JPH0639346B2

JPH0639346B2 - 圧延用スリーブ

Info

Publication number: JPH0639346B2
Application number: JP63108869A
Authority: JP
Inventors: 肇斎藤; 秀夫長島; 純一松下
Original assignee: 株式会社エス・ティー・ケー・セラミックス研究所; 東芝セラミックス株式会社
Priority date: 1988-04-29
Filing date: 1988-04-29
Publication date: 1994-05-25
Anticipated expiration: 2009-05-25
Also published as: JPH01278477A

Description

【発明の詳細な説明】 (1)発明の目的［産業上の利用分野］本発明は、圧延用スリーブに関し、特にホウ化チタンセ
ラミックス焼結体によって形成されておりステンレス
鋼，合金鋼あるいは軸受鋼などからなる被圧延材の圧延
加工に供される圧延用スリーブに関するものである。

［従来の技術］従来この種の圧延用スリーブとしては、アルミナAl₂O₃
などを焼結して形成されたものが提案されていた。

［解決すべき問題点］しかしながら従来の圧延用スリーブでは、気孔率を0.1
％未満とできても、抗折強度が250MPa程度と小さく、ま
た熱衝撃抵抗も280℃程度と小さく、更には熱伝導率が3
0W/mK程度と小さいので、脆弱で圧延時に熱が蓄積し易
く、長寿命とできない欠点があった。

そのため圧延用スリーブを窒化珪素Si₃N₄を焼結して形
成することが提案されるようになってきたが、この場
合、アルミナAl₂O₃などを焼結して形成するときに比
し、抗折強度および熱衝撃抵抗を改善し得ても、硬度お
よび熱伝導率が悪化していたので、依然として脆弱で圧
延時に熱が蓄積し易く、長寿命とできない欠点があっ
た。

そこで本発明は、これらの欠点を解決すべく、ホウ化チ
タンセラミックス焼結体によって形成することにより気
孔率に加え抗折強度，熱衝撃抵抗，硬度および熱伝導率
などを改善し長寿命化してなる圧延用スリーブを提供せ
んとするものである。

(2)発明の構成［問題点の解決手段］本発明により提供される問題点の解決手段は、「貫通孔の一端開口部から他端開口部に向けて挿通せし
めることにより線材を圧延加工してなる圧延用スリーブ
において、遷移金属であるクロム、ニッケル、モリブデ
ンから選ばれた少なくとも一種の金属のホウ化物と炭化
チタンとの混合固溶したマトリックス層がホウ化チタン
粒子の間に配置され、かつ５％以下の気孔率を有したホ
ウ化チタンセラミックス焼結体によって形成されてなる
ことを特徴とする圧延用スリーブ」である。

［作用］本発明にかかる圧延用スリーブは、遷移金属であるクロ
ム、ニッケル、モリブデンから選ばれた少なくとも１種
の金属のホウ化物と炭化チタンとの混合固溶したマトリ
ックス層がホウ化チタン粒子の間に配置され、かつ５％
以下の気孔率を有したホウ化チタンセラミックス焼結体
によって形成されているので、抗折強度，熱衝撃抵抗，
硬度および熱伝導率などを改善し長寿命化する作用をな
す。

［実施例］次に本発明について、添付図面を参照しつつ具体的に説
明する。

第１図は、本発明にかかる圧延用スリーブの一実施例を
示す断面図である。

第２図は、第１図実施例の拡大断面図である。

第３図は、第１図実施例の研磨処理した表面の組織を示
す光学顕微鏡写真であって、実施例18の場合を示してい
る。

第４図は、第１図実施例の破断面の組織を示す走査型電
電顕微鏡写真であって、実施例18の場合を示している。

第５図は、第１図実施例のエッチング処理した表面の組
織を示す光学顕微鏡写真であって、実施例18の場合を示
している。

第６図は、第１図実施例のエッチング処理した表面の組
織を示す走査型電子顕微鏡写真であって、実施例18の場
合を示している。

第７図は、第１図実施例の研磨処理した表面の組織を示
す走査型電子顕微鏡写真であって、実施例18の場合を示
しており、研磨処理時の粒子の脱落部分が黒色で示され
ている。

