JPH07179945A - 圧延用カリバーロール - Google Patents
圧延用カリバーロールInfo
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- JPH07179945A JPH07179945A JP32408093A JP32408093A JPH07179945A JP H07179945 A JPH07179945 A JP H07179945A JP 32408093 A JP32408093 A JP 32408093A JP 32408093 A JP32408093 A JP 32408093A JP H07179945 A JPH07179945 A JP H07179945A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐摩耗性及び耐クラック性に優れたハイス系
材料からなる圧延用カリバーロールを提供する。 【構成】 カリバー部がハイス材層からなる圧延用カリ
バーロールのカリバー形状に沿ったカリバー表層部のみ
を焼入れ硬化することにより、カリバー表層部の硬さを
Ｈｓ６５以上でかつハイス材層の最内部の硬さよりＨｓ
１０以上硬くすると共に、カリバー表面に圧縮残留応力
を付与した。
材料からなる圧延用カリバーロールを提供する。 【構成】 カリバー部がハイス材層からなる圧延用カリ
バーロールのカリバー形状に沿ったカリバー表層部のみ
を焼入れ硬化することにより、カリバー表層部の硬さを
Ｈｓ６５以上でかつハイス材層の最内部の硬さよりＨｓ
１０以上硬くすると共に、カリバー表面に圧縮残留応力
を付与した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、カリバー部がハイス材
層からなる耐摩耗性及び耐クラック性に優れた圧延用カ
リバーロールに関するものである。
層からなる耐摩耗性及び耐クラック性に優れた圧延用カ
リバーロールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】形鋼、棒鋼、線材、パイプ等の圧延に使
用される圧延用カリバーロールは、圧延製品の寸法・形
状精度の向上、ロール組み替え頻度の低減、ロール原単
位の低減等のため、特に圧延材と直接接触するカリバー
部に耐摩耗性が要求される。
用される圧延用カリバーロールは、圧延製品の寸法・形
状精度の向上、ロール組み替え頻度の低減、ロール原単
位の低減等のため、特に圧延材と直接接触するカリバー
部に耐摩耗性が要求される。
【０００３】従来から圧延用カリバーロールとして、鋳
鋼、アダマイト、鋳鉄ロールが広く用いられているが、
カリバー部の耐摩耗性をさらに改善するために、カリバ
ー部をハイス系材料により形成する提案がなされている
（例えば、特開平３−２５４３０４号参照）。
鋼、アダマイト、鋳鉄ロールが広く用いられているが、
カリバー部の耐摩耗性をさらに改善するために、カリバ
ー部をハイス系材料により形成する提案がなされている
（例えば、特開平３−２５４３０４号参照）。
【０００４】図１にハイス材層からなる圧延用カリバー
ロールの構造を示す。図１において、１はハイス材層で
あり表面にカリバー（図示せず）が形成される、２は内
層であり、ハイス材層１と異なる材質からなる。図１
（ａ）はハイス材層１のみからなる単体中実ロール、図
１（ｂ）はハイス材層１と内層２とからなる複合中実ロ
ール、図１（ｃ）はハイス材層１のみからなる単体スリ
ーブロール、図１（ｄ）はハイス材層１と内層２とから
なる複合スリーブロールである。単体中実ロールは静置
鋳造法、複合中実ロールは遠心鋳造法あるいは連続鋳か
け肉盛法、単体スリーブロールは静置鋳造法、遠心鋳造
法、ＨＩＰ（熱間等方圧加圧）法などの焼結法、複合ス
リーブロールは遠心鋳造法、連続鋳かけ肉盛法、ＨＩＰ
法などの焼結法により製造される。他に、カリバー部に
ハイス材を溶射肉盛あるいは溶接する方法もある。
ロールの構造を示す。図１において、１はハイス材層で
あり表面にカリバー（図示せず）が形成される、２は内
層であり、ハイス材層１と異なる材質からなる。図１
（ａ）はハイス材層１のみからなる単体中実ロール、図
１（ｂ）はハイス材層１と内層２とからなる複合中実ロ
ール、図１（ｃ）はハイス材層１のみからなる単体スリ
ーブロール、図１（ｄ）はハイス材層１と内層２とから
なる複合スリーブロールである。単体中実ロールは静置
