JPH0148339B2 - - Google Patents

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JPH0148339B2
JPH0148339B2 JP13887584A JP13887584A JPH0148339B2 JP H0148339 B2 JPH0148339 B2 JP H0148339B2 JP 13887584 A JP13887584 A JP 13887584A JP 13887584 A JP13887584 A JP 13887584A JP H0148339 B2 JPH0148339 B2 JP H0148339B2
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JP
Japan
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belt
less
manufacturing
treatment
conveyor belt
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JP13887584A
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Kazuo Hoshino
Sadao Hirotsu
Masahiro Nishimura
Teruyoshi Iida
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Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Original Assignee
Nisshin Steel Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nisshin Steel Co Ltd filed Critical Nisshin Steel Co Ltd
Priority to JP13887584A priority Critical patent/JPS6036623A/en
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Publication of JPH0148339B2 publication Critical patent/JPH0148339B2/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/50Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for welded joints
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length

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  • Materials Engineering (AREA)
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  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明はベルトコンベアーのエンドレスベルト
の製造法に係り、詳しくは、従来のステンレス鋼
製のコンベアーベルトでは達し得なかつた高い強
度と硬度並びに疲労強度を有するように改善した
溶接継手のステンレス鋼製のコンベアーベルトの
製造法に関する。 ステンレス鋼製のコンベアーベルトは、耐蝕
性、耐熱性、耐油性、耐摩耗性その他の優れた性
質を有することから、一般の物の搬送はもとよ
り、オーブンコンベアー、冷凍コンベアー、プレ
スコンベアー、カレンダーコンベアー等の、物の
熱処理や加工を伴うコンベアーのベルトとして、
食加工業、一般化学工業、機械工業、電気工業そ
の他の分野で広く使用されている。 どのような用途に使用されようとも、このステ
ンレス鋼製のコンベアーベルトはヘツドドラムと
テールドラムの間または駆動プーリー(ドライブ
エンドプーリー)とテンシヨンプーリーの間等の
ローラー間にエンドレスに張力をもつて張り渡さ
れる。このため、ステンレス鋼板または鋼帯の端
部を強力に接合してエンドレスに形成することが
必要である。この接合は、リベツトによる接合と
溶接による接合が知られている。リベツト接合は
ベルトの表面平坦度が損なわれ、また周回による
くり返し応力付与によつて応力集中が生じる問題
があるので、でき得れば溶接による接合が望まし
い。 従来知られているステンレス鋼製のコンベアー
ベルトは、SUS301またはSUS304などのオース
テナイト系ステンレス鋼を使用し、これを冷間圧
延によつて硬化させた加工硬化型ステンレス鋼
か、または同一出願人に係る特公昭51−31085号
公報記載のマルテンサイト系ステンレス鋼から製
造したベルトに代表される。 前者の加工硬化型ステンレス鋼のベルトは、溶
接継手によつては高強度のベルトに形成できな
い。溶接によつてエンドレスに接合すると、その
溶接部は入熱によつて軟化し素材強度よりも強度
が低下するからである。またこのベルトはオーブ
ンコンベアー等の加熱冷却サイクルを経るような
コンベアーに適用すると、形状変化を起こす。こ
れは、このベルトの鋼の組織が加工誘起マルテン
サイト相とオーステナイト相との2相組織である
ことによる。このことはまた、このベルトの蛇行
を防止するためにベルト裏面にゴムベルトを加熱
圧着する公知の処理を困難にする。この処理の加
熱時にベルトが波形に変形するからである。さら
に、このベルトは、溶接を回避しリベツト接合し
ても、引張強さが高々110Kg/mm2、硬さが350Hv
程度であり、コンベアーの設計に制約を受けその
用途に限界がある。 後者の特公昭51−31085号公報記載のマルテン
サイト系ステンレス鋼からなるベルトは、溶接継
手を採用してもその溶接部強度は素材強度と実質
上変わらないので素材強度のままの強度を有する
溶接継手のエンドレスベルトとなるし、加熱冷却
による変形も実質上生じないので、前者のような
問題を回避することができる。このベルトの鋼の
化学成分値は、C;0.03〜0.06wt.%、Si;0.5〜
1.0wt.%、N;0.03wt.%以下、Ni;3〜10wt.
%、Cr;10〜18wt.%、そして好ましくはTi;
(Cwt.%+Nwt.%)×5〜16、である。だが、こ
のベルトも、先のベルトと同様に、引張強さが
高々110Kg/mm2、硬さが380Hv程度である。した
がつて、このコンベアーベルトも、このような機
械的性質を許容範囲とするコンベアーベルトにし
か適用することができない。 本発明の目的は、前記のような従来公知のステ
ンレス鋼製のコンベアーベルトの適用限界を打破
することである。 本発明の他の目的は、溶接継手によつてエンド
レスに形成したコンベアーベルトの溶接部の強度
や硬さが非溶接部のそれらよりも低下する程度が
低く、実質上非溶接部のそれらと同等であり、し
たがつて、溶接部および非溶接部とも従来のステ
ンレス鋼製のコンベアーベルトに比で、高い強度
と硬さを有し、かつ優れた疲労強度とその他のス
テンレス鋼としての有益な諸性質を具備した溶接
継手のエンドレスコンベアーベルトを得ること、
更にはこれを製造性よく製造することである。 本発明に従うステンレス鋼製のエンドレスコン
ベアーベルトの製造法は、 0.07wt.%以下のC、0.03wt.%以下のN、0.5〜
2.5wt.%のSi、4.0wt.%以下のMn、5.0〜9.0wt.%
のNi、12.0〜17.0wt.%のCr、0.5〜2.5wt.%の
Cu、0.2〜1.0wt.%のTi、1.0wt.%以下のAl、た
だし、 下式に従うA値が41.0未満、 A=17×(Cwt.%/Tiwt.%)+0.70×(Mnwt.%)+1×(Niw
t.%)+0.60×(Crwt.%)+0.76 ×(Cuwt.%)−0.63×(Alwt.%)+20.871 残部がFeおよび製造上不可避的に混入する不
純物元素からなるステンレス鋼のシートまたはス
トリツプを、このシートまたはストリツプを製造
する工程において溶体化処理しておよび引続き必
要に応じて50%以下の圧延率のもとで調質圧延し
てこの鋼の組織を実質上マルテンサイト相とし、 得られた実質上マルテンサイト組織を有するシ
ートまたはストリツプを所定の大きさに裁断し、 この裁断したシートまたはストリツプの端部を
溶接によつて継ぎ合わせて所定の大きさのエンド
レスベルトを形成し、 得られたエンドレスベルト全体を時効処理する
ことを特徴とする。 本発明法によつて得られるエンドレスベルト
