JPH081212A - 表面に放電溶着した耐熱耐焼付性皮膜を有する圧延工程用ロール類 - Google Patents

表面に放電溶着した耐熱耐焼付性皮膜を有する圧延工程用ロール類

Info

Publication number
JPH081212A
JPH081212A JP6156452A JP15645294A JPH081212A JP H081212 A JPH081212 A JP H081212A JP 6156452 A JP6156452 A JP 6156452A JP 15645294 A JP15645294 A JP 15645294A JP H081212 A JPH081212 A JP H081212A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
rolls
roll
resistant
base 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
JP6156452A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3448784B2 (ja
Inventor
Hisao Tashiro
久郎 田代
Teruyuki Uchiyama
輝之 内山
Takuya Tsuda
拓也 津田
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.)
Nippon Steel Hardfacing Corp
Original Assignee
Nippon Steel Hardfacing 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 Nippon Steel Hardfacing Corp filed Critical Nippon Steel Hardfacing Corp
Priority to JP15645294A priority Critical patent/JP3448784B2/ja
Publication of JPH081212A publication Critical patent/JPH081212A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3448784B2 publication Critical patent/JP3448784B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱間または冷間圧延工程用の耐熱性、耐焼付
性に優れたロール類の提供。 【構成】 被加工物に接触するロール表面に、放電溶着
した耐焼付性金属層、セラミックス層あるいはサーメッ
ト層を有するもの、さらに前記層の表面上に放電溶着し
たステライト等の超合金層やセラミックス層または前記
合金とセラミックスよりなるサーメット層を形成したも
の、あるいはさらにまたその表面上に溶射した耐焼付性
金属層、セラミックス層あるいはサーメット層を形成し
たもの、および前記各処理の前にロール基材表面に、下
地硬化層としての焼入硬化層または肉盛溶接層あるいは
その焼入硬化あるいは自溶合金溶射層を設けたり、表面
の皮膜層に、金属アルコキシドアルコール液またはその
水添加液またはクロム酸を主成分とする水溶液で封孔処
理し、焼成処理を行なったことを特徴とする圧延工程用
ロール類。 【効果】 耐熱性、耐磨耗性が向上するとともに、加熱
鋼板の鉄分やスケールとの反応や焼付、鋼板の表面疵発
生を防止してロールの長寿命を達成させることが出来
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、熱間または冷間圧延工
程用の耐熱性、耐焼付性に優れたロール類に関し、特に
鉄鋼圧延工程用のほか、非鉄金属圧延工程用のロール類
として使用されるものであって、テーブルローラー、ピ
ンチロールおよびデフレクタロール等として好適なロー
ル類に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、熱間または冷間圧延工程用ロール
類は、表面に皮膜層のないロールあるいはこれに肉盛溶
接を行なったロール等が使用されてきた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、通常の圧延
工程では、ロールと圧延される走行材料との間にスリッ
プが生じ、材料がロール表面に焼付いたり、スケールの
付着、ロール表面粗度の低下などの欠陥を生じ、使用性
能が十分ではなかった。特に被加工材に対する熱間圧延
工程における焼付性、冷間圧延工程における摩擦性の保
持等の点で問題となることが多かった。
【0004】すなわち、圧延工程のプロセスロールとし
て重要な点は、熱間圧延工程では走行鋼板などにロール
素材やスケールなどが焼付く焼付現象を防止すること、
耐摩耗性を如何に確保するかであった。また冷間圧延工
程では耐摩耗性のほか、走行材料、酸化皮膜などの焼付
防止のほか摩擦力の保持、ロール表面粗度の維持などが
ある。本発明は、前記従来の問題点を解決し、耐熱性、
耐焼付性に優れた熱間または冷間圧延工程用のロール類
