JPH05311319A - Centrifugally cast roll and its production - Google Patents

Centrifugally cast roll and its production

Info

Publication number
JPH05311319A
JPH05311319A JP14206492A JP14206492A JPH05311319A JP H05311319 A JPH05311319 A JP H05311319A JP 14206492 A JP14206492 A JP 14206492A JP 14206492 A JP14206492 A JP 14206492A JP H05311319 A JPH05311319 A JP H05311319A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
less
outer layer
roll
shaft core
core material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP14206492A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2594865B2 (en
Inventor
Koji Yuda
浩二 湯田
Hiromasa Aranaka
博昌 新中
Minoru Maeda
稔 前田
Yoshihiro Kataoka
義弘 片岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
Priority to JP4142064A priority Critical patent/JP2594865B2/en
Publication of JPH05311319A publication Critical patent/JPH05311319A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2594865B2 publication Critical patent/JP2594865B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To provide a centrifugally cast roll combining wear resistance, crack resistance and toughness. CONSTITUTION:The centrifugally cast roll can be prepared by integrally bonding while fusing an external layer material having a composition consisting of 1.0-3.5% C, <=2.0% Si, <=2.0% Mn, <=12.0% Cr, <=8.0% Mo, 3.0-10.0% V, 0.6-7.0% Nb, and the balance Fe with inevitable impurities and a shaft core material of ductile cast iron having a composition consisting of 2.8-3.8% C, 2.0-3.0% Si, 0.3-1.0% Mn, <=0.1% P, <=0.04% S, 0.3-2.0% Ni, <=1.5% Cr, <=1.0% Mo, and the balance Fe with inevitable impurities.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、耐摩耗性、耐クラック
性、及び強靱性を兼備し、圧延用ロール等として用いて
好適な遠心鋳造製ロールとその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a centrifugally cast roll which has abrasion resistance, crack resistance and toughness and is suitable for use as a rolling roll and the like, and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、耐摩耗性が要求される熱間圧延用
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。
2. Description of the Related Art Conventionally, a hot rolling roll required to have wear resistance is a composite roll consisting of an outer layer and an inner layer, and a high Cr cast iron or Ni grain cast iron in which cementite type carbide is crystallized as an outer layer material. The inner layer material is manufactured by centrifugal force casting method using gray cast iron or ductile cast iron with good toughness.

【0003】然るに、圧延条件の苛酷化及び圧延におけ
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。
However, due to severer rolling conditions and demand for improved productivity in rolling, it is required to provide rolling rolls having further wear resistance and crack resistance.

【0004】このような状況から、例えば特開昭60-124
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。
Under such circumstances, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 60-124
No. 407 and Japanese Patent Laid-Open No. 61-177355 propose to use high V cast iron as an outer layer material of a conventional centrifugal casting roll.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】然しながら、遠心力鋳
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。
However, in the rolling roll using high V cast iron as the outer layer material of the centrifugal force casting roll, V carbide having a small specific gravity is segregated by centrifugal separation,
The characteristics in the outer layer of the roll become uneven in the thickness direction. This tendency is remarkable as the outer layer thickness of the large roll increases, and there is a problem that the roll cannot be used as a practical roll.

【0006】尚、特開昭58-87249号、特開平1-96355 号
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。
Incidentally, Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 58-87249 and Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 1-96355 propose roll materials to which cast steel and cast iron which are highly alloyed like high speed steel are applied. However,
Japanese Patent Laid-Open No. 58-87249 is intended for shrink-fitting or assembling rolls, and slippage between the outer layer and the shaft material that occurs during rolling poses a problem. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-96355 can only be applied to a special manufacturing method other than the centrifugal force casting method such as a special cast overlay method, which causes problems in productivity and economy.

【0007】即ち、圧延用ロールの製造に際し、ロール
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。
That is, when a rolling roll is manufactured, it is possible to remarkably improve the wear resistance by adding a large amount of V to the outer layer of the rolling roll, but the productivity and the economical efficiency are most excellent at the time of manufacturing the composite roll. However, when the centrifugal casting method which is generally carried out is adopted, there is a problem in that the segregation of carbides occurs due to the centrifugal separation and predetermined characteristics cannot be obtained uniformly.

【0008】本発明は、外層を形成する合金成分を適正
化し、炭化物組成を限定することにより、遠心力作用下
でも偏析等の生じない耐摩耗性と耐クラック性の均一な
外層材を使用するとともに、軸芯材に鋳鉄系材料で最も
強靱なダクタイル鋳鉄を使用し、外層材と軸芯材を完全
に冶金学的に結合させて一体とした遠心鋳造製ロールを
提供することを目的とする。
The present invention uses an outer layer material having uniform wear resistance and crack resistance that does not cause segregation even under the action of centrifugal force by optimizing the alloy components forming the outer layer and limiting the carbide composition. At the same time, it is an object of the present invention to provide a centrifugally cast roll in which the toughest ductile cast iron among cast iron-based materials is used for the shaft core material, and the outer layer material and the shaft core material are completely metallurgically bonded and integrated. ..

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の本発明
は、外層材と、該外層材と溶着一体化したダクタイル鋳
鉄の軸芯材とからなる遠心鋳造製ロールであって、該外
層材が、 C:1.0 〜 3.5%,Si:2.0 %以下,Mn:2.0 %以
下,Cr:12.0%以下,Mo:8.0 %以下,V:3.0 〜
10.0%,Nb:0.6 〜7.0 % を含有し、残部Fe及び不可避的不純物よりなり、該軸
芯材が、 C:2.8 〜3.8 %,Si:2.0 〜3.0 %,Mn:0.3 〜
1.0 %,P:0.1 %以下,S:0.04%以下,Ni:0.3
〜2.0 %,Cr:1.5 %以下,Mo:1.0 %以下 を含有し、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。
The present invention according to claim 1 is a centrifugally cast roll comprising an outer layer material and a ductile cast iron mandrel fused and integrated with the outer layer material. Material: C: 1.0-3.5%, Si: 2.0% or less, Mn: 2.0% or less, Cr: 12.0% or less, Mo: 8.0% or less, V: 3.0-
10.0%, Nb: 0.6-7.0%, balance Fe and unavoidable impurities, and the mandrel is C: 2.8-3.8%, Si: 2.0-3.0%, Mn: 0.3-
1.0%, P: 0.1% or less, S: 0.04% or less, Ni: 0.3
.About.2.0%, Cr: 1.5% or less, Mo: 1.0% or less, and the balance Fe and unavoidable impurities.

【0010】請求項2に記載の本発明は、外層材と、該
外層材と溶着一体化したダクタイル鋳鉄の軸芯材とから
なる遠心鋳造製ロールであって、該外層材が、 C:1.0 〜 3.5%,Si:2.0 %以下,Mn:2.0 %以
下,Cr:12.0%以下,Mo:8.0 %以下,V:3.0 〜
10.0%,Nb:0.6 〜7.0 %更にNi:8.0 %以下,C
o:10.0%以下のうちから選ばれた1種以上 を含有し、残部Fe及び不可避的不純物よりなり、該軸
芯材が、 C:2.8 〜3.8 %,Si:2.0 〜3.0 %,Mn:0.3 〜
1.0 %,P:0.1 %以下,S:0.04%以下,Ni:0.3
〜2.0 %,Cr:1.5 %以下,Mo:1.0 %以下 を含有し、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。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a centrifugal casting roll comprising an outer layer material and a shaft core material of ductile cast iron fused and integrated with the outer layer material, wherein the outer layer material is C: 1.0. ~ 3.5%, Si: 2.0% or less, Mn: 2.0% or less, Cr: 12.0% or less, Mo: 8.0% or less, V: 3.0 ~
10.0%, Nb: 0.6 to 7.0%, Ni: 8.0% or less, C
o: contains at least one selected from 10.0% or less, and the balance Fe and unavoidable impurities, and the shaft core material is C: 2.8 to 3.8%, Si: 2.0 to 3.0%, Mn: 0.3 ~
1.0%, P: 0.1% or less, S: 0.04% or less, Ni: 0.3
.About.2.0%, Cr: 1.5% or less, Mo: 1.0% or less, and the balance Fe and unavoidable impurities.

