JPH0483853A

JPH0483853A - 圧延機用ロール

Info

Publication number: JPH0483853A
Application number: JP19700890A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Era; 江良　雅之; Hideyo Kodama; 英世児玉; Yasuo Kondo; 保夫近藤; Tetsuo Uchida; 哲郎内田; Osamu Shimotamura; 下タ村　修; Masami Shimizu; 正己清水
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-07-25
Filing date: 1990-07-25
Publication date: 1992-03-17

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〕本発明は圧延機用ロールに係り、特に高硬度と耐摩耗性
、耐熱衝撃性及び耐スポーリング性に優れた中間ロール
と作業ロールを兼ね備えた多段式圧延機用焼入ロール、
低合金工具材料、多段式圧延機の使用方法及び多段式圧
延機用焼入ロールの製造方法に関する。

〔従来の技術〕

多段式圧延機を用いて電磁鋼板及びステンレス鋼板等の
特殊鋼板を圧延する際、作業ロールには耐熱衝撃性、耐
摩耗性と耐スポーリング性、中間ロールには耐スポーリ
ング性と耐摩耗性が必要とされている。従来、多段式圧
延機用ロールはＣｒ。

Ｍ０．Ｗ及びｖ等を含有した工具鋼が用いられている（
特開昭５９−７６６９６号公報）。例えばＪＩＳ　　５
ＫＤＩＩ　（冷間ダイスり及びＪＩＳＳＫＤ６２　（熱
間ダイス鋼）が多く用いられている。とくに、きびしく
耐摩耗性が要求されるときは高価な高速度工具鋼及び超
硬合金鋼が使用されることもある。

Ｊ４Ｓ　　５ＫＤＩＩにおいては、高炭素−高クロム鋼
のため共晶炭化物が存在し、耐摩耗性にすぐれるが炭化
物が切欠き作用となって靭性が低下する。また、高炭素
量のため熱衝撃性に対して弱く、圧延事故に遭遇した場
合割れ発生の可能性が非常に大きい。また、５ＫＤ６２
は靭性に富んでいるが硬さ及び耐摩耗性においては不十
分であった。

さらに、５ＫＤＩＩ及び５ＫＤ６２は焼入温度を高くす
ると結晶粒が粗大化する問題を生じ、高温焼もどしによ
って高硬度を得ることはできなかった・一方、両者の兼用材を開発することは、中間ロールとし
て寿命を全とうしたのち、さらに作業ロールに再生する
ことが可能であり、このことによって経済的及び省資源
の上からも要望されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術による材料ではクロムの共晶炭化物が存在
するため、その炭化物が切欠きとなり耐スポーリング性
及び靭性を劣化させる。また、高炭素量のため熱衝撃性
が弱く、圧延事故に遭遇したときロールが割れる可能性
が大きい。

次に、低炭素量では硬さ、耐摩耗性及び耐スポーリング
性が弱くなり、ロール寿命を著しく短かくするので多段
式圧延機のロールには不適当であった・本発明の目的は前記従来技術の問題、直を解決し圧延機
における作業ロール及び中間ロールに必要な特性、すな
わち、高硬度で耐熱衝撃性、耐スポーリング性、耐摩耗
性を兼ね備えた材料とそれを用いた圧延用ロール、低合
金工具材料、多段式圧延機の使用方法及びロールの製造
方法を提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上述の高硬度で耐熱衝撃性、耐スポーリング性
、耐摩耗性についての問題点を解決する方法として冷間
ダイス鋼（ＪＩＳ　　５ＫＤＩＩ）のＣ，Ｃｒ量をロー
ル材の諸性質に悪影響を及ぼさない範囲に低下させ、高
温焼もどしにより、高硬度で耐摩耗性を増大させるため
、Ｍ　ｏ　；　２〜５％、Ｗ；１〜５％の範囲で添加し
、Ｍ　ｏ　／　Ｗ比を０．４〜５とした。さらに、耐熱
衝撃性、耐スポーリング性を増大させるため、Ｍｎ、Ｎ
ｉ及びＣＯを複合添加して基地を強化し、耐熱衝撃性を
著しく向上させるとともに、ロールに必要な硬さ及び耐
摩耗性の向上と耐スポーリング性をも改善した材質をみ
いだし本発明を完成した。

次に、熱間ダイス鋼（ＪＩＳ　　５ＫＤ６２）（７）Ｃ
及びＶ量を増加させ、Ｗ量を約半分に減少させ、新たに
Ｍｎ、Ｎｉ及びｃｏを複合で添加することにより、耐熱
衝撃性の向上と高硬度で耐摩耗性、耐スポーリング性を
向上することができた。

すなわち、本発明は、重量％でＣ；０．６〜０゜９％、
Ｓｉ；１〜２％、Ｍｎ　；　１．２〜２．５％。

Ｎｉ　；　０．８−２．５％、　Ｃｒ　；　５．５〜７
．５％、Ｍｏ；２〜５％、Ｗ；１〜５％、Ｖ；０．５〜
４％、Ｚｒ；０．５％以下、Ｂ；０．０５％以下、Ｃｏ
；０．５〜５％、残部がＦｅ及び不可避的不純物からな
り、Ｍ　ｏ　／　Ｗ比が０．４〜５の範囲である高硬度
と耐摩耗性、耐熱衝撃性及び耐スポーリング性を有する
圧延機用ロールである。