鋳造法、複合中実ロールは遠心鋳造法あるいは連続鋳か
け肉盛法、単体スリーブロールは静置鋳造法、遠心鋳造
法、ＨＩＰ（熱間等方圧加圧）法などの焼結法、複合ス
リーブロールは遠心鋳造法、連続鋳かけ肉盛法、ＨＩＰ
法などの焼結法により製造される。他に、カリバー部に
ハイス材を溶射肉盛あるいは溶接する方法もある。
【０００５】上記のようなハイス系ロールの熱処理とし
ては、通常ロール全体あるいはハイス材層全体を焼入硬
化させる方法がとられている。
ては、通常ロール全体あるいはハイス材層全体を焼入硬
化させる方法がとられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図１（ｂ）、（ｄ）の
ような複合構造の圧延用カリバーロールにおいては、焼
入れ及び焼戻しのとき、ハイス材層の変態膨張によりロ
ール半径方向に引張応力が作用し、半径方向の応力成分
をもつ位置のカリバー表面に引張残留応力が作用するこ
とがある。このような状態で圧延に用いると、さらに熱
応力と圧延応力の加わった引張応力が作用し、カリバー
表面にクラックが発生するという問題がある。
ような複合構造の圧延用カリバーロールにおいては、焼
入れ及び焼戻しのとき、ハイス材層の変態膨張によりロ
ール半径方向に引張応力が作用し、半径方向の応力成分
をもつ位置のカリバー表面に引張残留応力が作用するこ
とがある。このような状態で圧延に用いると、さらに熱
応力と圧延応力の加わった引張応力が作用し、カリバー
表面にクラックが発生するという問題がある。
【０００７】図１（ａ）、（ｃ）のような単体構造の圧
延用カリバーロールにおいては、ロール全体を焼入れ硬
化させると、ロール全体が変態膨張するためロール表面
の残留応力は小さい値となり、残留応力を制御してロー
ルの耐クラック性を積極的に向上させることはできな
い。
延用カリバーロールにおいては、ロール全体を焼入れ硬
化させると、ロール全体が変態膨張するためロール表面
の残留応力は小さい値となり、残留応力を制御してロー
ルの耐クラック性を積極的に向上させることはできな
い。
【０００８】圧延時にロールのカリバー部にクラックが
発生すると、フランジ部の欠損やロールの割れ、剥離が
発生し、圧延に支障をきたしたり、ロールを廃棄しなけ
ればならないことがある。
発生すると、フランジ部の欠損やロールの割れ、剥離が
発生し、圧延に支障をきたしたり、ロールを廃棄しなけ
ればならないことがある。
【０００９】したがって、本発明の目的は、カリバー部
にクラックが発生しにくくかつ耐摩耗性に優れたハイス
材層からなる圧延用カリバーロールを提供することであ
る。
にクラックが発生しにくくかつ耐摩耗性に優れたハイス
材層からなる圧延用カリバーロールを提供することであ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題に鑑み鋭意研究
の結果、本発明者は、ハイス材層からなる圧延用カリバ
ーロールに発生するクラックはカリバー表面部に圧縮残
留応力が作用していないことが要因であることを突きと
め、これを解消するため圧延用カリバーロールを耐摩耗
性に優れたハイス系材質で形成すると共に、耐クラック
性を改善するためカリバー表面に圧縮残留応力を付与す
ることを見出した。
の結果、本発明者は、ハイス材層からなる圧延用カリバ
ーロールに発生するクラックはカリバー表面部に圧縮残
留応力が作用していないことが要因であることを突きと
め、これを解消するため圧延用カリバーロールを耐摩耗
性に優れたハイス系材質で形成すると共に、耐クラック
性を改善するためカリバー表面に圧縮残留応力を付与す
ることを見出した。
【００１１】すなわち本発明の圧延用カリバーロール
は、カリバー部がハイス材層からなる圧延用カリバーロ
ールのカリバー形状に沿ったカリバー表層部のみを焼入
れ硬化することにより、カリバー表層部の硬さをＨｓ６
５以上でかつハイス材層の最内部の硬さよりＨｓ１０以
上硬くすると共に、カリバー表面に圧縮残留応力を付与
するという技術的手段を採用した。
は、カリバー部がハイス材層からなる圧延用カリバーロ
ールのカリバー形状に沿ったカリバー表層部のみを焼入
れ硬化することにより、カリバー表層部の硬さをＨｓ６
５以上でかつハイス材層の最内部の硬さよりＨｓ１０以
上硬くすると共に、カリバー表面に圧縮残留応力を付与
するという技術的手段を採用した。
【００１２】また、前記ハイス材層の化学成分は重量比
