JPS58171552A - 強靭鋳鉄複合ロ−ル - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は熱■圧延材のワークロール等に使用される複
合鋳鉄ロールに関し、特に外殻材を高合金グレン鋳鉄材
質とする強−鋳鉄複合ロールに関するものである。

周知のように熱間圧延材のワークロールには、耐摩耗性
、強靭性、耐熱亀裂性、耐スポーリング性等の種々の条
件が要求される。このような諸条件を単一材料で充分に
満足させることは困難であり、そこで最近では外畷■と
内層とを別の材質で構成した複合Ｏ−ルをＩ！用するこ
とが多い。

このような複合ロールの％Ｉｌｌとしては硬さが極めて
高く、耐摩耗性に優れた材質として、最近では高合金グ
レン鋳鉄を使用するととが多い、この高合金グレン鋳鉄
は、例えばＣＪ、３％、９ｉ　０．７％、ｗａ０６％、
Ｎｉ４．５％、Ｑｊ　１４％、−０，４％等を含有する
ものであって、ショア硬ざ）ｔｓ８０ｒＸ上の高硬度を
示す。しかしながら高台金グレン鋳鉄は上述のように極
めて硬く、しかも炭化物の晶出量が多いため、強靭性に
欠けるから、高台金グレン鋳鉄を外殻材とする複合ロー
ルの内層材としては一性に富むものが要求される。特に
最近では省エネルギやコスト低減等の目的で低部圧延や
高速圧延の如く苛酷な条件下でのａｍ圧延が行なわれる
ようになり、そのためロールにも耐−手性や強靭性に看
しく優れていることが要求されるようになっているから
、前述のように高台金グレン鋳鉄を外殻材とする複合ロ
ールの内層材に対しても高い強度、―性が要求されるよ
うになっている。

ところで高合金グレン鋳鉄を外ＩＩ材とする複合０−ル
の内−材としては、従来は片状ａ船を有する普通鋳鉄も
しくはそれに緒、αなどの合金元素を少量添加した強−
鋳鉄が一般に使用されている。

しかしながらこの種の片状黒鉛を有する鋳鉄においては
、引張り強さが１５〜２５ｋｌｌ／−程度、伸びが１％
以下と機械的強度が１しく低く、最近のＯ−ル強直向上
の要請に応えるには不充分であった。

一方複合ロールの内層材としては、黒鉛形状を球状にし
た球状黒鉛鋳鉄も一部で使用されている。

この場合内層材強度は引張り強さ４０〜５０に９／−程
度まで向上するが、その反面法のような種々の同一があ
る。すなわち、外殻を高合金グレン鋳鉄、内■を球状黒
鉛鋳鉄とした場合、その境界部分にセメンタイトが多量
に析出した層、あるいは黒鉛の球状化不良による片状黒
鉛鋳鉄層が形成され、そのため外殻部と内層部との境界
部分の強度が著しく低下し、そのため圧延使用中に外殻
■剥離の原因となる。例ル１本発明者等の実験によれば
１１１図のミツ０１１１ｍ写真に示すように、高合金グ
レン鋳鉄からなる外殻部１と球状黒鉛鋳鉄からなる内■
Ｉ２との境界部に、片状黒鉛に類似した異常黒鉛■３が
形成され、その異常黒鉛■の引張り強さは２３〜２８ｋ
Ｇ／−程度に低下してしまうことが確認された。このよ
うな同■を解決するためには、高合金グレン鋳鉄の外殻
部と球状黒鉛鋳鉄の内一部との−に第３祖として中−一
を鋳込゛むことが考えられるが、この場合には０−ルー
造工程がｉｌｌ化してコストの上昇を招く同一がある。

また球状黒鉛鋳鉄を内閣材として使用した場合、鋳込み
時に球状黒鉛鋳鉄溶場から発生するドロスがロール中心
部に残留して内部欠陥を発生するおそれがあるため、ド
ロスの浮上および除去対策が必要となる。さらに、球状
！鉛部ｆＩＡＩＩｌｌは薯ｍ時の体積収縮が大きく、内
びけ巣を発生し易いから、欠陥防止のため巨大な押湯が
必要となる。したがって内■材としてを球状黒鉛鋳鉄を
用いた場合には、−造工程が複雑となり、製品歩留りも
低下する同■がある。

この発明は以上の事情に鑑みてなされたもので、外殻材
を高合金グレン鋳鉄とする複合０−ルにおいて、内閣軸
強度を従来の片状黒鉛組織の普通鋳鉄や強靭鋳銑よりも
充分に向上させて球状黒船鋳鉄の場合と同等にすると同
時に、球状黒鉛鋳鉄を内閣材とした場合の如く外殻部と
内閣部との境界部に材質劣化域が生じないようにし、し
かもｌｌｌ１１工程も簡単で製品歩留りも良好となるよ
うな複合ロールを提供することを目的とするものである
。