は、その溶接部お非溶接部とも、マルテンサイト
相に前記の合金元素およびこれらの化合物の群か
ら選ばれた一種または二種以上が析出した金属組
織を有し、そして、このエンドレスベルトの溶接
部および非溶接部とも、引張強さが140Kg/mm2
上、硬さが430Hv以上、そして疲労強度が50Kg/
mm2以上である。 更に好ましくは、本発明法によつて得られるエ
ンドレスベルトは、その非溶接部の引張強さが
160Kg/mm2以上で溶接部の引張強さが非溶接部の
それの少なくとも90%以上、非溶接部の硬さが
480Hv以上で溶接部の硬さが非溶接部のそれの少
なくとも90%以上、そして非溶接部の疲労強度が
57Kg/mm2以上で溶接部の疲労強度が非溶接部のそ
れの少なくとも90%以上である。 本発明に従うステンレス鋼製のコンベアーベル
トは、既知の公知のコンベアーベルトにおける引
張強さが最大110Kg/mm2、硬さが最大380Hv程度
であることと比較すると、驚くべき高い性能を有
することが理解されよう。しかもこの性能はリベ
ツト接合ではなく、溶接継手によつて達成され
る。コンベアーベルトに望まれる他の性質例えば
耐力その他の性質についても本発明に従うコンベ
アーベルトは後記実施例に示すように十分満足す
べきである。 本発明のエンドレスコンベアーベルトの製造法
をより具体的に説明すると、 まず鋼の溶接工程において、 0.07wt.%以下のC、0.03wt.%以下のN、0.5〜
2.5wt.%のSi、4.0wt.%以下のMn、5.0〜9.0wt.%
のNi、12.0〜17.0wt.%のCr、0.5〜2.5wt.%の
Cu、0.2〜1.0wt.%のTi、1.0wt.%以下のAl、た
だし、 下式に従うA値が41.0未満、 A=17×(Cwt.%/Tiwt.%)+0.70×(Mnwt.%)+1×(Niw
t.%)+0.60×(Crwt.%)+0.76 ×(Cuwt.%)−0.63×(Alwt.%)+20.871 を含む成分組成の鋼に調整し、 この鋼を通常の鋼板または鋼帯の製造ラインで
所定の鋼板または鋼帯とするが、その最終工程に
おいてこの鋼板または鋼帯を溶体化処理してこの
鋼の組織を実質上マルテンサイト組織とし、 そのさいこの溶体化処理によつてもオーステナ
イト相が残留する場合には、さらにこの鋼板また
は鋼帯を冷間圧延率が50%以下での調質圧延(冷
間圧延)してこの相を加工誘起マルテンサイト相
に変態せしめ、 得られた実質的にマルテンサイト組織の鋼板ま
たは鋼帯を裁断して所定の長尺寸法を有するベル
ト片とし、 ベルト片の端部を溶接によつて継ぎ合わせて所
定形状および大きさのエンドレスベルトを形成
し、 得られたエンドレスベルトを全体的に時効処理
する、 という諸工程を経て有利に製造できる。 変法としては、溶体化処理および必要に応じて
さらに冷間圧延したマルテンサイト組織の鋼板ま
たは鋼帯、もしくはこれを裁断したベルト片を時
効処理してもよい。この場合、溶接後において
は、溶接部を時効処理に付するようにする。 これらのプロセスにおいて、溶体化処理は冷間
圧延後の焼鈍処理で兼用させることができ、その
溶体化温度は900〜1050℃の温度範囲であること
ができる。この温度から常温まで冷却は空冷また
は水冷でよい。時効処理は425〜550℃好ましくは
450〜525℃の温度範囲に10〜300分、好ましくは
10〜60分保持する処理であることが好ましい。溶
接後の時効処理の場合には、溶接部を例えばハン
マー等で打ちたたく加工を施してから時効処理に
付すとよい。このハンマー加工に代えて、−20℃
以下に30分程度冷却するサブゼロ処理を行つても
よいし、このサブゼロ処理後さらにハンマー加工
する処理を付加してもよい。 なお、鋼板または鋼帯を製造する工程におい
て、溶体化処理(焼鈍処理)後に調質圧延を行う
態様の場合には、調質圧延時の圧下率は、これが
50%を越えると、コンベアーベルトの靭性を劣化
させる原因となるので、これを50%以下とするの
が好ましい。この調質圧延を行う場合には焼鈍ま
まのものよりも、一般に高強度を有することにな
るので、一層高い引張強さのコンベアーベルトを
得る場合には有益な処法である。 ベルト片を溶接するための突き合わせ溶接法
は、当業者が公知の方法例えば電気溶接法、ガス
溶接法その他の適当な方法によつて行うことがで
きる。 本発明のコンベアーベルトは、例えば第1〜6
図に示すような各種のコンベアーまたは物品の処
理または加工装置に好適である。図示のいづれの
例においても、本発明に従うコンベアーベルト1
は、駆動プーリー2とテンシヨンプーリー3との
間にエンドレスに張り渡され、テンシヨンプーリ
ー3に取付けられた緊張装置例えばスプリングテ
ンシヨン装置、グラビテイウエイト装置または空
気圧もしくは油圧によるテンシヨン装置の調節に
よつて、駆動プーリー2とこのテンシヨンプーリ
ー3との相対距離を伸縮させ、これによつてコン
ベアーベルトに加わる張力が調整される。第1図
のコンベアーは、走行距離が長く変曲部を有し
て、高い張力のもとでコンベアーベルト1を張り
渡すことが必要な例を示す。第2図は上下2組の
コンベアーベルトの間に被処理物を通過させ、上
下のベルトによる挾圧と加熱によつて被処理物を
成形加工すると同時にその表面のつや出しを行う
カレンダー装置を示す。そのさい、挾圧はキヤリ
ヤローラー4によつて付与され、加熱は加熱手段
5によつて行われる。この第2図の装置は、合板
の製造、合成樹脂の圧延または整形、タイルや耐
火ボードの製造等に有益である。第3図は高重量
または鋭角形状の金属部品6などを搬送するため
のコンベアーを示す。第4図は、炉7を走行路に
備えたコンベアーを示す。第5図は液体槽8を走
行路に備えたコンベアーを示す。この液体槽8は
化学薬品液または冷却水などである。第6図は熱
風供給手段9を備えたコンベアーを示す。この第
6図の場合は、本発明に従うコンベアーベルト1
に多数の孔を穿ち、この孔から熱風が被処理物に
直接触れるようにすることができる。 これら図示のコンベアーまたは物品の処理加工
装置は本発明のコンベアーベルトが好適に適用で
きる例を示したものであるが、これらのほかに、
本発明のコンベアーベルトが有する耐熱性、耐蝕
性、表面美麗さというステンレス鋼本来の性質と
従来のステンレス鋼ベルトには見られない高い引
張強さと硬さを利用して各種の適用例が考えられ
る。例えば自動車の走行試験用振動付与装置、動
く歩道、ベルト・フレーカー(Belt Flaker)な
どがあげられる。 以上のように適用される本発明のコンベアーベ
ルトは、このベルト金属のステンレス鋼が前記の
ような特定の化学成分値を有し、かつこのベルト
の非溶接部と溶接部とが実質上等しい特別な金属
組織を有している点に特徴がある。本発明に従う
コンベアーベルトのステンレス鋼の化学成分値だ
けを採り上げて言えば、本発明者らの数名が特願
昭51−131610号(特開昭53−57114号公報)およ
び特願昭51−131611号(特開昭53−57115号公報)
の明細書に記載したばね用ステンレス鋼の化学成
分値と部分的に類似するところがある。だが、こ
れらの明細書に記載したのは、ばね材料であり、
ばねに要求される諸性質を兼備する新しいステン
レス鋼の発明を開示した。従つて、本発明のコン
ベアーの鋼とは、C値が相違し、かつ本発明では
要件としないところのCr当量/Ni当量やH値を
特定の範囲に限定することが前記のばね材におい
ては必須であつたし、A値も別の式によつて特定
された。ばね材は当業者の通常の知識をもつてす
れば、これを溶接するということはおよそ予想外
である。すなわち、ばね部品が溶接によつて固着
または加工されるという使用の仕方をされること
は、かつて例を見ない。したがつて、前掲のばね
材料の発明においても、その溶接性については全
く考慮しなかつたし、また、それらの明細書にお
いてもこれを言及しなかつた。 本発明に従うコンベアーは、溶接継手を有する
エンドレスベルトであり、前掲のばね材とは異な
り、鋼の化学成分値も溶接を目的として考慮され
ておりかつその金属組織の面でも、溶接部と非溶
接部が同等の組織を有しているものである。しか
も、ステンレス鋼製コンベアーベルトの従来品で
は達し得なかつた諸要求を満たすことを本発明は
目的としてなされた。この目的において本発明の
コンベアーベルトの鋼の化学成分並びにその含有
量は、 0.07wt.%以下のC、0.03wt.%以下のN、0.5〜
2.5wt.%のSi、4.0wt.%以下のMn、5.0〜9.0wt.%
のNi、12.0〜17.0wt.%のCr、0.5〜2.5wt.%の
Cu、0.2〜1.0wt.%のTi、1.0wt.%以下のAl、た
だし、 下式に従うA値が41.0未満、 A=17×(Cwt.%/Tiwt.%)+0.70×(Mnwt.%)+1×(Niwt.