で、Ｃ：０．５〜２．６％、Ｓｉ：０．１〜２．５％、
Ｍｎ：０．１〜２．０％、Ｃｒ：２〜１５％、Ｍｏ：１
０％以下、Ｗ：２０％以下、Ｖ及び／又はＮｂ：１５％
以下を含むことを特徴とする。
で、Ｃ：０．５〜２．６％、Ｓｉ：０．１〜２．５％、
Ｍｎ：０．１〜２．０％、Ｃｒ：２〜１５％、Ｍｏ：１
０％以下、Ｗ：２０％以下、Ｖ及び／又はＮｂ：１５％
以下を含むことを特徴とする。
【００１３】さらに、前記ハイス材層は上記元素以外に
重量比で、Ｃｏ：１０％以下、Ｎｉ：２％以下、Ｔｉ及
び／又はＺｒ：０．２％以下、Ｎ：１５００ｐｐｍ以下
をそれぞれ単独または複合して含むことを特徴とする。
重量比で、Ｃｏ：１０％以下、Ｎｉ：２％以下、Ｔｉ及
び／又はＺｒ：０．２％以下、Ｎ：１５００ｐｐｍ以下
をそれぞれ単独または複合して含むことを特徴とする。
【００１４】圧延用カリバーロールのカリバー表面に圧
縮残留応力を付与するためには、ロール変態膨張差を利
用する手段が最適である。また、ロール焼入れ時にロー
ル表面と内部で温度差をつけ熱収縮差を利用して圧縮残
留応力を付与する手段では、圧縮残留応力を付与できる
カリバー表層部の厚さは極表面部に限られ、厚さが不十
分である。
縮残留応力を付与するためには、ロール変態膨張差を利
用する手段が最適である。また、ロール焼入れ時にロー
ル表面と内部で温度差をつけ熱収縮差を利用して圧縮残
留応力を付与する手段では、圧縮残留応力を付与できる
カリバー表層部の厚さは極表面部に限られ、厚さが不十
分である。
【００１５】任意のカリバー形状において、カリバー表
面に圧縮残留応力を付与するには、焼入前にロール製品
のカリバー形状に近似した加工を予め施し、カリバー形
状に沿ったカリバー表層部のみを焼入れ硬化させれば良
い。このような焼入れ硬化を施すことにより、焼入れ硬
化部が変態膨張するためカリバー表層部全体に圧縮残留
応力が付与できるのである。さらに、この方法によりカ
リバー表面に圧縮残留応力が付与できるのみではなく、
カリバー表層部からさらに内部に入ったハイス材層はＣ
含有量を一定値以下に制限すれば硬さの低い靭性のある
材質となるため、クラックの進展も防止できる。
面に圧縮残留応力を付与するには、焼入前にロール製品
のカリバー形状に近似した加工を予め施し、カリバー形
状に沿ったカリバー表層部のみを焼入れ硬化させれば良
い。このような焼入れ硬化を施すことにより、焼入れ硬
化部が変態膨張するためカリバー表層部全体に圧縮残留
応力が付与できるのである。さらに、この方法によりカ
リバー表面に圧縮残留応力が付与できるのみではなく、
カリバー表層部からさらに内部に入ったハイス材層はＣ
含有量を一定値以下に制限すれば硬さの低い靭性のある
材質となるため、クラックの進展も防止できる。
【００１６】このような圧延用カリバーロールは単体も
しくは複合構造の鋳造ハイスロール、焼結ハイスロール
いずれの場合でも良く、また、中空、中実構造であって
も構わない。
しくは複合構造の鋳造ハイスロール、焼結ハイスロール
いずれの場合でも良く、また、中空、中実構造であって
も構わない。
【００１７】焼入れ硬化方法としては、ロール全体を焼
入れ温度に加熱し、カリバー表層部のみが焼入れ硬化す
る焼入れ速度となるようカリバー表面部からエアー冷却
あるいはミスト冷却を行っても良いし、誘導加熱により
カリバー形状に沿ったカリバー表層部のみを加熱し、焼
入れ硬化しても良い。
入れ温度に加熱し、カリバー表層部のみが焼入れ硬化す
る焼入れ速度となるようカリバー表面部からエアー冷却
あるいはミスト冷却を行っても良いし、誘導加熱により
カリバー形状に沿ったカリバー表層部のみを加熱し、焼
入れ硬化しても良い。
【００１８】さらに、カリバー表層部の硬さをＨｓ６５
以上で、かつハイス材層の最内部の硬さよりＨｓ１０以
上硬くするのは、ハイス系ロールとして耐摩耗性を有す
るためにはＨｓ６５以上最低限必要であり、焼入れ硬化
させたカリバー表層部の硬さが、硬化していないハイス
材層の最内部の硬さより最低Ｈｓ１０以上硬くなければ
カリバー表面に十分な圧縮残留応力を付与できない。
以上で、かつハイス材層の最内部の硬さよりＨｓ１０以
上硬くするのは、ハイス系ロールとして耐摩耗性を有す
るためにはＨｓ６５以上最低限必要であり、焼入れ硬化
させたカリバー表層部の硬さが、硬化していないハイス
材層の最内部の硬さより最低Ｈｓ１０以上硬くなければ
カリバー表面に十分な圧縮残留応力を付与できない。