すなわち本発明者等が外殻材を高台金グレン鋳鉄とする
場合の内層材について種々検討したところ、黒鉛形状な
片状と球状の中間の芋虫状（バーミキュラー状）とした
バーミキュラー鋳鉄を内■材として用い、併せて外殻材
の高合金グレン鋳鉄の硫黄含有−を低い値にｍｍするこ
とによって、上述の目的をｉ！威し得ることを見出し、
この発明をなすに至ったのである。

バーミキュラー鋳鉄は前述のように黒鉛形状を片状と球
形の中間にしたものであってその強度は球状黒鉛鋳鉄に
劣らず、引張り強さが３５〜５０’ＩＪ／−程度である
。またバーミキュラー鋳鉄の鋳造性は普通鋳鉄と同程度
に良好で、凝固時の体積収縮による内部ひけ巣の発生は
普通鋳鉄の場合と同程度に少なく、例えばバーミキュラ
ー鋳鉄鋳物の断面状況の一例を第２図（Ａ）に示すが、
この場合のひけ巣発生は第２Ｉ！１（Ｃ）に示す球状黒
鉛鋳鉄鋳物や場合よりも格段に少なく、第２図（Ｂ）に
示す普通鋳鉄鋳物の場合と同程度である。またバーミキ
ュラー鋳鉄の鋳込瀧度は球状黒鉛鋳鉄の場合（１３５０
〜１４００℃程度）はどの＾易を要さず、外殻を高台金
グレン鋳鉄とする複合ロールの内層材として用いた場合
に、外殻部と内層部との境界部におけるｊｌｌ＃ａ形状
の劣化がなく、併せて外殻材としての高合金グレン鋳鉄
のＳ含有層を抑制することによって、境界部に強度低下
域が生じることが防止される。したがって外殻を高合金
グレン鋳鉄とする複合Ｏ−ルの内層材としてバーミキュ
ラー鋳鉄を用いかつ外殻の高合金グレン鋳鉄のＳ含有量
を抑制することによって、圧延１１＆：おける外殻■剥
離の危険を招くことなく内■を強靭にすることができ、
しかも内部ひけ巣が少ないため過大な拌易を必要とせず
、鋳造歩留りの低下を避けることができるのである。

したがってこの発明の複合ロールは、外殻を高台金グレ
ン鋳鉄とする複合ロールにおいて、外殻の高合金グレン
鋳鉄のＳ含有量を０．０２０％以下に規制するとともに
、内層材質を０２．５〜４．０％、Ｓｉ　２．０〜３．
５％のｌＢ内でかつ炭素鍮和度シが０．８０〜１．２０
となるようにＣおよびＳを含有しカッＷｓ　Ｏ，０１０
〜０．０２５％、ＣＪ　Ｏ，００２〜０．００５％、希
土類元素０．０１０−０．０２０％のうち１種または２
種以上を含有するバーミキュラー鋳鉄としたことを特徴
とするものである。

以下この発明の複合ロールをざらに詳纏に説明する。

この発明の複合０−ルは、前述のように外殻材として高
合金グレン鋳鉄が使用される。この高合金グレン鋳鉄外
殻材としては、Ｓ以外については公知の組成のものを用
いれば良い。すなわち、通常はＣ２，８〜３．８％、３
ｉ０．８〜１．８％、Ｍａｏ、３〜１．０％、８０１３
％以下、Ｏｒｏ、５〜２．０％、Ｎｉ　５．０％以下、
および必要に応じて０．３％程度以下の−からなる高合
金グレン鋳鉄を用いる。そしてこの発明の場合特にその
外殻材となる高合金グレン鋳鉄中のＳを０．０２０％以
下にＩｍ制する。その理由は次の通りである。すなわち
、内殻材となるバーミキュラー鋳鉄をｓｓｉするにあた
っては、−１口、希土類元素の１種または２種以上をＩ
ｍに添加し□、その作用によって黒鉛形状をバーミキュ
ラー状にするが、これらの元素はいずれもＳとの親和力
が強いため、内殻溶製゛を注入した時に外殺溶鴻との境
界部において外殻溶製中のＳと内殻溶製中の−９、口、
あるいは希土類元素とが結合して硫化物を形成し、その
硫化物が外殻と内層との境界部に残留して非金属介在物
となり、局部的な強度低下を招いて圧延使用時に境界部
から外殻が剥離するおそれがある。一方、外殻材の高台
金グレン鋳鉄中のＳ含有量が０．０２％以下となれば、
形成される硫化物系非金属介在物のｌが減少し、形状も
数ミクロン程度の微細なものとなるため強度への影響が
なく、圧延使用時における境界部からの外殻の剥離等の
同賜が生じない。

