JPH0318405A

JPH0318405A - 複合スリーブの製造方法

Info

Publication number: JPH0318405A
Application number: JP15377789A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Nakagawa; 中川　義弘; Takashi Hashimoto; 隆橋本; Hiroaki Katayama; 片山　博彰; Takeru Morikawa; 長森川; Noburou Maeie; 前家　信朗
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1989-06-15
Filing date: 1989-06-15
Publication date: 1991-01-28
Anticipated expiration: 2010-08-09
Also published as: JPH0773725B2

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）本発明は圧延用複合ロールや搬送用複合ローラにおいて
、軸に装着される圧延設備用複合スリーブの製造方法に
関する。

（従来の技術および課題）圧延用ロールには第７図に示すように、耐摩耗材から形
戒された外層３３の内面に強靭材から形成された内層３
４が鋳造により溶着一体化して形成された複合スリーブ
３５が、強靭材から成る軸３２に装着固定された複合ロ
ール３ｌがある。該ロール３１を圧延に供する際に、圧
延設備上の理由などにより、ロール３１の軸間距離や軸
径に制約があるため、複合スリーブ３５を十分厚く形或
することができない場合がある。前記複合スリーブ３５
が薄い場合には、該スリーブ３５を遠心力鋳造法によっ
て鋳造威形する際に、外層材溶湯中の戒分が内層材溶湯
へ混入するため、均一な外層厚さを確保するのが困難で
ある。また、外層３３より内層３４の凝固点が高い場合
には、最終凝固部が内層３４内部に広く分布し、内層３
４に引け巣状の鋳造欠陥が広範囲に発生するので、該欠
陥を起点として割損が発生し易いという問題がある。

上述の外層厚さの不均一や割層の発生の問題は、第７図
と同様の構造の搬送用複合ローラにおいても発生する。

本発明は上述の問題点に鑑みなされたもので、スリーブ
が薄くても外層の厚さが均一に確保され、しかも、耐割
損性に優れた圧延設備用複合スリーブの好適な製造方法
を提供することを目的としている。

（課題を解決するための手段）上述の目的を達成するために本発明は、強靭材から成る
回転軸に装着される圧延用または搬送用スリーブであっ
て、耐摩耗材から形成された外層の内面に強靭材から形
成された内層を接合一体化する圧延設備用複合スリーブ
の製造方法において、前記内層形成用の内スリーブ７外
周面にろう付箔９を被着し、該内スリーブ７に前記外層
形成用の外スリーブ６を挿入した後加熱して、前記ろう
付箔を溶融し、内スリーブ７と外スリーブ６とをろう付
する。さらに、前記内層形戒用の内スリーブ７外周面に
ろう付箔９を被着し、内スリーブ７に前記外層形成用の
外スリーブ６を挿入してスリーブ組立体（８）を組立た
後起立させて加熱し、前記内・外両スリーブ７．６の下
端面の接合部を封止して溶融したろう材の流出を防止し
つつ内スリーブ７に外スリーブ６をろう付した後、前記
組立体の下端側から上端側へ向って順次冷却するのが好
ましい．（作　用）本発明では内層形成用の内スリーブと外層形戊用の外ス
リーブとを、ろう付して接合するので、複合スリーブが
薄くても均一な外層厚さを確保することができる。また
、両者の接合に際して内層に鋳造欠陥は発生しないので
、該欠陥に起因するスリーブの割損も発生しない。

特に、上記ろう付に際して、箔状に形或されたろう材（
すなわち、ろう付箔）を用いれば、該ろう付箔は薄いう
え均一な厚さであるから、内スリーブ外周面に巻きつけ
たり貼り着けたりするなど極く簡単な作業によって、内
スリーブ外周面にろう材を均一に被着することができる
。このため、内・外両スリーブの隙間にろう材を均一か
つ十分に充てんすることができる。さらに、前記隙間を
小さくすることができるので、ろう付部分の接合強度を
向上することができる。また、急速な加熱によって短時
間でろう材を溶融することができる。

さらに、上述のろう付に際して、内・外両スリーブの下
端面の接合部を封止すれば、起立させた状態で加熱し、
ろう材を溶融しても、ろう材の流出を防止することがで
きる。このため、両スリーブの隙間に溶融したろう材を
完全に充満させ、均一で健全なろう材層を軸方向にわた
り確実に形戒することができる。

