JPH1161322A - Rolling roll outer layer material and rolling roll using the material - Google Patents

Rolling roll outer layer material and rolling roll using the material

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JPH1161322A
JPH1161322A JP22737697A JP22737697A JPH1161322A JP H1161322 A JPH1161322 A JP H1161322A JP 22737697 A JP22737697 A JP 22737697A JP 22737697 A JP22737697 A JP 22737697A JP H1161322 A JPH1161322 A JP H1161322A
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rolling
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outer layer
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進 西川
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克己 平田
Toshiro Maekawa
敏郎 前川
Takashi Kanbe
隆 神戸
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rolling roll outer layer material and a rolling roll using the material which has a low friction coefficient, is excellent in heat crack resistance, seizure resistance and skin roughening resistance while maintaining wear resistance and is capable of realizing quality improvement of a rolled product and high productivity of rolling work. SOLUTION: The rolling roll outer layer material has a composition consisting of, by weight, 1.5-3.0% C, 0.2-3.0% Si, 0.2-2.0% Mn, 7.0-20.0% Cr, <=6.0% Mo, <=6.0% W, <=6.0% V and the balance essentially Fe with inevitable impurities, further having a M7 C3 type eutectic carbide as well as a carbide area in the structure, which satisfies M7 C3 >=(M2 C+M6 C+MC)×3.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は圧延用ロール外層材
とそれを用いた圧延用ロールに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rolling roll outer layer material and a rolling roll using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】熱間圧延用ロール材には、耐摩耗性、耐
肌荒れ性、耐事故性(耐亀裂性)が要求され、この要求
に応える材料として、例えば特開平2−88745 号公報、
或いは特開平1−96355 号公報に開示されているような
Cr、Mo、W、V、Co等を各数重量%含有するハイス系ロ
ール材が知られている。このハイス系ロール材は高温に
おいて良好な耐摩耗性を有しているため、複合ロールの
使用層を形成する外層材として好適である。また前記ハ
イス系複合ロールの製造技術としては、複合連続鋳造
法、遠心鋳造法、粉末HIP法等が知られている。
2. Description of the Related Art A roll material for hot rolling is required to have abrasion resistance, surface roughness resistance, and accident resistance (crack resistance).
Alternatively, as disclosed in JP-A-1-96355
A high-speed roll material containing Cr, Mo, W, V, Co, etc., each containing several weight% is known. Since this high-speed roll material has good abrasion resistance at high temperatures, it is suitable as an outer layer material for forming a use layer of a composite roll. Further, as a manufacturing technique of the high-speed composite roll, a composite continuous casting method, a centrifugal casting method, a powder HIP method, and the like are known.

【0003】ところが、従来のハイス系ロール材は耐摩
耗性を向上させるために非常に硬質なMC型炭化物を主体
とする組織としたため、使用中にMC型炭化物と基地との
硬度差が大きいことにより、基地が優先的に摩耗し、そ
の結果、炭化物が突出して、摩耗係数の上昇、耐焼き付
き性の劣化、或いは突出した炭化物の欠落により、肌荒
れが発生しやすい問題があった。
However, since the conventional high-speed roll material has a structure mainly composed of very hard MC type carbide in order to improve wear resistance, the difference in hardness between the MC type carbide and the base during use is large. As a result, the base is worn preferentially, and as a result, carbides protrude, and there is a problem in that roughening is likely to occur due to an increase in wear coefficient, deterioration of seizure resistance, or lack of protruding carbides.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は上記
従来のハイス系ロール材における問題点を解消し、熱間
圧延用として、耐摩耗性を良好に維持しつつ、摩擦係数
が低く、耐熱亀裂性、耐焼き付き性、耐肌荒れ性に優
れ、圧延製品の品質向上及び圧延作業の高生産性を実現
することができる圧延用ロール外層材とそれを用いた圧
延用ロールの提供を課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention solves the above-mentioned problems of the conventional high-speed roll material, and has a low friction coefficient and a low heat resistance for hot rolling while maintaining good wear resistance. It is an object of the present invention to provide a roll outer layer material which is excellent in cracking property, seizure resistance, and surface roughening resistance, can improve the quality of a rolled product and realize high productivity of a rolling operation, and a roll for roll using the same. .

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の圧延用ロール外層材は、Cを1.5 〜3.0 重
量%、Siを0.2 〜3.0 重量%、Mnを0.2 〜2.0 重量%、
Crを7.0 〜20.0重量%、Moを6.0 重量%以下、Wを6.0
重量%以下、Vを6.0 重量%以下含有し、残部が実質的
にFe及び不可不純物からなる化学組成とし、主としてM7
C3型の共晶炭化物を有すると共に、組織中の炭化物面積
がM7C3≧(M2C +M6C +MC)×3となることを第1の特
徴としている。また本発明の圧延用ロール外層材は、C
を1.5 〜4.0 重量%、Siを0.2 〜3.0重量%、Mnを0.2
〜2.0 重量%、Crを7.0 〜20.0重量%、Niを1.5 〜6.0
重量%、Moを6.0 重量%以下、Wを6.0 重量%以下、V
を6.0 重量%以下含有し、残部が実質的にFe及び不可不
純物からなり、且つ黒鉛の球状化促進元素を添加してな
る化学組成とし、組織中の炭化物面積がM7C3≧(M2C +
M6C +MC)×3となり且つ組織中に球状黒鉛が晶出せら
れていることを第2の特徴としている。一方、本発明の
圧延用ロールは、上記第1の特徴又は第2の特徴に示す
化学組成を有し且つ組織構成となる外層材の溶湯と、鋼
系芯材とを、連続鋳造法により溶着一体化させてなるこ
とを第3の特徴としている。また本発明の圧延用ロール
は、上記第1の特徴又は第2の特徴に示す化学組成を有
し且つ組織構成となる外層材の溶湯と、ダクタイル鋳鉄
或いは黒鉛鋼からなる内層材溶湯とを、遠心鋳造法によ
り溶着一体化させてなることを第4の特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problems, an outer layer material for a rolling roll according to the present invention comprises 1.5 to 3.0% by weight of C, 0.2 to 3.0% by weight of Si, 0.2 to 2.0% by weight of Mn,
7.0 to 20.0% by weight of Cr, 6.0% by weight or less of Mo, 6.0% by weight of W
Wt% or less, the V contained 6.0 wt% or less, the balance being a chemical composition consisting essentially of Fe and disabled impurities, mainly M 7
Together with a C 3 -type eutectic carbides, carbide area in the tissue is first characterized in that the M 7 C 3 ≧ (M 2 C + M 6 C + MC) × 3. Further, the outer layer material of the roll for rolling of the present invention has C
1.5 to 4.0% by weight, 0.2 to 3.0% by weight of Si, 0.2% of Mn
~ 2.0 wt%, Cr 7.0 ~ 20.0 wt%, Ni 1.5 ~ 6.0
Wt%, Mo 6.0% or less, W 6.0% or less, V
6.0% by weight or less, the balance being substantially composed of Fe and non-impurities, and having a chemical composition obtained by adding a spheroidizing element of graphite, and having a carbide area in the structure of M 7 C 3 ≧ (M 2 C +
The second feature is that M 6 C + MC) × 3 and spherical graphite is crystallized in the structure. On the other hand, the roll for rolling according to the present invention is obtained by welding a molten steel of an outer layer material having a chemical composition shown in the first feature or the second feature and having a microstructure to a steel-based core material by a continuous casting method. The third feature is that they are integrated. Further, the rolling roll of the present invention, the molten metal of the outer layer material having the chemical composition shown in the first feature or the second feature and having a microstructure, and the molten inner layer material of ductile cast iron or graphite steel, The fourth feature is that they are integrated by welding by a centrifugal casting method.