一方、内閣材としては前述の如＜０２．Ｓ〜４．０％、
Ｓｉ２．０〜３．５％の範囲内でかつＣ（％）　／　（
４，２３−９ｉ　（％）／３．２）により規定される炭
素飽和度シが０．８０〜１．２０となるようにＣ，Ｓｉ
ｌを調整し、さらに−０，０１０〜０．０２５％、Ｃａ
　Ｏ，００２〜ｏ、ｏｏｓ％、（至）等の希土類元素０
．００２〜ｏ、ｏｏｓ％の１種以上を含有するバーミキ
ユラー鋳鉄を用いる。このような内閣材の成分限定理由
は次の通りである。

Ｃは鋳鉄中のＳ；とともに鋳鉄組機を決定する主要元素
であり、両者は互いに関連の深い作用な宋たすものであ
る。Ｃ含有量が２．５％未満では凝固後のバーミキュラ
ー鋳鉄中の黒鉛−が少なく、その形状も片状に近いもの
が多くなるため強度が低下する。−ＩＣ含有−が４．０
％を越える場合には、黒船形状が粗大になるとともにｉ
Ｆｓ組成が過共晶側に移行するため−、〜、希土類元素
などの合金を添加するとバーミキュラー黒鉛量が減少し
て球状の黒鉛が多くなり、球状黒鉛鋳鉄に近い組織とな
って凝固時の内部ひけ巣最が増大してしまう。

Ｓｉ　Ｌｔ　Ｃと関連して鋳鉄の材賀への影響の大きい
元素であるが、Ｓｉ含有ｌが２．０％未満では黒鉛化が
不充分となり易く、セメンタイトが析出して混在するた
め強度、特に−性の定価を招く。Ｓｉ含有−が３．５％
を越える場合には黒鉛晶出−が多くなるとともに基地ｉ
織がフェライトとなり、そのためロール軸芯部を形成さ
せた場合に駆動部などロールネック部のＷＩ直が低くな
って摩耗量が増大するから好ましくない。

さらにＣ，Ｓｉの含有量は、鋳鉄の共晶程度をあられす
炭素飽和度卒、すなわち Ｃ（％）　／　（４，２３−Ｓｉ　（％）／３．２）の
値が０．８０〜１．２０のＩＩＨ内となるよう＆：Ｉ刺
する。バーミキュラー鋳鉄における炭素飽和度−と強度
、ひけ巣との関係は、実験により第３図に示す関係が得
られている。但し第３図において曲線４は内部ひけ巣−
１曲纏５は引張り強さをあられす、炭素飽和度が０．８
０未満の場合には凝ｓｕｉのひけ乗置は１しく低い値と
なって内部健全性が保たれるが、片状黒船量が増加して
全黒鉛層の３０％以上を占めるようになり、−一的性質
特に引張り強さが低下して高強度が得られなくなる。一
方炭素飽和度が１．００を越えれば鋳鉄中の黒鉛組織と
してバーミキュラー黒鉛と球状黒鉛とが混在したものと
なる。さらに炭素飽和度−が１．２０を越えれば球状黒
船の割合が３０％を越えてバーミキュラー黒鉛の割合が
７０％よりも低くなり、このように球状黒鉛の割合が大
きくなればその凝固形態は球状黒鉛鋳鉄に近くなり、機
械的強度は向上する反面、内部ひけ乗置が著しく多くな
り、内部健全性の良好な０−ルが得られなくなる。した
がって゛複合０−ルの内層材として高強度と内部健全性
の両者を満足するためには、Ｃ，Ｓｉの含有量を炭素飽
和度９が０．８０〜１．２０の範囲内となるように調整
する必要がある。

−９、Ｃ＆、希土類元素は、鋳込み前の鋳鉄溶湯中に通
常はｒｅやＳｉとの合金の形で添加して、鋳放しにおい
て内閣となる材質中に片状と球状の中間形状のバーミキ
ュラー状黒鉛を晶出させるためのものである。これらの
添加を行なわない場合には黒鉛形状がバーミキュラー状
とならないため黒鉛が切欠きとなって高強度が得られな
いが、これらはいずれも黒鉛球状化能を有するものであ
るから、溶鉄中にこれらの元素が過剰に残留した場合に
は過度に球状化が進行してバーミキュラー状黒鉛の割合
が少なくなってしまう。そこでこれらの元素の添加処理
後の残留−１すなわち鋳鉄中の含有―は、それぞれの黒
鉛球状化能の大きさに応じて定める必要がある。すなわ
ち、■の場合には０．０１０〜０．０２５％、口の場合
には０．００２〜０．００５％、Ｃｅ等の希土類元素の
場合０．０１０〜０．０２０％の範囲の含有量とする。

