JPH0143710B2 - - Google Patents

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JPH0143710B2
JPH0143710B2 JP59046031A JP4603184A JPH0143710B2 JP H0143710 B2 JPH0143710 B2 JP H0143710B2 JP 59046031 A JP59046031 A JP 59046031A JP 4603184 A JP4603184 A JP 4603184A JP H0143710 B2 JPH0143710 B2 JP H0143710B2
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JP
Japan
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temperature
roll
chromium carbide
resistance
sintered body
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JP59046031A
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English (en)
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JPS60191059A (ja
Inventor
Hisashi Hiraishi
Yoshiaki Yamagami
Mitsuhiko Furukawa
Takashi Kitahira
Hidemoto Takezaki
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 TETSUKO KK
NIPPON TANGUSUTEN KK
Original Assignee
KUBOTA TETSUKO KK
NIPPON TANGUSUTEN KK
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  • Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 本発明は加熱炉、熱処理炉等に付設される高温
鋼材搬送用炉外ロールに関する。 〔従来の技術〕 加熱炉や熱処理炉から導出される高温赤熱状態
の鋼材を次工程に送給するための炉の出側に配設
されている鋼材搬送ロールは、その胴部上側に担
持される鋼材の静的・動的荷重に耐える常温およ
び高温強度や衝撃特性と共に、摩耗抵抗性や耐酸
化性等を有し、かつ鋼材表面スケールとの反応性
の少ないことが必要である。 従来よりその搬送ロールとしてロール胴部を各
種耐熱合金で形成したものが使用されたきた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、従来の耐熱合金製搬送ロール
は、高温での強度や耐摩耗性、耐酸化性、反応抵
抗性等の点で十分なものとはいえない。 近時は、上記搬送ロールの耐久性の向上、ロー
ルメンテナンスの軽減、鋼材表面品質の改善、搬
送操業の安定化等を図るべく、セラミツク材料を
ロール胴部材料として利用することも提案されて
いるが、これまでのところ、高温鋼材搬送ロール
として望まれる前記諸特性を備えたセラミツク材
料は見当たらない。 本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、
セラミツクの成分組成の工夫により前記諸特性を
兼備させたロール胴部を有する高温鋼材搬送用炉
外ロールを提供する。 〔問題点を解決するための手段および作用〕 本発明の高温鋼材搬送用炉外ロール(以下、
「高温鋼材搬送ロール」)は、Cr3C2、Cr7C2およ
びCr4C炭化クロムの1種または2種以上の混合
物の焼結体であつて、対理論密度98.0%以上、
HRA硬さ(常温)91.5以上、抗折力強度(常温)
50Kg/mm2以上、高温シヤルピー衝撃値(無ノツ
チ、950℃)21Kg・cm/cm2以上、および高温圧縮
強度(1300℃)3.0Kg/mm2以上である炭化クロム
系セラミツクからなるロール胴部を有することを
特徴としている。 本発明の高温鋼材搬送ロールの胴部は、所望に
より炭化チタン(TiC)、酸化チタン(TiO2)、
酸化ジルコニウム(ZrO2)、ニツケル−燐(Ni−
P)合金から選ばれるいずれか1種または2種以
上が混合された焼結体である炭化クロム系セラミ
ツクを以て構成される。 本発明の高温鋼材搬送ロールの胴部の主構成分
であるCr3C2、Cr7C2、およびCr4Cの各炭化クロ
