JPH06170536A - 肉盛ロール - Google Patents

肉盛ロール

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JPH06170536A
JPH06170536A JP6785391A JP6785391A JPH06170536A JP H06170536 A JPH06170536 A JP H06170536A JP 6785391 A JP6785391 A JP 6785391A JP 6785391 A JP6785391 A JP 6785391A JP H06170536 A JPH06170536 A JP H06170536A
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JP
Japan
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welding
roll
metal
weight
amount
Prior art date
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Pending
Application number
JP6785391A
Other languages
English (en)
Inventor
Minoru Yamada
稔 山田
Shogo Natsume
夏目松吾
Naoki Suzuki
鈴木直樹
Junichi Odate
大舘順一
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.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication of JPH06170536A publication Critical patent/JPH06170536A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B27/00Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)
  • Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐焼付性の優れた肉盛ロールを提供する。 【構成】 炭素鋼又は低合金鋼の母材に肉盛したロール
であって、その肉盛金属中の炭化物量が1〜10重量%
であり、且つ肉盛金属の化学成分(wt%)がC:0.6〜
1.5%並びにNb:0.5〜4.0%、V:0.5〜4.0
%及びW:0.5〜4.0%の1種又は2種以上(但し、
複合添加の場合はNb+V+Wが0.5%以上12.0%
以下で、Nb、V、Wの各上限が4.0%とする)を含有
する鉄基肉盛金属を溶着したことを特徴とする肉盛ロー
ルである。鉄基肉盛金属が好ましくはSi:0.1〜2.
0%及びMn:0.1〜3.0%を含有し、またCr:0.
5〜10.0%及びMo:0.2〜10.0%の1種又は2
種を含有させることが可能である。サブマージアーク溶
接法で、特に組合せフラックスの塩基度が1.0以上で
ある焼結型フラックスを用いて肉盛溶接するのが好まし
い。耐摩耗性、高温割れ性も良好であり、製鉄機械用で
熱間圧延ロールなどの各種ロールに適している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、硬化肉盛溶接により製
作され、主として製鉄機械用ロール、特に熱間圧延ロー
ル並びに熱間圧延工程にて使用される各種ガイドロー
ル、テーブルロール、ブロッカーロール、ピンチロール
などに適する肉盛ロールに関するものである。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】製鉄分
野における圧延工程にて使用される各種ロールは、被圧
延材がロール表面に凝着する、所謂、焼付き現象がしば
しば問題となっている。一旦焼付きが発生すると、その
付着物により、製品(圧延材)に疵を付け、歩留り低下を
招き、大きな損失となる。
【0003】このため、耐焼付性の良いアダマイト鋳鉄
ロールや高クロム鋳鉄ロール、また、最近ではハイス系
ロールがよく用いられている。しかし、これらのロール
は、補修による繰り返し使用が難しい。
【0004】一方、補修再生を可能にするには、肉盛ロ
ールを用いる方法がある。しかしながら、硬化肉盛溶接
ロールでは、これらの材料に匹敵する耐焼付性の良いロ
ールが見られず、したがって、補修可能で上記材料と同
等以上の耐焼付性の良い肉盛ロールの開発が望まれてい
るのが現状である。
【0005】本発明は、かゝる要請に応えるべくなされ
たものであって、耐焼付性の優れた肉盛ロールを提供す
ることを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】焼付き現象は、金属間の
凝着により生じると考えられており、実機においては、
被圧延材の表面はミルスケールに覆われているが、焼付
きの発生時には過大な応力によりミルスケールが破壊し
て、直接の金属同士の接触になり、凝着に至るものと考