第８図は、第７図の模式図であって、研磨処理時の粒子
の脱落部分が黒色で示されている。

第９図は、第１図実施例の研磨処理した表面の組織のEP
MA分析すなわち電子プローブ微小分析の結果を示すＸ線
強度分布図であって、第８図の直線にそって実行された
場合を示している。

第10図(a)は、第１図実施例の研磨処理した表面の組織
のEPMA分析すなわち電子プローブ微小分析の結果を示す
Ｘ線強度分布写真であって、第７図および第８図のほぼ
全体について実行された場合を示しており、クロムに対
する部分が黒色で示されている。

第10図(b)は、第１図実施例の研磨処理した表面の組織
のEPMA分析すなわち電子プローブ微小分析の結果を示す
Ｘ線強度分布写真であって、第７図および第８図のほぼ
全体について実行された場合を示しており、チタンに対
応する部分が黒色で示されている。

第10図(c)は、第10図(a)(b)を重ね合わせて作成した模
写図であって、クロムが破線で示され、かつチタンが実
線で示されている。

第11図は、第１図実施例のＸ線回折分析の結果を示すグ
ラフ図であって、実施例１の場合を示しており、横軸に
Ｘ線の回折角度がとられかつ縦軸にＸ線の回折強度がと
られている。

第12図は、比較例１として示した圧延用スリーブの破断
面の組織を示す走査型電子顕微鏡写真である。

まず本発明にかかる圧延用スリーブについて、その構成
および作用を詳述する。10 は、ホウ化チタンセラミックス焼結体によって形成さ
れた本発明の圧延用スリーブで、一端開口部11aが拡張
され、かつ断面が円形の貫通孔11が形成されている。貫
通孔11は、一端開口部11aから他端開口部11bに向けて被
圧延線材（図示せず）を挿通することによって圧延加工
すなわち縮径加工するために供される。

圧延用スリーブ10は、その組織内に、ホウ化チタンTiB₂
粒子20と、ホウ化チタンTiB₂粒子20を結合するための網
目状の結合層30とを包有している。

ホウ化チタンTiB₂粒子20は、平均粒径が0.5〜10μｍで
かつ最大粒径が12μｍであり、特に平均粒径が0.5〜３
μｍでかつ最大粒径が６μｍであれば好ましい。ここで
ホウ化チタンTiB₂粒子20の平均粒径を0.5〜10μｍとす
る根拠は、(i)平均粒径が0.5μｍ未満となれば、ホウ化
チタンTiB₂粒子20の表面酸化が顕著化し、かつホウ化チ
タンTiB₂粒子20間の凝集が顕著となって、本発明のホウ
化チタンセラミックス焼結体すなわち圧延用スリーブ10
の焼結を著しく阻害することとなり、また(ii)平均粒径
が10μｍを超えれば、焼結の駆動力が小さくなって、本
発明の圧延用スリーブ10を緻密化せしめることが困難化
し、ホウ化チタンTiB₂粒子20に既存の亀裂が拡大され本
発明の圧延用スリーブ10の強度を低下せしめることにあ
る。加えてホウ化チタンTiB₂粒子20の最大粒径が12μｍ
とされている根拠は、最大粒径が12μｍを超えれば、本
発明の圧延用スリーブ10中に粗大粒子として存在するこ
ととなり、本発明の圧延用スリーブ10の高密度化ないし
高強度化などを阻害することにある。

ホウ化チタンTiB₂粒子20の粒界近傍には、ホウ化チタン
TiB₂と後述の金属Ｍのホウ化物MB、MB₂あるいはM₃Bなど
との混合固溶相からなる粒界相21が形成されている。こ
れによりホウ化チタンTiB₂粒子20と結合層30との間の結
合力が、十分の大きさとされており、結果的に本発明の
圧延用スリーブ10の強度などを確保している。

