JPH0461078B2 - - Google Patents

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JPH0461078B2
JPH0461078B2 JP63009405A JP940588A JPH0461078B2 JP H0461078 B2 JPH0461078 B2 JP H0461078B2 JP 63009405 A JP63009405 A JP 63009405A JP 940588 A JP940588 A JP 940588A JP H0461078 B2 JPH0461078 B2 JP H0461078B2
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JP
Japan
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roll
plating
electrolytic treatment
dull
rolls
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP63009405A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS648293A (en
Inventor
Tsuyoshi Sasaki
Yukio Matsuda
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority to JP940588A priority Critical patent/JPS648293A/en
Publication of JPS648293A publication Critical patent/JPS648293A/en
Publication of JPH0461078B2 publication Critical patent/JPH0461078B2/ja
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Description

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

(産業上の利用分野) 本発明は、主として金属材料の圧延用に使用さ
れるクロムめつきダルロールの製造方法に関す
る。 (従来の技術) 例えば、冷間圧延で仕上げられるいわゆる冷延
鋼板には表面が平滑なブライト鋼板とダル仕上に
よつて適度に粗面化したダル鋼板とがある。ダル
鋼板は、通常冷間圧延の最終工程で使用する圧延
用ロールとして、ダル仕上げロール(ダルロー
ル)を使用し、ロール表面の微細な凹凸を鋼板表
面に転与することによつて製造される。 ダルロールは、使用を繰り返すに従つてダルピ
ーク部が摩耗して被圧延材の表面粗度が低下し製
品規格を満足しないようになる。この場合、ロー
ルを交換し、かつ交換したロールは補修更生して
再使用されるが、このロール交換に伴う圧延作業
の中断、ロール補修の工数等が鋼板の製造コスト
の増加を招く。特に、最近微妙に調整された表面
粗度をもつ鋼板が求められるようになつて、その
製造に使用するロールも例えばレーザービームを
用いて表面のダル加工を高度にコントロールする
ことがあり、このような場合、ロール補修のコス
トは著しく高いものとなる。従つて、ダルロール
の耐摩耗性を上げることは、ロール原価の低減、
ひいては鋼板製造コストの低減のために当業者に
とつて極めて重要な課題である。 ロール寿命の延長対策として、最も実際的な手
段はロール表面のクロムめつきである。クロムめ
つき技術はそれ自体多方面で実用化されている技
術であり、耐摩耗性に優れた均一な皮膜をつける
ことも比較的容易である。しかし、表面に凹凸の
あるダルロールでは、クロムめつきをしても圧延
初期に特にダルピーク部において圧延の高負荷の
ためにめつき層に割れが生じ、これが基点となつ
てめつき皮膜の剥離脱落を招く。このようなロー
ルで圧延を続行すると製品鋼板の表面にはダルパ
ターンの粗密むらや押し込み疵が発生し製品不良
となるので、結局ロールの交換が避けられず、ロ
ール寿命の延長効果は乏しい。 上記のクロムめつきの外にも、ロール寿命の延
長策としては、ロールそのものを高合金の耐摩耗
性鋳鋼にしたり、表面焼き入れによつて硬度を高
めたり、或いはタングステンカーバイドやある種
のセラミツクスを溶射肉盛する方法がある。しか
し、これらの方法で延長できるロールの寿命はせ
いぜい2倍程度にすぎず、素材コストの上昇、硬
化層や肉盛層の割れが、剥離などの問題もあつて
実際的な対策とは言い難い。 (発明が解決しようとする課題) 本発明は、現在もつとも実用的なクロムめつき
によるロール寿命の延長を課題とする。 圧延用ロールのクロムめつき方法としては、す
でに特開昭61−201800号公報、同61−202707号公
報の提案がある。しかし、そこに提案されている
方法、即ち、めつきの前に下地となるロール表面
の粗度(Rz)を低下させておくという方法では、
本発明者らの実験では大幅なロール寿命の延長効
果は得られない。 本発明は、特に金属材料の圧延に使用されるダ
ルロールのクロムめつきにおいて、めつきしたロ
ールの使用寿命を大幅に延長すること、およびめ
つき処理の工程を合理化してロール製造または補
修のコストを下げること、を目的とする。 (課題を解決するための手段) 本発明者は、ダル加工されたロールの表面をク
ロムめつきに先立つて適切な条件で処理し、その
粗度を高めておけば、めつき皮膜の密着性が向上
し、圧延時の高負荷による前記のようなめつき皮
膜の割れや剥離が減少することを確認した。 ここに本発明は、「浴温度45〜55℃のクロム電
気めつき浴中で、ダル仕上げの鍛鋼ロールを陽極
とし、積算電流(電流密度×時間)が75〜
250A/dm2・分となる条件で電解処理を行い、
PPIで示されるロール表面の山数を電解前の山数
よりも3〜50%増加させ、しかる後に上記ロール
を陰極としてクロムめつきを施すことを特徴とす
るクロムめつきロールの製造方法。」を要旨とす
る。 上記の方法において、電解処理を施す前のロー
ル表面は、ロールの使用目的に応じた粗度をもつ
ダル仕上げとする。ダル加工の方法は、一般的な
シヨツトブラスト法、放電加工法などの外、最近
普及しつつある電子ビームやレーザービームを使
用する加工法等、いずれでもよい。 第1図にシヨツトブラスト法によつてダル加工
したロール表面の拡大断面を示す。なお、同図
は、説明の都合上、横方向に対して縦方向を約50
倍拡大してある。このような凹凸のある表面ロー
ルにそのままクロムめつきを施してもめつき皮膜
の密着性が不十分でロール寿命延長の効果が小さ
いことは前述のとおりである。 本発明では、めつきに先立つてロールを電解処
理して、第1図に示したロール表面の凹凸形状を
第2図に示すように改造(粗面化)するのであ
る。 第2図は、第1図と同様のロール表面拡大断面
図である。図示のとおり、ダル加工によつて付け
られた初期の凹凸模様が、電解処理によつてさら
に浸食され微細な凹凸の数が増大する。このよう
な凹凸の増大を、本発明ではPPI(Peak
Countper Inch)で評価する。PPIは表面粗さの
表記法のひとつとしてSAE規格にあるものであ
る。詳しくは、木下直治監修「表面研磨・仕上技
術集成」日経技術図書(株)P.233に解説があるが、
第3図によつて測定の原理を説明しておく。 例えば、触針先端角度90度、先端曲率半径5μ
mのダイヤモンドを使用する触針式粗さ測定器に
よつてロール表面の断面曲線を求める。この断面
曲線の平均線に平行でかつ平均線から下と上
にそれぞれに1μm離れた位置にピークカウント
レベルおよびを設定する。断面曲線と下方の
ピークカウントレベルとが交叉する2点間(例
えば、点Aと点Bの間、点Bと点Cの間)におい
て、上方のピークカウントレベルと断面曲線と
が交叉する点(図のX、X2、X3……点)が1以
上存在する場合にこれを一つの山として1インチ
の測定長さの間にあるこの山数をPPIとする。第
3図において、仮にA点からE点までを1インチ
とすれば、この図のPPIは3である。 さて、本発明においては、ダル加工されて第1
図のような表面形状を有するロールを電解液に入
れてロールを陽極として電解処理(電解エツチン
グ)して第2図に示すようにその凹凸の数を増や
す。この処理後のPPIも、第3図に示すようにし
て前記のようにカウントする。本発明では、この
