removed by machining to expose the outer peripheral portion of the carbide ring (2).
【0005】[0005]
【作用及び効果】固定治具(4)により超硬リング(2)を
鋳型(1)の内周面と離間して配備し、鋳型(1)内に溶湯
を注ぐことにより、超硬リング(2)は全体が鋳ぐるみ金
属に完全に埋った状態に鋳ぐるまれる。[Operation and Effect] The cemented carbide ring (2) is arranged at a distance from the inner peripheral surface of the mold (1) by the fixing jig (4), and the molten metal is poured into the mold (1). 2) is cast in a state where the whole is completely buried in the cast-in metal.
【0006】溶湯が自然冷却されて凝固するとき、超硬
リング(2)は全体が鋳ぐるみ金属(30)に完全に埋ってい
るため、超硬リング(2)の外周側は溶湯から臨出してい
る従来の場合の様に、溶湯の凝固収縮により超硬リング
(2)に作用する圧力に部分的な差は小さく、又、従来の
様に超硬リング(2)の鋳型(1)に埋っている部分と、溶
湯に接している部分との冷却速度に大きな差が生じるを
なくし、これらに起因して超硬リング(2)に残留応力が
生じることを防止できる。[0006] When the molten metal is cooled naturally and solidified, the whole of the super hard ring (2) is completely buried in the as-cast metal (30). As in the conventional case, the solidified shrinkage of the molten metal causes the carbide ring
The partial difference in the pressure acting on (2) is small, and the cooling rate between the part of the cemented carbide ring (2) buried in the mold (1) and the part in contact with the molten metal as in the past is different. It is possible to eliminate a large difference and prevent a residual stress from being caused in the carbide ring (2) due to these.
【0007】鋳放し品を機械加工により、所望の形状及
び寸法に加工し、超硬リング(2)の外周部をロール本体
(3)から臨出させてロールが製作される。前記の如く、
超硬リング(2)の残留応力は低く、機械加工の際に、残
留応力に起因してロールが割れることを防止できる。[0007] The as-cast product is machined into a desired shape and dimensions by machining, and the outer periphery of the carbide ring (2) is rolled into a roll body.
The roll is made to appear from (3). As mentioned above,
The residual stress of the carbide ring (2) is low, and it is possible to prevent the roll from cracking due to the residual stress during machining.
【0008】鋳型(1)から取り出した鋳放し品に、下記
の熱処理工程を加えることができる。熱処理は、鋳ぐる
み金属(30)の一部がパーライト変態し、残部がベイナイ
ト変態する熱処理である。パーライト変態により、鋳ぐ
るみ金属(30)に残留応力が発生し、膨張を伴ったベイナ
イト変態によって、超硬リング(2)と鋳ぐるみ金属(30)
との熱膨張差による残留応力を緩和する。尚、鋳ぐるみ
金属(30)の全部がパーライト変態すると、超硬リング
(2)に発生する残留応力が高くなりすぎ、又、ベイナイ
ト変態のみの場合は、鋳ぐるみ金属(30)が脆くなると共
に、超硬リング(2)が引張りの残留応力になる可能性が
あるため、圧延使用上好ましくない。従来、超硬リング
(2)がロールから臨出していたため、熱処理を行なう際
には、酸化防止剤を塗布する必要があったが、本発明に
於いては、超硬リング(2)が鋳ぐるみ金属(30)によって
包囲されているため、その必要はない。The following heat treatment step can be added to the as-cast product taken out of the mold (1). The heat treatment is a heat treatment in which part of the cast-in metal (30) undergoes pearlite transformation, and the remainder undergoes bainite transformation. Residual stress is generated in the stuffed metal (30) by the pearlite transformation, and the cemented carbide ring (2) and the stuffed metal (30) are transformed by the bainite transformation accompanied by expansion.