%)+0.60×(Crwt.%)+0.76 ×(Cuwt.%)−0.63×(Alwt.%)+20.871 に特定された。 以下にその特定理由について要説する。 C;0.07%以下について。 Cをあまり高くするとマルテンサイト相の強度
が高くなり鋼板または鋼帯の製造時の圧延等に多
くの労力を要するとともに、溶接時にCの再固溶
により溶接部に多量の残留オーステナイトを存在
させる要因となり、後処理によつて十分なマルテ
ンサイト組織が得られなくなり、コンベアーベル
トとしての十分な溶接継手強度が得られなくな
る。このためCは0.07%以下とした。また、Cを
高くすると析出強化に必要なTiの添加量を増加
させる必要があり、Tiを多量に添加することに
より表面肌を害することになる。さらに溶接時の
溶融金属の流動性を害するとともにTi酸化物の
生成により良好な溶接ビードが得られにくくな
る。このこともCを0.07%以下とした要因の一つ
である。 N;0.03%以下について。 Nは析出強化元素であるTiとの親和力が大で、
高くするとTiNに大きな介在物を形成し、靭性
を低下させる要因となるとともに、これが、使用
中のコンベアーベルトに対し、繰返し曲げ応力に
よる疲労破壊の起点となる。このためNは0.03%
以下とした。 Si;0.5〜2.5%について。 Siは、析出硬化要因の1つの元素で0.5%以下
では効果が小さく、強度の高いコンベアーベルト
としてのの機能を満たすためには逆にTi添加量
を増加させる必要が生じ、Ti添加による弊害を
生ずる。また、Siは溶接時の溶融金属の流動性を
向上させるのに必要であり、0.5%未満では流動
性が低下するため、溶接時に表ビードがアンダー
カツトを生じやすく、溶接強度を低下させる。こ
のため下限を0.5%とした。また、2.5%を越えて
添加しても強度上昇に及ぼす効果が認められない
ので、2.5%までとした。さらにSiを高くすると
δフエライト相の生成を助長し、繰返し曲げ応力
による破断寿命が低下し、コンベアーベルトとし
ての寿命が低下する要因となるとともに、溶接部
にのδフエライト量増加による継手強度の低下を
きたす。このこともSiの上限を2.5%とした一つ
の理由である。 Cr;12.0〜17.0%について。 Crは、ステンレス鋼本来の耐食性を得るため
に少なくとも12.0%以上の量が必要であり、反面
Crの添加量を高くするとδフエライト相が生成
するとともに残留オーステナイトが生じ、実質的
にマルテンサイト組織が得にくくなり、コンベア
ーベルトとしての機能を満足し得なくなるととも
に、溶接部でのδフエライト相の生成量が特に増
加し、溶接部の強度低下につながり本発明の目的
が達成できなくなる。このためCrの最大量は17.0
%までとした。 Ni;5.0〜9.0%について。 Niは強度低下の要因となるδフエライトの生
成を抑制するためにCr量の増加と共にその含有
量を増加させる必要があるが、、Niの増加はMs
温度を下げるためにδフエライト相の生成しない
条件下で低いTiとする必要がある。しかし、あ
まり低くすると析出硬化現象を低下させるためコ
ンベアーベルトとしての強度が得られなくなる。
このため最低5.0%とした。また、あまり高くす
ると、残留オーステナイト相が多量に生成し、実
質的にマルテンサイト組織を得にくくなり、強度
低下をきたし、本発明の目的が達成出来なくな
る。さらに強度の冷間加工を施す必要が生じると
ともに、加工誘起マルテンサイトとオーステナイ
トとの2相組織となり、繰返し加熱冷却の加わる
コンベアーベルトとして使用した場合、ベルト形
状が悪化し、使用に耐えなくなる。このため最大
量を9.0%までとした。 Ti;0.2〜1.0%について。 Tiは、析出硬化を発現する一元素で0.2%未満
ではその効果が小さいので最低0.2%とした。ま
た、1.0%を越える量とすると、表面肌の悪化、
溶接時の溶融金属の流動性あるいは溶接ビード等
に弊害を生ずるとともに靭性が低下する。特に靭
性の低下は、たとえば自動車タイヤ走行テスト等
で用いられる高速運転されるコンベアーベルト等
で長時間使用による疲労亀裂発生後の破断に問題
を生ずる。すなわち切欠靭性が低下することによ
つて亀裂発生と同時にコンベアーベルトが破断す
るという現象が生ずる。このため最大1.0%まで
とした。 Al;1.0%以下について。 AlはTiと同様に析出強化元素として使用する
ことができ、一部を置換し添加することができる
が、靭性との関係から上限を1.0%とした。 Cu;0.5〜2.5%について。 Cuは析出硬化を発現する元素の一つであり、
Si、Ti量によつてその添加量は決定されるが、
0.5%未満ではその効果は小さい。また、2.5%を
越えて添加しても、その添加量の割りに効果が小
さい上に鋼板または鋼帯製造時の熱間加工性を害
するので2.5%以下とした。 Mn;4.0%以下について。 Mnは、Niと同様にδフエライトの抑制に寄与
し、Niの代わりに一部置換することが可能であ
るが、δフエライト相の抑制効果および残留オー
ステナイト相の生成等の成分バランスの点から置
換可能な上限は4.0%までなので、上限を4.0%と
した。 A値;41.0未満について。 C、Ti、Mn、Ni、Cr、CuおよびAlについて
上記範囲で含有させるが、前述の式に従うA値が
41.0未満となるように各成分を調整する。成分値
の定数は本発明に従うコンベアーベルト開発中に
実験室的に確認されたものである。このA値が
41.0以上の場合、後記実施例でも示すように、溶
体化処理状態や溶接後の溶着部、熱影響部に多量
ののオーステナイト相が残留する。溶体化処理状
態での残留オーステナイト相は若干の冷間圧延に
よつて容易にマルテンサイト化し得るが、溶接部
の残留オーステナイト相は工業的規模において容
易にマルテンサイト化し難い面があり、後続する
時効処理によつても十分強化し得ない。このため
コンベアーベルトとして使用中に溶接部から破断
し、ベルト寿命が短くなつて本発明の目的を達成
し得ない。さらにA値が高くなると強度な冷間加
工を施す必要があるとともに、加工誘起マルテン
サイトとオーステナイト相との2相組織となり、
加熱、冷却の繰返えされるコンベアーベルトに変
形をきたしたり、あるいは蛇行を防止するために
ベルト裏面にゴムベルトを加熱圧着して取付ける
際にベルト形状が悪くなる。このため前記の式に
従うA値は41.0未満とする必要がある。 本発明の溶接継手のコンベアーベルトは、その
素材が前記の理由に基づいて特定された成分を特
定量で含有するステンレス鋼によつて構成される
が、その非溶接部および溶接部とも、マルテンサ
イト相に合金元素の金属間化合物が析出して金属
組織を有していることに特徴がある。このような
組織は本発明に従う製造法によつて製造性よく得
られる。 このようにして、本発明によると、従来かつて
その例を見ない高強度の溶接継手のステンレス鋼
のコンベアーベルトが提供される。本発明に従う
コンベアーベルトは、また、半永久的なくり返し
曲げ応力を受けるコンベアーにおいて、十分に信
頼できる疲労強度を有するし、くり返しヒートサ
イクルを受けてもその鋼の組織に実質上の変化を
きたさないから、コンベアーベルトとしての機能
の低下、例えば平坦度の劣化や靭性または剛性の
低下等の問題は生じない。 以下に実施例をもとに本発明を具体的に説明し
よう。 第1表は、試験に用いたコンベアーベルト鋼素
材の化学成分値(重量%)ならびにA値を示す。
第1表において、試料No.N−1〜6は本発明例、
N−7、8は本発明で規定する以外の比較例、M
−1は同一出願人による特公昭51−31085号の成
分範囲内の例、SUS301、SUS304スチールベル
トは市販例である。 第2表に、本発明例および比較例の時効処理前
および時効処理後の機械的性質を示す(製造条件
および処理条件は後に詳述する)。 第3表に、本発明例および比較例の溶接部の機
械的性質を示す(溶接条件は後述する)。 また、第8図には、第7図に示した溶接部位の
本発明例および比較例についての硬さ変化を示
し、第9図〜第12図は、非溶接部と溶接部(ハ
ツチ部)とについての本発明例および比較例の耐
力、引張強さ、ばね限界値、疲労強度をグラフで
示す。
The present invention relates to a method for manufacturing an endless belt for a belt conveyor, and more particularly, the present invention relates to a method for manufacturing an endless belt for a belt conveyor, and more particularly, the present invention relates to a method for manufacturing an endless belt for a belt conveyor. Concerning a method of manufacturing a conveyor belt. Stainless steel conveyor belts have excellent properties such as corrosion resistance, heat resistance, oil resistance, and abrasion resistance, so they are used not only for conveying general objects but also for oven conveyors, frozen conveyors, press conveyors, calendar conveyors, etc. As a conveyor belt that involves heat treatment and processing of objects,
Widely used in food processing industry, general chemical industry, machinery industry, electrical industry and other fields. No matter the application, this stainless steel conveyor belt is continuously tensioned between rollers, such as between the head and tail drums or between the drive end pulley and the tension pulley. passed on. For this reason, it is necessary to form an endless stainless steel plate or steel strip by strongly joining the ends thereof. As for this joining, joining by rivets and joining by welding are known. Since riveting has the problem of impairing the surface flatness of the belt and causing stress concentration due to repeated application of stress through rotation, it is desirable to join by welding if possible. Conventionally known stainless steel conveyor belts are work-hardened stainless steels made of austenitic stainless steel such as SUS301 or SUS304 and hardened by cold rolling, or work-hardened stainless steels made by the same applicant. A typical example is a belt manufactured from martensitic stainless steel described in Japanese Patent Publication No. 51-31085. The former work-hardened stainless steel belt cannot be formed into a high-strength belt by welding joints. This is because when endlessly joined by welding, the welded part becomes soft due to heat input, and the strength becomes lower than the strength of the material. Furthermore, when this belt is applied to a conveyor that undergoes a heating and cooling cycle, such as an oven conveyor, it causes a change in shape. This is because the steel of this belt has a two-phase structure consisting of a deformation-induced martensite phase and an austenite phase. This also makes it difficult to carry out the known process of heat-pressing a rubber belt to the backside of the belt to prevent it from meandering. This is because the belt is deformed into a wave shape during heating during this process. Furthermore, even if this belt is joined by riveting instead of welding, the tensile strength is at most 110Kg/mm 2 and the hardness is 350Hv.
However, the design of the conveyor is restricted and its applications are limited. The latter belt made of martensitic stainless steel described in Japanese Patent Publication No. 51-31085 has the same strength as the material even if a welded joint is used. Since the joint becomes an endless belt and substantially no deformation occurs due to heating and cooling, the former problem can be avoided. The chemical composition values of the steel of this belt are C: 0.03~0.06wt.%, Si: 0.5~
1.0wt.%, N; 0.03wt.% or less, Ni; 3 to 10wt.
%, Cr; 10-18wt.%, and preferably Ti;
