JPH09300008A

JPH09300008A - 鋼板の調質圧延用ロール

Info

Publication number: JPH09300008A
Application number: JP8140802A
Authority: JP
Inventors: Osamu Kato; 治加藤; Kenichi Ozaki; 健一尾崎; Shinji Suzaki; 真二洲崎; Takenori Yoshimura; 武憲吉村
Original assignee: Fujiko KK; Fujikoo KK
Current assignee: Fujiko KK; Fujikoo KK
Priority date: 1996-05-10
Filing date: 1996-05-10
Publication date: 1997-11-25

Abstract

(57)【要約】【課題】ロール基材の周面に調質圧延の接触面圧に耐
え得る高い密着性と耐摩耗性を備えた溶射皮膜を形成す
ることにより耐久性の向上を図ることができる鋼板の調
質圧延用ロールを提供する。【解決手段】ロール基材１１の周面１１ａに、液体燃
料を高圧空気又は空気中の酸素含有量より酸素含有量を
高めた高圧ガスで燃焼させる高速フレーム溶射法によ
り、硬質粒子を金属バインダー中に散在させた溶射皮膜
１２が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼板を１％〜３％
程度の圧下率で軽圧延する調質圧延用ロールに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、鋼板製造の最終プロセスにおいて
は、プレス加工や塗装等を行う後工程での二次加工性を
改善するため、通常、鋼板の調質圧延（又はスキンパス
という）が行われている。この調質圧延では、通常、
鍛鋼ロールの周面にブラスティングや放電加工等の処理
を行って所定の表面粗さを付与した調質圧延用ロール
や、前記の調質圧延用ロールの周面に硬質クロムメ
ッキ処理を行って周面に硬質クロムメッキ層を設けた調
質圧延用ロール等が使用されている（例えば、「塑性と
加工（第３２巻第３６３号（１９９１年）第４５８頁〜
第４６３頁：出石智也）」や、「塑性と加工（第３６巻
第４１７号（１９９５年）第１１１６頁〜第１１２１
頁：山下道雄）」）。また、特開昭６０−８７９１０
号公報等には溶射技術の圧延ロールへの応用例が開示さ
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記調
質圧延工程では、調質圧延用ロールの鋼板と接触する周
面に１００〜２００ｋｇ／ｍｍ²程度の接触面圧がかか
るほか、前記鋼板と周面との間の滑り摩擦に依る摩耗が
生じるため、周面にブラスティングや放電加工等を行っ
たままの前記調質圧延用ロールでは、すぐに周面が平
滑化してしまい、調質圧延中に鋼板がスリップして調質
圧延ができなくなる、又は鋼板の表面に所定の品質を付
与できなくなる等の問題が生じ、頻繁に調質圧延用ロー
ルを交換する必要がある。そこで、前記の調質圧延用
ロールでは、前記の調質圧延用ロールの周面に硬質ク
ロムメッキ層を設けて、前記の調質圧延用ロールの数
倍もの寿命延命化を図っているが、それでも、硬質クロ
ムメッキ層自体の耐摩耗性が低いため、数時間〜数日毎
に調質圧延用ロールを交換する必要がある。

【０００４】そのような中、圧延ロールの表面に耐摩耗
性に優れるセラミックス等を溶射する技術が注目されて
いるが、十分な効果を挙げるには至っていない。これ
は、溶射皮膜自体の耐摩耗性は優れているが、溶射皮膜
のロール基材への密着性が低いため、溶射皮膜が短期間
で剥離するという問題があるからである。例えば、前記
の公報に溶射技術の圧延ロールへの応用例が開示され
ているが、この技術は溶射皮膜の耐摩耗性に主眼を置き
単に溶射技術を圧延ロールに適用したことを示すのみ
で、肝心の溶射皮膜の密着性については全く触れられて
いない。従って、かかるロールを実際の圧延に用いれば
たちどころに溶射皮膜の剥離が生じ、実用に耐えない。
何となれば詳細な説明の中で、その溶射皮膜の密着力は
ＪＩＳ法に依ると７ｋｇ／ｍｍ²以上あると述べられて
いるが、前記の通り、調質圧延用ロールが受ける接触面
圧は１００ｋｇ／ｍｍ²〜２００ｋｇ／ｍｍ²もあるか
らである。