PPIで示される電解処理の後の山数をその前の山
数より3〜50%増加させるのである。 電解処理の方法は、上記のPPIの増加が得られ
るものであれば任意である。例えば、クロムめつ
きを施すのと同じ組成の液(液槽を別個にするか
否かを問わず)を用いる場合、通常温度45〜55
℃、電流密度×時間で表される積算電流として
25A/dm2×3分(75A/dm2・分)から35A/
dm2×8分(280A/dm2・分)程度の条件とな
る。しかし積算電流が250A/dm2・分を超える
と、ロール表面に樹枝上の結晶構造が増加して表
面光沢が低下するから、積算電流は75〜250A/
dm2・分の範囲を選ぶのがよい。 なお、通常のクロムめつきの下地の活性化処理
として表面の不活性層を除去するために行われる
ことのある電解エツチングは、積算電流が、
30A/dm2×1〜2分程度であるが、この程度の
電解処理ではPPIの増加はみとめられない。 本発明において、PPIの増加を3〜50%とする
のは、3%未満の山数の増加ではめつき皮膜の密
着性向上の効果が顕著でなく、50%を超えるとロ
ール表面の光沢が失われ、樹枝状の結晶構造が表
面に増加して、その上に施されるめつきの密着性
はかえつて低下するからである。 通常、めつきをする場合には母材の脱脂、洗浄
を行う。本発明方法の実施に際しては、電解処理
に先立つて、ダル加工後のロールを脱脂、洗浄す
るのが望ましい。しかし、この脱脂、洗浄の処理
は必須ではない。脱脂には苛性ソーダなどのアル
カリ液が使用されるが、この液が次工程の電解ま
たはめつき液に持ち込まれると液の劣化による多
くの支障を来すので、充分な水洗が必要である。
即ち、樹脂を行うためには脱脂槽と水洗槽とを設
けなければならない。従つて、もしこの脱脂、洗
浄の工程が省略できれば、設備、資材の節約と工
程の簡素化が図られる。 本発明によつて、ダル加工後に電解処理して表
面凹凸の山数を増加させる場合には、この電解処
理の前の脱脂と洗浄を省略しても、充分な密着性
をもつたクロムめつきを施すことができる。この
ことを確認するため、次のような実験を行つた。 30mmφの試験用ロール(材質:0.8%C鍛鋼)
にシヨツトブラストでPPI160のダル加工を施し
た後、脱脂−水洗を行うものと行わないものとに
分けて電解処理クロムめつきを行つた。処理液お
よび処理条件は次の第1表のとおりである。
(Industrial Application Field) The present invention relates to a method for manufacturing a chrome-plated dull roll used mainly for rolling metal materials. (Prior Art) For example, so-called cold-rolled steel plates that are finished by cold rolling include bright steel plates that have a smooth surface and dull steel plates that have a moderately roughened surface by dull finishing. Dull steel sheets are manufactured by using dull finishing rolls (dull rolls) as rolling rolls that are normally used in the final step of cold rolling, and by imparting minute irregularities on the surface of the rolls to the steel sheet surface. As the dull roll is repeatedly used, the dull peak portion is worn out, and the surface roughness of the rolled material decreases, causing the product to no longer meet product specifications. In this case, the rolls are replaced, and the replaced rolls are repaired and refurbished and reused, but the interruption of rolling operations and the number of man-hours for roll repair associated with this roll replacement increase the manufacturing cost of the steel sheet. In particular, recently there has been a demand for steel sheets with finely adjusted surface roughness, and the surface dulling of the rolls used to manufacture them may be highly controlled using, for example, a laser beam. In such cases, the cost of roll repair becomes significantly high. Therefore, increasing the wear resistance of dull rolls can reduce roll costs,
Furthermore, this is an extremely important issue for those skilled in the art in order to reduce the cost of manufacturing steel sheets. The most practical measure to extend roll life is chromium plating on the roll surface. Chrome plating technology itself is a technology that has been put to practical use in many fields, and it is relatively easy to apply a uniform film with excellent wear resistance. However, with dull rolls that have uneven surfaces, even if chrome is plated, cracks will occur in the plating layer due to the high load of rolling, especially at the dull peaks in the initial stage of rolling, and this will become a starting point for the plating film to peel off and fall off. invite. If rolling is continued with such rolls, uneven dull patterns and indentation defects will occur on the surface of the product steel sheet, resulting in product defects, so the rolls will eventually have to be replaced, and the effect of extending the life of the rolls will be poor. In addition to the above-mentioned chrome plating, measures to extend the life of the roll include making the roll itself of high-alloy, wear-resistant cast steel, hardening the roll by surface hardening, or using