【００１９】次に、本発明の耐摩耗性及び耐クラック性
を有する圧延用カリバーロールのカリバーを設けたハイ
ス材層の合金元素含有量の限定理由を述べる。
を有する圧延用カリバーロールのカリバーを設けたハイ
ス材層の合金元素含有量の限定理由を述べる。
【００２０】Ｃ：０．５〜２．６重量％ Ｃは耐摩耗性向上のための炭化物の形成に必要である。
Ｃの含有量が０．５％未満では晶出あるいは析出炭化物
量が少なすぎ、十分な耐摩耗性が得られない。Ｃの含有
量が２．６重量％を超えると炭化物量が過多となり、耐
摩耗性は良好であるが、耐クラック性が低下すると共に
ロール内部での靱性が低下する。Ｃのより好ましい含有
量は、１．０〜２．２重量％である。
Ｃの含有量が０．５％未満では晶出あるいは析出炭化物
量が少なすぎ、十分な耐摩耗性が得られない。Ｃの含有
量が２．６重量％を超えると炭化物量が過多となり、耐
摩耗性は良好であるが、耐クラック性が低下すると共に
ロール内部での靱性が低下する。Ｃのより好ましい含有
量は、１．０〜２．２重量％である。
【００２１】Ｓｉ：０．１〜２．５重量％ Ｓｉは脱酸剤として必要な元素である。また、Ｍ6Ｃ炭
化物中に固溶してＷ、Ｍｏなどの高価な元素を置換し、
節減するのに有効である。Ｓｉの含有量が０．１重量％
未満では脱酸効果が不足して、鋳造材においては鋳造欠
陥を生じやすい。Ｓｉの含有量が２．５重量％を超える
と、脆化が生じやすく耐クラック性が低下するので好ま
しくない。Ｓｉのより好ましい含有量は、０．３〜１．
５重量％である。
化物中に固溶してＷ、Ｍｏなどの高価な元素を置換し、
節減するのに有効である。Ｓｉの含有量が０．１重量％
未満では脱酸効果が不足して、鋳造材においては鋳造欠
陥を生じやすい。Ｓｉの含有量が２．５重量％を超える
と、脆化が生じやすく耐クラック性が低下するので好ま
しくない。Ｓｉのより好ましい含有量は、０．３〜１．
５重量％である。
【００２２】Ｍｎ：０．１〜２．０重量％ Ｍｎは脱酸作用とともに、ＳをＭｎＳとして固定する作
用がある。Ｍｎの含有量が０．１重量％未満では脱酸性
に乏しく好ましくない。Ｍｎの含有量が２．０重量％を
超えると、残留オーステナイトが生じやすくなり、安定
して十分な硬さを維持できない。Ｍｎのより好ましい含
有量は、０．３〜１．２重量％である。
用がある。Ｍｎの含有量が０．１重量％未満では脱酸性
に乏しく好ましくない。Ｍｎの含有量が２．０重量％を
超えると、残留オーステナイトが生じやすくなり、安定
して十分な硬さを維持できない。Ｍｎのより好ましい含
有量は、０．３〜１．２重量％である。
【００２３】Ｃｒ：２〜１５重量％ Ｃｒは焼入れ性向上、基地の強化及び硬質のＭ7Ｃ3炭化
物を形成するため必要である。Ｃｒの含有量が２重量％
未満ではその効果が十分に得られない。Ｃｒの含有量が
１５重量％を超えると、Ｃｒ系炭化物が過多となるため
不都合である。Ｃｒ系炭化物例えばＭ7Ｃ3はＭＣ、Ｍ2
Ｃと比較して硬さが低く耐摩耗性を低下させるので好ま
しくない。Ｃｒのより好ましい含有量は、３．０〜１
０．０重量％である。
物を形成するため必要である。Ｃｒの含有量が２重量％
未満ではその効果が十分に得られない。Ｃｒの含有量が
１５重量％を超えると、Ｃｒ系炭化物が過多となるため
不都合である。Ｃｒ系炭化物例えばＭ7Ｃ3はＭＣ、Ｍ2
Ｃと比較して硬さが低く耐摩耗性を低下させるので好ま
しくない。Ｃｒのより好ましい含有量は、３．０〜１
０．０重量％である。
【００２４】Ｍｏ：１０重量％以下 Ｍｏは焼入れ性の向上と高温硬さを得るため必要であ
る。Ｍｏの含有量が１０重量％を超えると、ＣとＶとＭ
ｏとのバランスにおいてＭ2ＣあるいはＭ6Ｃ炭化物が増
加するので靭性及び耐肌荒性の点で好ましくない。Ｍｏ
のより好ましい含有量は、１．０〜７．０重量％であ
る。
る。Ｍｏの含有量が１０重量％を超えると、ＣとＶとＭ
ｏとのバランスにおいてＭ2ＣあるいはＭ6Ｃ炭化物が増
加するので靭性及び耐肌荒性の点で好ましくない。Ｍｏ
のより好ましい含有量は、１．０〜７．０重量％であ
る。
【００２５】Ｗ：２０重量％以下 Ｗは高温硬さを維持するため必要である。Ｗの含有量が
２０重量％を超えると、Ｍ6Ｃ炭化物が増加するので靭
性及び耐肌荒性の点で好ましくない。Ｗのより好ましい
含有量は、８重量％以下である。
２０重量％を超えると、Ｍ6Ｃ炭化物が増加するので靭
性及び耐肌荒性の点で好ましくない。Ｗのより好ましい
