JPS58110168A - 異種金属を軸方向において接合した軸状鋳物のその接合部鋳造法 - Google Patents
異種金属を軸方向において接合した軸状鋳物のその接合部鋳造法Info
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- JPS58110168A JPS58110168A JP20804281A JP20804281A JPS58110168A JP S58110168 A JPS58110168 A JP S58110168A JP 20804281 A JP20804281 A JP 20804281A JP 20804281 A JP20804281 A JP 20804281A JP S58110168 A JPS58110168 A JP S58110168A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
- B22D19/16—Casting in, on, or around objects which form part of the product for making compound objects cast of two or more different metals, e.g. for making rolls for rolling mills
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、異種金属を軸方向において接合した輪状鋳
物のその接合部鋳造法に関するもので、とくにロールネ
ック駆動側のワブラ一部を強化した圧延用ロール鋳造K
ff遍に利用される方法について提案する。
物のその接合部鋳造法に関するもので、とくにロールネ
ック駆動側のワブラ一部を強化した圧延用ロール鋳造K
ff遍に利用される方法について提案する。
一般に%製鉄所の圧延用ロールは、内層部(芯部)を衝
撃や応力に対して強り高靭性の材質のもので構成する一
方、外層部(胴部外郭)を耐摩耗性に優れた材質のもの
にするという41mKもとづき複合鋳造法によって製造
されるのが普通である。
撃や応力に対して強り高靭性の材質のもので構成する一
方、外層部(胴部外郭)を耐摩耗性に優れた材質のもの
にするという41mKもとづき複合鋳造法によって製造
されるのが普通である。
ところが、その複合鋳物鋳、遺の技術はロールの半径方
向に異種材質のものを冶金的I/C11i合したもので
あって1例えば遠心鋳造によって製造したw殻。
向に異種材質のものを冶金的I/C11i合したもので
あって1例えば遠心鋳造によって製造したw殻。
秋の外層部材に対し、異種の金属溶湯を流し込んで合体
させる方法などがその代表的なものである。
させる方法などがその代表的なものである。
これに対し、上述のような圧延用ロールも含めて輪状鋳
物のその軸方向を異種金属で接合した鋳−についても1
請がある。従来、こうした軸(長手)方向の溶湯状態で
′の冶金的な接合については、両##どうじが全体的に
拡散し、混合することから困−視されてきた。これに対
し従来は、母材鋳物な一旦常温まで凝固させた後、接合
させたい材質(以下、鋳−材と呼ぶ)の溶湯を母材とな
る鋳物(゛以下、母材と呼ぶ)の接合面に大量に流すこ
とKよりその表面層を溶融させた後その溶湯は捨てその
後母材接合面上部に鋳型をセットしてその内部に新らた
な鋳継材を注湯して両者を接合させる方法を採用してき
た。しかしながら、この従来方法によれば、次のような
制約や問題点があった。い(1) 母材が固体である
こと。
物のその軸方向を異種金属で接合した鋳−についても1
請がある。従来、こうした軸(長手)方向の溶湯状態で
′の冶金的な接合については、両##どうじが全体的に
拡散し、混合することから困−視されてきた。これに対
し従来は、母材鋳物な一旦常温まで凝固させた後、接合
させたい材質(以下、鋳−材と呼ぶ)の溶湯を母材とな
る鋳物(゛以下、母材と呼ぶ)の接合面に大量に流すこ
とKよりその表面層を溶融させた後その溶湯は捨てその
後母材接合面上部に鋳型をセットしてその内部に新らた
な鋳継材を注湯して両者を接合させる方法を採用してき
た。しかしながら、この従来方法によれば、次のような
制約や問題点があった。い(1) 母材が固体である
こと。
(2)、母材と鋳継材の接合までに大量の捨湯を必要と
するから大幅な歩出低下を招く他、−縫作業の準備、実
施KvAし多大な工数を要する。
するから大幅な歩出低下を招く他、−縫作業の準備、実