tungsten carbide or certain types of ceramics. There is a method of thermal spray overlay. However, these methods can only extend the life of the roll by about twice as much, and there are problems such as increased material costs, cracking of the hardened layer and overlay layer, and peeling, so it is difficult to say that it is a practical countermeasure. . (Problems to be Solved by the Invention) An object of the present invention is to extend the life of a roll by using chrome plating, which is currently the most practical method. As a method for plating rolling rolls with chrome, there have already been proposals in JP-A-61-201800 and JP-A-61-202707. However, the method proposed therein, that is, the method of reducing the roughness (Rz) of the underlying roll surface before plating,
In experiments conducted by the present inventors, no significant roll life extension effect was obtained. The present invention significantly extends the service life of the plated rolls, particularly in chrome plating of dull rolls used for rolling metal materials, and streamlines the plating process to reduce roll manufacturing or repair costs. The purpose is to lower the (Means for Solving the Problems) The present inventor has discovered that if the surface of a dulled roll is treated under appropriate conditions prior to chrome plating to increase its roughness, the adhesion of the plating film will be improved. It was confirmed that the cracking and peeling of the plating film caused by the high load during rolling was reduced. The present invention is based on the following technology: ``In a chromium electroplating bath with a bath temperature of 45 to 55 degrees Celsius, a dull-finished forged steel roll is used as an anode, and the cumulative current (current density x time) is 75 to 55 degrees Celsius.
Electrolytic treatment was performed under conditions of 250A/dm 2・min.
A method for manufacturing a chromium-plated roll, which comprises increasing the number of ridges on the roll surface represented by PPI by 3 to 50% compared to the number before electrolysis, and then applying chromium plating using the roll as a cathode. ” is the gist. In the above method, the surface of the roll before electrolytic treatment is given a dull finish with a roughness depending on the intended use of the roll. The dull processing method may be any of the general shot blasting method, electric discharge machining method, etc., as well as processing methods using electron beams or laser beams, which are becoming popular recently. FIG. 1 shows an enlarged cross section of the surface of a roll that has been dulled by shot blasting. For convenience of explanation, the figure is approximately 50 mm vertically from the horizontal direction.
It has been enlarged twice. As mentioned above, if chrome plating is directly applied to a roll with such an uneven surface, the adhesion of the plating film will be insufficient and the effect of extending the life of the roll will be small. In the present invention, prior to plating, the roll is electrolytically treated to modify (roughen) the uneven shape of the roll surface shown in FIG. 1 as shown in FIG. 2. FIG. 2 is an enlarged sectional view of the roll surface similar to FIG. 1. As shown in the figure, the initial uneven pattern created by dulling is further eroded by the electrolytic treatment, and the number of fine unevenness increases. The present invention uses PPI (Peak
Evaluate by Counter Inch). PPI is included in the SAE standard as one of the notation methods for surface roughness. For more details, please refer to "Surface Polishing and Finishing Techniques Collection" supervised by Naoji Kinoshita, Nikkei Gijutsu Tosho Co., Ltd., p. 233.