含有量は、８重量％以下である。
【００２６】Ｖ及び／又はＮｂ：１５重量％以下 ＶとＮｂはともに硬質のＭＣ炭化物を形成する元素であ
り、耐摩耗性の向上を図ることができる。Ｖ及び／又は
Ｎｂ（Ｖ％＋Ｎｂ％）が１５重量％を超えると、鋳造材
においては溶湯の酸化が大きくなり、粘性の増加によっ
て鋳造作業が困難になる。さらにＭＣ炭化物が粗大とな
るので耐肌荒性の点で好ましくない。Ｖ％＋Ｎｂ％のよ
り好ましい含有量は、２．０〜１０．０重量％である。
り、耐摩耗性の向上を図ることができる。Ｖ及び／又は
Ｎｂ（Ｖ％＋Ｎｂ％）が１５重量％を超えると、鋳造材
においては溶湯の酸化が大きくなり、粘性の増加によっ
て鋳造作業が困難になる。さらにＭＣ炭化物が粗大とな
るので耐肌荒性の点で好ましくない。Ｖ％＋Ｎｂ％のよ
り好ましい含有量は、２．０〜１０．０重量％である。
【００２７】さらに、本発明の圧延用カリバーロールの
ハイス材層は上記元素以外にＣｏ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、
Ｎをそれぞれ単独または複合して含有することができ
る。
ハイス材層は上記元素以外にＣｏ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、
Ｎをそれぞれ単独または複合して含有することができ
る。
【００２８】Ｃｏ：１０重量％以下 Ｃｏは基地に固溶してカーバイトの析出を遅らせ、基地
の軟化を防ぐことができる。つまり、焼戻し軟化抵抗と
二次軟化の点で有効な元素である。Ｃｏの含有量が１０
重量％を超えると、その効果が飽和し製造原価の上昇が
おこるので好ましくない。Ｃｏのより好ましい含有量
は、１．０〜７．０重量％である。
の軟化を防ぐことができる。つまり、焼戻し軟化抵抗と
二次軟化の点で有効な元素である。Ｃｏの含有量が１０
重量％を超えると、その効果が飽和し製造原価の上昇が
おこるので好ましくない。Ｃｏのより好ましい含有量
は、１．０〜７．０重量％である。
【００２９】Ｎｉ：２重量％以下 Ｎｉは焼入れ性を向上させる作用を有する。Ｎｉの含有
量が２重量％を超えると、残留オーステナイトの増加を
招き、耐クラック性や耐肌荒性の点で好ましくない。Ｎ
ｉのより好ましい含有量は、０．１〜１．３重量％であ
る。
量が２重量％を超えると、残留オーステナイトの増加を
招き、耐クラック性や耐肌荒性の点で好ましくない。Ｎ
ｉのより好ましい含有量は、０．１〜１．３重量％であ
る。
【００３０】Ｔｉ及び／又はＺｒ：０．２重量％以下 ＴｉとＺｒはともにＶやＮｂ同様に硬質のＭＣ炭化物を
形成する元素であり、耐摩耗性の向上を図ることができ
る。Ｔｉ及び／又はＺｒ（Ｔｉ％＋Ｚｒ％）が０．２重
量％を超えると、鋳造材においては溶湯の酸化が大きく
なるので好ましくない。Ｔｉ％＋Ｚｒ％のより好ましい
含有量は、０．１重量％以下である。
形成する元素であり、耐摩耗性の向上を図ることができ
る。Ｔｉ及び／又はＺｒ（Ｔｉ％＋Ｚｒ％）が０．２重
量％を超えると、鋳造材においては溶湯の酸化が大きく
なるので好ましくない。Ｔｉ％＋Ｚｒ％のより好ましい
含有量は、０．１重量％以下である。
【００３１】Ｎ：１５００ｐｐｍ以下 Ｎは焼戻し硬さの向上に有効である。Ｎの含有量が１５
００ｐｐｍを超えると、材質が脆化するので好ましくな
い。Ｎのより好ましい含有量は、３００〜８００ｐｐｍ
である。
００ｐｐｍを超えると、材質が脆化するので好ましくな
い。Ｎのより好ましい含有量は、３００〜８００ｐｐｍ
である。
【００３２】上記元素以外で不純物として主なものはＰ
及びＳであるが、Ｐは脆化防止のため０．１重量％以下
であり、Ｓは同様に０．１重量％以下であり、少ないほ
ど好ましい。
及びＳであるが、Ｐは脆化防止のため０．１重量％以下
であり、Ｓは同様に０．１重量％以下であり、少ないほ
ど好ましい。
【００３３】
【作用】ハイス系ロールを熱処理時カリバー形状に沿っ
たカリバー表層部のみを焼入れ硬化させることによりカ
リバー表面に圧縮残留応力を付与し、圧延時の熱応力な
どによるクラックの発生を防止する。またロール内部は
低硬度の高靱性材料であるためたとえクラックが表面に
入っても進展が防止できる。
たカリバー表層部のみを焼入れ硬化させることによりカ
リバー表面に圧縮残留応力を付与し、圧延時の熱応力な
どによるクラックの発生を防止する。またロール内部は
低硬度の高靱性材料であるためたとえクラックが表面に
入っても進展が防止できる。