To alleviate the residual stress due to the difference in thermal expansion between them. When all of the as-cast metal (30) is transformed into pearlite, the carbide ring
If the residual stress generated in (2) is too high, and if only bainite transformation is used, the cast-in metal (30) may become brittle and the carbide ring (2) may become tensile residual stress. Therefore, it is not preferable for use in rolling. Conventionally, carbide ring
Since (2) was exposed from the roll, it was necessary to apply an antioxidant when performing the heat treatment. However, in the present invention, the carbide ring (2) was made of cast-in metal (30). It is not necessary because it is surrounded by
【0009】鋳放し品に熱処理を加えた後、該鋳放し品
を機械加工により、所望の形状及び寸法に加工し、超硬
リング(2)の外周部をロール本体(3)から臨出させてロ
ールが作製される。After heat treatment is applied to the as-cast product, the as-cast product is processed into a desired shape and dimensions by machining, and the outer peripheral portion of the carbide ring (2) is made to come out of the roll body (3). A roll is produced.
【0010】鋳ぐるみ金属(30)として、高Ni鋳鉄等の
特殊な成分を用いなくても、ロール製造工程にて、ロー
ルに割れ等が発生しないため、超硬リング(2)と熱膨張
差のあるダクタイル鋳鉄等の比較的安価な材料を使用す
ることが出来、コストを低く抑えることができる。[0010] Even if a special component such as high Ni cast iron is not used as the cast-in metal (30), cracks and the like do not occur in the roll in the roll manufacturing process. Relatively inexpensive materials such as ductile cast iron can be used, and the cost can be kept low.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例につき、
図面に沿って詳述する。本発明の超硬材料と鋳鉄とから
なるロールの製造方法は、超硬リング(2)を鋳型(1)に
配備する工程(工程1)、該型(1)に超硬リング(2)の表
面が溶融する温度以上の溶湯を注ぐ工程(工程2)、溶湯
を自然冷却して凝固させる工程(工程3)。鋳型(1)から
取り出した鋳放し品を熱処理する工程(工程4)、熱処理
した鋳放し品を所望の形状及び寸法に機械加工する工程
(工程5)とからなる。本発明方法の特徴は、超硬リング
(2)を鋳型(1)から離間して配備し、鋳造段階で鋳ぐる
み金属(30)により超硬リング(2)全体を包囲し、鋳ぐる
み金属(30)からの熱応力及び熱収縮力が超硬リング(2)
の全面に略均一に加わるようにすることにより、従来の
超硬リング(2)に生じる割れ或いは割れの原因となる残
留応力の発生を防止する点である。従って、超硬リング
(2)と鋳ぐるみ金属(30)との熱膨張差を無視でき、材料
選定の幅が増大する。加えて、鋳造後の熱処理にて超硬
リング(2)に酸化防止剤を塗布する必要がない点であ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below.
This will be described in detail with reference to the drawings. The method for producing a roll comprising a cemented carbide material and cast iron according to the present invention comprises the steps of: disposing a cemented carbide ring (2) in a mold (1) (step 1); A step of pouring the molten metal at a temperature higher than the temperature at which the surface is melted (step 2), and a step of naturally cooling and solidifying the molten metal (step 3). A step of heat-treating the as-cast product taken out of the mold (1) (step 4), a step of machining the heat-treated as-cast product into a desired shape and dimensions
(Step 5). The feature of the method of the present invention is that
(2) is arranged at a distance from the mold (1), and in the casting stage, the entire cemented carbide ring (2) is surrounded by the as-cast metal (30), and the thermal stress and heat shrinkage force from the as-cast metal (30) Is a carbide ring (2)
This is to prevent the generation of cracks or residual stress which may cause the cracks in the conventional carbide ring (2) by being applied substantially uniformly to the entire surface of the ring. Therefore, carbide ring
The difference in thermal expansion between (2) and the cast-in metal (30) can be neglected, and the range of material selection increases. In addition, there is no need to apply an antioxidant to the carbide ring (2) by heat treatment after casting.
【0012】先ず、鋳型(1)、超硬リング(2)、固定治
具(4)及び溶湯について説明する。図1は、鋳型(1)の
断面図である。鋳型(1)は、鉄枠(図示せず)の周囲に形
成された砂型であって、内面形状は、上部及び下部が縮
径し、下部が閉塞するよう構成される。該鋳型(1)の拡
径部分は、内径がφ450mmである。超硬リング(2)は、
下記の成分の超硬合金及び形状からなり、図2に示す如
く固定治具(4)に固定し、前記鋳型(1)の拡径部分に鋳
型(1)の内周面と当接しないよう離間して配備される。First, the mold (1), the carbide ring (2), the fixing jig (4) and the molten metal will be described. FIG. 1 is a sectional view of the mold (1). The mold (1) is a sand mold formed around an iron frame (not shown), and has an inner surface configured such that the upper and lower parts are reduced in diameter and the lower part is closed. The inner diameter of the enlarged diameter portion of the mold (1) is φ450 mm. The carbide ring (2)
It is made of a cemented carbide and has the following components and is fixed to a fixing jig (4) as shown in FIG. 2 so that the enlarged diameter portion of the mold (1) does not come into contact with the inner peripheral surface of the mold (1). Deployed apart.