えられている。そこで、本発明者は、耐焼付性の評価方
法として円筒式摩耗試験機を用い、実験室的に評価を行
った結果と実機ロールでの評価を突き合わしたところ、
鉄基肉盛金属とし、その化学成分と肉盛金属中の炭化物
量を規制することにより、耐焼付性が顕著に改善される
ことを見い出し、ここに本発明をなしたものである。
【0007】すなわち、本発明は、炭素鋼又は低合金鋼
の母材に肉盛したロールであって、その肉盛金属中の炭
化物量が1〜10重量%であり、且つ肉盛金属の化学成
分がC:0.6〜1.5%並びにNb:0.5〜4.0%、
V:0.5〜4.0%及びW:0.5〜4.0%の1種又は
2種以上(但し、複合添加の場合はNb+V+Wが0.5
%以上12.0%以下で、Nb、V、Wの各上限が4.0
%とする)を含有する鉄基肉盛金属を溶着したことを特
徴とする肉盛ロールを要旨とするものである。
【0008】以下に本発明を更に詳述する。
【0009】
【作用】本発明者の研究によれば、肉盛金属を鉄基とし
た場合、耐焼付性の改善に最も影響する特性は炭化物の
量であり、また、その存在する形態としては比較的粗大
な炭化物として存在していることが好ましいことが判明
した。そして、併せてこの鉄基肉盛金属の化学成分を規
制することにより、耐焼付性が改善されるのである。
【0010】まず、本発明における肉盛金属の炭化物量
並びに化学成分の限定理由について説明する。
【0011】肉盛金属中の炭化物量:1〜10重量% 肉盛金属中の炭化物量が1重量%未満では耐焼付性の改
善が充分でない。また10重量%を超える炭化物量では
溶接金属の割れを増加させるので好ましくない。したが
って、鉄基肉盛金属中の炭化物量は1〜10重量%の範
囲とする。
【0012】なお、ここで言う炭化物量は定電位電解エ
ッチング法により抽出したものである。抽出条件の一例
を示すと、電解液は10%AA溶液を使用し、フィルタ
はボアサイズ0.2μm、電解電位は0〜+500mV V
S SCEである。例えば、「日本金属学会会報」第2
0巻第5号(1981)の黒澤ら著“鉄鋼材料研究にお
ける定電位電解選択腐食法(SPEED法)の応用”が参
照される。
【0013】C:0.6〜1.5% Cは炭化物を生成する必須成分である。しかし、0.6
%未満では耐焼付性の改善が充分でない。また、1.5
%を超える添加は溶接割れが発生し易くなる。したがっ
て、C量は0.6〜1.5%の範囲とする。
【0014】他の成分としては、以下に示すように、N
b、V及びWの1種又は2種以上を適量にて含有させる
必要がある。
【0015】Nb、V、W:Nb、V、Wは炭化物の生成
に必要であり、溶接時の高温割れ防止に効果がある。し
かし、単独添加する場合、それぞれ0.5%未満では炭
化物量の不足及び高温割れが発生し、またNb及びWの
4.0%を超える添加は効果が飽和し、不経済となり、
Vの4.0%を超える添加はスラグの剥離性を劣化させ
る。したがって、単独添加の場合のNb、V、W量はそ
れぞれ0.5〜4.0%の範囲とする。
【0016】一方、Nb、V、Wの2種以上を複合添加
する場合には、それぞれが上記範囲であって、かつ、N
b+V+Wの合計が0.5〜12.0%の範囲とする必要
がある。下限未満及び上限を超える場合は単独添加の場
合と同様の理由により好ましくない。
【0017】なお、以下に示すように、Cr及びMoの1
種又は2種を適量にて含有させることもできる。また、
Si、Mn量は特に制限されるものではないが、以下のと
おり適量にて規制するのが好ましい。
【0018】Cr:0.5〜10.0% Crは硬さの上昇に効果があり、肉盛ロールに要求され
る特性の1つである耐摩耗性の改善効果が得られる。
0.5%未満では耐摩耗性が不十分であるで、0.5%以
上添加し、添加量が多いほど耐酸化性が改善される。し
かし、10.0%を超える過剰な添加は、逆に硬さの低
下を招く。したがって、Cr量は0.5〜10.0%の範
囲とする。
【0019】Mo:0.2〜10.0% Moは炭化物を形成し、耐焼付性の改善効果がある。更
には焼戻軟化抵抗性の改善効果もある。しかし、0.2
%未満ではその効果が得られず、また10%を超える添
加は効果が飽和し、不経済となる。したがって、Mo量
は0.2〜10.0%の範囲とする。
【0020】Si:0.1〜2.0% Siは鉄基肉盛金属に含まれる必須成分であるが、その
量は特に制限されないものの、0.1%未満では脱酸効
果が不充分でブローホールなどの欠陥を生じる。また
2.0%を超えると脱酸効果が飽和し、不経済となるの
で、0.1〜2.0%の範囲に規制するのが好ましい。
【0021】Mn:0.1〜3.0% Mnは鉄基肉盛金属に含まれる必須成分であるが、その
量は特に制限されないものの、0.1%未満では脱酸効
果が不充分でブローホールなどの欠陥を生じる。また
3.0%を超えると硬さの低下を招くので、0.1〜3.
0%の範囲に規制するのが好ましい。
【0022】上述の化学成分を有する鉄基肉盛金属を実
機ロールに肉盛する方法としては、種々の方法が可能で
あるが、最も適切な方法はサブマージアーク溶接法であ
る。サブマージアーク溶接法の場合、特に塩基度が1.