【0006】上記第1の特徴を有する圧延用ロール外層
材において、Cの含有量は1.5 〜3.0 重量%とする。C
はCr、Mo、W、Vと化合して、高硬度の炭化物(M7C
3型、M2C 型、M6C 型、MC型等)を形成して、ロールの
耐摩耗性を高める。その含有量が1.5 重量%未満では炭
化物の生成量が不足して、熱間での耐摩耗性が不足す
る。一方、3.0 重量%を超えると炭化物量が多すぎて、
靱性、耐熱亀裂性が低下する。
In the roll outer layer material having the first feature, the content of C is 1.5 to 3.0% by weight. C
Combines with Cr, Mo, W, and V to form high hardness carbides (M 7 C
3 type, M 2 C type, M 6 C type, MC type etc.) to increase the abrasion resistance of the roll. If the content is less than 1.5% by weight, the amount of carbide generated is insufficient, and the wear resistance during hot operation is insufficient. On the other hand, if it exceeds 3.0% by weight, the amount of carbide is too large,
Decreases toughness and heat crack resistance.

【0007】Siの含有量は0.2 〜3.0 重量%とする。Si
は溶湯の脱酸と鋳造性を改善する効果がある。0.2 重量
%未満ではその効果が不足し、一方、3.0 重量%を超え
ると靱性、機械的性質が劣化する。
[0007] The content of Si is 0.2 to 3.0% by weight. Si
Has the effect of improving the deoxidation of the molten metal and the castability. If it is less than 0.2% by weight, the effect is insufficient, while if it exceeds 3.0% by weight, toughness and mechanical properties are deteriorated.

【0008】Mnの含有量は0.2 〜2.0 重量%とする。Mn
は溶湯の脱酸の効果があり、その含有量が0.2 重量%未
満では十分な効果が得られず、また2.0 重量%を超える
と材料の靱性が低下し、好ましくない。
The content of Mn is 0.2 to 2.0% by weight. Mn
Has an effect of deoxidizing the molten metal. If the content is less than 0.2% by weight, a sufficient effect cannot be obtained, and if it exceeds 2.0% by weight, the toughness of the material decreases, which is not preferable.

【0009】Crの含有量は7.0 〜20.0重量%とする。Cr
はCと結合して、高硬度のM7C3型共晶炭化物を形成し、
耐摩耗性、靱性を高める効果がある。また一部は基地中
に固溶して基地を強化する。一方、これまでのハイス系
ロール材では、MC型炭化物が主体であるのに対し、M7C3
型炭化物を主体とすることにより、摩擦係数の低減、耐
肌荒れ性の改善に成功している。しかし、Cr含有量が7.
0 重量%未満ではこれらの効果が不足し、また20.0重量
%を超えると炭化物が粗大化すると共にその量も過剰と
なり、靱性、耐熱亀裂性が低下する。そして組織内にお
ける炭化物面積率をM7C3≧(M2C +M6C +MC)×3とす
ることが、熱間圧延用ロールとして、摩擦係数が低く、
耐熱亀裂性、耐焼き付き性、耐肌荒れ性を向上させる上
で重要である。
The content of Cr is 7.0 to 20.0% by weight. Cr
Combines with C to form a high hardness M 7 C 3 type eutectic carbide,
It has the effect of increasing wear resistance and toughness. In addition, a part is dissolved in the base to strengthen the base. On the other hand, in conventional high-speed roll materials, MC type carbides are mainly used, whereas M 7 C 3
By mainly using type carbide, the friction coefficient has been reduced and the surface roughness resistance has been successfully improved. However, the Cr content is 7.
If the amount is less than 0% by weight, these effects are insufficient, and if it exceeds 20.0% by weight, the carbide becomes coarse and the amount thereof becomes excessive, and the toughness and the heat crack resistance deteriorate. When the carbide area ratio in the structure is set to M 7 C 3 ≧ (M 2 C + M 6 C + MC) × 3, the friction coefficient is low as a hot rolling roll,
It is important for improving the heat crack resistance, the seizure resistance and the rough surface resistance.

【0010】Moの含有量はゼロを含めて6.0 重量%以下
とする。Moは基地に固溶して、焼き入れ性を向上させ、
高温軟化抵抗を改善するほか、Cと結合して、M2C 型炭
化物、M6C 型炭化物等の高硬度の複炭化物を形成し、熱
間で耐摩耗性を向上させる効果がある。しかし6.0 重量
%を超えると粗大なM2C 型炭化物が増加し靱性の低下を
招く。
The content of Mo is set to 6.0% by weight or less including zero. Mo dissolves in the base, improves the hardenability,
In addition to improving the high-temperature softening resistance, it has the effect of forming a high-hardness double carbide such as M 2 C-type carbide and M 6 C-type carbide by combining with C to improve the wear resistance during hot working. However, if the content exceeds 6.0% by weight, coarse M 2 C-type carbides increase, leading to a decrease in toughness.

【0011】Wの含有量はゼロを含めて6.0 重量%以下
とする。Wは基地に固溶して、焼き戻し軟化抵抗や耐熱
性を高めるほか、Cと結合して、M2C 型やM6C 型等の高
硬度の複炭化物を形成し、耐摩耗性を向上させる。しか
し6.0 重量%を超えると炭化物が粗大化すると共に、製
造時に偏析が発生しやすくなる。
The content of W is set to 6.0% by weight or less including zero. W forms a solid solution in the matrix to increase tempering softening resistance and heat resistance, and combines with C to form a high-hardness double carbide such as M 2 C type or M 6 C type, thereby improving wear resistance. Improve. However, when the content exceeds 6.0% by weight, carbides are coarsened and segregation tends to occur during production.

【0012】Vの含有量はゼロを含めて6.0 重量%以下
とする。VはCと結合して、耐摩耗性の向上に最も有効
な高硬度のMC型炭化物を形成する。しかし6.0 重量%を
超えると、耐摩耗性は向上するが、本発明の目的である
耐肌荒れ性の改善が図れない。
The content of V is set to 6.0% by weight or less including zero. V combines with C to form a hardened MC-type carbide most effective for improving wear resistance. However, if it exceeds 6.0% by weight, the abrasion resistance is improved, but the improvement of the rough surface resistance, which is the object of the present invention, cannot be achieved.

【0013】上記第2の特徴を有する圧延用ロール外層
材は、組織中に黒鉛を晶出させることで耐焼き付き性に
優れた材料であるが、Cの含有量は1.5 〜4.0 重量%と
する。CはCr、Mo、W、Vと結合して、高硬度の炭化物
(M7C3型、M2C 型、M6C 型、MC型等)或いは単独で黒鉛
を形成してロールの耐摩耗性、耐焼き付き性を高める。
その含有量が1.5 重量%未満では炭化物、黒鉛の生成量
が不足して、熱間での耐摩耗性が不足し、且つ耐焼き付
き性が改善されない。一方、4.0 重量%を超えると炭化
物量の増大、靱性の低下を招く。
The roll outer layer material having the second characteristic is a material having excellent seizure resistance by crystallizing graphite in the structure, but the content of C is 1.5 to 4.0% by weight. . C binds Cr, Mo, W, is V, the high hardness of the carbide (M 7 C 3 type, M 2 C type, M 6 C-type, MC type) or alone to form a graphite resistance of the roll Increases abrasion and seizure resistance.
If the content is less than 1.5% by weight, the amount of carbide and graphite formed is insufficient, the wear resistance during hot operation is insufficient, and the seizure resistance is not improved. On the other hand, if it exceeds 4.0% by weight, the amount of carbides increases and the toughness decreases.

【0014】Niの含有量は1.5 〜6.0 重量%とする。Ni
は組織中に黒鉛を晶出させるために必要な元素である
他、焼き入れ性を向上させる効果がある。その含有量が
1.5 重量%未満では、これらの効果が不足し、一方、6.
0 重量%を超えると残留オーステナイトの存在等、不安
定組織を形成する。
The Ni content is 1.5-6.0% by weight. Ni
Is an element necessary for crystallizing graphite in the structure, and has an effect of improving hardenability. Its content
If the content is less than 1.5% by weight, these effects are insufficient, while 6.
If it exceeds 0% by weight, an unstable structure such as the presence of retained austenite is formed.