また、ろう付後、スリーブ組立体の下端側から上端側に
向って順次冷却すれば、内・外両スリーブの隙間に充満
した溶融状態のろう材の凝固（すなわち、ろう付）が、
前記組立体の下端側から上端側に向って順次進行するの
で、冷却に際して軸方向の歪の発生を防止することがで
きる。

（実施例）以下に本発明について説明する。

第１図は本発明の実施例に係る複合スリーブ５が強靭材
から成るロール軸２に装着固定された複合ロールｌを示
している。前記複合スリーブ５は、強靭材から形成され
た内スリーブ４の外周面に耐摩耗材から形成された外ス
リーブ３がろう付されて形或されている。尚、前記複合
スリーブ５のロール軸２への固定は、焼ばめなどの機械
的な固定の他、後述するろう付によって固定してもよい
。

本発明のろう付に使用するろう材は、既述の通り、圧延
設備用複合スリーブ５の外スリーブ３と内スリーブ４と
を接合するものであり、該複合スリーブ５の使用時に前
記の両スリーブの間にすべりを生じない程度の接合強度
を備えたものであればよい。該接合強度としては、ロー
ル軸とスリーブとを焼ばめ固定する際に、圧延に必要な
トルク伝達のために通常必要とされる締付応力と同程度
であればよい。

上述の接合強度を有するろう材としては、たとえば、銀
ろう、銅ろう、黄洞ろう、ニッケルろうなどの各種ろう
材や、Ｎｉ基、Ｃｏ基、Ｎ基などの合金材溶湯から急冷
凝固して得られる急冷凝固ろう材、または、急冷凝固に
よってアモルファス化されたアモルファスろう材などを
掲げることができる。特に、Ｎｉ基合金から成るろう材
は、比較的低融点で溶融し、ろうの流動性が大きく、鋳
鉄や鋼との濡れ性も良いの．で、外スリーブ３と内スリ
ーブ４との狭い隙間に侵入し易く、扱い易い。また、該
Ｎｉ基合金は鉄に対する拡散性が良いので、ろう材と内
・外両スリーブ（母材）との境界部で十分な拡散接合が
行なわれ、接合部において引張強さとして１３０〜２０
０ＭＰａ程度の高い接合強度が得られるなどの特徴があ
り、本発明のろう材として好適である。

また、本発明の圧延設備用複合スリーブの外スリーブを
形或する高硬度の耐摩耗材としては、たとえば、第１表
に示した耐摩耗材を掲げることができる。

以下次葉一方、圧延設備用複合スリーブの内スリーブを形或する
強靭材としては、たとえば、機械構造用炭素鋼材やＣｒ
　一Ｍｏ綱材、Ｎｉ　−Ｃｒ−Ｍｏ鋼材などの高強度の
構造用鋼材、あるいは、鋳鋼材、黒鉛鋼材、ダクタイル
鋳鉄材などを掲げることができる。

上記複合スリーブ５のろう付方法としては、たとえば、
外スリーブ３と内スリーブ４との隙間に溶融したろう材
を侵入、充てんする方法や、内スリーブ４外周面にペー
スト状のろう材を塗布しておき、外スリーブ３を挿入し
た後ろう付温度に加熱する方法、あるいは、内スリーブ
４外周面にろう材を溶射してろう材層を形成した後、外
スリーブ３を挿入してろう付温度に加熱する方法などが
あるが、特に、既述のろう材を箔状に形成したろう付箔
を内スリーブの外周面に固定した後外スリーブを挿入し
てろう付温度に加熱する方法が好適である。前記の方法
によれば内スリーブと外スリーブとの隙間にろう材を均
一かつ十分に充てんすることができることに加え、内ス
リーブへのろう材の被着が簡単でろう付作業も短時間で
行なうことができるなどの利点があるからである．前記
ろう付箔としては、特に、急冷凝固ろう付箔やアモルフ
ァスろう付箔が好ましい。これらろう付箔は、通常、靭
性を備えた均一で極めて薄い（２５〜６５μｍ程度）笛
であるから、内スリーブ外周面に被着し易い。また、内
・外両スリーブとの隙間を小さくすることができるので
、ろう付に際して、溶融が速いだけでなく、ろう付部分
の接合強度を確保することができるなどの優れた特長を
備えているからである。ちなみに、Ｎｉ基合金から成る
アモルファスろう付箔は、上述の特長の他に、合金の種
類が豊富で内・外両スリーブの材質に合せて適切なろう
付温度のものを選択することができることに加えて、ろ
う材中の戒分偏析が少なく、溶融した後微細な結晶質の
ミクロ組織を形成して内スリーブと外スリーブとを拡散
接合によって強固に接合するので、本発明のろう付箔と
して好適である。尚、上記のろう付箔の選択において、
たとえば、外スリーブに既述の高融点のハイス系材料を
用いる場合には、比較釣ろう付温度の高いＮｉ一Ｃｒ−
Ｆｅ−Ｓｉ　−　Ｂ系ろう付箔を使用する。一方、融点
の低い鋳鉄材料を用いる場合には、ろう付温度の低いＮ
ｉ−Ｃｒ−Ｐ系またはＮｉ−Ｐろう付箔を使用する。