(Cwt.%+Nwt.%)×5 to 16. However, like the previous belt, this belt also has a tensile strength of at most 110 Kg/mm 2 and a hardness of about 380 Hv. Therefore, this conveyor belt can only be applied to conveyor belts that have such mechanical properties within an acceptable range. The purpose of the present invention is to overcome the application limits of the previously known stainless steel conveyor belts as described above. Another object of the present invention is that the strength and hardness of the welded part of a conveyor belt formed endlessly by welded joints are lower than those of the non-welded part, and are substantially equivalent to those of the non-welded part. Therefore, both welded and non-welded parts have higher strength and hardness than conventional stainless steel conveyor belts, and also have excellent fatigue strength and other useful properties of stainless steel. Obtaining an endless conveyor belt of welded joints with properties,
Furthermore, it is important to manufacture this with good manufacturability. The method for producing an endless conveyor belt made of stainless steel according to the present invention includes C of 0.07wt.% or less, N of 0.03wt.% or less, 0.5~
2.5wt.% Si, 4.0wt.% or less Mn, 5.0~9.0wt.%
Ni, 12.0~17.0wt.% Cr, 0.5~2.5wt.%
Cu, 0.2 to 1.0wt.% Ti, 1.0wt.% or less Al, provided that the A value according to the following formula is less than 41.0, A = 17 × (Cwt.%/Tiwt.%) + 0.70 × (Mnwt. %)+1×(Niw
t.%) + 0.60 x (Crwt.%) + 0.76 x (Cuwt.%) - 0.63 x (Alwt.%) + 20.871 Stainless steel with the balance being Fe and impurity elements inevitably mixed in during manufacturing. The sheet or strip is solution-treated in the process of manufacturing the sheet or strip, and optionally subsequently temper-rolled at a rolling reduction of less than 50% to reduce the structure of the steel to substantially martensitic. The obtained sheet or strip having a substantially martensitic structure is cut into a predetermined size, and the ends of the cut sheets or strips are joined by welding to form an endless belt of a predetermined size. It is characterized by forming an endless belt and subjecting the entire obtained endless belt to an aging treatment. The endless belt obtained by the method of the present invention has a metal structure in which one or more selected from the above alloying elements and compounds thereof are precipitated in the martensitic phase in both the welded and non-welded parts. Both welded and non-welded parts of this endless belt have a tensile strength of 140Kg/mm2 or more, a hardness of 430Hv or more, and a fatigue strength of 50Kg/mm2.
mm2 or more. More preferably, the endless belt obtained by the method of the present invention has a tensile strength of the non-welded part.
160Kg/mm2 or more , the tensile strength of the welded part is at least 90% of that of the non-welded part, and the hardness of the non-welded part is
At 480Hv or higher, the hardness of the welded part is at least 90% of that of the non-welded part, and the fatigue strength of the non-welded part is
At 57Kg/mm2 or more , the fatigue strength of the welded part is at least 90% of that of the non-welded part. It is understood that the stainless steel conveyor belt according to the present invention has surprisingly high performance when compared with known conveyor belts having a maximum tensile strength of 110 Kg/mm 2 and a maximum hardness of about 380 Hv. It will be. Moreover, this performance is achieved through welded joints rather than riveted joints. The conveyor belt according to the present invention should also sufficiently satisfy other properties desired for a conveyor belt, such as proof stress and other properties, as shown in the Examples below. To explain more specifically the manufacturing method of the endless conveyor belt of the present invention, first, in the steel welding process, C of 0.07wt.% or less, N of 0.03wt.% or less, 0.5~
2.5wt.% Si, 4.0wt.% or less Mn, 5.0~9.0wt.%
Ni, 12.0~17.0wt.% Cr, 0.5~2.5wt.%
Cu, 0.2 to 1.0wt.% Ti, 1.0wt.% or less Al, provided that the A value according to the following formula is less than 41.0, A = 17 × (Cwt.%/Tiwt.%) + 0.70 × (Mnwt. %)+1×(Niw
t.%) + 0.60 x (Crwt.%) + 0.76 x (Cuwt.%) - 0.63 x (Alwt.%) + 20.871. A specified steel plate or steel strip is produced on the steel strip manufacturing line, but in the final process, this steel plate or steel strip is subjected to solution treatment to make the steel structure substantially martensitic, and during the solution treatment If the austenite phase still remains, this steel plate or steel strip is further temper-rolled (cold rolled) at a cold rolling reduction of 50% or less to transform this phase into a strain-induced martensitic phase. The obtained steel plate or steel strip having a substantially martensitic structure is cut into belt pieces having predetermined long dimensions, and the ends of the belt pieces are joined by welding to form an endless belt having a predetermined shape and size. It can be advantageously manufactured through the following steps: forming a belt and subjecting the resulting endless belt to an aging treatment as a whole. As a modified method, a steel plate or steel strip having a martensitic structure that has been solution-treated and, if necessary, further cold-rolled, or a belt piece obtained by cutting the same, may be subjected to an aging treatment. In this case, after welding, the welded portion is subjected to aging treatment. In these processes, the solution treatment can be combined with the annealing treatment after cold rolling, and the solution treatment temperature can be in the temperature range of 900 to 1050°C. Cooling from this temperature to room temperature may be done by air cooling or water cooling. Aging treatment preferably at 425-550℃
Temperature range of 450-525℃ for 10-300 minutes, preferably
Preferably, the treatment is held for 10 to 60 minutes. In the case of aging treatment after welding, it is preferable to perform the aging treatment after the welded part is hammered, for example, with a hammer or the like. Instead of this hammer processing, -20℃
A sub-zero process of cooling for about 30 minutes may be performed below, or a further process of hammering may be added after the sub-zero process. In addition, in the process of manufacturing steel plates or steel strips, if temper rolling is performed after solution treatment (annealing treatment), the rolling reduction during temper rolling is
If it exceeds 50%, it will cause deterioration of the toughness of the conveyor belt, so it is preferable to keep it below 50%. This skin pass rolling generally has higher strength than as-annealed belts, so it is a useful process for obtaining conveyor belts with higher tensile strength. The butt welding method for welding the belt pieces can be carried out by methods known to those skilled in the art, such as electric welding, gas welding or other suitable methods. The conveyor belt of the present invention includes, for example, the first to sixth conveyor belts.
