JPH11267715A - Ceramic rolling roll and method for working its surface - Google Patents
Ceramic rolling roll and method for working its surfaceInfo
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- JPH11267715A JPH11267715A JP10067073A JP6707398A JPH11267715A JP H11267715 A JPH11267715 A JP H11267715A JP 10067073 A JP10067073 A JP 10067073A JP 6707398 A JP6707398 A JP 6707398A JP H11267715 A JPH11267715 A JP H11267715A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】 本発明は、主に鋼材の冷間
圧延に用いられるセラミックロールおよびその表面加工
方法に関し、さらに詳しくは、ロールマークの発生を抑
えるとともに、被圧延材への送りマークの転写を抑制す
ることで、高品質な圧延材の製造を可能ならしめる圧延
用セラミックロールおよびその表面加工方法に関する。
なお、ここで、「被圧延材」とは、圧延処理を施す材料
および圧延処理中の材料を指し、「圧延材」とは、圧延
処理を終了して得られる製品たる材料を指す。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ceramic roll mainly used for cold rolling of a steel material and a surface processing method thereof, and more particularly, to suppressing the generation of a roll mark and a method of forming a feed mark on a material to be rolled. The present invention relates to a ceramic roll for rolling that enables production of a high-quality rolled material by suppressing transfer, and a surface processing method thereof.
Here, the “rolled material” refers to a material to be subjected to a rolling process and a material that is undergoing a rolling process, and the “rolled material” refers to a material which is a product obtained after finishing the rolling process.
【０００２】[0002]
【従来の技術】 従来から、鋼材の冷間圧延あるいは熱
間圧延には、金属複合ロールや超硬ロールが使用されて
いるが、近年、耐摩耗性に優れるという特徴を有するセ
ラミックロールが、広く使用されるようになってきてい
る。2. Description of the Related Art Conventionally, metal composite rolls and carbide rolls have been used for cold rolling or hot rolling of steel materials. In recent years, ceramic rolls having excellent wear resistance have been widely used. Is being used.
【０００３】 このような圧延用セラミックロール（以
下、「セラミックロール」という。）は、種々の方法で
作製されたセラミック焼成体を、砥石を用いて円筒研削
し、作製されていた。また、送りマーク低減のために、
砥石研削されたセラミックロールの表面にバフ等の押圧
材を押し当て、これらの間に遊離砥粒と研削液を供給し
ながら、セラミックロールを円柱軸回りに回転させ、か
つ押圧材もしくはセラミックロールのいずれか一方を、
セラミックロールの円柱軸方向にトラバース移動させて
表面を研磨し、仕上げ加工が行われていた。[0003] Such a ceramic roll for rolling (hereinafter, referred to as a "ceramic roll") has been manufactured by cylindrically grinding a fired ceramic body manufactured by various methods using a grindstone. Also, to reduce the feed mark,
A pressing material such as a buff is pressed against the surface of the grindstone-ground ceramic roll, and the ceramic roll is rotated around a cylindrical axis while supplying free abrasive grains and a grinding liquid therebetween, and the pressing material or the ceramic roll is rotated. Either one
The surface was polished by traversing in the direction of the cylindrical axis of the ceramic roll, and finishing was performed.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、上述
したセラミックロールの表面加工方法では、押圧材の摩
耗や遊離砥粒の分散状態のばらつきによって押圧材等の
トラバース移動による送りマークをなくすことができ
ず、この送りマークが圧延時に被圧延材に転写されて、
圧延材の表面品質を向上させるにも限界があった。ま
た、このようなセラミックロールの表面加工に当たって
は、遊離砥粒を大量に必要とし、研削時間も長時間を要
することから、製造コスト（加工コスト）を下げること
も困難であった。さらに、遊離砥粒や研削屑による加工
傷が発生するという問題もあった。こうした加工傷は、
被圧延材を損傷する原因となる。However, in the above-described method for processing the surface of a ceramic roll, the feed mark due to the traverse movement of the pressing material or the like cannot be eliminated due to the wear of the pressing material or the dispersion of the free abrasive grains. This feed mark is transferred to the material to be rolled during rolling,
There was a limit in improving the surface quality of the rolled material. In addition, in the surface processing of such a ceramic roll, a large amount of loose abrasive grains is required, and a long grinding time is required. Therefore, it has been difficult to reduce the manufacturing cost (processing cost). Further, there is a problem that processing scratches are generated due to loose abrasive grains and grinding dust. These processing scratches
It causes damage to the rolled material.
【０００５】 一方、従来の圧延ロールには、圧延時に
被圧延材から生ずる摩耗粉が圧延ロールの表面へ付着し
てロールマークと呼ばれる欠陥を生じる問題がある。こ
のロールマークによって圧延材の表面には肌荒れが生じ
たり、圧延材の表面粗さ許容値を外れるといった問題が
生ずる。On the other hand, the conventional rolling roll has a problem in that abrasion powder generated from a material to be rolled during rolling is attached to the surface of the rolling roll, thereby causing a defect called a roll mark. The roll marks cause problems such as roughening of the surface of the rolled material and deviation from the allowable surface roughness of the rolled material.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】 本発明は上述した従来
技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的と
するところは、簡便な表面加工方法によって研削時間を
短縮し、しかも表面に形成されていた送りマークを低減
するとともに、ロールマークの発生を減少させた、表面
状態の良好なセラミックロールを提供するところにあ
る。そこで、発明者らは、セラミックロールの表面加工
方法について鋭意検討した結果、表面の凹凸の最も高い
頂上部を平坦に加工することで、ロールマークの発生が
減少することをつきとめ、本発明に到達した。Means for Solving the Problems The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to reduce the grinding time by a simple surface processing method, and to reduce the surface An object of the present invention is to provide a ceramic roll having a good surface condition, in which the formed feed marks are reduced and the occurrence of roll marks is reduced. Accordingly, the present inventors have conducted intensive studies on a method of processing the surface of a ceramic roll, and as a result, have found that, by processing the top having the highest irregularities on the surface to be flat, the occurrence of roll marks is reduced. did.