【0013】[超硬リング] 成分:WC75重量%+バインダー金属25重量% バインダー金属組成:Co 12重量%、Ni 12重量%、C
r 1重量% 寸法:外径φ400mm、内径φ290mm、幅80mm(厚さ55mm)[Carbide ring] Ingredient: WC 75% by weight + binder metal 25% by weight Binder metal composition: Co 12% by weight, Ni 12% by weight, C
r 1% by weight Dimensions: outer diameter φ400mm, inner diameter φ290mm, width 80mm (thickness 55mm)
【0014】超硬リング(2)を鋳型(1)に固定する固定
治具(4)は、図2に示す如く、超硬リング(2)の外周面
を包囲する環状部分(41)と、該環状部分(41)から突設さ
れ、端部が鋳型(1)の内周面に固定された複数本の支持
部(42)とから構成される。超硬リング(2)は、固定治具
(4)の環状部分(41)に嵌められて鋳型(1)の内部に固定
される。As shown in FIG. 2, the fixing jig (4) for fixing the carbide ring (2) to the mold (1) includes an annular portion (41) surrounding the outer peripheral surface of the carbide ring (2). It comprises a plurality of support portions (42) projecting from the annular portion (41) and having ends fixed to the inner peripheral surface of the mold (1). Carbide ring (2) is a fixing jig
It is fitted to the annular portion (41) of (4) and fixed inside the mold (1).
【0015】溶湯は、凝固してロール本体(3)を形成す
るものであって、下記の成分からなるダクタイル鋳鉄で
ある。 [溶湯] 成分(単位;重量%) C Si Mn P S Ni Mg Fe 3.27 2.05 0.29 0.006 0.010 2.38 0.05 残部The molten metal is solidified to form the roll body (3), and is a ductile cast iron having the following components. [Molten] Ingredients (unit: wt%) CSiMnPSNiMgFe 3.27 2.05 0.29 0.006 0.010 2.38 0.05 balance
【0016】[製造方法] [工程1(超硬リングの固定及び予熱)]超硬リング(2)
を固定治具(4)により鋳型(1)の内部に、鋳型(1)の内
面から離して固定し、超硬リング(2)を略100℃〜略700
℃で予熱する。このとき、超硬リング(2)の予熱を略10
0℃以下とすると、溶湯との溶着が困難となり、又、溶
湯鋳込時の熱衝撃により、超硬リング(2)が割れる虞れ
がある。尚、略500℃以上に予熱する場合には、超硬リ
ング(2)の表面が酸化されるため、Niメッキ等の表面
処理をする必要がある。[Manufacturing Method] [Step 1 (Fixing and Preheating of Carbide Ring)] Carbide Ring (2)
Is fixed to the inside of the mold (1) by a fixing jig (4) away from the inner surface of the mold (1), and the cemented carbide ring (2) is fixed at approximately 100 ° C. to approximately 700 ° C.
Preheat at ° C. At this time, the preheating of the carbide ring (2) is
If the temperature is lower than 0 ° C., welding with the molten metal becomes difficult, and the carbide ring (2) may be broken by a thermal shock at the time of casting the molten metal. When preheating to approximately 500 ° C. or higher, the surface of the carbide ring (2) is oxidized, so that it is necessary to perform a surface treatment such as Ni plating.