It is suitable for various conveyors or article processing or processing equipment as shown in the figure. In each illustrated example, a conveyor belt 1 according to the invention
is stretched endlessly between the drive pulley 2 and the tension pulley 3, and is used to adjust the tension device attached to the tension pulley 3, such as a spring tension device, gravity weight device, or pneumatic or hydraulic tension device. Therefore, the relative distance between the drive pulley 2 and this tension pulley 3 is expanded or contracted, thereby adjusting the tension applied to the conveyor belt. The conveyor shown in FIG. 1 has a long traveling distance and has an inflection section, and shows an example in which the conveyor belt 1 needs to be stretched under high tension. FIG. 2 shows a calender device in which a workpiece is passed between two sets of upper and lower conveyor belts, and the workpiece is shaped and polished at the same time by the clamping pressure and heating of the upper and lower belts. At this time, clamping pressure is applied by the carrier roller 4, and heating is performed by the heating means 5. The apparatus of FIG. 2 is useful for manufacturing plywood, rolling or shaping synthetic resins, manufacturing tiles and fireproof boards, and the like. FIG. 3 shows a conveyor for conveying heavy weight or acutely angled metal parts 6 and the like. FIG. 4 shows a conveyor with a furnace 7 on its running path. FIG. 5 shows a conveyor equipped with a liquid tank 8 on its travel path. This liquid tank 8 is a chemical liquid, cooling water, or the like. FIG. 6 shows a conveyor equipped with hot air supply means 9. In the case of this FIG. 6, the conveyor belt 1 according to the present invention
A large number of holes are drilled in the hole so that the hot air directly contacts the object to be treated. These illustrated conveyors and article processing devices are examples to which the conveyor belt of the present invention can be suitably applied, but in addition to these,
Various application examples can be considered by utilizing the inherent properties of stainless steel such as heat resistance, corrosion resistance, and beautiful surface of the conveyor belt of the present invention, as well as high tensile strength and hardness not found in conventional stainless steel belts. . Examples include vibration application devices for automobile driving tests, moving walkways, and belt flakers. The conveyor belt of the present invention applied as described above has a special structure in which the stainless steel of the belt metal has a specific chemical composition value as described above, and the non-welded part and the welded part of this belt are substantially equal. It is characterized by having a unique metal structure. Taking only the chemical composition values of the stainless steel of the conveyor belt according to the present invention, several of the present inventors have published Japanese Patent Application No. 51-131610 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 53-57114) and Japanese Patent Application No. 51- No. 131611 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 53-57115)
There are some similarities in the chemical composition values of stainless steel for springs described in the specification of . However, what is described in these specifications is the spring material,
A new stainless steel invention has been disclosed that has the properties required for springs. Therefore, the C value is different from the steel for the conveyor of the present invention, and in the above spring material, it is necessary to limit the Cr equivalent/Ni equivalent and H value, which are not required in the present invention, to a specific range. It was essential, and the A value was also specified by another formula. Using the common knowledge of those skilled in the art, it would be unexpected to weld a spring material. That is, it is unprecedented that a spring component is fixed or processed by welding. Therefore, even in the above-mentioned inventions of spring materials, no consideration was given to the weldability thereof, nor was this mentioned in their specifications. The conveyor according to the present invention is an endless belt having welded joints, and unlike the above-mentioned spring material, the chemical composition value of steel is also taken into consideration for the purpose of welding, and in terms of its metallographic structure, there are welded and non-welded parts. The department has an equivalent organization. Moreover, the present invention was made with the aim of satisfying various requirements that could not be met with conventional stainless steel conveyor belts. For this purpose, the chemical composition of the steel of the conveyor belt of the present invention and its content are: C up to 0.07wt.%, N up to 0.03wt.%, 0.5~
2.5wt.% Si, 4.0wt.% or less Mn, 5.0~9.0wt.%
Ni, 12.0~17.0wt.% Cr, 0.5~2.5wt.%
Cu, 0.2 to 1.0wt.% Ti, 1.0wt.% or less Al, provided that the A value according to the following formula is less than 41.0, A = 17 × (Cwt.%/Tiwt.%) + 0.70 × (Mnwt. %)+1×(Niwt.
%)+0.60×(Crwt.%)+0.76×(Cuwt.%)−0.63×(Alwt.%)+20.871. The reasons for this identification are summarized below. C: About 0.07% or less. If C is too high, the strength of the martensitic phase increases, which requires a lot of effort in rolling, etc. when manufacturing steel plates or steel strips, and also causes a large amount of retained austenite to be present in the welded part due to redissolution of C during welding. Therefore, a sufficient martensitic structure cannot be obtained through post-treatment, and sufficient welded joint strength as a conveyor belt cannot be obtained. For this reason, C was set at 0.07% or less. Furthermore, if the C content is increased, it is necessary to increase the amount of Ti added for precipitation strengthening, and adding a large amount of Ti will harm the surface texture. Furthermore, it impairs the fluidity of molten metal during welding, and the formation of Ti oxide makes it difficult to obtain a good weld bead. This is also one of the factors that made the C content less than 0.07%. N: About 0.03% or less. N has a strong affinity with Ti, which is a precipitation strengthening element.
If it is made too high, large inclusions are formed in TiN, which causes a decrease in toughness, and also becomes a starting point for fatigue failure due to repeated bending stress for conveyor belts in use. Therefore, N is 0.03%
The following was made. Si; about 0.5-2.5%. Si is one of the elements that causes precipitation hardening, and if it is less than 0.5%, the effect is small, and in order to fulfill the function of a high-strength conveyor belt, it is necessary to increase the amount of Ti added, which reduces the adverse effects of Ti addition. arise. In addition, Si is necessary to improve the fluidity of molten metal during welding, and if it is less than 0.5%, the fluidity decreases, so the surface bead is likely to undercut during welding, reducing welding strength. For this reason, the lower limit was set at 0.5%. Moreover, since no effect on increasing strength was observed even if the amount was added in excess of 2.5%, the content was limited to 2.5%. Furthermore, increasing the Si content promotes the formation of the δ-ferrite phase, which reduces the rupture life due to repeated bending stress, which is a factor that shortens the life of the conveyor belt, and reduces the joint strength due to the increased amount of δ-ferrite in the weld. cause This is also one of the reasons why the upper limit of Si was set at 2.5%. Cr; about 12.0-17.0%. Cr requires an amount of at least 12.0% to obtain the corrosion resistance inherent in stainless steel;
When the amount of Cr added is high, the δ-ferrite phase is generated and retained austenite is generated, making it virtually difficult to obtain a martensitic structure, making it impossible to satisfy the function as a conveyor belt, and causing the δ-ferrite phase to form in the welded part. In particular, the amount produced increases, leading to a decrease in the strength of the welded part, making it impossible to achieve the object of the present invention. Therefore, the maximum amount of Cr is 17.0
Up to %. About Ni: 5.0-9.0%. In order to suppress the formation of δ ferrite, which causes a decrease in strength, it is necessary to increase the content of Ni along with an increase in the amount of Cr.