また、本発明は、重量％でＣ；０．６〜０．９％、Ｓｉ
；１〜２％、Ｍｎ　；　１．２〜２．５％。

Ｎｉ　；０．８−２．５％、Ｃｒ　；　５．５〜７．５
％、Ｍｏ；２−５％、Ｗ；１〜５％、ｖ；０．５〜４％
　Ｚ　ｒ　；０．５％以下、Ｂ；０．０５％以下、Ｃｏ
；０．５〜５％、残部がＦｅ及び不可避的不純物からな
り、Ｍ　ｏ　／　Ｗ比が０．４〜５の範囲で硬さがＨＲ
Ｃ６２以上であることを特徴とする圧延機用ロールであ
る。

Ｎｉ　；　０．８〜２．５％、Ｃｒ　；　５．５〜７．
５％、Ｍｏ；２〜５％、Ｗ；１〜５％、Ｖ；０．５〜４
％、Ｚｒ；０．５％以下、Ｂ；０．０５％以下、Ｃｏ；
０．５〜５％、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなり
、Ｍ　ｏ　／　Ｗ比が０．４〜５の範囲で回転数６００
ｒρｍで回転する直径２０Ｇのターンテーブルにエメリ
ーペーパ（０２００）を張り、その上に直径１．８ａａ
の試験片を荷重８００ｇで押付け、２分２０秒間摩耗さ
せる研摩式摩耗試験による摩耗減量が６０ｍｇ以下であ
ることを特徴とする圧延機用ロールである。

Ｎｉ　；　０．８〜２．５％、Ｃｒ　；　５．５〜７．
５％、Ｍｏ；２−５％、Ｗ；１〜５％、Ｖ；０．５〜４
％、Ｚｒ；０．５％以下、Ｂ；０．０５％以下、Ｃｏ；
０．５〜５％、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなり
、Ｍ　ｏ　／　Ｗ比が０．４〜５及び、熱処理後の直径
２０ｍ１０．長さ４０ｍｍの試験片を用い、４２０ＫＨ
ｚの高周波誘導加熱装置により７００℃まで８秒間で加
熱し、直ちに水冷して２０秒間で室温まで降温させるサ
イクルを与え、割れ発生までの繰り返し数である耐熱衝
撃特性の割れ発生までの回数が１０５０回以上であるこ
とを特徴とする圧延機用ロールである。

Ｎｉ　；　０．８−２．５％、Ｃｒ　；　５．５〜７．
５％、Ｍｏ；２〜５％、Ｗ；１〜５％、Ｖ；０．５〜４
％、Ｚｒ；０．５％以下、Ｂ；０．０５％以下、Ｃｏ；
０．５〜５％、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなり
、Ｍ　ｏ　／　Ｗ比が０．４〜５及び、試験荷重は最大
ヘルツ応力１９１　（ｋｇ／ａｎ”）、潤滑油はタービ
ン油を用いた西原式摩耗試験機による耐スポーリング特
性のスポーリングの発生する回数が８　Ｘ　１０’回以
上であることを特徴とする圧延機用ロールである。

Ｎｉ　；　０．８〜２．５％、　Ｃｒ　；　５．５〜７
．５％、Ｍｏ；２−５％、Ｗ；１〜５％、Ｖ；０．５〜
４％、Ｚｒ；０．５％以下、Ｂ；０．０５％以下、Ｃｏ
；０．５〜５％、残部がＦｅ及び不可避的不純物からな
り、Ｍ　ｏ　／　Ｗ比が０．４〜５の範囲である高硬度
と耐摩耗性、耐熱衝撃性、耐久ボーリング性を有する低
合金工具材料である。

また、本発明は、重量％でＣ；０．６〜０．９％、Ｓｉ
；１〜２％、Ｍｎ；１．２〜２．５％。

Ｎｉ　；　０．８〜２．５％、Ｃｒ；５．５〜７．５％
、Ｍｏ；２〜５％、Ｗ；１〜５％、Ｖ；０．５〜４％、
Ｚｒ：０．５％以下、Ｂ；０．０５％以下、Ｃｏ；０．
５〜５％、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、Ｍ
　ｏ　／　Ｗ比が０．４〜５の範囲の成分組成の中間ロ
ールを備えた多段式圧延機の使用方法において、中間ロ
ールが所定の細径になった時点でそれを作業ロールとし
て使用する工程を有することを特徴とする多段式圧延機
の使用方法である。ここで、作業ロール及び中間ロール
の少なくとも表面は前記組成の同一材質で構成されてい
るものがよい。