このような範囲とすることｋよって鋳鉄中の全黒鉛粒中
の７０％以上の黒鉛をバーミキュラー状としたバーミキ
ュラー鋳鉄を得ることができる。含有−が上記範囲に不
足する場合には片状の黒鉛が多くなるため強度向上を図
ることができず、逆に上記範囲を越える場合には球状黒
鉛の―が増加して、凝固時の膨張に伴う内部ひけＩＩＩ
急が増大する。

なお−、口、希土類元素は、これらのうち１１を単独添
加しても良いし、２種以上を複合添加しても良い、但し
複合添加の場合には、各元素の残１１１Ｍが上述の範囲
を満たし、かつそれらの合計―が０．０２５％以下とな
るように定めることが望ましい。合計−が０．０２５％
を越えれば前記同様に球状黒鉛の壷が増大して、内部ひ
け巣量が大きくなるおそれがある。

この発明の複合ロールを製造する方法としては、外殻と
なる高合金グレン鋳鉄溶湯な鋳型内に充満させて外殻部
の凝固を持った後、未凝固部分の溶湯を内■となるべき
バーミキュラー鋳鉄溶湯と置換して内閣を凝固させるい
わゆる中抜き鋳造法、あるいは回転鋳型内に外殻となる
高合金グレン鋳鉄溶湯を所定厚み分注入し、次いで内層
となるバーミキュラー鋳鉄１ｍを注入してロール軸芯部
を形成させる遠心鋳造法など、いずれの方法を採用しく
も良い。

なお内層となるバーミキュラー鋳鉄溶湯の凝固温度は従
来の複合ロールの内層に使用されている普通鋳鉄とほぼ
同じであり、また溶湯の流動性もほぼ同一であるから、
内■のバーミキュラー鋳鉄ＩＩｍの鋳込み濃度は、従来
の普通鋳鉄の場合と同じ１２６０〜１３５０’Ｃ程度で
差し仕えない。また遠心鋳造の場合内層となる溶湯の注
入方式としては、全一を１回に注入するｈ式と、２回以
上に分割して注入するｈ式とがあるが、この発明の複合
ロールを＠逸する場合にはいずれを用いても良い。

以下にこの発明を熱延仕上げ後段ワークロールに適用し
た実ＩＬおよび従来の普通鋳鉄を内層材とする複合ロー
ルの比較例を記す。

実施例 外殻を＾合金グレン＃ＩＩ鉄材質とし内■材をバーミキ
ュラー鋳鉄材質とする、Ｏ−ルサイズφ７５０１１Ｘ１
２３００■−の複合ロールを遠心鋳造法により〔製遁し
た。外殻の＾合缶グレン締畝の化学成分は、Ｃ３，２７
％、Ｓｊ　０．７２％、ＭａＯ，６０％、ＰＯ，０４９
％、３０．０１３％、Ｎｉ　４．３４％、Ｏｒｌ、７９
％、−０，３６％、残部Ｆｅであり、特にＳ含有−が０
．０２０％以下とな゛るように溶製した。一方内殻とな
るバーミキュラー鋳鉄の溶製には、鋳込み前にＦｅ−４
５％５ｉ−２５％Ｃａ合金を１％添加してＩ湯処理した
。処理後のバーミキュラー鋳鉄の化学成分はＣ３，３２
％、Ｓｉ　２．５３％、ＭｌＩ　００５６％、ＰＯ，０
５１％、Ｓ　Ｏ，０１０％、Ｎｉ　００７９％、Ｏｒｏ
、２２９ｉ）、Ｍｌｌ　Ｏ，１０％、Ｃｉ　００００３
４％、残部Ｆｅである。なお内層となるバーミキュラー
鋳鉄溶製の鋳込み濃度は１３３０℃であり、またその鋳
込みは溶湯全ｌを１回で注入した。

比較例 外殻を高台金グレン鋳鉄とし内層を普通鋳鉄とする前記
同様の複合Ｏ−ルを遠心鋳造法によって製造した。外殻
の＾合金グレン鋳鉄の化学成分は実施例の場合と同じで
あり、また内層の普通鋳鉄の化学成分はＣ３，２９％、
Ｓｉ　１．２２％、ＭＯｏ、４６％、ｐ　ｏ、ｏａｓ％
、ＳＯ，０１６％、Ｎｉ　Ｏ，７５％、計０．５０％、
７０．１４％、残部「ｅである。内層となる普通鋳鉄の
鋳込み温度は１３３５℃、またその鋳込みは、ａｌｌ全
一を１回で注入した。

