JPH0211740A - Sintered material of nickel chromium cast iron powder containing graphite and composite ring roll - Google Patents

Sintered material of nickel chromium cast iron powder containing graphite and composite ring roll

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JPH0211740A
JPH0211740A JP16179688A JP16179688A JPH0211740A JP H0211740 A JPH0211740 A JP H0211740A JP 16179688 A JP16179688 A JP 16179688A JP 16179688 A JP16179688 A JP 16179688A JP H0211740 A JPH0211740 A JP H0211740A
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JP
Japan
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cast iron
graphite
iron powder
roll
sintered material
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Application number
JP16179688A
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Japanese (ja)
Inventor
Takashi Hashimoto
隆 橋本
Hiroaki Katayama
片山 博彰
Takeru Morikawa
長 森川
Noburou Maeie
前家 信朗
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Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B27/00Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide superior slip resistance while securing wear resistance and seizuring resistance by subjecting a sintered material in which composition of Ni-Cr powder is specified to graphitizing heat treatment to precipitate graphite in the structure. CONSTITUTION:A cast iron stock is constituted of a sintered material of powdered Ni-Cr cast iron having a composition consisting of, by weight, 1.0-1.9% C, 4.0-15.0% Ni, 1.5-4.0% Si, 2.0-4.5% Cr, 0.5-1.5% Mn, 0.4-0.50% Mo, <=0.1% P, <=0.08% S, and the balance essentially Fe. Further, graphite is precipitated in the structure by means of graphitizing heat treatment. Then, an inner layer composed of tough and hard material is diffusion-joined to the internal surface of an outer layer composed of the above high-alloy roll stock, by which a composite ring roll is formed. By this method, slip resistance can be improved, and further, structure is refined and wear resistance can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、主としてロール材として使用される耐摩耗性
、耐焼付性および耐スリップ性に優れたニッケルクロム
鋳鉄材並びに該鋳鉄材を圧延使用層たる外層に使用した
複合リングロールに関する。
Detailed Description of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention relates to a nickel-chromium cast iron material with excellent wear resistance, seizure resistance, and slip resistance, which is mainly used as a roll material, and a method for rolling the cast iron material. This invention relates to a composite ring roll used for the outer layer.

(従来の技術) 従来、ホットストリップミル仕上スタンド前段ワークロ
ールや同ミル粗スタンドワークロールとして、主にアダ
マイトロールが使用されていたが、近年、耐摩耗性に優
れる高クロムロール材を圧延使用層に適用した高クロム
ロールが普及している。
(Prior technology) In the past, Adamite rolls were mainly used as work rolls in the front stage of hot strip mill finishing stands and rough stand work rolls in the same mills, but in recent years, high chromium roll materials with excellent wear resistance have been used for rolling. High chrome rolls applied in layers are popular.

しかし、高クロムロール材は、熱伝導率が低く焼付が生
じ易いという問題があった。
However, high chromium roll materials have a problem in that they have low thermal conductivity and are prone to seizure.

そこで、本出願人は、特公昭61−16415号および
特公昭61−16336号において開示した通り、高ク
ロム組織中に黒鉛を晶出させ、耐焼付性を著しく改善し
た黒鉛晶出高クロム鋳鉄材を開発した。
Therefore, as disclosed in Japanese Patent Publication Nos. 61-16415 and 61-16336, the present applicant has developed a graphite-crystallized high-chromium cast iron material with significantly improved seizure resistance by crystallizing graphite in a high-chromium structure. was developed.

この黒鉛晶出高クロム鋳鉄材を圧延使用層として有する
圧延用、ロールによって、従来、焼付が生じ易いとされ
ているステンレス鋼等の特殊鋼を圧延したところ、焼付
の発生も生しず、良好な結果が得られた。
When special steel such as stainless steel, which is conventionally considered to be prone to seizure, was rolled using a rolling roll having this graphite crystallized high chromium cast iron material as a rolling layer, no seizure occurred and the result was good. The results were obtained.

一方、線材圧延機に使用されるロールとして、札等の超
硬粉末の焼結材で形成された超硬リングロールが使用さ
れていたが、・高コストであり、またロール軸への固定
も熱膨張差が大きい等の理由で困難であった。
On the other hand, cemented carbide ring rolls made of sintered cemented carbide powder such as tags have been used as rolls for wire rod rolling mills, but they are expensive and difficult to fix to the roll shaft. This was difficult due to the large difference in thermal expansion.