また、本発明は、重量％でＣ；０．６〜０．９％、Ｓｉ
；１〜２％、Ｍｎ　；　１，２〜２．５％。

Ｎｉ　；　０，８〜２．５％、Ｃｒ　；　５．５〜７．
５％、Ｍｏ；２〜５％、Ｗ；１〜５％、Ｖ；０．５〜４
％、Ｚｒ；０．５％以下、Ｂ：０．０５％以下、Ｃｏ；
０．５〜５％、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなり
、Ｍ　ｏ　／　Ｗ比が０．４〜５の範囲の成分組成の圧
延機用ロールの製造方法において、鋼塊を製造する工程
、１１５０〜１２００℃で拡散焼純後１０５０〜１１７
５°Ｃで熱間拘束鍛造を行なう工程、ひずみ応力を除去
する焼純を行なう工程、９７５〜１２００　’Ｃで焼入
後４７５〜６５０℃の高温焼もどしを３回以上繰返す工
程、機械加工及び検査の工程を有する圧延機用ロールの
製造方法である。

また１本発明は、重量％でＣ；　０．６〜０．９％。

Ｓｉ；１〜２％、Ｍｎ　；　１．２〜２．５％、Ｎ１；
０　、８〜．２　、５％、Ｃｒ　；　５．５〜７．５％
、Ｍｏ；２〜５％、Ｗ；１〜５％、Ｖ；０．５〜４％。

Ｚ　ｒ　；　０．５％以下、Ｂ　；　０．０５％以下、
Ｃｏ；０．５〜５％、残部がＦｅ及び不可避的不純物か
らなり、Ｍ　ｏ　／　Ｗ比が０．４〜５の範囲の成分組
成の圧延機用ロールの製造方法において、上記の成分の
消耗電極をエレクトロスラグ再溶解させて外層部を肉盛
してＥＳＲ＠塊を製造する工程、拡散焼純後機械加工を
行なう工程、焼入れ及び焼戻し熱処理を施す工程を順次
施す圧延機用ロールの製造方法である。

また、本発明は、重量％でＣ；０．６〜０．９％。

Ｓｉ；１〜２％、Ｍｎ　；　１．２−２．５％、Ｎ１；
０．８〜２．５％、　Ｃｒ　；　５．５〜７．５％、Ｍ
ｏ；２〜５％、Ｗ；１〜５％、Ｖ；０．５〜４％。

Ｚｒ；０．５％以下、Ｂ　；　０．０５％以下、ｃＯ；
０．５〜５％、残部がＦｅ及び不可避的不純物がらなり
、Ｍ　ｏ　／　Ｗ比が０．４〜５の範囲の成分組成の圧
延機用ロールの製造方法において、上記の成分の粉末を
減圧プラズマ溶射て芯材に外層部を肉盛する工程、焼な
まし後鍛造及び焼なましを行なう工程、焼入れ及び焼戻
し熱処理を施す工程と検査の工程を有する圧延機用ロー
ルの製造方法である。

〔作用〕

本発明の低合金工具材料において、重量％でＣ；０．６
〜０．９％、Ｓｉ；１〜２％、Ｍｎ；１゜２〜２．５％
、Ｎｉ　；　０．８−２．５％、Ｃｒ；５．５〜７．５
％、Ｍｏ；２〜５％、Ｗ；　１〜５％、Ｖ；０．５〜４
％、Ｚｒ；０．５％以下、Ｂ；０．０５％以下、Ｃｏ；
０．５〜５％、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる
組成はこれまでのものに比べて、例えば、５ＫＤＩＩに
おいてはＣ及びＣｒ量を約半分に減量させ、新たにＭｎ
、Ｎｉ及びＣｏを複合で添加した。Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃ。

の複合添加は耐熱衝撃性を向上させる。また、ＣＯはほ
とんどが基地中に固溶するとともに、晶出している炭化
物をも基地中に固溶させるので、焼入時の焼入温度を高
温側へ移行させ、高温焼もどしにより高硬度と耐摩耗性
を向上する作用がある。

次に、熱間ダイス鋼（ＳＫＤ６２）はＣ及びＶ量を０．
２〜１％増加させ、Ｗ量を約半分に減量させ、新たにＭ
ｎ、Ｎｉ及びＣＯを添加して耐熱衝撃性と耐スポーリン
グ性を向上させることができる。

また、焼入を行なった後の高温焼もどしによる基地組織
は焼もどしマルテンサイトと残留オーステナイトとＭＣ
，Ｍ６Ｃ型炭化物が存在した金属組織が得られ、高硬度
、耐摩耗性、耐熱衝撃性と耐スポーリング性を向上させ
る。

次に、低合金工具材料の各成分の限定理由は次の通りで
ある。

Ｃは０．６〜０．９％が最適範囲である。本発明組成に
おいてはＣはＶと結合してＶＣ炭化物を形成し、耐摩耗
性を非常に高めている。ＶＣ炭化物はＶ量が０．５〜４
％の範囲では比較的細かい粒子となり、耐摩耗性、耐熱
衝撃性を向上させることが可能となった。また、焼入に
際して一部は基地中に固溶し、焼もどしの際にＭ６Ｃ，
ＶＣなどの炭化物を形成し、二次硬化硬さを高める役目
をする。Ｃ量が０．６％以下ではＣｒ、Ｍ０．Ｗ。