In order to lower the temperature, it is necessary to maintain low Ti under conditions that do not generate the δ ferrite phase. However, if it is too low, the precipitation hardening phenomenon will be reduced, making it impossible to obtain sufficient strength as a conveyor belt.
For this reason, the minimum value was set at 5.0%. On the other hand, if it is too high, a large amount of retained austenite phase will be generated, making it substantially difficult to obtain a martensitic structure, resulting in a decrease in strength, making it impossible to achieve the object of the present invention. Furthermore, it becomes necessary to perform intense cold working, and it becomes a two-phase structure of deformation-induced martensite and austenite, and when used as a conveyor belt that is repeatedly heated and cooled, the belt shape deteriorates and becomes unusable. For this reason, the maximum amount was set at 9.0%. Ti; about 0.2-1.0%. Ti is an element that exhibits precipitation hardening, and if it is less than 0.2%, its effect is small, so it was set to a minimum of 0.2%. In addition, if the amount exceeds 1.0%, surface skin deterioration,
This causes problems with the fluidity of molten metal during welding, the weld bead, etc., and also reduces toughness. In particular, a decrease in toughness may cause problems such as rupture after fatigue cracks occur due to long-term use in conveyor belts operated at high speeds used in automobile tire running tests, etc. That is, due to the decrease in notch toughness, a phenomenon occurs in which the conveyor belt breaks at the same time as cracks occur. For this reason, it was set to a maximum of 1.0%. Al: About 1.0% or less. Al can be used as a precipitation strengthening element like Ti, and can be added by partially replacing it, but the upper limit was set at 1.0% due to the relationship with toughness. Cu; about 0.5-2.5%. Cu is one of the elements that exhibits precipitation hardening.
The amount of addition is determined by the amount of Si and Ti, but
The effect is small below 0.5%. Further, even if added in excess of 2.5%, the effect is small relative to the amount added and it impairs hot workability during the production of steel plates or steel strips, so the content was set at 2.5% or less. Regarding Mn; 4.0% or less. Like Ni, Mn contributes to suppressing δ-ferrite and can be partially substituted in place of Ni. However, from the viewpoint of component balance such as suppressing effect on δ-ferrite phase and generation of retained austenite phase, substitution is recommended. The possible upper limit is 4.0%, so we set the upper limit to 4.0%. A value: less than 41.0. C, Ti, Mn, Ni, Cr, Cu, and Al are contained within the above ranges, but if the A value according to the above formula is
Adjust each component so that it is less than 41.0. The constants for the component values were laboratory confirmed during the development of the conveyor belt in accordance with the present invention. This A value
In the case of 41.0 or more, a large amount of austenite phase remains in the solution treatment state, the welded part after welding, and the heat affected zone, as shown in the examples below. The retained austenite phase in the solution-treated state can be easily converted to martensite by slight cold rolling, but the retained austenite phase in the weld zone is difficult to convert into martensite on an industrial scale, and the subsequent aging process is difficult. It cannot be strengthened sufficiently even by treatment. For this reason, during use as a conveyor belt, the belt breaks at the welded part, shortens the life of the belt, and the object of the present invention cannot be achieved. Furthermore, as the A value increases, it is necessary to perform strong cold working, and a two-phase structure of deformation-induced martensite and austenite phase develops.
Conveyor belts that are repeatedly heated and cooled may become deformed, or the shape of the belt may deteriorate when a rubber belt is heat-pressed and attached to the back of the belt to prevent meandering. Therefore, the A value according to the above formula needs to be less than 41.0. The conveyor belt of the welded joint of the present invention is made of stainless steel containing a specific amount of the components specified based on the above reasons, and both the non-welded and welded parts are made of martensite. It is characterized by having a metallic structure in which intermetallic compounds of alloying elements are precipitated in the phase. Such a structure can be easily obtained by the manufacturing method according to the present invention. Thus, the present invention provides a high strength welded joint stainless steel conveyor belt never before seen before. The conveyor belt according to the present invention also has sufficiently reliable fatigue strength in conveyors subjected to semi-permanent repeated bending stress, and does not undergo substantial changes in its steel structure even when subjected to repeated heat cycles. , there is no problem of deterioration of the function as a conveyor belt, such as deterioration of flatness or deterioration of toughness or rigidity. The present invention will be specifically explained below based on Examples. Table 1 shows the chemical composition values (% by weight) and A values of the conveyor belt steel materials used in the test.
In Table 1, Samples No. N-1 to N-6 are examples of the present invention,
N-7 and 8 are comparative examples other than those specified in the present invention, M
-1 is an example within the composition range of Japanese Patent Publication No. 51-31085 by the same applicant, and SUS301 and SUS304 steel belts are commercially available examples. Table 2 shows the mechanical properties of the inventive examples and comparative examples before and after aging treatment (manufacturing conditions and treatment conditions will be detailed later). Table 3 shows the mechanical properties of the welded parts of the inventive examples and comparative examples (welding conditions will be described later). In addition, Fig. 8 shows the hardness changes of the present invention example and the comparative example of the welded part shown in Fig. 7, and Figs. 9 to 12 show the non-welded part and the welded part (hatch part). The proof stress, tensile strength, spring limit value, and fatigue strength of the present invention example and comparative example are shown in graphs.