結合層30は、クロムCr，ニッケルNi，モリブデンMoの遷
移金属から選ばれた少なくとも１種の金属Ｍ（以下、同
様）とホウ化チタンTiB₂と炭素Ｃとの間の TiB₂＋２Ｍ＋Ｃ→２ＭＢ＋TiC あるいは TiB₂＋Ｍ＋Ｃ→ＭＢ_２＋TiC あるいは TiB₂＋６Ｍ＋Ｃ→２Ｍ_３Ｂ＋TiC などの反応によって生成されたホウ化金属すなわち金属
Ｍのホウ化物MB、MB₂あるいはM₃Bなどと炭化チタンTiCと
が混合固溶したマトリックス層であって、空孔が十分に
除去されている。これによりホウ化チタンTiB₂粒子20間
の結合力が、十分の大きさとされており、また圧延用ス
リーブ10の気孔率（すなわち空孔体積を全体積で除した
値）が５％以下となっているので、結果的に本発明の圧
延用スリーブ10の密度および強度などが確保されてい
る。ここで結合層すなわちマトリックス層30から空孔が
実質的に除去されている根拠は、金属Ｍのホウ化物すな
わちホウ化金属MB、MB₂あるいはM₃Bなどの粒径と炭化チ
タンTiCの粒径とがほぼ一致しており、互いに均質に混
合固溶していることにある。

更に本発明にかかる圧延用スリーブの一実施例につい
て、その製造要領を説明する。

第１工程において、ホウ化チタンTiB₂粉末と金属Ｍ粉末
および炭素Ｃ粉末とを適宜の配合比で互いに配合するこ
とにより、セラミックス配合物を作成する。

すなわち(i)平均粒径が0.5〜８μｍ（好ましくは0.5〜
３μｍ）で最大粒径が12μｍ（好ましくは６μｍ）であ
り純度が99重量％以上のホウ化チタンTiB₂と、(ii)平均
粒径が１〜５μｍ（好ましくは１〜３μｍ）で最大粒径
が12μｍ（好ましくは６μｍ）の金属Ｍと、(iii)比表
面積が50〜150m²／ｇ（好ましくは80〜150m²／ｇ）で純
度が99.9重量％以上であり平均粒径が10〜100nm（好ま
しくは10〜50nm）で最大粒径が150nm（好ましくは100n
m）の炭素（たとえばカーボンブラックなど）Ｃとを、
互いに配合し、セラミックス配合物を作成する。セラミ
ックス配合物においては、金属Ｍおよび炭素Ｃの混合物
0.1〜89重量％（特に2.5〜25.0重量％であれば好まし
い）に対しホウ化チタンTiB₂が11〜99.9重量％（特に7
5.0〜97.5重量％であれば好ましい）だけ配合されてい
る。また金属Ｍと炭素Ｃとの配合比は、重量比で７：0.
1〜10（特に７：0.2〜５であれば好ましい）である。

ここでホウ化チタンTiB₂の純度が99重量％以上とされて
いる根拠は、焼結時に不純物が悪影響を及ぼすことを回
避することにある。

金属Ｍの平均粒径が１〜５μｍとされている根拠は、
(i)平均粒径が１μｍ未満となれば、金属Ｍ粒子の表面
酸化が顕著化し、かつ金属Ｍ粒子間の凝集もしくは金属
Ｍ粒子とホウ化チタンTiB₂粒子あるいは炭素Ｃ粒子との
間の凝集が顕著となって、本発明の圧延用スリーブ10の
焼結を著しく阻害することとなり、また(ii)平均粒径が
５μｍを超えれば、本発明の圧延用スリーブ10のマトリ
ックス層30あるいはホウ化チタンTiB₂粒子20の粒界近傍
に形成された粒界相21中に粗大粒子となって存在し、本
発明の圧延用スリーブ10の強度などを低下せしめること
となることにある。金属Ｍの最大粒径が12μｍとされて
いる根拠は、最大粒径が12μｍを超えれば、金属Ｍ粒子
に既存の亀裂が拡大され、本発明の圧延用スリーブ10の
強度などを低下せしめることにある。

