JPH05295479A - 遠心鋳造製複合ロール - Google Patents
遠心鋳造製複合ロールInfo
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- JPH05295479A JPH05295479A JP12662192A JP12662192A JPH05295479A JP H05295479 A JPH05295479 A JP H05295479A JP 12662192 A JP12662192 A JP 12662192A JP 12662192 A JP12662192 A JP 12662192A JP H05295479 A JPH05295479 A JP H05295479A
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Abstract
均一な遠心鋳造製複合ロールを提供すること。 【構成】 外層材と、該外層材と溶着一体化した普通鋳
鉄又はダクタイル鋳鉄の軸材とからなる遠心鋳造製複合
ロールであって、該外層材が、C:1.5 〜 3.5%,S
i:1.5 %以下,Mn:1.2 %以下,Cr:5.5 〜12.0
%,Mo:2.0 〜8.0 %,V:3.0 〜10.0%,Nb:0.
6 〜7.0 %を含有し、且つ下記(1) 式と(2) 式を満足
し、 V+ 1.8Nb ≦ 7.5 C−6.0(%) …(1) 0.2 ≦ Nb/V ≦ 0.8 …(2) 残部Fe及び不可避的不純物よりなるようにしたもので
ある。
Description
性を兼備した遠心鋳造製複合ロールに関する。
ロールは、外層と内層からなる複合ロールとされ、外層
材をセメンタイト系の炭化物が晶出した高Cr鋳鉄、又
はNiグレン鋳鉄、内層材を靱性の良いねずみ鋳鉄、又
はダクタイル鋳鉄として、遠心力鋳造法によって製造さ
れている。
る生産性向上の要求等から、より一層の耐摩耗性と耐ク
ラック性を備えた圧延用ロールの提供が要求されてい
る。
407 号、特開昭61-177355 号には、従来の遠心力鋳造ロ
ールの外層材として高V鋳鉄を用いることが提案されて
いる。
造ロールの外層材として高V鋳鉄を用いる圧延用ロール
では、比重の小さいV炭化物が遠心分離により偏析し、
ロール外層内の特性が肉厚方向で不均一になる。この傾
向は大型ロールで外層肉厚が大なるほど著しく、実用ロ
ールとしての使用に耐えることができないという問題点
がある。
公報には、高速度鋼なみに高合金化した鋳鋼、鋳鉄を適
用したロール材が提案されている。然しながら、特開昭
58-87249号公報には焼嵌め又は組立ロールを対象とした
ものであり、圧延中に生ずる外層と軸材間の滑りが問題
となる。また、特開平1-96355 号公報は特殊な鋳かけ肉
盛法等、遠心力鋳造法以外の特殊な製造手法しか適用で
きず、生産性、経済性の面で問題がある。
外層にVを多量に含有させることにより、耐摩耗性を著
しく向上させることは可能であるが、複合ロール製造時
に生産性、経済性が最も優れているとして一般に実施さ
れている遠心力鋳造法を採用した場合には、遠心分離に
よる炭化物の偏析を生じ所定の特性を均一に得られない
という問題点がある。
化し、炭化物組成を限定することにより、生産性、経済
性の優れた遠心力鋳造法を適用しても、偏析等の生じな
い耐摩耗性と耐クラック性の均一な遠心鋳造製複合ロー
ルを提供することを目的とする。
は、外層材と、該外層材と溶着一体化した普通鋳鉄又は
ダクタイル鋳鉄の軸材とからなる遠心鋳造製複合ロール
であって、該外層材が、C:1.5 〜 3.5%,Si:1.5
%以下,Mn:1.2 %以下,Cr:5.5 〜12.0%,M
o:2.0 〜8.0 %,V:3.0 〜10.0%,Nb:0.6 〜7.