【０００７】 すなわち、本発明によれば、金属圧延に
用いられる圧延用セラミックロールであって、当該セラ
ミックロールの粗さ曲線の平均線を含む断面において、
当該セラミックロールの圧延部表面を、当該圧延部表面
の状態を示す粗さ曲線中の最も高い頂上部が、当該平均
線と平行な略直線形状を有するとともに、当該平均線と
平行な一直線上に位置し、かつ、当該平均線の一定長さ
範囲内における当該頂上部の長さの和の占める割合が１
０〜５０％の範囲内にある状態としたことを特徴とする
圧延用セラミックロール、が提供される。That is, according to the present invention, there is provided a ceramic roll for rolling used for metal rolling, wherein a cross section including an average line of a roughness curve of the ceramic roll includes:
Rolled surface of the ceramic roll, the highest apex in the roughness curve showing the state of the rolled surface has a substantially linear shape parallel to the average line, and on a straight line parallel to the average line. And the ratio of the sum of the lengths of the peaks within a certain length range of the average line is 1
A ceramic roll for rolling, wherein the ceramic roll is in a range of 0 to 50%.
【０００８】 本発明の圧延用セラミックロールは、窒
化珪素焼結体からなることが好ましく、また、この窒化
珪素焼結体としては、焼結助剤として、アルカリ土類金
属化合物から少なくとも一種類以上およびイットリウム
化合物もしくは希土類金属化合物から少なくとも一種類
以上を用いたものが好適に用いられる。[0008] The ceramic roll for rolling of the present invention is preferably made of a silicon nitride sintered body, and as the silicon nitride sintered body, at least one kind of an alkaline earth metal compound as a sintering aid is used. Those using at least one of yttrium compounds and rare earth metal compounds are preferably used.
【０００９】 また、本発明によれば、このような表面
形態を有するセラミックロールを得るための表面加工方
法として、砥石研削された圧延用セラミックロールに、
当該セラミックロールの材質よりも柔らかい押圧材を、
砥粒を塗布したフィルムを介して押し当て、当該セラミ
ックロールを回転させながらトラバース移動させ、か
つ、当該フィルムを送りながら当該押圧材を揺動するこ
とにより、当該セラミックロールの表面研磨を行うこと
を特徴とする圧延用セラミックロールの表面加工方法、
が提供される。Further, according to the present invention, as a surface processing method for obtaining a ceramic roll having such a surface morphology, a grinding-rolled ceramic roll for grinding is provided.
Pressing material softer than the material of the ceramic roll,
Pressing through the film coated with abrasive grains, traversing while rotating the ceramic roll, and rocking the pressing material while feeding the film, thereby polishing the surface of the ceramic roll. Characteristic surface treatment method for ceramic rolls for rolling,
Is provided.
【００１０】 このような圧延用セラミックロールの表
面加工方法は、上述した本発明に係る圧延用セラミック
ロールを作製する際の表面加工に好適に採用され、した
がって、セラミックロールとしては、窒化珪素焼結体が
好適に用いられ、窒化珪素焼結体の焼結助剤としては、
アルカリ土類金属化合物から少なくとも一種類以上およ
びイットリウム化合物もしくは希土類金属化合物から少
なくとも一種類以上が好適に用いられる。なお、研磨に
使用するフィルムとしては、ダイヤモンド砥粒が塗布さ
れたものを用いることが好ましい。[0010] Such a method of processing a surface of a ceramic roll for rolling is suitably employed for the surface processing when the ceramic roll for rolling according to the present invention is manufactured. Is preferably used, and as a sintering aid for the silicon nitride sintered body,
At least one kind of alkaline earth metal compound and at least one kind of yttrium compound or rare earth metal compound are preferably used. Note that it is preferable to use a film to which diamond abrasive grains are applied as a film used for polishing.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】 本発明の圧延用セラミックロー
ルは、送りマークおよびロールマークの発生が抑制され
た良好な表面形態を有するため、品質の良好な圧延材が
得られ、かつ、セラミックロール自体の高耐摩耗性によ
り改削頻度も減少するため、長寿命であるという特徴を
有する。以下、本発明の実施の形態について図面を参照
しながら説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定
されるものでない。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The ceramic roll for rolling of the present invention has a good surface morphology in which the occurrence of feed marks and roll marks is suppressed, so that a high-quality rolled material can be obtained and the ceramic roll itself It has a feature that it has a long service life because the frequency of remodeling is also reduced due to its high wear resistance. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the following embodiments.
【００１２】 図１は、本発明のセラミックロールの一
実施形態の一部分における粗さ曲線の平均線（以下、
「平均線」という。）を含む断面図であって、圧延部表
面、すなわち外周表面の状態を拡大して示した説明図で
ある。ここで、「平均線」とは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１
規定の断面曲線または粗さ曲線の平均線を示すものであ
る。FIG. 1 shows an average line of a roughness curve (hereinafter, referred to as a part) of a part of an embodiment of the ceramic roll of the present invention.
It is called "average line". FIG. 4 is a cross-sectional view including an enlarged view of a state of a rolled portion surface, that is, an outer peripheral surface. Here, the “average line” refers to JIS B 0601
It shows an average line of a prescribed cross-sectional curve or roughness curve.
