JPH10260124A - Method and apparatus for friction and wear test - Google Patents
Method and apparatus for friction and wear testInfo
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- JPH10260124A JPH10260124A JP6768697A JP6768697A JPH10260124A JP H10260124 A JPH10260124 A JP H10260124A JP 6768697 A JP6768697 A JP 6768697A JP 6768697 A JP6768697 A JP 6768697A JP H10260124 A JPH10260124 A JP H10260124A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば連続鋳造に
おいて用いられる潤滑剤の潤滑特性および鋳型材料の高
温下での摩擦・摩耗特性を評価するために用いられる摩
擦・摩耗試験方法および装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for testing friction and wear used to evaluate the lubrication characteristics of a lubricant used in continuous casting and the friction and wear characteristics of a mold material at high temperatures. It is.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、例えば鉄鋼の分野では、鋼の連続
鋳造に固定鋳型式連続鋳造機が用いられている。この連
続鋳造機は、概念的には図7に示すように、溶鋼sをタ
ンディッシュaから、鋳型振動装置(図示省略)で振動
している水冷銅鋳型bに注入し、この鋳型で冷却して凝
固シェルssを生成し、得られた鋳片scを鋳型の下方
に配置した多数の支持ロールrを介して支持しながら冷
却して、搬出する構造を有している。2. Description of the Related Art Conventionally, in the field of steel, for example, a fixed mold type continuous casting machine has been used for continuous casting of steel. In this continuous casting machine, as shown conceptually in FIG. 7, molten steel s is poured from a tundish a into a water-cooled copper mold b vibrating by a mold vibrator (not shown), and cooled by this mold. Thus, a solidified shell ss is formed, and the obtained cast slab sc is cooled while being supported via a large number of support rolls r disposed below the mold, and then is discharged.
【0003】この連続鋳造機においては、水冷銅鋳型b
で凝固シェルssを生成する際に、水冷鋳型内bにガラ
ス系の潤滑剤(パウダー)cを注入し、この潤滑剤を溶
融して溶鋼sと水冷鋳型bの内面間に介在させ、鋳型と
凝固過程の溶鋼(凝固シェル)との間を潤滑するように
している。この潤滑剤による潤滑作用が有効に機能しな
い場合、ブレークアウトが起こり易く、連続鋳造の継続
が不能になったり、良好な鋳片を得ることが困難になる
場合がある。また、鋳型が熱負荷に加え、凝固金属との
間で摩擦・摩耗作用を受けやすくなり、鋳型が短命化し
て長時間の連続鋳造操業ができなくなるという問題があ
る。In this continuous casting machine, a water-cooled copper mold b
When the solidified shell ss is formed by the above, a glass-based lubricant (powder) c is poured into the water-cooled mold b, and the lubricant is melted and interposed between the molten steel s and the inner surface of the water-cooled mold b. Lubrication between the molten steel (solidified shell) in the solidification process. If the lubricating action of the lubricant does not function effectively, breakout is likely to occur, making continuous casting impossible or making it difficult to obtain good slabs. Further, in addition to the heat load, the mold is susceptible to friction and wear with the solidified metal, which causes a problem that the life of the mold is shortened and continuous casting operation cannot be performed for a long time.
【0004】このような問題の発生を防止するために
は、特性に優れた鋳型材料およぴ潤滑剤の開発が不可欠
であり、この開発のためには、摩擦、摩耗の機構解明と
溶融物(溶融した潤滑剤)の特性を精度よく評価できる
特性評価試験が不可欠である。この特性評価試験を実機
で行う場合、膨大な費用がかかるだけではなく、試験条
件をいろいろ変えた試験を行うことは、操業上の危険を
伴うことから、実機条件を模擬して、実機では困難な特
に高温下で摩擦・摩耗についての特性評価試験が可能な
摩擦・摩耗試験方法(装置)が求められている。In order to prevent such problems from occurring, it is essential to develop a mold material and a lubricant having excellent characteristics. It is indispensable to conduct a property evaluation test capable of accurately evaluating the properties of (molten lubricant). When performing this characteristic evaluation test on a real machine, it is not only costly but also difficult to perform the test under various test conditions because it involves operational danger. In particular, a friction / wear test method (apparatus) capable of performing a property evaluation test on friction / wear at high temperatures is required.
【0005】従来、このような要請に応える摩擦・摩耗
試験方法(装置)として、相対運動する2物体(円筒−
円筒、円筒−ブロック、リング−リング等)の接触面に
液体、固体等を注入させて行う摩擦・摩耗試験方法が知
られている。例えば、特開昭62−172238号公報
には、連続鋳造用鋳型材料の試験方法およびその装置が
開示されている。Conventionally, as a friction / wear test method (apparatus) to meet such a demand, two objects (cylinder-
There is known a friction / wear test method in which a liquid, a solid, or the like is injected into a contact surface of a cylinder, a cylinder-block, a ring-ring, and the like. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-172238 discloses a method and an apparatus for testing a casting material for continuous casting.
【0006】これは、ダミーバーを一定速度で降下さ
せ、溶融金属の模型鋳型との接触面を冷却させて溶融金
属を凝固させながら模型鋳型から引き抜いて鋳造した
後、鋳型を分解してサンプルを分析する連続鋳造用鋳型
を模擬した摩擦・摩耗試験方法および装置であるが、垂
直にダミーバーを引き抜くため、長時間の試験は困難で
あり、また、高温下で溶融した潤滑剤と鋳型間の摩擦・
摩耗特性を正確に評価するためのものとしては不十分で
ある。[0006] In this method, the dummy bar is lowered at a constant speed, the contact surface of the molten metal with the model mold is cooled, the molten metal is solidified, pulled out of the model mold and cast, and the sample is analyzed by disassembling the mold. Although it is a friction and wear test method and apparatus that simulates a continuous casting mold, the dummy bar is pulled out vertically, so it is difficult to test for a long time, and the friction and wear between the lubricant and the mold melted at high temperature.
It is not enough to accurately evaluate the wear characteristics.
【0007】また、特開平6−102160号公報に
は、摩耗試験方法および装置が開示されている。これ
は、高温雰囲気中のリング−リング試験において、下部
リングから固体、液体、粉体等の潤滑剤を接触面に注入
する摩耗試験方法および装置であり、潤滑状態での摩擦
摩耗特性は評価できるが、溶解し注入する装置を備えて
いないため連続鋳造用パウダー等の高温溶融物を用いた
試験は困難である。Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-102160 discloses a wear test method and apparatus. This is a wear test method and apparatus in which a lubricant such as solid, liquid, or powder is injected into a contact surface from a lower ring in a ring-ring test in a high-temperature atmosphere, and the friction and wear characteristics in a lubricated state can be evaluated. However, since it does not have a device for melting and pouring, it is difficult to perform a test using a high-temperature melt such as a powder for continuous casting.