0 %を含有し、且つ下記(1) 式と(2) 式を満足し、 V+ 1.8Nb ≦ 7.5 C−6.0(%) …(1) 0.2 ≦ Nb/V ≦ 0.8 …(2) 残部Fe及び不可避的不純物よりなるようにしたもので
ある。
外層材と溶着一体化した普通鋳鉄又はダクタイル鋳鉄の
軸材とからなる遠心鋳造製複合ロールであって、該外層
材が、C:1.5 〜 3.5%,Si:1.5 %以下,Mn:1.
2 %以下,Cr:5.5 〜12.0%,Mo:2.0 〜8.0 %,
V:3.0 〜10.0%,Nb:0.6 〜7.0 %,Ni:5.5 %
以下を含有し、且つ下記(1) 式と(2) 式を満足し、 V+ 1.8Nb ≦ 7.5 C−6.0(%) …(1) 0.2 ≦ Nb/V ≦ 0.8 …(2) 残部Fe及び不可避的不純物よりなるようにしたもので
ある。
2に記載の本発明において更に、前記外層材と軸材の間
に中間層を有し、該中間層を介して外層材と軸材とを溶
着一体化してなるようにしたものである。
含有量の限定理由及びV,Nb,C量の限定式について
説明する。
成するための必須元素で1.5 %以上必要であるが、3.5
%を越えると耐クラック性が著しく低下するため上限を
3.5 %とする。
が、1.5 %を越えると耐クラック性を低下するため上限
を1.5 %とする。
2 %を越えると耐クラック性が低下するため好ましくな
く上限を1.2 %とする。
な元素で5.5 %以上添加するが、12.0%を越えると本発
明が対象とするV,Nbを添加した場合には耐摩耗性が
劣化するため上限を12.0%とする。
有効であるとともに、基地の焼入性、焼もどし軟化抵抗
を向上し、基地組織の強化に有効であるため2.0 %以上
必要であるが、8.0 %を越えると耐クラック性が低下す
るため、上限を8.0 %をする。
加するが、5.5 %を越えると残留γの存在など不安定な
組織を形成するため好ましくなく、上限を 5.5%とす
る。
これらの複合添加と含有量制限条件が本発明の最大の特
徴である。
又はM4 C3 炭化物を形成するための必須元素で、その
効果を発揮するためには3.0 %以上必要であるが、10.0
%を越えると耐クラック性の低下、製造上の問題を生じ
るため上限を10.0%とする。
炭化物を形成するが、単独添加では粗大な塊状炭化物と
なりその効果が得られないだけでなく耐クラック性が問
題となる。
材硬さに及ぼすC量との関係、及び遠心力鋳造したリン
グ材の炭化物分布に起因する外層、内層間の熱間摩耗
比、熱衝撃試験におけるクラックの最大深さとNb,V
の含有量比Nb/Vとの関係を調べた結果をそれぞれ図
1、図2及び図3、図4に示す。
して必要な硬さHs 75以上を得るためには V+1.8 Nb≦7.5 C−6.0 (%) を満足する必要があることが明らかとなった。
0.5 %, Cr:6.8 %,Mo:3.2% を含有し、C,
V,Nbを変化させた溶湯を鋳造した25mmY/ブロック
について1000℃焼ならし処理、550 ℃焼もどし処理を施
した試料を用い、図2の実験はSi:0.5 %、Mn:0.