【００１３】 セラミックロール１においては、圧延部
表面の状態を示す粗さ曲線中の最も高い頂上部９Ａ〜９
Ｅは、平均線と平行な略直線形状を有するとともに、平
均線と平行な一直線Ｓ上に位置している。そして、頂上
部９Ａ〜９Ｅの長さの和、すなわち、（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ
＋ｅ）の平均線の一定長さＬの範囲内において占める割
合Ｐが、下記式（１）で示されるように１０〜５０％の
範囲内となる形態を有する。 ０．１≦ Ｐ＝（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ）／Ｌ ≦０．５ ・・・式（１）In the ceramic roll 1, the highest peaks 9A to 9A in the roughness curve showing the state of the surface of the rolled portion.
E has a substantially straight line shape parallel to the average line and is located on a straight line S parallel to the average line. Then, the sum of the lengths of the tops 9A to 9E, that is, (a + b + c + d
+ E) has a form in which the ratio P occupying the range of the constant length L of the average line is within the range of 10 to 50% as shown by the following formula (1). 0.1 ≦ P = (a + b + c + d + e) /L≦0.5 Expression (1)
【００１４】 ここで、割合Ｐの値が１０％未満、特に
５％以下である場合には、圧延処理においてロールマー
クが発生しやすく、これにより、得られる圧延材に肌荒
れが生じやすくなり、圧延材表面粗さ許容値を外れる。
一方、割合Ｐの値が５０％超、特に６０％以上の場合に
は、セラミックロール自体の表面粗さに基づいて、所定
の表面状態を有する圧延材が得られない外観不良が発生
する。Here, when the value of the ratio P is less than 10%, particularly 5% or less, roll marks are apt to be generated in the rolling process, whereby the obtained rolled material is liable to be roughened, Material surface roughness is out of tolerance.
On the other hand, when the value of the ratio P is more than 50%, particularly 60% or more, poor appearance occurs in which a rolled material having a predetermined surface state cannot be obtained based on the surface roughness of the ceramic roll itself.
【００１５】 なお、頂上部９Ａ〜９Ｅは、後述するよ
うに研磨によって形成されるものであるため、頂上部９
Ａ〜９Ｅは微視的には、必ずしも一直線ではなく、微小
の凹凸が存在することはいうまでもない。しかし、頂上
部９Ａ〜９Ｅにおける凹凸は、セラミックロール１の表
面全体の粗さ曲線における凹凸と比較すれば大変小さい
ものであるため、実質的に直線とみなすことができる。Since the tops 9A to 9E are formed by polishing as described later,
Microscopically, A to 9E are not necessarily linear, and it is needless to say that minute irregularities exist. However, since the irregularities on the tops 9A to 9E are very small as compared with the irregularities in the roughness curve of the entire surface of the ceramic roll 1, they can be regarded as substantially straight lines.
【００１６】 また、一定長さＬとしては、具体的に
は、平均線と一直線Ｓとの間隔Ｄの２００倍以上の長さ
をとることが好ましい。これは、一定長さＬが極端に短
い場合には、一定長さＬと頂上部９Ａ〜９Ｅ等の長さａ
〜ｅが同等となる場合があり、その一方で、頂上部９Ａ
〜９Ｅが一定長さＬの範囲内に現れなくなる場合もある
からである。In addition, it is preferable that the fixed length L is specifically 200 times or more the distance D between the average line and the straight line S. This is because, when the constant length L is extremely short, the constant length L and the length a of the tops 9A to 9E, etc.
~ E may be equal, while the top 9A
This is because ９9E may not appear in the range of the fixed length L in some cases.
【００１７】 次に、図２および図３は、図１に示した
粗さ曲線の形態を有する本発明のセラミックロールを作
製するために好適に採用される表面加工方法に関する説
明図であり、図２は表面加工方法を示す説明図であり、
図３は表面加工装置の概略の構成を示す説明図である。Next, FIG. 2 and FIG. 3 are explanatory views related to a surface processing method suitably adopted for producing the ceramic roll of the present invention having the form of the roughness curve shown in FIG. 2 is an explanatory diagram showing a surface processing method,
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the surface processing apparatus.
【００１８】 セラミックロール１は、一般的に、原料
粉末にバインダー等を添加して得られる造粒粉を、ＣＩ
Ｐ法により略円柱形状に成型し、得られた成型体を生加
工し、あるいは適当な加工強度を有する程度にまで仮焼
した後に切削加工して、所定の円柱形状とし、次いで、
焼成することにより作製される。このように未焼結もし
くは焼結が完全に終了しないような、柔らかい状態で加
工を施すことにより、加工負荷を低減することができ
る。In general, the ceramic roll 1 is made of a granulated powder obtained by adding a binder or the like to raw material powder,
It is molded into a substantially cylindrical shape by the P method, the obtained molded body is raw processed, or calcined to an extent having an appropriate processing strength, and then cut to form a predetermined cylindrical shape,
It is produced by firing. By performing the processing in such a soft state that the unsintered state or the sintering is not completely completed, the processing load can be reduced.
【００１９】 焼結後は、固定砥石を用いた円筒研削に
より、芯出しを行うとともに、真円度を高める加工を行
うが、焼結体に反り等の不均一が生じないような前加工
条件や焼成条件等を見出せれば、焼結体のこのような円
筒研削を省略することも可能であり、加工コストの低減
に効果的である。なお、セラミックロール１の材質とし
ては、強度や硬度といった機械的特性に加えて、耐摩耗
性が良好な窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4）焼結体が用いられ、Ｓ
ｉ3Ｎ4焼結体を作製する際に添加される焼結助剤として
は、アルカリ土類金属化合物から少なくとも一種類以上
およびイットリウム化合物もしくは希土類金属化合物か
ら少なくとも一種類以上を用いることが好ましく、たと
えば、後述する実施例に示されるように、酸化ストロン
チウム（ＳｒＯ）と酸化マグネシウム（ＭｇＯ）および
酸化セリウム（ＣｅＯ2）系のものが好適に用いられ
る。After sintering, centering is performed by cylindrical grinding using a fixed grindstone, and processing for increasing roundness is performed. However, pre-processing conditions such that unevenness such as warpage does not occur in the sintered body. If the firing conditions and the like can be found, such cylindrical grinding of the sintered body can be omitted, which is effective in reducing the processing cost. The material of the ceramic roll 1 is a silicon nitride (Si 3 N 4 ) sintered body having good wear resistance in addition to mechanical properties such as strength and hardness.