このため、出願人は第1回に示すように高合金ロール材
で形成された外層2と強靭材で形成された内層3とを高
温等方加圧(HIPという。)により拡散接合した複合
リングロール1を特願昭6017913号において提案
した。同図中、4は線材圧延用円弧形カリバーである。
For this reason, as shown in Part 1, the applicant proposed a composite ring in which an outer layer 2 made of a high alloy roll material and an inner layer 3 made of a tough material were diffusion bonded by high temperature isostatic pressing (referred to as HIP). Roll 1 was proposed in Japanese Patent Application No. 6017913. In the figure, 4 is an arc-shaped caliber for rolling wire rod.

このロールによって、ロール軸への固定も、焼き嵌め等
の通常の結合手段によって容易に行うことができ、超硬
リングロールよりやや耐摩耗性が劣るものの、実用上支
障のない安価な複合リングロールを提供することができ
た。
With this roll, it can be easily fixed to the roll shaft using normal joining means such as shrink fitting, and although it has slightly lower wear resistance than carbide ring rolls, it is an inexpensive composite ring roll that does not pose any practical problems. were able to provide.

しかし、高合金ロール材として前記高クロム鋳鉄材を使
用したため、既述の通り、熱伝導率が低く焼付が発生し
易いという欠点がある。これを解消するには、前記黒鉛
晶出高クロム1ノ?鉄利を外層材として使用すればよい
However, since the above-mentioned high chromium cast iron material is used as the high alloy roll material, as mentioned above, there is a drawback that the thermal conductivity is low and seizure is likely to occur. To solve this problem, the graphite crystallized high chromium 1 no. Iron steel may be used as the outer layer material.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、前記黒鉛晶出高クロム鋳鉄材は、高硬度
の共晶クロム炭化物を多量に有するため、圧延の際にス
リップが生じ易く、このため噛み込み性に劣るという問
題があり、生産性の低下を余儀無くされていた。また、
Cr含有量の低下に起因する基地の軟化やカーバイト量
の減少によって塑性変形に対する抵抗性が低下し、また
晶出黒鉛の回りの基地の欠は落ちによって耐摩耗性が劣
化するという問題がある。
(Problem to be Solved by the Invention) However, since the graphite-crystallized high-chromium cast iron material has a large amount of high-hardness eutectic chromium carbide, it tends to slip during rolling, and therefore has poor biting properties. This problem necessitated a decline in productivity. Also,
There is a problem that the resistance to plastic deformation decreases due to the softening of the base and the decrease in the amount of carbide caused by the decrease in the Cr content, and the wear resistance deteriorates due to the cracks in the base around the crystallized graphite falling off. .

本発明はかかる問題点に鑑みなされたもので、耐摩耗性
および耐焼付性を確保しつつ、耐スリップ性をも改善し
た鋳鉄材並びに前記緒特性を兼(iiflした複合リン
グロールを提供することを目的とず(課題を解決するた
めの手段) 上記目的を達成するためになされた本発明の鋳鉄材は、
化学組成が重量%で、 C:1.0〜19%、旧:4.0〜15.0%Si :
  1.5〜4.0%、 Cr :  2.0〜4.5
%Mn :  0.5〜1.5%、 Mo :  0.
4〜5.O%P:o、1%以下、 S :  0.08%以下、 残部実質的にFeからなるニッケルクロム鋳鉄粉末の焼
結材であって、黒鉛化焼なまし熱処理により組織中に黒
鉛が析出してなることを発明の構成とするものである。
The present invention has been made in view of these problems, and aims to provide a cast iron material that has improved slip resistance while ensuring wear resistance and seizure resistance, and a composite ring roll that has both of the above characteristics. (Means for solving the problem) The cast iron material of the present invention, which was made to achieve the above object,
Chemical composition in weight%: C: 1.0-19%, old: 4.0-15.0% Si:
1.5-4.0%, Cr: 2.0-4.5
%Mn: 0.5-1.5%, Mo: 0.
4-5. O% P: o, 1% or less, S: 0.08% or less, the balance is a sintered material of nickel-chromium cast iron powder consisting essentially of Fe, and graphite is precipitated in the structure by graphitization annealing heat treatment. This is the structure of the invention.

また、本発明の複合リングロールは、高合金ロール材で
形成された外層の内面に強靭材で形成された内層が拡散
接合されたものにおいて、その外層を前記黒鉛を存する
ニッケルクロム鋳鉄粉末の焼結材で形成したことを発明
の構成とするものである。
Further, the composite ring roll of the present invention is one in which an inner layer made of a tough material is diffusion bonded to the inner surface of an outer layer made of a high alloy roll material, and the outer layer is made of nickel chromium cast iron powder containing graphite. The structure of the invention is that it is formed of a binder.

(実施例) まず、本発明に係るニッケルクロム鋳鉄粉末焼結材を構
成する鋳鉄粉末の成分限定理由について説明する。以下
、単位は重量%である。
(Example) First, the reason for limiting the components of the cast iron powder constituting the nickel chromium cast iron powder sintered material according to the present invention will be explained. Hereinafter, the unit is weight %.