【0015】Si、Mn、Cr、Mo、W、Vの各成分について
は、上記第1の特徴におけるそれら成分の条件と同じで
ある。また、本第2の特徴においては、組織中における
炭化物面積率がM7C3≧(M2C+M6C +MC)×3となり、
且つ組織中に球状黒鉛鋳鉄が晶出せられていることが条
件となる。球状黒鉛が組織中に適当に晶出することで、
より摩擦係数が低く、耐焼き付き性に優れた圧延用ロー
ル外層材となる。
The components of Si, Mn, Cr, Mo, W, and V are the same as the conditions of the components in the first feature. In the second feature, the carbide area ratio in the structure is M 7 C 3 ≧ (M 2 C + M 6 C + MC) × 3,
The condition is that spheroidal graphite cast iron is crystallized in the structure. By the spheroidal graphite being appropriately crystallized in the structure,
It becomes a roll outer layer material for rolling with a lower coefficient of friction and excellent seizure resistance.

【0016】本第2の特徴にかかる外層材においては、
C、Si、Niの含有量の調整で、その組織中に黒鉛を晶出
させるが、さらに黒鉛の球状化促進元素を添加すること
で、晶出する黒鉛を球状黒鉛としている。前記添加する
黒鉛の球状化促進元素としては、例えば、Ca、Mgの2種
或いは1種とし、これを例えば溶湯に添加することによ
り、組織に球状黒鉛を晶出させる。このCa、Mgの添加量
はわずかな量でよいが、晶出黒鉛を球状化するのに適当
で、且つ他の好ましくない影響を与えない量を予め実験
にて得ておく。
In the outer layer material according to the second feature,
By adjusting the contents of C, Si, and Ni, graphite is crystallized in the structure. By further adding a spheroidizing element of graphite, the graphite to be crystallized is made into spherical graphite. As the spheroidizing element of graphite to be added, for example, two or one of Ca and Mg is used, and by adding the element to, for example, a molten metal, spheroidal graphite is crystallized in the structure. Although the addition amount of Ca and Mg may be small, an amount suitable for spheroidizing the crystallized graphite and having no other undesired effects is obtained in advance by experiments.

【0017】上記本発明の第3の特徴を有する圧延用ロ
ールは、圧延用ロールの鋼系芯材に対して第1又は第2
の特徴を有する外層材の溶湯を鋼系芯材の外周に連続的
に鋳ぐるむ連続鋳造法により溶着一体化させて、圧延用
ロールを得ることができる。
The rolling roll according to the third aspect of the present invention is characterized in that the rolling roll has a first or second roll relative to the steel core material.
A roll for rolling can be obtained by welding and integrating the molten metal of the outer layer material having the characteristic of (1) by a continuous casting method of continuously casting the outer periphery of the steel core material.

【0018】上記本発明の第4の特徴を有する圧延用ロ
ールは、第1又は第2の特徴を有する外層材の溶湯を先
ず遠心鋳造し、さらにダクタイル鋳鉄或いは黒鉛鋼から
なる、靱性の大きい内層材の溶湯を外層材の内側に入れ
て遠心鋳造し、両者を溶着一体化させて、圧延用ロール
を得ることができる。さらに上記のようにして製造され
たロール素材に、組織及び硬度調整のための焼き入れ、
焼き戻し処理や、残留応力除去と組織安定化のための焼
鈍処理を施し、要求特性に応じた圧延用ロールとする。
本発明の圧延用ロール外層材及び圧延用ロールは、線材
圧延用ロールの他に、熱間圧延用仕上げワークロール、
条鋼圧延用ロール、鋼管用ロール等、熱間で使用される
あらゆるロールに適用することができる。
The rolling roll according to the fourth aspect of the present invention is characterized in that the melt of the outer layer material having the first or second aspect is first subjected to centrifugal casting, and then the inner layer of ductile cast iron or graphite steel having high toughness is formed. The roll of the roll can be obtained by putting the molten metal of the material inside the outer layer material, centrifugally casting and welding and integrating them. Further, the roll material manufactured as described above, quenching for texture and hardness adjustment,
A tempering treatment and an annealing treatment for removing residual stress and stabilizing the structure are performed to obtain a roll for rolling according to required characteristics.
Rolling roll outer layer material and rolling roll of the present invention, in addition to wire rod rolling, finishing work roll for hot rolling,
The present invention can be applied to any roll used in a hot state, such as a roll for strip steel rolling and a roll for steel pipe.

【0019】[0019]

【実施例】本発明の第1の特徴に係る圧延用ロール外層
材の実施例を、No.1、No.2として溶製した。その化学組
成を表1に示す。また第1の特徴に係る化学組成条件に
は合致するが、炭化物面積がM7C3≧(M2C +M6C +MC)
×3の条件外となっているものを、比較例No.3〜No.5と
して溶製した。その化学組成を表1に示す。更に、従来
のハイス系材料を従来例No.6〜No.9として溶製した。そ
の化学組成を表1に示す。同様に本発明の第2の特徴に
係る圧延用ロール外層材の実施例を、No.10 、No.11 と
して溶製した。その化学組成を表2に示す。また第2の
特徴に係る化学組成条件には合致するが、炭化物面積が
M7C3≧(M2C +M6C +MC)×3の条件外となっているも
のを、比較例No.12 〜 No.14として溶製した。その化学
組成を表2に示す。更に、従来のハイス系材料を従来例
をNo.15 〜No.17 として溶製した。その化学組成を表2
に示す。尚、表1、表2において成分値等に下線を引い
ているものは、本発明における成分の範囲から外れてい
ることを示す。
Examples Examples of the roll outer layer material according to the first feature of the present invention were produced as No. 1 and No. 2. The chemical composition is shown in Table 1. Although the chemical composition condition according to the first feature is satisfied, the carbide area is M 7 C 3 ≧ (M 2 C + M 6 C + MC)
Those that were out of the condition of × 3 were melted as Comparative Examples No. 3 to No. 5. The chemical composition is shown in Table 1. Further, conventional high-speed materials were melted as conventional examples No. 6 to No. 9. The chemical composition is shown in Table 1. Similarly, Examples of the roll outer layer material according to the second feature of the present invention were produced as No. 10 and No. 11. Table 2 shows the chemical composition. Although the chemical composition condition according to the second feature is satisfied, the carbide area is
What has become a condition outside of M 7 C 3 ≧ (M 2 C + M 6 C + MC) × 3, was melted as Comparative Examples No.12 ~ No.14. Table 2 shows the chemical composition. Further, conventional high-speed materials were melted as No. 15 to No. 17 in the conventional example. Table 2 shows the chemical composition.
Shown in In Tables 1 and 2, the underlined component values and the like indicate that the values are out of the range of the components in the present invention.

【0020】[0020]

【表1】 [Table 1]

【0021】[0021]

【表2】 [Table 2]

【0022】各圧延用ロール外層材には、組織調整及び
硬度調整、残留応力除去のための熱処理(1000〜1200℃
からの焼き入れ、及び500 〜600 ℃での焼き戻し処理)
を施した。
Each roll outer layer material is subjected to a heat treatment (1000-1200 ° C.) for structure adjustment, hardness adjustment and residual stress removal.
Quenching and tempering at 500-600 ° C)
Was given.