【0011】請求項3に記載の本発明は、外層材と、該
外層材と溶着一体化したダクタイル鋳鉄の軸芯材とから
なる遠心鋳造製ロールであって、該外層材が、 C:1.0 〜 3.5%,Si:2.0 %以下,Mn:2.0 %以
下,Cr:12.0%以下,Mo:8.0 %以下,V:3.0 〜
10.0%,Nb:0.6 〜7.0 %更にNi:8.0 %以下,C
o:10.0%以下,Cu:2.0 %以下,Ti:2.0 %以
下,Zr:2.0 %以下,W:1.0 %以下,B:0.1 %以
下のうちから選ばれた1種又は2種以上 を含有し、残部Fe及び不可避的不純物よりなり、該軸
芯材が、 C:2.8 〜3.8 %,Si:2.0 〜3.0 %,Mn:0.3 〜
1.0 %,P:0.1 %以下,S:0.04%以下,Ni:0.3
〜2.0 %,Cr:1.5 %以下,Mo:1.0 %以下 を含有し、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。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a centrifugal casting roll comprising an outer layer material and a shaft core material of ductile cast iron fused and integrated with the outer layer material, wherein the outer layer material is C: 1.0. ~ 3.5%, Si: 2.0% or less, Mn: 2.0% or less, Cr: 12.0% or less, Mo: 8.0% or less, V: 3.0 ~
10.0%, Nb: 0.6 to 7.0%, Ni: 8.0% or less, C
o: 10.0% or less, Cu: 2.0% or less, Ti: 2.0% or less, Zr: 2.0% or less, W: 1.0% or less, B: 0.1% or less, and one or more kinds selected from them are contained. , The balance Fe and unavoidable impurities, and the axial core material is C: 2.8 to 3.8%, Si: 2.0 to 3.0%, Mn: 0.3 to
1.0%, P: 0.1% or less, S: 0.04% or less, Ni: 0.3
.About.2.0%, Cr: 1.5% or less, Mo: 1.0% or less, and the balance Fe and unavoidable impurities.

【0012】請求項4に記載の本発明は、請求項1〜3
のいずれかに記載の本発明において、更に外層材が下記
(1) 式と(2) 式を満足するようにしたものである。 V+1.8 Nb≦ 7.5C−6.0 % …(1) 0.2 ≦ Nb/V ≦ 0.8 …(2)
The present invention according to claim 4 provides claims 1 to 3.
In the present invention according to any one of the above, further outer layer material is
The equations (1) and (2) are satisfied. V + 1.8 Nb ≤ 7.5 C-6.0% (1) 0.2 ≤ Nb / V ≤ 0.8 (2)

【0013】請求項5に記載の本発明は、請求項1〜4
のいずれかに記載の遠心鋳造製ロールを製造するに際
し、軸芯への外層混入比を5 〜35%の範囲に規制するよ
うにしたものである。
The present invention according to claim 5 provides the invention according to any one of claims 1 to 4.
In manufacturing the centrifugally cast roll described in any one of 1 to 3, the ratio of the outer layer mixed into the shaft core is regulated within the range of 5 to 35%.

【0014】[0014]

【作用】[Action]

(A) 外層材における合金元素の限定理由 (A) Reasons for limiting alloying elements in the outer layer material

【0015】C:1.0 〜3.5 % Cはロール外層材の耐摩耗性を向上する硬い炭化物を形
成するための必須元素で1.0 %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。
C: 1.0 to 3.5% C is an essential element for forming a hard carbide which improves the wear resistance of the outer layer material of the roll, and is required to be 1.0% or more.
%, The crack resistance will drop significantly, so the upper limit is
3.5%

【0016】Si:2.0 %以下 Siは脱酸剤及び鋳造性の確保に必要な元素で添加する
が、2.0 %を越えると耐クラック性を低下するため上限
を2.0 %とする。
Si: 2.0% or less Si is added as a deoxidizing agent and an element necessary for securing castability, but if it exceeds 2.0%, crack resistance is lowered, so the upper limit is made 2.0%.

【0017】Mn:2.0 %以下 Mnも上記Siと同様必要であるが、2.0 %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2.0 %
とする。
Mn: 2.0% or less Mn is required as in the case of Si, but if it exceeds 2.0%, crack resistance is deteriorated, which is not preferable and the upper limit is 2.0%.
And

【0018】Cr:12.0%以下 Crは炭化物を形成し、耐摩耗性を向上するために有効
な元素であるが、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。
Cr: 12.0% or less Cr forms an carbide and is an effective element for improving wear resistance, but if it exceeds 12.0%, when V and Nb, which are the objects of the present invention, are added. The wear resistance deteriorates, so the upper limit is 12.0%.

【0019】Mo:8.0 %以下 MoはCrと同様に炭化物を形成して耐摩耗性の向上に
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。
Mo: 8.0% or less Mo forms a carbide like Cr and is effective in improving wear resistance, and is also effective in improving the hardenability and temper softening resistance of the matrix and strengthening the matrix structure. However, if it exceeds 8.0%, the crack resistance decreases, so the upper limit is made 8.0%.

【0020】Ni:8.0 %以下、Co:10.0%以下 Niは焼入れ性を向上し、基地組織を強化するために添
加するが、8.0 %を越えると残留γの存在等不安定な組
織を形成するため好ましくなく、上限を 8.0%とする。
Ni: 8.0% or less, Co: 10.0% or less Ni is added to improve hardenability and strengthen the matrix structure, but if it exceeds 8.0%, an unstable structure such as the presence of residual γ is formed. Therefore, it is not preferable, and the upper limit is 8.0%.

【0021】Coは高温における組織を安定化させるた
めに添加するが、10.0%を越えるとその耐熱性向上効果
が飽和するため経済性の点から上限を10.0%とする。
Co is added to stabilize the structure at high temperature, but if it exceeds 10.0%, its heat resistance improving effect is saturated, so the upper limit is made 10.0% from the economical point of view.

【0022】Cu:2.0 %以下、W:1.0 %以下 Cu、Wはともに基地組織を強化し、高温硬さを向上す
るため添加するが、Cuは 2.0%を越えるとロールの表
面性状を劣化するとともに耐摩耗性、耐クラック性を低
下するため上限を 2.0%とし、Wは比重の大きな元素で
あり過剰に添加すると遠心分離によるV系炭化物の偏析
を助長するため上限を 1.0%とする。
Cu: 2.0% or less, W: 1.0% or less Both Cu and W are added to strengthen the matrix structure and improve high temperature hardness, but if Cu exceeds 2.0%, the surface properties of the roll deteriorate. At the same time, the upper limit is set to 2.0% in order to reduce wear resistance and crack resistance, and W is an element having a large specific gravity, and if added in excess, it promotes segregation of V-based carbide due to centrifugation, so the upper limit is set to 1.0%.

【0023】Ti: 2.0%以下、Zr:2.0 %以下、
B:0.1 %以下 Ti、Zr、Bはともに粗大な共晶炭化物の形成を抑制
し、耐摩耗性、耐クラック性を向上するため添加する
が、TiとZrは 2.0%を越えるとV,Nb複合炭化物
の形状を劣化し逆に耐摩耗性を低下するため上限を 2.0
%とし、Bは0.1%を越えると粒界に偏析して耐クラッ
ク性を低下するので上限を 0.1%とする。
Ti: 2.0% or less, Zr: 2.0% or less,
B: 0.1% or less Ti, Zr, and B are added in order to suppress the formation of coarse eutectic carbides and improve wear resistance and crack resistance, but when Ti and Zr exceed 2.0%, V and Nb The upper limit is 2.0 because it deteriorates the shape of the composite carbide and conversely reduces wear resistance.
%, And if B exceeds 0.1%, it segregates at the grain boundaries to reduce crack resistance, so the upper limit is made 0.1%.