C:1.0〜1.9% CはSt、 Niの黒鉛化作用によって焼結後の熱処理
により黒鉛として析出させるために添加する。
C: 1.0 to 1.9% C is added to precipitate as graphite through heat treatment after sintering due to the graphitization effect of St and Ni.

本発明におけるSi、 Niの成分範囲においては、1
.0%未満では黒鉛の析出が困難である。一方、1.9
%を越えて含有されると粉末中の共晶炭化物が多くなり
、耐スリップ性が劣化する。
In the component range of Si and Ni in the present invention, 1
.. If it is less than 0%, precipitation of graphite is difficult. On the other hand, 1.9
If the content exceeds %, the amount of eutectic carbides in the powder will increase and the slip resistance will deteriorate.

Si:1.5〜4.0% Siはニッケルクロム鋳鉄粉末を焼結後に熱処理して黒
鉛を析出させるために必要である。本発明の場合、基地
の強度を高めるためにCrが2.0〜4,5%、Moが
0.4〜5.0%含有されるので、1.5%未満では黒
鉛析出が困難となり、一方4.0%を越えると黒鉛析出
が過多となり、耐摩耗性および機械的性質が劣化する。
Si: 1.5-4.0% Si is necessary for precipitating graphite by heat-treating the nickel-chromium cast iron powder after sintering. In the case of the present invention, 2.0 to 4.5% of Cr and 0.4 to 5.0% of Mo are contained in order to increase the strength of the base, so if it is less than 1.5%, graphite precipitation becomes difficult. On the other hand, if it exceeds 4.0%, graphite precipitation will be excessive and wear resistance and mechanical properties will deteriorate.

Mn :  0.5〜1.5% Mnは微細急冷粉末作成前段階の溶湯の脱酸のためにS
iと共に積極的に添加される。0.5%未満では脱酸作
用が不足し、一方1.5%を越えると機械的性質、特に
靭性の劣化が著しく現れる。
Mn: 0.5-1.5% Mn is added to S to deoxidize the molten metal before making fine quenched powder.
It is actively added together with i. If it is less than 0.5%, the deoxidizing effect will be insufficient, while if it exceeds 1.5%, mechanical properties, particularly toughness, will deteriorate significantly.

P:0.1%以下 Pは材質を脆くするため少ないほど望ましく、0.1%
以下とする。
P: 0.1% or less P makes the material brittle, so it is desirable to have less P, and 0.1%
The following shall apply.

S :  0.08%以下 SもPと同様の理由により少ないほど望ましく0.08
%以下とする。
S: 0.08% or less For the same reason as P, the lower the S content, the more desirable it is 0.08
% or less.

N::4.0〜15.0% Niは黒鉛析出と基地組織の改良の目的で積極的に添加
される。4.0%未満では黒鉛の析出が困難となる。一
方、15,0%を越えて含有されると残留オーステナイ
トが安定となり、熱処理によってもオーステナイトを分
解することが困難となり、硬度の確保と耐肌荒性の面で
問題となる。
N: 4.0 to 15.0% Ni is actively added for the purpose of graphite precipitation and improvement of the matrix structure. If it is less than 4.0%, precipitation of graphite becomes difficult. On the other hand, if the content exceeds 15.0%, residual austenite becomes stable and it becomes difficult to decompose the austenite even by heat treatment, causing problems in terms of ensuring hardness and roughening resistance.

Cr :  2.O〜4.5% CrはCと結合してCr炭化物を形成すると共に、基地
中にも一部固溶して基地の強化に寄与するが、本発明の
場合は主に後者の目的で添加される。
Cr: 2. O ~ 4.5% Cr combines with C to form Cr carbide, and also partially dissolves in the base and contributes to strengthening the base, but in the case of the present invention, it is mainly added for the latter purpose. be done.

2.0%未満では基地中に固溶されるCr量が少なく、
基地を強化することが困難となる。一方、4.5%を越
えると粉末中の炭化物の晶出が過多となり、耐スリップ
性の向上を阻害すると共に、炭化物が網目状に晶出する
ため、耐肌荒性の点で問題となる。
If it is less than 2.0%, the amount of Cr dissolved in the base is small;
It becomes difficult to strengthen the base. On the other hand, if it exceeds 4.5%, excessive crystallization of carbides in the powder will inhibit the improvement of slip resistance, and the carbides will crystallize in a network shape, causing problems in terms of roughness resistance. .