【0017】[工程2(溶湯の流し込み)]超硬リング
(2)を予熱後、超硬リング(2)の表面が溶融する温度以
上に加熱された溶湯を流しみ、超硬リング(2)全体を溶
湯に浸ける。溶湯の温度を前記の如く調節することによ
り、溶湯と接する超硬リング(2)の表面が溶融して、溶
湯と溶着する。従って、溶湯が凝固した鋳ぐるみ金属(3
0)と超硬リング(2)を他の固定手段により固定する必要
がない。本発明では、超硬リング(2)は全体が溶湯に浸
かっているため、溶湯によって超硬リング(2)の周面全
体が略均一に加熱され、超硬リング(2)に温度勾配が出
来ない。従って、温度勾配を原因とする超硬リング(2)
の割れを防止出来る。尚、本実施例で用いた超硬リング
(2)は1350℃以上で表面が溶融する。そこで、溶湯の温
度を超硬リング(2)の表面が溶融する温度の1540℃に加
熱して鋳造を行なった。[Step 2 (Pouring of molten metal)] Carbide ring
After preheating (2), the molten metal heated above the temperature at which the surface of the superhard ring (2) melts is poured, and the entire superhard ring (2) is immersed in the molten metal. By adjusting the temperature of the molten metal as described above, the surface of the carbide ring (2) in contact with the molten metal is melted and welded to the molten metal. Therefore, as-cast metal (3
0) and the carbide ring (2) need not be fixed by other fixing means. In the present invention, since the entire carbide ring (2) is immersed in the molten metal, the entire peripheral surface of the carbide ring (2) is substantially uniformly heated by the molten metal, and a temperature gradient is generated in the carbide ring (2). Absent. Therefore, the carbide ring due to the temperature gradient (2)
Cracks can be prevented. The carbide ring used in this embodiment
In (2), the surface melts at 1350 ° C. or higher. Therefore, casting was performed by heating the temperature of the molten metal to 1540 ° C., which is the temperature at which the surface of the carbide ring (2) melts.
【0018】[工程3(冷却)]鋳型(1)に溶湯を流し込
んだ後、溶湯が凝固し、常温となるまで放置して自然徐
冷し、鋳型(1)から取り出す。溶湯は、徐冷によりパー
ライト変態のみを起こして膨張し、超硬リング(2)に熱
応力及び熱圧縮力を加える。これらは超硬リング(2)の
表面全体に略均一に作用するため、超硬リング(2)に局
部的な残留応力が発生することを抑えることができる。
しかしながら、パーライト変態によって不安定な応力状
態がロール全体に生じており、この状態にて、機械加工
を行なうと、ロールが割れる可能性がある。機械加工に
てロールが割れなくても、ロールを用いて製品を圧延す
ると割れることが考えられる。そこで、後述する工程4
にてロールを熱処理して、ロール本体(3)を不安定なパ
ーライト変態のみの状態から、一部パーライト変態、残
部ベイナイト変態となるよう変態させる。[Step 3 (Cooling)] After the molten metal is poured into the mold (1), the molten metal solidifies, is allowed to cool to room temperature, is slowly cooled, and is taken out of the mold (1). The molten metal expands by causing only pearlite transformation by slow cooling, and applies thermal stress and thermal compressive force to the carbide ring (2). Since these act substantially uniformly on the entire surface of the carbide ring (2), it is possible to suppress the occurrence of local residual stress in the carbide ring (2).
However, an unstable stress state is generated in the entire roll due to the pearlite transformation, and if machining is performed in this state, the roll may be broken. Even if the roll is not broken by machining, it is considered that the product is broken by rolling the product using the roll. Therefore, step 4 described later
The roll body is heat-treated to transform the roll body (3) from an unstable state of only pearlite transformation to a partial pearlite transformation and a remainder bainite transformation.