【0024】V:3.0 〜10.0%、Nb:0.6 〜7.0 % V、Nbは本発明における最も重要な必須元素であり、
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。
V: 3.0-10.0%, Nb: 0.6-7.0% V, Nb is the most important essential element in the present invention,
These combined additions and content limiting conditions are the greatest features of the present invention.

【0025】Vは耐摩耗性の向上に最も有効な硬いMC
又はM43 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。
V is a hard MC that is most effective in improving wear resistance
Or, it is an essential element for forming M 4 C 3 carbide, and 3.0% or more is necessary to exert its effect.
%, The crack resistance is lowered and manufacturing problems occur, so the upper limit is made 10.0%.

【0026】NbもVと同様耐摩耗性に有効な硬いMC
型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。
Nb, like V, is a hard MC effective for wear resistance.
Formed carbides are formed, but if added alone, they become coarse lumpy carbides and their effect cannot be obtained, and crack resistance becomes a problem.

【0027】尚、本発明の外層材にあっては、上述のN
i、Co、Cu、Ti、Zr、W、Bを必ずしも含有す
ることを要しない。
In the outer layer material of the present invention, the above N
It is not always necessary to contain i, Co, Cu, Ti, Zr, W, and B.

【0028】更に、本発明の外層材において、VとNb
を複合添加した場合の母材硬さに及ぼす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、軸芯間の熱間摩耗比、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4及び図5〜図8に示す。
Further, in the outer layer material of the present invention, V and Nb
Relationship with the amount of C on the hardness of the base metal when adding
And the results of examining the relationship between the outer layer, the hot wear ratio between the shaft cores, the maximum depth of cracks in the thermal shock test, and the Nb, V content ratio Nb / V due to the carbide distribution of the centrifugally cast ring material. Are shown in FIGS. 1 to 4 and 5 to 8, respectively.

【0029】図1〜図4から耐摩耗熱間圧延用ロールと
して必要な硬さHs 75以上を得るためには V+1.8 N
b≦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。
From FIGS. 1 to 4, in order to obtain hardness Hs 75 or more required for the wear-resistant hot rolling roll, V + 1.8 N
It became clear that it was necessary to satisfy b ≦ 7.5 C-6.0 (%).

【0030】尚、図1の実験は、Si:0.5 %,Mn:
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、図3の実験は、Si:0.4
%,Mn:0.4 %,Ni: 1.5%,Cr:5.7 %,M
o:2.8 %、Co: 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1050
℃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、Si:0.3 %,Mn:0.4 %,C
r:6.0 %,Mo:3.2 %,Co: 4.1%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1050℃焼入れ処理、550 ℃焼もどし処理を
施した試料を用いた。
In the experiment of FIG. 1, Si: 0.5%, Mn:
0.5%, Cr: 6.8%, Mo: 3.2%, C,
A sample of 25 mm Y / block obtained by casting a molten metal in which V and Nb were changed was subjected to a normalizing treatment at 1000 ° C and a tempering treatment at 550 ° C. In the experiment of Fig. 2, Si: 0.5%, Mn: 0.
25mmY containing a molten metal containing 5%, Ni: 2.7%, Cr: 7.2%, Mo: 3.5% and varying C, V, Nb.
-For the block, the sample subjected to 1000 ° C normalizing treatment and 550 ° C tempering treatment was used.
%, Mn: 0.4%, Ni: 1.5%, Cr: 5.7%, M
1050 for a 25 mm Y-block cast from a melt containing o: 2.8% and Co: 3.2% and varying C, V and Nb.
Using a sample that has been subjected to a ℃ normalizing treatment and a 550 ℃ tempering treatment, the experiment of FIG. 4 shows that Si: 0.3%, Mn: 0.4%, C
Contains r: 6.0%, Mo: 3.2%, Co: 4.1%,
A 25 mm Y-block obtained by casting a molten metal having different C, V, and Nb was subjected to 1050 ° C. quenching treatment and 550 ° C. tempering treatment.

【0031】また、図5〜図8から遠心力鋳造法で製造
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。
Further, in order to obtain a uniform outer layer material even when manufactured by the centrifugal casting method from FIGS. 5 to 8 and not to impair crack resistance, 0.2 ≦ Nb / V ≦
It became clear that it is necessary to satisfy 0.8.

【0032】尚、図5〜図8において、「摩耗比(軸芯
/外層)」は、リング材の軸芯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。
5 to 8, "wear ratio (axial core / outer layer)" means the wear amount (Iw) of the test piece taken from the axial center side of the ring material and the test piece taken from the outer layer side. It is the ratio (Iw / Ow) to the amount of wear (Ow), and the "maximum depth of thermal shock crack" is the maximum depth of cracks generated in the thermal shock test.

【0033】また、図5の実験は、C:2.5 %,Si:
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6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、図7の実験は、C:2.3
%,Si:0.4 %,Mn:0.5 %,Ni:0.5 %,C
r:5.5 %,Mo:3.2 %,V: 5.4%,Co: 5.2
%,Nb:0 〜7.2 %を含有する溶湯を遠心力鋳造(14
0 G)して得た肉厚100mm のリングサンプルについて10
50℃焼ならし処理、550 ℃焼もどし処理を施した試料を
用い、図8の実験は、C:2.2 %,Si:0.3 %,M
n:0.4 %,Cr:6.0 %,Mo:3.2 %,V: 5.1
%,Co: 4.1%,Nb:0 〜6.0 %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1050℃焼入れ処理、550 ℃焼もどし処理を
施した試料を用いた。
In the experiment of FIG. 5, C: 2.5%, Si:
0.5%, Mn: 0.5%, Cr: 6.5%, Mo: 3.5%,
V: 5.4%, Nb: 0 to 8.0% molten metal centrifugally cast (140 G) to obtain a ring sample with a wall thickness of 100 mm, which was subjected to normalizing treatment at 1000 ° C and tempering treatment at 550 ° C In the experiment of FIG. 6, C: 2.7%, Si: 0.6
%, Mn: 0.5%, Ni: 3.2%, Cr: 7.4%, M
A ring sample with a wall thickness of 100 mm obtained by centrifugal casting (140 G) of a molten metal containing o: 3.7%, V: 5.8% and Nb: 0 to 7.5% was tempered at 1000 ° C and tempered at 550 ° C. Using the treated sample, the experiment of FIG.
%, Si: 0.4%, Mn: 0.5%, Ni: 0.5%, C
r: 5.5%, Mo: 3.2%, V: 5.4%, Co: 5.2
%, Nb: 0-7.2% melt containing centrifugal force (14
0) The ring sample with a wall thickness of 100 mm obtained by
Using a sample that has been subjected to a 50 ° C. normalization treatment and a 550 ° C. tempering process, the experiment of FIG. 8 shows that C: 2.2%, Si: 0.3%, M
n: 0.4%, Cr: 6.0%, Mo: 3.2%, V: 5.1
%, Co: 4.1%, Nb: 0-6.0% molten metal was centrifugally cast (140 G) to obtain a ring sample with a wall thickness of 100 mm, which was quenched at 1050 ° C and tempered at 550 ° C. Was used.

【0034】そして、摩耗試験は、φ190 ×15の相手材
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。
A wear test was conducted by heating the mating material to 800 ° C. by the sliding wear method of a two-disc disc of a mating material of φ190 × 15 and a test material of φ50 × 10, and pressing the test material at 800 rpm under a pressure of 100 kgf. Rotation was performed at a slip rate of 3.9%, and the wear loss after 120 minutes was measured.

【0035】また、熱衝撃試験は、1200rpm で回転して
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。
The thermal shock test was carried out by pressing a 55 × 40 × 15 plate-shaped test piece against a roller rotating at 1200 rpm under the conditions of a load of 150 kgf and a contact time of 15 s, and the test piece was generated. The crack length was measured.