As the sintering aid to be added when producing the i 3 N 4 sintered body, it is preferable to use at least one or more kinds of alkaline earth metal compounds and at least one or more kinds of yttrium compounds or rare earth metal compounds, For example, as shown in Examples described later, strontium oxide (SrO), magnesium oxide (MgO), and cerium oxide (CeO 2 ) are preferably used.
【００２０】 こうして得られた砥石研削等されたセラ
ミックロール１に、セラミックロール１の材質よりも柔
らかい押圧材２を、砥粒を塗布したフィルム３を介して
押し当てるようにして設置する。ここで、押圧材２とし
ては、少なくとも外周部がゴムから成るロール形状のも
のが汎用され、図３のセラミックロール１の円柱軸方向
からの加工部における断面図に示されるように、セラミ
ックロール１と押圧材２とは、フィルム３を介して互い
に外周面どうしが接触するように配置される。A pressing material 2 that is softer than the material of the ceramic roll 1 is placed on the thus obtained ceramic roll 1 that has been subjected to grinding, so as to be pressed through a film 3 coated with abrasive grains. Here, as the pressing member 2, a roll having at least an outer peripheral portion made of rubber is generally used. As shown in a cross-sectional view of a processed portion of the ceramic roll 1 in FIG. The pressing member 2 and the pressing member 2 are arranged so that the outer peripheral surfaces thereof come into contact with each other via the film 3.
【００２１】 また、この押圧材２は押圧材２の円柱軸
回りにフィルム３とともに回転することができるように
なっている。この押圧材２に使用されるゴムとしては、
硬度がＨｓ６０以上であることが好ましく、具体的な材
質としてはウレタンゴムが挙げられる。The pressing member 2 can rotate together with the film 3 around the cylindrical axis of the pressing member 2. The rubber used for the pressing member 2 includes:
The hardness is preferably Hs60 or more, and specific materials include urethane rubber.
【００２２】 フィルム３は、たとえば、ＰＥＴフィル
ムやポリエステルフィルムといった硬質で機械的な強度
の大きなポリマーフィルムをベースとして、その片面
に、研磨砥粒を固定したものが好適に用いられる。そし
て、当然に、この研磨砥粒を固定した面がセラミックロ
ール１に当たるように配設される。The film 3 is preferably made of a polymer film such as a PET film or a polyester film, which is hard and has high mechanical strength, and polishing abrasive grains are fixed to one surface thereof. And, naturally, the surface to which the abrasive grains are fixed is arranged so as to contact the ceramic roll 1.
【００２３】 なお、研磨砥粒としては、セラミックロ
ール１の材質に応じて、適宜好適なものを選定すること
ができるが、ダイヤモンド砥粒が最も汎用的で加工精度
に優れる。その他に炭化珪素（ＳｉＣ）砥粒や酸化アル
ミニウム（Ａｌ2Ｏ3）砥粒を用いることもできる。な
お、研磨砥粒の粒度は、要求される製品の表面仕上げ精
度に応じて、都度、好適なものが採用される。As the abrasive grains, suitable abrasives can be appropriately selected according to the material of the ceramic roll 1, but diamond abrasive grains are the most versatile and have excellent processing accuracy. In addition, silicon carbide (SiC) abrasive grains and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) abrasive grains can be used. In addition, a suitable grain size of the abrasive grains is adopted each time according to the required surface finishing accuracy of the product.
【００２４】 さて、図２および図３に示されるよう
に、セラミックロール１は所定の回転数によりセラミッ
クロール１の円柱軸回りに回転することができる。これ
に対し、押圧材２は、一定位置を基準として、セラミッ
クロール１の長さ方向に揺動するように短距離移動でき
るとともに、その円柱軸回りに回転することができるよ
うになっている。Now, as shown in FIGS. 2 and 3, the ceramic roll 1 can rotate around a cylindrical axis of the ceramic roll 1 at a predetermined rotation speed. On the other hand, the pressing member 2 can be moved for a short distance so as to swing in the length direction of the ceramic roll 1 with reference to a fixed position, and can be rotated around its cylindrical axis.
【００２５】 なお、押圧材２の回転はモーター等によ
る強制的なものであってもよく、また、フィルム３の送
り速度に従ってフィルム３との摩擦力によってフィルム
３とともに回転することができるだけのものでも構わな
い。ここで、セラミックロール１と押圧材２の回転方向
は、互いに逆方向になるように設定することが、研磨効
率上、好ましい。The rotation of the pressing member 2 may be forcible by a motor or the like, or may be such that the pressing member 2 can rotate together with the film 3 by the frictional force with the film 3 according to the feed speed of the film 3. I do not care. Here, it is preferable from the viewpoint of polishing efficiency that the rotation directions of the ceramic roll 1 and the pressing member 2 are set to be opposite to each other.
