JPH01107912A - 複合ロール - Google Patents
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- JPH01107912A JPH01107912A JP26595787A JP26595787A JPH01107912A JP H01107912 A JPH01107912 A JP H01107912A JP 26595787 A JP26595787 A JP 26595787A JP 26595787 A JP26595787 A JP 26595787A JP H01107912 A JPH01107912 A JP H01107912A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B27/00—Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、外周部に耐摩耗性に優れたサーメットの層を
備えた複合構造のスリーブロールあるいは中実ロールに
係わるものである。
備えた複合構造のスリーブロールあるいは中実ロールに
係わるものである。
昨今圧延ロールに超硬合金等のサーメット材料が使用さ
れるようになった。
れるようになった。
これらのロールは、おしなべてスリーブ構造のもので、
次の二つの形態で用いられている。
次の二つの形態で用いられている。
一つはスリーブ全体を単一のサーメット材料で形成する
ものであり、もう一つは外層部をサーメット材料、内層
部を高靭性材料で形成し、複合スリーブの形で用いるも
のである。
ものであり、もう一つは外層部をサーメット材料、内層
部を高靭性材料で形成し、複合スリーブの形で用いるも
のである。
いずれの形態にせよ、これら従来のものには次のような
問題点がある。
問題点がある。
(1) サーメット層にクラックが入りやすい。
(2)極めて高価である。
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、その
目的とするところは、耐クラツク性に優れ、しかも安価
な複合構造のスリーブロールあるいは中実ロールを提供
するにある。
目的とするところは、耐クラツク性に優れ、しかも安価
な複合構造のスリーブロールあるいは中実ロールを提供
するにある。
本発明者は、上記問題点に関して鋭意研究を行った結果
、次のような知見を得た。
、次のような知見を得た。
即ち、ロール基材の外周面に耐摩耗性サーメットの焼結
層を備えた複合ロールにおいて、このロール基材を高靭
性の鋳鋼あるいは鍛鋼で形成し、サーメットの焼結層は
両端面および内周面がこの基材によって包囲されるよう
に、この基材に埋入して接合し、かつこのサーメット層
と基材の800℃から常温までの収縮量が δ、≦δ。
層を備えた複合ロールにおいて、このロール基材を高靭
性の鋳鋼あるいは鍛鋼で形成し、サーメットの焼結層は
両端面および内周面がこの基材によって包囲されるよう
に、この基材に埋入して接合し、かつこのサーメット層
と基材の800℃から常温までの収縮量が δ、≦δ。
ただし、δA =サーメット層の収縮量δ、二基材層の
収縮量 になるようにすると、サーメット層のクラックの問題を
解決できることを見出した。
収縮量 になるようにすると、サーメット層のクラックの問題を
解決できることを見出した。
本発明は、この知見に基づいてなされたものである。
〔作 用〕
サーメット材料は、総じて脆弱で、特に切欠き存在下で
の引張りの力に対しては弱い欠点がある。
の引張りの力に対しては弱い欠点がある。
従来技術のロールに割れが起りやすいのは、特にこのサ
ーメット材料の焼結層に引張りの応力が生起されるため
である。
ーメット材料の焼結層に引張りの応力が生起されるため
である。
本発明では、ロール基材に高強度、高靭性の鋳鋼あるい
は鍛鋼を使用し、サーメットの焼結層は両端面および内
周面がこの基材によって包囲されるように、この基材に
埋入して接合され、しかも、このサーメット層と基材の
s o o ’cから常温までの収縮量が δえ≦68 δA :サーメット層の収縮量 δ、二基材層の収縮量 になるようにされているために、サーメット層には圧縮
応力を与えられる。
は鍛鋼を使用し、サーメットの焼結層は両端面および内
周面がこの基材によって包囲されるように、この基材に
埋入して接合され、しかも、このサーメット層と基材の
s o o ’cから常温までの収縮量が δえ≦68 δA :サーメット層の収縮量 δ、二基材層の収縮量 になるようにされているために、サーメット層には圧縮
応力を与えられる。
これによって、本発明のサーメット層は耐きれつ(耐熱
きれつ、耐割損)性が著しく向上する。
きれつ、耐割損)性が著しく向上する。
収縮が開始する起点の温度を800°Cと規定するのは
、800℃を越える温度ではサーメット材料および基材
共に軟弱で容易に塑性変形するために、応力は容易に解
消され、実質的には残留応力は生起されないためである
。
、800℃を越える温度ではサーメット材料および基材
共に軟弱で容易に塑性変形するために、応力は容易に解
消され、実質的には残留応力は生起されないためである