【0023】これらの各外層材の評価として、ショア硬
度を測定し、炭化物の面積率を測定し、摩擦摩耗試験、
焼き付き試験を行った。結果を表3に示す。尚、上記の
炭化物の面積率の測定は、EPMA面分析と画像解析に
より、炭化物形態ごとの面積率を測定した(黒鉛晶出の
場合は黒鉛の面積率も同時測定した)。また摩擦摩耗試
験は次に示す条件で、摩擦係数、摩耗減量を測定した。
また焼き付き試験は次に示すファレックス法により焼き
付き荷重、焼き付きトルクを測定した。 [摩擦摩耗試験] 試験方式 : ピンオンディスク法 試験片温度 : 300 ℃ 荷重 : 5kg/cm2 回転速度 : 100 m/min 摺動距離 : 20000 m [焼き付き試験] 試験方式 : ファレックス法(K−F型焼き付き試験機) 試験片サイズ : φ10(φ6.5 )×32L 相手材(Vブロック): SUS304 回転速度 : 284rpm
As an evaluation of each of these outer layer materials, the Shore hardness was measured, the area ratio of carbide was measured, and a friction and wear test was performed.
A burn-in test was performed. Table 3 shows the results. In the measurement of the area ratio of the carbide, the area ratio for each carbide form was measured by EPMA surface analysis and image analysis (in the case of graphite crystallization, the area ratio of graphite was also measured). In the friction and wear test, the friction coefficient and the wear loss were measured under the following conditions.
In the seizure test, the seizure load and the seizure torque were measured by the following Falex method. [Friction wear test] Test method: Pin-on-disk method Test piece temperature: 300 ° C Load: 5 kg / cm 2 Rotational speed: 100 m / min Sliding distance: 20000 m [Seizure test] Test method: Falex method (K- F type seizure test machine) Test piece size: φ10 (φ6.5) × 32L Counterpart material (V block): SUS304 Rotation speed: 284rpm

【0024】[0024]

【表3】 [Table 3]

【0025】本発明の第1の特徴に係る圧延用ロール外
層材の実施例No.1、No.2においては、表3からも明らか
なように、比較例No.3〜No.5及び従来例No.6〜No.9と比
較して、M7C3型炭化物が増加すると共にやや摩耗減量が
多くなる傾向が見られるが、摩擦係数は低くなる傾向に
あり、且つ耐焼き付き性が向上するという結果が得られ
る。表3の結果から、実施例No.1、No.2は、従来のハイ
ス系ロール材(従来例No.6〜No.9)における耐肌荒れ
性、耐焼き付き性の問題をかなり改善できる効果がある
と期待できる。尚、実施例No.1、No.2の圧延用ロール外
層材のうち最適と思われる材料を用いて、実機ロールを
製作し、これを線材中間スタンド用として圧延試験を行
った。結果として、目的とする梨地状の圧延肌を得るこ
とに成功した。
In Examples No. 1 and No. 2 of the roll outer layer material according to the first feature of the present invention, as is clear from Table 3, Comparative Examples No. 3 to No. compared to example Nanba6~nanba9, although somewhat abrasion loss is large and tends seen with M 7 C 3 type carbide is increased, there is the friction coefficient is low tendency and seizure resistance is improved Is obtained. From the results shown in Table 3, Examples No. 1 and No. 2 have the effect of considerably improving the problems of the rough surface resistance and the seizure resistance of the conventional high-speed roll material (conventional examples No. 6 to No. 9). We can expect that there is. An actual roll was manufactured using a material considered to be optimal among the outer roll materials for the rolling rolls of Examples No. 1 and No. 2, and a rolling test was performed using this roll for a wire rod intermediate stand. As a result, we succeeded in obtaining the desired satin-like rolled skin.

【0026】本発明の第2の特徴に係る圧延用ロール外
層材の実施例No.10 、No.11 においては、表3からも明
らかなように、比較例No.12 〜No.14 及び従来例No.15
〜No.17 と比較して、Ni含有量の増加に比例(Si含有量
との関係もあるが) して黒鉛量が増加し、且つCaやMgの
添加により黒鉛の球状化がなされている。そしてその晶
出量に伴い、摩擦係数が低くなる傾向にあり、且つ耐焼
き付き性が向上することが明らかになった。尚、実施例
No.10 、No.11 の圧延用ロール外層材の中から最適と思
われる材料を用いて、実機ロールを製作し、これをH形
鋼用竪ロールとして実際に圧延試験を行った。結果とし
て、従来のハイス系ロールに較べて、焼き付きもなく、
良好な成績を発揮した。
In Examples No. 10 and No. 11 of the roll outer layer material according to the second feature of the present invention, as is apparent from Table 3, Comparative Examples No. 12 to No. Example No.15
Compared with No.17, the amount of graphite increased in proportion to the increase in Ni content (although there was a relationship with the Si content), and graphite was spheroidized by the addition of Ca and Mg. . And it became clear that the coefficient of friction tends to decrease and the seizure resistance improves with the crystallization amount. Examples
An actual machine roll was manufactured using the material considered to be optimum from the outer roll materials of the No. 10 and No. 11 rolling rolls, and this was actually used as a vertical roll for H-section steel, and a rolling test was actually performed. As a result, compared to conventional high speed rolls, there is no seizure,
Demonstrated good results.

【0027】[0027]

【発明の効果】請求項1に記載の熱間圧延用ロール外層
材によれば、熱間圧延における良好な耐摩耗性、耐熱亀
裂性を維持しつつ、且つ非常に良好な耐肌荒れ性を発揮
することができると共に、摩擦係数の低減、耐焼き付き
性の改善を図ることができる。従って、圧延製品の品質
の向上及び圧延作業の高生産性を実現することができ
る。また、請求項2に記載の圧延用ロール外層材によれ
ば、Niを含有させることにより、組織中に晶出黒鉛を得
ることができ、且つその黒鉛を球状化促進元素の添加に
より球状化することができるので、熱間圧延における良
好な耐摩耗性を維持しつつ、摩擦係数を低減し、耐焼き
付き性、耐熱亀裂性に優れた圧延用ロールを提供するこ
とができる。従って、圧延製品の品質の向上及び圧延作
業の高生産性を実現することができる。また、請求項3
に記載の圧延用ロールによれば、耐摩耗性、耐熱亀裂性
を維持しつつ、且つ非常に良好な耐肌荒れ性を発揮する
ことができると共に、摩擦係数の低減、耐焼き付き性の
改善を図ることができる。よってまた、圧延製品の品質
の向上及び圧延作業の高生産性を実現することができ
る。また、請求項4に記載の圧延用ロールによれば、熱
間圧延における良好な耐摩耗性を維持しつつ、且つ摩擦
係数を低減し、耐焼き付き性、耐熱亀裂性の改善を図る
ことができる。よってまた、圧延製品の品質の向上及び
圧延作業の高生産性を実現することができる。
According to the roll outer layer material for hot rolling according to the first aspect, while maintaining good wear resistance and heat crack resistance in hot rolling, very good rough surface resistance is exhibited. It is possible to reduce the coefficient of friction and improve seizure resistance. Therefore, it is possible to improve the quality of the rolled product and realize high productivity of the rolling operation. In addition, according to the roll outer layer material of claim 2, by including Ni, crystallized graphite can be obtained in the structure, and the graphite is spheroidized by the addition of a spheroidizing element. Therefore, it is possible to provide a roll for rolling that has reduced friction coefficient and excellent seizure resistance and heat crack resistance while maintaining good wear resistance in hot rolling. Therefore, it is possible to improve the quality of the rolled product and realize high productivity of the rolling operation. Claim 3
According to the rolling roll described in the above, while maintaining abrasion resistance and heat crack resistance, it is possible to exhibit very good surface roughness resistance, reduce the friction coefficient, and improve seizure resistance. be able to. Therefore, it is also possible to improve the quality of the rolled product and achieve high productivity of the rolling operation. According to the rolling roll of the fourth aspect, while maintaining good wear resistance in hot rolling, the friction coefficient can be reduced, and seizure resistance and heat crack resistance can be improved. . Therefore, it is also possible to improve the quality of the rolled product and achieve high productivity of the rolling operation.

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【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成10年9月11日[Submission date] September 11, 1998

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】全文[Correction target item name] Full text

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【書類名】 明細書[Document Name] Statement

【発明の名称】 圧延用ロール外層材とそれを用いた圧
延用ロール
[Title of the Invention] Rolling roll outer layer material and rolling roll using the same

【特許請求の範囲】[Claims]

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は圧延用ロール外層材
とそれを用いた圧延用ロールに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rolling roll outer layer material and a rolling roll using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】熱間圧延用ロール材には、耐摩耗性、耐
肌荒れ性、耐事故性(耐亀裂性)が要求され、この要求
に応える材料として、例えば特開平2−88745 号公報、
或いは特開平1−96355 号公報に開示されているような
Cr、Mo、W、V、Co等を各数重量%含有するハイス系ロ
ール材が知られている。このハイス系ロール材は高温に
おいて良好な耐摩耗性を有しているため、複合ロールの
使用層を形成する外層材として好適である
2. Description of the Related Art A roll material for hot rolling is required to have abrasion resistance, surface roughness resistance, and accident resistance (crack resistance).
Alternatively, as disclosed in JP-A-1-96355
A high-speed roll material containing Cr, Mo, W, V, Co, etc., each containing several weight% is known. Since this high-speed roll material has good abrasion resistance at high temperatures, it is suitable as an outer layer material for forming a use layer of a composite roll .

