JPH02194118A - 熱処理炉用ロールおよびその製造法 - Google Patents

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） 本発明は、耐ピックアップ性、耐摩耗性に優れる熱処理
炉用ロールおよびその製造法に関する。

（従来の技術） 熱処理炉内に配設されるハースロールは高温の酸化性ま
たは還元性雰囲気で長期間にわたって連続して使用され
るために、その表面は摩耗を受けたり、あるいは被熱処
理材からの付着酸化物、鉄粉がロール表面に凝着・堆積
していわゆるビルドアップを形成する。

このようにしてハースロールの表面に付着・形成される
スケールは被熱処理材である鋼板の表面にビックアンプ
と呼ばれる押疵をつけ、鋼板品質低下・歩留まり低下の
主たる原因となるものであヮて、その発生は極力防止さ
れなければならない。

そこで従来から様々な手段が提案されている。

たとえば （ｉ）特開昭６２−１５８５８６号公作には１ロール表
面に窒化処理を施した後、レーザービームを照射し、粗
面化する手段が、 （ｉｉ）特開昭６２−１５８５８７号公報には、ある特
定の粒径を有する超硬粉末をガスとともにロール表面に
吹きつけながら、レーザーダル加工を施す手段が、 （ｉｉｉ　）特開昭６２−１５８５８８号公報にはレー
ザーダル加工前のロール表面にある特定の粒径を有する
金属炭化物微粉末を粘着剤とともに被覆処理する手段が
、 （ｉｖ）特開昭５５−１５４５２２号公報には熱処理炉
用１′Ｊルの母材表面に酸化クロム層を溶射形成させる
手段が、 （Ｖ）特公昭６３−２６１８３号公報には特定組成のＹ
ＯとＺｒ（ｈとよりなるセラミック被覆を形成する手段
が、 （ｖｉ　）特開昭６０−１４１８６１号公報には、Ｃｏ
−へＱ系合金を被覆する手段が、 （ｖｉ）実開昭５７−１１１８５０号公報には、表面粗
度を特定した熱処理炉用ロールが、さらに （ｖｉ）特開昭６１−２５３３８５号公報にはロール表
面に研磨・ダル加工を施した後にセラミックス、サーメ
ット等を溶射する手段が、 それぞれ開示されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしこれらの公知手段ではいずれの手段によっても耐
ピックアップ性・耐摩耗性に優れた熱処理炉用ロールを
安価に確実に提供することは出来ない。

すなわち前述の（ｉ）、（ｉｉ　）および（ｉｉｉ　）
に示した手段は、いずれも冷間圧延用ロールに対して適
用するものであり、熱処理炉用のハースロールとして用
いるには高温における耐摩耗性が不足し、使用すること
ができない。

また（　ｉｖ　）、（ｖ）に示した手段では耐ピックア
ップ性が不足し、熱処理炉用として適当なハースロール
を提供することができない。

また（　ｖｉ　）に示した手段では、被覆後にＡｌ拡散
と鵠、０．形成のための熱処理が現実には必要であり、
コスト高となることは免れない。

さらに（ｖｉ）、（ｖｉ）に示した手段は、放電ダル加
工、ショツトブラスト加工等によりロールの表面粗度の
調整を行う必要があるが、この調整を行うとロール表面
の均一性が失われ、摩耗やピックアップを生じ易くなる
。

すなわち前述の公知手段では耐ピックアップ性、耐摩耗
性に優れた熱処理炉用ロールを安価に確実に提供するこ
とはできなかったのである。

ここに本発明の目的は、耐ピックアップ性、耐摩耗性に
優れた熱処理炉用ロールおよびその製造法を安価に確実
に提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明者は上記の課題を解決するため種々検討を重ねた
結果、次のような新規な知見を得た。

まず前述の（１）、（ｉｉ）および（ｉｉｉ　）に示し
た手段で得られるロールは高温耐摩耗性が不足すること
は、高温耐摩耗性に優れたＣｏ−Ｃｒ−Ａｌ−Ｙ十Ａｌ
ｚＯｓ系のサーメットの溶射を行うことにより解決でき
る。

また（　ｉｖ　）、（ｖ）に示した手段で得られるロル
は耐ピックアップ性が不足することは、Ｃｒ０１ＺｒＯ
ｔに代えてＡｌｇＯｓを用いることにより解決できる。

また（ｖｌ）に示した手段ではコスト高となることは、
レーザー照射を行うことによりアニーリング効果が発揮
されて熱処理が不要となることで相殺できる。

さらに（ｖｉ）、（ｖｉ）に示した手段では、ロル表面
の均一性が失われるが、これは、レーザービームを照射
することにより解決できる。

すなわち、このような知見を総合して、ロールの表面に
八Ｑ□０．を含有するＣｏ−ＣｒＭＹ系のサーメットを
溶射して被膜を形成し、その後に表面にレーザービーム
を照射することにより、耐ビックアンプ性、耐摩耗性に
優れた熱処理炉用ロールを安価に提供できることを知り
、本発明を完成した。