を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明者等は種々研究を重ねた結果、圧延用ロール
表面への耐熱性、耐摩耗性の皮膜を形成する手段とし
て、皮膜形成材としての電極と基材とを接触させ、アー
ク放電により溶着させる放電被覆処理法(Electr
o−Spark−Deposition法:以下ESD
法という)を適用することにより皮膜接着強度を高める
ことができることを知見し、本発明を完成するに至っ
た。
【0006】すなわち前記知見に基づいてなされた本発
明は、基材表面に、放電溶着した耐焼付性金属層、セラ
ミックス層あるいはサーメット層を有することを特徴と
する圧延工程用ロール類を要旨とするものである。ま
た、基材表面に耐焼付性金属層を放電溶着し、その上に
放電溶着したステライト等の超合金層またはセラミック
スや、前記合金とセラミックスよりなるサーメット層を
形成した圧延工程用ロール類も本発明の要旨である。
【0007】さらに基材表面に耐焼付性金属層を放電溶
着し、その表面に溶射した耐焼付性金属層あるいはサー
メット層を形成した圧延工程用ロール類も本発明の要旨
に含まれる。そして溶着層を形成するロール本体に、予
め下地硬化層としての焼入硬化層または肉盛溶接層ある
いはその肉盛溶接層を焼入硬化した層または自溶合金溶
射層を設けたものも本発明の要旨に含まれる。さらに表
面層を形成したこれらのロールに対しては、金属アルコ
キシドアルコール液またはその水添加液またはクロム酸
を主成分とする水溶液で封孔処理し、焼成処理を行なっ
てもよい。
【0008】
【作用】本発明の構成と作用を説明する。本発明は、小
入熱で金属またはサーメットを基材表面に溶着させるも
ので、形成される皮膜の密着性が高いという特徴があ
る。また、基材表面層に溶着される金属あるいはサーメ
ットの材質と処理手段を適切に選定することにより、圧
延工程用ロール類の長寿命化を達成し得るものである。
【0009】本発明では、ロール基材表面への耐熱性、
耐焼付性および耐摩耗性表面皮膜の形成手段として、溶
着材となる電極をロール基材表面に接触させるESD法
を適用する。本発明で用いるESD法は小入熱で、金属
又はサーメットをロール基材表面へ溶着するもので、こ
の方法によればロール基材の変形がほとんどなく、溶着
境界部に薄い溶融拡散層が形成されて皮膜の密着性が高
くなり、さらにその表面層金属又はサーメットの封孔処
理用材料を適切に選定することによって、長寿命化を達
成することができる。
【0010】本発明においてESD法によりロール表面
に溶着させる金属としては、そのまま使用される場合、
耐熱性があり、かつ加熱された圧延材料の焼付を防止す
るため、強固な酸化皮膜を形成することの出来る材料が
望ましい。その具体例としてはNi−Cr合金、Ni−
Fe−Cr合金、MCrAlY合金あるいは溶射用自溶
合金等が挙げられる。
【0011】下地層として形成される金属層は、上層皮
膜の密着性を向上する点に主眼があるため、密着性を高
めることの出来るNi−Al合金、Ni−Cr合金、M
CrAlY合金等を主に用いるのがよい。特にMCrA
lY系超合金は表面酸化皮膜の特性から、表面皮膜の耐
焼付性を向上するため広く使用することができる。
【0012】サーメット層としては、Co、Ni−Cr
合金、MCrAlY合金中にAl23、ZrO2等の酸
化物、WC、Cr32等の炭化物、Si34等の窒化
物、WB等の硼化物等を分散させたものが好適である。
これらのセラミックスは、高温耐摩耗性を高めるばかり
でなく、加熱鋼板中の鉄分やスケールとの反応や焼付を
防止し、鋼板の表面疵発生を防止し得るものである。
【0013】本発明において、ESD法により金属層を
溶着後、溶射法で耐熱金属層またはサーメット層を溶射
する場合も、耐熱金属あるいはサーメット材料はESD
法とほぼ同じ基準で選定することが出来る。また、セラ
ミックスを含む自溶合金溶射層を下地層とすると良好な
特性を示すことが確認された。
【0014】ロール基材部分の焼入硬化は、フレーム硬
化法、高周波誘導加熱法などで行なうことが出来る。ま
た、硬化肉盛溶接を行ない、さらにフレーム硬化法など
で表層硬度を上げることにより、高温における強度、熱
疲労特性などを改善したものも本発明に包含される。
【0015】本発明に適用される封孔処理は、放電溶着
層あるいは溶射層の耐熱性を向上することが出来、特に
前記層上に酸化物セラミックス皮膜を形成することによ
り、耐焼付性を改善し、同時に耐摩耗性を向上すること
が出来る効果を奏するものである。なお、封孔処理のほ
か、表面処理加工後の表面を加熱して酸化処理を行なう
ことも耐焼付性向上に有効であり、これらによってえら
れたロール類も本発明に包含される。
【0016】本発明に用いる封孔処理は、冷間加工工程
用ロールに適用した場合でも、スリップによる焼付、耐
摩耗性の向上に有効である。特にESD法により溶着さ
せた皮膜は耐衝撃性があり、高速走行ロールの場合でも
耐剥離性に優れていることが確認された。そして、サー
メット皮膜を溶着させることでロール表面の摩擦力を確
保することが容易であり、しかも、耐摩耗性の向上によ
り摩擦係数を長期間にわたって一定に保持する効果があ