。
両者の間に残留応力が生起されだすのはこの温度以下で
ある。
ある。
収縮量を64≦δ、にする最も容易で効果的な方法は線
膨張係数の差を利用する方法である。つまり基材の鋳鋼
あるいは鍛鋼は線膨張係数は(12〜18 ) Xl0
−6であるので、サーメット材料としては、線膨張係数
がこれより小さいものを選定すると、上記条件が満足さ
れることになる。
膨張係数の差を利用する方法である。つまり基材の鋳鋼
あるいは鍛鋼は線膨張係数は(12〜18 ) Xl0
−6であるので、サーメット材料としては、線膨張係数
がこれより小さいものを選定すると、上記条件が満足さ
れることになる。
従って本発明に適用できるサーメット材料は、上記条件
を満足するものであれば全て適用できる。
を満足するものであれば全て適用できる。
とりわけ有用な材料は、WC,Tic、 NbC,VC
等の炭化物をFe、 Ni、 Coあるいはこれらの合
金で焼結した材料である。
等の炭化物をFe、 Ni、 Coあるいはこれらの合
金で焼結した材料である。
本発明のロール基材は、上記したように、鋳鋼あるいは
鍛鋼を使用するが、その構造は中空、中実いずれの構造
のものにも適用できる。
鍛鋼を使用するが、その構造は中空、中実いずれの構造
のものにも適用できる。
中空構造のものは、使用にあたっては、アーバーに嵌合
されて用いられる。
されて用いられる。
次に図面によって本発明を説明する。
第1図は本発明をスリーブロールに適用したときの説明
図、第2図は中実ロールに適用したときの説明図、第3
図(イ)〜(ハ)は、ロール基材とサーメット層の接合
境界部の構造の例を示したものである。
図、第2図は中実ロールに適用したときの説明図、第3
図(イ)〜(ハ)は、ロール基材とサーメット層の接合
境界部の構造の例を示したものである。
また第4図は収縮量の違いを説明するための説明図であ
る。
る。
第1図及び第2図において、1はサーメットの焼結層、
2はロール基材である。
2はロール基材である。
2のロール基材は高強度、高靭性の鋳鋼又は鍛鋼からな
り、lのサーメットには、2のロール基材よりも線膨張
係数の小さな材料が選定される。
り、lのサーメットには、2のロール基材よりも線膨張
係数の小さな材料が選定される。
スリーブロールあるいは中実ロールをとわす、本発明で
は、サーメットの焼結N1は内周面および両端面をロー
ル基材1で包囲されるように基材に埋めこまれて一体的
に接合されている。
は、サーメットの焼結N1は内周面および両端面をロー
ル基材1で包囲されるように基材に埋めこまれて一体的
に接合されている。
このために、サーメット層1は軸方向から圧縮の応力を
負荷されることになる。
負荷されることになる。
この圧縮の応力が負荷される状況を模式的に説明したの
が第4図である。
が第4図である。
即ち、第4図Aはサーメット層の伸び(あるいは収縮)
量を示す特性曲線、Bはロール基材の伸び(あるいは収
縮)量を示す特性曲線である。
量を示す特性曲線、Bはロール基材の伸び(あるいは収
縮)量を示す特性曲線である。
800°Cから常温に至るまでの収w1′Wkはそれぞ
れδ1.δ8であり、常温では(δお−δA)の収!1
1!!′の差異が生ずることになるが、サーメット層は
実質的に塑性変形が皆無あるいは僅少であるために、ロ
ール基材がこの収縮量の差異を吸収してサーメット層に
圧縮の応力を負荷することになる。
れδ1.δ8であり、常温では(δお−δA)の収!1
1!!′の差異が生ずることになるが、サーメット層は
実質的に塑性変形が皆無あるいは僅少であるために、ロ
ール基材がこの収縮量の差異を吸収してサーメット層に
圧縮の応力を負荷することになる。
かくしてサーメット層には圧縮応力が負荷されることと
なり、この結果、耐きれつ性が顕著に向上する。
なり、この結果、耐きれつ性が顕著に向上する。
第3図は本発明を具体的に実施する際の接合境界部の具
体的な形状を例示したものである。
体的な形状を例示したものである。
(イ)の場合はサーメット層1に逆テーパーを形成し、
ロール基材2の軸方向の収縮力によって大きな圧縮力が
負荷されるようにしたものである。
ロール基材2の軸方向の収縮力によって大きな圧縮力が
負荷されるようにしたものである。
(ロ)の場合は端面部分にねじ溝を形成し、接合部の面
積を大きくして、接合強度を高めると共に、ねじによる
突起部の咬み合いによってサーメット層に更に大きな結
合力が得られるようにしたものである。
積を大きくして、接合強度を高めると共に、ねじによる
突起部の咬み合いによってサーメット層に更に大きな結
合力が得られるようにしたものである。
(ハ)の場合は、内周面に溝を形成し、(ロ)の場合と
同様、接合部の面積を大きくして、接合強度を高めると
共に、半径方向の引張力に対して、互いに咬み合うこと
による効果があられれるようにしたものである。
同様、接合部の面積を大きくして、接合強度を高めると
共に、半径方向の引張力に対して、互いに咬み合うこと
による効果があられれるようにしたものである。
以上、いずれの場合も、要は接合部の面積をできるだけ
大きくし、しかも突起部の効果が発揮されるように配慮