【００２６】 フィルム３は、送り出し部５から押圧材
２とセラミックロール１との間を経て、加工に使用され
た部分を捲回して回収する回収部６にかかるように配設
されるが、ここで、複数のローラー４により、フィルム
３の張力と送り速度を調節することができるようになっ
ていることが好ましい。また、送り出し部５が回収部６
の機能を有し、反対に、回収部６が送り出し部５の機能
を有するものとすると、セラミックロール１と押圧材２
との回転方向を任意に変更することが容易となる。The film 3 is arranged so as to pass from the feeding portion 5 to the collecting portion 6 which winds and collects a portion used for processing through the space between the pressing member 2 and the ceramic roll 1. It is preferable that the tension and the feed speed of the film 3 can be adjusted by the plurality of rollers 4. In addition, the delivery unit 5 is a collection unit 6
On the contrary, if the collecting section 6 has the function of the delivery section 5, the ceramic roll 1 and the pressing member 2
It is easy to arbitrarily change the rotation direction of the rotation.
【００２７】 上述した表面加工装置を用い、セラミッ
クロール１を所定回転数にて図２に示される矢印Ａの方
向に回転させながら矢印Ｂで示されるセラミックロール
１の長さ方向に大きく移動させるトラバース移動を行
い、かつ、フィルム３を一定速度で送りながら、押圧材
２を矢印Ｃで示されるようにセラミックロール１の長さ
方向に小さく揺らす揺動運動を行うことによって研磨加
工を行う。なお、セラミックロール１と押圧材２との回
転方向は、互いに反対であれば、図２および図３中の回
転方向に限定されない。Using the above-described surface processing apparatus, a traverse in which the ceramic roll 1 is largely moved in the length direction of the ceramic roll 1 shown by the arrow B while rotating the ceramic roll 1 in the direction of the arrow A shown in FIG. Polishing is performed by moving the film 3 at a constant speed and performing a swinging motion in which the pressing member 2 is slightly shaken in the length direction of the ceramic roll 1 as shown by an arrow C while moving. The rotation directions of the ceramic roll 1 and the pressing member 2 are not limited to the rotation directions in FIGS. 2 and 3 as long as they are opposite to each other.
【００２８】 なお、このような表面加工は、一般に湿
式で行われ、防錆剤等を添加した研削液を研削部に噴射
しながら行うことが好ましい。このような研削液は、研
削粉を除去した後にポンプで汲み上げることにより比較
的長期間に渡って再利用することができる。In addition, such surface processing is generally performed by a wet method, and it is preferable that the surface processing is performed while spraying a grinding liquid to which a rust preventive agent or the like is added to a grinding portion. Such a grinding fluid can be reused for a relatively long time by pumping it after removing the grinding powder.
【００２９】 上述した表面加工を行うことにより、送
りマークを含む加工傷の発生が防止され、かつ、前述し
た式（１）に示した表面形態の条件が満足されるととも
に、良好な表面平滑性と真円度を有するセラミックロー
ルが得られる。以下、本発明を実施例により説明する
が、これらの実施例が本発明を限定するものでないこと
はいうまでもない。By performing the above-mentioned surface processing, generation of processing scratches including feed marks is prevented, and the condition of the surface morphology shown in the above-described formula (1) is satisfied, and good surface smoothness is obtained. And a ceramic roll having a roundness is obtained. Hereinafter, the present invention will be described with reference to Examples, but it goes without saying that these Examples do not limit the present invention.
【００３０】[0030]
【実施例】 （実施例１〜３）Ｓｉ3Ｎ4原料に、焼結助
剤として、５ｗｔ％のＭｇＯ、５ｗｔ％のＣｅＯ2、２
ｗｔ％のＳｒＯおよび所定量のバインダを添加し、混合
機で混合した後、スプレードライヤにて乾燥し、造粒粉
を作製した。得られた造粒粉を、ゴム型に充填し、冷間
静水圧プレス（ＣＩＰ）装置を用いて、２．５ｔ／ｃｍ
2の圧力でプレス成形し、直径約５６ｍｍ×長さ約６９
０ｍｍの円柱状成形体を１２本作製した。次いで、この
成形体を、ＮＣ旋盤で所定の形状に加工した後、大気
中、４００℃で脱脂を行った後、常圧窒素雰囲気下、１
７００℃にて１時間焼成して焼結体を得た。EXAMPLES (Example 1 to 3) Si 3 to N 4 raw material as a sintering aid, 5 wt% of MgO, 5 wt% of CeO 2, 2
After adding SrO of wt% and a predetermined amount of a binder, mixing by a mixer, and drying by a spray dryer, a granulated powder was produced. The obtained granulated powder is filled in a rubber mold, and is subjected to 2.5 t / cm using a cold isostatic press (CIP) device.
Press molding at a pressure of 2 , about 56 mm in diameter x about 69 in length
Twelve 0-mm cylindrical moldings were produced. Next, the formed body is processed into a predetermined shape by an NC lathe, and then degreased at 400 ° C. in the air.
It was fired at 700 ° C. for 1 hour to obtain a sintered body.