る。
【0017】以上のように本発明の表面処理ロール類
は、熱間・冷間両工程のいずれにおいても、単なる溶射
ロールより耐久性が大きいことを確認した。本発明に適
用されるESD法の特徴は、回転電極を使用したアーク
放電によるため、金属層の完全な溶着が可能であり、高
温短時間放電のためセラミックス粒のマトリックス内微
細分散が達成され、かつ、炭化物、硼化物を含むサーメ
ットでは、それらの歩留まりを向上できる効果がある。
放電溶着法の優れた点は、皮膜層の融着であるため密着
力が高いことであり、溶射との併用により衝撃荷重を受
けるロール類に好ましい表面加工手段といえる。
【0018】本発明における下地焼入硬化、肉盛溶接
は、下地の硬化あるいは肉盛層によって荷重の耐力層が
形成され、皮膜表面に衝撃荷重が働いてもこの耐力層が
表面皮膜の変形を防ぎ、剥離を起こし難くする効果があ
る。
【0019】
【実施例】本発明を実施例により具体的に説明するが、
これによって本発明が限定されることはない。表1にお
いて、No.1〜25は本発明の実施例であって、耐熱
性合金などをESD法により表面被覆層を形成したロー
ルである。No.1〜7は請求項1〜5の発明に含まれ
るものであり、No.8〜13は請求項2および5、N
o.14〜19は請求項3および5、No.20〜25
は請求項4および5の発明に係る実施例である。
【0020】ロールの表面皮膜形成に使用されているC
oCrAlY、CoNiCrAlY合金は、25%C
r、12%Al、1%Y残部Co、Niおよび小量のC
よりなるものである。
【0021】各実施例において、ESD法では4mmφ
電極棒を使用し、これをロール表面に回転接触させなが
ら膜厚20μmを目標として放電溶着させる。溶射には
高速ガス溶射法を採用し、膜厚50〜100μmとなる
ように操作した。ただし、下地の自溶合金溶射について
はJIS H8303−1976に規定されるMSFW
C2系の材料を、膜厚100μm程度となるよう高速ガ
ス溶射し、フュージング処理は行なっていない。なお、
サンプルは表面放電溶着または溶射後、すべて表面粗さ
Raを8μmとなるように仕上げて試験に供した。中間
層についても必要により仕上げ加工後、後の処理を行な
った。
【0022】
【表1】
【0023】表1に示されるNo.26〜29は比較例
であり、試験値の評価は、すべて従来用いられてきたS
US420肉盛材No.29の値を標準値とし、これに
対する比によって評価した。耐焼付性は、図1の試験で
焼付材料2を、表面皮膜加工した回転ロール1に押しつ
けて焼付を起こさせ、焼付の起こったロール表面の面積
を測定したものである。耐焼付性は、本発明例が従来の
溶射材ならびに肉盛材よりも著しく軽減されており、熱
処理をした鋳造材に比べても優れている。特にサーメッ
ト材使用のものでは大きく改善されている。
【0024】密着性は、ピンテスト法による強さの比を
採用した。すなわち、本発明例は標準の溶射材に比べ、
密着強度が高く、耐衝撃性に優れていることがわかる。
自溶合金溶射材より優れているが、肉盛り材よりやや悪
い。図2は、ピンテスト法の概略であり、ピン3を基材
4にはめ込み、試験皮膜6を形成した後、引張用治具5
にはめてピン3を引き抜く。摩擦力は、試験用100m
mφロールに表面加工し、SS材を接触させながら10
4回回転摩耗させ、その後の最大静摩擦力を測定したも
ので、しかも耐摩耗性が大きいので、本発明ロールは自
溶合金材より摩擦力が大きく、また肉盛り材よりも大き
くて摩耗しない。そして、使用中の摩擦力の低下がな
く、冷間精整工程等における各種ロールに適しているこ
とがわかる。すなわち、スリップが起こり難く、デフレ
クターピンチロール等に好適といえる。図3は、回転摩
耗法および最大静摩擦力(ロール1を緩やかに回転さ
せ、スリップの始まったときの引張力)の測定法を、模
式図で示したものである。
【0025】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ており、本発明ロール類は優れた耐焼付性を備えている
ので、熱間処理工程のテーブルローラとして、また、ロ
ールの表面皮膜は、密着性、耐衝撃性に優れているとこ
ろから熱間、冷間工程の各種ロールとして好ましく、摩
擦力が変化しにくいことから、冷間の精製ロール等にも
適当なものであって工業的価値が大きく、産業上極めて
有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明ロールの耐焼付性試験法を示す模式図
である。
【図2】 ピンテスト密着力試験法を示す模式図であ
る。
【図3】 104回回転摩耗と、その後の静摩擦力を測
定する方法を示す模式図である。
【符号の説明】
1 表面皮膜加工した回転ロール 2 焼付材料 3 ピン(SUS304) 4 SUS304基材 5 引張用治具 6 SS材帯板 7 荷重(5kg) 8 スプリング 9 ロードセル
───────────────────────────────────────────────────── 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 C23C 22/74