Mo :  0.4〜5.0% Moは黒鉛の析出を抑制する元素であるが、炭化物中に
入り込んで炭化物の硬度を高めると共に、基地中に固溶
して焼戻し軟化抵抗を向上させるのに有効である。本発
明においては炭化物量がごく少量であるので主に基地組
織の改善を目的として積極的に添加される。0.4%未
満では基地組織の有効な改善を図ることができない。一
方、1.0%を越えると黒鉛の析出が減少するが、黒鉛
析出抑制作用は顕著には増大せず、基地の強化が促進さ
れる。このため基地部分の耐焼付性が向上し、若干黒鉛
量が減少しても耐焼付性の劣化を招来せず、むしろ硬度
向上によって優れた耐摩耗性が得られる。しかし、5%
を越えると黒鉛の析出が著しく抑制されて耐焼付性が劣
化する。尚、基地の強化のほかに、炭化物中に入り込ん
で、炭化物の硬度を向上させるには、Moを2.0%以
上含有させることが好ましい。
Mo: 0.4 to 5.0% Mo is an element that suppresses the precipitation of graphite, but it also penetrates into carbides and increases the hardness of the carbides, and dissolves in the matrix to improve tempering softening resistance. It is valid. In the present invention, since the amount of carbide is very small, it is actively added mainly for the purpose of improving the matrix structure. If it is less than 0.4%, it is not possible to effectively improve the base organization. On the other hand, when it exceeds 1.0%, graphite precipitation is reduced, but the graphite precipitation suppressing effect is not significantly increased, and strengthening of the matrix is promoted. For this reason, the seizure resistance of the base portion is improved, and even if the amount of graphite is slightly reduced, the seizure resistance does not deteriorate, but rather, excellent wear resistance is obtained due to improved hardness. However, 5%
If it exceeds this, graphite precipitation is significantly suppressed and seizure resistance deteriorates. In addition to strengthening the base, Mo is preferably contained in an amount of 2.0% or more in order to penetrate into the carbide and improve the hardness of the carbide.

本発明の黒鉛を有する焼結材を構成するニッケルクロム
鋳鉄粉末は以上の成分のほか残部実質的にFeで形成さ
れるが、材質特性を向上させるためにFeの一部に代え
て下記のNb、 Vを必要に応じて含有させることがで
きる。
In addition to the above-mentioned components, the nickel-chromium cast iron powder constituting the sintered material containing graphite of the present invention is made of substantially Fe, but in order to improve the material properties, some of the Fe is replaced with the following Nb , V can be contained as necessary.

すなわち、Nb、 Vは共に組織の微細化に効果があり
、各々単独又は複合で、1.0%以下含有することがで
きる。1.0%を越えると、炭素と結びついてVC,N
bC,NbzC等の炭化物を形成し、黒鉛の析出を妨げ
る。また、コスト高の要因となる。
That is, both Nb and V are effective in refining the structure, and each can be contained alone or in combination at 1.0% or less. If it exceeds 1.0%, it will combine with carbon and form VC, N.
Forms carbides such as bC and NbzC and prevents precipitation of graphite. Moreover, it becomes a factor of high cost.

前記ニッケルクロム鋳鉄粉末は、通常、所期成分のニッ
ケルクロム鋳鉄溶湯を溶製し、これをガスアトマイズ法
や水アトマイズ法によって微粉化、急冷凝固して製造さ
れる。使用する粉末粒径は、通常、100〜250メツ
シユ程度である。粉末は象、冷凝固しているため、結晶
組織は微細化された状態となっている。かかる微細組織
は従来の溶製材では得られないものである。
The nickel-chromium cast iron powder is usually manufactured by melting molten nickel-chromium cast iron having the desired composition, pulverizing it by gas atomization or water atomization, and rapidly solidifying it. The particle size of the powder used is usually about 100 to 250 mesh. Since the powder is cold solidified, the crystal structure is in a fine state. Such a fine structure cannot be obtained with conventional melt-molded materials.

前記ニッケルクロム鋳鉄粉末は所期の形状に圧粉成形さ
れ焼結される。この場合、圧粉成形には一軸圧縮や冷間
等方加圧(以下、CI Pという。)を適用することが
でき、また加圧成形と焼結とが同時に行われる熱間等方
加圧(以下、HI Pという。)成形を適用することが
できる。
The nickel chromium cast iron powder is compacted into a desired shape and sintered. In this case, uniaxial compression or cold isostatic pressing (hereinafter referred to as CIP) can be applied to powder compaction, or hot isostatic pressing where pressing and sintering are performed simultaneously. (hereinafter referred to as HIP) molding can be applied.