【0036】更に、本発明の外層材に施す熱処理条件と
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、図5〜
図8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。
Further, as the heat treatment conditions applied to the outer layer material of the present invention, after austenitizing at 1000 to 1150 ° C., controlled cooling is performed so that the structure after cooling becomes bainite. Therefore, the cooling conditions differ depending on the composition, shape, and size of the target roll material. 1 to 4 and 5 described above
In the experiment of FIG. 8, since the size of the material to be heat treated is small, both normalizing (air cooling after austenitizing) and quenching (rapid cooling after austenizing) are possible.
In addition, tempering is performed by selecting the optimum conditions in the range of 500 to 600 ° C.

【0037】(B) 軸芯材における合金元素の限定理由 複合ロールにおいては、外層と軸芯材を冶金的に結合さ
せるために、外層内面側と軸芯材を混合させることが不
可欠である。然しながら、軸芯材の機能である優れた強
靱性を損なうまで過度に外層を混入させてはならない。
このため、鋳造条件を選定し、軸芯材への外層の混入比
(軸芯材中に混入した外層材重量が全軸芯材溶湯重量に
対してなす重量%)を適切な範囲に保つことが極めて重
要である。本発明では、この範囲を5 〜35%に規制する
のが最適であることを見出した。即ち、 5%以下では、
遠心力分離によって外層最内面に形成されたC、Siの
濃厚偏析層が完全に洗われずに残留するため、境界層の
健全性を確保できない。また、35%を越えると、外層成
分のうち、軸芯材の特性を特に劣化させるCr、Cが多
量に混入し、凝固後の軸芯材組成が高C−Cr系とな
り、軸芯材の黒鉛形状不良及び著しい白銑化を招き、そ
の機能が減退する。
(B) Reasons for Limiting Alloying Elements in Shaft Core Material In the composite roll, in order to metallurgically bond the outer layer and the shaft core material, it is essential to mix the inner surface side of the outer layer and the shaft core material. However, the outer layer should not be excessively mixed until the excellent toughness, which is the function of the mandrel, is impaired.
For this reason, select casting conditions and keep the mixing ratio of the outer layer to the shaft core material (weight ratio of the weight of the outer layer material mixed in the shaft core material to the total weight of the shaft core material) within an appropriate range. Is extremely important. In the present invention, it has been found that it is optimal to regulate this range to 5 to 35%. That is, below 5%,
Since the dense segregation layer of C and Si formed on the innermost surface of the outer layer by centrifugal separation remains without being completely washed, the soundness of the boundary layer cannot be ensured. On the other hand, if it exceeds 35%, a large amount of Cr and C among the components of the outer layer, which particularly deteriorate the characteristics of the shaft core material, are mixed in, and the composition of the shaft core material after solidification becomes a high C-Cr system. This leads to poor graphite shape and marked whitening, and its function declines.

【0038】従って、外層混入比を、前記5 〜35%の範
囲で規制し、これによる成分上昇を考慮して凝固後の軸
芯材組成が、下記範囲を満足するように溶湯の化学組成
を選択する必要がある。
Therefore, the mixing ratio of the outer layer is regulated within the above range of 5 to 35%, and the chemical composition of the molten metal should be controlled so that the composition of the mandrel after coagulation satisfies the following range in consideration of the increase in the components. You have to choose.

【0039】C:2.8 〜3.8 % Cは2.8 %未満では黒鉛の量が少なくなり、ダクタイル
鋳鉄としての材質特性を充分に発揮できない。一方、3.
8 %を越えて含有させると脆弱となるため、2.8 〜3.8
%の範囲に規定する。
C: 2.8 to 3.8% When C is less than 2.8%, the amount of graphite is small, and the material characteristics as ductile cast iron cannot be sufficiently exhibited. On the other hand, 3.
Since it becomes brittle when contained in excess of 8%, 2.8-3.8
Specify in the range of%.

【0040】Si:2.0 〜3.0 % Siは2.0 %未満では黒鉛の量が少なくなりセメンタイ
トが多く析出するために、硬くて脆くなる。一方、3.0
%を越えると、黒鉛量が多くなり過ぎて強度の劣化をき
たすので、2.0 〜3.0 %の範囲に規定する。
Si: 2.0 to 3.0% When Si is less than 2.0%, the amount of graphite becomes small and a large amount of cementite precipitates, so that it becomes hard and brittle. On the other hand, 3.0
%, The amount of graphite becomes too large and the strength deteriorates. Therefore, the content is specified in the range of 2.0 to 3.0%.

【0041】Mn:0.3 〜1.0 % MnはSの害を抑えるのに有効であるが、0.3 %未満で
はその効果が充分ではなく、また、1.0 %を越えると、
材質を劣化させるので、0.3 %〜1.0 %の範囲に規定す
る。
Mn: 0.3 to 1.0% Mn is effective in suppressing the damage of S, but if it is less than 0.3%, the effect is not sufficient, and if it exceeds 1.0%,
Since it deteriorates the material, it is specified in the range of 0.3% to 1.0%.

【0042】P:0.1 %以下 Pは溶湯の流動性を増加させるが、材質を脆弱にするた
め、0.1 %以下とする。
P: 0.1% or less P increases the fluidity of the molten metal, but makes the material fragile, so P is 0.1% or less.

【0043】S:0.04%以下 Sは黒鉛の球状化を阻害するため低く抑える必要があ
り、0.04%以下とする。
S: 0.04% or less S inhibits the spheroidization of graphite, so it is necessary to keep it low, so S is 0.04% or less.

【0044】Ni:0.3 〜2.0 % Niは黒鉛化を促進させるが、0.3 %未満ではその効果
が不充分であり、2.0%を越えて含有されても顕著な効
果がない。よって、0.3 〜2.0 %の範囲に規定する。
Ni: 0.3 to 2.0% Ni accelerates graphitization, but if it is less than 0.3%, its effect is insufficient, and if it exceeds 2.0%, it has no remarkable effect. Therefore, it is specified in the range of 0.3 to 2.0%.

【0045】Cr:1.5 %以下 Crは外層のCrが軸芯材に再溶解拡散し、その含有量
が 1.5%を越えると材質強度が劣化するので、鋳込前の
軸芯材の溶湯でのCr含有量は、1.0 %未満とし、外層
から再溶解拡散されて入ってくるCr%との合計で結果
的に 1.5%以下とする。
Cr: 1.5% or less As for Cr, the Cr in the outer layer is redissolved and diffused in the shaft core material, and if the content exceeds 1.5%, the material strength deteriorates. The Cr content should be less than 1.0% and, as a result, the total amount of Cr content which is redissolved and diffused from the outer layer is 1.5% or less.

【0046】Mo:1.0 %以下 Moは基地硬度を高める効果を有するが、1.0 %を越え
ると脆くなり、また不経済でもあるので、1.0 %以下と
する。
Mo: 1.0% or less Mo has the effect of increasing the matrix hardness, but if it exceeds 1.0%, it becomes brittle and uneconomical. Therefore, it is set to 1.0% or less.

【0047】凝固後の内層組成が前記範囲を満足するこ
とにより、軸芯材として用いるダクタイル鋳鉄の機能が
得られるが、本発明の場合、外層から混入するV及びN
bの含有により、複合ロール軸芯としての一般のダクタ
イル鋳鉄に比べ、機械的性質が更に向上するという利点
がある。
When the composition of the inner layer after solidification satisfies the above range, the function of the ductile cast iron used as the shaft core material can be obtained. In the present invention, V and N mixed from the outer layer are obtained.
By containing b, there is an advantage that mechanical properties are further improved as compared with general ductile cast iron as a composite roll shaft core.

【0048】これは、凝固後の軸芯組成を前記範囲に保
つことにより、炭化物の生成が抑制させることに加え、
結晶粒微細化作用を有し、かつ焼入性向上元素であるV
及びNbが適量含有するため、高温熱処理によって炭化
物の極めて少ない微細なベイナイト基地組織が得られる
ためである。本発明ロールの場合、この効果により、従
来より更に高負荷圧延にも使用可能となる。
This is because in addition to suppressing the formation of carbides by keeping the axial core composition after solidification within the above range,
V which has a grain refining effect and is a hardenability improving element
And Nb are contained in appropriate amounts, and a fine bainite matrix structure with extremely few carbides can be obtained by high temperature heat treatment. In the case of the roll of the present invention, due to this effect, it can be used for higher load rolling than ever.