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基材表面に、放電溶着した耐焼付性金属
    層、セラミックス層あるいはサーメット層を有すること
    を特徴とする圧延工程用ロール類。
  2. 【請求項2】 さらにその表面上に放電溶着したステラ
    イト等の超合金層または該合金とセラミックスよりなる
    サーメット層を形成した請求項1記載の圧延工程用ロー
    ル類。
  3. 【請求項3】 さらにその表面上に溶射した耐焼付性金
    属層、セラミックス層あるいはサーメット層を形成した
    請求項1または2記載の圧延工程用ロール類。
  4. 【請求項4】 ロール基材表面に、下地硬化層としての
    焼入硬化層または肉盛溶接層あるいはその焼入硬化ある
    いは自溶合金溶射層を設けた請求項1、2または3のい
    ずれかに記載の圧延工程用ロール類。
  5. 【請求項5】 表面の皮膜層に、金属アルコキシドアル
    コール液またはその水添加液またはクロム酸を主成分と
    する水溶液で封孔処理し、焼成処理を行なった請求項1
    〜4のいずれかに記載の圧延工程用ロール類。
JP15645294A 1994-06-16 1994-06-16 表面に皮膜形成材としての電極と基材とを接触させ、アーク放電により溶着させる放電被覆処理法により形成した耐熱耐焼付性皮膜を有する圧延工程用ロール類 Expired - Fee Related JP3448784B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15645294A JP3448784B2 (ja) 1994-06-16 1994-06-16 表面に皮膜形成材としての電極と基材とを接触させ、アーク放電により溶着させる放電被覆処理法により形成した耐熱耐焼付性皮膜を有する圧延工程用ロール類