例えば、複合リングロールを製造する場合では、第2図
に示すように、機械構造用の炭素鋼や低合金鋼等の靭性
に優れた金属材料で形成された内層素材リング3aの外
周面を覆うように缶体5を設り、該缶体5中に前記ニッ
ケルクロム鋳鉄粉末6を充填し、脱気した後、HIP処
理を施す。これによって、ニッケルクロム鋳鉄粉末同士
は焼結一体化すると共に、該外層焼結材が内層素材リン
グ3a外周面に拡散接合した複合リングが得られる。こ
のとき、ニッケルクロム鋳鉄粉末の微細化組織は、HI
P後も焼結材の組織を構成するため、溶製材に比べて極
めて微細であり耐摩耗性に富んだものとなる。また、外
層から内層への高合金成分の移行も可及的に抑制され、
内層材の強靭性も劣化しない。
For example, when manufacturing a composite ring roll, as shown in FIG. A can body 5 is provided as shown above, the nickel chromium cast iron powder 6 is filled into the can body 5, and after degassing, HIP treatment is performed. As a result, the nickel chromium cast iron powder is sintered and integrated, and a composite ring is obtained in which the outer layer sintered material is diffusion bonded to the outer peripheral surface of the inner layer material ring 3a. At this time, the fine structure of the nickel chromium cast iron powder is HI
Since the structure of the sintered material is formed even after P, it is extremely fine and has high wear resistance compared to the melted material. In addition, the migration of high alloy components from the outer layer to the inner layer is suppressed as much as possible,
The toughness of the inner layer material also does not deteriorate.

前記ニッケルクロム鋳鉄粉末の焼結材は、焼結後、組織
中に黒鉛を析出させるための黒鉛化焼なまし熱処理に供
される。前記複合リングの場合は、粗加工後、複合リン
グごと該熱処理を施せばよい。
After sintering, the sintered material of the nickel-chromium cast iron powder is subjected to graphitization annealing heat treatment to precipitate graphite in the structure. In the case of the composite ring, the heat treatment may be applied to the entire composite ring after rough processing.

この熱処理は、焼結材を950〜1000°Cに加熱し
、数時間保持することによって行われる。これにより、
焼結材中の遊離炭化物は分解し、分解によって生成され
たCが微細黒鉛となって焼結材中に均一に分散析出する
。前記析出黒鉛は晶出黒鉛に比べて微細かつ均一に分散
するため、晶出黒鉛の存在に起因した基地のかけ落ちも
効果的に防止され、耐焼付性の確保のみならず耐摩耗性
の向上に寄与することができる。
This heat treatment is performed by heating the sintered material to 950 to 1000°C and holding it for several hours. This results in
The free carbide in the sintered material is decomposed, and C generated by the decomposition becomes fine graphite, which is uniformly dispersed and precipitated in the sintered material. Since the precipitated graphite is more finely and uniformly dispersed than crystallized graphite, it effectively prevents the base from falling off due to the presence of crystallized graphite, which not only ensures seizure resistance but also improves wear resistance. can contribute to

尚、Cr含有量の高い鋳鉄材質においては、通常、高温
で長時間保持しても黒鉛は析出しない。本発明外層材の
場合、Si、 Niを多量に含有させた特定の成分を選
定しているので、黒鉛の析出が可能となる。
Note that in cast iron materials with a high Cr content, graphite usually does not precipitate even if the material is held at high temperatures for a long time. In the case of the outer layer material of the present invention, specific components containing a large amount of Si and Ni are selected, so that graphite can be precipitated.

上記黒鉛化焼なまし熱処理によって得られた本発明の焼
結材は、ニッケルクロム鋳鉄粉末中のC含を量を可及的
に押えているので、共晶炭化物がほとんど生成せず、耐
スリンプ性を著しく改善することができる。
The sintered material of the present invention obtained by the above-mentioned graphitization annealing heat treatment has the C content in the nickel chromium cast iron powder suppressed as much as possible, so almost no eutectic carbide is generated, and it has excellent slip resistance. can significantly improve sex.

尚、ここにいう共晶炭化物とは、M、C型のセメンタイ
トにCrが入り込んだものであり、従来の高クロム材や
黒鉛晶出高クロム材において晶出するM7C3型のクロ
ム炭化物とは、炭化物の構造、晶出形態、晶出量が異な
るものである。
In addition, the eutectic carbide referred to here is one in which Cr has entered M and C type cementite, and the M7C3 type chromium carbide that crystallizes in conventional high chromium materials and graphite crystallized high chromium materials is They differ in carbide structure, crystallization form, and crystallization amount.

一方、特にNi、 Cr、 Moの所定量の添加により
、基地組織が強化され、かつ急冷凝固粉末の使用により
結晶組織が微細化されているので、共晶炭化物の減少に
も拘らず、耐摩耗性の低下を防止することができ、機械
的強度が向上し、強靭性が具61にされるものとなる。
On the other hand, the base structure is strengthened by adding a certain amount of Ni, Cr, and Mo, and the crystal structure is refined by using rapidly solidified powder, so the wear resistance is improved despite the reduction of eutectic carbides. It is possible to prevent the deterioration of the properties, the mechanical strength is improved, and the toughness of the tool 61 is improved.