【００３１】 得られた焼結体の両端部をメタルボンド
ダイヤモンド砥石を用い、メタルキャップを嵌合する軸
を仕上げ、メタルキャップを嵌合した後、メタルキャッ
プにセンター穴を加工した。また、センター穴を基準と
して、圧延部表面をダイヤモンド砥石を用いて粗研削し
た後、粒度の異なるダイヤモンドが塗布された種々のダ
イヤモンドフィルムを用いて仕上げ研磨を行い、粗さ曲
線の異なる３種類のセラミックロール（直径４３ｍｍ×
長さ５９０ｍｍ）を各２本、計６本作製した。なお、残
る６本の焼結体は、後述する比較例１〜３に係るセラミ
ックロールに使用した。得られた各セラミックロールの
表面粗さ（ＪＩＳ Ｂ ０６０１規定の中心線平均粗
さ）と前記式（１）で示した粗さ曲線の形態を表１に示
す。[0031] Both ends of the obtained sintered body were finished using a metal bond diamond grindstone to finish a shaft for fitting a metal cap, and after fitting the metal cap, a center hole was formed in the metal cap. Also, based on the center hole, the surface of the rolled portion is roughly ground using a diamond grindstone, and then finish-polished using various diamond films coated with diamonds having different grain sizes to obtain three types of different roughness curves. Ceramic roll (diameter 43mm x
(Length: 590 mm), two each, a total of six. The remaining six sintered bodies were used for ceramic rolls according to Comparative Examples 1 to 3 described later. Table 1 shows the surface roughness (center line average roughness specified in JIS B 0601) of each of the obtained ceramic rolls and the form of the roughness curve represented by the formula (1).
【００３２】[0032]
【表１】 [Table 1]
【００３３】 次に、粗さ曲線の形態が同等な２本をワ
ークロールとして、圧延機に装填し、厚さ０．２ｍｍ×
幅４６０ｍｍの銅合金板を、厚さ０．１５ｍｍに圧延し
た。このとき、５０００ｍの圧延処理毎にセラミックロ
ール表面と圧延材の表面を観察しながら、最長で１５０
０００ｍまでの試験を行ったが、その途中で所定の表面
状態の圧延材が得られなくなった場合、その時点におい
て試験を中止した。得られた結果を表１に並記する。Next, two rolls having the same roughness curve form were loaded as a work roll into a rolling mill, and had a thickness of 0.2 mm ×
A copper alloy plate having a width of 460 mm was rolled to a thickness of 0.15 mm. At this time, while observing the surface of the ceramic roll and the surface of the rolled material at every 5000 m rolling process, a maximum of 150 m
The test was performed up to 000 m, but when it was not possible to obtain a rolled material having a predetermined surface state during the test, the test was stopped at that point. The results obtained are listed in Table 1.
【００３４】 （比較例１〜３）上記実施例１〜３に対
し、比較例１〜３として、まず、上記実施例１〜３にお
いて作製したＳｉ3Ｎ4焼結体の残り６本を用い、ダイヤ
モンドフィルム研磨の条件を変えることで、圧延部表面
の粗さ曲線の形態を異ならしめた３種類のセラミックロ
ールを各２本作製し、実施例と同様に、銅合金板を圧延
した。表１にセラミックロールの表面粗さおよび粗さ曲
線の形態、ならびに試験結果を示す。(Comparative Examples 1 to 3) In contrast to Examples 1 to 3, as Comparative Examples 1 to 3, first, the remaining six Si 3 N 4 sintered bodies produced in Examples 1 to 3 were used. By changing the conditions for polishing the diamond film, two types of three types of ceramic rolls each having a different shape of the roughness curve of the surface of the rolled portion were produced, and the copper alloy plate was rolled in the same manner as in the example. Table 1 shows the form of the surface roughness and the roughness curve of the ceramic roll and the test results.
【００３５】 （比較例４）Ｓｉ3Ｎ4原料に添加する焼
結助剤を、５ｗｔ％のＡｌ2Ｏ3、５ｗｔ％の酸化イット
リウム（Ｙ2Ｏ3）とした以外は、上記実施例１〜３と同
様の工程を経ることで、圧延部表面の粗さ曲線の形態が
実施例２と同等なセラミックロールを２本作製し、実施
例１〜３と同様の圧延試験を行った。作製したセラミッ
クロールの表面粗さおよび粗さ曲線の形態、ならびに試
験結果を表１に示す。(Comparative Example 4) The above Example 1 except that the sintering aid added to the Si 3 N 4 raw material was 5 wt% Al 2 O 3 and 5 wt% yttrium oxide (Y 2 O 3 ). By performing the same steps as in Examples 3 to 3, two ceramic rolls having the same form of the roughness curve of the surface of the rolled portion as in Example 2 were produced, and the same rolling test as in Examples 1 to 3 was performed. Table 1 shows the surface roughness and the form of the roughness curve of the produced ceramic roll, and the test results.
【００３６】 （比較例５・６）実施例に係るセラミッ
クロール等と同寸法の鋼製ロールであって、圧延部の粗
さ曲線の異なる２種類の圧延用ロールを各２本作製し、
実施例等と同様の圧延試験を行った。作製した鋼製ロー
ルの表面粗さおよび粗さ曲線の形態、ならびに試験結果
を表１に示す。(Comparative Examples 5 and 6) Two types of rolling rolls each having the same dimensions as the ceramic rolls and the like according to the examples and having different roughness curves of the rolling portions were produced.
The same rolling test as in the examples was performed. Table 1 shows the form of the surface roughness and the roughness curve of the produced steel roll and the test results.
【００３７】 試験結果については、まず、本発明の圧
延用セラミックロールの条件を満足する実施例１〜３に
おいては、１５００００ｍの圧延試験を終了した時点で
も、セラミックロールの表面状態に異常は認められず、
また、得られた圧延材の表面状態も良好であった。した
がって、実施例１〜３における粗さ曲線の形態である
９．８％〜５２．２％の範囲内であれば、良好な圧延性
能が得られることがわかった。Regarding the test results, first, in Examples 1 to 3 satisfying the conditions of the ceramic roll for rolling of the present invention, abnormalities were observed in the surface condition of the ceramic roll even at the end of the rolling test of 150,000 m. Without
The surface condition of the obtained rolled material was also good. Therefore, it was found that good rolling performance was obtained within the range of 9.8% to 52.2%, which is the form of the roughness curves in Examples 1 to 3.