施KvAし多大な工数を要する。
(S) 母材と鋳継材の亀合幅が極めて挟く、このた
めこの間における成分質化が急激であり、しかも画材境
界近傍の組織が母材に急冷されて白銑化しやすい傾向が
付加されて、境界部の機械的性質が劣下する。
めこの間における成分質化が急激であり、しかも画材境
界近傍の組織が母材に急冷されて白銑化しやすい傾向が
付加されて、境界部の機械的性質が劣下する。
(4) 鋳継の一工程で可能な接合はl材質に限定さ
れる。したがって、軸方向に一種以上の異種材を接合す
る必要のある場合は、鋳継作秦な繰返し行わねばならず
、実用性がない。
れる。したがって、軸方向に一種以上の異種材を接合す
る必要のある場合は、鋳継作秦な繰返し行わねばならず
、実用性がない。
この発明は、母材と鋳継材の軸方向における接合を溶湯
状聾で行う上述した従来技術の問題点を克服することを
目的とする方法で、接合部の品質と製造°コストの点で
優れる鋳造方法について提案するものである。次忙本発
明の構成の詳細を説明する。
状聾で行う上述した従来技術の問題点を克服することを
目的とする方法で、接合部の品質と製造°コストの点で
優れる鋳造方法について提案するものである。次忙本発
明の構成の詳細を説明する。
この発明忙おいて重要なことは、母材と鋳継材との間の
接合部混合域に生成する拡散層の成分組成および機械的
性質が、―遺物の半径方向で一定値を示す一方、軸方向
では漸次Kg化するように鋳造すること、より望ましく
は1141的に変化するように鋳造することである。
接合部混合域に生成する拡散層の成分組成および機械的
性質が、―遺物の半径方向で一定値を示す一方、軸方向
では漸次Kg化するように鋳造すること、より望ましく
は1141的に変化するように鋳造することである。
そのためには、長さroo m以上、直径−00〜11
0011Iの軸状鋳物の例をとると、軸方向における母
材ならび忙鋳継の両博湯混合城の幅が250〜1ooo
wsの範囲に収まるように鋳造すると、前述のような
望ましい鋳継鋳物の溶融状態での接合が町II!1なる
ことを知見した。
0011Iの軸状鋳物の例をとると、軸方向における母
材ならび忙鋳継の両博湯混合城の幅が250〜1ooo
wsの範囲に収まるように鋳造すると、前述のような
望ましい鋳継鋳物の溶融状態での接合が町II!1なる
ことを知見した。
上記のような幅の混合域をもつ接合のために本発明は、
母材溶湯の湯面温度、−継溶湯の注入温廖、注入速縦、
鋳型冷却条件を次のように限定した。このような数値限
定の範囲の鋳造な行うことkより、前述のような望まし
い、拡散層の幅とそこKおける品質を得ることができる
。
母材溶湯の湯面温度、−継溶湯の注入温廖、注入速縦、
鋳型冷却条件を次のように限定した。このような数値限
定の範囲の鋳造な行うことkより、前述のような望まし
い、拡散層の幅とそこKおける品質を得ることができる
。
まず、母材溶湯轡先i的に下注ぎする溶湯の湯面温度は
母材液相線よりも10〜30℃高い範囲とする。この温
度のコントロールは、母材溶湯注入・・優、その表面を
酸化防鼠のため湯面な適宜攪拌しながら所定時間待機冷
却させることで行う。上記母材溶湯11fがかかる温度
範囲を外れて高過ぎる場合には、鋳継嬉湯との混合が過
多となり、逆に低過ぎる場合には母材溶湯の粘性が著し
く低下す・るために非金属介在物が浮上せず、鋳継湯と
の接合部に当る拡歓層全体の性状が悪化する。
母材液相線よりも10〜30℃高い範囲とする。この温
度のコントロールは、母材溶湯注入・・優、その表面を
酸化防鼠のため湯面な適宜攪拌しながら所定時間待機冷
却させることで行う。上記母材溶湯11fがかかる温度
範囲を外れて高過ぎる場合には、鋳継嬉湯との混合が過
多となり、逆に低過ぎる場合には母材溶湯の粘性が著し
く低下す・るために非金属介在物が浮上せず、鋳継湯と
の接合部に当る拡歓層全体の性状が悪化する。
一方、鋳im*湯等後綬的に上注ぎする溶湯の注入温度
は、鋳−材液相纏よりもダ0〜lO℃高い温度範囲とす
る。この範囲を超えると母材との混合が過多になり、一
方上記温度よりも低いと拡散が阻害され、必要な拡散層
の幅が得られず接合部組織が不均一になる。
は、鋳−材液相纏よりもダ0〜lO℃高い温度範囲とす
る。この範囲を超えると母材との混合が過多になり、一
方上記温度よりも低いと拡散が阻害され、必要な拡散層
の幅が得られず接合部組織が不均一になる。
次に%鋳継溶湯の注入速度であるが、g〜ISO/se
cの注入を行う゛必要がある。この注入速度の上・下限