ここに本発明の要旨とするところは、熱処理炉用ロール
であって、その表面にＡｌｘＯｓを含有するＣｏ−Ｃｒ
−Ａｌ−Ｙ系のサーメットを溶射しその後にレーザービ
ームを照射してなる被膜を有し、該被膜の表面粗度は４
〜６μｍの範囲であることを特徴とする耐ピックアップ
性、耐摩耗性に優れた熱処理炉用ロールである。

また別の面からは、熱処理炉用ロールの表面にへＱオ０
．を含有するＣｏ　−Ｃｒ−へＱ−Ｙ系のサーメットを
溶射し、この後にレーザービームを照射して表面粗度Ｒ
ａが４〜６μ膳の範囲のダル加工を施すことを特徴とす
る、耐ピックアップ性、耐摩耗性に優れた熱処理炉用ロ
ールの製造法である。

また本発明のさらに望ましい態様としては、上記の熱処
理炉用ロールの製造法において、サーメットを溶射した
後であって、レーザービームを溶射する前にロール表面
を４８に研磨することを特徴とする、耐ピックアンプ性
、耐摩耗性に優れた熱処理炉用ロールの製造法である。

本発明において溶射層に使用するサーメットは、八Ｑ！
０３を含有するＣｏ−Ｃｒ−Ａｌ−Ｙ系のサーメットで
あり、具体的には、１０ＡｌｇＯｓ＋９０（２４Ｃｏ−
２４Ｃｒ−５０八Ｑ−２Ｙ）が例示される。

（作用） 以下本発明を作用効果とともに詳述する。

本発明にかかる熱処理炉用ロールは、その表面に、Ｍｔ
Ｏｓを含有する固溶へＱの多いＣｏ−Ｃｒ　　Ａｌ−Ｙ
系のサーメットを溶射してなる被膜を有する。

ただし固溶へＱ量には完全に拡散できる限度があり、そ
の値は、ｌ０Ａ（ｌ　ｔＯｉ＋９０　（２４Ｃｏ−２４
Ｃｒ−５０Ａｌ−２Ｙ）である。

Ａｌ　−Ｙ系のサーメットが例示される理由は、従来よ
り１０ＡｌｉＯｓ　＋　９０（２４Ｃｏ−２４Ｃｒ−５
０Ａｌ−２Ｙ）は溶射後に熱処理を実施して、そのロー
ル表面と溶射層との密着性、あるいはＡｌの拡散による
溶射表面層へのＡｌｚＯｉの形成を促しており、材料の
耐摩耗性の向上に大きく寄与する元素であることが知ら
れていたからである。以下の本発明の説明においては、
Ａｌ＊Ｏｓを含有するＣｏ−Ｃｒ−Ａｌ−Ｙ系のサーメ
ットとして１〇八ＱｔＯｓ＋９０（２４Ｃｏ−２４Ｃｒ
−５０Ａｌ−２Ｙ）を用いるが、本発明はこれに制限さ
れるものではない。

溶射被膜の厚さは特に制限を必要とするものではなく、
ロールに求める性能に応じて適宜設定すればよいが、本
発明者の知見によれば１００μｍ以上の厚さとすること
が耐ピックアップ性および耐摩耗性の向上に大きな効果
があり、かかる範囲とすることが望ましい。

第１図ｔａ）は、この１０ＡｌｉＯｓ　＋　９０（２４
Ｃｏ　　２４Ｃｒ−５０Ａｌ　−２Ｖ）を溶射した後の
ロールの表面付近の略式断面図であり、ロール３の表面
には、Ｃｏ−ＣｒＡｌ　−Ｙ系の合金から成る被覆層２
が被覆され、Ｃ０Ｃｒ−へＱ−’ｌ系の合金の被覆層２
の中にＡｌｚＯｚ粒子ｌが分散して存在しでいることが
わかる。

次に本発明にかかる熱処理炉用ロールにおいては、この
ロール３の表面の被覆層２にレーザービームを照射する
。第１図＋Ｃ１は慣用のレーザービーム発振器６よりレ
ーザービーム照射中のロール３の表面付近の略式断面図
であり、レーザービームを照射されることにより、第１
図（ｅ）においては約２０−間隔に深さが１０〜１５μ
程度の四部が被覆層２０表面に形成されていることを示
している。レーザービームを表面に照射することにより
被覆層２に表面粗度を付与することができ耐摩耗性の向
上をはかることができるとともに、溶射材中に分散して
いる固溶Ａｌを表面に拡散させ、大気中の０８と化合さ
せてＡｌｌｔｙｓ層４が形成される。第１図１０）にお
いてこの＃ｏｓＮ４の最大厚さは２０／ＪＩ程度である
。さらにこのレーザービーム加工により溶射材とロール
母材との界面においては、レーザー照射によるアニーリ
ング効果でフュージングが発生し、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｒの
合金層５が最大で約２０μ程度の厚さで形成され、溶射
被膜の密着性がさらに向上するという効果が得られる。