【0003】ところが、従来のハイス系ロール材は耐摩
耗性を向上させるために非常に硬質なMC型炭化物を主体
とする組織としたため、使用中にMC型炭化物と基地との
硬度差が大きいことにより、基地が優先的に摩耗し、そ
の結果、炭化物が突出して、摩耗係数の上昇、耐焼き付
き性の劣化、或いは突出した炭化物の欠落により、肌荒
れが発生しやすい問題があった。
However, since the conventional high-speed roll material has a structure mainly composed of very hard MC type carbide in order to improve wear resistance, the difference in hardness between the MC type carbide and the base during use is large. As a result, the base is worn preferentially, and as a result, carbides protrude, and there is a problem in that roughening is likely to occur due to an increase in wear coefficient, deterioration of seizure resistance, or lack of protruding carbides.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は上記
従来のハイス系ロール材における問題点を解消し、熱間
圧延用として、耐摩耗性を良好に維持しつつ、摩擦係数
が低く、耐熱亀裂性、耐焼き付き性、耐肌荒れ性に優
れ、圧延製品の品質向上及び圧延作業の高生産性を実現
することができる圧延用ロール外層材とそれを用いた圧
延用ロールの提供を課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention solves the above-mentioned problems of the conventional high-speed roll material, and has a low friction coefficient and a low heat resistance for hot rolling while maintaining good wear resistance. It is an object of the present invention to provide a roll outer layer material which is excellent in cracking property, seizure resistance, and surface roughening resistance, can improve the quality of a rolled product and realize high productivity of a rolling operation, and a roll for roll using the same. .

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の圧延用ロール外層材は、Cを1.5 〜3.0 重
量%、Siを0.2 〜3.0 重量%、Mnを0.2 〜2.0 重量%、
Crを7.0 〜20.0重量%、Moを6.0 重量%以下、Wを6.0
重量%以下、Vを6.0 重量%以下含有し、残部が実質的
にFe及び不可不純物からなる化学組成とし、主としてM7
C3型の共晶炭化物を有すると共に、組織中の炭化物面積
がM7C3≧(M2C +M6C +MC)×3となることを第1の特
徴としている。また本発明の圧延用ロール外層材は、C
を1.5 〜4.0 重量%、Siを0.2 〜3.0重量%、Mnを0.2
〜2.0 重量%、Crを7.0 〜20.0重量%、Niを1.5 〜6.0
重量%、Moを6.0 重量%以下、Wを6.0 重量%以下、V
を6.0 重量%以下含有し、残部が実質的にFe及び不可不
純物からなり、且つ黒鉛の球状化促進元素を添加してな
る化学組成とし、組織中の炭化物面積がM7C3≧(M2C +
M6C +MC)×3となり且つ組織中に球状黒鉛が晶出せら
れていることを第2の特徴としている。一方、本発明の
圧延用ロールは、上記第1の特徴又は第2の特徴に示す
化学組成を有し且つ組織構成となる外層材の溶湯と、鋼
系芯材とを溶着一体化させてなることを第3の特徴とし
ている。また本発明の圧延用ロールは、上記第1の特徴
又は第2の特徴に示す化学組成を有し且つ組織構成とな
る外層材の溶湯と、ダクタイル鋳鉄或いは黒鉛鋼からな
る内層材溶湯とを、遠心鋳造法により溶着一体化させて
なることを第4の特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problems, an outer layer material for a rolling roll according to the present invention comprises 1.5 to 3.0% by weight of C, 0.2 to 3.0% by weight of Si, 0.2 to 2.0% by weight of Mn,
7.0 to 20.0% by weight of Cr, 6.0% by weight or less of Mo, 6.0% by weight of W
Wt% or less, the V contained 6.0 wt% or less, the balance being a chemical composition consisting essentially of Fe and disabled impurities, mainly M 7
Together with a C 3 -type eutectic carbides, carbide area in the tissue is first characterized in that the M 7 C 3 ≧ (M 2 C + M 6 C + MC) × 3. Further, the outer layer material of the roll for rolling of the present invention has C
1.5 to 4.0% by weight, 0.2 to 3.0% by weight of Si, 0.2% of Mn
~ 2.0 wt%, Cr 7.0 ~ 20.0 wt%, Ni 1.5 ~ 6.0
Wt%, Mo 6.0% or less, W 6.0% or less, V
6.0% by weight or less, the balance being substantially composed of Fe and non-impurities, and having a chemical composition obtained by adding a spheroidizing element of graphite, and having a carbide area in the structure of M 7 C 3 ≧ (M 2 C +
The second feature is that M 6 C + MC) × 3 and spherical graphite is crystallized in the structure. On the other hand, the rolling roll of the present invention, the molten metal of the outer layer material to be and organizational structure has a chemical composition shown in the first aspect or the second aspect, and a steel-based core material is integrated soluble adhesive Is a third feature. Further, the rolling roll of the present invention, the molten metal of the outer layer material having the chemical composition shown in the first feature or the second feature and having a microstructure, and the molten inner layer material of ductile cast iron or graphite steel, The fourth feature is that they are integrated by welding by a centrifugal casting method.

【0006】上記第1の特徴を有する圧延用ロール外層
材において、Cの含有量は1.5 〜3.0 重量%とする。C
はCr、Mo、W、Vと化合して、高硬度の炭化物(M7C
3型、M2C 型、M6C 型、MC型等)を形成して、ロールの
耐摩耗性を高める。その含有量が1.5 重量%未満では炭
化物の生成量が不足して、熱間での耐摩耗性が不足す
る。一方、3.0 重量%を超えると炭化物量が多すぎて、
靱性、耐熱亀裂性が低下する。
In the roll outer layer material having the first feature, the content of C is 1.5 to 3.0% by weight. C
Combines with Cr, Mo, W, and V to form high hardness carbides (M 7 C
3 type, M 2 C type, M 6 C type, MC type etc.) to increase the abrasion resistance of the roll. If the content is less than 1.5% by weight, the amount of carbide generated is insufficient, and the wear resistance during hot operation is insufficient. On the other hand, if it exceeds 3.0% by weight, the amount of carbide is too large,
Decreases toughness and heat crack resistance.

【0007】Siの含有量は0.2 〜3.0 重量%とする。Si
は溶湯の脱酸と鋳造性を改善する効果がある。0.2 重量
%未満ではその効果が不足し、一方、3.0 重量%を超え
ると靱性、機械的性質が劣化する。
[0007] The content of Si is 0.2 to 3.0% by weight. Si
Has the effect of improving the deoxidation of the molten metal and the castability. If it is less than 0.2% by weight, the effect is insufficient, while if it exceeds 3.0% by weight, toughness and mechanical properties are deteriorated.

【0008】Mnの含有量は0.2 〜2.0 重量%とする。Mn
は溶湯の脱酸の効果があり、その含有量が0.2 重量%未
満では十分な効果が得られず、また2.0 重量%を超える
と材料の靱性が低下し、好ましくない。
The content of Mn is 0.2 to 2.0% by weight. Mn
Has an effect of deoxidizing the molten metal. If the content is less than 0.2% by weight, a sufficient effect cannot be obtained, and if it exceeds 2.0% by weight, the toughness of the material decreases, which is not preferable.