【0008】一方、参考文献「鋼の連続鋳造用モールド
パウダーの粘弾性挙動」{「鉄と鋼」VOl.81 N
o.12(1995、12)、1145〜1149P}
には、Ar雰囲気に保持した電気炉中において、上部デ
ィスク(鋳片)と下部ディスク(鋳型)間の隙間に連続
鋳造用パウダーを挟み、上部ディスク(鋳片)は鋳造速
度に相当する一定回転数で回転させ、下部ディスクは鋳
型振動に相当するオシレーションを与えることにより、
実機の鋳造条件を模擬できる摩擦力シミュレータ−が開
示されている。これでは、パウダー潤滑状態における摩
擦力測定はできるが、パウダーは流動しないので、実機
の鋳造状態とは異なる、また、パウダーの膜厚は一定に
なるため、鋳型材料の試験はできない。On the other hand, the reference document “Viscoelastic behavior of mold powder for continuous casting of steel” {“Iron and steel” VOL. 81 N
o. 12 (1995, 12), 1145 to 1149P}
In an electric furnace maintained in an Ar atmosphere, a powder for continuous casting is sandwiched in a gap between an upper disk (slab) and a lower disk (mold), and the upper disk (slab) rotates at a constant speed corresponding to a casting speed. By rotating the number, the lower disk gives an oscillation equivalent to the vibration of the mold,
A friction force simulator capable of simulating casting conditions of an actual machine is disclosed. In this case, the frictional force can be measured in the powder lubricated state, but the powder does not flow, which is different from the casting state of the actual machine, and the film thickness of the powder becomes constant, so that the mold material cannot be tested.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、溶融した潤
滑剤を介在させた高温下での摩擦・摩耗試験が可能であ
り、上記の従来技術では困難であった、実機では困難な
種々な条件において、溶融した潤滑剤(溶融物)の潤滑
特性や鋳型材料の摩擦・摩耗特性を評価できる、摩擦・
摩耗試験を行う摩擦・摩耗試験方法および装置を提供す
るものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention makes it possible to perform a friction / wear test at a high temperature with a molten lubricant interposed therebetween. Under the conditions, it is possible to evaluate the lubrication characteristics of the molten lubricant (melt) and the friction and wear characteristics of the mold material.
A friction / wear test method and apparatus for performing a wear test are provided.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明の第一の発明は、
2物体を回転接触させる摩擦・摩耗試験方法において、
一方の物体が加熱した回転円筒で、他方の物体がブロッ
クであり、この回転円筒の外周面とブロックの接触触面
間に溶融物を注入し、回転円筒の回転速度波形を制御す
ることにより任意の振動条件を付与して摩擦・摩耗試験
を行うことを特徴とする、摩擦・摩耗試験方法である。Means for Solving the Problems The first invention of the present invention is:
In the friction / wear test method in which two objects are brought into rotary contact,
One object is a heated rotating cylinder and the other is a block. The melt is injected between the outer peripheral surface of the rotating cylinder and the contact surface of the block, and the rotation speed waveform of the rotating cylinder is controlled to control the rotation speed. A friction / wear test method characterized in that a friction / wear test is performed by applying the vibration conditions described above.
【0011】第二の発明は、第一の発明を実施するため
の摩擦・摩耗試験装置例として位置付けられるもので、
回転円筒を装着して加熱しながら回転させる加熱回転装
置と、ブロックを冷却し進退可能にするブロック固定装
置と、加熱装置を備えた溶解炉と、この溶解炉からの溶
融物の注入量を制御する流量制御装置と、溶解炉の注入
口に接焼された注入管とを備え、前記加熱回転装置に装
着された回転円筒と、ブロック固定装置に装着されたブ
ロック間に、溶解炉から注入管を介して溶融物を注入可
能にしたことを特徴とする摩擦・摩耗試験装置である。[0011] The second invention is positioned as an example of a friction / wear test apparatus for carrying out the first invention.
A heating and rotating device that mounts and rotates a rotating cylinder while heating, a block fixing device that cools and allows the block to move forward and backward, a melting furnace equipped with a heating device, and controls the amount of molten material injected from this melting furnace. A flow control device, and an injection pipe insulated at the injection port of the melting furnace. The injection pipe from the melting furnace is provided between the rotating cylinder mounted on the heating rotary device and the block mounted on the block fixing device. A friction / wear test apparatus characterized in that a molten material can be injected through the apparatus.
【0012】第三の発明は、第二の発明のいずれかにお
いて、加熱回転装置の回転装置が回転速度を任意の波形
に制御できるものである上とを特徴とする摩擦・摩耗試
験装置であり、第四の発明は、第二の発明または第三の
発明のいずれかにおいて、ブロック固定装置に、カメラ
内蔵型顕微鏡を設けて、このカメラ内蔵型顕微鏡でブロ
ック固定装置に固定されるブロック裏面を観察可能とす
る観察孔を設け、ブロックにおける回転円筒の外周面と
接触する中央部に貫通孔を設けて、この貫通孔に透光性
耐熱材料を埋め込み、この透光性耐熱材料を通してカメ
ラ内蔵型顕微鏡で、回転円筒の外周面とブロックの接触
面の状態を試験中に連続観察できるようにしたことを特
徴とする摩擦・摩耗試験装置である。A third invention is a friction / wear test apparatus according to any one of the second inventions, wherein the rotation device of the heating rotation device can control the rotation speed to an arbitrary waveform. According to the fourth invention, in any one of the second invention and the third invention, the block fixing device is provided with a microscope with a built-in camera, and the back surface of the block fixed to the block fixing device with the microscope with a built-in camera. An observation hole that allows observation is provided, a through hole is provided in the center of the block that comes into contact with the outer peripheral surface of the rotating cylinder, and a light-transmitting heat-resistant material is embedded in the through-hole. A friction / wear test apparatus characterized in that a state of an outer peripheral surface of a rotating cylinder and a contact surface of a block can be continuously observed during a test with a microscope.
【0013】第五の発明は、第一の発明〜第四の発明の
いずれかにおいて、ブロック固定装置側に、照明光の投
射装置を設け、照明光をブロックに埋め込んだ透光性耐
熱材料を通して、回転円筒の外周面とブロックの接触面
に投射し、この接触面の状態をカメラ内蔵型顕微鏡で連
続観察できるようにしたことを特徴とする摩擦・摩耗試
験装置、第六の発明は、第一の発明〜第五の発明のいず
れかにおいて、ブロック固定装置のブロック装着部が上
下に往復運動可能であることを特徴とする摩擦・摩耗試
験装置、第七の発明は、第一の発明〜第六の発明のいず
れかにおいて、回転円筒の外周面に対して、ブラシロー
ルを、押し付けて回転可能に配設し、回転円筒の外周面
の酸化物および付着物を除去できるようにしたことを特
徴とする摩擦・摩耗試験装置である。[0015] In a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, a projection device for illuminating light is provided on the side of the block fixing device, and the illuminating light is embedded in the block through a translucent heat-resistant material. The friction and wear test apparatus, characterized in that the outer peripheral surface of the rotating cylinder is projected onto the contact surface between the block and the state of the contact surface so that the state of the contact surface can be continuously observed by a microscope with a built-in camera, The friction / wear test apparatus according to any one of the first to fifth inventions, wherein the block mounting portion of the block fixing device can reciprocate up and down, the seventh invention is a first invention to In any one of the sixth inventions, the brush roll is pressed against the outer peripheral surface of the rotating cylinder, and is arranged so as to be rotatable, so that oxides and deposits on the outer peripheral surface of the rotating cylinder can be removed. Characteristic friction and friction It is a test apparatus.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】本発明は、加熱した回転円筒とブ
ロックを回転接触させながら、この回転円筒の外周面と
ブロックの接触面間に溶融物を注入する摩擦・摩耗試験
方法およぴ装置であって、例えば鋼の連続鋳造で用いる
潤滑剤の潤滑特性や鋳型材料の摩擦・摩耗試験に用いら
れるものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a friction / wear test method and apparatus for injecting a molten material between a peripheral surface of a rotating cylinder and a contact surface of the block while bringing the heated rotating cylinder and the block into rotary contact. For example, it is used for a lubrication property of a lubricant used in continuous casting of steel and a friction / wear test of a mold material.
【0015】摩擦・摩耗試験方法は、互いに接触し相対
連動する2物体が、溶融物の融点以上の温度に加熱され
た回転円筒と、ブロックであり、この回転円筒の外周面
とブロック間に、溶融状態の潤滑剤に相当するガラス系
材を注入し、円筒の回転速度を任意の波形に制御して任
意の鋳型振動条件を付与できるようにしている。In the friction / wear test method, two objects that are in contact with each other and are interlocked with each other are a rotating cylinder heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the melt and a block. A glass-based material corresponding to a lubricant in a molten state is injected, and the rotation speed of the cylinder is controlled to an arbitrary waveform so that arbitrary mold vibration conditions can be given.
