JPH0317250A - 表面改質ロール - Google Patents
表面改質ロールInfo
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- JPH0317250A JPH0317250A JP15077889A JP15077889A JPH0317250A JP H0317250 A JPH0317250 A JP H0317250A JP 15077889 A JP15077889 A JP 15077889A JP 15077889 A JP15077889 A JP 15077889A JP H0317250 A JPH0317250 A JP H0317250A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B27/00—Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［ａ業上の利用分野］
本発明は、ロールの表面に形成されたＷＣ−Ｃｏ系表面
改質皮膜の密着性を向上させるロールに関する．特に高
荷重、高面圧がかかる冷間圧延ロールの表面に形成され
たｌ！Ｃ−Ｃｏ系表面改質皮膜の密着性の向上に利用さ
れる． ［従来の技術］ 一般に機械部品の摺動部は耐摩耗性に優れた材料が必要
である．耐摩耗性に優れた材料として、近年セラミック
スやＷｅ−Ｃｏ系サーメットなどの硬質材料が使われる
ようになってきた。しかしながら、硬質材料は靭性値は
低く、単体で使用する場合、荷重や摩擦速度等の使用条
件が限定される上に高価である．そこで金属材料の複合
化をはかり、表面だけを改質する技術が開発されてきて
いる．冷間圧延ロールに関しても表面改質技術を適用し
て、耐摩耗性や潤滑特性を向上させる技術が開発されて
きている。その例として、硬質Ｃｒメッキロールがある
。また圧延ロールに関する他の表面改質手段として、複
合メッキ（たとえば、特願昭６３−２４４３６４ ｒ
耐摩耗性圧延ロール」）が知られている．ａ合メッキは
共析徹粒子を懸濁したメッキ浴を用いて、母材金属表面
に複合メッキ皮膜を電気メッキにより形戒する．複合メ
ッキ皮膜は、共析徴粒子の物理的あるいは化学的性質に
応じて耐摩耗性、耐食性、潤滑性などの諸性質を示す．
さらにまた、メッキ以外の表面改質手段として、溶射法
や化学蒸着反応などによりコーティングする方法がある
。特に玲間圧延ロールに関しては、耐摩耗性の向上のた
めに、ＷＣ−Ｃｏ系サーメット材料を表面に形成させる
表面改質技術の開発が行われている。
改質皮膜の密着性を向上させるロールに関する．特に高
荷重、高面圧がかかる冷間圧延ロールの表面に形成され
たｌ！Ｃ−Ｃｏ系表面改質皮膜の密着性の向上に利用さ
れる． ［従来の技術］ 一般に機械部品の摺動部は耐摩耗性に優れた材料が必要
である．耐摩耗性に優れた材料として、近年セラミック
スやＷｅ−Ｃｏ系サーメットなどの硬質材料が使われる
ようになってきた。しかしながら、硬質材料は靭性値は
低く、単体で使用する場合、荷重や摩擦速度等の使用条
件が限定される上に高価である．そこで金属材料の複合
化をはかり、表面だけを改質する技術が開発されてきて
いる．冷間圧延ロールに関しても表面改質技術を適用し
て、耐摩耗性や潤滑特性を向上させる技術が開発されて
きている。その例として、硬質Ｃｒメッキロールがある
。また圧延ロールに関する他の表面改質手段として、複
合メッキ（たとえば、特願昭６３−２４４３６４ ｒ
耐摩耗性圧延ロール」）が知られている．ａ合メッキは
共析徹粒子を懸濁したメッキ浴を用いて、母材金属表面
に複合メッキ皮膜を電気メッキにより形戒する．複合メ
ッキ皮膜は、共析徴粒子の物理的あるいは化学的性質に
応じて耐摩耗性、耐食性、潤滑性などの諸性質を示す．