更に、黒鉛化焼なまし熱処理により、組織中に微細黒鉛
が均一に分散して生成し、耐焼付性が確保されると共に
、黒鉛の回りの基地のかけ落ちも効果的に防止され、耐
摩耗性の向上に寄与することができる。
Furthermore, through graphitization annealing heat treatment, fine graphite is uniformly dispersed in the structure, ensuring seizure resistance and effectively preventing flaking of the base around the graphite, resulting in wear resistance. It can contribute to improving sexual performance.

黒鉛析出後の焼結材の基地は、焼入れ焼戻しにより焼戻
しマルテンザイI・やオーステンパーによリヘーナイト
とされたり、適宜の冷却速度によってパーライト、フェ
ライト組織に調整される。
The base of the sintered material after graphite precipitation is made into martenza I by quenching and tempering, rechenite by austempering, or adjusted to pearlite or ferrite structure by an appropriate cooling rate.

尚、複合リングロールを製造する場合は、複合リングご
と外層材基地組織調整の熱処理を施せばよい。その後、
最終形状に仕上げ加工されて製品複合リングロールとさ
れ、1個又は複数個がロール軸に焼き嵌め、その他の方
法で固定され、組み立てロールとして圧延に供される。
In the case of manufacturing a composite ring roll, the entire composite ring may be subjected to heat treatment for adjusting the base structure of the outer layer material. after that,
Finishing to the final shape results in a product composite ring roll, one or more of which is shrink-fitted or otherwise secured to the roll shaft and subjected to rolling as an assembled roll.

本発明の黒鉛を有するニッケルクロム鋳鉄焼結材は、圧
延用複合ロールや複合リングロールの圧延使用層たる外
層材として好適なものであるが、耐摩耗性や耐焼付性が
共に要求される種々の用途(例えば、ガイドローラ、テ
ーブルローラ等の圧延材周辺のローラ類、熱間塑性加工
用部品)に適用される。尚、複合ロールの外層材として
本発明材を使用する場合は、鋼材等で形成されたロール
軸の外周面に前記ニッケルクロム鋳鉄粉末によって外層
を成形し、ロール軸ごと焼結処理を行えばよい。
The nickel-chromium cast iron sintered material containing graphite of the present invention is suitable as an outer layer material for rolling of composite rolls and composite ring rolls, but it can also be used in various applications that require both wear resistance and seizure resistance. (For example, rollers around rolled materials such as guide rollers and table rollers, and parts for hot plastic processing). In addition, when using the material of the present invention as the outer layer material of a composite roll, it is sufficient to form an outer layer using the nickel chromium cast iron powder on the outer circumferential surface of a roll shaft formed of a steel material, etc., and then perform a sintering treatment together with the roll shaft. .

次に具体的実施例を掲げる。Next, specific examples are listed.

実施例1 丸棒仕上圧延スタンド出口ガイドローラの製造実施例 (1)下記組成のニッケルクロム鋳鉄粉末(粒径140
メツシユアンダー)をCTP (圧力5kgf/c己)
で成形し、外径165×内径60×幅95mmの成形筒
体を得た。
Example 1 Manufacturing example of a round bar finishing rolling stand exit guide roller (1) Nickel chromium cast iron powder with the following composition (particle size 140
mesh under) to CTP (pressure 5kgf/cm)
A molded cylinder having an outer diameter of 165 mm, an inner diameter of 60 mm, and a width of 95 mm was obtained.

・粉末組成(単位重量%、残部実質的Fe)C:1.2
5%、Si:3.50%、Mn : 0.75%P :
 0.006%、S : 0.008%、Ni : 1
2.00%Cr :  2.90%、Mo : 0.5
0%、(2)前記成形筒体を加圧200kgf/cJ、
温度1150°CでHIP処理し、焼結筒体を得た。該
筒体を製品寸法に対し加工代を1mm付けるように粗加
工し、下記の■〜■の熱処理を施した。
・Powder composition (unit weight %, remainder substantial Fe) C: 1.2
5%, Si: 3.50%, Mn: 0.75% P:
0.006%, S: 0.008%, Ni: 1
2.00%Cr: 2.90%, Mo: 0.5
0%, (2) pressurize the molded cylinder at 200 kgf/cJ,
HIP treatment was performed at a temperature of 1150°C to obtain a sintered cylinder. The cylindrical body was roughly machined so that a machining allowance of 1 mm was added to the product dimensions, and the heat treatment described in (1) to (4) below was performed.