【0019】[工程4(熱処理)]前記工程にて鋳型(1)
から取り出された鋳放し品に熱処理を加える。従来、鋳
放し品の外周から超硬リング(2)が臨出していたため、
熱処理を行なう前に、超硬リング(2)の臨出表面に酸化
防止剤を塗布する必要があった。しかしながら、本発明
に於いては、超硬リング(2)が鋳ぐるみ金属(30)によっ
て完全に包囲されているため、酸化防止剤を塗布する必
要がない。熱処理は、鋳ぐるみ金属(30)の成分に応じた
適切な焼入、焼戻熱処理により、超硬リング(2)に適当
な圧縮残留応力が発生するようにする。ここで、適切な
焼入、焼戻熱処理とは、加熱後の冷却過程に於いて、鋳
ぐるみ金属(30)の一部がパーライト変態し、残部が低温
(略300℃〜略450℃)で膨張を伴うベイナイト変態する熱
処理である。これら変態を組み合わせることにより、超
硬リング(2)と鋳ぐるみ金属(30)との熱膨張差による残
留応力が緩和される。パーライト変態のみの場合は、超
硬リング(2)に発生する残留応力が高くなりすぎ、ベイ
ナイト変態のみの場合は、鋳ぐるみ金属(30)が脆くなる
と共に、超硬リング(2)が引張りの残留応力になり、圧
延使用上好ましくない。[Step 4 (heat treatment)] In the above step, the mold (1)
Is subjected to a heat treatment. Conventionally, since the carbide ring (2) came out of the outer periphery of the as-cast product,
Before performing the heat treatment, it was necessary to apply an antioxidant to the exposed surface of the carbide ring (2). However, in the present invention, since the carbide ring (2) is completely surrounded by the cast-in metal (30), it is not necessary to apply an antioxidant. In the heat treatment, an appropriate compressive residual stress is generated in the carbide ring (2) by appropriate quenching and tempering heat treatment in accordance with the components of the cast-in metal (30). Here, the appropriate quenching and tempering heat treatment means that part of the cast-in metal (30) undergoes pearlite transformation and the remainder
(About 300 ° C. to about 450 ° C.). By combining these transformations, the residual stress due to the difference in thermal expansion between the carbide ring (2) and the cast metal (30) is reduced. In the case of the pearlite transformation alone, the residual stress generated in the carbide ring (2) becomes too high. In the case of the bainite transformation only, the cast-in metal (30) becomes brittle and the carbide ring (2) becomes too tensile. It causes residual stress, which is not preferable for rolling use.
【0020】本実施例では、焼入温度890℃とし、空冷
し、焼戻温度を540℃とした。焼入、焼戻熱処理時の超
硬リング(2)と鋳ぐるみ金属(30)の熱膨張差は、図3に
示す通りであって、鋳ぐるみ金属(30)が、パーライト変
態(図3の区間A)及びベイナイト変態(図3の区間B)を
起こすことにより、鋳ぐるみ金属(30)と超硬リング(2)
との熱膨張差を近づけることが出来る。又、超硬リング
(2)は、鋳ぐるみ金属(30)によって包囲されているた
め、等方的に膨張及び/又は圧縮力を受けるため、焼
入、焼戻熱処理時に超硬リング(2)及び鋳ぐるみ金属(3
0)が割れることがない。In this embodiment, the quenching temperature was 890 ° C., the air was cooled, and the tempering temperature was 540 ° C. The difference in thermal expansion between the cemented carbide ring (2) and the as-cast metal (30) during the quenching and tempering heat treatment is as shown in FIG. 3, and the as-cast metal (30) has a pearlite transformation (see FIG. 3). By causing section A) and bainite transformation (section B in FIG. 3), cast-in metal (30) and carbide ring (2)
And the thermal expansion difference between them can be reduced. Also, carbide ring
Since (2) is surrounded by the cast-in metal (30), it undergoes isotropic expansion and / or compressive force, so that during the quenching and tempering heat treatment, the cemented carbide ring (2) and the cast-in metal ( Three
0) does not crack.
【0021】[工程5(機械加工)]前記工程にて作成さ
れた熱処理品に機械加工を施すことにより、超硬リング
(2)の表面を露出させ、鋳ぐるみ金属(30)及び超硬リン
グ(2)を所望のロールの形状及び寸法に加工して、ロー
ルが製られる。機械加工では、超硬リング(2)の外周表
面に圧延する材料の加工形状、径等に合せた所望の溝を
切る工程を含めてもよい。[Step 5 (machining)] The heat-treated product prepared in the above step is machined to form a carbide ring.
The surface of (2) is exposed, and the as-cast metal (30) and the carbide ring (2) are processed into a desired roll shape and size to produce a roll. The mechanical processing may include a step of cutting a desired groove according to the processing shape, diameter, and the like of the material to be rolled on the outer peripheral surface of the carbide ring (2).
【0022】上記実施例の説明は、本発明を説明するた
めのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定
し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本
発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲
に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは
勿論である。The description of the above embodiments is for the purpose of illustrating the present invention, and should not be construed as limiting the invention described in the claims or reducing the scope thereof. Further, the configuration of each part of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various modifications can be made within the technical scope described in the claims.