また炭素Ｃの平均粒径が10〜100nmとされている根拠
は、(i)平均粒径が10nm未満となれば、炭素Ｃ粒子の表
面酸化が顕著化し、かつ炭素Ｃ粒子間の凝集が顕著とな
って、本発明の圧延用スリーブ10の焼結を著しく阻害す
ることとなり、また(ii)平均粒径が100nmを超えれば、
マトリックス層30中に粗大粒子として存在することとな
って、本発明の圧延用スリーブ10の強度を低下せしめる
ことにある。炭素Ｃの最大粒径が150nmとされている根
拠は、最大粒径が150nmを超えれば、炭素Ｃ粒子に既存
の亀裂あるいはホウ化チタンTiB₂との間の反応によって
生じた炭化チタンTiC粒子に既存の亀裂が拡大され、本
発明の圧延用スリーブ10の強度などを低下せしめること
にある。

更に炭素Ｃの比表面積が50〜150m²／ｇとされている根
拠は、(i)比表面積が50m²／ｇ未満となれば、炭素Ｃ粒
子が大き過ぎることとなってホウ化チタンTiB₂との間の
反応が短時間で進行できないこととなり、また(ii)比表
面積が150m²／ｇを超えれば、炭素Ｃ粒子が互いに凝集
することとなってホウ化チタンTiB₂および金属Ｍとの混
合ができなくなることにある。

第２工程において、セラミックス配合物を、適宜の混合
機によって均質に混合し、セラミックス混合物を作成す
る。

第３工程において、セラミックス混合物を、バインダ
（たとえばポリビニルアルコール）とともに適宜の金型
に収容したのち、適宜の圧力（たとえば100〜800kg/cm²
の圧力）を印加して一軸加圧し、セラミックス圧粉体を
作成する。

第４工程において、セラミックス圧粉体を、適宜の圧力
（たとえば800〜3500kg/cm²の圧力）を印加してCIP処理
すなわち常温静水圧圧縮成形処理を施し、セラミックス
成形体とする。

第５工程において、セラミックス成形体を、真空雰囲気
（10^-3Torr以下の気圧であることが好ましい），アルゴ
ン雰囲気あるいは水素ガス雰囲気などの非酸化性雰囲気
（すなわち中性ないし還元性の雰囲気）中において無加
圧状態もしくは加圧状態（100〜500kg/cm²の圧力を印
加）で1500〜2000℃（好ましくは1700〜1900℃）の温度
により適宜の時間をかけて焼結し、セラミックス焼結体
とする。ここで非酸化性雰囲気とされる根拠は、チタン
Ti，ホウ素Ｂ，金属Ｍもしくは炭素Ｃが酸化されないよ
うにすることにある。

第６工程において、セラミックス焼結体の貫通孔11の内
面を所望の精度で研磨処理し、圧延用スリーブ10とす
る。

以上により、本発明にかかる圧延用スリーブ10が製造さ
れる。

加えて本発明にかかる圧延用スリーブの一実施例につい
て、一層の理解を図るために、具体的な数値などを挙げ
て説明する。

（実施例１〜７）平均粒径が１μｍであるクロムCrと、比表面積が135m²
／ｇで純度が９９重量％であるカーボンブラックＣとの
混合比を変えて作成した混合物2.5重量％に対し、平均
粒径が３μｍでかつ最大粒径が６μｍであり純度が99重
量％であるホウ化チタンTiB₂を97.5重量％だけ配合して
作成したセラミックス配合物100部を、プラスチック容
器中にウレタンボールおよび300部のエチレンアルコー
ルとともに収容せしめ、24時間かけて湿式混合し、これ
によりセラミックス混合物を作成した。

セラミックス混合物は、60℃の温度に10時間保持して十
分に乾燥した。そののちセラミックス混合物100部は、
バインダとしてのポリビニルアルコール２部とともに適
宜の金型に収容し、300kg/cm²の圧力を印加して一軸加
圧することにより、セラミックス圧粉体とした。