■量とバランスするＣ量が少なくなり、硬さ及び耐摩耗
性が低下する。また、０．９％以上では炭化物量も多く
なり耐熱衝撃性及び耐スポーリング性が低下する。

Ｓｉは焼もどし過程において二次硬化特性を増大促進す
る作用を持っており、多くても少なくてもＳｉの効果は
発揮されず、１〜２％で十分な鋤きをし耐熱衝撃性及び
耐スポーリング性の向上に有効に作用する。１％以下で
は二次硬化特性が弱く２％以上ではフェライトの生成に
よって硬さが低くなる欠点がある。

Ｍｎは必ず含んでいる元素で、今回の検討においてＭｎ
量を１．２〜２．５％とした。その根拠はＮｉとＣｏの
複合添加で基地が強化されて耐熱衝撃性が向上された。

１．２％以下では上記の特性が発揮されず、２．５％以
上を越えるとオーステナイト量が残留して硬さ及び耐摩
耗性が低下する。

Ｎｉは基地組織を微細にし、オーステナイトに固溶して
基地を強化する。Ｍｎ、Ｃｏの共存で耐熱衝撃性と耐ス
ポーリング性を向上させる。その量は０．８〜２．５％
で十分な働きをする。０゜８％以下では特性が発揮され
ず、２．５％以上ではオーステナイトが安定化して高温
節もどしを行っても硬さが十分に得られない。

Ｃｏは炭化物を形成せず、はとんど基地に固溶する。Ｃ
ｏはＣのＦｅへの溶解度を高め、焼もどし硬さ、高温硬
さを増す。しかし、炭化物の偏析を助長し、もろくする
傾向がある。ＭｎとＮｉの共存により耐熱衝撃性、耐ス
ポーリング性を向上させる。その量は０．５〜５％で十
分であり、それより多くても、少なくても上記の特性は
発揮されない。

Ｃｒは焼入性を増す元素であると同時に二次硬化硬さに
影響し、０．６〜０．９％のＣ量に対して５．５〜７．
５％間のＣｒ量で最も高い硬さが得られる。Ｃｒ量はこ
の範囲よりも低くても高くても硬さは低下し、耐熱衝撃
性も低下する。

Ｍｏは焼もどしに際してＭ、Ｃ炭化物を析出し、二次硬
化作用すなわち、硬さに大きく影響する６２％以下では
二次硬化現象による硬さが低く、５％以上では高い硬さ
が得られるがＭ、Ｃ炭化物が結晶粒界に晶出して耐熱衝
撃性及び耐スポーリング性が低下する。

■はＣと結合してＶＣ炭化物となり、耐摩耗性を増すと
同時に二次硬化硬さに影響を与える。少ないと耐摩耗性
が低く、高いと耐熱衝撃性、耐スポーリング性が低下す
る。今回の検討において、０．５〜４％で十分な働きを
する。

ＷはＭｏと同様に一部Ｃと結合してＭ、Ｃ型の炭化物を
形成し、残部は基地中に固溶して基地を緻密なマルテン
サイト組織とし、二次硬化現象によりＭ、Ｃ炭化物を析
出させて高硬度と耐摩耗性を向上させる。１〜５％で十
分であり、この範囲で上記の効果を発揮する。１％以下
では硬さの上昇が少なく、５％以上ではＭ、Ｃ炭化物が
凝集して、耐熱衝撃性を弱くする。

Ｚｒは炭化物及びフェライト生成元素であり、強力な洗
浄作用や結晶粒の微細化と耐食性の向上をもたらす。安
定なＺｒＣ炭化物を形成する。０゜５％以下で十分であ
りそれ以上になるとＺｒＣは角状となり、機械的性質を
劣化させる。

Ｂは焼入性に寄与する元素であり、０．０５％以下で十
分である。鋼のＣ量が多くなるにしたがってその効果は
減少する。更に、共析鋼になるとＢの焼入性に対する効
果は少なくなる。

その他、不可避的に含有される不純物である、Ｐ、Ｓ、
Ｗ、Ｐｂ、Ｎについて説明する。

Ｐは微量でも偏析する元素であり、焼割れ、ひずみなど
の主原因となる。また、脆性を著しく増加するので、普
通は０．１％以下であればとくに問題はない。

ＳはＰと同様に有害元素であるがＭｎＳ、ＴｉＳなどな
るべく害の少ない形にするため、０．１％以下であれば
よい。

Ｃｕは組織の微細化に寄与する元素であるが、鍛造の際
に割れの原因ともなる。０．１％以下であれば特に害は
ない。

ｐｂはＭ　ｎ　Ｓやその他の介在物とともに凝集する。

樹枝状の間に集まる傾向を持ち、添加量が多くなると熱
間作業性を悪くする。０．１％以下であれば問題はない
。

Ｎはオーステナイト組織を強く安定化するなどＣと類似
している。その量は０．１％以下であれば害は少くない
。

さらに、本発明の製造方法によれば、上記の組成を９７
５〜１２００℃から焼入後に４７５〜６５０℃の高温焼
もどしを行なって硬いＭＣ型及びＭ、Ｃ型炭化物を析出
させ、また、残留オーステナイトを高温焼もどし温度で
分解させ、マルテンサイトの金属組織とし、ＨＲＣ６２
以上の硬さが得られ、その上、耐摩耗性、耐熱衝撃性、
耐スポーリング性にすぐれたものが得られる。