実施例のロールの内層部のミクロ組織を第４図に示し、
また比較例のＯ−ルの内一部のミクロ組織を第５図に示
す。これらのミクロ組織写真の比較から明らかなように
、この発明の実施例の内層部の組織は、従来の普通鋳鉄
を用いた内層部の組織と比較して黒鉛形状が改善されて
、切欠きどならないバーミキュラー黒鉛組織となってい
ることが確認される。

この発明の実施例による複合ロールの外殻部と内１部と
の境界部のミクロ組織写真を第６図に示す。第６図にお
いて６は高台金グレン鋳鉄からなる外殻部、７はバーミ
キュラー鋳鉄からなる内層部、８は外殻と内閣との境界
部を示す。第６図から明らかなように境界部８に溶着不
良等の欠陥は発生しておらず、第１図に示したように球
状黒鉛鋳鉄を内層に用いた場合の如く境界部に片状黒船
■の形成もなく、外殻部から内層部への材質変化の不連
続がない良好な組織が得られる。

また外殻部と内層部との溶着部（境界部）の機械的強度
については、従来の普通鋳鉄を内閣材とする比較例の複
合ロールの溶着部の引張り強さが１５〜１８ｋｇ／−で
あったのに対し、バーミキュラー鋳鉄を内層材とするこ
の発明の実施例の複合ロールにおいては溶着部の引張り
強さが２８〜３２に９／−程度となって、溶着部の強度
が２倍に自重することが判明した。したがってこの発明
の複合ロールにおいては圧延使用時に溶着部における亀
裂の発生や外殻■の剥離などの事故が生じることを有効
に防止できることが明らかである。

さらに、内閣部の強度は、普通鋳鉄を内層材とする比較
例の複合０−ルでは引張り強さ１８〜２８に９　／　ｗ
ｆ、’ｖヤング率　１０００〜１４０００ｋＱ／−程度
にとどまったのに対し、バーミキュラー鋳鉄を内−材と
したこの発明の実施例の複合ロールにおいては内層部の
引張り強さ４１．１〜４４．４に９／ｊ、ヤング率１７
０００に９／−なるすぐれた値が得られた。なお内層材
を球状黒鉛鋳鉄とした複合ロールの内１部の引張り強さ
は４０〜５０に９／−程度であり、したがってこの発明
の複合ロールは内層材を球状黒船鋳鉄とした複合ロール
と比較しても遜色のない内層材強度を有していることが
明らかである。

なお実施例においてはロール軸芯部まで内層材が充満し
ている板圧延用の中実ロールについて釈明したが、別途
製造した軸芯部を焼ばめして用いる型式の複合スリーブ
状の中空ロールにもこの発明を通用し得ることは勿論で
ある。