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】 これら第2〜3表および第8〜12図から、本
発明に従うコンベアーベルトは比較例や従来例の
ものに比して、極めて優れたコンベアーベルト特
性を有することが理解されよう。以下に前例の
各々の製造条件、試験条件および各諸特性につい
て個別に説明する。 第2表に示した例において、本発明例N−1〜
6および比較例N−7、8は、焼鈍材(溶体化処
理状態)およびこれにさらに20%の冷間圧延を施
した冷間圧延材の時効処理前とそれらを480℃×
1時間時効処理したもの、比較例M−1は焼鈍状
態およびそれを450℃×1時間時効処理したもの、
SUS301、SUS304スチールベルト材は市販のま
ま、およびそれらを400℃×1時間時効処理した
ものである。 第2表に見られるとおり、本発明例は、溶体化
処理状態あるいは調質圧延状態でも他の比較例の
時効前のものと同等の機械的性質を示し、例えば
特公昭51−31085号で示されるスチールベルトと
しても十分に使用可能であるが、本発明例の時効
処理後の特性は、M−1、SUS301、SUS304の
ものと比較すると、格段のものがある。たとえ
ば、引張強さで比較すると、これら従来例ではた
かだか115Kg/mm2前後であるのに対し、本発明例
は溶体化処理材で150Kg/mm2以上、調質圧延材で
は175Kg/mm2以上の高い値を示している。また比
較例N−7、8はA値が本発明の規定外のもので
あるが、溶体化処理状態では時効処理後も強度が
低い。またこれらは調質圧延後は時効処理前、後
とも、本発明例と同等の機械的性質を示している
が、この場合、溶接後の熱影響部に多量のオース
テナイト相が残留するため簡単な後処理後では容
易にマルテンサイト化し難く、第3表に示すごと
く、これらは溶接継手部の強度が低い。 すなわち、溶接部の試験値を示す第3表から明
らかな如く、本発明例N−1〜6の耐力、引張強
さ、ばね限界値kbに比較して、これらN−7、
8は低い値を示し、本発明の目的を達成していな
い。なお第3表の特性はいづれもTIG溶接後、溶
接部をハンマー加工した時効処理後の特性であ
る。 なお、同一出願人による特公昭51−31085号で
示されるスチールベルト用低炭素マルテンサイト
系ステンレス鋼の成分範囲内にあるM−1も、A
値についてのみ言えば、このA値は41.0未満で本
発明の要件と合致している。しかし、本鋼は析出
硬化型鋼ではなく、時効処理後の強度および硬さ
は第2表に示したごとく本発明例に比べて非常に
低い。 第8図は、第7図の如きコンベアーベルトの溶
接部の硬さ変化を示したものである。第7図にお
いて、10は溶着部、11は熱影響部、12は非
溶接部である。 第8図中の●印Aは、本発明例N−2であり、
板厚1.0mm、幅1000mm、長さ25mの鋼帯(20%調
質圧延)のベルト素材の末端をTIG溶接後、この
溶接部をハンマー加工を施したあと、加熱炉を有
するベルト実体試験機に装着し、加熱炉480℃に
設定し、ベルトを低速で回転し全長にわたつてほ
ぼ1時間の時効処理を施して形成したベルトから
溶接部を切り出したものである。 〇印Bは、本発明例N−2であり、Aと同一寸
法の鋼帯をTIG溶接後、溶着部を含む近傍をアル
コールとドライアイスで−25℃に温度調節した液
相中に30分浸漬してサブゼロ処理した後、Aと同
一方法で時効処理を施して形成したベルトから切
り出したものである。 ▲印Cは、本発明例N−5であり、Aと同一寸
法の鋼帯(焼鈍材)をTIG溶接後、Aと同一の方
法で時効処理を施したベルトから切り出したもの
である。 □印Dは、比較例M−1であり、本発明例と同
様な方法で作成したものである。ただし、溶接は
TIG溶接で後処理なしで時効処理は450℃×1時
間である。 △印Eは、比較例SUS304スチールベルトであ
り本発明例と同様な方法で作成したものである。
ただし、溶接はTIG溶接、後処理はハンマー加
工、時効処理は400℃×1時間処理したものであ
る。 第8図から判るように、本発明例N−5のよう
にA値が39.0前後以下のものでは、溶接まま時効
処理しても高い硬さを示す。またN−2の如く、
A値が40.0前後から41.0のものでも、簡単な後処
理として若干のハンマー加工あるいは−25℃以下
で30分程度のサブゼロ処理を施せば、高い硬さを
示し、従来のステンレススチールベルトよりも優
れた機械的性質を有する。 第9〜12図は、本発明例N−2およびN−5
と従来のスチールベルトM−1およびSUS304ス
チールベルトの非溶接部および溶接部(ハツチ
部)の機械的性質を示す。試験に供したベルトは
第8図で用いたものと同一ベルトであり、これら
から非溶接部と溶接部を切り出して試験に供し
た。ただし、N−2の20%調質圧延材は第8図で
示したAのもの、N−2の焼鈍材は、板厚1.0mm、
幅1000mm、長さ25mの鋼帯(焼鈍材)のベルト素
材の末端をTIG溶接後ハンマー加工を施し、加熱
炉を有するベルト実体試験機に装着し、加熱炉を
480℃に設定し、ベルトを低速で回転し全長にわ
たつてほぼ1時間の時効処理を施して形成したベ
ルトから、非溶接部、溶接部を切り出し、試験に
供した。なおこれら第9〜12図において、斜線
を施した値は溶接部、斜線を施さない値は非溶接
部を示している。 これら第9〜12図から判るように、本発明例
N−2およびN−5の特性は、比較例M−1、
SUS304のスチールベルトに比べ、非溶接部およ
び溶接部とも、耐力、引張強さ、ばね限界値kb、
疲労強度などが高い値を示し、従来品では得られ
ない特性を有している。なお、N−5のごとくA
値が39.0前後以下のものでは、第8図の硬さの挙
動と同様に溶接後において、ハンマー加工、サブ
ゼロのような後処理を施さなくても、時効処理の
みで優れた機械的性質を有する。
[Table] From these Tables 2 to 3 and Figures 8 to 12, it will be understood that the conveyor belt according to the present invention has extremely superior conveyor belt characteristics as compared to the comparative example and the conventional example. The manufacturing conditions, test conditions, and various characteristics of each of the examples will be individually explained below. In the examples shown in Table 2, the invention examples N-1 to
6 and Comparative Examples N-7 and 8 are the annealed material (solution treatment state) and the cold rolled material that was further cold rolled by 20% before the aging treatment and at 480°C.
Comparative example M-1 is annealed and aged at 450°C for 1 hour.
SUS301 and SUS304 steel belt materials are commercially available and are aged at 400°C for 1 hour. As shown in Table 2, the examples of the present invention exhibit mechanical properties equivalent to those of other comparative examples before aging even in the solution-treated or temper-rolled state. However, the properties of the examples of the present invention after aging treatment are significantly better than those of M-1, SUS301, and SUS304. For example, when comparing the tensile strength of these conventional examples, it is around 115 Kg/mm 2 at most, whereas the examples of the present invention have a tensile strength of 150 Kg/mm 2 or more for solution-treated materials, and 175 Kg/mm 2 or more for temper-rolled materials. shows a high value of Comparative Examples N-7 and N-8 have A values outside the specifications of the present invention, but in the solution treatment state, the strength is low even after aging treatment. In addition, after temper rolling, they show mechanical properties equivalent to those of the present invention examples both before and after aging treatment, but in this case, a large amount of austenite phase remains in the heat affected zone after welding, so it is easy to After post-treatment, it is difficult to easily convert to martensite, and as shown in Table 3, the strength of these welded joints is low. That is, as is clear from Table 3 showing the test values of welded parts, compared to the yield strength, tensile strength, and spring limit value kb of Invention Examples N-1 to N-6, these N-7,
8 shows a low value and does not achieve the purpose of the present invention. All of the properties in Table 3 are the properties after TIG welding and after aging treatment in which the welded part was hammered. In addition, M-1, which is within the composition range of low carbon martensitic stainless steel for steel belts shown in Japanese Patent Publication No. 51-31085 by the same applicant, is also A.
In terms of values only, this A value is less than 41.0, which meets the requirements of the present invention. However, this steel is not a precipitation hardening type steel, and its strength and hardness after aging treatment are very low compared to the examples of the present invention, as shown in Table 2. FIG. 8 shows the change in hardness of the welded portion of the conveyor belt as shown in FIG. 7. In FIG. 7, 10 is a welded part, 11 is a heat affected zone, and 12 is a non-welded part. ● mark A in FIG. 8 is the present invention example N-2,
After TIG welding the end of the belt material, which is a steel strip (20% temper rolled) with a thickness of 1.0 mm, width of 1000 mm, and length of 25 m, the welded part is hammered, and then the belt material is tested using a belt physical testing machine equipped with a heating furnace. The welded part was cut out from the belt that was formed by attaching the belt to a heating furnace set at 480°C, rotating the belt at low speed, and aging the entire length for approximately one hour. Circle B is Invention Example N-2. After TIG welding a steel strip with the same dimensions as A, the vicinity including the welded part was placed in a liquid phase whose temperature was adjusted to -25°C with alcohol and dry ice for 30 minutes. It was cut from a belt formed by immersion and sub-zero treatment, and then aging treatment in the same manner as A. ▲ mark C is invention example N-5, which was cut out from a steel strip (annealed material) with the same dimensions as A that was subjected to TIG welding and then subjected to aging treatment in the same manner as A. □ mark D is Comparative Example M-1, which was prepared by the same method as the inventive example. However, welding
Aging treatment was performed at 450°C for 1 hour using TIG welding without post-treatment. △ mark E is a comparative example SUS304 steel belt, which was created by the same method as the example of the present invention.