本発明ロールは一対の作業ロールと中間ロール及び補強
ロールを備えた圧延機において、中間ロールから所定の
寸法及び細径になった時点で、それを作業ロールとして
使用する工程と中間ロールから作業ロールに再生しなが
ら使用でき、経済的、省資源の上からも有益である。

〔実施例〕

以下に本発明の実施例を第１図〜第５図を用いて説明す
るが、本発明はそれらの実施例に限定されない。

実施例ＩＭ　ｏ　／　Ｗ比が０．４〜５の範囲を具体的に示すた
めの試料の化学組成を表１に示す。表１において比較材
１２はＭ　ｏ　／　Ｗ比が０．４以下の組成であり、１
３及び１４は５以上の組成を示している。

１〜１１は本発明の組成を示している。Ｍ　ｏ　／　Ｗ
比が０．４〜５の範囲で、とくに２〜４及び８〜１１は
Ｍ　ｏ　／　Ｗ比が０　、８〜２　、５　テ本発明の最
適範囲の組成である。

表１表２において１５は従来材の冷間ダイス鋼（ＳＫＤ−１
１）ｔ−１本発明の組成よりも、Ｃ，Ｃｒ量は高く、他
の元素は低くなっている。１６は熱間ダイス鋼（ＳＫＤ
−６２）　でＣ，Ｃｒ量は低く、Ｎｉは両鋼種とも添加
されていない組成を示す。

表２表試料は高周波溶解炉で溶解し、金型に鋳込んで鋼塊を製
造した。鋳込み後の鋼塊は８８０　℃Ｘ　３ｈ→７２５
℃Ｘ５ｈ炉冷の焼なましを行ない、熱処理硬さ、摩耗試
験１曲げ試験、耐熱衝撃試験及び耐スポーリング試験片
を採取した。表３及び表４は前記表１及び２の各試料１
〜１６の各特性値を示す。

（以下余白）表熱処理硬さは１５＋ｏ＋ｎ角の試験片を用いて焼入は従
来材１５は１０５０℃、１６は１０３０℃から油冷した
。比較材の１２〜１４は１０５０℃、本発明材１〜１１
は１０５０〜１０７５℃から油冷した。焼もどしは５０
０℃で１時間保持後空冷の操作を３回くり返した。硬さ
はロックウェルＣスケール（ＨＲＣ）で測定し、ＨＲＣ
６２以上を目標とした。従来材１５，１６はＨＲＣ５９
，８〜６０の値を示している。比較材１２〜１４はＨＲ
Ｃ６１，２〜６１．７と従来材と同様な硬さを示してお
り目標値の６２を下まわっている。本発明材の１〜１１
はいずれも６２以上の高い硬さが得られた。本発明の組
成はＭｎ、Ｎｉ、Ｇｏを複合で添加することによって基
地の強化と、Ｍ　ｏ　／　Ｗ比が０．４〜５．０範囲で
二次硬化によって硬さが低下せずにかえって硬さが上昇
することが明白である。

第１図はＭ　ｏ　／　Ｗ比と硬さの関係を示すグラフで
ある。

第３表の第２欄は研摩式摩耗試験による摩耗減量を示す
。試験方法は回転数６００ｒｐｍで回転する直径２０ｃ
ｍのターンテーブルにエメリーペーパ０２００（商品名
：ＦＵＪＩ　５ＴＡＲＮＱ２２０　　ＣＣ−Ｃｗ）を張
り、その上に直径１．８ｃｍの試験片を荷重８００ｇで
押付け、２分２０秒間摩耗させる試験方法である（第８
図（ａ）〜（Ｃ））。試験前後の重量差をもって摩耗量
とし、耐摩耗性を比較した。

従来材１５，１６の摩耗減量は７６〜１５０ｍｇの値を
示し、比較材１２〜１４は８５〜１００ｍｇと従来材と
ともに多くなっている。本発明材の１〜１１は摩耗減量
は４２〜６０ｍｇと僅少であり、耐摩耗性にすぐれてい
ることが明白である。第２図はＭ　ｏ　／　Ｗ比と摩耗
減量の関係を示すグラフである。

第３表の第３ｓ及び第４欄は靭性の評価のための静的曲
げ試験結果を示す。試験片寸法は厚さ４ｍｍ、巾５１１
ＩＩ１１、長さ５５ｍｍであり、支点間比１１４０ｍｍ
中央−点荷重曲げ治具を用いて試験した。抗折力及びた
わみ量の目標としては抗折力３９８　（ｋｇ／ｍ＋ｎ”
）、たわみ量２．０５ｍｍと従来材の１６へ熱間ダイス
鋼（ＳＫＤ６２）に近い値とした。比較材１２〜１４の
抗折力（ｋｇ／ｍｍ”）は３２５〜３５０　（ｋｇ　／
　ｍｍ２）、たわみ量は２　、７　ｍｍと目標値よりも
低くなったがたわみ量は２　、７　ｍｍと高くなった。