以下に上述のろう付箔を用いた圧延設備用複合スリーブ
の製造方法について説明する。

第２図は、上述のろう付箔９を外周面に被着した内スリ
ーブ７に外スリーブ６を挿入して組み立た複合スリーブ
組立体８を示している。該組立体８を得るには、まず、
ろう付Ｍ９を内スリーブ７外周面にらせん状に巻きつけ
た後、該箔の端部９ａを固定して内スリーブ７に被着す
る。ろう付Ｍ９を内スリーブ７に固定するには、たとえ
ば、ろう付箔９の固定部分に電流を通じたりトーチを使
用するなどしてろうを加熱し、局部的にろう付すればよ
い。尚、ろう付箔９の被着に際しては、隣接する箔との
間に隙間を生じないように内スリーブ７外周面の所定部
分に被着することができればよく、らせん状に巻きつけ
るだけでなく、軸方向に平行に被着したり、周方向に平
行に巻きつけて被着してもよい。

次に、外スリーブ６を上記内スリーブ７にろう付箔を介
して隙間ばめあるいは焼ばめによって締りばめして複合
スリーブ組立体８を得る。尚、後述するろう付の際には
、接合面に圧力が加えられた状態（締りばめ状Ｂ）で接
合すると、後述するように内・外両スリーブの下端面の
接合部を封止しなくても良好な接合状態が得られるので
、外スリーブ６は焼ばめによって固定するのが好ましい
。

上記で組み立た複合スリーブ組立体８を加熱炉に装入し
、ろう付箔の種類に応じた適宜の雰囲気に保った状態で
、所定のろう付温度に昇熱して、ろう付箔を溶融すると
共に内スリーブ７および外スリーブ６とを接合（ろう付
）する。その後、冷却して、ろう付によって両スリーブ
６．７が固定された圧延設備用複合スリーブを得る。

第３図乃至第４図は上記のろう付の状態を示している。

図中１２および１４はいずれもろう付用の加熱炉である
。

複合スリーブ組立体８の加熱に際して、特に外スリーブ
６と内スリーブ７とをすき間ばめした場合には、両スリ
ーブの隙間から溶融したろう材が流出し易いため、両ス
リーブの下端面の接合部を封止して、溶融したろう材の
流出を防止する。

上記封止方法としては、たとえば、第３図に示したよう
に、前記下端面に当接して前記接合部を覆う流出防止用
リング１０を溶接により固定すればよい。尚、該リング
１０と外スリーブ６および内スリーブ７との溶接に当っ
ては、溶融したろう材の流出防止のため、各々の接合部
分の全周にわたって溶接する。尚、前記流出防止用リン
グ１ｏは、外スリーブ６の或形加工時に、軸方向の一端
側に径内方向に向う周凸部として外スリーブ６と一体的
に形成してもよい。

あるいは、第４図に示したように、両スリーブの下端面
の接合部を、溶接によって接合すると共に封止してもよ
い。

上述の様にして、溶融したろう材の流出を防止しつつろ
う付箔を溶融すれば、外スリーブと内スリーブとの隙間
を溶融したろう材で満すことができる。従って、内・外
両スリーブが接合面の全面にわたって均一かつ十分にろ
う付することができる。

一方、複合スリーブ組立体８のろう付後の冷却に際して
、冷却が不均一な場合には、溶融したろう材の凝固が不
均一となるため、接合後の複合スリーブに軸方向の歪が
残留することがある。この歪は、特に、複合スリーブの
長い場合において著しい。

そこで、既述のように両スリーブの下端面の接合部を封
止しつつ起立した状態で加熱され、外スリーブと内スリ
ーブの隙間に溶融したろう材が満された状態の複合スリ
ーブ組立体を、下端側から上端側に向って順次冷却する
ことによって、ろう材を下端側から上端側に向って順次
凝固して歪の発生を防止する。