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15645294A JP3448784B2 (ja) 1994-06-16 1994-06-16 表面に皮膜形成材としての電極と基材とを接触させ、アーク放電により溶着させる放電被覆処理法により形成した耐熱耐焼付性皮膜を有する圧延工程用ロール類

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH081212A true JPH081212A (ja) 1996-01-09
JP3448784B2 JP3448784B2 (ja) 2003-09-22

Family

ID=15628064

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP15645294A Expired - Fee Related JP3448784B2 (ja) 1994-06-16 1994-06-16 表面に皮膜形成材としての電極と基材とを接触させ、アーク放電により溶着させる放電被覆処理法により形成した耐熱耐焼付性皮膜を有する圧延工程用ロール類

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3448784B2 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006009249A1 (ja) * 2004-07-23 2006-01-26 Yugengaisha Bushudenki 物送りローラとその製造方法とその製造装置
JP2006181617A (ja) * 2004-12-28 2006-07-13 Jfe Steel Kk ロール表面処理方法及びロール
JP2007111742A (ja) * 2005-10-20 2007-05-10 Nippon Steel Corp 放電コーティング圧延用ロール、圧延用ロールの表面処理用消耗電極および放電コーティング装置、並びに、圧延用ロールの表面処理方法
JP2013067836A (ja) * 2011-09-22 2013-04-18 Nisshin Steel Co Ltd 耐食性ロールおよびその製造方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006009249A1 (ja) * 2004-07-23 2006-01-26 Yugengaisha Bushudenki 物送りローラとその製造方法とその製造装置
JP2006181617A (ja) * 2004-12-28 2006-07-13 Jfe Steel Kk ロール表面処理方法及びロール
JP2007111742A (ja) * 2005-10-20 2007-05-10 Nippon Steel Corp 放電コーティング圧延用ロール、圧延用ロールの表面処理用消耗電極および放電コーティング装置、並びに、圧延用ロールの表面処理方法
JP4621112B2 (ja) * 2005-10-20 2011-01-26 新日本製鐵株式会社 放電コーティング圧延用ロール、圧延用ロールの表面処理用消耗電極および放電コーティング装置、並びに、圧延用ロールの表面処理方法
JP2013067836A (ja) * 2011-09-22 2013-04-18 Nisshin Steel Co Ltd 耐食性ロールおよびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP3448784B2 (ja) 2003-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4519387B2 (ja) 耐ビルドアップ性に優れた溶射被覆用サーメット粉末と溶射被覆ロール
CN1125781A (zh) 具高耐用性的炉辊
JP3448784B2 (ja) 表面に皮膜形成材としての電極と基材とを接触させ、アーク放電により溶着させる放電被覆処理法により形成した耐熱耐焼付性皮膜を有する圧延工程用ロール類
JP5976535B2 (ja) 熱間圧延設備用ロールの製造方法
JP5596334B2 (ja) 溶融金属めっき浴用ロール
JP2000345314A (ja) 高硬度炭化物サーメット溶射皮膜被覆部材およびその製造方法
JPH10195547A (ja) 耐摩耗性、耐ビルドアップ性に優れたハースロールおよびその製造方法
Fukubayashi Present furnace and pot roll coatings and future development
JP2509765B2 (ja) 溶射用粉末およびロ―ルの溶射被覆方法
JP3896595B2 (ja) 高温耐性、電気抵抗性の金属材料及びその製造方法
JP4009255B2 (ja) サーメット粉末ならびに耐ビルドアップ性および耐酸化性に優れた炉内ロール
JPS6087910A (ja) 圧延用ロ−ル
JP2739409B2 (ja) 耐食・耐摩耗多層金属被膜の製造方法
JPH0920975A (ja) 高密着性溶射ロール
JP2006290547A (ja) 高温部材搬送用ロールおよびその製造方法と溶射材料
JP4268491B2 (ja) 搬送ロール及び連続焼鈍炉用ハースロール
KR960006015B1 (ko) 강박판 냉각용 수냉식 롤
JP2626736B2 (ja) 耐ビルドアップ性にすぐれた熱処理炉用ロール
JPH0638975B2 (ja) 熱鋼片処理用溶射ロ−ル
JPS61165212A (ja) 耐焼き付き性の優れた熱間圧延用作動ロ−ル
JPH08309408A (ja) 穿孔プラグ耐用度に優れた継目無管の製造方法
JPH0978219A (ja) 溶射薄肉皮膜を有するプロセスロール
JP2000282216A (ja) サイドガイド竪ロールおよびその製造方法
JPH06322435A (ja) 溶射ハースロール
JPH0533033A (ja) ハースロール

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: 20030401

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees