JPH01258806A

JPH01258806A - 冷間圧延用クロムめっきロール

Info

Publication number: JPH01258806A
Application number: JP8785888A
Authority: JP
Inventors: Tsuyoshi Sasaki; 強佐々木; Yukio Matsuda; 行雄松田
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1988-04-08
Filing date: 1988-04-08
Publication date: 1989-10-16
Anticipated expiration: 2009-11-09
Also published as: JPH0688051B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、安価でしかも優れた耐摩耗性と耐肌荒れ性
を有し、主として鋼板の冷間圧延用に使用されるクロム
めっきロールに関する。

（従来の技術）冷間圧延ロールは、黒皮鋼板の平坦性向上や機械的性質
の向上を目的とするスキンバスミル用ロール、酸洗板を
冷圧するタンデムミルのロール、焼鈍材の機械的性質を
改善するテンパーミルのロール、鋼板表面に模様付けす
るエンボスロール、溝加工を行う成形ミルのロールなど
、その種類は多様である。

上記のような各種の冷間圧延ロールの耐摩耗性を向上さ
せるため、最近ではロール表面にクロムめっきを施した
ものが使用され、実績をあげている。

従来からピンチロールやテーブルロール、プライドルロ
ールなど、軽負荷ロールにはクロムめっきが行われてい
た。しかし、圧延ロールでは負荷が大きいためクロムめ
っきが剥離しやすく、実用化が遅れていたが、最近のめ
っき技術の向上によって、圧延ロールにもクロムめっき
ロールが採用されるようになってきた０例えば、本願出
願人の提案した、特願昭６３−９４０５号の発明が、ロ
ールにクロムめっきを施す改良技術の一つである。

一般に、冷間圧延用ロールとしては、鍛鋼焼入れロール
が使用されている０例えば、Ｃ：０．８％、Ｓｉ　：　
１．０％、Ｍｎ　：　０．６％、Ｃｒ　：　３．０％、
Ｍｏ　：　０．３０％、残部Ｆｅ　（本明細書において
、綱の組成についての％は全で重量％である）のような
組成の！２鋼が主で、表面硬度Ｈｓ９５程度のものが多
い、即ち、ロールの強靭性、耐摩耗性を確保するため、
Ｃｒ。

Ｍｏ、或いは更にＷ、Ｖ、Ｇｏなどの合金元素を添加し
、ロール胴部表層を焼入れして硬くしている。

上記の鍛鋼ロール以外に、析出炭化物で耐摩耗性を持た
せたＮｉグレン鋳鉄ロールや旧−〇ｒ鋳鉄ロールが使用
されることもある。

最近普及しつつあるクロムめっきは、上記のような通常
使用されているロールに施すことが多く、クロムめっき
ロール用としてロールそのものの材質や硬度を検討する
には到っていない。

これらの従来から使用されているロールは、特にクロム
めっきを施す場合に、下記のような難点がある。

まず、鍛鋼焼入れロールは合金元素の添加が多く、しか
も焼入れ時の焼割れ防止のために清浄度の良い鋼を使用
する必要もあって、非常に高価である。これにクロムめ
っきを施す場合には、更に問題がある。即ち、クロムめ
っき皮膜の密着性を上げるために、めっきの前処理とし
て電解エツチングを行うことがあるが、そのとき合金成
分が多く高硬度の鍛鋼ロールは水素脆性をおこしやすい
。

これを防ぐにはめっき処理の後に脱水素のためのベーキ
ング処理（例えば、２００°ＣＸ１ｈｒの加熱）という
余分の工程を必要とする。

鋳鉄ロールの場合は、ロール表面の組織上の理由から、
クロムめっきの密着性はａ網ロールよりも一層劣る。即
ち、鋳鉄ロールは、黒鉛および炭化物の分散した組織で
あるから、上記のエツチングにより炭化物が分解してス
マット　（遊離黒鉛）となって表面を覆うため、めっき
皮膜の密着性が低下し、ロール寿命の延長が期待できな
い。

溝付ロールなどの成形ロールでは、溝が浅い場合は焼入
れロールを表面加工して溝を付けるが、溝が深いものは
焼入れ前の柔らかい母材段階でロール加工してその後焼
入れする。前者では、硬い表面の加工が難しく、後者で
は焼割れや加熱時のスケール発生などの問題がある。

（発明が解決しようとする課題）本発明の目的は、上述した従来の冷間圧延用ロールの問
題点、特に、表面にクロムめっきを施して使用するロー
ルの問題点を解決し、素材そのものが安価で、しかもめ
っき処理性に優れ、長期間の使用に耐えるクロムめっき
ロールを提供することにある。

（課題を解決するための手段）本発明者は、冷間圧延用ロールとしての耐摩耗性は主と
して表面のクロムめっき皮膜で改善するという前提のも
とに、ロール材質を改善して、上記の目的を達成した。