は下記の理由による。すなわち、その速度がt Kl/
secよりも小さいと、鋳継溶湯注入時には母材溶湯1
![の粘性が著しく大となっているため母材溶湯と錆継
溶湯との機械的な攪拌が不十分となり、非金属介在物の
浮上が困暖となり、その結果母材〜鋳継材境界部におけ
る性状が悪化する。
cの注入を行う゛必要がある。この注入速度の上・下限
は下記の理由による。すなわち、その速度がt Kl/
secよりも小さいと、鋳継溶湯注入時には母材溶湯1
![の粘性が著しく大となっているため母材溶湯と錆継
溶湯との機械的な攪拌が不十分となり、非金属介在物の
浮上が困暖となり、その結果母材〜鋳継材境界部におけ
る性状が悪化する。
逆に%/j 4/seeより大きいと、母材溶湯との混
合が過多となり、所定の混合幅を得にくい。さらに、母
材〜鋳継材境界部がV状となり、凝固過根での鋳造欠陥
を誘発しやすい。
合が過多となり、所定の混合幅を得にくい。さらに、母
材〜鋳継材境界部がV状となり、凝固過根での鋳造欠陥
を誘発しやすい。
さらに1本発明の鋳造に当っては#型冷却条件KIIL
、前記混合域の冷却なji度なものにするため、該混合
域の両側にわたる鋳型中に鉄れんがの如き冷やし金を入
れて冷却能を強くする一方、過度の冷却を防ぐために該
冷やし金表面を砂で被い、圧入醇湯と冷やし金との間に
緩徐域を介在させるという鋳型冷却法を採用する。なお
、該冷却速波に@し【は、混合域の上下に亘って配設す
る冷やし会内賦の鋳型からの抜熱が、鋳造物の全体−b
1均一(半径方向の同一深度では同じ冷却能を示すこと
)Kなることが必要であり1.また注入に当ってはその
注入流の落下軌跡が鋳造空間の丁度中心に位置するよう
に1受口を介してセンタリングを行うことも重要である
。
、前記混合域の冷却なji度なものにするため、該混合
域の両側にわたる鋳型中に鉄れんがの如き冷やし金を入
れて冷却能を強くする一方、過度の冷却を防ぐために該
冷やし金表面を砂で被い、圧入醇湯と冷やし金との間に
緩徐域を介在させるという鋳型冷却法を採用する。なお
、該冷却速波に@し【は、混合域の上下に亘って配設す
る冷やし会内賦の鋳型からの抜熱が、鋳造物の全体−b
1均一(半径方向の同一深度では同じ冷却能を示すこと
)Kなることが必要であり1.また注入に当ってはその
注入流の落下軌跡が鋳造空間の丁度中心に位置するよう
に1受口を介してセンタリングを行うことも重要である
。
上述のような条件の採用によって本発明の所期・の効果
が得られるが、以下は前述の諸条件のもとで圧延用ロー
ルを鋳造した実施例について述べる。
が得られるが、以下は前述の諸条件のもとで圧延用ロー
ルを鋳造した実施例について述べる。
第1図は圧延用ロール鋳造の例を示し、lは母材溶湯注
入管、コはロール胴部冷却用金種、3は鉄れんがを好適
例とする冷やし金、ダは溶湯と冷・やし金3との関に介
在させる#I!物砂を好適例とする緩徐材で、冷やし会
3の内壁表面KSm以上の厚さで被成させるものである
。Sは上型、6は受口、りは下型である。
入管、コはロール胴部冷却用金種、3は鉄れんがを好適
例とする冷やし金、ダは溶湯と冷・やし金3との関に介
在させる#I!物砂を好適例とする緩徐材で、冷やし会
3の内壁表面KSm以上の厚さで被成させるものである
。Sは上型、6は受口、りは下型である。
上記冷やし金3の設置場所は、本発明鋳造に当つての母
、オ溶湯と鋳継溶湯との拡敏混合域の上下に亘って設置
する。これを第1図の例で説明すると、まず母材溶湯A
が傾動鍋より注入管/を通じて下部鋳型7内に下注注入
されるが、注入完了時の湯面を上部鋳型jのレベルaK
一致させる。このレベルaは、当該鋳物が必要とする母
材と藺継材の位置関係を基に、画材の混合幅及び境界位
置を予め推定して決定される。こうして決定されたレベ
ルaK対し、そのレベルの300〜!00 ml下から
次に注入する鋳継溶湯Bの最終湯面までの間に冷やし金
として鉄レンガ3を内張し、かつその内表面に3〜20
m1m1厚さの緩徐材として砂qを造型し、母材溶湯
A及び鋳継溶湯Bの冷却促進を図るようにしたものであ
る。
、オ溶湯と鋳継溶湯との拡敏混合域の上下に亘って設置
する。これを第1図の例で説明すると、まず母材溶湯A
が傾動鍋より注入管/を通じて下部鋳型7内に下注注入
されるが、注入完了時の湯面を上部鋳型jのレベルaK
一致させる。このレベルaは、当該鋳物が必要とする母
材と藺継材の位置関係を基に、画材の混合幅及び境界位
置を予め推定して決定される。こうして決定されたレベ