【0016】ここで、溶融物は溶融した潤滑剤(パウダ
ー)に相当するものであり、Sio2 、CaO、Na2
O等を多量に包含するガラス系材を溶融したものであ
り、融点が800℃以上のものであり、溶解炉で溶解し
て得られるものである。回転円筒は、連続鋳造の場合で
は、凝固シェルに相当するものであり、炭素鋼やステン
レス鋼等、連続鋳造される各種の鋼で形成された円筒状
または短柱状のもの(短柱状のものを含み以下「回転円
筒」と称する)であり、凝固シェル温度に相当する14
00℃レベルまで加熱できるようにすることが望まし
い。加熱装置としては、温度の制御性が良好で、短時間
で所定温度まで加熱できる高周波誘導加熱装置や通電加
熱装置が好適である。Here, the molten material corresponds to a molten lubricant (powder), and is composed of Sio 2 , CaO, Na 2
A glass-based material containing a large amount of O or the like is melted, has a melting point of 800 ° C. or more, and is obtained by melting in a melting furnace. The rotating cylinder is equivalent to a solidified shell in the case of continuous casting, and is a cylindrical or short columnar (short columnar) formed of various steels continuously cast such as carbon steel and stainless steel. (Hereinafter referred to as “rotating cylinder”), which corresponds to the solidification shell temperature.
It is desirable to be able to heat to the 00 ° C level. As the heating device, a high-frequency induction heating device or an energization heating device which has good temperature controllability and can heat to a predetermined temperature in a short time is preferable.
【0017】ブロックは、連続鋳造の場合では、水冷鋳
型に相当するものであり、鋳型材として用いられる銅や
銅表面に金属メッキあるいは溶射被覆層を有するものの
他、セラミックス等により形成されたものであり、ブロ
ック固定装置に固定または上下運動可能に装着されるも
のである。また、回転円筒を回転する駆動装置は、回転
速度波形を正弦波、矩形波、これらの合成した波形、そ
の他の任意の波形に変えることにより、任意の振動条件
が簡易に得られるサーボモーター等が好適である。The block is equivalent to a water-cooled mold in the case of continuous casting, and is formed of ceramics or the like in addition to copper used as a mold material, a metal plate having a metal plating or spray coating layer on a copper surface. Yes, it is mounted on a block fixing device so as to be fixed or capable of moving up and down. In addition, the drive device for rotating the rotating cylinder includes a servo motor or the like that can easily obtain an arbitrary vibration condition by changing a rotation speed waveform to a sine wave, a rectangular wave, a combined waveform of these, and other arbitrary waveforms. It is suitable.
【0018】摩擦・摩耗試験装置は、回転円筒を装着し
て加熱しながら回転でき、ブロックを冷却して進退可能
にする構造を有し、ガラス系材を溶融する溶解炉と、こ
の溶解炉からの溶融融物を流動できる温度にしながら、
回転円筒の外周面とブロック間に適量注入可能にする注
入管を備えたものである。この注入管は省略して溶融物
を溶解炉から直接に回転円筒の外周面とブロック間に供
給することもできる。The friction / wear test apparatus has a structure in which a rotating cylinder can be mounted and rotated while heating, and a block can be cooled and moved forward and backward. While maintaining the temperature at which the molten
An injection pipe is provided between the outer peripheral surface of the rotary cylinder and the block so that an appropriate amount can be injected. This injection pipe can be omitted, and the melt can be supplied directly from the melting furnace to the space between the outer peripheral surface of the rotary cylinder and the block.
【0019】溶解炉は、温度の制御性が良好で、短時間
で所定温度まで加熱できる炭化珪素発熱体等を用いた電
気加熱装置が好適である。溶解炉に溶融物の注入管を接
続する場合には、この注入管は黒鉛、セラミックス、白
金等、溶融物と反応しない耐熱材料で形成することが好
ましく、溶解炉で溶融した溶融物を回転円筒の外周面と
ブロック間に注入する過程で温度降下を抑えまたは温度
補償できるように、保熱装置または加熱装置を設けるこ
とが有効である。この加熱装置としては、炭化珪素発熱
体等を用いた電気加熱装置が好適である。As the melting furnace, an electric heating apparatus using a silicon carbide heating element or the like which has good temperature controllability and can be heated to a predetermined temperature in a short time is preferable. When a melt injection tube is connected to the melting furnace, the injection tube is preferably made of a heat-resistant material that does not react with the melt, such as graphite, ceramics, and platinum. It is effective to provide a heat retention device or a heating device so that the temperature drop can be suppressed or the temperature can be compensated during the process of injecting the resin between the outer peripheral surface and the block. As this heating device, an electric heating device using a silicon carbide heating element or the like is preferable.
【0020】この摩擦・摩耗試験装置では、回転円筒の
温度が1200℃以上の場合には、ブロックの中央部に
埋め込んだこの透光性耐熱材料を通して、透過光をカメ
ラ内蔵型顕微鏡で捕捉し、回転円筒の外周面とブロック
の接触面での潤滑状態を連続観察できるようにすること
が有効である。この透光性耐熱材料としては、1400
℃レベルの温度で透過性を損なわない透光性サファイ
ヤ、耐熱ガラス等が好適である。カメラ内蔵型顕微鏡と
しては、2倍以上の拡大機能を備えたカメラ内蔵型顕微
鏡で、色調が判別できるものがより好ましい。In this friction / wear test apparatus, when the temperature of the rotating cylinder is 1200 ° C. or higher, the transmitted light is captured by the camera-incorporated microscope through the transparent heat-resistant material embedded in the center of the block. It is effective to be able to continuously observe the lubrication state on the contact surface between the outer peripheral surface of the rotating cylinder and the block. As this translucent heat-resistant material, 1400
Translucent sapphire, heat-resistant glass, etc., which do not impair the transparency at a temperature of the order of ° C., are suitable. As the camera-incorporated microscope, a camera-incorporated microscope having a magnifying function of twice or more and capable of distinguishing the color tone is more preferable.
【0021】また、回転円筒の温度が1200℃未満の
場合は、透過光が得られず、回転円筒の外周面とブロッ
クの接触面での潤滑状態を精度よく観察できない場合が
あるので、このような場合には、ブロックの中央部に埋
め込んだ透光性耐熱材料を通して、カメラ内蔵型顕微鏡
に付設した照明装置から照明光を投射して、円筒とブロ
ックの接触面での潤滑状態を精度よく観察できるように
することも有効である。この場合の投射する照明光とし
ては、透過性の良好なものであることが好ましいので、
照明装置としては、このような照明光が得られるハロゲ
ンランプ型の照明装置を用いることが好ましい。なお、
この摩擦・摩耗試験装置では、回転円筒の表面に酸化物
等が付着し、試験精度を低下させるので、回転円筒の表
面に付着した付着物を除去することが好ましい。When the temperature of the rotating cylinder is lower than 1200 ° C., transmitted light cannot be obtained, and the lubrication state at the contact surface between the outer peripheral surface of the rotating cylinder and the block may not be observed with high accuracy. In such a case, the illumination light attached to the microscope with built-in camera is projected through a transparent heat-resistant material embedded in the center of the block to accurately observe the lubrication state at the contact surface between the cylinder and the block. Being able to do so is also effective. In this case, it is preferable that the illumination light to be projected has good transmittance,
As a lighting device, it is preferable to use a halogen lamp type lighting device which can obtain such illumination light. In addition,
In this friction / wear test apparatus, oxides and the like adhere to the surface of the rotating cylinder, which lowers the test accuracy. Therefore, it is preferable to remove the deposits attached to the surface of the rotating cylinder.