【００３８】 上記実施例に対し、比較例１〜３は、実
施例と同様のＳｉ3Ｎ4焼結体を用いていながら、圧延材
の付着および表面粗さ許容値外れ、外観不良が、試験途
中の５０００ｍ〜４５０００ｍで生じ、その耐久性は、
実施例の約１／３以下の低いものであった。このことか
ら、粗さ曲線の形態が１０％〜５０％のものと比較し
て、粗さ曲線の形態が０％〜６％のものでは、被圧延材
の摩耗粉を誘発し、さらにはロールへの付着を促進す
る。また、粗さ曲線の形態が６０％のものでは、圧延材
の所定の表面状態が得られず、外観不良となる結果が得
られた。In contrast to the above examples, Comparative Examples 1 to 3 were tested for adhesion of rolled material, out of allowable surface roughness, and poor appearance while using the same Si 3 N 4 sintered body as the examples. It occurs at 5000m-45000m on the way, and its durability is
It was about 1/3 or less of the example. From this, when the roughness curve form is 0% to 6% as compared with the roughness curve form of 10% to 50%, abrasion powder of the material to be rolled is induced, and furthermore, the roll is rolled. Promotes adhesion to When the roughness curve was in the form of 60%, a predetermined surface condition of the rolled material was not obtained, and a result of poor appearance was obtained.
【００３９】 実施例１〜３に対し、比較例４では、１
２００００ｍの圧延試験終了時に、セラミックロール表
面に圧延材の付着が観察され、圧延材にも表面粗さ許容
値外れが発生した。したがって、比較例４においては、
実施例１〜３と比較すると、耐久性に劣るが、前述した
比較例１〜３および後述する比較例５・６と比較する
と、良好な耐久性を示していると言える。In comparison with Examples 1 to 3, in Comparative Example 4, 1
At the end of the 20,000 m rolling test, adhesion of the rolled material was observed on the surface of the ceramic roll, and the rolled material also had an out-of-tolerance surface roughness. Therefore, in Comparative Example 4,
Although it is inferior in durability as compared with Examples 1 to 3, it can be said that it shows better durability as compared with Comparative Examples 1 to 3 described above and Comparative Examples 5 and 6 described later.
【００４０】 ここで、比較例４においては、実施例２
と粗さ曲線の形態が同等であるにもかかわらず、試験結
果に差異が生じた原因としては、セラミックロールの材
質、すなわちＳｉ3Ｎ4焼結体の組成を異ならしめる焼結
助剤の影響が考えられる。つまり、実施例２のようにＳ
ｒＯ−ＭｇＯ−ＣｅＯ2系の焼結助剤を用いたものが、
Ｙ2Ｏ3−Ａｌ2Ｏ3系の焼結助剤を用いた比較例４より
も、圧延材との凝着を起こし難いと考えられ、銅合金等
の軟質材の圧延には、ＳｒＯ−ＭｇＯ−ＣｅＯ2系の焼
結助剤を用いたＳｉ3Ｎ4焼結体が特に適しているとの結
果が得られた。Here, in Comparative Example 4, Example 2
The reason for the difference in the test results despite the fact that the shape of the roughness curve is the same as that of the sintering aid that changes the material of the ceramic roll, that is, the composition of the Si 3 N 4 sintered body Can be considered. That is, as in the second embodiment, S
The one using rO-MgO-CeO 2 based sintering aid,
Than Y 2 O 3 -Al Comparative Example 4 using 2 O 3 based sintering aid, considered unlikely cause adhesion of the rolled material, the rolling of the soft material such as copper alloy, SrO- The result showed that the Si 3 N 4 sintered body using the MgO—CeO 2 based sintering aid was particularly suitable.
【００４１】 比較例５・６においては、１００００ｍ
〜２００００ｍで、ロール表面の摩耗、および、圧延材
の表面粗さ許容値外れが発生した。つまり、粗さ曲線の
形態が本発明の条件の範囲内でない比較例５はもとよ
り、粗さ曲線の形態が本発明の条件の範囲内であって
も、鋼製ロールでは、Ｓｉ3Ｎ4焼結体と同等の耐久性を
得られないことがわかる。In Comparative Examples 5.6, 10,000 m
At ２０20,000 m, abrasion of the roll surface and out-of-tolerance of the surface roughness of the rolled material occurred. That is, not only in Comparative Example 5 where the form of the roughness curve is not within the range of the conditions of the present invention, but also when the form of the roughness curve was within the range of the condition of the present invention, the steel roll was not subjected to Si 3 N 4 firing. It can be seen that the same durability as the union cannot be obtained.
【００４２】[0042]
【発明の効果】 上述した本発明の圧延用セラミックロ
ールおよびその表面加工方法によれば、遊離砥粒による
加工を行わないために、送りマークの発生が抑制され、
かつ、所定の表面粗さ曲線を有するので、圧延処理にお
ける圧延材の付着、すなわちロールマークの発生も抑制
される。その結果、得られる圧延材の表面状態が良好で
あるという優れた効果を奏するとともに、圧延用セラミ
ックロール自体の耐久性が良好であるという優れた特徴
を有する。これにより、客先要求基準を容易に達成する
ことが可能となる。また、圧延用セラミックロールの表
面加工において、多量の遊離砥粒を使用しないので、表
面加工に要する材料費を削減でき、さらに加工時間を短
縮することができる。これにより、圧延用セラミックロ
ールの加工コスト、すなわちセラミックロールの製造コ
ストを低減することができるという優れた効果を奏す
る。According to the above-described ceramic roll for rolling and the surface processing method of the present invention described above, since processing by free abrasive grains is not performed, generation of a feed mark is suppressed,
In addition, since it has a predetermined surface roughness curve, adhesion of a rolled material in a rolling process, that is, generation of a roll mark is also suppressed. As a result, the rolled material obtained has an excellent effect that the surface condition of the rolled material is good, and has an excellent feature that the durability of the ceramic roll for rolling itself is good. Thereby, it is possible to easily achieve the customer request standard. In addition, since a large amount of loose abrasive grains are not used in the surface processing of the ceramic roll for rolling, the material cost required for the surface processing can be reduced, and the processing time can be further reduced. Thereby, there is an excellent effect that the processing cost of the ceramic roll for rolling, that is, the manufacturing cost of the ceramic roll can be reduced.