【０００５】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、ロール基材の周面に調質圧延の接触面圧に耐え
得る高い密着性と耐摩耗性を備えた溶射皮膜を形成する
ことにより耐久性の向上を図ることができる鋼板の調質
圧延用ロールを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項１
記載の鋼板の調質圧延用ロールは、ロール基材の周面
に、液体燃料を高圧空気又は空気中の酸素含有量より酸
素含有量を高めた高圧ガスで燃焼させる高速フレーム溶
射法により、硬質粒子を金属バインダー中に散在させた
溶射皮膜が設けられている。請求項２記載の鋼板の調質
圧延用ロールは、請求項１記載の鋼板の調質圧延用ロー
ルにおいて、前記溶射皮膜の厚さが、２０μｍ〜４００
μｍである。請求項３記載の鋼板の調質圧延用ロール
は、請求項１又は２記載の鋼板の調質圧延用ロールにお
いて、前記溶射皮膜中の硬質粒子が、ＷＣ、又はＷＣを
主成分としＷＣ以外の炭化物及び／又は硼化物を前記硬
質粒子中０を越え３０重量％以下含んでいる。請求項４
記載の鋼板の調質圧延用ロールは、請求項１〜３のいず
れか１項に記載の鋼板の調質圧延用ロールにおいて、前
記溶射皮膜中の金属バインダーが、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒの
うち１種又は２種以上からなる。請求項５記載の鋼板の
調質圧延用ロールは、請求項１〜４のいずれか１項に記
載の鋼板の調質圧延用ロールにおいて、前記溶射皮膜中
の硬質粒子の含有量が、７５重量％〜９０重量％の範囲
であって、残部が前記金属バインダーである。

【０００７】請求項６記載の鋼板の調質圧延用ロール
は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の鋼板の調質圧
延用ロールにおいて、前記高圧ガスが、窒素を主成分と
する燃焼に寄与しない気体と、酸素とからなる。請求項
７記載の鋼板の調質圧延用ロールは、請求項１〜６のい
ずれか１項に記載の鋼板の調質圧延用ロールにおいて、
前記高圧ガスのガス圧が０．５ＭＰａ〜１．５ＭＰａで
ある。請求項８記載の鋼板の調質圧延用ロールは、請求
項１〜７のいずれか１項に記載の鋼板の調質圧延用ロー
ルにおいて、前記高圧ガスの酸素含有量が、２１体積％
〜５０体積％の範囲である。請求項９記載の鋼板の調質
圧延用ロールは、請求項１〜８のいずれか１項に記載の
鋼板の調質圧延用ロールにおいて、前記高速フレーム溶
射法により前記ロール基材の周面に溶射される粉末粒子
の平均粒径が１０μｍ〜１００μｍである。請求項１０
記載の鋼板の調質圧延用ロールは、請求項９記載の鋼板
の調質圧延用ロールにおいて、前記粉末粒子中に含まれ
る硬質粒子の平均粒径が１μｍ〜２０μｍである。

【０００８】

【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。ここに、図１は本発明の一実施の形
態に係る鋼板の調質圧延用ロール１０の製造方法の説明
図である。図１に示すように、本発明の一実施の形態に
係る鋼板の調質圧延用ロール１０は、ロール基材１１の
周面１１ａに形成されたＷＣ−Ｃｏ系サーメットからな
る溶射皮膜１２を有するものである。

【０００９】なお、前記溶射皮膜１２は、前記周面１１
ａ上に２０μｍ〜４００μｍ、好適には２０μｍ〜２０
０μｍの厚さ（ｔ）を持って形成されるのが望ましい。
これは、溶射皮膜１２の厚さが２０μｍ未満になると後
述する高速フレーム溶射法の原理上、溶射皮膜１２の厚
さが不均一になる傾向が現れ、一方、溶射皮膜１２の厚
さが２００μｍを越えると溶射時間が長くなる傾向が現
れ、非経済的となり、特に、４００μｍを越えるとその
傾向が著しくなるからである。

【００１０】また、前記溶射皮膜１２は、前記の如くＷ
Ｃ−Ｃｏ系サーメットからなり、その硬質粒子である炭
化タングステン（ＷＣ）の含有量は、溶射皮膜１２中、
７５重量％〜９０重量％の範囲とするのが望ましい。こ
れは、硬質粒子であるＷＣの含有量が溶射皮膜１２中、
７５重量％未満になると溶射皮膜１２の耐摩耗性が低下
する傾向が現れ、一方、硬質粒子であるＷＣの含有量が
９０重量％を越えると金属バインダーであるＣｏの含有
量が少なくなって（結合力が弱くなって）溶射皮膜１２
が脆くなり、欠落し易くなる傾向が現れるからである。

【００１１】これを金属バインダー側から説明すると、
前記溶射皮膜１２の金属バインダーであるコバルト（Ｃ
ｏ）の含有量は、前記硬質粒子であるＷＣの含有量に応
じて、２５重量％〜１０重量％の範囲となっているが、
金属バインダーであるＣｏの含有量が１０重量％未満に
なると金属バインダーとしての役割が十分発揮されず、
前記と同様、溶射皮膜１２が脆くなる傾向が現れ、一
方、金属バインダーであるＣｏの含有量が２５重量％を
越えると体積％では溶射皮膜１２中に占めるＣｏの割合
が３５体積％以上となるので、硬質粒子である硬質のＷ
Ｃ量が少なくなり、前記と同様、溶射皮膜１２の密着性
と耐摩耗性が不十分となる傾向が現れるからである（図
３参照）。

【００１２】以上のように構成される本発明の一実施の
形態に係る鋼板の調質圧延用ロール１０を製造する場合
は、まず、図１に示すように、溶射機１３の燃焼ガス送
給口（図示せず）からケロシン等の液体燃料を吹き込み
ながら、溶射機１３の粉末供給口（図示せず）から原材
料となる７５重量％〜９０重量％ＷＣ−２５重量％〜１
０重量％Ｃｏの粉末粒子を供給すると共に、溶射機１３
の高圧ガス供給口（図示せず）から高圧ガスを吹き込
む。これにより、溶射機１３のノズルから吹き飛ばされ
た粉末粒子は、溶射機１３のノズル先端から噴射された
燃焼ガスに乗って、該粉末粒子中の金属バインダーであ
るＣｏが全部又は一部融解しながら、高速でロール基材
１１の周面１１ａに叩き付けられ、溶射皮膜１２が形成
される。

【００１３】なお、前記粉末粒子の平均粒径は１０μｍ
〜１００μｍ、好適には２０μｍ〜９０μｍとするのが
望ましい。これは、粉末粒子の平均粒径が２０μｍ未満
になると溶射中に粉末粒子が凝集して溶射機１３の内壁
に付着してノズルを詰まらせ易くするほか、溶射機１３
内で凝集し塊状となった粉末粒子は前記周面１１ａ上で
均質な溶射皮膜１２を形成することが困難になる傾向が
現れ、特に、１０μｍ未満になるとその傾向が著しくな
るからである。一方、粉末粒子の平均粒径が９０μｍを
越えると粉末粒子の飛行速度が不十分となり、溶射皮膜
１２のロール基材１１への密着性や溶射皮膜１２の緻密
性が低下する傾向が現れ、特に、１００μｍを越えると
その傾向が著しくなるからである。

【００１４】また、前記粉末粒子中の硬質粒子の平均粒
径は、鋼板の調質圧延用ロール１０の表面１０ａに要求
される表面粗さに依るが、１μｍ〜２０μｍとするのが
望ましい。鋼板の調質圧延用ロール１０の表面１０ａに
要求される表面粗さは、通常、平均粗さで０．３μｍ〜
３μｍの範囲にあるため、例えば、前記表面１０ａに
要求される平均粗さが０．３μｍの場合には１μｍ〜５
μｍ、前記表面１０ａに要求される平均粗さが１．３
μｍの場合には４μｍ〜１１μｍ、前記表面１０ａに
要求される平均粗さが３μｍの場合には１０〜２０μｍ
を選択するのが望ましい。