【0022】上記の本発明により、融点が800℃以上
のガラス系の溶融物を潤滑剤として、実機条件を模擬し
た長時間の摩擦・摩耗試験が可能になり、従来技術では
困難であった、融点800℃以上の溶融物を潤滑材とす
る摩擦・摩耗試験が可能になり、実機では困難ないろい
ろな条件における溶融物の潤滑特性や耐高温材料の高温
溶融物潤滑下における摩擦摩耗特性を明らかにすること
ができる。According to the present invention described above, a long-term friction / wear test simulating actual machine conditions can be performed using a glass-based melt having a melting point of 800 ° C. or more as a lubricant. Friction and wear tests using a molten material with a melting point of 800 ° C or higher as a lubricant have become possible. Can be
【0023】実機試験は膨大な費用がかかるだけではな
く、試験条件をいろいろ変えた試験は操業上の危険性も
あり実用困難であるが、本発明によれば、実機条件を模
擬した試験を研究室レベルで安価に行えるだけでなく、
実機では困難な条件の試験も可能である。[0023] The actual machine test is not only expensive but also difficult to practice because of various operational dangers. However, according to the present invention, a test simulating the actual machine condition is studied. Not only can it be done at room level at low cost,
Testing under difficult conditions is also possible with actual equipment.
【0024】また、定量的データとして摩擦係数を測定
すると同時に回転円筒の外周面とブロック界面の潤滑状
態を画像データとしてとらえることができ、溶融物層の
厚みと流れ状態により摩擦係数は変化するが、摩擦係数
と潤滑状態を示す画像データを同時に得られるため、摩
擦・摩耗の機構解明と溶融物(潤滑パウダー)と鋳型材
料の開発に極めて有効である。Further, the friction coefficient is measured as quantitative data, and at the same time, the lubrication state of the outer peripheral surface of the rotating cylinder and the block interface can be captured as image data. The friction coefficient changes depending on the thickness and the flow state of the melt layer. Since it is possible to obtain image data indicating the friction coefficient and the lubrication state at the same time, it is extremely effective in elucidating the mechanism of friction and wear and developing molten materials (lubricating powder) and mold materials.
【0025】回転円筒の回転速度をプログラム制御する
ことにより、連続鋳造の場合では、鋳型に相当するブロ
ックに対して実機の鋳片引き抜き速度と鋳型振動の条件
を模擬することもでき、駆動系が1個で済むため、装置
を簡素にすることができる。また、ブラシロールによ
り、ブロックと接触する回転円筒の外周面は酸化物や付
着物のほとんどない清浄な面を維持でき、高価な不活性
ガス雰囲気は必要はなく、大気中で試験ができるため装
置を安価にできる。In the case of continuous casting, by controlling the rotation speed of the rotating cylinder, in the case of continuous casting, it is possible to simulate the slab drawing speed of the actual machine and the conditions of mold vibration for the block corresponding to the mold. Since only one device is required, the device can be simplified. In addition, the outer surface of the rotating cylinder in contact with the block can be kept clean with almost no oxides or deposits, and the test can be performed in the atmosphere without the need for expensive inert gas atmosphere. Can be inexpensive.
【0026】本発明は、図1に示した摩擦・摩耗試験装
置(例)によって実施することができる。以下に本発明
を具体的に説明する。この例は、鋼の連続鋳造における
水冷鋳型材料と溶融状態の潤滑材との関係において、摩
擦・摩耗特性を評価するためのものである。The present invention can be carried out by a friction / wear test apparatus (example) shown in FIG. Hereinafter, the present invention will be specifically described. This example is for evaluating friction and wear characteristics in relation to a water-cooled mold material and a molten lubricant in continuous casting of steel.
【0027】図1において、1はブロック固定装置であ
り、ベース板2と、このべース板上でリニアガイド3を
介して水平方向に可動するべース板4と、このべース板
の一端側に取り付けられた支柱5と、この支柱にリニア
ガイド6を介して垂直方向に可動に取り付けられた水冷
箱7と、ベース板4に取り付けられたカメラ内蔵型顕微
鏡8と、このカメラ内蔵型顕微鏡に付設した照明装置8
Lと、べース板2の他端側に配設されベース板4を進退
させるシリンダー9と、水冷箱7とベース板4間に配設
されたロードセル10aとシリンダー9側に配設された
ロードセル10bとから構成されている。なお、支柱5
とリニアガイド6と水冷箱7の中央部を貫通するように
ガイドパイプ12が挿通されカメラ内蔵型顕微鏡8によ
り、このガイドパイプ12を通して水冷箱7の外側を観
察できるようになっている。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a block fixing device, which includes a base plate 2, a base plate 4 which is movable on the base plate via a linear guide 3 in a horizontal direction, and a base plate 2. , A water-cooling box 7 movably mounted vertically on the support via a linear guide 6, a camera built-in microscope 8 mounted on the base plate 4, and a camera built-in Lighting device 8 attached to a scanning microscope
L, a cylinder 9 disposed on the other end side of the base plate 2 to move the base plate 4 forward and backward, a load cell 10a disposed between the water-cooling box 7 and the base plate 4, and disposed on the cylinder 9 side. And a load cell 10b. In addition, prop 5
A guide pipe 12 is inserted through the center of the linear guide 6 and the water-cooling box 7 so that the outside of the water-cooling box 7 can be observed through the guide pipe 12 by the camera built-in microscope 8.
【0028】鋳型材に相当するブロック11は、銅板ま
たは銅板の表面にメッキ、溶射等の耐熱・耐摩耗被覆を
施したものをブロック状に形成したもので、その背面を
水冷箱7に装着され、試験中に背面から冷却できるよう
になっている。このブロック11は、その中央部に設け
た貫通孔13に透過性の耐熱材料を嵌め込んで観察窓1
4を形成しており、水冷箱7に取り付けられ状態で、カ
メラ内蔵型顕微鏡8により、この観察窓を通してその外
側を観察することができるようになっている。また、こ
のブロック11は、シリンダー9により進退可能であ
り、後述する回転円筒の外周面に接触させ、押し付ける
ことができるものである。The block 11 corresponding to the mold material is formed by forming a copper plate or a copper plate having a surface coated with a heat-resistant and abrasion-resistant coating such as plating and thermal spraying into a block shape. , Cooling from the back during the test. The block 11 is formed by fitting a transparent heat-resistant material into a through hole 13 provided in the center of the observation window 1.
4 is formed, and the outside thereof can be observed through the observation window by the camera built-in microscope 8 while being attached to the water-cooled box 7. The block 11 can be advanced and retracted by the cylinder 9 and can be brought into contact with and pressed against the outer peripheral surface of a rotating cylinder described later.
【0029】15は加熱回転装置で、溶鋼の凝固シェル
に相当する回転円筒16を嵌合装着する回転軸17を有
し、回転速度波形を任意に制御でき任意の振動条件を付
与できる、振動装置に相当するサーボモーター18と、
回転円筒16を加熱できる加熱装置19と、回転円筒1
6の外周面の付着物20を除去するブラシロール21か
ら構成されている。このブラシロールは、シリンダー2
2により進退して、回転円筒に接触させ押し付けること
ができ、駆動装置23により回転可能である。このブラ
シロール21は、回転円筒16を加熱することにより発
生する表面の酸化物や溶融パウダー等の付着物を除去す
るためのものであり、このブラシロールにより大気雰囲
気中でも回転円筒16の外周面を、試験中に常に清浄に
保持することができ長時間の連続試験を可能にするため
のものである。Reference numeral 15 denotes a heating and rotating device, which has a rotating shaft 17 on which a rotating cylinder 16 corresponding to a solidified shell of molten steel is fitted and mounted, and a rotating speed waveform can be arbitrarily controlled and arbitrary vibration conditions can be imparted. A servo motor 18 corresponding to
A heating device 19 capable of heating the rotating cylinder 16;
6 comprises a brush roll 21 for removing the deposit 20 on the outer peripheral surface. This brush roll is cylinder 2
2, it can move forward and backward, and can be brought into contact with and pressed against the rotating cylinder, and can be rotated by the driving device 23. The brush roll 21 is used to remove deposits such as oxides and molten powder on the surface generated by heating the rotary cylinder 16. The brush roll removes the outer peripheral surface of the rotary cylinder 16 even in an air atmosphere. It is intended to maintain a clean state during the test and to enable a long-term continuous test.