なお本発明者の知見によれば、レーザービーム加工後の
被覆Ｎ２の表面粗度は４〜６μ羨の範囲にあることがピ
ックアップの防止に大きな効果がある。

さらにレーザービーム加工以外の方法、例えばショツト
ブラスト加工、放電ダル加工等によっては、ピックアッ
プの発生防止効果は小さく、実用上ピックアップ発生を
防止できない。

さらにレーザービームの照射をムラなく均一に行うため
には、レーザービーム照射の前に溶射被膜を有するロー
ルの表面を研磨して、平滑に仕上げてお（ことが望まし
い、第１図（ｂ）はレーザービーム照射前に表面を研磨
して仕上げた際の、ロール３の表面付近の略式断面図で
あり、仕上げの程度は本発明者の知見によれば４８以下
であることが望ましい。

またこのときの被覆層２の厚さは６０μｍ程度である。

さらに本発明を実施例とともに詳述する。なおこれは本
発明の例示でありこれにより本発明が不当に制限される
ものではない。

実施例 本発明にかかる熱処理炉用ロールと従来の熱処理炉用ロ
ールとを連続焼鈍炉に設置して連続して３０力月使用し
て摩耗の程度を表面粗度Ｒａを測定することにより測定
した。

なお本発明にかかる熱処理炉用ロールの製造にあたって
、サーメットとして１０ＡｌｘＯｓ＋９０（２４Ｃｏ−
２４Ｃｒ−５０Ａｌ−２Ｙ）を用いその被覆層の表面粗
度は６−とし、またレーザービームの照射前にロールの
表面、つまり被覆層表面をホーニング砥石により４Ｓに
研磨した。

また従来の熱処理ロールとしては同様に１０Ａｌｔ（ｈ
４９０（２４Ｇｏ−２４Ｃｒ−５ＯＡ（１−２Ｙ）の被
覆層を有したもので、その表面に放電ダル加工を施した
後に熱処理を施したもの（比較例１）、シッントブラス
ト加工を施した後に熱処理を施したもの（比較例２）を
用いた。

結果を第２図に示す、第２図より明らかなように、本発
明にかかる熱処理炉用ロールは３０力月にわたる連続的
な使用においても殆どその表面粗度には変化がなく、極
めて優れた耐摩耗性を示している。

これに対して比較例の熱処理炉用ロール表面粗度の低下
が激しく、比較例１は２５力月で、また比較例２は２０
力月で使用することが出来なくなった。

したがって本発明にかかる熱処理炉用ロールの耐摩耗性
が如何に優れていることがわかる。

（発明の効果） 以上詳述した本発明により、耐摩耗性・耐ピックアップ
性に優れた熱処理炉用ロールを安価に提供することが可
能となった。したがってロールのメンテナンス費用・工
数を低減することができ、その経済的効果も極めて大き
い。

またレーザービームを照射することにより熱処理が不要
となり、エネルギー費、コストを大幅に削減できる。

かかる効果を有する本発明の実用上の意義は極めて著し
い。

【図面の簡単な説明】

第１図ｔａ＞、第１図１ｂ）および第１図（ｃ）　！；
ｔ、本発明にかかるロールの表面の略式説明図；および
第２図は、実施例における粗度付与手段の違いによる、
ロールの使用月数と表面粗度との関係を表わすグラフで
ある。 １　：　Ａｌｔｏ３粒子　２：被覆層 ３：ロール　　　４　：　Ａｌｚｏコ層５：合金層　　
　６：レーザービーム発振器奉ｆ図 爲２図 便甲冒収（耳）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱処理炉用ロールであって、その表面にＡｌ＿２
   Ｏ＿３を含有するＣｏ−Ｃｒ−Ａｌ−Ｙ系のサーメット
   を溶射しその後にレーザービームを照射してなる被膜を
   有し、該被膜の表面粗度は４〜６μｍの範囲であること
   を特徴とする耐ピックアップ性、耐摩耗性に優れた熱処
   理炉用ロール。
2. （２）熱処理炉用ロールの表面にＡｌ＿２Ｏ＿３を含有
   するＣｏ−Ｃｒ−Ａｌ−Ｙ系のサーメットを溶射し、こ
   の後にレーザービームを照射して表面粗度Ｒａが４〜６
   μｍの範囲のダル加工を施すことを特徴とする、耐ピッ
   クアップ性、耐摩耗性に優れた熱処理炉用ロールの製造
   法。
3. （３）請求項（２）記載の製造法において、サーメット
   を溶射した後であって、レーザービームを溶射する前に
   ロール表面を４Ｓに研磨することを特徴とする、耐ピッ
   クアップ性、耐摩耗性に優れた熱処理炉用ロールの製造
   法。