ムは、ニユーセラミツクのなかでも、他の酸化
物、窒化物、炭化物などと異なり、前記の諸特性
を具備し、かつ導電性が良好でワイヤカツトや放
電加工等における加工性にすぐれた焼結体を形成
する。その焼結体は、酸性またはアルカリ性腐食
液に対するすぐれて安定した腐食抵抗性をも有し
ている。 なお、2種以上の炭化クロムを構成分とする場
合の各炭化クロムの配合比には特別の制限はな
い。 本発明の高温鋼材搬送用ロールの胴部である炭
化クロム系セラミツクの焼結体が1種または2種
以上の炭化クロムと、TiC、TiO2、ZrO2または
Ni−Pから選ばれる1種または2種以上の添加
物との混合物の焼結体である場合の該添加物の配
合量は、0.2〜10重量%である。これらの添加物
が混合されることにより、ロール胴部として必要
な焼結体の特性、ことに抗折力強度、耐衝撃性、
耐摩耗性等の向上をみる。上記添加物の配合量の
下限を0.2重量%とするのは、それより少いと、
添加効果が不足するからであり、一方10重量%
(2種以上複合使用の場合は合計量)を上限とす
るのは、それをこえて添加しても効果の増加が少
く、そればかりか主構成分である炭化クロムの特
徴が弱まるからである。 本発明に使用される炭化クロムや添加物などの
原料粉末は99%以上の高純度を有するものが好ま
しい。原料粉末に含まれる不純物は焼結過程で蒸
発して気孔の生成とそれに伴う強度低下の原因と
なり、あるいは低融点液相を形成して耐酸腐食
性、耐アルカリ腐食性などの特性を低下させるか
らである。また、原料粉末は、焼成上、表面張力
が大なる程有利であり、この点から粒径5μm以
下の微細粉末が好ましい。 本発明の搬送ロールの胴部をなす焼結体は、炭
化クロム粉末、または炭化クロム粉末を主構成分
として前記添加物の粉末が適量配合された原料粉
末を混練調整し、必要に応じ適当な成形助剤、焼
結助剤を適量配合し、更に必要ならば常法により
適当な粒径に造粒したのち焼結工程を経て製造さ
れる。焼結方法は、一般に使用される雰囲気焼結
法でもよいが、得られる焼結体の緻密性、諸特性
の向上の点から、好ましくはホツトプレス法や熱
間静水圧焼結法などの熱間加圧焼結法により行な
われる。ホツトプレス法による場合は、加圧力50
〜350Kgf/cm2、焼結温度1350〜1550℃、熱間静
水圧焼結法では加圧力500Kgf/cm2以上、温度
1500℃以下(通常、1400〜1500℃)で焼成を行う
のが好ましい。 こうして得られる焼結体は、対論理密度98%以
上と極めて緻密で、殆んど気孔がなく、粒径も微
細であり、ヤング率、剪断弾性係数、破壊率など
にすぐれるとともに、前記諸特性を兼備する。 〔実施例〕 本発明の高温鋼材搬送用炉外ロールの胴部をな
す焼結体の諸性能について実施例により具体的に
説明する。 〔〕 焼結体の製造 Cr3C2、Cr7C2、Cr4Cの各炭化クロム粉末
(純度99.9%)、および各種添加物粉末(純度
99.9%)を第1表に示す割合(重量%)で配合
し、ボールミル混合機により湿式混合粉砕した
のち、充分に乾燥して焼結原料とする。これを
黒鉛型(開口断面50mm×50mm、高さ60mm)内に
充填し、高周波コイルに挿入して、温度1400
℃、加圧力200Kgf/cm2で60分間保持すること
により焼結を完了する。ついで加圧力を解除し
放冷して供試焼結品(50mm×50mm×5.5mm)を
得た。 表中、試番1〜8、10、11、13、14、16、
17、19〜26は本発明例、試番9、12、15および
18、27は原料粉末配合量が本発明の規定から逸
脱する比較例、試番28〜34は従来例である。 〔〕 対論理密度、粒度、抗折力強度、耐衝撃
性、硬度、耐摩耗性および加工性 各供試焼結品をダイヤモンド砥石で切断後、
研削して試験片を調製し(但し、加工性試験で
は、切断・研削加工せず、そのまま使用)、標
記各特性を測定して第2表に示す結果を得た。
なお、抗折力強度は常温から約1200℃の高温度
に亘る広い温度範囲において殆ど変化がないの
で、常温での測定値を高温使用環境における抗
折力強度とみなすことができる。また、硬度
は、使用温度の上昇と共に低下するが、常温に
おける硬度に基づいて高温での硬度・耐摩耗性
を評価することができる。 但し、加工性および耐摩耗性の試験要領は次
のとおりである。 (イ) 加工性試験: ワイヤカツト試験機(ジヤパツクスLD−
500)によるワイヤカツト性を評価。 黄銅線(線径0.2mm)を電極とし、焼結体
を水冷しつつ切断する。そのワイヤカツト後
の焼結体切断面周辺にマイクロクラツクや切
断面の荒れが生じ、あるいは熱による変質層
が厚く生じているものは加工性不良(表中、
×印)、そうでないものは加工性良好(〇印)
と評価した。なお、ワイヤカツト試験のほか