すなわち、目標値に達していない。本発明の１〜１１は
抗折力は４０５〜４４１　（ｋｇ／　ｍｍ”）、たわみ
量は２．７〜３．２ｍｍと高い値を示している。

第３表の第５４１１Ｉは耐熱衝撃試験結果を示す。試験
方法は直径２０ｍｍ、長さ４０ｍｍの試験片を用い、４
２０　ｋＨ２の高周波誘導加熱装置により７００℃まで
８秒間で加熱し、直ちに水冷するサイクルを与え、割れ
発生までのくり返し数を測定した（第９図（ａ）（ｂ）
）。くり返し数の多い方が耐熱衝撃性にすぐれ、目標値
としては熱間ダイス鋼（ＳＫＤ６２）に近い７５０回と
した。

従来材１５．１６は４００〜７５０回と低い値を示す。

比較材１２〜１４は１０００回で割れが発生する。本発
明材１〜１１は１１００〜１２００回と高い値を示して
いる。本発明材１〜１１はＭｎ、Ｎｉ、Ｃｏ添加によっ
て基地の強化とＭＯＺＷ比が０．４〜５範囲において耐
熱衝撃性にすぐれていることが明らかとなった。第３図
はＭＯ／Ｗ比と耐熱衝撃性の関係について示したグラフ
である。

第３表の第６１１は耐スポーリング性試験結果を示す。

スポーリング試験法は西原式摩耗試験機を使用した。試
験荷重は最大ヘルツ応力１９１　（ｋｇ／ｍｍ２）、潤
滑油はタービン油を用いて試験した。

従来材１５．１６は５〜６．５　Ｘ　１０６回転でスポ
ーリングが発生した。比較材１２〜１４は５×１０６回
転でスポーリングが発生し、耐スポーリング性が低下す
る。本発明の１〜１１はいずれも８　Ｘ　１０’〜１０
’回回転してもスポーリングの発生がなく耐スポーリン
グ性に優れていることが明らかとなった。第４図はＭ　
ｏ　／　Ｗ比と耐スポーリング性の関係について示した
グラフである。

実施例２表１に示す本発明材の３及び８及び表２に示す従来材１
５の組成を用いて多段式圧延機の作業ロールを作製した
。多段式圧延機のロール構成は第５図に示す。５は圧延
材、１は作業ロール、２は作業ロール１と直接接する第
一中間ロール、３は第二中間ロール、４は第二中間ロー
ル３と接するバックアップベアリングロール、６はロー
ハウジングである。

作業ロールの作製方法は高周波溶解炉で溶製した。鋼塊
は８８０℃Ｘ５ｈ→７２５℃×１０ｈ→炉冷の二段焼な
ましを行なった。拡散焼鈍は１１５０℃で行ない、１０
５０〜１１５０°Ｃで鍛造を行ない、直径８５ｍｍＸ長
さ１２００＋ｎｍに鍛造した。

鍛造後は焼なましを行ない、直径８０ｍｍＸ長さ１２０
０ｍｍに機械加工を施し、磁気探傷及び染色試験により
検査を行なった結果、無欠陥であった。

熱処理は高周波焼入れ装置で１０５０及び１０７５℃か
ら焼入後、５００℃に１時間保持後空冷の操作を３回繰
返した。その結果、ロール表面の硬さがＨＲＣで６４　
（Ｈ３８８）の高硬度が得られた。作業ロールは多段式
圧延機に組入れて使用した結果、従来材１５は硬さ、耐
摩耗性の点で劣ったが、本発明材の３，８の組成のもの
は非常に良い成績を示し、ロール寿命を大巾に延長する
ことができた。

本発明材は多段式圧延機の作業ロール及び中間ロール兼
用鋼種として好適な材質であることが明白である。

実施例３表１に示す本発明材３の組成を用いて４重圧延機の作業
ロールを作製した。第６図は４重圧延機のロール構成図
を示す。圧延材７を直接圧延する上、下一対の作業ロー
ル８，９は補強ロール１０゜１１で支持されている。１
２．１２’は圧延荷重、１３．１３’はロールベンデン
カを示している。

作業ロールの作製は第７図に示すエレクトロスラグ再溶
解装置を用いて、直径４５０ｍｍのロールを作製した。

溶製した鋼塊の溶着性について調べるため、超音波探傷
試験により、接合境界部の健全性についてチエツクした
。その結果、外層部は完全に溶着一体化されていること
が確認された。

また、溶製後の鋼塊を横断面状に切断してマクロ組織に
よる外観を観察した。マクロ組織からは接合部にミクロ
キャビティ等の内部欠陥は発生していなかった。したが
って、高速圧延、高圧下、高荷重圧延を行なっても接合
境界部からのはく離現象は生じないことが予想される。