【0030】回転円筒16の加熱回転装置15は、回転
円筒16がサーボモーター18の回転軸に17に嵌合装
着された状態で、回転円筒16の外周面が、ブロック1
1がシリンダー9により接触して押し付けられる位置に
配設されている。この回転円筒16は、演算装置24に
より制御装置25を介してプログラム制御されるサーボ
モーター18により所定の回転速度波形で回転し、所望
の振動条件で振動させる。また、演算装置24により制
御装置26を介して加熱装置19により1400℃以上
の温度まで加熱する。The heating / rotating device 15 for the rotary cylinder 16 has a configuration in which the outer peripheral surface of the rotary cylinder 16 is mounted on the block 1 while the rotary cylinder 16 is fitted on the rotary shaft of the servomotor 18.
1 is disposed at a position where it is brought into contact with and pressed by the cylinder 9. The rotating cylinder 16 is rotated at a predetermined rotation speed waveform by a servomotor 18 program-controlled by a computing device 24 via a control device 25, and vibrates under desired vibration conditions. Further, the heating device 19 heats to a temperature of 1400 ° C. or higher through the control device 26 through the arithmetic device 24.
【0031】この回転円筒16は、炭素鋼、ステンレス
鋼など連続鋳造により製造される材料で円筒状に形成さ
れ、その中空部をサーボモーター18の回転軸17に嵌
合して装着した状態で、この回転円筒16の外周面に
は、ブラシロール21をシリンダー22で押し付けて接
触させ、駆動装置23で回転させ、回転円筒16の外周
面に付着した酸化物や付着物を除去することができるよ
うになっている。The rotary cylinder 16 is formed in a cylindrical shape from a material manufactured by continuous casting such as carbon steel or stainless steel, and a hollow portion thereof is fitted and mounted on a rotary shaft 17 of a servomotor 18. The brush roll 21 is pressed against and contacted with the outer peripheral surface of the rotary cylinder 16 by the cylinder 22 and is rotated by the driving device 23 so that oxides and deposits attached to the outer peripheral surface of the rotary cylinder 16 can be removed. It has become.
【0032】この回転円筒16と前記ブロック11の上
方には、潤滑剤(パウダー)に相当するガラス系材27
を収容し、これを加熱装置28により加熱して溶融する
溶解炉29が配設されている。この溶解炉には、注入口
30が設けられ、この注入口には溶融したガラス系材2
7の溶融物27pの注入管31が接続され、その先端は
前記ブロック11と回転円筒16の接触面に近接して位
置している。Above the rotary cylinder 16 and the block 11, a glass-based material 27 corresponding to a lubricant (powder) is provided.
And a melting furnace 29 for heating and melting the same by a heating device 28 is provided. The melting furnace is provided with an inlet 30, and the inlet is provided with the molten glass-based material 2.
The injection pipe 31 of the melt 27p of No. 7 is connected, and its tip is located close to the contact surface between the block 11 and the rotary cylinder 16.
【0033】溶解炉29で溶融して得られた溶融物27
pは、注入管31を介して前記ブロック11と回転円筒
16の接触面間に注入されるが、この際、ストッパー3
2により注入量が適量に制御される。また、注入管31
には、加熱装置32が配設されており、この注入管31
からの溶融物27pの温度を温度計33で管理し、常に
流動温度(一般には融点+50〜100℃)以上に保持
する。Melt 27 obtained by melting in melting furnace 29
p is injected between the contact surface of the block 11 and the rotating cylinder 16 through the injection pipe 31. At this time, the stopper 3
2 controls the injection amount to an appropriate amount. In addition, the injection pipe 31
Is provided with a heating device 32.
The temperature of the melt 27p from is controlled by a thermometer 33, and is always kept at a flow temperature (generally, a melting point +50 to 100 ° C.) or higher.
【0034】このように構成した摩擦・摩耗試験装置を
用いて摩擦・摩耗試験を行う場合について説明する。回
転円筒16は、サーボモーター18により回転させ、こ
の回転円筒16の外周面に、ブロック11をシリンダー
9により接触させて押し付ける。この場合、このサーボ
モーター18を、演算装置24により制御装置25を介
して、予め設定された回転速度波形プログラムにより、
鋳型振動に相当する振動条件で回転させる。A case where a friction / wear test is performed using the friction / wear test apparatus thus configured will be described. The rotating cylinder 16 is rotated by a servo motor 18, and the block 11 is pressed against the outer peripheral surface of the rotating cylinder 16 by bringing the block 11 into contact with the cylinder 9. In this case, the servo motor 18 is controlled by the arithmetic device 24 via the control device 25 by a preset rotation speed waveform program.
Rotate under vibration conditions corresponding to mold vibration.
【0035】回転円筒16とブロックの接触面間には、
溶解炉29で溶融された800℃以上の温度の溶融物2
7p(溶融した潤滑パウダーに相当)が、注入管31を
介して連続的に注入される。この注入量は、ストッパー
32による注入口30の開度を調節することにより所定
量に制御する。ブロック11は、演算装置24により制
御装置34を介してシリンダー9により回転円筒16に
対して所定の押付力で押し付ける。Between the contact surface of the rotating cylinder 16 and the block,
Melt 2 at a temperature of 800 ° C. or higher melted in melting furnace 29
7p (corresponding to molten lubricating powder) is continuously injected through the injection pipe 31. The injection amount is controlled to a predetermined amount by adjusting the opening of the injection port 30 by the stopper 32. The block 11 is pressed against the rotating cylinder 16 with a predetermined pressing force by the cylinder 9 via the control device 34 by the arithmetic device 24.
【0036】回転円筒16の外周面間に溶融物27pを
注入しながら、回転円筒16にブロック11を、押し付
け荷重Pで押し付けて回転円筒16を回転させた時の摩
擦力Fは、ロードセル10aにより、また、押し付け荷
重Pはロードセル10bにより測定し、両ロードセルか
らの出力により、データ処理装置35で処理し、演算装
置31で摩擦係数μ(=F/P)を演算しデータとして
記録(表示)する。このとき、観察窓14、ガイドパイ
フ12を通してカメラ内蔵型顕微鏡8で観察されるブロ
ック11と円筒16との接触画像は、画像処理装置36
で処理して、演算装置24で回転円筒16、ブロック1
1、溶融物の潤滑状態を同期的に記録(表示)して、摩
擦係数と潤滑状態が対応して出力できるようにする。The frictional force F when rotating the rotary cylinder 16 by pressing the block 11 against the rotary cylinder 16 with the pressing load P while injecting the melt 27p between the outer peripheral surfaces of the rotary cylinder 16 is determined by the load cell 10a. In addition, the pressing load P is measured by the load cells 10b, processed by the data processing device 35 based on the outputs from both load cells, the friction coefficient μ (= F / P) is calculated by the calculation device 31, and recorded as data (display). I do. At this time, the contact image between the block 11 and the cylinder 16 observed by the camera built-in type microscope 8 through the observation window 14 and the guide pipe 12 is transmitted to the image processing device 36.
And the arithmetic unit 24 rotates the rotary cylinder 16 and the block 1
1. Synchronously record (display) the lubrication state of the melt so that the friction coefficient and the lubrication state can be output correspondingly.