The principle of measurement will be explained with reference to FIG. For example, stylus tip angle 90 degrees, tip curvature radius 5μ
The cross-sectional curve of the roll surface is determined by a stylus-type roughness measuring device using a diamond of m. A peak count level and a peak count level are set parallel to the average line of this cross-sectional curve and at positions 1 μm below and above the average line, respectively. Between two points where the cross-sectional curve and the lower peak count level intersect (for example, between points A and B, between points B and C), the point where the upper peak count level and the cross-sectional curve intersect ( If there is one or more points (X, X 2 , X 3 . . . in the figure), these are considered as one peak, and the number of peaks within the measurement length of 1 inch is defined as PPI. In Figure 3, if the distance from point A to point E is 1 inch, the PPI in this figure is 3. Now, in the present invention, the first
A roll having a surface shape as shown in the figure is placed in an electrolytic solution and subjected to electrolytic treatment (electrolytic etching) using the roll as an anode to increase the number of irregularities as shown in FIG. The PPI after this processing is also counted as described above, as shown in FIG. In the present invention, this
The number of peaks after electrolytic treatment, as indicated by PPI, is increased by 3 to 50% compared to the number before. The electrolytic treatment method may be any method as long as the above-mentioned increase in PPI can be obtained. For example, when using a solution with the same composition as that used for chrome plating (regardless of whether a separate bath is used), the temperature is usually 45 to 55.
°C, as an integrated current expressed in current density x time
25A/dm 2 × 3 minutes (75A/dm 2・min) to 35A/
The conditions are approximately dm 2 × 8 minutes (280A/dm 2 · minutes). However, if the integrated current exceeds 250 A/dm 2 ·min, the dendritic crystal structure will increase on the roll surface and the surface gloss will decrease, so the integrated current will be 75 to 250 A/dm2/min.
It is best to choose a range of dm 2 minutes. In addition, in electrolytic etching, which is sometimes performed to remove the inactive layer on the surface as an activation treatment for the base of normal chrome plating, the integrated current is
Although the electrolytic treatment is about 30 A/dm 2 ×1 to 2 minutes, no increase in PPI is observed with this level of electrolytic treatment. In the present invention, the increase in PPI is set to 3 to 50% because if the number of peaks increases by less than 3%, the effect of improving the adhesion of the plating film will not be noticeable, and if it exceeds 50%, the gloss of the roll surface will decrease. This is because the dendritic crystal structure increases on the surface and the adhesion of plating applied thereon deteriorates. Normally, when plating, the base material is degreased and cleaned. When implementing the method of the present invention, it is desirable to degrease and wash the roll after dulling prior to electrolytic treatment. However, this degreasing and cleaning treatment is not essential. An alkaline solution such as caustic soda is used for degreasing, but if this solution is carried into the electrolysis or plating solution in the next step, it will cause many problems due to deterioration of the solution, so sufficient washing with water is necessary.
That is, in order to perform resin treatment, a degreasing tank and a washing tank must be provided. Therefore, if this degreasing and cleaning process can be omitted, equipment and materials can be saved and the process can be simplified. According to the present invention, when electrolytic treatment is performed after dulling to increase the number of surface irregularities, chrome plating with sufficient adhesion can be achieved even if degreasing and cleaning before electrolytic treatment are omitted. can be applied. To confirm this, we conducted the following experiment. 30mmφ test roll (material: 0.8%C forged steel)
After dulling with PPI160 by shot blasting, electrolytic chrome plating was applied to the parts with degreasing and water washing and without washing. The treatment liquid and treatment conditions are shown in Table 1 below.

【表】 第5図に示すように、上記によつて得た試験ロ
ールAと、同一サイズの相手材(JIS S45C)B
を組み合わせて、面圧75Kg/mm2、回転数5×104
調圧油供給量80c.c./分の条件で転動試験を行い試
験ロールAの表面を観察してめつき層の剥離を調
べた。その結果を脱脂−水洗の有無と電解による
PPIの増加率とによつて整理したのが第2表であ
る。
[Table] As shown in Figure 5, the test roll A obtained above and the mating material (JIS S45C) B of the same size.
In combination, surface pressure 75Kg/mm 2 , rotation speed 5×10 4 ,
A rolling test was carried out under the conditions of a pressure regulating oil supply rate of 80 c.c./min, and the surface of test roll A was observed to check for peeling of the plating layer. Degreasing results - with or without water washing and with electrolysis
Table 2 is organized by PPI increase rate.