However, welding was TIG welding, post-treatment was hammer processing, and aging treatment was performed at 400℃ for 1 hour. As can be seen from FIG. 8, specimens with an A value of around 39.0 or less, such as Example N-5 of the present invention, exhibit high hardness even when subjected to aging treatment while welded. Also like N-2,
Even if the A value is around 40.0 to 41.0, it will show high hardness and be superior to conventional stainless steel belts if you apply a slight hammering or sub-zero treatment for about 30 minutes at -25℃ or below as a simple post-processing. It has good mechanical properties. Figures 9 to 12 show examples N-2 and N-5 of the present invention.
and shows the mechanical properties of the non-welded part and the welded part (hatch part) of the conventional steel belt M-1 and SUS304 steel belt. The belt used in the test was the same as that used in FIG. 8, and the non-welded and welded parts were cut out and used in the test. However, the 20% temper-rolled N-2 material is A shown in Figure 8, and the annealed N-2 material has a plate thickness of 1.0 mm.
The end of the belt material, which is a steel strip (annealed material) with a width of 1000 mm and a length of 25 m, is subjected to TIG welding and then hammered, and then installed in a belt physical testing machine equipped with a heating furnace.
The belt was set at 480°C, the belt was rotated at a low speed, and the entire length was aged for approximately one hour.The non-welded and welded parts were cut out and used for testing. Note that in FIGS. 9 to 12, hatched values indicate welded portions, and non-hatched values indicate non-welded portions. As can be seen from these Figures 9 to 12, the characteristics of the invention examples N-2 and N-5 are the same as those of the comparative examples M-1 and
Compared to SUS304 steel belt, both non-welded and welded parts have yield strength, tensile strength, spring limit value kb,
It exhibits high values such as fatigue strength, and has properties not available with conventional products. In addition, as in N-5, A
If the value is around 39.0 or less, similar to the hardness behavior shown in Figure 8, after welding, even without post-treatment such as hammering or sub-zero, it has excellent mechanical properties with only aging treatment. .

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図〜第6図はいづれも本発明のコンベアー
ベルトを使用したコンベアーの例を示す概略断面
図であり、第1図は長尺張力のコンベアー、第2
図はカレンダーコンベアー、第3図は高重量物ま
たは鋭角物品搬送用コンベアー、第4図は熱処理
用コンベアー、第5図は液体処理用コンベアー、
第6図は熱風処理用コンベアーの例を示す。第7
図は本発明のコンベアーベルトの溶接部の断面図
である。第8図は溶接部の硬さ変化を示す図であ
る。第9図〜第12図はいづれも本発明のコンベ
アーベルトの非溶接部と溶接部の性質を比較品お
よび従来品と比較して示したグラフであり、第9
図は耐力、第10図は引張強さ、第11図はばね
限界値、第12図は疲労強度についてそれぞれ示
したものである。 1……コンベアーベルト、2……駆動プーリ
ー、3……テンシヨンプーリー、5……加熱手
段、7……炉、8……処理液体、9……熱風供給
手段。
1 to 6 are schematic cross-sectional views showing examples of conveyors using the conveyor belt of the present invention, and FIG. 1 shows a long tension conveyor, and FIG.
The figure shows a calendar conveyor, Figure 3 shows a conveyor for conveying heavy objects or objects with sharp edges, Figure 4 shows a conveyor for heat treatment, and Figure 5 shows a conveyor for liquid treatment.
FIG. 6 shows an example of a conveyor for hot air treatment. 7th
The figure is a sectional view of a welded portion of the conveyor belt of the present invention. FIG. 8 is a diagram showing changes in hardness of a welded part. 9 to 12 are graphs showing the properties of the non-welded portion and welded portion of the conveyor belt of the present invention in comparison with a comparative product and a conventional product.
The figure shows proof stress, Fig. 10 shows tensile strength, Fig. 11 shows spring limit value, and Fig. 12 shows fatigue strength. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Conveyor belt, 2... Drive pulley, 3... Tension pulley, 5... Heating means, 7... Furnace, 8... Processing liquid, 9... Hot air supply means.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 エンドレスの金属製コンベアーベルトの製造
法において、 0.07wt.%以下のC、0.03wt.%以下のN、0.5〜
2.5wt.%のSi、4.0wt.%以下のMn、5.0〜9.0wt.%
のNi、12.0〜17.0wt.%のCr、0.5〜2.5wt.%の
Cu、0.2〜1.0wt.%のTi、1.0wt.%以下のAl、た
だし、 下式に従うA値が41.0未満、 A=17×(Cwt.%/Tiwt.%)+0.70×(Mnwt.%)+1×(Niw
t.%)+0.60×(Crwt.%)+0.76 ×(Cuwt.%)−0.63×(Alwt.%)+20.871 残部がFeおよび製造上不可避的に混入する不
純物元素からなるステンレス鋼のシートまたはス
トリツプを、このシートまたはストリツプを製造
する工程において溶体化処理しておよび引続き必
要に応じて50%以下の圧延率のもとで調質圧延し
てこの鋼の組織を実質上マルテンサイト相とし、 得られた実質上マルテンサイト組織を有するシ
ートまたはストリツプを所定の大きさに裁断し、 この裁断したシートまたはストリツプの端部を
溶接によつて継ぎ合わせて所定の大きさのエンド
レスベルトを形成し、 得られたエンドレスベルト全体を時効処理する
ことを特徴とする金属製のコンベアーベルトの製
造法。 2 溶体化処理は冷間圧延後の焼鈍処理を含む特
許請求の範囲第1項記載のエンドレスの金属ベル
トの製造法。 3 溶体化処理はシートまたはストリツプを900
〜1050℃の温度に加熱したあと空冷または水冷す
る処理である特許請求の範囲第1項記載のエンド
レスの金属ベルトの製造法。 4 時効処理は425〜550℃の温度範囲に10〜300
分間保持する処理である特許請求の範囲第1項記
載のエンドレスの金属ベルトの製造法。
[Claims] 1. A method for manufacturing an endless metal conveyor belt, comprising: 0.07 wt.% or less of C, 0.03 wt.% or less of N, 0.5 to 0.5 wt.
2.5wt.% Si, 4.0wt.% or less Mn, 5.0~9.0wt.%
Ni, 12.0~17.0wt.% Cr, 0.5~2.5wt.%
Cu, 0.2 to 1.0wt.% Ti, 1.0wt.% or less Al, provided that the A value according to the following formula is less than 41.0, A = 17 × (Cwt.%/Tiwt.%) + 0.70 × (Mnwt. %)+1×(Niw
t.%) + 0.60 x (Crwt.%) + 0.76 x (Cuwt.%) - 0.63 x (Alwt.%) + 20.871 Stainless steel with the balance being Fe and impurity elements inevitably mixed in during manufacturing. The sheet or strip is solution-treated in the process of manufacturing the sheet or strip, and optionally subsequently temper-rolled at a rolling reduction of less than 50% to reduce the structure of the steel to substantially martensitic. The obtained sheet or strip having a substantially martensitic structure is cut into a predetermined size, and the ends of the cut sheets or strips are joined by welding to form an endless belt of a predetermined size. A method for manufacturing a metal conveyor belt, which comprises forming a metal conveyor belt, and subjecting the entire obtained endless belt to an aging treatment. 2. The method for manufacturing an endless metal belt according to claim 1, wherein the solution treatment includes an annealing treatment after cold rolling. 3. Solution treatment is applied to sheets or strips of 900
A method for manufacturing an endless metal belt according to claim 1, which comprises heating to a temperature of ~1050°C and then cooling in air or water. 4 Aging treatment is performed at a temperature range of 425-550℃ for 10-300℃.
A method for manufacturing an endless metal belt according to claim 1, which is a treatment of holding for a minute.
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