5 %、Ni: 2.7%,Cr:7.2 %,Mo:3.5 %を含
有し、C,V,Nbを変化させた溶湯を鋳造した25mmY
−ブロックについて1000℃焼ならし処理、 550℃焼もど
し処理を施した試料を用いた。
した場合にも均一な外層材を得ることができ、且つ耐ク
ラック性を損なわないためには 0.2 ≦ Nb/V ≦ 0.8 を満足する必要があることが明らかとなった。
/外層)」は、リング材の内層側から採取した試験片の
摩耗量(Iw)と外層側から採取した試験片の摩耗量
(Ow)との比(Iw/Ow)であり、「熱衝撃クラッ
ク最大深さ」は、熱衝撃試験で発生したクラックの最大
深さである。
0.5 %,Mn:0.5 %,Cr:6.5%,Mo:3.5 %,
V: 5.4%,Nb:0 〜8.0 %を含有する溶湯を遠心力
鋳造(140 G)して得た肉厚100mm のリングサンプルに
ついて1000℃焼ならし処理、550 ℃焼もどし処理を施し
た試料を用い、図4の実験は、C:2.7 %,Si:0.6
%,Mn:0.5 %,Ni:3.2 %,Cr:7.4 %,M
o:3.7 %,V: 5.8%,Nb:0 〜7.5 %を含有する
溶湯を遠心力鋳造(140 G)して得た肉厚100mmのリン
グサンプルについて1000℃焼ならし処理、550 ℃焼もど
し処理を施した試料を用いた。
とφ50×10の試験材の2円盤のすべり摩耗方式で相手材
を800 ℃に加熱し、荷重100kgfで圧接した状態で試験材
を800rpmで回転させ、すべり率3.9 %として120 分後の
摩耗減量を測定して行なった。
いるローラーに55×40×15の板状試験片を圧接する方式
で、荷重150kgf、接触時間15sの条件で行ない、試験片
に発生したクラック長さを測定した。
としては、1000〜1150℃でオーステナイト化した後、冷
却後の組織がベイナイトになるように制御冷却する。従
って、対象とするロール材の組成、形状、サイズにより
冷却条件は異なるものとなる。上述の図1〜図4の実験
では、被熱処理材のサイズが小さいので、焼きならし
(オーステナイト化後空冷)、焼入れ(オーステナイト
化後急冷)の両処理とも可能となっている。尚、焼もど
しは 500〜 600℃の範囲で最適条件を選んで実施する。
ては、上述のNiを必ずしも含有することを要しない。
〜F、R、S、比較材:A、G〜Q)を遠心力鋳造法
(140G)により鋳造し、肉厚100mm のリングサンプルを
試作し、ショアー硬さ、熱間摩耗及び熱衝撃試験を行な
った。
側からそれぞれφ50×10の試験片を採取し、前記条件と
同一の方法で行なった。
り前記した板状試験片を採取し、同一の条件で行なっ
た。
に示す。表2によれば、本発明材は従来のNi−グレン
材(A材)と比べ、硬さは同程度であるが、耐摩耗性、
耐クラック性ともに著しく向上していることが認められ
る。
ずれているため、G材は炭化物の偏析で外層の耐摩耗性
が低下し、H材については硬さが不足しているとともに
耐クラック性が低下し、I材については硬さの不足とと
もに炭化物の偏析で外層の耐摩耗性が低下し、J材につ
いては硬さが不足している。また、K材はC量が過多で
あるため耐クラック性が低下し、L材はSi量が過多で
あるため耐クラック性が低下し、M材はMn量が過多で
あるため耐クラック性が低下し、N材はCr量が過多で
あるため耐摩耗性、耐クラック性が低下し、O材はMo
量が過多であるため耐クラック性が低下し、P材はV量
が不足しているため耐摩耗性、耐クラック性が低下し、
Q材はV量が過多であるため耐クラック性が低下してい
る。
B〜F、R、SのうちRを代表して採用した)、中間
層、及び内層を有し、図5に示す胴径670 mm、胴長1450
mmの複合ロールを以下に示す手順で製造した。低周波溶
解炉にて外層材の溶湯を溶解し、この外層材溶湯を遠心
力 140Gで回転する遠心鋳造用鋳型内に1490℃で厚さ75
mmになるように鋳込んだ。外層材が凝固した直後に中間
層の溶湯を1540℃で厚さ40mmになるように鋳込んだ。こ
の中間層が完全凝固した後に鋳型の回転を停止し、鋳型
を直立させ、外層材鋳込み後40分後に内層材溶湯を1450
℃で鋳込んだ。室温まで冷却後、鋳型を解体し、粗加工
を行なった後、1050℃から焼入れし、その後550 ℃にて
焼き戻しを行なう熱処理を行なった。熱処理後超音波探
傷等の検査を行なったが、外層と中間層の境界及び中間
層と内層との境界ともに欠陥は発生せず、内部性状も健
全なロールであり、仕上げ加工後の外層厚は45mmであ
