JPH0622723B2 - 複合圧延用ロールの製造方法 - Google Patents

複合圧延用ロールの製造方法

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JPH0622723B2
JPH0622723B2 JP61314554A JP31455486A JPH0622723B2 JP H0622723 B2 JPH0622723 B2 JP H0622723B2 JP 61314554 A JP61314554 A JP 61314554A JP 31455486 A JP31455486 A JP 31455486A JP H0622723 B2 JPH0622723 B2 JP H0622723B2
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carbide
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孝文 新林
陽一 百田
幸太郎 萩原
要規 若槻
誠 内村
幸夫 岸
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Nippon Steel Corp
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Sumitomo Metal Industries Ltd
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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
    • B21B27/02Shape or construction of rolls
    • B21B27/03Sleeved rolls
    • B21B27/035Rolls for bars, rods, rounds, tubes, wire or the like

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  • Geometry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、棒鋼、鋼線材、平鋼線、アルミ線、銅線な
どの熱間或いは冷間圧延に使用されるロール、特に、超
硬リングを鋼製本体に外周に直接又は間接的に締りばめ
状態に外嵌して成る複合圧延用ロール(スリーブロール
とも云われる)の製造方法、詳しくは、超硬リングの嵌
合面の粗面化処理を工夫した方法に関する。
〔従来の技術〕
周知の複合圧延用ロールは、超硬リング(スリーブ)
を、特公昭56−53441号に示されるように油圧力
を利用して本体にテーパ嵌合させたり、或いは焼きば
め、冷しばめによって本体に嵌合させている。いずれも
締りばめによって生じる摩擦力で超硬リングを保持する
訳であるが、この嵌合法を採る場合には、超硬リング、
本体ともに、嵌合面を研削加工して仕上げている。
この研削加工による嵌合面の摩擦係数μは、周方向で
0.1〜0.2程度であり、決して大きいとは云えな
い。もっとも、超硬ロールの適用範囲が圧延サイズの小
さいものに限られる場合、即ち、圧延荷重、圧延トルク
が小さい場合には、μの摩擦係数による嵌合力で、必
要な圧延トルクを本体から超硬リングに充分に伝達し得
た。
しかしながら、現在では、圧延荷重10Ton 、圧延トル
ク500kg-m程度までが負荷限度であった超硬合金が特
性改善により30Ton 、1000kg-m以上の負荷用途に
も耐えられるようになり、これに伴なって、このような
高性能超硬合金を使った複合ロールの使用条件もより厳
しくなってきているため、研削面の摩擦係数によるリン
グの保持では、高負荷に対して超硬リングと本体間の摩
擦抵抗が不足し、両者間でスリップが生じて圧延ロール
として機能しないと云う問題が生じてきた。
なお、鋼製スリーブを用いた複合圧延用ロールにおいて
は、特開昭53−106654号等に示されるように、
ショットブラスト(ショットピーニングとも云われ
る)、サンドブラストでスリーブの嵌合面を粗面化処理
してスリーブ嵌合面の摩擦係数を高め、スリップを防止
することが提案されている。
上述した超硬リングのスリップ防止のために、そのリン
グの嵌合面を鋼製スリーブと同様にショットブラストや
サンドブラストに粗面化することを試みたが、超硬合金
は非常に硬いため、エアー圧で微粒子を噴射衝突させる
これ等の方法では表面に研削に勝るような凹凸がつか
ず、そのため、必要な摩擦係数が得られる粗さの粗面化
は望めなかった。
また、ダイヤモンド砥石を用いたクロスハッチング処理
による粗面化では、研削よりも面粗さを粗くし得たが、
まだ、粗さが不充分であり、しかもこの方法は、この効
率が悪く、コスト面でも不利になる欠点があった。
そこで、粗面化処理の手法としてリキッドホーニングに