したものであるが、本発明がこれのみに限定されるもの
でないことはもちろんである。
大きくし、しかも突起部の効果が発揮されるように配慮
したものであるが、本発明がこれのみに限定されるもの
でないことはもちろんである。
次に本発明の具体的な製造方法について述べる。
本発明を最も効果的に達成させるためには、サーメット
層とロール基材と一体的に同時に焼結拡散させる旧P焼
結法が最も有効である。
層とロール基材と一体的に同時に焼結拡散させる旧P焼
結法が最も有効である。
この方法は、まずサーメット層が埋めこまれる溝を設け
たロール基材(鋳鋼あるいは鍛m)を用意する。
たロール基材(鋳鋼あるいは鍛m)を用意する。
次に、基材の溝の中に嵌入できるように、二つ割りある
いは複数側りにされたリング状のサーメットの圧粉体を
、この溝の中に嵌めこみ、溝の外面を薄い鉄板からなる
キャニング材で包み、周囲を溶接で封止し、脱気管から
真空脱気し、封着する。次に、これをHIP焼結にかけ
る。
いは複数側りにされたリング状のサーメットの圧粉体を
、この溝の中に嵌めこみ、溝の外面を薄い鉄板からなる
キャニング材で包み、周囲を溶接で封止し、脱気管から
真空脱気し、封着する。次に、これをHIP焼結にかけ
る。
サーメットの圧粉体は、キャニング材を介して、ロール
基材に押圧され、緻密化され、基材に一体的に焼結され
る。
基材に押圧され、緻密化され、基材に一体的に焼結され
る。
冷却後キャニング材を機械的に除去して所定の寸法に仕
上げることによってロールは完成する。
上げることによってロールは完成する。
次に具体的な実施例について述べる。
〈実施例〉
ロール基材:Ni−Cr鋼
寸法:サーメット材310φ×250φ(内径)×基材
250φ×200φ(内径) X 500fサ一メツト
成分: 炭化物;WC25重四%、 NbC30重量%結合材;
Ni−20%Cr−3%B−3%Siロール基材の外周
面に深さ30mm、長さ400胴の溝を形成し、この溝
に、深さ3Qmm、長さ400mmで2分割に成形した
上記サーメット成分の混合粉末の圧粉体を嵌めこんだ。
250φ×200φ(内径) X 500fサ一メツト
成分: 炭化物;WC25重四%、 NbC30重量%結合材;
Ni−20%Cr−3%B−3%Siロール基材の外周
面に深さ30mm、長さ400胴の溝を形成し、この溝
に、深さ3Qmm、長さ400mmで2分割に成形した
上記サーメット成分の混合粉末の圧粉体を嵌めこんだ。
次に、ロール基材の溝の外面を厚さ2IIII11の軟
鋼板で包み、周囲を溶接で封止すると共に、軟鋼板の一
部に脱気管を取りつけ、この脱気管より真空に脱気し、
この脱気管を封止した。
鋼板で包み、周囲を溶接で封止すると共に、軟鋼板の一
部に脱気管を取りつけ、この脱気管より真空に脱気し、
この脱気管を封止した。
次にこれをIIIP焼結した。温度は980°C1圧力
は1100kgf/cm”にて加圧した。
は1100kgf/cm”にて加圧した。
冷却後軟鋼板を機械旋削により除去し、ロールを所定寸
法に機械加工した。
法に機械加工した。
得られたロール表面のサーメット層の残留応力は−25
〜−32kg/mm2であった。
〜−32kg/mm2であった。
これを実際のロールとして試用したところ、高クロム鋳
鉄製ロールの約8倍の体摩耗性が確認できた。またクラ
ックも全く認められなかった。
鉄製ロールの約8倍の体摩耗性が確認できた。またクラ
ックも全く認められなかった。
本発明は、以上に詳記したように、サーメットの焼結層
に圧縮応力を負荷することができる特徴を有し、耐割れ
性に関して極めて優れた特性を発揮するものである。
に圧縮応力を負荷することができる特徴を有し、耐割れ
性に関して極めて優れた特性を発揮するものである。
第1図はスリーブロールに適用したときの説明図。第2
図は、中実ロールに適用した時の説明図。 第3図は、ロール基材とサーメット層の接合境界部の構
造の実例を示したものである。第4図は、収縮量の違い
を説明するための説明図である。 1・・・サーメット層、2・・・ロール基材、A・・・
サーメット層の伸び(収縮)特性曲線、B・・・ロール
基材の伸び(収縮)特性曲線。 第1図 第2図
図は、中実ロールに適用した時の説明図。 第3図は、ロール基材とサーメット層の接合境界部の構
造の実例を示したものである。第4図は、収縮量の違い
を説明するための説明図である。 1・・・サーメット層、2・・・ロール基材、A・・・
サーメット層の伸び(収縮)特性曲線、B・・・ロール
基材の伸び(収縮)特性曲線。 第1図 第2図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 鋳鋼あるいは鍛鋼からなるロール基材の外周面に耐摩
耗性サーメットの焼結層を備えた複合ロールであって、
該焼結層は両端面および内周面を該基材によって包囲さ
れるように該基材に埋入されて接合されると共に、該サ
ーメット層と該基材層の800℃から常温までの収縮量