0以上の焼結型フラックスと組み合わせるのが好まし
い。塩基度が1.0以上であると、焼付きを阻止するの
に有効な炭化物が肉盛金属中に多量に析出させ、このこ
とにより非金属介在物の析出(すなわち、酸素量)を抑
えることができる効果が顕著であり、更にまた耐割れ性
の改善を図ることができる。なお、酸性系の溶融型フラ
ックスでは肉盛金属中に酸化物量が増し、それが炭化物
の焼付き阻止効果を弱めると考えられるので望ましくな
い。
【0023】塩基度(B1)は、B1=Σa1・N1(N1
モル分率、a1
【表1】 による)の式により求められる。
【0024】次に本発明の実施例を示す。
【0025】
【実施例】
【表2】 に示す化学成分の溶着金属を得るために各種ワイヤを製
作し、これを用いて軟鋼板上に3層肉盛溶接を行い、耐
焼付性、耐摩耗性、溶接性などを評価した。これらの結
果を
【表3】 及び図3に示す。なお、ワイヤは軟鋼フープの内部に金
属粉を充填し、3.2mmφに伸線して用いた。平板溶接
条件は以下のとおりであり、溶接後、所定の熱処理(6
00℃×2時間)を施した後、円筒試験片を図1に示す
位置より採取した。
【0026】(平板溶接条件) ワイヤ径 :3.2mmφ 溶接電流 :380A(交流) アーク電圧:30V 溶接速度 :40cpm 母 材 :軟鋼平板(32mm×300mm×500mm) 予熱・パス間温度:250〜300℃ 累層法 :3層15パス
【0027】なお、耐焼付性の評価に用いた試験機の概
要を図2に示す。試験条件は以下のとおりである。 (耐焼付性試験条件) 試験荷重 :200kgf 摩擦速度 :10rpm 試験温度 :常温 試験片形状:図1に示す円筒試験片 また、耐焼付性の評価方法としては、試験前後の円筒試
験片の試験片重量を測定し、重量変化により評価した。
重量増加の場合を焼付け発生、減量の場合を摩耗発生と
し、いずれも耐焼付性に劣る(×)と判定し、重量変化
の少ない場合を耐焼付性にやや劣り(△)、重量変化の
極めて少ない場合を耐焼付性に優れる(○)と判定し
た。
【0028】また、炭化物量は、全溶着金属(6層肉盛
金属)から採取した試験片を定電位電解エッチング法に
より抽出した。
【0029】表3より明らかなように、本発明例はいず
れも、比較例に比べ、耐焼付性が優れており、更には耐
摩耗性(硬さ)、高温割れ性、作業性も良好である。な
お、No.7はフラックス塩基度が1.0以下であるため
に炭化物量が少なめで耐焼付性がやや低い。
【0030】円筒式摩耗試験機による試験結果の一例を
図3に示すが、本発明例No.1は試験開始後における円
筒試験片の重量変化が極めて少なく、摩耗、焼付きが共
に生じていない。一方、比較例No.4は試験開始直後か
ら急速に摩耗が始まっており、また比較例No.8は一
旦、円筒試験片に重量増加(焼付き)が見られ、その後や
や摩耗に転じている。
【0031】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
耐焼付性の優れた肉盛ロールを提供できる。製鉄機械用
の各種ロールに適している。
【図面の簡単な説明】
【図1】肉盛溶接の要領及び試験片の採取要領を説明す
る図である。
【図2】耐焼付性評価試験の要領を説明する図である。
【図3】円筒式摩耗試験における試験片の重量変化を示
す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大舘順一 神奈川県藤沢市宮前字裏河内100−1株式 会社神戸製鋼所藤沢事業所内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 炭素鋼又は低合金鋼の母材に肉盛したロ
    ールであって、その肉盛金属中の炭化物量が1〜10重
    量%であり、且つ肉盛金属の化学成分(重量%、以下、
    同じ)がC:0.6〜1.5%並びにNb:0.5〜4.0
    %、V:0.5〜4.0%及びW:0.5〜4.0%の1種
    又は2種以上(但し、複合添加の場合はNb+V+Wが
    0.5%以上12.0%以下で、Nb、V、Wの各上限が
    4.0%とする)を含有する鉄基肉盛金属を溶着したこ
    とを特徴とする肉盛ロール。
  2. 【請求項2】 鉄基肉盛金属がSi:0.1〜2.0%及
    びMn:0.1〜3.0%を含有するものである請求項1
    に記載の肉盛ロール。
  3. 【請求項3】 鉄基肉盛金属が更にCr:0.5〜10.
    0%及びMo:0.2〜10.0%の1種又は2種を含有
    するものである請求項1又は2に記載の肉盛ロール。
  4. 【請求項4】 サブマージアーク溶接法により肉盛した
    請求項1、2又は3に記載の肉盛ロール。
  5. 【請求項5】 組合せフラックスの塩基度が1.0以上
    である焼結型フラックスを用いて肉盛溶接した請求項4
    に記載の肉盛ロール。
JP6785391A 1991-03-07 1991-03-07 肉盛ロール Pending JPH06170536A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002348638A (ja) * 2001-05-23 2002-12-04 Nippon Steel Hardfacing Co Ltd 熱間耐摩耗性および耐熱亀裂性にすぐれた連続鋳造用および熱間圧延用ロール
JP2012161823A (ja) * 2011-02-08 2012-08-30 Jfe Steel Corp 熱延鋼帯巻取装置用ロール

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