着目した。このリキッドホーニングは、液体の噴射圧を
利用して液体中に混ぜた硬質微粒子を非加工面に衝突さ
せるものであり、ショットブラストやサンドブラストと
違って大きな衝突力を得ることができる。そのため、こ
の方法によれば、硬質の超硬合金であっても、研削では
望めない粗さに低コストで困難なく粗面化処理すること
ができる。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明が粗面化処理しようとする超硬リングは、結合金
属含有比10〜30重量%の炭化タングステンを主成分
とした超硬合金で作られている。結合金属は少な過ぎる
とリングが割れ易くなるので含有比の下限を10重量%
にし、また多過ぎると合金の硬さが不足して圧延による
摩耗が著しくなるので上限を30重量%(実用面ではほ
ぼ26%)にしてある。
先に述べたリキッドホーニングでは、結合金属の量が少
なくより硬いこのような超硬合金でも楽に粗面化でき
る。また、スリップ防止の面では面粗さが粗い程望まし
いが、リキッドホーニングであればその要求にも応え得
るし、バネ鋼線のショットブラスト処理で知られるよう
に表面圧縮応力の残留による疲労強度の増強効果も得ら
れる。
ところが、上記組成の超硬合金から成る超硬リングは、
リキッドホーニングで粗面化処理すると結合金属と硬質
相の界面を主とする位置に微細なクラックが生じて全体
の強度低下を招くことがある。
リキッドホーニングによる粗面化でスリップ防止のめど
は立ったが、新たに生じたこのクラックの問題を無くさ
ないとリングが割れて圧延が止まるなどし、安全性の面
でも問題が出るため、高負荷圧延の実現は難しい。
そこで、本発明は、リキッドホーニングによる粗面化が
リングの割れの誘発因子とならないようにすることを目
的としている。
〔課題を解決するための手段〕
本発明では、鋼製本体との摩擦係数を高めるために超硬
リングの少なくとも内周嵌合面について行う粗面化処理
をリキッドホーニングによって行う。また、処理対象の
超硬リングは、先に述べた組成の超硬合金で作られてい
るので、リキッドホーニングによる処理面の面粗さを4
〜20S、より好ましくは4〜15Sの範囲に制限す
る。
〔作用〕
超硬リングは、鋼と比べると脆く、嵌合による引張り円
周応力に弱いが、リングの割れはリング素材の特性のみ
に起因するものではなく、リキッドホーニング処理で生
じる微細なクラックと残留圧縮応力が大きな発生因子に
なっていることを解明した。微細クラックが存在し、し
かも残留圧縮応力が過大になるとリング素材が鋼に比べ
て脆いため、ちょっとしたきっかけで残留圧縮応力が引
き金になってクラックが成長し、リングの割れが発生す
ると考えられる。
そこで、本発明ではクラック及び残留圧縮応力の過大化
対策として使用する合金の結合金属含有量の下限を10
重量%にし、かつ、表面処理の面粗さの上限を20Sに
止めた。スリップ防止の観点からは面粗さを20S以上
にした方が望ましいが、これでは、ホーニング液の噴射
圧、噴射時間等が過大になり過ぎて発明の目的が達成さ
れない。これに対し、材料の結合金属含有量を10重量
%以上、面粗さを20S以下に制限したものについて
は、殆どクラックが生じなかった。
なお、面粗さが4S以下では摩擦係数が不足して高負荷
圧延では超硬リングのスリップが起こる。
〔実施例〕
添付図面にこの発明の方法の実施例を示す。
第1図の圧延用ロールは、一端に押えフランジ2を設け
た鋼製本体1の胴部3上に、上述した組成の超硬合金か
ら成る超硬リング4を冷しばめして嵌合し、そのリング
の両面を、上記フランジ2とこれに対向して本体の他端
側にボルト5で止めた押えリング6とで両フランジのテ
ーパ押え面に半径方向内方への分力を生じさせて挾みつ
けたもので、超硬リング4の内周嵌合面7は、予め、リ
キッドホーニングによる硬質微粒子の噴射衝突によって
10〜15s程度の面粗さに処理してある。8は超硬リ
ング4に設けた圧延溝である。
一方、第2図の圧延用ロールは、本体1の一端側に設け
る押えフランジ2′を小径でテーパ面のないフランジと
し、また、他端側からの超硬リング4の押圧を、本体1
に螺着させるナット9で行なったもので、その他の構成
は第1図のロールと同じである。
また、第3図に示す圧延用ロールは、テーパ勾配をつけ
た本体の胴部3′上に、超硬リング4をすき間ばめした
後、胴部3′と超硬リング4の4〜20sに粗された内
周嵌合面7との間にテーパスリーブ10を圧入し、その
圧入により本体上に間接的に固定された超硬リング4
を、本体の一端側のフランジ2″と、他端側に螺着した
ナット9′とで挾みつけたものである。
なお、この発明の適用範囲は例示のロールに限定されな
い。超硬リングを冷しばめ、焼きばめ、テーパスリーブ
の圧入、油圧力を利用した拡径、軸方向圧力等によって
本体の胴部上に直接又は間接的に締りばめ嵌合する複合
ロールの全てに適用できる。
また、超硬リングの両端面や超硬リングとの間に摩擦力