【図１】 本発明の圧延用セラミックロールの表面形態
を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory view showing a surface form of a ceramic roll for rolling of the present invention.
【図２】 本発明の圧延用セラミックロールの表面加工
方法の一例を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory view showing one example of a method for processing the surface of a ceramic roll for rolling according to the present invention.
【図３】 本発明の圧延用セラミックロールの表面加工
に用いる装置の概略構造を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory view showing a schematic structure of an apparatus used for processing the surface of the ceramic roll for rolling of the present invention.
１…セラミックロール、２…押圧材、３…フィルム、４
…ローラー、５…送り出し部、６…回収部、９Ａ〜９Ｅ
…頂上部。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ceramic roll, 2 ... Pressing material, 3 ... Film, 4
… Roller, 5… delivery section, 6… collection section, 9A-9E
… Top.
Claims (7)
ロールであって、 当該セラミックロールの粗さ曲線の平均線を含む断面に
おいて、当該セラミックロールの圧延部表面を、当該圧
延部表面の状態を示す粗さ曲線中の最も高い頂上部が、
当該平均線と平行な略直線形状を有するとともに、当該
平均線と平行な一直線上に位置し、かつ、当該平均線の
一定長さ範囲内における当該頂上部の長さの和の占める
割合が１０〜５０％の範囲内にある状態としたことを特
徴とする圧延用セラミックロール。1. A rolling ceramic roll for use in metal rolling, wherein in a section including an average line of a roughness curve of the ceramic roll, a surface of the rolled portion of the ceramic roll indicates a state of the surface of the rolled portion. The highest peak in the roughness curve is
It has a substantially straight line shape parallel to the average line, is located on a straight line parallel to the average line, and has a ratio of 10% of the sum of the lengths of the tops within a certain length range of the average line. A ceramic roll for rolling, characterized in that it is in a range of about 50%.
体からなることを特徴とする請求項１記載の圧延用セラ
ミックロール。2. The ceramic roll for rolling according to claim 1, wherein said ceramic roll is made of a silicon nitride sintered body.
属化合物から少なくとも一種類以上およびイットリウム
化合物もしくは希土類金属化合物から少なくとも一種類
以上を焼結助剤として用いてなるものであることを特徴
とする請求項１または２記載の圧延用セラミックロー
ル。3. The silicon nitride sintered body according to claim 1, wherein at least one kind of alkaline earth metal compound and at least one kind of yttrium compound or rare earth metal compound are used as a sintering aid. The ceramic roll for rolling according to claim 1 or 2, wherein
に、当該セラミックロールの材質よりも柔らかい押圧材
を、砥粒を塗布したフィルムを介して押し当て、当該セ
ラミックロールを回転させながらトラバース移動させ、
かつ、当該フィルムを送りながら当該押圧材を揺動する
ことにより、当該セラミックロールの表面研磨を行うこ
とを特徴とする圧延用セラミックロールの表面加工方
法。4. A pressing material softer than the material of the ceramic roll is pressed against the grindstone-rolled ceramic roll through a film coated with abrasive grains, and traversed while rotating the ceramic roll.
In addition, the surface of the ceramic roll is polished by oscillating the pressing member while feeding the film.
焼結体を用いることを特徴とする請求項４記載の圧延用
セラミックロールの表面加工方法。5. The surface processing method for a ceramic roll for rolling according to claim 4, wherein a silicon nitride sintered body is used as said ceramic roll.
類金属化合物から少なくとも一種類以上およびイットリ
ウム化合物もしくは希土類金属化合物から少なくとも一
種類以上を焼結助剤としてなるものを用いることを特徴
とする請求項４または５記載の圧延用セラミックロール
の表面加工方法。6. A silicon nitride sintered body comprising at least one kind of alkaline earth metal compound and at least one kind of yttrium compound or rare earth metal compound as a sintering aid. A method for processing the surface of a ceramic roll for rolling according to claim 4 or 5.
いることを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記
載の圧延用セラミックロールの表面加工方法。7. The method for surface-treating a ceramic roll for rolling according to claim 4, wherein diamond abrasive grains are used as the abrasive grains.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10067073A JP2891988B1 (en) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | Ceramic roll for rolling and surface processing method thereof |
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|---|---|---|---|
| JP10067073A JP2891988B1 (en) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | Ceramic roll for rolling and surface processing method thereof |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2891988B1 JP2891988B1 (en) | 1999-05-17 |
| JPH11267715A true JPH11267715A (en) | 1999-10-05 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017100149A (en) * | 2015-11-30 | 2017-06-08 | Ｊｆｅスチール株式会社 | Hard metal work roll and method for utilization thereof |
| JP2019048355A (en) * | 2017-09-11 | 2019-03-28 | 新日鐵住金株式会社 | Rod-like test piece surface polishing device and surface polishing method |
-
1998
- 1998-03-17 JP JP10067073A patent/JP2891988B1/en not_active Expired - Fee Related
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| JP2019048355A (en) * | 2017-09-11 | 2019-03-28 | 新日鐵住金株式会社 | Rod-like test piece surface polishing device and surface polishing method |
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