【0049】[0049]

【実施例】本発明に係る遠心鋳造製ロールは、前記詳述
した構成を有しているものであり、このロールの製造方
法について図9に示す例によって説明する。
EXAMPLE A centrifugally cast roll according to the present invention has the above-described structure, and a method for manufacturing this roll will be described with reference to an example shown in FIG.

【0050】先ず、遠心力鋳造機の上で回転し、内面に
耐火材を被覆した金属製鋳型の中に、外層1を形成すべ
き溶湯を鋳込んだ後、外層1が完全に凝固後鋳型を垂直
に立てて、上部から軸芯材2を鋳込み、この外層1、軸
芯材2を完全に冶金学的に結合させて一体のロールとす
る。尚、外層1が完全に凝固し終らなくても、内面の一
部が未凝固の状態でそれらを水平又は傾斜した適当な方
法により軸芯材2を鋳込んでもよい。
First, after the molten metal for forming the outer layer 1 is cast into a metal mold whose inner surface is coated with a refractory material by rotating on a centrifugal casting machine, the outer layer 1 is completely solidified and then the mold is cast. Is erected vertically, the shaft core material 2 is cast from the upper part, and the outer layer 1 and the shaft core material 2 are completely metallurgically bonded to form an integral roll. Even if the outer layer 1 is not completely solidified, the shaft core material 2 may be cast by an appropriate method in which the inner surface is partially unsolidified and they are horizontal or inclined.

【0051】(実験例1)(表1〜表3参照) 製品胴径φ820mm 、胴長2000mm、全長4800mmのロールを
製造した。
(Experimental Example 1) (See Tables 1 to 3) A roll having a product body diameter of φ820 mm, a body length of 2000 mm and a total length of 4800 mm was manufactured.

【0052】(1) 外層として肉厚100mm の溶湯を遠心力
鋳造機上で回転する金型に1500℃の鋳込温度で鋳込ん
だ。
(1) A molten metal having a wall thickness of 100 mm was cast as an outer layer into a mold rotating on a centrifugal casting machine at a casting temperature of 1500 ° C.

【0053】(2) 外層を鋳込み始めてから30分後に外層
は完全に凝固する。 (3) その後、鋳型を真直に立て上部から軸芯材としての
ダクタイル鋳鉄を1410℃で鋳込み、鋳型を完全に満た
し、押湯し、保温材でカバーする。
(2) The outer layer completely solidifies 30 minutes after the casting of the outer layer is started. (3) After that, the mold is erected straight, and ductile cast iron as a shaft core material is cast from the upper part at 1410 ° C. to completely fill the mold, press it, and cover it with a heat insulating material.

【0054】(4) 完全に冷却後ロールを鋳型から取出
し、熱処理及び機械加工を行なって、最終製品のロール
とした。
(4) After completely cooling, the roll was taken out from the mold, heat-treated and machined to obtain a final product roll.

【0055】ロール胴部の超音波探傷と切断調査の結
果、外層の厚さは軸芯材の鋳込みにより88mmとなってお
り、外層、軸芯材は互いに完全に結合しており組織的な
連続性が認められた。
As a result of ultrasonic flaw detection and cutting examination of the roll body, the thickness of the outer layer was 88 mm due to the casting of the shaft core material, and the outer layer and the shaft core material were completely bonded to each other and were structurally continuous. The sex was recognized.

【0056】外層、軸芯材の溶湯段階での化学組成は表
1の通りである。
Table 1 shows the chemical compositions of the outer layer and the mandrel at the molten metal stage.

【0057】[0057]

【表1】 [Table 1]

【0058】尚、上記表1の組成で鋳込まれたロールの
外層及び軸芯部の凝固後の化学組成は表2の如くであ
る。
The chemical composition after solidification of the outer layer and the shaft core of the roll cast with the composition shown in Table 1 is as shown in Table 2.

【0059】[0059]

【表2】 [Table 2]

【0060】また、本発明ロールの軸芯の機械的性質を
同一サイズの従来ロールのそれと比較して示せば表3の
如くである。
The mechanical properties of the shaft core of the roll of the present invention are shown in Table 3 in comparison with those of the conventional roll of the same size.

【0061】[0061]

【表3】 [Table 3]

【0062】表1、表2の組成からなる本発明ロールに
あっては、外層を形成する合金成分を適正化し、炭化物
組成を限定することにより、遠心力作用下でも偏析等の
生じない耐摩耗性と耐クラック性の均一な外層材を使用
するとともに、軸芯材に鋳鉄系材料で最も強靱なダクタ
イル鋳鉄を使用し、外層材と軸芯材を完全に冶金学的に
結合させて一体とした遠心鋳造製ロールとすることがで
きる。
In the rolls of the present invention having the compositions shown in Tables 1 and 2, by optimizing the alloy components forming the outer layer and limiting the carbide composition, wear resistance that does not cause segregation or the like even under the action of centrifugal force. In addition to using an outer layer material with uniform cracking resistance and crack resistance, the toughest ductile cast iron among cast iron materials is used for the shaft core material, and the outer layer material and the shaft core material are completely metallurgically combined to form one body. It can be a roll made by centrifugal casting.

【0063】(実験例2)(表4〜表6参照) 製品胴径φ680mm 、胴長1500mm、全長3400mmのロールを
製造した。
(Experimental Example 2) (See Tables 4 to 6) A roll having a product barrel diameter of 680 mm, a barrel length of 1500 mm and a total length of 3400 mm was manufactured.

【0064】(1) 外層として肉厚80mmの溶湯を遠心力鋳
造機上で回転する金型に1500℃の鋳込温度で鋳込んだ。
(1) A molten metal having a wall thickness of 80 mm was cast as an outer layer into a mold rotating on a centrifugal casting machine at a casting temperature of 1500 ° C.

【0065】(2) 外層を鋳込み始めてから27分後に外層
は完全に凝固する。 (3) その後、鋳型を垂直に立て上部から軸芯材としての
ダクタイル鋳鉄を1410℃で鋳込み、鋳型を完全に満た
し、押湯し、保温材でカバーする。
(2) The outer layer is completely solidified 27 minutes after the casting of the outer layer is started. (3) After that, the mold is erected vertically, and ductile cast iron as a shaft core material is cast at 1410 ° C. from the upper part to completely fill the mold, raise it, and cover it with a heat insulating material.

【0066】(4) 完全に冷却後ロールを鋳型から取出
し、熱処理及び機械加工を行なって、最終製品のロール
とした。
(4) After completely cooling, the roll was taken out of the mold, heat-treated and machined to obtain a final product roll.

【0067】ロール胴部の超音波探傷と切断調査の結
果、外層の厚さは軸芯材の鋳込みにより69mmとなってお
り、外層、軸芯材は互いに完全に結合しており組織的な
連続性が認められた。
As a result of ultrasonic flaw detection and cutting inspection of the roll body, the thickness of the outer layer was 69 mm due to the casting of the shaft core material, and the outer layer and the shaft core material were completely bonded to each other and structurally continuous. The sex was recognized.

【0068】外層、軸芯材の溶湯段階での化学組成は表
4の通りである。
Table 4 shows the chemical compositions of the outer layer and the mandrel in the molten metal stage.

【0069】[0069]

【表4】 [Table 4]

【0070】尚、上記表4の組成で鋳込まれたロールの
外層、及び軸芯部の凝固後の化学組成は表5の如くであ
る。
The chemical composition after solidification of the outer layer and the shaft core of the roll cast with the composition shown in Table 4 is as shown in Table 5.

【0071】[0071]

【表5】 [Table 5]

【0072】また、本発明ロールの軸芯の機械的性質を
同一サイズの従来ロールのそれと比較して示せば、表6
の如くである。
Table 6 shows the mechanical properties of the shaft core of the roll of the present invention in comparison with that of the conventional roll of the same size.
Is like.