【００３４】
【実施例】表１に本発明の実施例及び比較例のロール構
造、製法、ハイス層の化学組成、カリバー表層部の硬
さ、カリバー表面の残留応力を示す。
造、製法、ハイス層の化学組成、カリバー表層部の硬
さ、カリバー表面の残留応力を示す。
【００３５】（実施例１）図２に遠心鋳造法により製造
した単体スリーブ構造の圧延用カリバーロール（外径９
００ｍｍ、内径３００ｍｍ、胴長９００ｍｍ）のカリバ
ー部を示す。図２において、１はハイス材層であり、３
は凹凸に形成したカリバーであり、４は焼入れ硬化を施
すカリバー表層部である。表１に示す化学組成により鋳
造後、熱処理前加工としてカリバー及び内径を加工し
た。次に、バッチ式電気炉にてロール全体を１１００℃
に加熱した後、カリバー表面にエアー冷却を施した。室
温に冷却後、ロール全体を５４０℃で２回焼戻しを行っ
た。カリバー表層部の硬さはＨｓ７５であり、スリーブ
内面（ハイス材層の最内部）の硬さはＨｓ５８であっ
た。カリバー表面の残留応力はすべて圧縮残留応力であ
り、圧縮にて２．０ｋｇ／ｍｍ2以上であった。このロ
ールを用いて長時間圧延をしたところクラックの発生は
認められなかった。
した単体スリーブ構造の圧延用カリバーロール（外径９
００ｍｍ、内径３００ｍｍ、胴長９００ｍｍ）のカリバ
ー部を示す。図２において、１はハイス材層であり、３
は凹凸に形成したカリバーであり、４は焼入れ硬化を施
すカリバー表層部である。表１に示す化学組成により鋳
造後、熱処理前加工としてカリバー及び内径を加工し
た。次に、バッチ式電気炉にてロール全体を１１００℃
に加熱した後、カリバー表面にエアー冷却を施した。室
温に冷却後、ロール全体を５４０℃で２回焼戻しを行っ
た。カリバー表層部の硬さはＨｓ７５であり、スリーブ
内面（ハイス材層の最内部）の硬さはＨｓ５８であっ
た。カリバー表面の残留応力はすべて圧縮残留応力であ
り、圧縮にて２．０ｋｇ／ｍｍ2以上であった。このロ
ールを用いて長時間圧延をしたところクラックの発生は
認められなかった。
【００３６】（実施例２）ＨＩＰ法により複合構造の圧
延用カリバーロール（外径４００ｍｍ、内径２５０ｍ
ｍ、胴長６００ｍｍ）を製造した。表１にその化学組成
を示す。ＨＩＰ処理の後、熱処理前加工としてカリバー
及び内径を加工した。次に、誘導加熱によりカリバー形
状に沿ったカリバー表層部のみを加熱し、焼入れ硬化し
た。カリバー表層部の硬さはＨｓ７５であり、硬化して
いないロール材層の最内部の硬さはＨｓ５８であった。
カリバー表面の残留応力はすべて圧縮残留応力であり、
圧縮にて２．０ｋｇ／ｍｍ2以上であった。
延用カリバーロール（外径４００ｍｍ、内径２５０ｍ
ｍ、胴長６００ｍｍ）を製造した。表１にその化学組成
を示す。ＨＩＰ処理の後、熱処理前加工としてカリバー
及び内径を加工した。次に、誘導加熱によりカリバー形
状に沿ったカリバー表層部のみを加熱し、焼入れ硬化し
た。カリバー表層部の硬さはＨｓ７５であり、硬化して
いないロール材層の最内部の硬さはＨｓ５８であった。
カリバー表面の残留応力はすべて圧縮残留応力であり、
圧縮にて２．０ｋｇ／ｍｍ2以上であった。
【００３７】（実施例３）表１に示した化学組成のロー
ルを実施例１と同条件にて、鋳造、熱処理を行なった。
カリバー表層部の硬さはＨｓ７２、スリーブ内面の硬さ
はＨｓ５５であった。カリバー表面の残留応力はすべて
圧縮残留応力であり、圧縮にて２．０ｋｇ／ｍｍ2以上
であった。
ルを実施例１と同条件にて、鋳造、熱処理を行なった。
カリバー表層部の硬さはＨｓ７２、スリーブ内面の硬さ
はＨｓ５５であった。カリバー表面の残留応力はすべて
圧縮残留応力であり、圧縮にて２．０ｋｇ／ｍｍ2以上
であった。
【００３８】（実施例４）表１に示したハイス材質を連
続鋳かけ肉盛法により、内層となるＳＣＭ４４０材に肉
盛鋳造した（外径５００ｍｍ、胴長６００ｍｍ、外層厚
み６０ｍｍ）。熱処理前にカリバー加工した後、実施例
１と同様の熱処理を行なった。カリバー表層部の硬さは
Ｈｓ７８、ハイス材層の硬化していない部分の硬さはＨ
ｓ５６であった。カリバー表面の残留応力はすべて圧縮
残留応力であり、圧縮にて２．５ｋｇ／ｍｍ2以上であ
った。
続鋳かけ肉盛法により、内層となるＳＣＭ４４０材に肉
盛鋳造した（外径５００ｍｍ、胴長６００ｍｍ、外層厚
み６０ｍｍ）。熱処理前にカリバー加工した後、実施例
１と同様の熱処理を行なった。カリバー表層部の硬さは