が δ_A≦δ_B ただし、δ_A:サーメット層の収縮量 δ_B:基材層の収縮量 にされてなることを特徴とする複合ロール。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62265957A JP2616937B2 (ja) | 1987-10-21 | 1987-10-21 | 複合ロール |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62265957A JP2616937B2 (ja) | 1987-10-21 | 1987-10-21 | 複合ロール |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01107912A true JPH01107912A (ja) | 1989-04-25 |
JP2616937B2 JP2616937B2 (ja) | 1997-06-04 |
Family
ID=17424407
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62265957A Expired - Lifetime JP2616937B2 (ja) | 1987-10-21 | 1987-10-21 | 複合ロール |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2616937B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6110084A (en) * | 1997-06-27 | 2000-08-29 | Mitsubishi Materials Corporation | Combined roll having excellent resistance to thermal shock |
JP2015519552A (ja) * | 2012-04-27 | 2015-07-09 | ウエスチングハウス・エレクトリック・カンパニー・エルエルシー | 加圧水型原子炉の計測・制御用貫通部フランジ |
CN108144990A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-06-12 | 上海英佛曼纳米科技股份有限公司 | 一种具有高性能抗交变热应力抗辊面裂纹耐磨损纳米涂层的平整机平整辊 |
CN111530944A (zh) * | 2020-03-25 | 2020-08-14 | 成都美奢锐新材料有限公司 | 一种起套辊及制备方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63101012A (ja) * | 1986-10-15 | 1988-05-06 | Kubota Ltd | 条鋼圧延ロ−ル用肉盛スリ−ブの製造方法 |
-
1987
- 1987-10-21 JP JP62265957A patent/JP2616937B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63101012A (ja) * | 1986-10-15 | 1988-05-06 | Kubota Ltd | 条鋼圧延ロ−ル用肉盛スリ−ブの製造方法 |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6110084A (en) * | 1997-06-27 | 2000-08-29 | Mitsubishi Materials Corporation | Combined roll having excellent resistance to thermal shock |
JP2015519552A (ja) * | 2012-04-27 | 2015-07-09 | ウエスチングハウス・エレクトリック・カンパニー・エルエルシー | 加圧水型原子炉の計測・制御用貫通部フランジ |
US9659674B2 (en) | 2012-04-27 | 2017-05-23 | Westinghouse Electric Company Llc | Instrumentation and control penetration flange for pressurized water reactor |
CN108144990A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-06-12 | 上海英佛曼纳米科技股份有限公司 | 一种具有高性能抗交变热应力抗辊面裂纹耐磨损纳米涂层的平整机平整辊 |
CN108144990B (zh) * | 2017-12-29 | 2023-11-21 | 上海英佛曼纳米科技股份有限公司 | 一种具有高性能抗交变热应力抗辊面裂纹耐磨损纳米涂层的平整机平整辊 |
CN111530944A (zh) * | 2020-03-25 | 2020-08-14 | 成都美奢锐新材料有限公司 | 一种起套辊及制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2616937B2 (ja) | 1997-06-04 |
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