【表】 第2表の結果から、電解処理によつてロール表
面のPPIを3%以上増加させるのならば、電解処
理の前の脱脂、水洗の工程は省略しても密着性の
よいクロムめつきができることが分かる。 電解処理は、前記のようにクロムめつき用の液
と同じ液を用いて実施できる。従つて、先ず電解
処理で表面粗度を高めておき、次に同じ液槽の中
で極性を変えて(ロールを陰極として)クロムめ
つきを行うことができる。この場合、電解処理槽
とめつき槽とを別個に設ける必要がなく、設備上
からは好ましい。しかし、電解処理が進むにつれ
て、液中にはロール表面の一部が溶出して三価の
鉄イオン(Fe3+)が増加する。Fe3+が増加した
液中でクロムめつきを行うと、電気抵抗が増して
高電圧を要したり、めつきの被覆性(つきまわ
り)が悪化し、めつき面のざらつき、光沢喪失な
どのめつき品質上の問題がでてくる。 第6図は、30mmφ×8mm幅の鍛鋼製リングを陽
極として、14のクロムめつき液(組成:クロム
酸225g/、硫酸2.5g/)中で30A/dm2
電流密度で解したときの液中のFe3+の量の変化
を示したものである。電解処理の積算電流(電流
密度×通電時間)が30000A/dm2・分でFe3+
5g/になる。電解処理だけであればこのよう
にFe3+が増えてもさほど問題はない。しかし、
このような液でクロムめつきを行うと前記のよう
な問題が生じるので液の交換を余儀なくされる。 そこで、特にクロムめつきの効率と品質の安定
を重視する場合は、電解処理槽とめつき槽とを
別々に設置し、電解処理の後は槽を変えてめつき
を行うのがよい。この場合、電解処理用の液の方
はFe3+が50g/程度になるまで使用が可能で
ある。 クロムめつきの条件、例えば、めつきの厚さ
は、ロールの使用条件、要求される寿命その他を
考慮して決められる。冷延鋼板の調質圧延に使用
するダルロールの場合は、およそ5〜25μm程度
のめつき厚にすればよい。 (作用) 本発明の電解処理により凹凸山数を増加させる
効果について、更に詳しく説明する。 一般に、例えばシヨツトブラストによつてダル
加工されたロールの表面は、第4図に模式的に示
すように三次元的に不規則であり、ピークは二次
元的に分散している。このような粗面において、
例えば電解によつて一つの断面での山数が増加す
ると、その増加の割合に比して二次元的に山数は
著しく増加する。一例として、実験用のサンプル
ロールについて、初期のPPI160を電解によつて
175に増加させた(増加率9.1%)ところ、電解処
理によつてピーク数が増加するだけでなくその分
布も均一になることが分かつた。このような粗面
化された表面は、その表面積が著しく増加してお
り、凹凸の増加によるアンカー効果と相俟つてめ
つき皮膜の密着性を大きく向上させるのである。
こうして粗面化した表面にクロムめつきを施して
もPPIは殆ど変化しない。そして、圧延に際して
は、この均一に分布した多数のピークが圧延の負
荷を均等に負担し、表面クロムめつき層の摩耗や
割れ、剥離を低減しロール寿命の著しい延長をも
たらす。 一般に、ダルロールを用いる圧延に際しては、
ロール表面のダルピーク先端において強い垂直方
向の集中荷重を受けると同時にロールの接線方
向、即ちピークに対して横向きの荷重も受けてピ
ーク先端の摩耗と破壊が生じる。しかるに、本発
明方法で製造されピーク数が著しく増大したロー
ルでは個々のピークに対する負荷の絶対値は小さ
く、従つてクロムめつき層の剥離、脱落が減少す
るのである。 第3表は、電解処理によるPPIの増加の割合と
これにクロムめつきしたロールの定性的な評価を
示したものである。この結果からも、電解処理に
よつて増加させるPPIは1〜50%の範囲が適当で
あることが明らかである。 なお、前記第2表に示したように、PPIを3%
以上増加させれば電解処理前の脱脂、水洗の工程
を省略することが可能になるから、PPIの増加を
3〜50%の範囲とするのが一層望ましい。
[Table] From the results in Table 2, if the PPI on the roll surface is increased by 3% or more through electrolytic treatment, the degreasing and water washing steps before electrolytic treatment can be omitted since the chrome film has good adhesion. I know that I can make a connection. The electrolytic treatment can be carried out using the same solution as the chromium plating solution as described above. Therefore, it is possible to first increase the surface roughness by electrolytic treatment and then perform chromium plating by changing the polarity in the same liquid bath (using the roll as a cathode). In this case, there is no need to separately provide an electrolytic treatment tank and a plating tank, which is preferable from the standpoint of equipment. However, as the electrolytic treatment progresses, a portion of the roll surface is eluted into the solution and trivalent iron ions (Fe 3+ ) increase. If chrome plating is performed in a solution with increased Fe 3+ , the electrical resistance will increase and high voltage will be required, the coverage of the plating will deteriorate, and the plated surface will become rough and lose its luster. Problems with plating quality arise. Figure 6 shows the current density of 30A/ dm2 in 14 chromium plating solution (composition: chromic acid 225g/, sulfuric acid 2.5g/) using a forged steel ring of 30mmφ x 8mm width as an anode. This shows the change in the amount of Fe 3+ in the liquid. When the cumulative current (current density x current application time) of electrolytic treatment is 30000 A/dm 2 ·min, Fe 3+ is 5 g/min. This increase in Fe 3+ does not pose much of a problem if only electrolytic treatment is used. but,
If chromium plating is performed using such a solution, the above-mentioned problems will occur, and the solution will have to be replaced. Therefore, if the efficiency and quality stability of chrome plating are particularly important, it is recommended to install an electrolytic treatment tank and a plating tank separately, and to perform plating by changing the tank after the electrolytic treatment. In this case, the electrolytic treatment solution can be used until the Fe 3+ content reaches approximately 50 g/. The conditions for chrome plating, for example, the thickness of the plating, are determined by taking into account the usage conditions of the roll, the required lifespan, and other factors. In the case of dull rolls used for temper rolling of cold-rolled steel sheets, the plating thickness may be approximately 5 to 25 μm. (Function) The effect of increasing the number of uneven peaks by the electrolytic treatment of the present invention will be explained in more detail. Generally, the surface of a roll that has been dulled by, for example, shot blasting is three-dimensionally irregular, as schematically shown in FIG. 4, and the peaks are two-dimensionally dispersed. On such a rough surface,
For example, when the number of ridges in one cross section increases due to electrolysis, the number of ridges increases significantly two-dimensionally compared to the rate of increase. As an example, for an experimental sample roll, the initial PPI160 was electrolyzed.