Ｈｓ７８、ハイス材層の硬化していない部分の硬さはＨ
ｓ５６であった。カリバー表面の残留応力はすべて圧縮
残留応力であり、圧縮にて２．５ｋｇ／ｍｍ2以上であ
った。
【００３９】（比較例）表１に示したハイス材質を連続
鋳かけ肉盛法により、内層となるＳＣＭ４４０材に肉盛
鋳造した（外径５００ｍｍ、胴長６００ｍｍ、外層厚み
６０ｍｍ）。比較として、カリバー表層部の焼入れ硬化
を施さなかった。カリバー表層部の硬さはＨｓ７５であ
った。カリバー表面の残留応力はすべて引張残留応力で
あり、引張にて１．０ｋｇ／ｍｍ2以上であった。この
ロールを用いて長時間圧延をしたところ熱応力によりク
ラックが発生するものがあった。
鋳かけ肉盛法により、内層となるＳＣＭ４４０材に肉盛
鋳造した（外径５００ｍｍ、胴長６００ｍｍ、外層厚み
６０ｍｍ）。比較として、カリバー表層部の焼入れ硬化
を施さなかった。カリバー表層部の硬さはＨｓ７５であ
った。カリバー表面の残留応力はすべて引張残留応力で
あり、引張にて１．０ｋｇ／ｍｍ2以上であった。この
ロールを用いて長時間圧延をしたところ熱応力によりク
ラックが発生するものがあった。
【００４０】
【表１】
【００４１】
【発明の効果】本発明の圧延用カリバーロールは、カリ
バーを設けたロール材層を耐摩耗性に優れたハイス系材
質により形成すると共に、カリバー表面全体に圧縮残留
応力を付与することにより耐クラック性に優れているの
で、形鋼、棒鋼、線材、パイプ等の圧延製品の寸法・形
状精度の向上、ロール組み替え頻度の低減、ロール原単
位の低減等を図ることができる。
バーを設けたロール材層を耐摩耗性に優れたハイス系材
質により形成すると共に、カリバー表面全体に圧縮残留
応力を付与することにより耐クラック性に優れているの
で、形鋼、棒鋼、線材、パイプ等の圧延製品の寸法・形
状精度の向上、ロール組み替え頻度の低減、ロール原単
位の低減等を図ることができる。
【図１】圧延用カリバーロールの構造を示す図である。
【図２】本発明の圧延用カリバーロールのカリバー部を
示す図である。
示す図である。
１ ハイス材層、 ２ 内層、 ３ カリバー、 ４
カリバー表層部
カリバー表層部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２２Ｃ 38/26
Claims (6)
- 【請求項１】 カリバー部がハイス材層からなる圧延用
カリバーロールのカリバー形状に沿ったカリバー表層部
のみを焼入れ硬化することにより、カリバー表層部の硬
さをＨｓ６５以上でかつハイス材層の最内部の硬さより
Ｈｓ１０以上硬くすると共に、カリバー表面に圧縮残留
応力を付与したことを特徴とする圧延用カリバーロー
ル。 - 【請求項２】 前記ハイス材層の化学成分が重量比で、
Ｃ：０．５〜２．６％、Ｓｉ：０．１〜２．５％、Ｍ
ｎ：０．１〜２．０％、Ｃｒ：２〜１５％、Ｍｏ：１０
％以下、Ｗ：２０％以下、Ｖ及び／又はＮｂ：１５％以
下を含む請求項１記載の圧延用カリバーロール。 - 【請求項３】 前記ハイス材層の化学成分がさらに重量
比で、Ｃｏ：１０％以下を含む請求項２記載の圧延用カ
リバーロール。 - 【請求項４】 前記ハイス材層の化学成分がさらに重量
比で、Ｎｉ：２％以下を含む請求項２又は請求項３のい
ずれか１項に記載の圧延用カリバーロール。 - 【請求項５】 前記ハイス材層の化学成分がさらに重量
比で、Ｔｉ及び／又はＺｒ：０．２％以下を含む請求項
２乃至４のいずれか１項に記載の圧延用カリバーロー
ル。 - 【請求項６】 前記ハイス材層の化学成分がさらに重量
比で、Ｎ：１５００ｐｐｍ以下を含む請求項２乃至５の
いずれか１項に記載の圧延用カリバーロール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32408093A JPH07179945A (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 圧延用カリバーロール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32408093A JPH07179945A (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 圧延用カリバーロール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07179945A true JPH07179945A (ja) | 1995-07-18 |