以上の説明で明らかなようにこの発明は外殻が高合金グ
レン鋳鉄材質からなる複合０−ルにおいて、内層材質を
従来の普通鋳鉄材質に代えて、芋虫状黒鉛組織を有する
バーミキュラー鋳鉄とし、かつ外殻の轟合金グレン鋳鉄
のＳ含有■を０．０２０％以下に１ｍ＠Ｉ、たちのであ
る。このようなこの発明の複合ロールにおいては、内１
強度が従来の普通鋳鉄を内層に用いた場合の２倍程度と
看しく轟く、しかも外殻と内層との境界部（溶着部）に
強度が局部的に低下する異常＠糊層が生じることがない
ため、圧延使用時に境界部からのクラック発生や外殻■
の剥離等の同題が生じることがなく、かつまた内層部の
凝固時における内部ひけ乗員も少ないため内部健全性も
良好である。またこの発明の複合ロールの製造にあたっ
ては、前述のように内部ひけｌｌＩが少なく、しかも外
殻と内閣との園に別の第３■を鋳込んだりする等の特殊
な手段を講じる必要がないから、従来の普通鋳鉄を内■
材とする複合ロールの製造の場合とＷ４ａｉな５沫、設
備により容易に＾強度でしかも内部健全性、耐久性が高
い複合ロールを得ることができる。したがってこの発明
によれば、苛酷な条件下での０−ルの使用性能を従来よ
りも格段に向上させることができ、しかもＯ−ル製造コ
ストも特に高くなることがない等、種々のｌｌＩな効果
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は＾合金グレン鋳鉄を外殻材とし内層材として球
状黒鉛鋳鉄を用いた複合ロールの外殻部と内一部との境
界部付近のミクロ組織写真、第２図＜Ａ）〜（Ｃ）は各
種鋳鉄球形鋳物のひけ巣状況を示すためのＩｉ面写真、
第３図はバーミキュラー鋳鉄における炭素鍮和度と引張
り強さおよびひけ巣−との関係を示す相関図、第４図は
この発明の実施例の複合Ｏ−ルにおける内層のバーミキ
ュラー鋳鉄のミクロ組織写真、１５図は従来の複合ロー
ルにおける内層の普通鋳鉄のミクロ組織写真、第６図は
この発明の実施例の複合０−ルにおける外殻部と内閣部
との境界部付近のミクロ組織写真である。 出願人　　川崎製鉄株式会社 代理人　　弁理士　豐田武久 （はか１名） 第〕１１、量 第３図 ］； ψシ、ｆｔＪ、　’＋出出−（Ｓ 第４図 第５図 第６図 手　　　続　　　補　　　正　　　−（自発）昭和５８
年６月２８日 特許庁長官　若杉和夫殿 １、事件の表示 昭和５７年特許験第５３３４６＠ ２、発明の名称 強靭鋳鉄複合ロール ３４１をりる者 事件とのｗＡ係　特許出願人 住　所　　兵庫県神戸市中央区北本町通１丁目１番２８
号名称　（１２５）川崎製鉄株式会社 代表者　八木端浩 ４、代理人 住　　所　　東京都港区三田３丁目４１１Ｂ＠二葉ピル
８０３号　電話＜　４５３）６５９１５、ｉ＋９正の対
像 明細書全文および図面 静 ６、補正の内容 （１）明細書全文を別紙の通り訂正、濃る。 （２）図面に添付の第７図、第８図、第９図および第１
０図を追加する。 訂　　正　　明　　細　　書 １、発明の名称 強靭鋳鉄複合０−ル ２、特許請求の範囲 外殻を１１１１鋳鉄材質とする複合ロールにおいて、 前記外殻の１１皇膚」鉄のＳ含有−を０．０２０％（重
量％、以下同じ）以下に規制するとともに、内閣材質を
Ｃ２，５〜４．０％、Ｓｉ　２．０〜３．５％の範囲内
でかつ Ｃ（％）　　／　　（４，２３−Ｓｉ　　（％）／３．
２）で着定される炭素飽和度斗が０゜８０〜１．２０の
範囲内の値となるようにＣおよびＳｉを含有ししかもｍ
　Ｏ，０１Ｇ　−０，０２５％、（Ｊ　Ｏ，００２〜０
．００５％、希土類元素０．０１０〜０．０２０％のう
ち１種または２種以上を含有するバーミキュラー鋳鉄と
したことを特徴とする強靭鋳鉄複合ロール。 ３、発明の詳細な説明 この発明は熱−圧延材のワークロール等に使用される複
合鋳鉄ロールに関し、特に外殻材を高台金グレン鋳鉄や
高クロム鋳鉄などの硬質合金材質とする強靭鋳鉄複合ロ
ールに関するものである。 周知のように熱間圧延材のワークロールには、耐摩耗性
、強靭性、耐熱亀裂性、耐スポーリング性等の種々の条
件が要求される。このような諸条件を単一材料で充分に
満足させることは困難であり、そこで最近では外殻■と
内閣とを別の材質で構成した複合ロールを使用すること
が多い。 このような複合ロールの外殻材としては硬さが極めて轟