【００１５】これは、例えば、前記表面１０ａに要求
される平均粗さが０．３μｍの場合、粉末粒子中の硬質
粒子の平均粒径が１μｍ未満になると調質圧延に依って
鋼板の調質圧延用ロール１０の表面１０ａの金属バイン
ダーが摩耗して硬質粒子が露出したとき硬質粒子の平均
粒径が小さ過ぎることによって前記平均粗さを満足する
ことができなくなる傾向が現れ、一方、粉末粒子中の硬
質粒子の平均粒径が５μｍを越えると前記とは反対に硬
質粒子の平均粒径が大き過ぎることによって前記平均粗
さを満足することができなくなる傾向が現れるからであ
る。なお、他の、の場合も同様である。

【００１６】また、前記高圧ガスは、空気中の酸素含有
量より酸素含有量を高めた、窒素を主成分とする燃焼に
寄与しない気体及び酸素を含むものであり、この場合、
高圧ガスの酸素含有量は、２１体積％〜５０体積％とす
るのが望ましい。これは、高圧ガスの酸素含有量を空気
中の酸素含有量より高めることで、液体燃料を効率よく
燃焼させて燃焼ガスを高温にすることが可能となるが、
高圧ガス中の酸素含有量が５０体積％を越えると燃焼ガ
スの温度が高くなり過ぎて溶射皮膜の硬質粒子を形成す
るＷＣが融解し、溶射皮膜の材質劣化及び耐摩耗性低下
を招く虞れがあるからである。なお、前記気体は炭酸ガ
ス等を含むことが可能である。

【００１７】また、前記高圧ガスの最適ガス圧は０．５
ＭＰａ〜１．５ＭＰａとするのが望ましい。これは、高
圧ガスのガス圧が０．５ＭＰａ未満になると粉末粒子の
飛行速度が不十分となって、ロール基材１１の周面１１
ａに対するアンカー効果や溶射皮膜１２の緻密性が低下
し、溶射皮膜１２の密着性や耐摩耗性が低下する傾向が
現れ、一方、高圧ガスのガス圧が１．５ＭＰａを越える
とアンカー効果が飽和する傾向が現れ、非経済的となる
からである（図４参照）。従って、高圧ガスのガス圧を
前記の条件とすることにより、溶射皮膜１２のロール基
材１１への密着性を極めて高くでき、調質圧延用ロール
１０が受ける接触面圧に十分耐え得ることが可能とな
る。

【００１８】また、前記燃焼ガスの温度は１３００℃〜
２５００℃とするのが望ましい。これは、燃焼ガスの温
度が１３００℃未満になると金属バインダーの融解が起
こり難くなって溶射皮膜１２を形成するのが困難となる
傾向が現れ、一方、燃焼ガスの温度が２５００℃を越え
ると粉末粒子又は硬質粒子の組成が変化して溶射皮膜１
２の膜質が劣化する傾向が現れるからである。更に、溶
射機１３のノズル先端とロール基材１１の周面１１ａと
の距離（Ｌ₁）は１００ｍｍ〜５００ｍｍとするのが望
ましい。これは、溶射機１３のノズル先端とロール基材
１１の周面１１ａの距離（Ｌ₁）が１００ｍｍ未満にな
るとロール基材１１の温度が上昇し過ぎる傾向が現れる
一方、溶射機１３のノズル先端とロール基材１１の周面
１１ａの距離（Ｌ₁）が５００ｍｍを越えると粉末粒子
の飛行速度が低下してロール基材１１の周面１１ａに対
するアンカー効果が低下する傾向が現れるからである。

【００１９】従って、本発明の一実施の形態に係る鋼板
の調質圧延用ロール１０は、ロール基材１１の周面１１
ａに対する密着性や、耐摩耗性に極めて優れた溶射皮膜
１２を有するので、たとえ、ロール表面１０ａに１００
〜２００ｋｇ／ｍｍ²程度の接触面圧がかかる調質圧延
に使用しても、溶射皮膜１２の剥離等を抑制して鋼板の
調質圧延用ロール１０の耐久性の向上及び長寿命化を図
ることが可能となる。