【0037】回転円筒16の温度が1200℃以上の場
合は、この回転円筒の表面で発生する透過光により溶融
物層を透過させることにより潤滑状態を示す接触画像が
得られるが、回転円筒16の温度が1200℃未満の場
合は、透過光の発生は不十分で観察精度が低下する場合
がある。この場合は、カメラ内蔵型顕微鏡8のカメラレ
ンズの外周に内蔵させたハロゲンランプ8Lから照明光
を投射することにより、溶融物27p表面からの反射光
によりブロック11と溶融物との接触画像を得て、画像
処理装置36に入力するようにしている。When the temperature of the rotating cylinder 16 is 1200 ° C. or higher, a contact image showing a lubricated state is obtained by transmitting the molten material layer with transmitted light generated on the surface of the rotating cylinder 16. When the temperature is lower than 1200 ° C., the generation of transmitted light is insufficient and the observation accuracy may be reduced. In this case, a contact image between the block 11 and the melt is obtained by the reflected light from the surface of the melt 27p by projecting illumination light from a halogen lamp 8L built in the outer periphery of the camera lens of the built-in camera type microscope 8. Thus, the image data is input to the image processing device 36.
【0038】なお、実際の連続鋳造用鋳型での振動条件
は、一定速度である鋳片の引き抜き速度と周期的に変動
する鋳型振動速度の組み合わせによる合成振動である
が、この実施例装置では、このような振動条件は、サー
ボモーター18の回転速度波形をプログラム制御するこ
とにより、このサーボモーター18を介して回転円筒1
6に付与し、ブロックは固定したままでも回転円筒の外
周面との間で実機相当の振動条件で振動させる。The actual vibration condition in the continuous casting mold is a composite vibration by a combination of a constant speed of the slab withdrawing speed and a periodically fluctuating mold vibration speed. Such vibration conditions are determined by controlling the rotation speed waveform of the servomotor 18 by program control.
6, the block is vibrated under the vibration conditions equivalent to the actual machine between the block and the outer peripheral surface of the rotating cylinder even while the block is fixed.
【0039】このようにして、溶融物を潤滑剤として、
実機条件を模擬した長時間の摩擦・摩耗試験が可能にな
り、従来技術では困難であった、例えば、融点が800
℃以上の溶融物を潤滑材とする、鋼の連続鋳造における
潤滑剤と鋳型の摩擦・摩耗試験が可能になり、実機では
困難ないろいろな条件における潤滑特性や鋳型材料の溶
融物潤滑下における摩擦係数を同時的に知ることができ
る。In this way, using the melt as a lubricant,
A long-term friction / wear test that simulates actual machine conditions becomes possible.
It is possible to perform friction and wear tests between the lubricant and the mold in continuous casting of steel, using the melt at ℃ or higher as a lubricant, and the lubrication characteristics under various conditions that are difficult with an actual machine, and the friction of the mold material under the melt lubrication The coefficients can be known simultaneously.
【0040】なお、本発明は上記の例に示された内容に
限定されるものではない。例えば、上記例で、ブロック
固定装置1のブロック11はリニアガイド6によって垂
直方向に可動で上下位置を微調整できるようにしている
が、例えば図2に示すように、ブロック固定装置1の支
柱5上にシリンダー37を設け、ブロック11の装着部
をより積極的に上下運動させ、例えば回転円筒の外周面
にブロックを間欠接触させることにより、より幅広い試
験条件を付与することも可能になる。The present invention is not limited to the contents shown in the above examples. For example, in the above example, the block 11 of the block fixing device 1 is vertically movable by the linear guide 6 so that the vertical position can be finely adjusted. For example, as shown in FIG. By providing the cylinder 37 on the top and moving the mounting portion of the block 11 up and down more positively, for example, by intermittently contacting the block with the outer peripheral surface of the rotating cylinder, it is possible to provide a wider range of test conditions.
【0041】また、上記の例では、鋼の連続鋳造での水
冷鋳型に相当するブロック、潤滑剤(パウダー)に相当
する溶融物、溶鋼の凝固シェルに相当する回転円筒を模
擬したもので説明したが、本発明は、他の分野、例えば
シームレスパイプの穿孔工具材料および溶融物系潤滑剤
の摩擦・摩耗試験、あるいは溶融物系潤滑剤を用いる高
温軸受などの耐熱材料および溶融物系潤滑剤の摩擦・摩
耗試験などにも適用可能である。In the above example, a block corresponding to a water-cooled mold in continuous casting of steel, a melt corresponding to a lubricant (powder), and a rotating cylinder corresponding to a solidified shell of molten steel have been described. However, the present invention is applied to other fields, for example, friction and wear tests of seamless pipe drilling tool materials and melt-based lubricants, or heat-resistant materials and melt-based lubricants such as high-temperature bearings using melt-based lubricants. It is also applicable to friction and wear tests.
【0042】また、ブロックの形状、装着構造、ブロッ
クの冷却構造(有・無)、ブロック固定装置、加熱回転
装置、溶解炉およぴ注入管、各種の加熱装置、制御系の
構造等は、試験対象、実操業条件等に応じて、請求項1
〜請求項7の範囲内で変更のあるものである。The block shape, mounting structure, block cooling structure (with or without), block fixing device, heating rotating device, melting furnace and injection pipe, various heating devices, and the structure of the control system are as follows: Claim 1 according to the test object, actual operating conditions, etc.
There is a change within the scope of the claims.
【0043】[0043]
【実施例】図1のように構成した本発明の摩擦・摩耗試
験装置(例)を用いて、潤滑剤(パウダー)を潤滑剤と
して用いる鋼の連続鋳造を模擬した摩擦・摩耗試験を実
施した。図3は、この実施例でのサーボモーターによる
回転円筒の回転速度波形の制御例を示したものである。
図4は、図3の回転速度波形で実験して得られた摩擦係
数例であり、図5は、平均摩擦係数例を示したものであ
る。EXAMPLE Using a friction / wear test apparatus (example) of the present invention configured as shown in FIG. 1, a friction / wear test simulating continuous casting of steel using a lubricant (powder) as a lubricant was conducted. . FIG. 3 shows an example of controlling the rotational speed waveform of the rotating cylinder by the servomotor in this embodiment.
FIG. 4 shows an example of a friction coefficient obtained by experimenting with the rotation speed waveform of FIG. 3, and FIG. 5 shows an example of an average friction coefficient.
【0044】図5に示すように、潤滑剤(溶融物)を介
在させない場合の摩擦係数は0.3と大きく、潤滑剤
(溶融物)を介在させた場合には、摩擦係数が下がり、
回転円筒の加熱温度により摩擦係数は0.05〜0.1
5の範囲で変化することがわかった。これは従来の摩擦
・摩耗試験ではわからなかったことである。As shown in FIG. 5, when the lubricant (melt) is not interposed, the friction coefficient is as large as 0.3, and when the lubricant (melt) is interposed, the friction coefficient decreases.
The coefficient of friction is 0.05 to 0.1 depending on the heating temperature of the rotating cylinder.
It was found to change in the range of 5. This was not found in the conventional friction and wear tests.
【0045】また、回転円筒の加熱温度が1200℃以
上の場合では、回転円筒の表面からの透過光により溶融
物層を透過した、潤滑状態を示す接触画像が得られ、回
転円筒の加熱温度が1200℃未満の場合では、回転円
筒の表面からの透過光の発生は不十分であったため、テ
レビカメラに付設した照明装置から照明光を投射して、
ブロックと溶融物の潤滑状態を示す接触画像が得られ
た。When the heating temperature of the rotating cylinder is 1200 ° C. or higher, a contact image showing the lubrication state, which is transmitted through the melt layer by the transmitted light from the surface of the rotating cylinder, is obtained. When the temperature is lower than 1200 ° C., since the generation of the transmitted light from the surface of the rotating cylinder is insufficient, the illumination light is projected from the illumination device attached to the TV camera,
A contact image showing the lubrication of the block and the melt was obtained.