く、耐摩耗性に優れた材質として、最近では高台金グレ
ン鋳鉄あるいは高クロム鋳鉄などを使用することが多い
。この高台金グレン鋳鉄は、例えばＣ３，３％、Ｓｉ　
Ｏ，７％、−〇、６％、Ｎｉ　４，５％、Ｏｒ　１．８
％、−０，４％等を含有するものであって、ショア硬さ
ｎ５ｏｕ上の高硬痩を示し、また高クロム鋳鉄は例えば
Ｃ２，６％、９ｉ　０，７％、１０．６％、Ｎｉｌ、３
％、Ｃｒ１３％、−０，８％等を含有するもノテあって
、ショア硬さＨｓ６５以上の＾硬度を示す。 じ・かしながら高台金グレン鋳鉄や高クロム鋳鉄は上述
のように極めて硬く、しかも炭化物の晶出−が多いため
、強靭性に欠けるから、これらを外殻材とする複合ロー
ルの内層材としては靭性に富むものが要求される。特に
最近では省エネルギやコスト低減等の目的で低温圧延や
＾速圧延の如く苛酷な条件下での熱間圧延が行なわれる
ようになり、そのためロールにも耐偏平性や強靭性に著
しく優れていることが要求されるようになっているから
、前述のように高台金グレン鋳鉄や高クロム鋳鉄を外殻
材とする複合Ｏ−ルの内Ｉ材に対しても高い強度、−性
が要求されるようになっている。 ところで高台金グレン鋳鉄や高クロム鋳鉄などの硬質合
金鋳鉄を外殻材とする複合ロールの内■材としては、従
来は片状黒船を有する普通鋳鉄もしくはそれにＮｉ、Ｏ
ｒなどの合金元素を少Ｉｍ加した強靭鋳鉄が一般に使用
されている。しかしながらこの種の片状黒鉛を有する鋳
鉄においては、引張り強さが１５〜２５　ｋｇ／−程度
、伸びが１％以下と機械的強度が著しく低く、最近のロ
ール強度向上の要請に応えるには不充分であった。 一方複合ロールの内層材としては、黒鉛形状を球状にし
た球状黒鉛鋳鉄も一部で使用されている。 この場合内層材強度は引張り強さ４０〜５０　ｋｌｌｌ
／−程度まで向上するが、その反面法のような種々の内
題がある。すなわち、外殻を高台金グレン鋳鉄もしくは
＾りＯム鋳鉄、内層を球状黒鉛鋳鉄とした場合、その境
界部分にセメンタイトが多量に析出した■が形成され、
また特に外殻が高合金グレン鋳鉄の場合内外層の境界部
分に黒鉛の球状化不良による片状黒鉛鋳鉄■が形成され
、そのため外殻部と内層部との境界部分の強度が著しく
低下し、そのため圧延使用中に外殻■剥離の原因となる
。例えば外殻を＾合金グレン鋳鉄とした場合、本発明者
等の実験によれば第１図のミクロ組織写真に示すように
、高合金グレン鋳鉄からなる外殻部１と球状黒鉛鋳鉄か
らなる内層部２との境界部に、片状黒鉛に類似した異常
黒鉛層３が形成され、その異常黒鉛層の引張り強さは２
３〜２８ｋｇ／−ゝ１１ 程度に低下してしまうことが確認された。また、外殻を
高クロム鋳鉄とした場合、第７図に示すように外殻部１
と球状黒鉛鋳鉄からなる内層部２との境界部に、セメン
タイトからなる異常組織■９が形成され、その異常組織
層の引張り強さは３０〜３５ｋｇ／−程度に低下するこ
とが確認された。 このようなａＷｌを解決するためには、外殻部と球状黒
鉛鋳鉄の内閣部との圓に第３相として中間層を鋳込むこ
とが考えられるが、この場合にはロール製造工程が複雑
化してコストの上昇を招く内題がある。また球状黒鉛鋳
鉄を内層材として使用した場合、鋳込み時に球状黒鉛鋳
鉄溶製から発生するドロスが０−ル中心部に残留して内
部欠陥を発生するおそれがあるため、ドロスの浮上およ
び除去対策が必要となる。さらに、球状黒鉛鋳鉄溶製は
凝固時の体積収縮が大きく、内びけ巣を発生し易いから
、このような凝固に伴う欠陥防止のため巨大な押湯が必
要となる。したがって内層材としてを球状黒鉛鋳鉄を用
いた場合には、製造工程が複雑となり、しかも−品歩留
りも低下する１ｌｌｉがある。 この発明は以上の事情に鑑みてなされたもので、外殻材
を高台金グレン鋳鉄や高クロム鋳鉄などの硬質合金鋳鉄
とする複合ロールにおいて、内層材強度を！豪の片状黒
船組織の普通鋳鉄や強靭鋳鉄よりも充分１１ニーｔ８上
ざぜて球状黒鉛鋳鉄の場合と局等にすると同時に、球状
黒鉛鋳鉄を内閣材とした場合の如く外殻部と内層部との
境界部に材質劣化域か生じないようにし、しかも製造工
程も簡単で親品歩留りも良好となるような複合０−ルを
提供することを目的とするものである。 すなわち本発明者等が外殻材を高合金グレン鋳鉄や高ク