【００２０】

【実施例】続いて、本発明の一実施の形態に係る鋼板の
調質圧延用ロールの溶射皮膜の密着性評価の結果につい
て図面を参照しながら説明する。ここに、図２（ａ）、
（ｂ）は溶射皮膜の密着性評価のための転動疲労試験の
説明図、図３は膜厚８０μｍのＷＣ−Ｃｏ系サーメット
の溶射皮膜のＣｏ量と溶射皮膜が剥離するまでの転動数
の関係を示す特性図、図４はガス圧と溶射皮膜が剥離す
るまでの転動数の関係を示す特性図である。

【００２１】まず、図２に示すように、ロール基材の周
面に溶射皮膜を有する外径２００ｍｍ、幅５０ｍｍの試
験片１４と、ロール基材の周面に凸クラウンを有する相
手片１５を、試験片１４である調質圧延用ロールの周面
がスキンパス工程時に受ける応力状態に近い接触面圧Ｐ
（最大接触面圧１８０ｋｇ／ｍｍ²）で接触させると共
に、一定回転速度１０００ｒｐｍで回転させ、溶射皮膜
が剥離するまで転動する。この場合、試験片１４と相手
片１５のすべりは０とした。

【００２２】なお、転動疲労試験を適用した理由は、Ｊ
ＩＳＨ８６６４に規定される引張試験等のような機
械材料試験方法を応用したものに比べ、実際の調質圧延
用ロールの周面に働く応力状態に近い力学的条件を再現
できると共に、転動疲労に依って溶射皮膜が剥離するま
での転動数という定量的な指標で評価できるため判定が
一目瞭然だからである。従って、この方法によれば、溶
射皮膜の材質を始め、溶射皮膜の膜厚、溶射条件等が溶
射皮膜の密着性に及ぼす影響を定量的に知ることができ
る。

【００２３】この結果、図３から明らかなように、ロー
ル基材の周面に膜厚８０μｍのＷＣ−Ｃｏ系サーメット
の溶射皮膜を形成した試験片１４で、金属バインダーで
あるＣｏの含有量を変化させて、溶射皮膜が剥離するま
での転動数を調べた結果、溶射皮膜中のＣｏ含有量が１
０ｗｔ％未満では溶射皮膜の欠け落ちが見られた。ま
た、溶射皮膜中のＣｏ含有量が１０ｗｔ％〜約２０ｗｔ
％にかけて溶射皮膜が剥離するまでの転動数が最高約１
４０万回程度（Ｃｏ含有量が約２０ｗｔ％の場合）まで
上昇することが確認された。更に、溶射皮膜中のＣｏ含
有量が約２０ｗｔ％〜約３０ｗｔ％にかけて前記転動数
が急激に低下し、溶射皮膜中のＣｏ含有量が約３０ｗｔ
％程度で前記転動数が約５０万回程度しかないことが確
認された。この結果、溶射皮膜中の金属バインダーであ
るＣｏの含有量は、１０重量〜２５重量％とするのがよ
いことが確認された。

【００２４】また、図４から明らかなように、ロール基
材の周面に膜厚１５０μｍのＷＣ−１２Ｃｏ系サーメッ
トの溶射皮膜を形成した試験片１４で、高速フレーム溶
射法の高圧ガスのガス圧を変化させて、溶射皮膜が剥離
するまでの転動数を調べた結果、高圧ガスのガス圧が約
０．２５ＭＰａ〜約０．８ＭＰａにかけて溶射皮膜が剥
離するまでの転動数が急激に上昇し、それ以降約１．９
ＭＰａまで緩やかではあるが上昇していることが確認さ
れた。この結果、経済性を考慮すると、高圧ガスの最適
ガス圧は、０．５〜１．５ＭＰａとするのがよいことが
確認された。

【００２５】次に、ロール基材の一例である直径（φ）
４５０ｍｍ×胴長（Ｌ）１８００ｍｍの鍛鋼ロールの周
面にそれぞれ高速フレーム溶射法により表１に示す条件
で溶射皮膜を形成し、試験片となる調質圧延用ロール
（実施例１、２比較例１〜３）を製作すると共に、さら
に、比較のため、前記と同様な鍛鋼ロールの表面に硬質
クロムメッキ層を形成した調質圧延用ロール（比較例
４）を製作した後、製鉄所冷延工場の４重調質圧延機に
組み込んで、実際に調質圧延を行った。その結果を表２
に示す。