セラミックス圧粉体は、3000kg/cm²の圧力を印加してCI
P処理すなわち常温静水圧圧縮成形処理を施すことによ
り、セラミックス成形体とした。

セラミックス成形体は、無加圧状態のアルゴン雰囲気中
において15℃／分の昇温速度で1900℃の温度まで加熱
し、かつ1900℃の温度に１時間にわたり維持することに
より、セラミックス焼結体とした。

セラミックス焼結体は、その貫通孔11の内面を所望の精
度まで研磨処理し、圧延用スリーブ10とした。

圧延用スリーブ10は、その長さＬが30mmとされ、かつ外
径Ｄが30mmとされていた。貫通孔11は、一端開口部11a
の長さが10mmとされており、一端開口部11aの開口端
の内径d₁が10mmとされ、かつ他端開口部11bの開口端の
内径d₂が、5.5mmとされていた。

圧延用スリーブ10の気孔率，抗折強度，熱衝撃抵抗，ビ
ッカース硬度および熱伝導率を測定したところ、それぞ
れ第１表に示すとおりであった。

圧延用スリーブ10によって直径が10mmで１本あたり1.15
トンの18-8ステンレス鋼からなる被圧延線材（図示せ
ず）を、直径が5.5mmとなるよう圧延加工すなわち縮径
加工した。このときの圧延速度すなわち被圧延線材の牽
引速度は、平均75ｍ／秒でかつ最大85ｍ／秒であった。
圧延用スリーブ10によって、第１表に示した耐用寿命に
相当する被圧延線材を圧延加工でき、しかも圧延加工さ
れた圧延加工済線材には損傷が視認できず歪もなかっ
た。

（実施例８〜14）クロムCrとカーボンブラックＣとの混合物5.0重量％に
対し、ホウ化チタンTiB₂を95.0重量％だけ配合したこと
を除き、それぞれ実施例１〜７を反復した。

また圧延用スリーブ10の耐用寿命を実施例１〜７と同様
にして測定したところ、第１表に示すとおりであった。

（実施例15〜21）クロムCrとカーボンブラックＣとの混合物7.5重量％に
対し、ホウ化チタンTiB₂を92.5重量％だけ配合したこと
を除き、それぞれ実施例１〜７を反復した。

圧延用スリーブ10は、たとえば実施例18の場合（以下同
様）について研磨処理した表面を光学顕微鏡で写真観察
したところ、第３図に示すとおりであった。すなわちホ
ウ化チタン粒子20の脱落により生じた陥凹部が散点状に
配置されており、また結合層30が空孔を有さず緻密であ
ることが判明した。

圧延用スリーブ10は、適度の力を作用せしめて破断し、
その破断面を走査型電子顕微鏡で写真観察したところ、
第４図に示すとおりであった。すなわちホウ化チタンTi
B₂粒子20において粒内破壊が生じており、ホウ化チタン
TiB₂粒子20が結合層30によって強固に結合されているこ
とが判明した。結合層30は、Ｘ線回折分析およびEPMA分
析により、ホウ化チタンTiB₂とクロムCrとカーボンブラ
ックＣとの間の反応 TiB₂+2Cr+C→2CrB+TiC によって生じたホウ化クロムCrBおよび炭化チタンTiCの
混合固溶したマトリックス層（第５図〜第11図参照）で
あることが判明した。