【0073】[0073]

【表6】 [Table 6]

【0074】表4、表5の組成からなる本発明ロールに
あっても、外層を形成する合金成分を適正化し、炭化物
組成を限定することにより、遠心力作用下でも偏析等の
生じない耐摩耗性と耐クラック性の均一な外層材を使用
するとともに、軸芯材に鋳鉄系材料で最も強靱なダクタ
イル鋳鉄を使用し、外層材と軸芯材を完全に冶金学的に
結合させて一体とした遠心鋳造製ロールとすることがで
きる。
Even in the rolls of the present invention having the compositions shown in Tables 4 and 5, by optimizing the alloy components forming the outer layer and limiting the carbide composition, segregation resistance does not occur even under the action of centrifugal force. In addition to using an outer layer material with uniform cracking resistance and crack resistance, the toughest ductile cast iron among cast iron materials is used for the shaft core material, and the outer layer material and the shaft core material are completely metallurgically combined to form one body. It can be a roll made by centrifugal casting.

【0075】(実験例3)(表7〜表9参照) 製品胴径φ820mm 、胴長2000mm、全長4800mmのロールを
製造した。
(Experimental Example 3) (See Tables 7 to 9) A roll having a product cylinder diameter of φ820 mm, a cylinder length of 2000 mm and a total length of 4800 mm was manufactured.

【0076】(1) 外層として肉厚100mm の溶湯を遠心力
鋳造機上で回転する金型に1500℃の鋳込温度で鋳込ん
だ。
(1) A molten metal having a wall thickness of 100 mm was cast as an outer layer at a casting temperature of 1500 ° C. in a mold rotating on a centrifugal casting machine.

【0077】(2) 外層を鋳込み始めてから30分後に外層
は完全に凝固する。 (3) その後、鋳型を真直に立て上部から軸芯材としての
ダクタイル鋳鉄を1410℃で鋳込み、鋳型を完全に満た
し、押湯し、保温材でカバーする。
(2) The outer layer is completely solidified 30 minutes after the casting of the outer layer is started. (3) After that, the mold is erected straight, and ductile cast iron as a shaft core material is cast from the upper part at 1410 ° C. to completely fill the mold, press it, and cover it with a heat insulating material.

【0078】(4) 完全に冷却後ロールを鋳型から取出
し、熱処理及び機械加工を行なって、最終製品のロール
とした。
(4) After being completely cooled, the roll was taken out from the mold, heat-treated and machined to obtain a final product roll.

【0079】ロール胴部の超音波探傷と切断調査の結
果、外層の厚さは軸芯材の鋳込みにより89mmとなってお
り、外層、軸芯材は互いに完全に結合しており組織的な
連続性が認められた。
As a result of ultrasonic flaw detection and cutting examination of the roll body, the thickness of the outer layer was 89 mm due to the casting of the shaft core material, and the outer layer and the shaft core material were completely bonded to each other and were structurally continuous. The sex was recognized.

【0080】外層、軸芯材の溶湯段階での化学組成は表
7の通りである。
Table 7 shows the chemical compositions of the outer layer and the mandrel at the molten metal stage.

【0081】[0081]

【表7】 [Table 7]

【0082】尚、上記表7の組成で鋳込まれたロールの
外層及び軸芯部の凝固後の化学組成は表8の如くであ
る。
The chemical composition after solidification of the outer layer and the shaft core of the roll cast with the composition shown in Table 7 is as shown in Table 8.

【0083】[0083]

【表8】 [Table 8]

【0084】また、本発明ロールの軸芯の機械的性質を
同一サイズの従来ロールのそれと比較して示せば表9の
如くである。
The mechanical properties of the shaft core of the roll of the present invention are shown in Table 9 in comparison with those of the conventional roll of the same size.

【0085】[0085]

【表9】 [Table 9]

【0086】表7、表8の組成からなる本発明ロールに
あっても、外層を形成する合金成分を適正化し、炭化物
組成を限定することにより、遠心力作用下でも偏析等の
生じない耐摩耗性と耐クラック性の均一な外層材を使用
するとともに、軸芯材に鋳鉄系材料で最も強靱なダクタ
イル鋳鉄を使用し、外層材と軸芯材を完全に冶金学的に
結合させて一体とした遠心鋳造製ロールとすることがで
きる。
Even in the rolls of the present invention having the compositions shown in Tables 7 and 8, by optimizing the alloy components forming the outer layer and limiting the carbide composition, segregation etc. will not occur even under the action of centrifugal force. In addition to using an outer layer material with uniform cracking resistance and crack resistance, the toughest ductile cast iron among cast iron materials is used for the shaft core material, and the outer layer material and the shaft core material are completely metallurgically combined to form one body. It can be a roll made by centrifugal casting.

【0087】(実験例4)(表10〜表12参照) 製品胴径φ820mm 、胴長2000mm、全長4800mmのロールを
製造した。
(Experimental Example 4) (See Tables 10 to 12) A roll having a product cylinder diameter of φ820 mm, a cylinder length of 2000 mm and a total length of 4800 mm was manufactured.

【0088】(1) 外層として肉厚100mm の溶湯を遠心力
鋳造機上で回転する金型に1510℃の鋳込温度で鋳込ん
だ。
(1) A molten metal having a wall thickness of 100 mm was cast as an outer layer into a mold rotating on a centrifugal casting machine at a casting temperature of 1510 ° C.

【0089】(2) 外層を鋳込み始めてから30分後に外層
は完全に凝固する。 (3) その後、鋳型を垂直に立て上部から軸芯材としての
ダクタイル鋳鉄を1410℃で鋳込み、鋳型を完全に満た
し、押湯し、保温材でカバーする。
(2) The outer layer is completely solidified 30 minutes after the casting of the outer layer is started. (3) After that, the mold is erected vertically, and ductile cast iron as a shaft core material is cast at 1410 ° C. from the upper part to completely fill the mold, raise it, and cover it with a heat insulating material.

【0090】(4) 完全に冷却後ロールを鋳型から取出
し、熱処理及び機械加工を行なって、最終製品のロール
とした。
(4) After completely cooling, the roll was taken out from the mold, heat-treated and machined to obtain a roll of a final product.

【0091】ロール胴部の超音波探傷と切断調査の結
果、外層の厚さは軸芯材の鋳込みにより89mmとなってお
り、外層、軸芯材は互いに完全に結合しており組織的な
連続性が認められた。
As a result of ultrasonic flaw detection and cutting examination of the roll body, the thickness of the outer layer was 89 mm due to the casting of the shaft core material, and the outer layer and the shaft core material were completely bonded to each other and were structurally continuous. The sex was recognized.

【0092】外層、軸芯材の溶湯段階での化学組成は表
10の通りである。
Table 10 shows the chemical compositions of the outer layer and the mandrel at the molten metal stage.

【0093】[0093]

【表10】 [Table 10]

【0094】尚、上記表10の組成で鋳込まれたロール
の外層、及び軸芯部の凝固後の化学組成は表11の如く
である。
Table 11 shows the chemical composition of the outer layer of the roll cast with the composition shown in Table 10 above and the shaft core portion after solidification.

【0095】[0095]

【表11】 [Table 11]

【0096】また、本発明ロールの軸芯の機械的性質を
同一サイズの従来ロールのそれと比較して示せば、表1
2の如くである。
Table 1 shows the mechanical properties of the shaft core of the roll of the present invention in comparison with that of the conventional roll of the same size.
It is like 2.