Family
ID=18161932
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32408093A Pending JPH07179945A (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 圧延用カリバーロール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07179945A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6057045A (en) * | 1997-10-14 | 2000-05-02 | Crucible Materials Corporation | High-speed steel article |
| EP3135392A4 (en) * | 2014-06-27 | 2017-05-24 | JFE Steel Corporation | Caliber-containing centrifugally cast roll for hot rolling |
| CN107460411A (zh) * | 2017-09-08 | 2017-12-12 | 江苏精工特种材料有限公司 | 高硅锰高速钢材料及其制备方法 |
| CN111139394A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-05-12 | 中钢集团邢台机械轧辊有限公司 | 一种高性能粗轧工作辊的制备方法 |
| CN112048668A (zh) * | 2020-08-28 | 2020-12-08 | 北京科技大学 | 一种高硬度盾构刀具用钢及其制造方法 |
| CN112410673A (zh) * | 2020-11-18 | 2021-02-26 | 宝钢轧辊科技有限责任公司 | 超高强度钢板轧制用高速钢轧辊及其制造方法 |
-
1993
- 1993-12-22 JP JP32408093A patent/JPH07179945A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6057045A (en) * | 1997-10-14 | 2000-05-02 | Crucible Materials Corporation | High-speed steel article |
| EP3135392A4 (en) * | 2014-06-27 | 2017-05-24 | JFE Steel Corporation | Caliber-containing centrifugally cast roll for hot rolling |
| CN107460411A (zh) * | 2017-09-08 | 2017-12-12 | 江苏精工特种材料有限公司 | 高硅锰高速钢材料及其制备方法 |
| CN111139394A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-05-12 | 中钢集团邢台机械轧辊有限公司 | 一种高性能粗轧工作辊的制备方法 |
| CN112048668A (zh) * | 2020-08-28 | 2020-12-08 | 北京科技大学 | 一种高硬度盾构刀具用钢及其制造方法 |
| CN112048668B (zh) * | 2020-08-28 | 2021-09-07 | 北京科技大学 | 一种高硬度盾构刀具用钢及其制造方法 |
| CN112410673A (zh) * | 2020-11-18 | 2021-02-26 | 宝钢轧辊科技有限责任公司 | 超高强度钢板轧制用高速钢轧辊及其制造方法 |
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|---|---|---|---|
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| A521 | Written amendment |
Effective date: 20041012 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041105 |