上記冷却方法としては、たとえば、第３図に示したよう
に、複合スリーブ組立体８を図示省略した吊下装置によ
って、加熱炉１２の炉底に設けられた開口部から徐々に
炉外に降下させると共に、加熱炉１２の下部に配設され
た冷却ガス噴出ノズル１３からＡｒやＮ２などの不活性
ガスを炉外に出た組立体８ａに吹き付けて、組立体８の
下端側から順次冷却すればよい。尚、前記吊下装置は、
組立体８の上端部に設けられた接続具１１に吊り具を介
して接続されると共に組立体８を昇降自在に吊持ち状に
支持している。一方組立体８を均一に冷却するために、
前記冷却ガス噴出ノズル１３は対向状に複数組かつ複数
段設けるのがよい。

また第４図に示したように、冷却ガス噴出ノズル１３を
垂直方向に多数備えた耐熱部材から戒る冷却ガス供給器
１６を、加熱炉１４内の対向する位置に複数組配設し、
下端側のノズル１３から順次、不活性ガスを耐火物製の
架台１５に載置された組立休８に吹き付けて、該組立体
８の下端側から順次冷却してもよい。尚、前記冷却ガス
噴出用ノズル１３は、炉壁の対向する位置に複数組かつ
複数段設けてもよい。

尚、本実施例では、ロール軸に固定されて使用される複
合スリーブについて述べたが、これに限るものではなく
、第５図に示す竪ロールｌ７のように、強靭材から成る
ロール軸１９にベアリング２０を介して装着される複合
スリーブ１８の外スリーブ２１と内スリーブ２２とを接
合する場合にも適用することができる。

また、本実施例では圧延用複合ロールの軸に装着される
複合スリーブについて述べたが、本発明は第１図および
第５図に示した複合ロールと同様の構造の搬送用複合ロ
ーラにおいて、軸に装着される複合スリーブについても
適用できるのはもちろんである。

さらに第６図に示した構造の搬送用複合ローラ２３にお
いて、軸部材２５．２５の間に装着される複合スリーブ
２４についても適用できる。

尚、ローラに装着して使用する際には、複合スリーブの
外スリーブには、既述の高硬度の耐摩耗材の他、適宜の
耐摩耗材を使用することができる。

以下に具体的製造例について説明する。

■　第２表に示す組戒を有するハイス系材料から外径３
２５ｍｍφ、内径２８５．ＯＯｍｍφ、胴長１４５０ｍ
ｍφの円筒状スリーブを製作し、外スリーブを得た。

第２表第４表 ■　内スリーブ材としてＪＩＳ　ＳＣＭ−４から威る鋼
材を機械加工し、外径２８５．２１ｍｍφ、内径２４５
ｍ＋ａφ、胴長１４５０ｍｍφの内スリーブを製作した
。

■　■の内スリーブ外周面に第２図の如く、第３表およ
び第４表に示すＮｉ基合金から成るアモルファスろう付
箔を隙間なく巻きつけた後、箔の両端の一部を加熱して
軸に溶着固定した。

尚、前記ろう付箔は、厚さ４０μ請、幅５０ｍｍであっ
た。

第３表（注）残部Ｎｉおよび不純物 ■　■で得た外スリーブを３００’Ｃに加熱後、■で得
たろう付箔を外周面に被着した内スリーブの、外周に挿
入して冷却し、焼ばめによって内スリーブに固定して複
合スリーブ組立体を得た。

■　■で得た組立体の下端面の接合部を溶接によって接
合すると共に封止した。前記溶接は接合部分の全周にわ
たって行った。

■　■の組立体を第４図に示した冷却ガス供給器を備え
た加熱炉に装入し、■の封止された接合部が下側となる
様に起立させた状態で耐火物製の架台に載置した。

■　加熱炉内をＮ２ガス雰囲気とした後加熱し、１０４
０℃で４時間保持して内スリーブと外スリーフとをろう
付によって拡散接合した。

■　冷却に際しては第４図に示した如く、まず冷却ガス
供給器の下端の冷却ガス噴出用ノズルから低温のＮ２ガ
スを噴出させ、順次上方のノズルからＮ２ガスを噴出さ
せて、組立体を下端側から順次冷却した。