175 (increase rate of 9.1%), it was found that electrolytic treatment not only increases the number of peaks but also makes their distribution uniform. Such a roughened surface has a significantly increased surface area, which together with the anchoring effect due to the increased unevenness greatly improves the adhesion of the plating film.
Even if chrome plating is applied to the surface roughened in this way, the PPI hardly changes. During rolling, the many uniformly distributed peaks evenly bear the rolling load, reducing wear, cracking, and peeling of the surface chromium plating layer, significantly extending the life of the roll. Generally, when rolling using dull rolls,
The tip of the dull peak on the roll surface receives a strong concentrated load in the vertical direction, and at the same time receives a load in the tangential direction of the roll, that is, in a direction transverse to the peak, causing wear and breakage of the tip of the peak. However, in the roll manufactured by the method of the present invention and having a significantly increased number of peaks, the absolute value of the load on each peak is small, and therefore the peeling and falling off of the chromium-plated layer is reduced. Table 3 shows the rate of increase in PPI due to electrolytic treatment and qualitative evaluation of rolls plated with chrome. From this result, it is clear that the range of PPI to be increased by electrolytic treatment is suitably 1 to 50%. In addition, as shown in Table 2 above, PPI is 3%
If the PPI is increased by more than 3%, it becomes possible to omit the steps of degreasing and washing with water before electrolytic treatment, so it is more desirable that the increase in PPI be in the range of 3 to 50%.

【表】 本発明方法によつてPPIを3〜50%増加させる
電解処理条件では、10点平均粗さRzは変化しな
いか、もしくは増加する。このRzを減少させな
いことも本発明の要点の一つである。例えば、鍛
鋼製ロールの表面をシヨツトブラストによつてダ
ル加工した後、30A/dm2×5分の電解処理によ
つて初期PPI160を170に増加(増加率6.25%)さ
せたところRzは初期値25μmが25.1μmに変化
(増加率0.4%)しただけであつた。 以下実施例によつて本発明の態様を説明する。 実施例 1 600mmφ×1700mmの冷間調質圧延用鍛鋼ロー
ル(Hv850)の表面にシヨツトブラストによりダ
ル加工を施した。得られたロール表面の性情は、 PPI=165、中心線平均粗さRa=2.5μm、 10点平均粗さRz=27.0μm、(いずれも5箇所
の平均測定値)であつた。 このロールを苛性ソーダ液で脱脂し、水洗した
後、下記の条件でロールを陽極として電解処理を
行つた。 浴組成……クロム酸:225±25g/ 硫酸:2.5±1g/ 浴温……50℃ 積算電流……30A/dm2×8分 この処理後のロール表面性情は、PPI=180(9.1
%の増加)、Ra=2.5μm(変わらず)、Rz=27.0μ
m(変わらず)であつた。 次いで、同じ液中でロールを陰極として、
30A/dm2×32分の条件でめつきを行い、15μm
のクロムめつき層を形成させた後、水洗し乾燥し
て外観に異常のないことを確認し、硬度の測定を
行つたところ、Hv1050であつた。 上記の手順に準じて、初期PPIと電解処理後の
PPIが種々異なる8種類のロールを準備し、それ
ぞれ調質圧延機に組み込んで冷延鋼板の圧延に供
し、めつき層の摩耗、剥離等によつてロール寿命
が尽きる(交換、補修が必要になる)までの圧延
量を調べた。被圧延鋼板は、JIS SPCC相当の焼
鈍材とし、圧延は、上記のロールを上下のワーク
ロールとした調質圧延(圧下率1.0%)であつた。 結果を第4表に示す。裸(クロムめつきなし)
のダルロールの圧延量180トンに対して本発明方
法によつてクロムめつきしたロールでは圧延量平
均値が2345トンとなつており、ロール寿命が約13
倍に延長されている。 第4表のNo.1から8までのどのロールにおいて
もめつきの剥離などは生じておらず、ばらつきの
少ない極めて安定した操業が可能であつた。ま
た、従来は鋼板通過部のダルの摩耗により不可能
であつた幅スケジユール圧延も可能となり、生産
量が250トン/時から300トン/時へと飛躍的に向
上した。
[Table] Under electrolytic treatment conditions that increase PPI by 3 to 50% by the method of the present invention, the 10-point average roughness Rz does not change or increases. One of the key points of the present invention is not to reduce this Rz. For example, after dulling the surface of a forged steel roll by shot blasting, the initial PPI160 was increased to 170 (increase rate 6.25%) by electrolytic treatment at 30 A/dm 2 × 5 minutes. The value was only changed from 25 μm to 25.1 μm (increase rate of 0.4%). Aspects of the present invention will be explained below with reference to Examples. Example 1 The surface of a 600 mmφ×1700 mm cold temper rolling forged steel roll (Hv850) was dulled by shot blasting. The properties of the obtained roll surface were as follows: PPI = 165, center line average roughness Ra = 2.5 μm, and 10 point average roughness Rz = 27.0 μm (all average measurements at 5 locations). After degreasing this roll with a caustic soda solution and washing it with water, electrolytic treatment was performed using the roll as an anode under the following conditions. Bath composition...Chromic acid: 225±25g/Sulfuric acid: 2.5±1g/Bath temperature...50℃ Integrated current...30A/ dm2 x 8 minutes The roll surface properties after this treatment are PPI=180 (9.1
% increase), Ra = 2.5μm (unchanged), Rz = 27.0μ
m (unchanged). Next, in the same liquid, using the roll as a cathode,
Plating was carried out under the conditions of 30A/dm 2 × 32 minutes, and the thickness was 15μm.