圧延用スリーブ10は、60℃に加温された王水に３分間浸
漬することによってその表面をエッチング処理したの
ち、光学顕微鏡によって写真観察したところ、第５図に
示すとおりであった。すなわちエッチング処理によりホ
ウ化チタンTiB₂粒子20が脱落して生じた陥凹部を測定す
ることにより、ホウ化チタンTiB₂粒子20の平均粒径が２
〜４μｍに止まっていることが判明した。換言すればホ
ウ化チタンTiB₂粒子20は、当初に比しほとんど成長して
いないことが判明した。これはクロムCrおよびカーボン
ブラックＣが、焼結に際し TiB₂+2Cr+C→2CrB+TiC の反応を生じており、ホウ化チタンTiB₂粒子20の成長が
抑制されているためである。またホウ化チタンTiB₂粒子
20の粒界近傍には、Ｘ線回折分析およびEPMA分析によ
り、ホウ化チタンTiB₂とホウ化クロムCrBとの混合固溶
相からなる粒界相が形成されていることも判明した（第
７図〜第11図参照）。

加えてスリーブ10の気孔率，抗折強度，熱衝撃抵抗，ビ
ッカース硬度および熱伝導率を測定したところ、それぞ
れ第１表に示すとおりであった。

（実施例22〜28）クロムCrとカーボンブラックＣとの混合物10.0重量％に
対し、ホウ化チタンTiB₂を90.0重量％だけ配合したこと
を除き、それぞれ実施例１〜７を反復した。

（実施例29〜35）クロムCrとカーボンブラックＣとの混合物12.5重量％に
対し、ホウ化チタンTiB₂を87.5重量％だけ配合したこと
を除き、それぞれ実施例１〜７を反復した。

（実施例36〜42）クロムCrとカーボンブラックＣとの混合物15.0重量％に
対し、ホウ化チタンTiB₂を85.0重量％だけ配合したこと
を除き、それぞれ実施例１〜７を反復した。

（実施例43〜49）クロムCrとカーボンブラックＣとの混合物17.5重量％に
対し、ホウ化チタンTiB₂を82.5重量％だけ配合したこと
を除き、それぞれ実施例１〜７を反復した。

（実施例50〜56）クロムCrとカーボンブラックＣとの混合物20.0重量％に
対し、ホウ化チタンTiB₂を80.0重量％だけ配合したこと
を除き、それぞれ実施例１〜７を反復した。

（実施例57〜63）クロムCrとカーボンブラックＣとの混合物22.5重量％に
対し、ホウ化チタンTiB₂を77.5重量％だけ配合したこと
を除き、それぞれ実施例１〜７を反復した。

（実施例64〜70）クロムCrとカーボンブラックＣとの混合物25.0重量％に
対し、ホウ化チタンTiB₂を75.0重量％だけ配合したこと
を除き、それぞれ実施例１〜７を反復した。

（実施例71〜77）クロムCrとカーボンブラックＣとの混合物7.5重量％に
対してホウ化チタンTiB₂を92.5重量％だけ配合し、かつ
焼結温度を1500℃としたことを除き、それぞれ実施例１
〜７を反復した。

圧延用スリーブ10の気孔率，抗折強度，熱衝撃抵抗，ビ
ッカース硬度および熱伝導率を測定したところ、それぞ
れ第２表に示すとおりであった。

また圧延用スリーブ10の耐用寿命を実施例１〜７と同様
にして測定したところ、第２表に示すとおりであった。

（実施例78〜84）焼結温度を1600℃としたことを除き、それぞれ実施例71
〜77を反復した。

（実施例85〜91）焼結温度を1700℃としたことを除き、それぞれ実施例71
〜77を反復した。

（実施例92〜98）焼結温度を1800℃としたことを除き、それぞれ実施例71
〜77を反復した。

（実施例99〜105）焼結温度を1900℃としたことを除き、それぞれ実施例71
〜77を反復した。

（比較例１）セラミックス配合物からクロムCrおよびカーボンブラッ
クＣを除去したことを除き、実施例１〜７を反復した。

すなわち平均粒径が３μｍで最大粒径が６μｍであり純
度が99重量％のホウ化チタンTiB₂100部を、バインダと
してのポリビニルアルコール２部とともに適宜の金型に
収容し、300kg/cm²の圧力を印加して一軸加圧すること
により、セラミックス圧粉体を作成した。