【００２６】

【表１】

【００２７】

【表２】

【００２８】表２から明らかなように、金属バインダー
であるＣｏの含有量を溶射皮膜中２７重量％とした比較
例１では、硬質粒子であるＷＣの含有量が少なくて、鋼
板の板幅方向端部付近と当接する溶射皮膜（以下これを
鋼板端部付近の溶射皮膜という）の剥離が大きく、圧延
距離５０ｋｍ程度でロール交換が必要となった。また、
高速フレーム溶射法の高圧ガスのガス圧を０．４５ＭＰ
ａとした比較例２では、粉末粒子の飛行速度が不十分と
なって、ロール基材の周面に対する食い込み効果が小さ
くなって、前記と同様、鋼板端部付近の溶射皮膜の剥離
が認められ、圧延距離２９０ｋｍ程度でロール交換が必
要となった。

【００２９】更に、気体燃料を酸素で燃焼する高速フレ
ーム溶射法で粉末粒子を溶射した比較例３では、高圧ガ
ス中の酸素含有量が１００体積％であるため、粉末粒子
の温度が高くなり過ぎて、溶射皮膜の膜質が劣化し、こ
の結果、鋼板端部付近の溶射皮膜の剥離が大きくなっ
て、圧延距離６５ｋｍ程度でロール交換が必要となっ
た。更に、ロール基材の周面にクロムメッキ層を設けた
比較例４では、クロムメッキ層の剥離は認められなかっ
たが、摩耗により圧延距離５００ｋｍ程度でロール交換
が必要となった。なお、溶射皮膜の剥離が鋼板端部付近
で生じるのは、鋼板端部付近の接触面圧が、鋼板中央の
接触面圧よりも大きいからである。

【００３０】これに対し、実施例１、２では、１７００
ｋｍ、２３００ｋｍ程度の圧延距離を確保することがで
き、溶射皮膜の密着性及び耐摩耗性が比較例１〜４に比
べ優れており、本発明の鋼板の調質圧延用ロールの有効
性が確認された。なお、表２の総合評価は、従来の硬質
クロムメッキ層を設けた調質圧延用ロール、すなわち、
調質圧延用ロールとして使用できるが、耐摩耗性の点で
不十分であるものを基準「△」とし、鋼板の調質圧延用
ロールの周面の早期剥離がないだけでなく、摩耗劣化が
少なくて、長時間の調質圧延が可能で、調質圧延用ロー
ルとして非常に優れた性能を有しているものを「◎」、
溶射皮膜が早期に剥離して、調質用圧延ロールとして不
適当であるものを「×」として評価した。

【００３１】以上、本発明の実施の形態を説明したが、
本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではな
く、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用
範囲である。例えば、本実施の形態では、溶射皮膜の硬
質粒子にＷＣを使用したが、これ以外に、例えば、ＷＣ
を主成分としＷＣ以外の炭化物及び／又は硼化物を硬質
粒子中０を越え３０重量％以下含むものを使用すること
も可能である。この場合、ＷＣを主成分とする硬質粒子
中にＷＣ以外の炭化物及び／又は硼化物を硬質粒子中最
大３０重量％まで含有しても、溶射皮膜の密着性及び耐
摩耗性に大きな変化はないが、前記硬質粒子中のＷＣ以
外の炭化物及び／又は硼化物の含有量が３０重量％を越
えると金属バインダーの濡れ性の劣化や、溶射時の粉末
粒子の比重の減少によって、溶射皮膜の密着性も低下す
る傾向が現れる。このため、前記範囲とするのが望まし
い。

【００３２】また、溶射皮膜の金属バインダーには、Ｃ
ｏ、Ｎｉ、Ｃｒのうち１種又は２種以上からなるものを
適宜使用してよい。例えば、本実施の形態の如く、Ｃｏ
はＷＣの金属バインダーとして、濡れ性等の点で最適で
ある。また、ＮｉやＣｒは水等に対する耐蝕性がＣｏよ
り優れ、例えば、ＷＣ以外の炭化物及び／又は硼化物の
金属バインダーとしてはＣｏより適合することもある。
このため、用途に応じてＣｏの全部又は一部をＮｉ及び
／又はＣｒに置き換えて使用してもよい。