り、表面硬さはショアー硬さで78〜82であった。
プミル仕上げスタンドに使用した結果、図6に示すよう
に、従来のニッケルグレン鋳鉄ロールの使用成績を大き
く上回るものであった。また、ロール表面の肌荒れ等も
問題なく、良好な結果が得られた。
本発明材を外層材とする複合ロールを構成するに際し、
上述の中間層は必ずしも設けなくて良い。
(本発明材:B〜F、S、T、U、V、比較材:A、G
〜R)を遠心力鋳造法(140G)により鋳造し、肉厚100m
m のリングサンプルを試作し、ショアー硬さ、熱間摩耗
及び熱衝撃試験を行なった。
側からそれぞれφ50×10の試験片を採取し、前記条件と
同一の方法で行なった。
り前記した板状試験片を採取し、同一の条件で行なっ
た。
に示す。表5によれば、本発明材は従来のNi−グレン
材(A材)と比べ、硬さは同程度であるが、耐摩耗性、
耐クラック性ともに著しく向上していることが認められ
る。
ずれているため、G、J材については硬さが不足し、H
材については炭化物の偏析で外層の耐摩耗性が低下し、
I材については耐クラック性が低下している。また、比
較材K〜R材についてみれば、K材はC量が過多である
ため耐クラック性が低下し、L材はSi量が過多である
ため耐クラック性が低下し、M材はMn量が過多である
ため耐クラック性が低下し、N材はNi量が過多である
ため硬さ、耐摩耗性、耐クラック性ともに低下し、O材
はCr量が過多であるため耐摩耗性、耐クラック性が低
下し、P材はMo量が過多であるため耐クラック性が低
下し、Q材はV量が不足しているため耐摩耗性、耐クラ
ック性が低下し、R材はV量が過多であるため耐クラッ
ク性が低下している。
B〜F、S、T、U、VのうちUを代表して採用した)
及び内層を有し、胴径670mm 、胴長1450mmの複合ロール
を以下に示す手順で製造した。低周波溶解炉にて外層材
の溶湯を溶解し、この外層材溶湯を遠心力 140Gで回転
する遠心鋳造用鋳型内に1490℃で厚さ75mmになるように
鋳込んだ。外層材の鋳込み後20分後に鋳型の回転を停止
し、鋳型を直立させ、外層鋳込み後35分後に内層材溶湯
を1420℃で鋳込んだ。室温まで冷却後、鋳型を解体し、
粗加工を行なった後、1050℃から焼入れし、その後550
℃にて焼き戻しを行なう熱処理を行なった。熱処理後超
音波探傷等の検査を行なったが、欠陥のない健全なロー
ルであり、仕上げ加工後の外層厚は45mmであり、表面硬
さはショアー硬さで78〜82であった。
プミル仕上げスタンドに使用した結果、図6に示すよう
に、従来のニッケルグレン鋳鉄ロールの使用成績を大き
く上回るものであった。また、ロール表面の肌荒れ等も
問題なく、良好な結果が得られた。
本発明材を外層材とする複合ロールを構成するに際し、
外層と内層の間に前述実施例1における如くの中間層を
設けるものであっても良い。
経済性の優れた遠心力鋳造法を適用しても、偏析等の生
じない耐摩耗性と耐クラック性に優れた圧延用複合ロー
ルを得ることができる。
さに及ぼす影響を示す線図である。
さに及ぼす影響を示す線図である。
起因する外層と内層間の熱間摩耗比と、熱衝撃試験にお
けるクラック最大深さに及ぼすNbとVの含有量比Nb
/Vの影響を示す線図である。
起因する外層と内層間の熱間摩耗比と、熱衝撃試験にお
けるクラック最大深さに及ぼすNbとVの含有量比Nb
/Vの影響を示す線図である。
である。
機ミルでの圧延成績を従来ロールのそれと比較して示す
線図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 外層材と、該外層材と溶着一体化した普
通鋳鉄又はダクタイル鋳鉄の軸材とからなる遠心鋳造製
複合ロールであって、該外層材が、 C:1.5 〜 3.5%,Si:1.5 %以下,Mn:1.2 %以
下, Cr:5.5 〜12.0%,Mo:2.0 〜8.0 %,V:3.0 〜
10.0%, Nb:0.6 〜7.0 % を含有し、且つ下記(1) 式と(2) 式を満足し、 V+ 1.8Nb ≦ 7.5 C−6.0(%) …(1) 0.2 ≦ Nb/V ≦ 0.8 …(2) 残部Fe及び不可避的不純物よりなることを特徴とする
遠心鋳造製複合ロール。 - 【請求項2】 外層材と、該外層材と溶着一体化した普
通鋳鉄又はダクタイル鋳鉄の軸材とからなる遠心鋳造製
複合ロールであって、該外層材が、 C:1.5 〜 3.5%,Si:1.5 %以下,Mn:1.2 %以
下, Cr:5.5 〜12.0%,Mo:2.0 〜8.0 %,V:3.0 〜