ルaK対し、そのレベルの300〜!00 ml下から
次に注入する鋳継溶湯Bの最終湯面までの間に冷やし金
として鉄レンガ3を内張し、かつその内表面に3〜20
m1m1厚さの緩徐材として砂qを造型し、母材溶湯
A及び鋳継溶湯Bの冷却促進を図るようにしたものであ
る。
上述した鋳造方案の採用によって決定された混合域冷却
条件のもとで以下のような鋳造な行った。
条件のもとで以下のような鋳造な行った。
通常圧延用ロールの駆動側軸ワグラ一部には、大きなね
じり応力が作用するため、ワグラ一部以外の軸部強度(
27〜33時/m12)より高強度(170砺−2)を
必要とするのが通例である。これし)のことを考慮し、
鋳造はIIElllに示すような溶湯を使った。
じり応力が作用するため、ワグラ一部以外の軸部強度(
27〜33時/m12)より高強度(170砺−2)を
必要とするのが通例である。これし)のことを考慮し、
鋳造はIIElllに示すような溶湯を使った。
鋳込み条件は次のとおりである。
母材注入温度1時間: /32!?’C(TL:723
0℃)、20秒 母材注入層〜鋺継湯注入までの待機時間: lコ分II
S秒鋳継湯注入直前の母材溶湯表面温度: /2!;
0℃ (TI、 : 1mc )鋳継湯注入1度:lコ
to℃ (TL:7230℃)l 注入時間: i
’so’ < 1ohi秒)混合幅 :ll0
0sI 注入時接合面〜境界までの距離:コタ0IaI図面の第
3図、flItダ図は軸方向;半径方向の鋳継゛・材混
合割合の変化を示すものである。図に示す混合割合Iは
次のようにして求めた。すなわち、ここで X:鋳継材
混合割合(%) d:鋳継溶湯中のCr#度(%) b=母材溶湯中のCr濃度(%) c:ll査位置におけるCr1i[(%)第2表、第5
表は従来鋳造法と本発明鋳造法で得た鋳造品の機械的性
質を示すものである。
0℃)、20秒 母材注入層〜鋺継湯注入までの待機時間: lコ分II
S秒鋳継湯注入直前の母材溶湯表面温度: /2!;
0℃ (TI、 : 1mc )鋳継湯注入1度:lコ
to℃ (TL:7230℃)l 注入時間: i
’so’ < 1ohi秒)混合幅 :ll0
0sI 注入時接合面〜境界までの距離:コタ0IaI図面の第
3図、flItダ図は軸方向;半径方向の鋳継゛・材混
合割合の変化を示すものである。図に示す混合割合Iは
次のようにして求めた。すなわち、ここで X:鋳継材
混合割合(%) d:鋳継溶湯中のCr#度(%) b=母材溶湯中のCr濃度(%) c:ll査位置におけるCr1i[(%)第2表、第5
表は従来鋳造法と本発明鋳造法で得た鋳造品の機械的性
質を示すものである。
第 2 !! 従来技術で製造した鋳物の機械的性質
填SS 本発明鋳造品の機棹的性質実施例の結果な
綜合すると、 1、母材〜鋳継材の混合幅は、本鋳物の場合tIo。
填SS 本発明鋳造品の機棹的性質実施例の結果な
綜合すると、 1、母材〜鋳継材の混合幅は、本鋳物の場合tIo。
m/mであり、eO”/m2以上の強度をs求ghる部
位(ワプラ一部)は、?1&合域c so m/rn程
喰込むものの大部分が純鋳継材域であり、その強度も要
求値を満足していた。
位(ワプラ一部)は、?1&合域c so m/rn程
喰込むものの大部分が純鋳継材域であり、その強度も要
求値を満足していた。
ト 混合域における鋳継材混合割合は、半径方向では一
定値を示し、軸方向ではゆるやかなth縁線状変化して
いる。この傾向は、溶湯状態で異なる材質を冶金的に接
合させた場合の混合形態として理想的なものであった。
定値を示し、軸方向ではゆるやかなth縁線状変化して
いる。この傾向は、溶湯状態で異なる材質を冶金的に接
合させた場合の混合形態として理想的なものであった。
一0母材〜鋳継材の境界における機械的性質も母材のそ
れよりも改善されており、固体母材上に鋳継した従来法
で製造した鋳物境界部の@補的性質劣下の傾向はまった
く紹められなかりた。
れよりも改善されており、固体母材上に鋳継した従来法
で製造した鋳物境界部の@補的性質劣下の傾向はまった
く紹められなかりた。
のようなことが判った。
以上説明したように本発明によれば、混合域に形成され
る拡散層の性質が鋳物半径方向で一犀埴を示し軸方向で
は1ic=+的に変化するようなkJd1〜が可能であ
り、しかもそれを安価につくることができも。
る拡散層の性質が鋳物半径方向で一犀埴を示し軸方向で
は1ic=+的に変化するようなkJd1〜が可能であ
り、しかもそれを安価につくることができも。
図面の第1図は本発明鋳造例を示す鋳型の断面図%篇コ