【0009】Crの含有量は7.0 〜20.0重量%とする。Cr
はCと結合して、高硬度のM7C3型共晶炭化物を形成し、
耐摩耗性、靱性を高める効果がある。また一部は基地中
に固溶して基地を強化する。一方、これまでのハイス系
ロール材では、MC型炭化物が主体であるのに対し、M7C3
型炭化物を主体とすることにより、摩擦係数の低減、耐
肌荒れ性の改善に効果がある。しかし、Cr含有量が7.0
重量%未満ではこれらの効果が不足し、また20.0重量%
を超えると炭化物が粗大化すると共にその量も過剰とな
り、靱性、耐熱亀裂性が低下する。そして組織内におけ
る炭化物面積率をM7C3≧(M2C +M6C +MC)×3とする
ことが、熱間圧延用ロールとして、摩擦係数が低く、耐
熱亀裂性、耐焼き付き性、耐肌荒れ性を向上させる上で
重要である。
The content of Cr is 7.0 to 20.0% by weight. Cr
Combines with C to form a high hardness M 7 C 3 type eutectic carbide,
It has the effect of increasing wear resistance and toughness. In addition, a part is dissolved in the base to strengthen the base. On the other hand, in conventional high-speed roll materials, MC type carbides are mainly used, whereas M 7 C 3
By mainly using type carbide, it is effective in reducing the coefficient of friction and improving the surface roughness resistance. However, if the Cr content is 7.0
If the amount is less than 20% by weight, these effects are insufficient.
If it exceeds 300, the carbide becomes coarse and the amount thereof becomes excessive, and the toughness and the heat crack resistance deteriorate. When the carbide area ratio in the structure is set to M 7 C 3 ≧ (M 2 C + M 6 C + MC) × 3, as a roll for hot rolling, the coefficient of friction is low, heat crack resistance, seizure resistance, and It is important in improving skin roughness.

【0010】Moの含有量はゼロを含めて6.0 重量%以下
とする。Moは基地に固溶して、焼き入れ性を向上させ、
高温軟化抵抗を改善するほか、Cと結合して、M2C 型炭
化物、M6C 型炭化物等の高硬度の複炭化物を形成し、熱
間で耐摩耗性を向上させる効果がある。しかし6.0 重量
%を超えると粗大なM2C 型炭化物が増加し靱性の低下を
招く。
The content of Mo is set to 6.0% by weight or less including zero. Mo dissolves in the base, improves the hardenability,
In addition to improving the high-temperature softening resistance, it has the effect of forming a high-hardness double carbide such as M 2 C-type carbide and M 6 C-type carbide by combining with C to improve the wear resistance during hot working. However, if the content exceeds 6.0% by weight, coarse M 2 C-type carbides increase, leading to a decrease in toughness.

【0011】Wの含有量はゼロを含めて6.0 重量%以下
とする。Wは基地に固溶して、焼き戻し軟化抵抗や耐熱
性を高めるほか、Cと結合して、M2C 型やM6C 型等の高
硬度の複炭化物を形成し、耐摩耗性を向上させる。しか
し6.0 重量%を超えると炭化物が粗大化すると共に、製
造時に偏析が発生しやすくなる。
The content of W is set to 6.0% by weight or less including zero. W forms a solid solution in the matrix to increase tempering softening resistance and heat resistance, and combines with C to form a high-hardness double carbide such as M 2 C type or M 6 C type, thereby improving wear resistance. Improve. However, when the content exceeds 6.0% by weight, carbides are coarsened and segregation tends to occur during production.

【0012】Vの含有量はゼロを含めて6.0 重量%以下
とする。VはCと結合して、耐摩耗性の向上に最も有効
な高硬度のMC型炭化物を形成する。しかし6.0 重量%を
超えると、耐摩耗性は向上するが、本発明の目的である
耐肌荒れ性の改善が図れない。
The content of V is set to 6.0% by weight or less including zero. V combines with C to form a hardened MC-type carbide most effective for improving wear resistance. However, if it exceeds 6.0% by weight, the abrasion resistance is improved, but the improvement of the rough surface resistance, which is the object of the present invention, cannot be achieved.

【0013】上記第2の特徴を有する圧延用ロール外層
材は、組織中に黒鉛を晶出させることで耐焼き付き性に
優れた材料であるが、Cの含有量は1.5 〜4.0 重量%と
する。CはCr、Mo、W、Vと結合して、高硬度の炭化物
(M7C3型、M2C 型、M6C 型、MC型等)或いは単独で黒鉛
を形成してロールの耐摩耗性、耐焼き付き性を高める。
その含有量が1.5 重量%未満では炭化物、黒鉛の生成量
が不足して、熱間での耐摩耗性が不足し、且つ耐焼き付
き性が改善されない。一方、4.0 重量%を超えると炭化
物量の増大、靱性の低下を招く。
The roll outer layer material having the second characteristic is a material having excellent seizure resistance by crystallizing graphite in the structure, but the content of C is 1.5 to 4.0% by weight. . C binds Cr, Mo, W, is V, the high hardness of the carbide (M 7 C 3 type, M 2 C type, M 6 C-type, MC type) or alone to form a graphite resistance of the roll Increases abrasion and seizure resistance.
If the content is less than 1.5% by weight, the amount of carbide and graphite formed is insufficient, the wear resistance during hot operation is insufficient, and the seizure resistance is not improved. On the other hand, if it exceeds 4.0% by weight, the amount of carbides increases and the toughness decreases.

【0014】Niの含有量は1.5 〜6.0 重量%とする。Ni
は組織中に黒鉛を晶出させるために必要な元素である
他、焼き入れ性を向上させる効果がある。その含有量が
1.5 重量%未満では、これらの効果が不足し、一方、6.
0 重量%を超えると残留オーステナイトの存在等、不安
定組織を形成する。
The Ni content is 1.5-6.0% by weight. Ni
Is an element necessary for crystallizing graphite in the structure, and has an effect of improving hardenability. Its content
If the content is less than 1.5% by weight, these effects are insufficient, while 6.
If it exceeds 0% by weight, an unstable structure such as the presence of retained austenite is formed.

【0015】Si、Mn、Cr、Mo、W、Vの各成分について
は、上記第1の特徴におけるそれら成分の条件と同じで
ある。また、本第2の特徴においては、組織中における
炭化物面積率がM7C3≧(M2C+M6C +MC)×3となり、
且つ組織中に球状黒鉛鋳鉄が晶出せられていることが条
件となる。球状黒鉛が組織中に適当に晶出することで、
より摩擦係数が低く、耐焼き付き性に優れた圧延用ロー
ル外層材となる。
The components of Si, Mn, Cr, Mo, W, and V are the same as the conditions of the components in the first feature. In the second feature, the carbide area ratio in the structure is M 7 C 3 ≧ (M 2 C + M 6 C + MC) × 3,
The condition is that spheroidal graphite cast iron is crystallized in the structure. By the spheroidal graphite being appropriately crystallized in the structure,
It becomes a roll outer layer material for rolling with a lower coefficient of friction and excellent seizure resistance.

【0016】本第2の特徴にかかる外層材においては、
C、Si、Niの含有量の調整で、その組織中に黒鉛を晶出
させるが、さらに黒鉛の球状化促進元素を添加すること
で、晶出する黒鉛を球状黒鉛としている。前記添加する
黒鉛の球状化促進元素としては、例えば、Ca、Mgの2種
或いは1種とし、これを例えば溶湯に添加することによ
り、組織に球状黒鉛を晶出させる。このCa、Mgの添加量
はわずかな量でよいが、晶出黒鉛を球状化するのに適当
で、且つ他の好ましくない影響を与えない量を予め実験
にて得ておく。
In the outer layer material according to the second feature,
By adjusting the contents of C, Si, and Ni, graphite is crystallized in the structure. By further adding a spheroidizing element of graphite, the graphite to be crystallized is made into spherical graphite. As the spheroidizing element of graphite to be added, for example, two or one of Ca and Mg is used, and by adding the element to, for example, a molten metal, spheroidal graphite is crystallized in the structure. Although the addition amount of Ca and Mg may be small, an amount suitable for spheroidizing the crystallized graphite and having no other undesired effects is obtained in advance by experiments.

【0017】上記本発明の第3の特徴を有する圧延用ロ
ールは、圧延用ロールの鋼系芯材に対して第1又は第2
の特徴を有する外層材の溶湯を鋼系芯材の外周に溶着一
体化させて、圧延用ロールを得ることができる。
The rolling roll according to the third aspect of the present invention is characterized in that the rolling roll has a first or second roll relative to the steel core material.
The molten outer layer material having the characteristics can be integrated soluble adhesive on the outer periphery of the steel-based core, obtaining a rolling roll.