【００３３】更に、本実施の形態では、液体燃料を、空
気中の酸素含有量より酸素含有量を高めた、窒素を主成
分とする燃焼に寄与しない気体及び酸素を含む高圧ガス
で燃焼させたが、高圧空気で燃焼させてもよい。この場
合もガス圧や燃焼ガスの温度、ノズル先端とロール基材
周面の距離（Ｌ₁）は前記と同様である。

【００３４】

【発明の効果】請求項１〜１０記載の鋼板の調質圧延用
ロールは以上の説明からも明らかなように、ロール基材
の周面に、液体燃料を高圧空気等で燃焼させる高速フレ
ーム溶射法により、溶射皮膜が設けられているので、溶
射原料となる粉末粒子の飛行速度が高められ、前記周面
に形成される溶射皮膜のアンカー効果や溶射皮膜の緻密
性が高められることにより、溶射皮膜のロール基材から
の早期剥離を防止することができる。従って、従来の硬
質クロムメッキ層を有する調質圧延用ロールに比べて、
数倍以上の寿命延長（少なくとも半日から三週間程度ま
での延長）が可能となり、ロールの組み替え作業の低減
化、これに基づくロール保有数の低減化等、省力化及び
コストダウンを図ることができる。

【００３５】特に、請求項２記載の鋼板の調質圧延用ロ
ールにおいては、溶射皮膜の厚さが、２０μｍ〜４００
μｍの範囲内なので、膜厚が薄過ぎた場合の溶射皮膜の
耐摩耗性の低下や、膜質の均質性及び膜厚の均一性の低
下を防止できると共に、膜厚が厚過ぎた場合の溶射時間
の長時間化等による経済性の低下を防止できる。従っ
て、均質な溶射皮膜を均一な膜厚で作業時間の遅延化等
を防ぎながら容易に形成することが可能である。特に、
請求項３記載の鋼板の調質圧延用ロールにおいては、溶
射皮膜の硬質粒子がＷＣ、又はＷＣを主成分とし、ＷＣ
以外の炭化物及び／又は硼化物を硬質粒子中０を越え３
０重量％以下含んでいるので、これら硬質な硬質粒子に
よる溶射皮膜の耐摩耗性の向上を図ることができる。

【００３６】特に、請求項４記載の鋼板の調質圧延用ロ
ールにおいては、溶射皮膜の金属バインダーがＣｏ、Ｎ
ｉ、Ｃｒのうち１種又は２種以上からなるので、これら
濡れ性に優れる金属バインダーが高温でその一部又は全
部が融解されることにより、前記硬質粒子を強固に包み
込んで、硬質粒子の欠落を防止することができる。特
に、請求項５記載の鋼板の調質圧延用ロールにおいて
は、溶射皮膜中の硬質粒子含有量が、７５重量％〜９０
重量％の範囲であって、残部が前記金属バインダーであ
るので、硬質粒子含有量が低下した場合の耐摩耗性の低
化を防止できると共に、金属バインダー含有量が低下し
た場合の結合力低下による硬質粒子の脱落を防止するこ
とができる。

【００３７】特に、請求項６記載の鋼板の調質圧延用ロ
ールにおいては、高圧ガスが、窒素を主成分とする燃焼
に寄与しない気体と、酸素とからなるので、溶射皮膜を
安価に製造することができる。特に、請求項７記載の鋼
板の調質圧延用ロールにおいては、高圧ガスのガス圧が
０．５ＭＰａ〜１．５ＭＰａの範囲内なので、ロール基
材に対するアンカー効果や緻密性に優れた溶射皮膜を安
価に製造することができる。特に、請求項８記載の鋼板
の調質圧延用ロールにおいては、高圧ガスの酸素含有量
が、２１体積％〜５０体積％の範囲内なので、酸素含有
量が高過ぎることに起因する硬質粒子の融解による膜質
の劣化及び耐摩耗性低下を防止できる。