本発明の要旨は、下記の■と■にある。

■　表面の硬さがショアー硬度（Ｈｓ）で６０〜８５の
鍛鋼または鋳鋼製のロールにクロムめっきを施した冷間
圧延用クロムめっきロール。

■　上記の鍛鋼または鋳鋼ロールが、重量％で０．１〜
１．２％（７）Ｃ，０，１５〜０．８０％のＳｔ、　０
．３０〜１．７０％のＭｎ、１．５％以下のＣｒを含み
、残部がＦｅおよび不可避の不純物から成る組成を有す
る冷間圧延用クロムめっきロール。

本発明において、めっきを施すロール（以下、ロール母
材という）として鋳鋼または鍛鋼を選ぶのは、クロムめ
っき皮膜の密着性の点からである。

第１表は、第１図に示すような試験方法（クロムめっき
ロールを、５４５Ｃ製、Ｈｓ４Ｑのロールと組み合わせ
て転勤）で、ロール母材を変えてめっき皮膜の密着性を
評価した結果である。なお、クロムめっキハ、ロール母
材表面をアルカリ液で脱脂してからクロムめっき液中で
ロールを陽掻として電解処理し、その後ロール母材を陰
極として下記の条件で施した。めっき厚はｌＯμ−であ
る。

クロムめっき液組成：Ｃｒｙｓ　２３０ｇ／　ｌ、ＨｔＳＯａ　２．２　ｇ／
　１液温ｉ　　５０　　℃ 電解処理条件：２５＾／ｄ■２×４分クロムめっき条件：　　３０　　Ａ／ｄｍ”　Ｘ　２５
分第１表第１表に示されるとおり、鋳鋼と鍛鋼のロールのめっき
皮膜密着性が、鋳鉄に較べて井常に優れている。

次に、ロール母材の表面硬度について述べる。

従来、圧延用ロールは、耐摩耗性を上げるためにＨｓ９
０以上の表面硬度をもたせるのが常識である。

しかし、クロムめっきロールでは、めっき皮膜がＨｖｌ
ＯＯＱというような高い硬度をもち、これが耐摩耗性改
善に寄与するから、ロール母材そのものはさほど高い硬
度を要しない、即ち、ロール母材は、圧延面圧に耐える
だけの硬さをもっていればよく、むしろクロムめっき皮
膜との密着性が重要である、というのが本発明者の認識
である。

第２図は、ロール母材の硬度とロール面圧をかえて、第
１図の試験方法で５　Ｘ　１０’転勤後のロール面の凹
み（塑性流動）の発生状況をみたものである。

〔試験条件〕

ロール母材：０．８％Ｃ−０，３％５ｔ−０，４％Ｍｎ
　　ｆｉｍ（焼戻し温度によって硬度Ｈｓ４０〜８０に
調整）クロムめっき；アルカリ脱脂し、クロムめっき液
中で電解処理した後、ｌＯμ閣厚にめっき第２図に示す
ように、ロール母材硬度がＨｓ６０以上であれば、面圧
８０ｋｇｆ／■−２以上でも凹みの発生はなく、通常の
冷間圧延には何ら支障はない、−方、硬度が高い方が、
当然のことながら高い面圧に耐えられる。しかし、硬度
を高くするためには、焼入れ性改善の合金元素の添加が
必要になり、また、苛酷な熱処理も必要になるから、ロ
ール価格の上昇と焼割れ等の問題をひきおこし、溝付ロ
ールなどでは加工が難しくなるなどの弊害がある。

圧延用ロールは、摩耗や肌荒れが生じると胴部を研削し
て再使用するのであるが、初経から廃却までのいわゆる
有効径の範囲でＨｓ６０以上を確保しておけばよく、焼
入れ深度を考慮すれば表面硬度はＨｓ８５までで充分で
ある。

ロール母材の鋼種は、上記の表面硬度が確保されるもの
であればできるだけ安価なものがよい。

合金成分の添加も最小限度に抑える。望ましいのは、０
．１〜１．２％のＣ，０，１５〜０．８０％のＳｉ、　
０．３０〜１２７０％のＭｎ、１．５％以下のＣｒを含
み、残部がＦｅおよび不可避の不純物から成る鋳鋼また
は１２ｍである。

上記の組成の中、Ｃは焼入れ性を確保して所望の硬度を
得るために０．１％以上とするが、１．２％を超えると
靭性が低下し焼入れ性もかえって悪くなるので上限を１
．２％にしている。Ｓｉは脱酸成分であるとともに、焼
入れ性向上にも役立つ、但し、多量に存在すると靭性低
下を招くので０．１５〜０．４０％が適正含有量である
。　Ｍｎは脱酸、脱硫成分として必要で、また焼入れ性
改善元素として強度、靭性の向上に役立つ、この効果を
得るために０．３０％以上を要する。しかし、１．７０
％を超えて含有させても効果の増加割合が小さく、コス
トを上げるだけになる。　Ｃｒは焼入れ向上に顕著な効
果がある。

しかし多量の添加は、安価なロールを提供しようという
本発明の目的に反するから、せいぜい１．５％までに止
める。１．５％を超える含有量では、靭性低下のおそれ
もある。

本発明のロールの製造方法は次のとおりである。

まずロール母材の製造方法は、従来のロールの製法でよ
い、即ち、例えば電気炉で溶解し成分調整して、鋳鋼の
場合は所定形状に鋳造し熱処理して硬度を調整する。鍛
鋼の場合は、造塊し鍛造して熱処理する。

クロムめっきは、これまでにも例示したように、脱脂し
て電解エツチング（クロムめっき液中でロールを陽極と
して゛電解処理）をしてからめっきを施すのが望ましい
。

（実施例１）黒皮鋼板圧延のスキンバスミルのロールとして、第２表
に示す５種類のロールを作製した。

第２表ロールのサイズは６３０■−φＸ　１９５０閣！である
。

このロールを第３表の条件で処理して厚さ１０μ−５表
面硬度Ｈｖ１０００のクロムめっきを施した。

（以下、余白）第３表こうして製造したロールをスキンバスミルに組み込んで
黒皮鋼板（ＪＩＳ　５ＰＨＣ，板厚３．０　ｍｍ）の圧
延に供し、めっき層の摩耗、剥離等によってロール寿命
が尽きる（交換、補修が必要になる）までの圧延量を調
べた。その結果を第２表中に示す。

この結果から、クロムめっきｆｆｉ鋼ロールの耐久性が
極めて優れていることがわかる。

（実施例２）焼鈍鋼板のテンパーミル用ロールとして、第４表のロー
ル（サイズ７００ｍ５φｘ　１７３０ｍｍ　ｌ　）を製
作した。めっき条件は第３表に示したと同しである。

第４表上記のロールを使用して、ＪＩＳ　５ＰＣＣの焼鈍ずみ
冷延鋼板の調質圧延を行った。ロール補修までに圧延で
きたｔｌｌ板量を第４表中に示す。

第４表の高合金ａ鋼ロールは、従来から使用されている
ものである。これにクロムめっきを施すことによって、
ロール寿命は大きく向上するが、そのためには、ベーキ
ング処理（ここでは、２００”ＣＸ２ｈｒの加熱）が必
要である。これに対して、本発明の低合金鍛鋼ロールは
、ベーキング処理なしで同等の寿命を得ている。含有さ
れる合金成分を見ても本発明のロールが安価であること
が明らかである。

（実施例３）黒皮鋼板の溝成形用ロールとして、第５表のロール（サ
イズ５５０ａ＋ｓφＸ　１３００ｓｕ＋　１　）を製作
した。

めっき条件は第３表に示したと同じである。

第５表上記のロールは、母材熱処理後に切削バイトにより表面
が加工され深さ１ＯＩＩＩＩＩの波型溝形状を有してい
る。母材を低合金鋳鋼にすれば、この表面加工が容易で
ある。上記のロールを使用して、ＪＩＳＳＰＨＣの黒皮
鋼板の成形圧延を行った。ロール補修までに圧延できた
鋼板の量を第５表に併記する。

第４表の結果と同じく、従来から使用されている高合金
鍛鋼ロールもクロムめっきすることによって寿命が向上
する。しかし、めっき剥離によるロール替えのために、
圧延量は１０００トツに止まっている。これに対して、
本発明の低合金鋳鋼ロールにクロムめっきを施したもの
は、めっき密着性がよくロール寿命が大幅に向上してい
る。

（発明の効果）実施例からも明らかなように、本発明は、従来の高価な
高合金鋼や合金鋳鉄を使用しないで、これらと同等以上
の寿命をもつ冷間圧延用のロールを提供するものである
。

本発明のロールは、母材が必要以上に硬くないから、溝
成形ロールにする加工も容易である。そして、密着性の
よいクロムめっきが施されていることによって、耐摩耗
性および耐肌荒れ性が、従来のクロムめっきロールより
優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図はクロムめっきロールの寿命を調べる転勤試験の
概念図、第２図はロール母材の表面硬度とロール面圧がクロムめ
っきロールの凹みに与える影響を調べた結果を示す図、
である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）表面の硬さがショアー硬度（Ｈｓ）で６０〜８５
の鍛鋼または鋳鋼製のロールにクロムめっきを施した冷
間圧延用クロムめっきロール。
（２）クロムめっきを施すロールが、重量％で０．１〜
１．２％のＣ、０．１５〜０．８０％のＳｉ、０．３０
〜１．７０％のＭｎ、１．５％以下のＣｒを含み、残部
がＦｅおよび不可避の不純物から成る鍛鋼または鋳鋼ロ
ールである特許請求の範囲第１項記載の冷間圧延用クロ
ムめっきロール。