を生じさせる本体側の嵌合面も、超硬リング4の面7と
同様にして4〜20sの粗さに処理しておいてもよい。
この場合、超硬リングの両端面はリキッドホーニングに
よる処理が必要であるが、その他の部分は処理対象が超
硬合金ではないので、通常のショットブラスト等による
粗面化も可能である。
下の表1は、この発明の効果の確認のために行なった嵌
合摩擦軸力の比較試験結果を表わしている。試験方法
は、第4図に示すように、孔径d=25mm、外径d
=49mmの20重量%バインダー超硬合金製スリーブA
を、SCM435(HRC35)の外径D=70mmの鋼
製リングBに表1の条件で嵌合させ、リングBを保持し
てスリーブAに矢印の軸力を加えた。試料No.1〜4ま
でが本発明の方法を用いている。
第5図はその実験で求められたしめ代と軸力及び摩擦係
数の関係をグラフ化して示している。この図と表1から
判るように、最小摩擦係数は、リキッドホーニングによ
る微粒子噴射の処理面の場合μLmin=0.48、研削に
よる処理表面の場合μGmin=0.27で、μLminはμGm
inの約1.8倍に向上している。
以下に、クラックの発生状況についての実験結果を記
す。この実験は超硬リングを構成する超硬合金の結合金
属含有量とリキッドホーニングによる処理面粗さを変え
て行った。その結果を表2に示す。
〔効果〕 以上述べたように、この発明では、リキッドホーニング
による硬質微量子の噴射衝突によって超硬リングの嵌合
面を粗面化処理し、この際の処理面の面粗さの下限を4
Sとすることにより高負荷圧延での超硬リングのスリッ
プの問題を無くし、また、リング材料の結合金属含有量
の下限を10重量%、面粗さの上限を20Sとすること
によりクラックと処理面に残留する圧縮応力に起因した
超硬リングの割れの問題を無くしたので、スリップと割
れの2つの問題によりこれまでは使用制限を受けていた
分野、即ち、大サイズ(例えば20〜40φ)の棒鋼圧
延、パイプ圧延、鋼線材の中間圧延、高硬度材の冷間圧
延等の高負荷圧延にも、圧延面が超硬合金から成るが故
に耐久性、経済性に優れる複合圧延ロールを使用して圧
延コストの低減等を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第3図は、いずれもこの発明の方法で作られ
た複合圧延用ロールを示す断面図、第4図は軸力の比較
試験を示す断面図、第5図はその実験の結果を示すグラ
フである。 1……鋼製本体、 2、2′、2″……フランジ、 3、3′……胴部、4……超硬リング、 5……ボルト、6……押えリング、 7……超硬リングの内周嵌合面、 8……圧延溝、9、9′……ナット、 10……テーパスリーブ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 百田 陽一 福岡県北九州市小倉北区大字許斐町1番地 住友金属工業株式会社小倉製鉄所内 (72)発明者 萩原 幸太郎 兵庫県伊丹市昆陽北1丁目1番1号 住友 電気工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 若槻 要規 兵庫県伊丹市昆陽北1丁目1番1号 住友 電気工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 内村 誠 兵庫県伊丹市昆陽北1丁目1番1号 住友 電気工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 岸 幸夫 兵庫県伊丹市昆陽北1丁目1番1号 住友 電気工業株式会社伊丹製作所内 (56)参考文献 特開 昭53−106654(JP,A) 特開 昭62−21406(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ロールの圧延面を構成する超硬リングが炭
    化タングステンを主成分とした超硬合金で形成される複
    合圧延用ロールの製造方法であって、上記超硬リングを
    構成する超硬合金の結合金属含有比を10〜30重量%
    にし、さらに、この超硬リングの少なくとも内周嵌合面
    をリキッドホーニングで4〜20sの面粗さに処理し、
    この処理面をもつ超硬リングを鋼製本体の外周に締りば
    め状態に嵌合させることを特徴とする複合圧延用ロール
    の製造方法。
JP61314554A 1986-12-27 1986-12-27 複合圧延用ロールの製造方法 Expired - Lifetime JPH0622723B2 (ja)

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IT1397688B1 (it) * 2009-12-16 2013-01-24 Eurolls S P A Rullo composto

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