【0046】本発明により回転円筒の温度が1200℃
以上の場合も、1200℃未満の場合も接触画像の観察
ができ、回転円筒の温度を変えることにより、透過光と
照明光の反射光で得られる潤滑状態を示す接触画像が得
られ、温度の影響を精度よく評価できる。According to the present invention, the temperature of the rotating cylinder is 1200 ° C.
In the above case, the contact image can be observed even when the temperature is lower than 1200 ° C., and by changing the temperature of the rotating cylinder, a contact image indicating the lubrication state obtained by the transmitted light and the reflected light of the illumination light is obtained. The effect can be evaluated with high accuracy.
【0047】このようにして従来、直接的に知ることが
できなかった高温状態での摩擦係数と潤滑状態(潤滑膜
の形成状態)を同時に知ることができ、これらの情報を
解析することにより、新たな視点での鋳型材料や潤滑剤
等の開発が可能であることがわかった。As described above, the friction coefficient and the lubrication state (the state of formation of the lubricating film) in a high temperature state, which could not be directly known in the past, can be simultaneously known. By analyzing these information, It was found that it was possible to develop mold materials and lubricants from a new perspective.
【0048】図6は、本発明による鋳型材料の摩耗試験
結果と、実機での鋳型摩耗結果を比較して示したもので
ある。この図から両者の結果はよく一致しており、本発
明による鋳型材料の摩擦・摩耗試験精度が高いことを示
している。FIG. 6 shows a comparison between the results of a wear test of a mold material according to the present invention and the results of mold wear in an actual machine. From this figure, both results are in good agreement, indicating that the accuracy of the friction and wear test of the mold material according to the present invention is high.
【0049】以上のように、本発明による摩擦・摩耗試
験方法および装置によれば、長時間連続して融点が80
0℃以上の溶融物を潤滑剤とした摩擦・摩耗試験が可能
となるばかりではなく、回転円筒の外周面とブロックの
接触面での潤滑状態の観察と摩擦係数の測定が同時に行
えるようになり、試験精度の大幅な向上と実機では困難
な条件における試験が可能になった。As described above, according to the method and apparatus for testing friction and abrasion according to the present invention, the melting point is continuously maintained for 80 hours.
Not only is it possible to perform friction and wear tests using a melt of 0 ° C or higher as a lubricant, but also to observe the lubrication state and measure the friction coefficient at the contact surface between the outer peripheral surface of the rotating cylinder and the block at the same time. In addition, the test accuracy has been greatly improved, and tests can be performed under difficult conditions with actual equipment.
【0050】[0050]
【発明の効果】本発明においては、高温溶融物を潤滑剤
として、実機条件を模擬した長時間の摩擦・摩耗試験が
可能になり、従来技術では困難であった、800℃以上
の溶融物を潤滑材とする摩擦・摩耗試験が可能になり、
実機では困難ないろいろな条件における溶融物の潤滑特
性や耐高温材料の高温溶融物潤滑下における摩擦・摩耗
特性を明らかにすることができる。実機条件を模擬した
試験を研究室レベルで安価に行えるだけでなく、実機で
は困難な条件の試験が可能である。According to the present invention, a long-term friction / wear test simulating actual machine conditions can be performed using a high-temperature melt as a lubricant. Friction and wear tests as lubricating materials become possible,
It is possible to clarify the lubricating properties of the melt under various conditions that are difficult with actual equipment, and the friction and wear properties of high-temperature resistant materials under lubrication with a high-temperature melt. Not only can tests simulating real machine conditions be performed at a laboratory level at low cost, but also tests under difficult conditions can be performed with real machines.
【0051】また、定量的データとして摩擦係数を測定
すると同時に回転円筒の外周面とブロック界面の潤滑状
態を画像データとしてとらえることができ、溶融物層の
厚みと流れ状態により摩擦係数が変化するが、摩擦係数
と画像データとを同時に得られるため、摩擦摩耗の機構
解明と溶融物(例えば連続鋳造用パウダー)と材料の開
発に極めて有効である。Further, while measuring the friction coefficient as quantitative data, the lubrication state of the outer peripheral surface of the rotating cylinder and the block interface can be captured as image data, and the friction coefficient changes depending on the thickness and flow state of the melt layer. Since the friction coefficient and the image data can be obtained at the same time, it is extremely effective for elucidating the mechanism of friction and wear, and for developing molten materials (for example, powder for continuous casting) and materials.
【0052】ブロックに対し、円筒の回転速度をプログ
ラム制御することにより、実機の例えば鋳片引き抜き速
度と鋳型振動の条件を模擬することもでき、駆動系が1
個で済むため、装置を簡素にすることができる。また、
ブラシロールにより、ブロックと接触する円筒表面は酸
化物や付着物のほとんどない清浄な面を維持でき、効果
な不活性ガス雰囲気は必要はなく、大気中で試験ができ
るため装置を安価にできる。By program-controlling the rotation speed of the cylinder for the block, it is possible to simulate, for example, the conditions of the actual machine, for example, the slab drawing speed and the mold vibration.
Since only one device is required, the device can be simplified. Also,
By the brush roll, the surface of the cylinder in contact with the block can be kept clean with almost no oxides or deposits, and there is no need for an effective inert gas atmosphere.
【図1】本発明の摩擦・摩耗試験装置の実施例を示す一
部切欠断面側面概要説明図。FIG. 1 is a partially schematic cross-sectional side schematic explanatory view showing an embodiment of a friction / wear test device of the present invention.
【図2】本発明、摩擦・摩耗試験装置でブロックを上下
運動させる場合の固定ブロック装着部の構造例を示す一
部切欠断面側面概要説明図。FIG. 2 is a partially schematic cross-sectional side view schematically illustrating an example of the structure of a fixed block mounting portion when the block is moved up and down by the friction / wear test device of the present invention.
【図3】本発明の実施例での回転円筒の回転速度波形を
示す説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a rotation speed waveform of the rotating cylinder in the embodiment of the present invention.
【図4】本発明の実施例での摩擦係数測定結果を示す説
明図。FIG. 4 is an explanatory view showing a measurement result of a friction coefficient in the example of the present invention.
【図5】本発明の実施例での摩擦係数測定結果の評価例
を示す説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram showing an evaluation example of a friction coefficient measurement result in the example of the present invention.
【図6】本発明の実施例での摩耗量測定結果の評価例を
示す説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram showing an evaluation example of a wear amount measurement result in the example of the present invention.
【図7】本発明を適用可能な鋼の連続鋳造装置の一般的
な構成例を示す側面断面概要説明図。FIG. 7 is a schematic side sectional view showing a general configuration example of a continuous casting apparatus for steel to which the present invention can be applied.