【0097】[0097]

【表12】 [Table 12]

【0098】表10、表11の組成からなる本発明ロー
ルにあっても、外層を形成する合金成分を適正化し、炭
化物組成を限定することにより、遠心力作用下でも偏析
等の生じない耐摩耗性と耐クラック性の均一な外層材を
使用するとともに、軸芯材に鋳鉄系材料で最も強靱なダ
クタイル鋳鉄を使用し、外層材と軸芯材を完全に冶金学
的に結合させて一体とした遠心鋳造製ロールとすること
ができる。
Even in the rolls of the present invention having the compositions shown in Tables 10 and 11, by optimizing the alloy components forming the outer layer and limiting the carbide composition, segregation etc. will not occur even under the action of centrifugal force. In addition to using an outer layer material with uniform cracking resistance and crack resistance, the toughest ductile cast iron among cast iron materials is used for the shaft core material, and the outer layer material and the shaft core material are completely metallurgically combined to form one body. It can be a roll made by centrifugal casting.

【0099】[0099]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、外層を形
成する合金成分を適正化し、炭化物組成を限定すること
により、遠心力作用下でも偏析等の生じない耐摩耗性と
耐クラック性の均一な外層材を使用するとともに、軸芯
材に鋳鉄系材料で最も強靱なダクタイル鋳鉄を使用し、
外層材と軸芯材を完全に冶金学的に結合させて一体とし
た遠心鋳造製ロールを得ることができる。
As described above, according to the present invention, by optimizing the alloying components forming the outer layer and limiting the carbide composition, wear resistance and crack resistance which do not cause segregation even under the action of centrifugal force. In addition to using a uniform outer layer material, the shaft core material uses the toughest ductile cast iron among cast iron-based materials,
It is possible to obtain a centrifugal casting roll in which the outer layer material and the shaft core material are completely metallurgically bonded together.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1はVとNbの複合添加量とC量とが母材硬
さに及ぼす影響を示す線図である。
FIG. 1 is a diagram showing the effect of the combined addition amount of V and Nb and the C amount on the hardness of a base material.

【図2】図2はVとNbの複合添加量とC量とが母材硬
さに及ぼす影響を示す線図である。
FIG. 2 is a diagram showing the effect of the combined addition amount of V and Nb and the C amount on the base metal hardness.

【図3】図3はVとNbの複合添加量とC量とが母材硬
さに及ぼす影響を示す線図である。
FIG. 3 is a diagram showing the influence of the combined addition amount of V and Nb and the C amount on the base metal hardness.

【図4】図4はVとNbの複合添加量とC量とが母材硬
さに及ぼす影響を示す線図である。
FIG. 4 is a diagram showing the effect of the combined addition amount of V and Nb and the C amount on the base metal hardness.

【図5】図5は遠心力鋳造したリング材の炭化物分布に
起因する外層と軸芯間の熱間摩耗比と、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。
FIG. 5 is a hot wear ratio between the outer layer and the shaft core due to the carbide distribution of the centrifugally cast ring material, and the Nb and V content ratio Nb that affects the maximum crack depth in the thermal shock test.
It is a diagram which shows the influence of / V.

【図6】図6は遠心力鋳造したリング材の炭化物分布に
起因する外層と軸芯間の熱間摩耗比と、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。
FIG. 6 is a hot wear ratio between the outer layer and the shaft core due to the carbide distribution of the centrifugally cast ring material, and the Nb and V content ratio Nb that affects the maximum crack depth in the thermal shock test.
It is a diagram which shows the influence of / V.

【図7】図7は遠心力鋳造したリング材の炭化物分布に
起因する外層と軸芯間の熱間摩耗比と、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。
FIG. 7 is a hot wear ratio between the outer layer and the shaft core due to the carbide distribution of the centrifugally cast ring material, and the Nb and V content ratio Nb that affects the maximum crack depth in the thermal shock test.
It is a diagram which shows the influence of / V.

【図8】図8は遠心力鋳造したリング材の炭化物分布に
起因する外層と軸芯間の熱間摩耗比と、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。
FIG. 8 is a hot wear ratio between the outer layer and the shaft core due to the carbide distribution of the centrifugally cast ring material, and the Nb and V content ratio Nb that affects the maximum crack depth in the thermal shock test.
It is a diagram which shows the influence of / V.

【図9】図9は本発明ロールを示す模式図である。FIG. 9 is a schematic view showing a roll of the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C22C 37/10 B 38/00 302 E 38/38 (72)発明者 前田 稔 愛知県半田市川崎町1丁目1番地 川崎製 鉄株式会社知多製造所内 (72)発明者 片岡 義弘 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究本部内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Reference number within the agency FI Technical indication C22C 37/10 B 38/00 302 E 38/38 (72) Inventor Minoru Maeda Kawasaki, Handa, Aichi Prefecture 1-chome, Kawasaki Steel Co., Ltd., Chita Works (72) Inventor Yoshihiro Kataoka, 1 Kawasaki-machi, Chuo-ku, Chiba-shi, Chiba Kawasaki Steel Co., Ltd.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 外層材と、該外層材と溶着一体化したダ
クタイル鋳鉄の軸芯材とからなる遠心鋳造製ロールであ
って、 該外層材が、 C:1.0 〜 3.5%,Si:2.0 %以下,Mn:2.0 %以
下,Cr:12.0%以下,Mo:8.0 %以下,V:3.0 〜
10.0%,Nb:0.6 〜7.0 %を含有し、残部Fe及び不
可避的不純物よりなり、 該軸芯材が、 C:2.8 〜3.8 %,Si:2.0 〜3.0 %,Mn:0.3 〜
1.0 %,P:0.1 %以下,S:0.04%以下,Ni:0.3
〜2.0 %,Cr:1.5 %以下,Mo:1.0 %以下を含有
し、残部Fe及び不可避的不純物よりなることを特徴と
する遠心鋳造製ロール。
1. A centrifugal casting roll comprising an outer layer material and a shaft core material of ductile cast iron fused and integrated with the outer layer material, wherein the outer layer material is C: 1.0 to 3.5%, Si: 2.0%. Below, Mn: 2.0% or less, Cr: 12.0% or less, Mo: 8.0% or less, V: 3.0-
10.0%, Nb: 0.6-7.0%, balance Fe and unavoidable impurities, the shaft core material is C: 2.8-3.8%, Si: 2.0-3.0%, Mn: 0.3-
1.0%, P: 0.1% or less, S: 0.04% or less, Ni: 0.3
A roll made by centrifugal casting characterized by containing ˜2.0%, Cr: 1.5% or less, Mo: 1.0% or less, and the balance Fe and unavoidable impurities.
【請求項2】 外層材と、該外層材と溶着一体化したダ
クタイル鋳鉄の軸芯材とからなる遠心鋳造製ロールであ
って、 該外層材が、 C:1.0 〜 3.5%,Si:2.0 %以下,Mn:2.0 %以
下,Cr:12.0%以下,Mo:8.0 %以下,V:3.0 〜
10.0%,Nb:0.6 〜7.0 %更にNi:8.0 %以下,C
o:10.0%以下のうちから選ばれた1種以上を含有し、
残部Fe及び不可避的不純物よりなり、 該軸芯材が、 C:2.8 〜3.8 %,Si:2.0 〜3.0 %,Mn:0.3 〜
1.0 %,P:0.1 %以下,S:0.04%以下,Ni:0.3
〜2.0 %,Cr:1.5 %以下,Mo:1.0 %以下を含有
し、残部Fe及び不可避的不純物よりなることを特徴と
する遠心鋳造製ロール。
2. A centrifugal casting roll comprising an outer layer material and a shaft core material of ductile cast iron fused and integrated with the outer layer material, wherein the outer layer material is C: 1.0 to 3.5%, Si: 2.0%. Below, Mn: 2.0% or less, Cr: 12.0% or less, Mo: 8.0% or less, V: 3.0-
10.0%, Nb: 0.6 to 7.0%, Ni: 8.0% or less, C
o: Contains at least one selected from 10.0% or less,
The balance is Fe and unavoidable impurities, and the shaft core material is C: 2.8 to 3.8%, Si: 2.0 to 3.0%, Mn: 0.3 to.
1.0%, P: 0.1% or less, S: 0.04% or less, Ni: 0.3
A roll made by centrifugal casting characterized by containing ˜2.0%, Cr: 1.5% or less, Mo: 1.0% or less, and the balance Fe and unavoidable impurities.
【請求項3】 外層材と、該外層材と溶着一体化したダ
クタイル鋳鉄の軸芯材とからなる遠心鋳造製ロールであ
って、 該外層材が、 C:1.0 〜 3.5%,Si:2.0 %以下,Mn:2.0 %以
下,Cr:12.0%以下,Mo:8.0 %以下,V:3.0 〜
10.0%,Nb:0.6 〜7.0 %更にNi:8.0 %以下,C
o:10.0%以下,Cu:2.0 %以下,Ti:2.0 %以
下,Zr:2.0 %以下,W:1.0 %以下,B:0.1 %以
下のうちから選ばれた1種又は2種以上を含有し、残部
Fe及び不可避的不純物よりなり、 該軸芯材が、 C:2.8 〜3.8 %,Si:2.0 〜3.0 %,Mn:0.3 〜
1.0 %,P:0.1 %以下,S:0.04%以下,Ni:0.3
〜2.0 %,Cr:1.5 %以下,Mo:1.0 %以下を含有
し、残部Fe及び不可避的不純物よりなることを特徴と
する遠心鋳造製ロール。
3. A centrifugal casting roll comprising an outer layer material and a shaft core material of ductile cast iron fused and integrated with the outer layer material, wherein the outer layer material is C: 1.0 to 3.5%, Si: 2.0%. Below, Mn: 2.0% or less, Cr: 12.0% or less, Mo: 8.0% or less, V: 3.0-
10.0%, Nb: 0.6 to 7.0%, Ni: 8.0% or less, C
o: 10.0% or less, Cu: 2.0% or less, Ti: 2.0% or less, Zr: 2.0% or less, W: 1.0% or less, B: 0.1% or less, and one or more kinds selected from them are contained. And the balance Fe and unavoidable impurities, and the axial core material is C: 2.8 to 3.8%, Si: 2.0 to 3.0%, Mn: 0.3 to
1.0%, P: 0.1% or less, S: 0.04% or less, Ni: 0.3
A roll made by centrifugal casting characterized by containing ˜2.0%, Cr: 1.5% or less, Mo: 1.0% or less, and the balance Fe and unavoidable impurities.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載の遠心鋳
造製ロールにおいて、更に外層材が下記(1) 式と(2) 式
を満足することを特徴とする遠心鋳造製ロール。 V+1.8 Nb≦ 7.5C−6.0 % …(1) 0.2 ≦ Nb/V ≦ 0.8 …(2)
4. The centrifugally cast roll according to claim 1, wherein the outer layer material further satisfies the following formulas (1) and (2). V + 1.8 Nb ≤ 7.5 C-6.0% (1) 0.2 ≤ Nb / V ≤ 0.8 (2)
【請求項5】 請求項1〜4のいずれかに記載の遠心鋳
造製ロールを製造するに際し、軸芯への外層混入比を5
〜35%の範囲に規制することを特徴とする遠心鋳造製ロ
ールの製造方法。
5. When manufacturing the centrifugally cast roll according to any one of claims 1 to 4, the outer layer mixing ratio to the shaft core is set to 5
A method for manufacturing a roll made by centrifugal casting, which is characterized in being regulated in the range of ~ 35%.
JP4142064A 1992-05-08 1992-05-08 Centrifugal casting roll and manufacturing method thereof Expired - Lifetime JP2594865B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4142064A JP2594865B2 (en) 1992-05-08 1992-05-08 Centrifugal casting roll and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4142064A JP2594865B2 (en) 1992-05-08 1992-05-08 Centrifugal casting roll and manufacturing method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05311319A true JPH05311319A (en) 1993-11-22
JP2594865B2 JP2594865B2 (en) 1997-03-26