【0018】上記本発明の第4の特徴を有する圧延用ロ
ールは、第1又は第2の特徴を有する外層材の溶湯を先
ず遠心鋳造し、さらにダクタイル鋳鉄或いは黒鉛鋼から
なる、靱性の大きい内層材の溶湯を外層材の内側に入れ
て遠心鋳造し、両者を溶着一体化させて、圧延用ロール
を得ることができる。さらに上記のようにして製造され
たロール素材に、組織及び硬度調整のための焼き入れ、
焼き戻し処理や、残留応力除去と組織安定化のための焼
鈍処理を施し、要求特性に応じた圧延用ロールとする。
本発明の圧延用ロール外層材及び圧延用ロールは、線材
圧延用ロールの他に、熱間圧延用仕上げワークロール、
条鋼圧延用ロール、鋼管用ロール等、熱間で使用される
あらゆるロールに適用することができる。
The rolling roll according to the fourth aspect of the present invention is characterized in that the melt of the outer layer material having the first or second aspect is first subjected to centrifugal casting, and then the inner layer of ductile cast iron or graphite steel having high toughness is formed. The roll of the roll can be obtained by putting the molten metal of the material inside the outer layer material, centrifugally casting and welding and integrating them. Further, the roll material manufactured as described above, quenching for texture and hardness adjustment,
A tempering treatment and an annealing treatment for removing residual stress and stabilizing the structure are performed to obtain a roll for rolling according to required characteristics.
Rolling roll outer layer material and rolling roll of the present invention, in addition to wire rod rolling, finishing work roll for hot rolling,
The present invention can be applied to any roll used in a hot state, such as a roll for strip steel rolling and a roll for steel pipe.

【0019】[0019]

【実施例】本発明の第1の特徴に係る圧延用ロール外層
材の実施例を、No.1、No.2として溶製した。その化学組
成を表1に示す。また第1の特徴に係る化学組成条件に
は合致するが、炭化物面積がM7C3≧(M2C +M6C +MC)
×3の条件外となっているものを、比較例No.3〜No.5と
して溶製した。その化学組成を表1に示す。更に、従来
のハイス系材料を従来例No.6〜No.9として溶製した。そ
の化学組成を表1に示す。同様に本発明の第2の特徴に
係る圧延用ロール外層材の実施例を、No.10 、No.11 と
して溶製した。その化学組成を表2に示す。また第2の
特徴に係る化学組成条件には合致するが、炭化物面積が
M7C3≧(M2C +M6C +MC)×3の条件外となっているも
のを、比較例No.12 〜 No.14として溶製した。その化学
組成を表2に示す。更に、従来のハイス系材料を従来例
をNo.15 〜No.17 として溶製した。その化学組成を表2
に示す。尚、表1、表2において成分値等に下線を引い
ているものは、本発明における成分の範囲から外れてい
ることを示す。
Examples Examples of the roll outer layer material according to the first feature of the present invention were produced as No. 1 and No. 2. The chemical composition is shown in Table 1. Although the chemical composition condition according to the first feature is satisfied, the carbide area is M 7 C 3 ≧ (M 2 C + M 6 C + MC)
Those that were out of the condition of × 3 were melted as Comparative Examples No. 3 to No. 5. The chemical composition is shown in Table 1. Further, conventional high-speed materials were melted as conventional examples No. 6 to No. 9. The chemical composition is shown in Table 1. Similarly, Examples of the roll outer layer material according to the second feature of the present invention were produced as No. 10 and No. 11. Table 2 shows the chemical composition. Although the chemical composition condition according to the second feature is satisfied, the carbide area is
What has become a condition outside of M 7 C 3 ≧ (M 2 C + M 6 C + MC) × 3, was melted as Comparative Examples No.12 ~ No.14. Table 2 shows the chemical composition. Further, conventional high-speed materials were melted as No. 15 to No. 17 in the conventional example. Table 2 shows the chemical composition.
Shown in In Tables 1 and 2, the underlined component values and the like indicate that the values are out of the range of the components in the present invention.

【0020】[0020]

【表1】[Table 1]

【0021】[0021]

【表2】[Table 2]

【0022】各圧延用ロール外層材には、組織調整及び
硬度調整、残留応力除去のための熱処理(1000〜1200℃
からの焼き入れ、及び500 〜600 ℃での焼き戻し処理)
を施した。
Each roll outer layer material is subjected to a heat treatment (1000-1200 ° C.) for structure adjustment, hardness adjustment and residual stress removal.
Quenching and tempering at 500-600 ° C)
Was given.

【0023】これらの各外層材の評価として、ショア硬
の測定、炭化物の面積率の測定、摩擦摩耗試験、焼き
付き試験を行った。結果を表3に示す。尚、上記の炭化
物の面積率の測定は、EPMA面分析と画像解析によ
り、炭化物形態ごとの面積率を測定した(黒鉛晶出の場
合は黒鉛の面積率も同時測定した)。また摩擦摩耗試験
は次に示す条件で、摩擦係数、摩耗減量を測定した。ま
た焼き付き試験は次に示すファレックス法により焼き付
き荷重、焼き付きトルクを測定した。 [摩擦摩耗試験] 試験方式 : ピンオンディスク法 試験片温度 : 300 ℃ 荷重 : 5kg/cm2 回転速度 : 100 m/min 摺動距離 : 20000 m [焼き付き試験] 試験方式 : ファレックス法(K−F型焼き付き試験機) 試験片サイズ : φ10(φ6.5 )×32L 相手材(Vブロック): SUS304 回転速度 : 284rpm
As an evaluation of each of these outer layer materials, measurement of Shore hardness , measurement of the area ratio of carbide , friction wear test, and seizure test were performed. Table 3 shows the results. In the measurement of the area ratio of the carbide, the area ratio for each carbide form was measured by EPMA surface analysis and image analysis (in the case of graphite crystallization, the area ratio of graphite was also measured). In the friction and wear test, the friction coefficient and the wear loss were measured under the following conditions. In the seizure test, the seizure load and the seizure torque were measured by the following Falex method. [Friction wear test] Test method: Pin-on-disk method Test piece temperature: 300 ° C Load: 5 kg / cm 2 Rotational speed: 100 m / min Sliding distance: 20000 m [Seizure test] Test method: Falex method (K- F type seizure test machine) Test piece size: φ10 (φ6.5) × 32L Counterpart material (V block): SUS304 Rotation speed: 284rpm

【0024】[0024]

【表3】[Table 3]

【0025】本発明の第1の特徴に係る圧延用ロール外
層材の実施例No.1、No.2においては、表3からも明らか
なように、比較例No.3〜No.5及び従来例No.6〜No.9と比
較して、M7C3型炭化物が増加すると共にやや摩耗減量が
多くなる傾向が見られるが、摩擦係数は低くなる傾向に
あり、且つ耐焼き付き性が向上するという結果が得られ
る。表3の結果から、実施例No.1、No.2は、従来のハイ
ス系ロール材(従来例No.6〜No.9)における耐肌荒れ
性、耐焼き付き性の問題をかなり改善できる効果がある
と期待できる。尚、実施例No.1、No.2の圧延用ロール外
層材のうち最適と思われる材料を用いて、実機ロールを
製作し、これを線材中間スタンド用として圧延試験を行
った。結果として、目的とする梨地状の圧延肌を得るこ
とに成功した。
In Examples No. 1 and No. 2 of the roll outer layer material according to the first feature of the present invention, as is clear from Table 3, Comparative Examples No. 3 to No. compared to example Nanba6~nanba9, although somewhat abrasion loss is large and tends seen with M 7 C 3 type carbide is increased, there is the friction coefficient is low tendency and seizure resistance is improved Is obtained. From the results shown in Table 3, Examples No. 1 and No. 2 have the effect of considerably improving the problems of the rough surface resistance and the seizure resistance of the conventional high-speed roll material (conventional examples No. 6 to No. 9). We can expect that there is. An actual roll was manufactured using a material considered to be optimal among the outer roll materials for the rolling rolls of Examples No. 1 and No. 2, and a rolling test was performed using this roll for a wire rod intermediate stand. As a result, we succeeded in obtaining the desired satin-like rolled skin.