【0023】例えば、超硬リング(2)として、WCを主
成分とした超硬合金を用いたが、成分及び形状は、上記
実施例に限定されず、サーメットやセラミックス等を用
いることも出来る。又、同様に鋳ぐるみ金属(30)とし
て、熱処理時にベイナイト及びパーライト変態する高ク
ロム鋳鉄等を用いることも出来る。For example, as the cemented carbide ring (2), a cemented carbide containing WC as a main component is used. However, the composition and shape are not limited to those in the above embodiment, and cermet, ceramics, or the like may be used. Similarly, as the cast-in metal (30), bainite and high chromium cast iron which undergo pearlite transformation during heat treatment can be used.
【図1】本発明の鋳型の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a mold of the present invention.
【図2】超硬リング及び固定治具の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a carbide ring and a fixing jig.
【図3】超硬リングと鋳ぐるみ金属の熱膨張差を示すグ
ラフである。FIG. 3 is a graph showing a difference in thermal expansion between a carbide ring and a cast-in metal.
【図4】従来の鋳型の断面図である。FIG. 4 is a sectional view of a conventional mold.
(1) 型 (2) 超硬リング (3) 鋳ぐるみ金属 (4) 固定治具 (1) Mold (2) Carbide ring (3) Cast-in metal (4) Fixing jig
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C21D 9/38 C21D 9/38 A (72)発明者 中井 豊 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 平4−319059(JP,A) 特開 昭61−199567(JP,A) 特開 平4−344808(JP,A) 特開 昭59−24564(JP,A) 特開 昭58−138551(JP,A) 特開 昭47−14019(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B22D 19/16 B21B 27/00 B21B 27/02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI C21D 9/38 C21D 9/38 A (72) Inventor Yutaka Nakai 64 Nishimukaijima-cho, Amagasaki City, Hyogo Prefecture Inside Kubota Amagasaki Plant (56 References JP-A-4-319059 (JP, A) JP-A-61-199567 (JP, A) JP-A-4-344808 (JP, A) JP-A-59-24564 (JP, A) 58-138551 (JP, A) JP-A-47-14019 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B22D 19/16 B21B 27/00 B21B 27/02
Claims (2)
の超硬材料を環状に形成した超硬リング(2)を鋳型(1)
に固定し、該鋳型(1)に溶湯を注いで凝固させ凝固部分
をロール本体(3)と成した超硬材料と鋳鉄の複合ロール
の製造方法に於いて、 超硬リング(2)を、固定治具(4)によって鋳型(1)の内
周面と離間して配備し、鋳型(1)に溶湯を注ぎ、超硬リ
ング(2)全体を溶湯で鋳ぐるんで凝固させ凝固部分をロ
ール本体(3)となし、超硬リング(2)の外周部分を覆っ
ている鋳ぐるみ金属を機械加工によって除去し、超硬リ
ング(2)の外周部を露出させた超硬材料と鋳鉄の複合ロ
ールの製造方法。1. A cemented carbide ring (2) made of a cemented carbide, cermet, ceramics or other such cemented carbide material is formed into a mold (1).
In a method of manufacturing a composite roll of a cemented carbide and a cast iron in which a molten metal is poured into the mold (1) and solidified to form a solidified portion with the roll body (3), the cemented carbide ring (2) The jig (4) is set apart from the inner peripheral surface of the casting mold (1), and the molten metal is poured into the casting mold (1). A composite of cast iron and a cemented carbide material that has a main body (3), removes the cast-in metal covering the outer peripheral portion of the carbide ring (2) by machining, and exposes the outer periphery of the carbide ring (2). Roll manufacturing method.
させた後、残部をベイナイト変態させる熱処理を行なっ
てから、超硬リング(2)の外周面を露出させる機械加工
を行なうことを特徴とする請求項1に記載の超硬材料と
鋳鉄の複合ロールの製造方法。2. The roll body (3) is partially transformed into pearlite, heat-treated to transform the remainder into bainite, and then machined to expose the outer peripheral surface of the carbide ring (2). The method for producing a composite roll of a cemented carbide material and cast iron according to claim 1.
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