【００３８】特に、請求項９記載の鋼板の調質圧延用ロ
ールにおいては、高速フレーム溶射法によりロール基材
の周面に溶射される粉末粒子の平均粒径が１０μｍ〜１
００μｍの範囲内なので、ロール基材の周面に均質かつ
密着性に優れた溶射皮膜を形成することができる。特
に、請求項１０記載の鋼板の調質圧延用ロールにおいて
は、粉末粒子中に含まれる硬質粒子の平均粒径が１μｍ
〜２０μｍの範囲内なので、たとえ、鋼板の調質圧延用
ロールの周面が摩耗してもロール交換時まで要求される
表面粗さを保つことができ、良好な鋼板の調質圧延を行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る鋼板の調質圧延用
ロールの製造方法の説明図である。

【図２】（ａ）、（ｂ）は溶射皮膜の密着性評価のため
の転動疲労試験の説明図である。

【図３】膜厚８０μｍのＷＣ−Ｃｏ系サーメットの溶射
皮膜のＣｏ量と溶射皮膜が剥離するまでの転動数の関係
を示す特性図である。

【図４】ガス圧と溶射皮膜が剥離するまでの転動数の関
係を示す特性図である。

【符号の説明】

１０鋼板の調質圧延用ロール１０ａロール
表面１１ロール基材１１ａロール
基材の周面１２溶射皮膜１３溶射機１４試験片１５相手片

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者洲崎真二福岡県北九州市戸畑区牧山新町４−31 株式会社フジコー北九州工場内 (72)発明者吉村武憲福岡県北九州市戸畑区牧山新町４−31 株式会社フジコー北九州工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ロール基材の周面に、液体燃料を高圧空
気又は空気中の酸素含有量より酸素含有量を高めた高圧
ガスで燃焼させる高速フレーム溶射法により、硬質粒子
を金属バインダー中に散在させた溶射皮膜が設けられて
いることを特徴とする鋼板の調質圧延用ロール。
【請求項２】前記溶射皮膜の厚さが、２０μｍ〜４０
０μｍであることを特徴とする請求項１記載の鋼板の調
質圧延用ロール。
【請求項３】前記溶射皮膜中の硬質粒子が、ＷＣ、又
はＷＣを主成分としＷＣ以外の炭化物及び／又は硼化物
を前記硬質粒子中０を越え３０重量％以下含んでいるこ
とを特徴とする請求項１又は２記載の鋼板の調質圧延用
ロール。
【請求項４】前記溶射皮膜中の金属バインダーが、Ｃ
ｏ、Ｎｉ、Ｃｒのうち１種又は２種以上からなることを
特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の鋼板の
調質圧延用ロール。
【請求項５】前記溶射皮膜中の硬質粒子の含有量が、
７５重量％〜９０重量％の範囲であって、残部が前記金
属バインダーであることを特徴とする請求項１〜４のい
ずれか１項に記載の鋼板の調質圧延用ロール。
【請求項６】前記高圧ガスが、窒素を主成分とする燃
焼に寄与しない気体と、酸素とからなることを特徴とす
る請求項１〜５のいずれか１項に記載の鋼板の調質圧延
用ロール。
【請求項７】前記高圧ガスのガス圧が０．５ＭＰａ〜
１．５ＭＰａであることを特徴とする請求項１〜６のい
ずれか１項に記載の鋼板の調質圧延用ロール。
【請求項８】前記高圧ガスの酸素含有量が、２１体積
％〜５０体積％の範囲であることを特徴とする請求項１
〜７のいずれか１項に記載の鋼板の調質圧延用ロール。
【請求項９】前記高速フレーム溶射法により前記ロー
ル基材の周面に溶射される粉末粒子の平均粒径が１０μ
ｍ〜１００μｍであることを特徴とする請求項１〜８の
いずれか１項に記載の鋼板の調質圧延用ロール。
【請求項１０】前記粉末粒子中に含まれる硬質粒子の
平均粒径が１μｍ〜２０μｍであることを特徴とする請
求項９記載の鋼板の調質圧延用ロール。