さらにまた、メッキ以外の表面改質手段として、溶射法
や化学蒸着反応などによりコーティングする方法がある
。特に玲間圧延ロールに関しては、耐摩耗性の向上のた
めに、ＷＣ−Ｃｏ系サーメット材料を表面に形成させる
表面改質技術の開発が行われている。
［発明が解決しようとする課題］
上記の技術によって金属材料にＩＣ−１１：ｏ系表面改
質皮膜を形成させた場合、ＷＣ−Ｃｏ系皮膜と金属母材
の弾性率や硬度に差があるため、大きな荷重や面圧に十
分耐えられるような皮膜と母材の間の密着力を得ること
が困難である．そこで、本発明は大きな荷重や面圧がか
かる圧延ロールの表面に形成されたＩＣ−Ｃｏ系表面改
質皮膜の密着性を向上させた表面改質ロールを提供する
ものである． ［課題を解決するための手段および作用コ木発明の表面
改質ロールは、上記の問題点を解決するために、表面に
ＷＣ−Ｃｏ系表面改質皮膜を形成させたロールにおいて
、ＷＣ−Ｃｏ系表面改質皮膜の膜厚をθ（μｍ）， Ｗ
Ｃ−Ｃｏ系表面改質皮膜のショア硬度をＨｓ＋（度）、
金属母材のショア硬度をＨｓ２（度）とした場合、これ
らの値が下記の（１）式 ３θｘ （１［ｉ０Ｊ）−４０ｘΔｈ≧１８０００
・・・・（１）但し、ΔＩＩｓ ｖ＝ｌＨｓ＋− Ｈｓ
２１１，≧７５ を満たすようにＶｊＣ−Ｃｏ系表面改質皮膜を形成させ
たことを特徴とする。
質皮膜を形成させた場合、ＷＣ−Ｃｏ系皮膜と金属母材
の弾性率や硬度に差があるため、大きな荷重や面圧に十
分耐えられるような皮膜と母材の間の密着力を得ること
が困難である．そこで、本発明は大きな荷重や面圧がか
かる圧延ロールの表面に形成されたＩＣ−Ｃｏ系表面改
質皮膜の密着性を向上させた表面改質ロールを提供する
ものである． ［課題を解決するための手段および作用コ木発明の表面
改質ロールは、上記の問題点を解決するために、表面に
ＷＣ−Ｃｏ系表面改質皮膜を形成させたロールにおいて
、ＷＣ−Ｃｏ系表面改質皮膜の膜厚をθ（μｍ）， Ｗ
Ｃ−Ｃｏ系表面改質皮膜のショア硬度をＨｓ＋（度）、
金属母材のショア硬度をＨｓ２（度）とした場合、これ
らの値が下記の（１）式 ３θｘ （１［ｉ０Ｊ）−４０ｘΔｈ≧１８０００
・・・・（１）但し、ΔＩＩｓ ｖ＝ｌＨｓ＋− Ｈｓ
２１１，≧７５ を満たすようにＶｊＣ−Ｃｏ系表面改質皮膜を形成させ
たことを特徴とする。
ＷＣ−Ｃｏ系表面改質皮膜を形戒させたロールに荷重を
かけた場合、ＷＣ−Ｃｏ系皮膜と母材の硬度や弾性率な
どの差によって、皮膜と母材の境界部にせん断力が働き
、これが原因となってＷ（：−Ｃｏ系表面改質皮膜が剥
離する。この皮膜と母材の境界部に働くせん断力の大き
さは、皮膜や母材の物性値だけでなく、表面改質皮膜の
膜厚にも影響される．そこで、ＷＣ−Ｃｏ系表面改質皮
膜と母材のショア硬度の差や皮膜の膜厚が、表面改質皮
膜の密着性に及ぼす影響を第１図に示す， Ｗｅ−Ｃｏ
系表面改質皮膜の密着性は、皮膜と母材のショア硬度差
が１０以内では、およそ膜厚が６５ｐｍから９５μｍの
範囲で、従来のロール材の寿命以上の密着性を有してい
る．しかし、表面改質皮膜と母材のシ日ア硬度差が３０
を越えると、膜厚をどう調整しても、従来のロール材の
寿命以上の密着性を得ることはできない。図中、平面ｔ
は従来のロール材の寿命レベル、立体１は従来のロール
材の寿命よりもＷＣ−Ｃｏ系皮膜の寿命の方が優れる範
囲を示す．また、従来のロール材の寿命と同等の皮膜の
密着性が得られるときの、皮膜と母材のショア硬度差と
皮膜の膜厚との関係を第２図の曲線１に示す．第２図の
曲線１よりも下側（図のハッチング部）の範囲に皮膜や
母材のショア硬度と皮膜の膜厚が設定されていれば、従
来のロール材の寿命よりも皮膜の寿命は向上する。第２
図の曲線ｌは、第２図の曲線２のような放物線で近似す
ることができる。従って、この結果から従来材質の寿命