After forming a chromium plating layer, it was washed with water and dried to confirm that there were no abnormalities in appearance, and the hardness was measured to be Hv1050. According to the above procedure, initial PPI and post-electrolytic treatment
Eight types of rolls with different PPI are prepared, each is installed in a temper rolling mill, and used for rolling cold rolled steel sheets. The amount of rolling was investigated. The steel plate to be rolled was an annealed material equivalent to JIS SPCC, and the rolling was temper rolling (reduction ratio: 1.0%) using the above rolls as upper and lower work rolls. The results are shown in Table 4. Bare (no chrome plating)
Compared to the rolling amount of 180 tons of dull rolls, the average rolling amount of rolls coated with chrome using the method of the present invention is 2345 tons, and the roll life is approximately 13 tons.
It has been doubled. No peeling of plating occurred in any of the rolls No. 1 to No. 8 in Table 4, and very stable operation with little variation was possible. In addition, width schedule rolling, which was previously impossible due to wear of the barrels in the steel plate passage area, became possible, and production increased dramatically from 250 tons/hour to 300 tons/hour.

【表】 実施例 2 実施例1と同じサイズ、材質のロールをシヨツ
トブラスト加工し、PPI=170、Ra=2.3μm、Rz
=25.0μmのダルロールとした。これを脱脂−洗
浄することなくそのまま電解処理槽(液組成は、
クロム酸250g/、硫酸2.5g/)に入れて陽
極とし、液温50℃、電解密度30A/dm2で6分の
電解処理を行つた。この処理後のロール表面は、
PPI=183(7.6%の増加)、Ra=2.3μm(変化な
し)、Rz=25.2(0.8%の増加)であつた。 次に、電解処理槽とは別個に設けたクロムめつ
き槽(液組成は、クロム酸230g/、硫酸2.6
g/)にロールを移しこれを陰極として、液温
50℃、電流密度30A/dm2で25分のめつきを行
い、11μm厚のクロムめつきを施した。 このクロムめつきロールを調質圧延機に組み込
んで、実施例1と同じように試験したところ、圧
延量は2500トンに達し、電解処理の前に脱脂−洗
浄を行つた実施例1の結果と同等であつた。 なお、この実施例では上記のように電解処理槽
とめつき槽とを別にした。その結果、電解処理液
中のFe3+の濃度は、第7図に示すようにロール
処理本数にほぼ比例して増加した。このように
Fe3+の増加した液はクロムめつき用には使えな
いから、仮にひとつの液で電解処理とめつきとを
実施するならば、ロール処理本数1000本程度で液
を取り替えなければならない。しかし、この実施
例の如く、槽を別にしておけば、電解処理は6000
本程度まで液を変えずに実施できる。一方、めつ
き液の方は殆どFe3+の増加はなく、液の劣化が
少ないためその使用寿命は3倍に延びた。 (発明の効果) 以上、主に冷延鋼板の圧延に使用されるダルロ
ールを例にして説明した。しかし本発明のクロム
めつきロールの製造方法は、鋼材のみならず非鉄
金属の板、その他の製品の圧延に使用するロール
の製造には勿論のこと、圧延用以外の例えば酸洗
ラインのピンチロールやブライダルロール、搬送
ラインのローラーなどの製造にも適用できる。要
するに本発明は、表面に微小な凹凸のあるダル仕
上げのロール(一般にローラーと呼ばれるものも
含めた広義のロール)に、その耐摩耗性その他の
性質を改善するためにクロムめつきを施す場合の
すべてを対象とする。そして、既述のとおり、本
発明によれば、クロムめつき槽の剥離、脱落の極
めて少ない耐久性に優れたロールが製造できる。 更には、状況に応じて母材ダルロールの脱脂、
水洗を省略することも可能であり、その場合は工
程と設備簡略化の効果も大きい。また、電解処理
とめつきとを一つの槽の同じ液で実施してもよい
し、これらを別個の槽に分けて行えば、また別の
利点も生まれる。このように、必要に応じて工程
の改変ができることも本発明の効果のひとつであ
る。
[Table] Example 2 A roll of the same size and material as Example 1 was shot blasted, PPI = 170, Ra = 2.3 μm, Rz
= 25.0 μm dull roll. This is degreased and left in the electrolytic treatment tank without cleaning (the liquid composition is as follows:
Chromic acid (250g/2.5g/) and sulfuric acid (2.5g/) were used as an anode, and electrolytic treatment was performed for 6 minutes at a liquid temperature of 50°C and an electrolytic density of 30A/dm 2 . The roll surface after this treatment is
PPI=183 (7.6% increase), Ra=2.3 μm (no change), and Rz=25.2 (0.8% increase). Next, a chromium plating tank (liquid composition: 230 g of chromic acid, 2.6 g of sulfuric acid) was installed separately from the electrolytic treatment tank.
g/) and use this as a cathode to adjust the liquid temperature.