溶製後の鋼塊は１１７５℃×１５時間の拡散焼鈍を行な
った。熱処理は１０７５℃から焼入後、５００℃×１１
時間保持後空冷の操作を３回繰返し行なった。

従来材に比べると本発明材のロールは熱処理時の割れの
発生もなく、ロール表面の硬さはＨＲＣ６４（Ｈ５８８
）を示し、４重圧延機の作業ロールとしてすぐれた材質
であることが明白である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、従来材よりも高硬度で耐摩耗性が１．
５倍以上向上し、とくに、耐熱衝撃性及び耐スポーリン
グ性は１．５〜２倍も改善されている。そして、これら
の組成で作製した圧延用焼入ロールは多段式のロールの
他に４重式及び６重式圧延機の作業ロール等にも適して
いる。したがって、作業ロール及び中間ロールの寿命を
大巾に延長することができ、その効果は大きい。

さらに、中間ロールが所定の寸法及び細径になった時点
で作業ロールとして使用でき、再生することも可能であ
り、兼用のロール材質としてその効果は極めて大きい。

本発明に係る製造方法によれば、上記各特性に優れた焼
入ロールを容易に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はＭ　ｏ　／　Ｗ比と硬さの関係を示すグラフ、
第２図はＭ　ｏ　／　Ｗ比と摩耗減量の関係を示すグラ
フ、第３図はＭ　ｏ　／　Ｗ比と耐熱衝撃試験の関係を
示すグラフ、第４図はＭ　ｏ　／　Ｗ比と耐スポーリン
グ試験の関係を示すグラフ、第５図は多段式圧延機のロ
ール構成を示す概略断面図、第６図は４重圧延機のロー
ル構成を示す構成図、第７図はエレクトロスラグ再溶解
装置の概略構成図、第８図は研摩式摩耗試験装置を示し
、第８図（ａ）は同装置の要部側面図、第８図（ｂ）は
試験片の側面図、第８図（ｃ）は第８図（ａ）の要部拡
大側面図、第９図は耐熱衝撃試験装置を示し、第９図（
ａ）は熱負荷変化を示すグラフ、第９図（ｂ）は同装置
の要部側面図である。１・・・作業ロール、２・・・第一中間ロール。３・・・第二中間ロール。