よりも皮膜の密着性が上回る範囲を、母材やＷＣ−Ｃｏ
系皮膜のショア硬度と皮膜の膜厚で表わすと、次の関係
式（１）式が得られる。
かけた場合、ＷＣ−Ｃｏ系皮膜と母材の硬度や弾性率な
どの差によって、皮膜と母材の境界部にせん断力が働き
、これが原因となってＷ（：−Ｃｏ系表面改質皮膜が剥
離する。この皮膜と母材の境界部に働くせん断力の大き
さは、皮膜や母材の物性値だけでなく、表面改質皮膜の
膜厚にも影響される．そこで、ＷＣ−Ｃｏ系表面改質皮
膜と母材のショア硬度の差や皮膜の膜厚が、表面改質皮
膜の密着性に及ぼす影響を第１図に示す， Ｗｅ−Ｃｏ
系表面改質皮膜の密着性は、皮膜と母材のショア硬度差
が１０以内では、およそ膜厚が６５ｐｍから９５μｍの
範囲で、従来のロール材の寿命以上の密着性を有してい
る．しかし、表面改質皮膜と母材のシ日ア硬度差が３０
を越えると、膜厚をどう調整しても、従来のロール材の
寿命以上の密着性を得ることはできない。図中、平面ｔ
は従来のロール材の寿命レベル、立体１は従来のロール
材の寿命よりもＷＣ−Ｃｏ系皮膜の寿命の方が優れる範
囲を示す．また、従来のロール材の寿命と同等の皮膜の
密着性が得られるときの、皮膜と母材のショア硬度差と
皮膜の膜厚との関係を第２図の曲線１に示す．第２図の
曲線１よりも下側（図のハッチング部）の範囲に皮膜や
母材のショア硬度と皮膜の膜厚が設定されていれば、従
来のロール材の寿命よりも皮膜の寿命は向上する。第２
図の曲線ｌは、第２図の曲線２のような放物線で近似す
ることができる。従って、この結果から従来材質の寿命
よりも皮膜の密着性が上回る範囲を、母材やＷＣ−Ｃｏ
系皮膜のショア硬度と皮膜の膜厚で表わすと、次の関係
式（１）式が得られる。
３θｘ （１６０−０）−４０ｘΔｉｔｓ ≧１８０
００ ・・・・（１）但し、ΔＨａ − ｌＨｓｌ−
Ｈｓ２１Ｈ１ ≧７５ 実際にＩＣ−Ｃｏ系表面改質皮膜のショア硬度の調整は
、皮膜中のＷＣとＣｏの成分比率を変化させることによ
ってできる。それは、表面改質処理をするときの原料粉
末の配合比を調整することによって実現できる。また、
ＷＣ−Ｃｏ系材料は超硬材料として用いられるものであ
り、ショア硬度７５以下に低めて使用することは現実的
でない。
００ ・・・・（１）但し、ΔＨａ − ｌＨｓｌ−
Ｈｓ２１Ｈ１ ≧７５ 実際にＩＣ−Ｃｏ系表面改質皮膜のショア硬度の調整は
、皮膜中のＷＣとＣｏの成分比率を変化させることによ
ってできる。それは、表面改質処理をするときの原料粉
末の配合比を調整することによって実現できる。また、
ＷＣ−Ｃｏ系材料は超硬材料として用いられるものであ
り、ショア硬度７５以下に低めて使用することは現実的
でない。
本発明は、母材とＷＣ−［；Ｏ系表面改質皮膜の硬度と
膜厚の関係が、表面改質皮膜の剥離防止による寿命向上
という木発明の目的に対して極めて重要であり、ＷＣ−
Ｃｏ系表面改質皮膜を形成させる手法については、爆発
溶射、ＬＰＰＳなど、特に限定する必要はない。
膜厚の関係が、表面改質皮膜の剥離防止による寿命向上
という木発明の目的に対して極めて重要であり、ＷＣ−
Ｃｏ系表面改質皮膜を形成させる手法については、爆発
溶射、ＬＰＰＳなど、特に限定する必要はない。
［実 施 例］
玲延ワークロール用鍛鋼ロール（ Ｆｅ−０．８５ｗ情
Ｃ−４ｗｔ％ｉＣｒ系で焼入れ焼戻しの熱処理等により
ショア硬度をａｏ， ！１０に調整、直径φ４００ｍｍ
、バレル長１００ｎ＋ｆｆｉ）の表面に、平均粒径３μ
ｍのＷＣおよびＣＯ粉末を重量配合比ＷＣ ： Ｃｏ冨
９：１〜７：３まで変化をもたせることによって、ショ
ア硬度を９０〜１０５に調整した数種類のＷＣ−Ｃｏ系
表面改質ロールを用いて、圧延実験を行った．表面改質
皮膜の膜厚は６０，７０，８０．９０μｍの４水準をと
り、表面改質手法には（趨脊溶射法！ａ−用いた．また