Plating was performed for 25 minutes at 50° C. and a current density of 30 A/dm 2 to provide 11 μm thick chrome plating. When this chrome-plated roll was installed in a temper rolling mill and tested in the same manner as in Example 1, the rolling amount reached 2,500 tons, which was similar to the results of Example 1 in which degreasing and cleaning were performed before electrolytic treatment. It was the same. In this example, the electrolytic treatment tank and the plating tank were separated as described above. As a result, the concentration of Fe 3+ in the electrolytically treated solution increased almost in proportion to the number of rolls treated, as shown in FIG. in this way
A solution with increased Fe 3+ cannot be used for chrome plating, so if one solution were to be used for both electrolytic treatment and plating, the solution would have to be replaced after about 1000 rolls were processed. However, if a separate tank is used as in this example, the electrolytic treatment will be 6,000 yen.
This can be done without changing the liquid. On the other hand, there was almost no increase in Fe 3+ in the plating solution, and because there was little deterioration of the solution, its service life was extended three times. (Effects of the Invention) The description has been made above using a dull roll mainly used for rolling cold rolled steel sheets as an example. However, the method for manufacturing chrome-plated rolls of the present invention is useful not only for manufacturing rolls used for rolling not only steel materials but also non-ferrous metal plates and other products, as well as rolls used for rolling other products such as pinch rolls for pickling lines. It can also be applied to the production of rollers, bridal rolls, conveyor line rollers, etc. In short, the present invention provides a method for applying chromium plating to a dull-finished roll (roll in a broad sense, including what is generally called a roller) with minute irregularities on its surface in order to improve its wear resistance and other properties. Covers everything. As described above, according to the present invention, it is possible to manufacture a roll with excellent durability in which the chrome plating bath hardly peels off or falls off. Furthermore, depending on the situation, we can degrease the base material dull roll,
It is also possible to omit water washing, and in that case, the effect of simplifying the process and equipment is significant. Further, the electrolytic treatment and plating may be carried out in the same solution in one tank, or if they are carried out in separate tanks, other advantages will also arise. Thus, one of the effects of the present invention is that the process can be modified as necessary.

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

第1図は、ダル加工されたロール表面部の拡大
断面模式図、第2図は、電解処理によつて粗面化
されたダルロールの表面部の拡大断面模式図、第
3図は、PPIによる粗度の評価方法を説明するた
めのロールの表面部の拡大断面模式図、第4図
は、ダルロールの表面の斜視拡大図、第5図は、
クロムめつき層の耐久性を試験する転動試験方法
を説明する略図、第6図は、ロールの電解処理に
よる液中のFe3+の濃度変化を示す図、第7図は、
実施例において測定した第6図と同様の図、であ
る。
Figure 1 is an enlarged schematic cross-sectional view of the surface of a dull roll, Figure 2 is a schematic enlarged cross-sectional view of the surface of a dull roll roughened by electrolytic treatment, and Figure 3 is a schematic enlarged cross-sectional view of the surface of a dull roll roughened by electrolytic treatment. FIG. 4 is an enlarged schematic cross-sectional view of the surface of the roll for explaining the roughness evaluation method, and FIG. 5 is an enlarged perspective view of the surface of the dull roll.
A schematic diagram illustrating a rolling test method for testing the durability of a chromium-plated layer; FIG. 6 is a diagram showing changes in the Fe 3+ concentration in the liquid due to electrolytic treatment of rolls; FIG.
FIG. 6 is a diagram similar to FIG. 6, which was measured in the example.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 浴温度45〜55℃のクロム電気めつき浴中でダ
ル仕上げの鍛鋼ロールを陽極とし、電流密度×時
間で表される積算電流が75〜250A/dm2・分と
なる条件で電解処理を行い、PPIで示されるロー
ル表面の山数を電解前の山数よりも3〜50%増加
させ、しかる後に上記ロールを陰極としてクロム
めつきを施すことを特徴とするクロムめつきロー
ルの製造方法。 2 ダル仕上げの鍛鋼ロールを脱脂、洗浄するこ
となく電解処理とクロムめつきを行う特許請求の
範囲第1項記載のクロムめつきロールの製造方
法。
[Claims] 1. A dull-finished forged steel roll is used as an anode in a chromium electroplating bath with a bath temperature of 45 to 55°C, and the cumulative current expressed as current density x time is 75 to 250 A/dm 2 · min. Chromium, characterized by performing electrolytic treatment under the following conditions to increase the number of ridges on the roll surface indicated by PPI by 3 to 50% than the number before electrolysis, and then applying chromium plating using the roll as a cathode. Method for manufacturing plated rolls. 2. The method for manufacturing a chrome-plated roll according to claim 1, wherein the dull-finished forged steel roll is subjected to electrolytic treatment and chromium plating without degreasing or cleaning.
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