図は鋳継溶湯注入部分の模式図、第3図は′#I4−半
径方向の鋳継材、母材混合割合を示すグラフ、第参図は
鋳物半径方向の鋳継材と母材との混合割合を示すグラフ
である。 /・・・注入管、コ・・・金型、3・・・冷やし金、ダ
・・・緩徐材、S・・・上型、6・・・受口、7・・・
下型、A・・・母材溶湯、B・・・鋳継溶湯。 特許出願人 川崎製鉄株式会社
図は鋳継溶湯注入部分の模式図、第3図は′#I4−半
径方向の鋳継材、母材混合割合を示すグラフ、第参図は
鋳物半径方向の鋳継材と母材との混合割合を示すグラフ
である。 /・・・注入管、コ・・・金型、3・・・冷やし金、ダ
・・・緩徐材、S・・・上型、6・・・受口、7・・・
下型、A・・・母材溶湯、B・・・鋳継溶湯。 特許出願人 川崎製鉄株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 t 母材の軸方向の端面に鱗、継材を流しこんで軸方向
に所4/!幅の拡散層を形成する接合を行う輪状鋳物接
合部の鋳造法において、 接合部の内表面側を緩徐材で被成せる冷やし金を配した
上部*iiを設け、その鋳型内に母材溶湯等先行的に注
入するII湯を下注ぎし、その先行注入溶湯の湯面温度
が液相線の上lO〜!fθ℃の温度を示すようになるま
で待機の後、液相線の上り0〜g0℃の温Ifなもつ後
続的に注入する#継溶湯をt % /j ”/ sec
の・速さで前記先行注入溶湯の湯面上に上注ぎで−一け
ることを特徴とする異種金属を軸方向において接合した
輪状鋳物の、その接合部鋳造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20804281A JPS58110168A (ja) | 1981-12-24 | 1981-12-24 | 異種金属を軸方向において接合した軸状鋳物のその接合部鋳造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20804281A JPS58110168A (ja) | 1981-12-24 | 1981-12-24 | 異種金属を軸方向において接合した軸状鋳物のその接合部鋳造法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58110168A true JPS58110168A (ja) | 1983-06-30 |
Family
ID=16549679
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20804281A Pending JPS58110168A (ja) | 1981-12-24 | 1981-12-24 | 異種金属を軸方向において接合した軸状鋳物のその接合部鋳造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58110168A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5762682A (en) * | 1993-12-21 | 1998-06-09 | Vacmetal Limited | Method and apparatus for processing ferrous materials |
JP2014223676A (ja) * | 2013-05-15 | 2014-12-04 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 鋳造方法、鋳造品及び鋳造システム |
-
1981
- 1981-12-24 JP JP20804281A patent/JPS58110168A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5762682A (en) * | 1993-12-21 | 1998-06-09 | Vacmetal Limited | Method and apparatus for processing ferrous materials |
JP2014223676A (ja) * | 2013-05-15 | 2014-12-04 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 鋳造方法、鋳造品及び鋳造システム |
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