、表面改質ロール表面の仕上げ粗さは０．０５μｍＲａ
に調整した。このようにして製造した本発明ロールの条
件を第１表に示す。
Ｃ−４ｗｔ％ｉＣｒ系で焼入れ焼戻しの熱処理等により
ショア硬度をａｏ， ！１０に調整、直径φ４００ｍｍ
、バレル長１００ｎ＋ｆｆｉ）の表面に、平均粒径３μ
ｍのＷＣおよびＣＯ粉末を重量配合比ＷＣ ： Ｃｏ冨
９：１〜７：３まで変化をもたせることによって、ショ
ア硬度を９０〜１０５に調整した数種類のＷＣ−Ｃｏ系
表面改質ロールを用いて、圧延実験を行った．表面改質
皮膜の膜厚は６０，７０，８０．９０μｍの４水準をと
り、表面改質手法には（趨脊溶射法！ａ−用いた．また
、表面改質ロール表面の仕上げ粗さは０．０５μｍＲａ
に調整した。このようにして製造した本発明ロールの条
件を第１表に示す。
第 １
表
圧延実験には、試験用２｝１１冷間圧延機を用い、鉱油
系３％エマルション潤滑を行いながら普通鋼板（板厚３
．１ｍ＋ｎ ，コイル）を圧下率３０％で圧延したとこ
ろ、本発明の表面改買ロールは、第ｔ表に示すように、
従来の鍛鋼ロールよりも圧延量が増し、焼付きの発生も
認められず、また皮膜も♀リ離せず、製品の表面品質も
良好であった。
系３％エマルション潤滑を行いながら普通鋼板（板厚３
．１ｍ＋ｎ ，コイル）を圧下率３０％で圧延したとこ
ろ、本発明の表面改買ロールは、第ｔ表に示すように、
従来の鍛鋼ロールよりも圧延量が増し、焼付きの発生も
認められず、また皮膜も♀リ離せず、製品の表面品質も
良好であった。
［本発明の効果］
本発明の表面改質ロールにより、密着性に優れた表面改
質皮膜を有する圧延ロールの製造が容易になり、表面改
質皮膜に高硬質粉末材料を選択することによって耐摩耗
性を向上させ、圧延ロールの組み替え回数の低減により
製造コストの低下、作業能率の向上、また製品品質の向
上を望むことができる。
質皮膜を有する圧延ロールの製造が容易になり、表面改
質皮膜に高硬質粉末材料を選択することによって耐摩耗
性を向上させ、圧延ロールの組み替え回数の低減により
製造コストの低下、作業能率の向上、また製品品質の向
上を望むことができる。
第１図はＷＣ−Ｃｏ系表面改質皮膜と母材のショア硬度
の差や皮膜の膜厚が、表面改質皮膜の密着性に及ぼす影
響を示す模式図、第２図はＷＣ−Ｃｏ系皮膜の膜厚と、
皮膜と母材のショア硬度の差の絶対値との関係を示す図
で、曲線１は従来のロール材の皮膜と母材のショア硬度
差と皮膜の膜厚の関係を示す曲線、曲線２は本発明ロー
ルの皮膜と母材のショア硬度差と皮膜の関係を示す曲線
である。 第１図 ＷＣ−Ｃｏ系皮膜の膜厚（μｍ） Ｎ 第２図 皮膜と母材のシラア硬度の差の絶対値（度）ΔＨｓ ＷＣ−Ｃｏ系皮膜のＩｆｆ（μｍ）
の差や皮膜の膜厚が、表面改質皮膜の密着性に及ぼす影
響を示す模式図、第２図はＷＣ−Ｃｏ系皮膜の膜厚と、
皮膜と母材のショア硬度の差の絶対値との関係を示す図
で、曲線１は従来のロール材の皮膜と母材のショア硬度
差と皮膜の膜厚の関係を示す曲線、曲線２は本発明ロー
ルの皮膜と母材のショア硬度差と皮膜の関係を示す曲線
である。 第１図 ＷＣ−Ｃｏ系皮膜の膜厚（μｍ） Ｎ 第２図 皮膜と母材のシラア硬度の差の絶対値（度）ΔＨｓ ＷＣ−Ｃｏ系皮膜のＩｆｆ（μｍ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 表面にＷＣ−Ｃｏ系表面改質皮膜を形成させたロー
ルにおいて、ＷＣ−Ｃｏ系表面改質皮膜の膜厚をθ（μ
ｍ）、ＷＣ−Ｃｏ系表面改質皮膜のショア硬度をＨ＿Ｓ
＿１（度）、金属母材のショア硬度をＨ＿Ｓ＿２（度）
とした場合、これらの値が下記の（１）式 ３θ×（１６０−θ）−４０×ΔＨ＿ｓ≧１８０００・
・・・（１）但し、ΔＨ＿Ｓ＝｜Ｈ＿Ｓ＿１−Ｈ＿Ｓ＿
２｜Ｈ＿Ｓ＿１≧７５ を満たすようにＷＣ−Ｃｏ系表面改質皮膜を形成させた