10.0%, Nb:0.6 〜7.0 %,Ni:5.5 %以下 を含有し、且つ下記(1) 式と(2) 式を満足し、 V+ 1.8Nb ≦ 7.5 C−6.0(%) …(1) 0.2 ≦ Nb/V ≦ 0.8 …(2) 残部Fe及び不可避的不純物よりなることを特徴とする
遠心鋳造製複合ロール。 - 【請求項3】 前記外層材と軸材の間に中間層を有し、
該中間層を介して外層材と軸材とを溶着一体化してなる
請求項1又は2に記載の遠心鋳造製複合ロール。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12662192A JP2715217B2 (ja) | 1992-04-21 | 1992-04-21 | 遠心鋳造製複合ロール |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12662192A JP2715217B2 (ja) | 1992-04-21 | 1992-04-21 | 遠心鋳造製複合ロール |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05295479A true JPH05295479A (ja) | 1993-11-09 |
JP2715217B2 JP2715217B2 (ja) | 1998-02-18 |
Family
ID=14939733
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12662192A Expired - Lifetime JP2715217B2 (ja) | 1992-04-21 | 1992-04-21 | 遠心鋳造製複合ロール |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2715217B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009221573A (ja) * | 2008-03-18 | 2009-10-01 | Jfe Steel Corp | 熱間圧延用遠心鋳造製複合ロール |
CN102660714A (zh) * | 2012-06-05 | 2012-09-12 | 河南理工大学 | 一种高碳高钒耐磨钢 |
EP2745944A1 (en) * | 2011-09-21 | 2014-06-25 | Hitachi Metals, Ltd. | Centrifugal casted composite roller for hot rolling and method for producing same |
JP2020022989A (ja) * | 2018-08-08 | 2020-02-13 | 日立金属株式会社 | 圧延用遠心鋳造複合ロールの外層材、及び圧延用遠心鋳造複合ロール |
-
1992
- 1992-04-21 JP JP12662192A patent/JP2715217B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009221573A (ja) * | 2008-03-18 | 2009-10-01 | Jfe Steel Corp | 熱間圧延用遠心鋳造製複合ロール |
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EP2745944A4 (en) * | 2011-09-21 | 2015-04-22 | Hitachi Metals Ltd | CENTRIFUGAL COUPLED COMPOSITE ROLLER FOR HOT ROLLING AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME |
US9757779B2 (en) | 2011-09-21 | 2017-09-12 | Hitachi Metals, Ltd. | Centrifugally cast composite roll for hot rolling and its production method |
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---|---|
JP2715217B2 (ja) | 1998-02-18 |
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