セラミックス圧粉体は、300kg/cm²の圧力を印加してCIP
処理すなわち常温静水圧圧縮成形処理を施すことによ
り、セラミックス成形体とした。

圧延用スリーブは、その貫通孔11の内面を所望の精度ま
で研磨処理し、圧延用スリーブとした。

圧延用スリーブは、適度の力を作用せしめて破断し、そ
の破断面を走査型電子顕微鏡で写真観察したところ第12
図に示すとおりであった。すなわちホウ化チタンTiB₂粒
子の粒界破壊が支配的に生じており、ホウ化チタンTiB₂
粒子間の結合があまり強固でないことが判明した。

加えて圧延用スリーブの気孔率，抗折強度，熱衝撃抵
抗，ビッカース硬度および熱伝導率を測定したところ、
それぞれ第１表に示すとおりであった。

また圧延用スリーブの耐用寿命を実施例１〜７と同様に
して測定したところ、第１表に示すとおりであった。

（比較例２）セラミックス配合物からカーボンブラックＣを除去した
ことを除き、実施例１〜７を反復した。

圧延用スリーブの気孔率，抗折強度，熱衝撃抵抗，ビッ
カース硬度および熱伝導率を測定したところ、それぞれ
第１表に示すとおりであった。

（比較例３）セラミックス配合物からカーボンブラックＣを除去した
ことを除き、実施例８〜14を反復した。

（比較例４）セラミックス配合物からカーボンブラックＣを除去した
ことを除き、実施例15〜21を反復した。

（比較例５）セラミックス配合物からカーボンブラックＣを除去した
ことを除き、実施例22〜28を反復した。

（比較例６）セラミックス配合物からカーボンブラックＣを除去した
ことを除き、実施例29〜35を反復した。

（比較例７）セラミックス配合物からカーボンブラックＣを除去した
ことを除き、実施例36〜42を反復した。

（比較例８）セラミックス配合物からカーボンブラックＣを除去した
ことを除き、実施例43〜49を反復した。

（比較例９）セラミックス配合物からカーボンブラックＣを除去した
ことを除き、実施例50〜56を反復した。

（比較例10）セラミックス配合物からカーボンブラックＣを除去した
ことを除き、実施例57〜63を反復した。

（比較例11）セラミックス配合物からカーボンブラックＣを除去した
ことを除き、実施例64〜70を反復した。

（比較例12）セラミックス配合物からクロムCrおよびカーボンブラッ
クＣを除去したことを除き、実施例71〜77を反復した。

圧延用スリーブの気孔率，抗折強度，熱衝撃抵抗，ビッ
カース硬度および熱伝導率を測定したところ、それぞれ
第２表に示すとおりであった。

また圧延用スリーブの耐用寿命を実施例１〜７と同様に
して測定したところ、第２表に示すとおりであった。

（比較例13）セラミックス配合物からクロムCrおよびカーボンブラッ
クＣを除去したことを除き、実施例78〜84を反復した。

（比較例14）セラミックス配合物からクロムCrおよびカーボンブラッ
クＣを除去したことを除き、実施例85〜91を反復した。

（比較例15）セラミックス配合物からクロムCrおよびカーボンブラッ
クＣを除去したことを除き、実施例92〜98を反復した。

（比較例16）セラミックス配合物からクロムCrおよびカーボンブラッ
クＣを除去したことを除き、実施例99〜105を反復し
た。

（比較例17）セラミックス配合物からカーボンブラックＣを除去した
ことを除き、実施例71〜77を反復した。

（比較例18）セラミックス配合物からカーボンブラックＣを除去した
ことを除き、実施例78〜84を反復した。

（比較例19）セラミックス配合物からカーボンブラックＣを除去した
ことを除き、実施例85〜91を反復した。

（比較例20）セラミックス配合物からカーボンブラックＣを除去した
ことを除き、実施例92〜98を反復した。

（比較例21）セラミックス配合物からカーボンブラックＣを除去した
ことを除き、実施例99〜105を反復した。

（比較例22）セラミックス配合物が窒化珪素Si₃N₄とされたことを除