ことを特徴とする表面改質ロール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15077889A JPH0317250A (ja) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | 表面改質ロール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15077889A JPH0317250A (ja) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | 表面改質ロール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0317250A true JPH0317250A (ja) | 1991-01-25 |
Family
ID=15504223
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15077889A Pending JPH0317250A (ja) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | 表面改質ロール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0317250A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020016244A (ko) * | 2000-08-25 | 2002-03-04 | 신현준 | 고속 냉연라인에 사용되는 롤의 초경용사 코팅방법 |
| JP2008291300A (ja) * | 2007-05-23 | 2008-12-04 | Nippon Steel Hardfacing Co Ltd | 耐圧痕性に優れたロール |
| JP2009536985A (ja) * | 2006-05-12 | 2009-10-22 | プラックセアー エス．ティ．テクノロジー、 インコーポレイテッド | 溶射被覆ワークロール |
| JP2013082978A (ja) * | 2011-10-12 | 2013-05-09 | Jfe Steel Corp | 製鉄設備用ロールの製造方法 |
-
1989
- 1989-06-14 JP JP15077889A patent/JPH0317250A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020016244A (ko) * | 2000-08-25 | 2002-03-04 | 신현준 | 고속 냉연라인에 사용되는 롤의 초경용사 코팅방법 |
| JP2009536985A (ja) * | 2006-05-12 | 2009-10-22 | プラックセアー エス．ティ．テクノロジー、 インコーポレイテッド | 溶射被覆ワークロール |
| JP2014193487A (ja) * | 2006-05-12 | 2014-10-09 | Praxair St Technol Inc | 溶射被覆ワークロール |
| JP2008291300A (ja) * | 2007-05-23 | 2008-12-04 | Nippon Steel Hardfacing Co Ltd | 耐圧痕性に優れたロール |
| JP2013082978A (ja) * | 2011-10-12 | 2013-05-09 | Jfe Steel Corp | 製鉄設備用ロールの製造方法 |
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