■　上述の操作で得た複合スリーブからろう付部分を含
む試料を採取し、接合強度を調査したところ、引張強さ
で１３５〜１７４ＭＰａであった。また外スリーブの外
周面全体にわたって超音波探傷試験を実施した結果、該
スリーブは全面積にわたり、内スリーブと完全に接合し
ていることが確認できた。

（発明の効果）上述の通り本発明では、圧延設備用複合スリーブの内層
形戒用の内スリーブと外層形成用の外スリーブとをろう
付によって接合したので、前記複合スリーブが薄くても
均一な外層厚さを確保することができる。また、両者の
接合に際して内層に鋳造欠陥は発住しないので、該欠陥
に起因するスリーブの割損も発生しない。

また、内スリーブと外スリーブとのろう付に際しては、
内スリーブ外周面にろう付箔を被着し、外スリーブを挿
入した後加熱して、ろう付箔を溶融すると共に内スリー
ブと外スリーブとをろう付する．前記ろう付箔は薄く均
一な厚さであるから、内スリーブ外周面にろう材を均一
に被着することができる。このため、内スリーブと外ス
リーブとの隙間にろう材を均一かつ十分に充てんするこ
とができるので、両者の接合強度を向上することができ
る。さらに、ろう材の被若作業を極めて簡単かつ迅速に
行なうことができる。また、内スリーブと外スリーブと
の隙間を小さくすることができるので、ろう付部分の接
合強度をよりいっそう向上することができるうえ、急速
な加熱によって短時間でろう材を溶融することができる
。従って、ろう付作業を短時間で行なうことができ、生
産性に優れている。

また、上記ろう付作業の際に、内・外両スリーブの下端
面の接合部を封止して、溶融したろう材の流出を防止し
つつ内スリーブに外スリーブをろう付した後、複合スリ
ーブ組立体の下端側から上端側へ向って順次冷却すれば
、内スリーブと外スリーブとの隙間に溶融したろう材を
完全に充満させ均一で健全なろう材層を軸方向にわたり
確実に形成することができるので、接合強度をよりいっ
そう向上することができる。また、溶融したろう材の不
均一な凝固に起因する歪の発生も防止することができる
。従って、複合スリーブの品質向上に資することができ
る．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る複合スリーブが装着され
た複合ロールの断面図、第２図は内スリーブ外周面にろ
う付箔が被着された複合スリーブ組立体を示す部分断面
説明図、第３図は第２図の組立体のろう付および冷却方
法を示す説明図、第４図は第２図の組立体の他の冷却方
法を示す説明図、第５図は本発明の実施例に係る複合ス
リーブが装着された竪ロールを示す部分断面図、第６図
は本発明の実施例の複合スリーブが装着された複合ロー
ラを示す断面図、第７図は従来の複合スリーブが装着さ
れた複合ロールを示す断面図である．５・・・複合スリ
ーブ、４．７・・・内スリーブ、３．６・・・外スリー
ブ、８・・・複合スリーブ組立体、９・・・ろう付箔、
１３・・・冷却ガス噴出用ノズル。第４図第３図第　２　図「第５　図８０ −４９

Claims

【特許請求の範囲】

（１）強靭材から成る回転軸に装着される圧延用または
搬送用スリーブであって、耐摩耗材から形成された外層
の内面に強靭材から形成された内層を接合一体化する圧
延設備用複合スリーブの製造方法において、前記内層形成用の内スリーブ（７）外周面にろう付箔（
９）を被着し、該内スリーブ（７）に前記外層形成用の
外スリーブ（６）を挿入した後加熱して、前記ろう付箔
を溶融し、内スリーブ（７）と外スリーブ（６）とをろ
う付することを特徴とする圧延設備用複合スリーブの製
造方法。
（２）強靭材から成る回転軸に装着される圧延用または
搬送用スリーブであって、耐摩耗材から形成された外層
の内面に強靭材から形成された内層を接合一体化する圧
延設備用複合スリーブの製造方法において、前記内層形成用の内スリーブ（７）外周面にろう付箔（
９）を被着し、該内スリーブ（７）に前記外層形成用の
外スリーブ（６）を挿入してスリーブ組立体（８）を組
立た後起立させて加熱し、前記内・外両スリーブ（７）
，（６）の下端面の接合部を封止して溶融したろう材の
流出を防止しつつ内スリーブ（７）に外スリーブ（６）
をろう付した後、前記組立体の下端側から上端側へ向っ
て順次冷却することを特徴とする圧延設備用複合スリー
ブの製造方法。