き、上述の比較例１が反復された。

圧延用スリーブの気孔率，抗折強度，熱衝撃抵抗，ビッ
カース硬度および熱伝導率を測定したところ、それぞれ
第３表に示すとおりであった。

また圧延用スリーブの耐用寿命は、約１トンであって、
１本目の被圧延線材を圧延加工すなわち縮径加工し終え
るに際して破壊されていた（第３表参照）。

（比較例23）セラミックス配合物がアルミナAl₂O₃とされたことを除
き、上述の比較例１が反復された。

上述した実施例１〜105および比較例１〜23を比較すれ
ば明らかなように、本発明によれば、ホウ化チタンセラ
ミックス焼結体によって圧延用スリーブを形成すること
により、その寿命を大幅に拡張できる。

なお、実施例ではいずれも遷移金属としてクロムを用い
た場合を列記したが、他のニッケル、モリブデンについ
ても同様の効果があった。

(3)発明の効果上述より明らかなように本発明にかかる圧延用スリーブ
は、貫通孔の一端開口部から他端開口部に向けて挿通せ
しめることにより線材を圧延加工してなる圧延用スリー
ブであって、特に遷移金属であるクロム、ニッケル、モリブデンから選ば
れた少なくとも１種の金属ホウ化物と炭化チタンとの混
合固溶したマトリックス層がホウ化チタン粒子の間に配
置され、かつ５％未満の気孔率を有したホウ化チタンセ
ラミックス焼結体によって形成されてなるので、 (i)ホウ化チタンTiB₂粒子間のマトリックス層に空孔が
発生することを十分に抑制できる効果を有し、ひいては (ii)抗折強度，熱衝撃抵抗，硬度および熱伝導率などを
改善できる効果を有し、結果的に (iii)長寿命化できる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる圧延用スリーブの一実施例を示
す断面図、第２図は第１図一実施例の拡大断面図、第３
図は第１図実施例の研磨処理した表面の組織を示す光学
顕微鏡写真、第４図は第１図実施例の破断面の組織を示
す走査型電子顕微鏡写真、第５図は第１図実施例のエッ
チング処理した表面の組織を示す光学顕微鏡写真、第６
図は第１図実施例のエッチング処理した表面の組織を示
す走査型電子顕微鏡写真、第７図は第１図実施例の研磨
処理した表面の組織を示す走査型電子顕微鏡写真、第８
図は第７図の模写図、第９図は第１図実施例の研磨処理
した表面の組織のEPMA分析すなわち電子プローブ微小分
析の結果を示すＸ線強度分布図、第10図(a)は第１図実
施例の研磨処理した表面の組織のEPMA分析すなわち電子
プローブ微小分析の結果を示すＸ線強度分布写真、第10
図(b)は第１図実施例の研磨処理した表面の組織のEPMA
分析すなわち電子プローブ微小分析の結果を示すＸ線強
度分布写真、第10図(c)は第10図(a)(b)を重ね合わせて
作成した模写図、第11図は第１図実施例のＸ線回折分析
の結果を示すグラフ図、第12図は比較例１として示した
圧延用スリーブの破断面の組織を示す走査型電子顕微鏡
写真である。10 ……圧延用スリーブ 11……貫通孔 11a……一端開口部 11b……他端開口部 20……ホウ化チタン粒子 21……粒界相 30……マトリックス層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松下純一愛知県名古屋市港区築三町１丁目11番地株式会社エス・ティー・ケー・セラミックス研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】貫通孔の一端開口部から他端開口部に向け
て挿通せしめることにより線材を圧延加工してなる圧延
用スリーブにおいて、遷移金属であるクロム、ニッケ
ル、モリブデンから選ばれた少なくとも一種の金属のホ
ウ化物と炭化チタンとの混合固溶したマトリックス層が
ホウ化チタン粒子の間に配置され、かつ５％以下の気孔
率を有したホウ化チタンセラミックス焼結体によって形
成されてなることを特徴とする圧延用スリーブ。