■ 黒鉛化焼なまし熱処理 950°CX5tlr  塩浴中で保持■ 基地のヘー
ナイト化熱処理 1000°Cに昇温後、530°Cの塩浴中へ象、冷し
、5時間保持後、空中放冷し常温まで冷却した。
■ Graphitization annealing heat treatment held in a 950°CX5TLR salt bath ■ Haenitization heat treatment of the base After heating to 1000°C, put into a 530°C salt bath, cool, hold for 5 hours, and let cool in air It was then cooled to room temperature.

■ 残留オーステナイトの変態化熱処理530°Cに加
熱し3時間保持した後、常温まで冷却した。この処理を
2回繰り返した。
(2) Transformation heat treatment of retained austenite After heating to 530°C and holding for 3 hours, it was cooled to room temperature. This process was repeated twice.

(3)熱処理後、仕上加工を行い、第1図の製品ロラを
得た。該ローラの組織は、微細均一に析出した黒鉛と基
地組織およびごく少量のカーバイドから成っており、基
地組織は焼戻しマルテンサイトであった。硬度はl1s
85〜86であった。
(3) After heat treatment, finishing processing was performed to obtain the product roller shown in FIG. The structure of the roller consisted of finely and uniformly precipitated graphite, a base structure, and a very small amount of carbide, and the base structure was tempered martensite. Hardness is l1s
It was 85-86.

(4)上記ローラを32φ丸鋼仕上圧延機出口側に設置
し、実際に使用した。出口ガイトローラは、圧延材が当
接しないときは回転せず、圧延機から出てきた圧延材が
その周面に当接することによって回転が誘導されるもの
である。このため、かみ込め時にローラに焼き付ぎが生
じ易く、従来チルド鋳鉄製ローラが使用されていた。こ
の場合、耐摩耗性が悪く約3007on当り1回改削し
て使用していたが、本実施例では1回改削当りの圧延量
が13倍に向上した。尚、使用に際しては、焼付きや欠
は落ち、あるいはクランクは全く生じなかった。
(4) The above roller was installed on the exit side of a 32φ round steel finishing rolling mill and was actually used. The exit guide roller does not rotate when the rolled material does not come into contact with it, but is induced to rotate when the rolled material coming out of the rolling mill comes into contact with its peripheral surface. For this reason, rollers tend to seize during biting, and conventionally chilled cast iron rollers have been used. In this case, the wear resistance was poor and the rolling stock was revised once per approximately 3007 on, but in this example, the rolling amount per one revision was improved by 13 times. Incidentally, during use, the seizure and chipping disappeared, and no cranking occurred at all.

実施例2 平鋼圧延使用複合リングロール(製品寸法φ320×幅
1.50mm)の製造実施例 (1)内径150 mm、外径230mm、幅150m
mの内層素材リングを準備した。該リングはC: 0.
25%、St : 0.13%、Mn : 0.41%
の低C鋼である。
Example 2 Manufacturing example of a composite ring roll using flat steel rolling (product dimensions φ320 x width 1.50 mm) (1) Inner diameter 150 mm, outer diameter 230 mm, width 150 m
An inner layer material ring of m was prepared. The ring has a C: 0.
25%, St: 0.13%, Mn: 0.41%
It is a low C steel.

(2)前記リングの径方向外側を第2図の如く缶板で覆
い、該リングの外表面全幅にわたり下記のニッケルクロ
ム鋳鉄粉末を充填した後脱気した。
(2) The radially outer side of the ring was covered with a can plate as shown in FIG. 2, and the entire outer surface of the ring was filled with the following nickel chromium cast iron powder and then degassed.

粉末は140メソシユアンダーのものを用いた。The powder used was 140 mesounder.

粉末組成 C: 1.60%、Si : 1.90%、Mn : 
0.71%P : 0.005%、s:o、oo8%、
Ni : 6.90%Cr : 2.40%、Mo :
 0.80%、残部実質的Fe(3)  その後、20
0kg/cfflの圧力、1180°Cの温度でHIP
処理を行い、粉末を焼結して外層を得ると共に該外層と
内層累月リングとを拡散接合した。HI P処理終了後
、缶板を除去して複合リングを得た。
Powder composition C: 1.60%, Si: 1.90%, Mn:
0.71%P: 0.005%, s:o, oo8%,
Ni: 6.90% Cr: 2.40%, Mo:
0.80%, balance substantial Fe(3) then 20
HIP at 0 kg/cffl pressure and 1180°C temperature
The powder was sintered to obtain an outer layer and the outer layer and the inner moon ring were diffusion bonded. After the HIP treatment was completed, the can plate was removed to obtain a composite ring.