【0026】本発明の第2の特徴に係る圧延用ロール外
層材の実施例No.10 、No.11 においては、表3からも明
らかなように、比較例No.12 〜No.14 及び従来例No.15
〜No.17 と比較して、Ni含有量の増加に比例(Si含有量
との関係もあるが) して黒鉛量が増加し、且つCaやMgの
添加により黒鉛の球状化がなされている。そしてその晶
出量に伴い、摩擦係数が低くなる傾向にあり、且つ耐焼
き付き性が向上することが明らかになった。尚、実施例
No.10 、No.11 の圧延用ロール外層材の中から最適と思
われる材料を用いて、実機ロールを製作し、これをH形
鋼用竪ロールとして実際に圧延試験を行った。結果とし
て、従来のハイス系ロールに較べて、焼き付きもなく、
良好な成績を発揮した。
In Examples No. 10 and No. 11 of the roll outer layer material according to the second feature of the present invention, as is apparent from Table 3, Comparative Examples No. 12 to No. Example No.15
Compared with No.17, the amount of graphite increased in proportion to the increase in Ni content (although there was a relationship with the Si content), and graphite was spheroidized by the addition of Ca and Mg. . And it became clear that the coefficient of friction tends to decrease and the seizure resistance improves with the crystallization amount. Examples
An actual machine roll was manufactured using the material considered to be optimum from the outer roll materials of the No. 10 and No. 11 rolling rolls, and this was actually used as a vertical roll for H-section steel, and a rolling test was actually performed. As a result, compared to conventional high speed rolls, there is no seizure,
Demonstrated good results.

【0027】[0027]

【発明の効果】請求項1に記載の熱間圧延用ロール外層
材によれば、熱間圧延における良好な耐摩耗性、耐熱亀
裂性を維持しつつ、且つ非常に良好な耐肌荒れ性を発揮
することができると共に、摩擦係数の低減、耐焼き付き
性の改善を図ることができる。従って、圧延製品の品質
の向上及び圧延作業の高生産性を実現することができ
る。また、請求項2に記載の圧延用ロール外層材によれ
ば、Niを含有させることにより、組織中に晶出黒鉛を得
ることができ、且つその黒鉛を球状化促進元素の添加に
より球状化することができるので、熱間圧延における良
好な耐摩耗性を維持しつつ、摩擦係数を低減し、耐焼き
付き性、耐熱亀裂性に優れた圧延用ロールを提供するこ
とができる。従って、圧延製品の品質の向上及び圧延作
業の高生産性を実現することができる。また、請求項3
に記載の圧延用ロールによれば、耐摩耗性、耐熱亀裂性
を維持しつつ、且つ非常に良好な耐肌荒れ性を発揮する
ことができると共に、摩擦係数の低減、耐焼き付き性の
改善を図ることができる。よってまた、圧延製品の品質
の向上及び圧延作業の高生産性を実現することができ
る。また、請求項4に記載の圧延用ロールによれば、熱
間圧延における良好な耐摩耗性を維持しつつ、且つ摩擦
係数を低減し、耐焼き付き性、耐熱亀裂性の改善を図る
ことができる。よってまた、圧延製品の品質の向上及び
圧延作業の高生産性を実現することができる。
According to the roll outer layer material for hot rolling according to the first aspect, while maintaining good wear resistance and heat crack resistance in hot rolling, very good rough surface resistance is exhibited. It is possible to reduce the coefficient of friction and improve seizure resistance. Therefore, it is possible to improve the quality of the rolled product and realize high productivity of the rolling operation. In addition, according to the roll outer layer material of claim 2, by including Ni, crystallized graphite can be obtained in the structure, and the graphite is spheroidized by the addition of a spheroidizing element. Therefore, it is possible to provide a roll for rolling that has reduced friction coefficient and excellent seizure resistance and heat crack resistance while maintaining good wear resistance in hot rolling. Therefore, it is possible to improve the quality of the rolled product and realize high productivity of the rolling operation. Claim 3
According to the rolling roll described in the above, while maintaining abrasion resistance and heat crack resistance, it is possible to exhibit very good surface roughness resistance, reduce the friction coefficient, and improve seizure resistance. be able to. Therefore, it is also possible to improve the quality of the rolled product and achieve high productivity of the rolling operation. According to the rolling roll of the fourth aspect, while maintaining good wear resistance in hot rolling, the friction coefficient can be reduced, and seizure resistance and heat crack resistance can be improved. . Therefore, it is also possible to improve the quality of the rolled product and achieve high productivity of the rolling operation.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神戸 隆 兵庫県姫路市大津区吉美403 虹技株式会 社姫路西工場内 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (72) Inventor Takashi Kobe 403 Yoshimi, Otsu-ku, Himeji-shi, Hyogo Pref.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 C: 1.5 〜3.0 重量% Si: 0.2 〜3.0 重量% Mn: 0.2 〜2.0 重量% Cr: 7.0 〜20.0重量% Mo: 6.0 重量%以下 W: 6.0 重量%以下 V: 6.0 重量%以下を含有し、残部が実質的にFe及び
不可不純物からなる化学組成とし、主としてM7C3型の共
晶炭化物を有すると共に、組織中の炭化物面積がM7C3
(M2C +M6C +MC)×3となることを特徴とする圧延用
ロール外層材。
C: 1.5 to 3.0% by weight Si: 0.2 to 3.0% by weight Mn: 0.2 to 2.0% by weight Cr: 7.0 to 20.0% by weight Mo: 6.0% by weight or less W: 6.0% by weight or less V: 6.0% by weight Contains the following, and the balance is substantially a chemical composition consisting of Fe and non-impurities, and has mainly M 7 C 3 type eutectic carbide, and the carbide area in the structure is M 7 C 3
(M 2 C + M 6 C + MC) × 3, which is a roll outer layer material for rolling.
【請求項2】 C: 1.5 〜4.0 重量% Si: 0.2 〜3.0 重量% Mn: 0.2 〜2.0 重量% Cr: 7.0 〜20.0重量% Ni: 1.5 〜6.0 重量% Mo: 6.0 重量%以下 W: 6.0 重量%以下 V: 6.0 重量%以下を含有し、残部が実質的にFe及び
不可不純物からなり、且つ黒鉛の球状化促進元素を添加
してなる化学組成とし、組織中の炭化物面積がM7C3
(M2C +M6C +MC)×3となり且つ組織中に球状黒鉛が
晶出せられていることを特徴とする圧延用ロール外層
材。
2. C: 1.5 to 4.0% by weight Si: 0.2 to 3.0% by weight Mn: 0.2 to 2.0% by weight Cr: 7.0 to 20.0% by weight Ni: 1.5 to 6.0% by weight Mo: 6.0% by weight or less W: 6.0% by weight % V: 6.0% by weight or less, the balance being substantially composed of Fe and non-impurities, and having a chemical composition of adding a spheroidizing element of graphite, and having a carbide area in the structure of M 7 C 3.
(M 2 C + M 6 C + MC) × 3 and a roll outer layer material for rolling, characterized in that spheroidal graphite is crystallized in the structure.
【請求項3】 請求項1又は請求項2に示す化学組成を
有し且つ組織構成となる外層材の溶湯と、鋼系芯材と
を、連続鋳造法により溶着一体化させてなる圧延用ロー
ル。
3. A rolling roll obtained by welding and integrating a molten steel of an outer layer material having a chemical composition and a structural structure according to claim 1 or 2 and a steel core material by a continuous casting method. .
【請求項4】 請求項1又は請求項2に示す化学組成を
有し且つ組織構成となる外層材の溶湯と、ダクタイル鋳
鉄或いは黒鉛鋼からなる内層材溶湯とを、遠心鋳造法に
より溶着一体化させてなる圧延用ロール。
4. A fusion of the molten outer layer material having the chemical composition and the structural composition shown in claim 1 and the inner layer material made of ductile cast iron or graphite steel by a centrifugal casting method. Roll for rolling.
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