に、放電加工試験による加工性を評価した
が、その結果はワイヤカツト試験のそれと同
様であつた。 (ロ) 耐摩耗性試験: 焼結品をダイヤモンド砥石で切断して10mm
×10mm×5mmの板を得、その10mm×10mmの面
をダイヤモンド砥石(No.200)で研削して試
片とする。その研削面に対し、サンドブラス
ト機のノズル(口径8mm)から空気圧5Kg/
cm2で砥粒(メテコライトC、No.40)を噴射
(噴射距離50mm)する。表中、「耐摩耗性」欄
の数値は、焼結体試片の摩損による重量減少
量を示す。その測定値は、常温における値で
あり高温域における値と異なるが、これを高
温域での耐摩耗性の良否の評価指標とするこ
とができる。 〔〕 高温特性 第3表に耐酸化性、高温靭性、高温圧縮強
度、および耐スケール性の各試験結果を示す。
それぞれの試験要領は次のとおりである。 (イ) 耐酸化性: 試片(焼結品のまま)を1300℃の大気雰囲
気中に1時間放置した後、表面の酸化ロスに
よる単位面積当りの重量減少量を測定する。
表中の数値(重量減少量)の少い程、耐酸化
性が良い。 (ロ) 高温靭性: 焼結品から調製した試片(10mm×10mm×50
mm)を大気中、950℃に加熱保持してシヤル
ピー衝撃試験を行つた(但し、ノツチなし)。 (ハ) 高温圧縮性: 焼結品から調製した試片(5mm×5mm×5
mm)を真空中、1300℃に保持し、0.1mm/分
の加速速度で加圧し、圧縮変形開始時の荷重
を求めた。 (ニ) 耐スケール反応性: 焼結品から調製した試片(試験面々積5mm
×5mm)を相手材(SC46材)に5.5Kgf/cm2
の荷重で押圧接触させ、大気中、1300℃で5
時間保持したのち、試片を相手材から引離
す。表中の数値は、試片引離し後の相手材の
体積である。 耐スケール反応性は、スケールとの融着反
応に対する抵抗性であるから、試片を相手材
から引離したときの相手材のスケールの剥離
量が少い程、従つて相手材の体積減少量が少
い程、焼結体の耐スケール反応性が良いと評
価される。 〔〕 耐酸腐食性および耐アルカリ腐食性 焼結品から調製した棒状試片(直径5mm×長
さ50mm)を、酸性またはアルカリ性腐食試験液
中に先端から30mmの長さまで浸漬して室温で24
時間放置したのち、腐食による試片の重量減を
化学天秤にて精秤する。その重量減少量にもと
づき、各焼結品の耐食性を次のA〜Eの5段階
で評価した結果を第4表に示す。 評点 腐食量 A:0.1g/m2・hr未満(完全に耐える) B:0.1〜1.0g/m2・hr(充分に耐える) C:1.0〜3.0g/m2・hr(かなり耐える) D:3.0〜10.0g/m2・hr(わずかに耐える) E:10g/m2・hr以上(耐えない)
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
〔発明の効果〕
本発明の高温鋼材搬送用炉外ロールは、赤熱さ
れたしかも重量物である鋼材を担持する胴部が、
強度、衝撃特性、耐熱性、耐摩耗性、耐酸化性お
よび耐スケール性等の諸特性にすぐれたセラミツ
ク焼結体で構成されているので、従来の搬送ロー
ルに比べて、耐用寿命の大幅な向上、ロールメン
テナンスの軽減、および鋼材表面品質の向上安定
化等の効果が得られる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 Cr3C2、Cr7C2、およびCr4C炭化クロムの1
    種または2種以上の混合物の焼結体であつて、対
    理論密度98.0%以上、HRA硬さ(常温)91.5以
    上、抗折力強度(常温)50Kg/mm2以上、高温シヤ
    ルピー衝撃値(無ノツチ、950℃)21Kg・cm/cm2
    以上、および高温圧縮強度(1300℃)3.0Kg/mm2
    以上である炭化クロム系セラミツクからなるロー
    ル胴部を有していることを特徴とする高温鋼材搬
    送用炉外ロール。 2 炭化クロム系セラミツクは、TiC、TiO2
    ZrO2およびNi−P合金から選ばれる1種または
    2種以上が0.2〜10重量%混合されている焼結体
    である上記第1項に記載の高温鋼材搬送用炉外ロ
    ール。
JP59046031A 1984-03-10 1984-03-10 高温鋼材搬送用炉外ロール Granted JPS60191059A (ja)

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JP2779190B2 (ja) * 1988-12-19 1998-07-23 ヤマハ発動機株式会社 自動二輪車の冷却装置

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