1 ブロック固定装置 19 (回転円筒)加熱
装置 2 ベース板 20 付着物 3 リニアガイド 21 ブラシロール 4 ベース板 22 シリンダー 5 支柱 23 (ブラシロール)
駆動装置 6 リニアガイド 24 演算装置 7 水冷箱 25 (加熱装置)制御
装置 8 カメラ内蔵型顕微鏡 26 (サーボモータ
ー)制御装置 9 シリンダー 27 ガラス系材 10a、10b ロードセル 27p 溶融物(溶融
したガラス系材) 11 ブロック 28 (溶解炉)加熱
装置 12 ガイドパイプ 29 溶解炉 13 貫通孔 30 注入口 14 観察窓 31 注入管 15 加熱回転装置 32 (注入管)加熱
装置 16 回転円筒 33 温度計 17 回転軸 34 (シリンダー)
制御装置 18 サーボモーター 35 データ処理装置 36 画像処理装置 37 シリンダーDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Block fixing device 19 (rotary cylinder) heating device 2 Base plate 20 Adhered matter 3 Linear guide 21 Brush roll 4 Base plate 22 Cylinder 5 Prop 23 (Brush roll)
Driving device 6 Linear guide 24 Computing device 7 Water cooling box 25 (Heating device) Control device 8 Microscope with built-in camera 26 (Servo motor) Control device 9 Cylinder 27 Glass material 10a, 10b Load cell 27p Melt (Molten glass material) 11 Block 28 (Melting furnace) heating device 12 Guide pipe 29 Melting furnace 13 Through hole 30 Inlet 14 Observation window 31 Injection tube 15 Heating rotation device 32 (Injection tube) heating device 16 Rotating cylinder 33 Thermometer 17 Rotating shaft 34 (Cylinder )
Control device 18 Servo motor 35 Data processing device 36 Image processing device 37 Cylinder
Claims (7)
方法において、一方の物体が加熱した回転円筒で、他方
の物体がブロックであり、この回転円筒の外周面とブロ
ックの接触触面間に溶融物を注入し、回転円筒の回転速
度波形を制御することにより任意の振動条件を付与して
摩擦・摩耗試験を行うことを特徴とする、摩擦・摩耗試
験方法。In a friction / wear test method in which two objects are brought into rotary contact, one of the objects is a heated rotary cylinder and the other is a block, and the outer surface of the rotary cylinder and a contact contact surface of the block. A friction / wear test method, characterized in that a friction / wear test is performed by injecting a melt and applying an arbitrary vibration condition by controlling a rotation speed waveform of a rotating cylinder.
せる加熱回転装置と、ブロックを進退可能にするブロッ
ク固定装置と、加熱装置を備えた溶解炉と、この溶解炉
からの溶融物の注入量を制御する流量制御装置と、溶解
炉の注入口に接続された注入管とを備え、前記加熱回転
装置に装着された回転円筒と、ブロック固定装置に装着
されたブロック間に、溶解炉から注入管を介して溶融物
を注入可能にしたことを特徴とする摩擦・摩耗試験装
置。2. A heating / rotating device for mounting and rotating a rotating cylinder while heating, a block fixing device for allowing a block to move forward and backward, a melting furnace having a heating device, and injection of a melt from the melting furnace. A flow control device for controlling the amount, an injection pipe connected to the injection port of the melting furnace, a rotating cylinder mounted on the heating rotary device, and between the block mounted on the block fixing device, from the melting furnace. A friction / wear test apparatus characterized in that a molten material can be injected through an injection pipe.
意の波形に制御できるものであることを特徴とする請求
項2記載の摩擦・摩耗試験装置。3. The friction / wear test device according to claim 2, wherein the rotation device of the heating rotation device can control the rotation speed to an arbitrary waveform.
鏡を設けて、このカメラ内蔵型顕微鏡でブロック固定装
置に固定されるブロック裏面を観察可能とする観察孔を
設け、ブロックにおける回転円筒の外周面と接触する中
央部に貫通孔を設けて、この貫通孔に透光性耐熱材料を
埋め込み、この透光性耐熱材料を通してカメラ内蔵型顕
微鏡で、回転円筒の外周面とブロックの接触面の状態を
試験中に連続観察できるようにしたことを特徴とする請
求項2または請求項3のいずれかに記載の摩擦・摩耗試
験装置。4. A block fixing device is provided with a microscope with a built-in camera, and an observation hole is provided for enabling the back surface of the block fixed to the block fixing device to be observed with the microscope with a built-in camera. A through-hole is provided at the center where it comes into contact with, and a translucent heat-resistant material is embedded in this through-hole. 4. The friction / wear test apparatus according to claim 2, wherein the apparatus can be continuously observed during the test.
置を設け、照明光をブロックに埋め込んだ透光性耐熱材
料を通して、回転円筒の外周面とブロックの接触面に投
射し、この接触面の状態をカメラ内蔵型顕微鏡で連続観
察できるようにしたことを特徴とする請求項2〜請求項
4のいずれか1項に記載の摩擦・摩耗試験装置。5. An illumination light projecting device is provided on the block fixing device side, and the illumination light is projected onto a contact surface between the outer peripheral surface of the rotating cylinder and the block through a translucent heat-resistant material embedded in the block. The friction / wear test device according to any one of claims 2 to 4, wherein the state of (1) can be continuously observed by a microscope with a built-in camera.
下に往復運動可能であることを特徴とする請求項2〜請
求項5のいずれか1項に記載の摩擦・摩耗試験装置。6. The friction / wear test apparatus according to claim 2, wherein the block mounting portion of the block fixing device can reciprocate up and down.
ルを、押し付けて回転可能に配設し、回転円筒表面の酸
化物および付着物を除去できるようにしたことを特徴と
する請求項2〜請求項6のいずれか1項に記載の摩擦・
摩耗試験装置。7. A brush roll is arranged to be rotatable by pressing against the outer peripheral surface of the rotating cylinder so that oxides and deposits on the surface of the rotating cylinder can be removed. The friction material according to any one of claims 1 to 6,
Wear test equipment.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6768697A JPH10260124A (en) | 1997-03-21 | 1997-03-21 | Method and apparatus for friction and wear test |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP6768697A JPH10260124A (en) | 1997-03-21 | 1997-03-21 | Method and apparatus for friction and wear test |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10260124A true JPH10260124A (en) | 1998-09-29 |
Family
ID=13352134
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP6768697A Withdrawn JPH10260124A (en) | 1997-03-21 | 1997-03-21 | Method and apparatus for friction and wear test |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10260124A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103901184A (en) * | 2014-04-21 | 2014-07-02 | 北京雅士科莱恩石油化工有限公司 | Method for testing and evaluating antifriction abrasion resistance of lubricating oil by utilizing friction test machine |
CN104280232A (en) * | 2014-10-16 | 2015-01-14 | 中国海洋大学 | High-back-pressure seawater hydraulic frictional wear test bed |
CN105842098A (en) * | 2016-04-18 | 2016-08-10 | 合肥工业大学 | Friction-wear test work fixture |
CN109477780A (en) * | 2016-07-21 | 2019-03-15 | 日立金属株式会社 | Abrasion test device |
CN114544410A (en) * | 2022-04-24 | 2022-05-27 | 南通重矿金属新材料有限公司 | Multifunctional friction and wear debugging experiment platform |
-
1997
- 1997-03-21 JP JP6768697A patent/JPH10260124A/en not_active Withdrawn
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103901184A (en) * | 2014-04-21 | 2014-07-02 | 北京雅士科莱恩石油化工有限公司 | Method for testing and evaluating antifriction abrasion resistance of lubricating oil by utilizing friction test machine |
CN103901184B (en) * | 2014-04-21 | 2016-01-20 | 北京雅士科莱恩石油化工有限公司 | A kind of method utilizing frictional testing machine test evaluation lubricating oil anti-wear and wear-resistant performance |
CN104280232A (en) * | 2014-10-16 | 2015-01-14 | 中国海洋大学 | High-back-pressure seawater hydraulic frictional wear test bed |
CN105842098A (en) * | 2016-04-18 | 2016-08-10 | 合肥工业大学 | Friction-wear test work fixture |
CN109477780A (en) * | 2016-07-21 | 2019-03-15 | 日立金属株式会社 | Abrasion test device |
EP3489655A4 (en) * | 2016-07-21 | 2020-07-22 | Hitachi Metals, Ltd. | Wear test device |
US11536637B2 (en) | 2016-07-21 | 2022-12-27 | Hitachi Metals, Ltd. | Abrasion test apparatus |
CN114544410A (en) * | 2022-04-24 | 2022-05-27 | 南通重矿金属新材料有限公司 | Multifunctional friction and wear debugging experiment platform |
CN114544410B (en) * | 2022-04-24 | 2022-07-12 | 南通重矿金属新材料有限公司 | Multifunctional friction and wear debugging experiment platform |
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