Claims

【特許請求の範囲】１、重量％でＣ；０．６〜０．９％、Ｓｉ；１〜２％、
Ｍｎ；１．２〜２．５％、Ｎｉ；０．８〜２．５％、Ｃ
ｒ：５．５〜７．５％、Ｍｏ；２〜５％、Ｗ；１〜５％
、Ｖ；０．５〜４％、Ｚｒ：０．５％以下、Ｂ；０．０
５％以下、Ｃｏ；０．５〜５％、残部がＦｅ及び不可避
的不純物からなり、Ｍｏ／Ｗ比が０．４〜５であること
を特徴とする圧延機用ロール。２、重量％でＣ；０．６〜０．９％、Ｓｉ；１〜２％、
Ｍｎ；１．２〜２．５％、Ｎｉ；０．８〜２．５％、Ｃ
ｒ；５．５〜７．５％、Ｍｏ；２〜５％、Ｗ；１〜５％
、Ｖ；０．５〜４％、Ｚｒ；０．５％以下、Ｂ；０．０
５％以下、Ｃｏ；０．５〜５％、残部がＦｅ及び不可避
的不純物からなり、Ｍｏ／Ｗ比が０．４〜５及び硬さが
ＨＲＣ６２以上であることを特徴とする圧延機用ロール
。３、重量％でＣ；０．６〜０．９％、Ｓｉ；１〜２％、
Ｍｎ：１．２〜２．５％、Ｎｉ；０．８〜２．５％、Ｃ
ｒ；５．５〜７．５％、Ｍｏ；２〜５％、Ｗ；１〜５％
、Ｖ；０．５〜４％、Ｚｒ；０．５％以下、Ｂ；０．０
５％以下、Ｃｏ；０．５〜５％、残部がＦｅ及び不可避
的不純物からなり、Ｍｏ／Ｗ比が０．４〜５及び回転数
６００ｒｐｍで回転する直径２０ｃｍのターンテーブル
にエメリーペーパ（＃２００）を張り、その上に直径１
．８ｃｍの試験片を荷重８００ｇで押付け、２分２０秒
間摩耗させる研摩式摩耗試験による摩耗減量が６０ｍｇ
以下であることを特徴とする圧延機用ロール。４、重量％でＣ；０．６〜０．９％、Ｓｉ；１〜２％、
Ｍｎ；１．２〜２．５％、Ｎｉ；０．８〜２．５％、Ｃ
ｒ；５．５〜７．５％、Ｍｏ；２〜５％、Ｗ；１〜５％
、Ｖ；０．５〜４％、Ｚｒ；０．５％以下、Ｂ；０．０
５％以下、Ｃｏ；０．５〜５％、残部がＦｅ及び不可避
的不純物からなり、Ｍｏ／Ｗ比が０．４〜５及び直径２
０ｍｍ長さ４０ｍｍの試験片を用い、４２０ＫＨｚの高
周波誘導加熱装置により７００℃まで８秒間で加熱し、
直ちに水冷して２０秒間で室温まで降温させるサイクル
を与え、割れ発生までの繰り返し数である耐熱衝撃特性
の割れ発生までの回数が１０５０回以上であることを特
徴とする圧延機用ロール。５、重量％でＣ；０．６〜０．９％、Ｓｉ：１〜２％、
Ｍｎ；１．２〜２．５％、Ｎｉ；０．８〜２．５％、Ｃ
ｒ；５．５〜７．５％、Ｍｏ；２〜５％、Ｗ；１〜５％
、Ｖ；０．５〜４％、Ｚｒ；０．５％以下、Ｂ：０．０
５％以下、Ｃｏ；０．５〜５％、残部がＦｅ及び不可避
的不純物からなり、Ｍｏ／Ｗ比が０．４〜５及び試験荷
重は最大ヘルツ応力１９１（ｋｇ／ｍｍ＾２）、潤滑油
はタービン油を用いた西原式摩耗試験機による耐スポー
リング特性のスポーリングの発生する回数が８×１０＾
６回以上であることを特徴とする圧延機用ロール。６、重量％でＣ；０．６〜０．９％、Ｓｉ；１〜２％、
Ｍｎ；１．２〜２．５％、Ｎｉ；０．８〜２．５％、Ｃ
ｒ；５．５〜７．５％、Ｍｏ；２〜５％、Ｗ：１〜５％
、Ｖ；０．５〜４％、Ｚｒ；０．５％以下、Ｂ；０．０
５％以下、Ｃｏ；０．５〜５％、残部がＦｅ及び不可避
的不純物からなり、Ｍｏ／Ｗ比が０．４〜５であること
を特徴とする工具材料。７、重量％でＣ；０．６〜０．９％、Ｓｉ；１〜２％、
Ｍｎ；１．２〜２０．５％、Ｎｉ；０．８〜２．５％、
Ｃｒ；５．５〜７．５％、Ｍｏ；２〜５％、Ｗ；１〜５
％、Ｖ；０．５〜４％、Ｚｒ；０．５％以下、Ｂ；０．
０５％以下、Ｃｏ；０．５〜５％、残部がＦｅ及び不可
避的不純物からなり、Ｍｏ／Ｗ比が０．４〜５である中
間ロールを備えた多段式圧延機の使用方法であって、前
記中間ロールが摩耗によって細径になった時点で研摩し
、それを作業ロールに使用する工程を有することを特徴
とする多段式圧延機の使用方法。８、請求項７において
、作業ロール及び中間ロールの少なくとも表面は前記組
成の同一材質で構成されている多段式圧延機の使用方法
。９、重量％でＣ；０．６〜０．９％、Ｓｉ；１〜２％、
Ｍｎ；１．２〜２．５％、Ｎｉ；０．８〜２．５％、Ｃ
ｒ；５．５〜７．５％、Ｍｏ；２〜５％、Ｗ；１〜５％
、Ｖ；０．５〜４％、Ｚｒ；０．５％以下、Ｂ；０．０
５％以下、Ｃｏ；０．５〜５％、残部がＦｅ及び不可避
的不純物からなり、Ｍｏ／Ｗ比が０．４〜５の範囲の成
分組成の圧延機用ロールの製造方法において、鋼塊を製
造する工程、１１５０〜１２００℃で拡散焼純後１０５
０〜１１７５℃で熱間拘束鍛造を行なう工程、ひずみ応
力を除去する焼鈍を行なう工程及び、９７５〜１２００
℃で焼入後４７５〜６５０℃の高温焼もどし処理を３回
以上繰返す工程を順次施すことを特徴とする圧延機用ロ
ールの製造方法。１０、重量％でＣ；０．６〜０．９％、Ｓｉ：１〜２％
、Ｍｎ；１．２〜２．５％、Ｎｉ；０．８〜２．５％、
Ｃｒ；５．５〜７．５％、Ｍｏ；２〜５％、Ｗ；１〜５
％、Ｖ；０．５〜４％、Ｚｒ；０．５％以下、Ｂ；０．
０５％以下、Ｃｏ；０．５〜５％、残部がＦｅ及び不可
避的不純物からなり、Ｍｏ／Ｗ比が０．４〜５である消
耗電極をエレクトロスラグ再溶解にて芯材に肉盛溶接し
て複合鋼塊を製造する工程、拡散焼純後機械加工を行な
う工程、及び、焼入れ及び焼戻し熱処理を施す工程を順
次施すことを特徴とする圧延機用ロールの製造方法。１１、重量％でＣ；０．６〜０．９％、Ｓｉ；１〜２％
、Ｍｎ；１．２〜２．５％、Ｎｉ；０．８〜２．５％、
Ｃｒ；５．５〜７．５％、Ｍｏ；２〜５％、Ｗ；１〜５
％、Ｖ；０．５〜４％、Ｚｒ；０．５％以下、Ｂ；０．
０５％以下、Ｃｏ；０．５〜５％、残部がＦｅ及び不可
避的不純物からなり、Ｍｏ／Ｗ比が０．４〜５である粉
末を減圧プラズマ溶射で芯材に肉盛する工程、焼なまし
後鍛造及び焼なましを行なう工程及び、焼入れ及び焼戻
し熱処理を施す工程を順次施すことを特徴とする圧延機
用ロールの製造方法。