Family

ID=15306595

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4142064A Expired - Lifetime JP2594865B2 (en) 1992-05-08 1992-05-08 Centrifugal casting roll and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2594865B2 (en)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5376119A (en) * 1976-12-17 1978-07-06 Hitachi Metals Ltd Highhhardness highhchrome roll and method of making same
JPS57101646A (en) * 1980-12-16 1982-06-24 Kubota Ltd Composite roll for rolling plate
JPH02258949A (en) * 1988-12-02 1990-10-19 Hitachi Metals Ltd Wear-resistant composite roll
JPH02285047A (en) * 1989-04-27 1990-11-22 Sumitomo Metal Ind Ltd Roll for hot rolling
JPH0353041A (en) * 1989-07-20 1991-03-07 Sumitomo Metal Ind Ltd Forged roll for hot rolling
JPH04131438A (en) * 1990-09-25 1992-05-06 Toto Ltd Bowl tap for flush toilet
JPH04135731A (en) * 1990-09-27 1992-05-11 Mitsubishi Plastics Ind Ltd Manufacture of thermoplastic resin pipe
JPH05305312A (en) * 1992-04-27 1993-11-19 Kawasaki Steel Corp Centrifugal casting composite roll
JPH05306427A (en) * 1992-04-30 1993-11-19 Kawasaki Steel Corp Centrifugally cast sleeve roll and its production

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5376119A (en) * 1976-12-17 1978-07-06 Hitachi Metals Ltd Highhhardness highhchrome roll and method of making same
JPS57101646A (en) * 1980-12-16 1982-06-24 Kubota Ltd Composite roll for rolling plate
JPH02258949A (en) * 1988-12-02 1990-10-19 Hitachi Metals Ltd Wear-resistant composite roll
JPH02285047A (en) * 1989-04-27 1990-11-22 Sumitomo Metal Ind Ltd Roll for hot rolling
JPH0353041A (en) * 1989-07-20 1991-03-07 Sumitomo Metal Ind Ltd Forged roll for hot rolling
JPH04131438A (en) * 1990-09-25 1992-05-06 Toto Ltd Bowl tap for flush toilet
JPH04135731A (en) * 1990-09-27 1992-05-11 Mitsubishi Plastics Ind Ltd Manufacture of thermoplastic resin pipe
JPH05305312A (en) * 1992-04-27 1993-11-19 Kawasaki Steel Corp Centrifugal casting composite roll
JPH05306427A (en) * 1992-04-30 1993-11-19 Kawasaki Steel Corp Centrifugally cast sleeve roll and its production

Also Published As

Publication number Publication date
JP2594865B2 (en) 1997-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0562114B1 (en) Material of outer layer of roll for rolling and compound roll manufactured by centrifugal casting
JP2715223B2 (en) Roll outer layer material and composite roll
JPH06179947A (en) Composite roll made by centrifugal casting
JP2700591B2 (en) Centrifugal casting composite roll
JP2715199B2 (en) Roll outer layer material for rolling
JP2618309B2 (en) Centrifugal casting sleeve roll and its manufacturing method
JPH051350A (en) Roll external layer material for rolling
JPS61177355A (en) Outer layer material of composite roll for rolling
JP2601746B2 (en) Centrifugal casting sleeve roll and its manufacturing method
JP2001279367A (en) Roll for hot rolling made by centrifugal casting
JPH05311335A (en) Sleeve roll
JP2974226B2 (en) Centrifugal casting composite roll
JPH0820837A (en) High speed steel type outer layer material of roll for rolling
JP6518314B2 (en) Composite roll for rolling
JP2579576B2 (en) Centrifugal casting roll and manufacturing method thereof
JP2715217B2 (en) Centrifugal casting composite roll
JP2594865B2 (en) Centrifugal casting roll and manufacturing method thereof
JP2878544B2 (en) Centrifugal casting composite roll
JP2579575B2 (en) Centrifugal casting roll and manufacturing method thereof
JP3019240B2 (en) Centrifugal casting composite roll
JPH08209299A (en) High seizing resistant roll material for hot rolling and its production
KR102551616B1 (en) Outer layer material for hot rolling rolls and composite rolls for hot rolling
JP2018161655A (en) Roll outer layer material for hot rolling and compound roll for hot rolling
JPH0754095A (en) Centrifugal cast composite roll
JP2832254B2 (en) Roll outer layer material made by centrifugal casting for rolling

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 19961015