(4)HIP処理後の複合リングを製品寸法に粗機械加
工した後、黒鉛を析出させる目的で950°Cに511
r塩浴中で保持した後、1000°Cまで加熱し、その
後530°Cの別のソルトハス中に象、冷し5Hr保持
した後、空中放冷し常温まで冷却した。その後、530
°Cまで加熱冷却を2回繰返し、残留オーステナイトを
変態させた。なお、530“Cでの保持時間は311r
とした。
(4) After rough machining the HIP-treated composite ring to product dimensions, heat it to 950°C for 511°C to precipitate graphite.
After being kept in a salt bath, it was heated to 1000°C, then placed in another salt bath at 530°C, cooled, and kept for 5 hours, then allowed to cool in the air and cooled to room temperature. After that, 530
Heating and cooling were repeated twice to °C to transform the retained austenite. In addition, the holding time at 530"C is 311r
And so.

(5)  このようにして得られた複合リングの外層組
織は、微細なカーバイドと微細な黒鉛が均一に分散して
おり、基地組織は焼戻しマルテンサイトであった。その
硬度はl1s90〜91であった。
(5) In the outer layer structure of the composite ring thus obtained, fine carbide and fine graphite were uniformly dispersed, and the base structure was tempered martensite. Its hardness was l1s90-91.

(発明の効果) 以上説明した通り、本発明の黒鉛を有するニッケルクロ
ム鋳鉄粉末焼結材は、C:1.0〜19%の所定成分の
ニッケルクロム鋳鉄粉末によって焼結されたものである
ので、カーバイドがほとんど生成せず、耐スリップ性が
良好である。また、NiCr、 Moによる基地の強化
と相まって、組織が微細化されており、これによって耐
摩耗性の向」−が図られる。しかも、黒鉛化焼なまし熱
処理によって焼結材中に微細黒鉛を均一に分散析出した
ものとなり、耐焼付性が確保されると共に耐摩耗性のよ
り一層の向上が図られる。
(Effects of the Invention) As explained above, the sintered nickel-chromium cast iron powder having graphite of the present invention is sintered with nickel-chromium cast iron powder having a predetermined component of C: 1.0 to 19%. , hardly any carbide is formed, and the slip resistance is good. In addition, the structure is refined in combination with the reinforcement of the base by NiCr and Mo, which improves wear resistance. Moreover, fine graphite is uniformly dispersed and precipitated in the sintered material through the graphitization annealing heat treatment, ensuring seizing resistance and further improving wear resistance.

かかるニッケルクロム鋳鉄粉末焼結材を複合リンクロー
ルの外層に適用することにより、優れた耐摩耗性、耐焼
付性および耐スリップ性を兼備させることができる。
By applying such a sintered nickel chromium cast iron powder material to the outer layer of a composite link roll, it is possible to have excellent wear resistance, seizure resistance, and slip resistance.

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

第1図は複合リングロールの断面図、第2ロー缶体が設
けられた内層素材リングの断面図、第3図は実施例に係
るローラの半断面図である。 1・・・複合リングロール、2・・・外層、3・・・内
層。
FIG. 1 is a sectional view of a composite ring roll, a sectional view of an inner layer material ring provided with a second row can body, and FIG. 3 is a half sectional view of a roller according to an embodiment. 1... Composite ring roll, 2... Outer layer, 3... Inner layer.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)化学組成が重量%で、 C:1.0〜1.9%、Ni:4.0〜15.0%Si
:1.5〜4.0%、Cr:2.0〜4.5%Mn:0
.5〜1.5%、Mo:0.4〜5.0%P:0.1%
以下 S:0.08%以下 残部実質的にFeからなるニッケルクロム鋳鉄粉末の焼
結材であって、黒鉛化焼なまし熱処理により組織中に黒
鉛が析出してなることを特徴とする黒鉛を有するニッケ
ルクロム鋳鉄粉末焼結材。
(1) Chemical composition in weight%: C: 1.0-1.9%, Ni: 4.0-15.0%Si
:1.5~4.0%, Cr:2.0~4.5%Mn:0
.. 5-1.5%, Mo: 0.4-5.0% P: 0.1%
Hereinafter, S: 0.08% or less A sintered material of nickel-chromium cast iron powder with the balance substantially composed of Fe, which is characterized by graphite being precipitated in the structure by graphitization annealing heat treatment. Nickel chromium cast iron powder sintered material with.
(2)高合金ロール材で形成された外層の内面に強靭材
で形成された内層が拡散接合された複合リングロールに
おいて、高合金ロール材として請求項(1)に記載した
黒鉛を有するニッケルクロム鋳鉄粉末焼結材を使用した
ことを特徴とする複合リングロール。
(2) In a composite ring roll in which an inner layer made of a tough material is diffusion bonded to the inner surface of an outer layer made of a high alloy roll material, the nickel chromium containing graphite described in claim (1) is used as the high alloy roll material. A composite ring roll characterized by using cast iron powder sintered material.
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