ロム鋳鉄とする場合の内閣材について種々検討したとこ
ろ、ＩｌＫ鉛形状な片状と球状の中−の芋虫状（バーミ
キュラー状）としたバーミキュラー鋳鉄を内層材として
用い、併せて外殻材の合金鋳鉄の硫黄含有量を低い値に
規制することによ°　　つて、上述の目的を遍威し得る
ことを見出し、この発明をなすに至ったのである。 バーミキュラー鋳鉄は前述のように黒鉛形状をｈ状と球
形の中国にしたものであってその強度は球状黒鉛鋳鉄１
−劣らず、引張り強さが３５〜５０ｋｇ　　−程度であ
る。またバーミキュラー鋳鉄の鋳造性は普通鋳、鉄と同
程度に良好で、凝固時の体積収縮による内部ひけ巣の発
生は普通鋳鉄の場合と同程度に少なく、例えばバーミキ
ュラー鋳鉄鋳物の断面状況の一例を第２図（Ａ）に示す
が、この場合のひけ巣発生は第２図（Ｃ）に示す球状黒
鉛鋳鉄鋳物の場合よりも格段に少なく、第２図（Ｂ）に
示す普通鋳鉄鋳物・の場合と同程度である。またバーミ
キュラー鋳鉄の鋳込温度は球状黒鉛鋳鉄の場合（１３５
０〜１４００’Ｃ程度）はどの高部を要さず、そのため
外殻を高台金グレン鋳鉄とする複合ロールの内層材とし
て用いた場合に、外殻部と内層部との境界部における黒
鉛形状の劣化がなく、また外殻を高クロム鋳鉄とする場
合も境界部における炭化物の多い異常組織領域が生成さ
れず、併せて外殻材としての高合金グレン鋳鉄や畠り〇
ム鋳鉄のＳ含有量を抑制することによって、境界部に非
金属介在物の多い領域が生じることが防止される。した
がって外殻を高合金グレン鋳鉄や高クロム鋳鉄とする複
合ロールの内層材としてバーミキュラー鋳鉄を用いかつ
外殻鋳鉄のＳ含有量を抑制することによって、圧延時に
おける外殻■剥−の危険を招くことなく内層を強靭にす
ることができ、しかも内部ひけ巣が少ないため過大な押
湯を必要とせず、鋳造歩留りの低下を避けることがＣき
るのである。 したがってこの発明の複合ロールは、外殻を高合金グレ
ン鋳鉄あるいは直りＯム鋳鉄等の硬質合金鋳鉄とする複
合ロールにおいて、外殻の合金鋳鉄のＳ含有−を０．０
２０％以下に規制するとともに、内■材質を０２．５〜
４．０％、Ｓｉ２．０〜３．５％の範囲内でかつ炭素飽
和度斗が　０．８０〜１．２０となるようにＣおよびＳ
ｉを含有しかつＭｌｌ　０．０１０〜０．０２５％、Ｃ
ｊ　Ｏ，００２〜０．００５％、希土類元素０．０１０
〜０．０２０％のうち１種または２種以上を含有するバ
ーミキュラー鋳鉄としたことを特徴とするものである。 以下この発明の複合ロールをさらに詳細に説明する。 この発明の複合Ｏ−ルは、前述のように外殻材とじて高
合金グレン鋳鉄もしくは高クロム鋳鉄等の硬質合金鋳鉄
が使用される。この硬質合金鋳鉄外ｍｕとしては、Ｓ以
外については公知の組成のものを用いれば良い。すなわ
ち例えば高合金グレン鋳鉄としては、通常はＣ２，８〜
３．８％、Ｓｉ　０．８〜１．８％、Ｍａｏ、３〜１．
０％、１００３％以下、Ｏｒ　０．５〜２．０％、Ｎｉ
　５，０％以下、および必要に応じて０．３％程度以下
の−を含有するものを用いれば良く、また島クロム鋳鉄
としては、例えばＣ２，６〜３．８％、Ｓｉ０．５〜１
．５％、ＭｎＯ，３〜１．０％、ｐ。 、３％以下、Ｃ１１３〜２０％、Ｎｉ　５．０％以下お
よび必要に応じて１．０％程！ｌＩ以下の−を含有する
ものを用いれば良い。そしてこの発明の場合特にその外
殻材となる硬質合金鋳鉄中のＳを０．０２０％以下に規
−１する。その理由は次の通りである。すなわち、内１
材となるバーミキュラー鋳鉄を溶製するにあたっては、
−１龜、希土類元素の１種または２種以上な［１１１に
添加し、その作用によって黒船形状をバーミキュラー状
にするが、これらの元素はいずれもＳとの親和力か強い
ため、内殻１３１ｆ１人した時に外殻１１ｍとの境界部
において外ｍｓ渦中のＳと内ａＳＳ中の−、Ｃａ、ある
いはｃｅなとの希土類元素とが結合して硫化物を形成し
、その硫化物が外殻と内閣との境界部に残留して非金属
介在物となり、８部的な強度低下を招いて圧延使用時に
堝Ｆｉ１部から外殻が剥−するおそれがある。−ｈ、外
殻材の硬質合金鋳鉄中のＳ含有量が０．０２％以下とな
れば、形成される硫化物系非金属介在物の量が減少し、
形状も数ミクロン程度の微細なものとなるため強度への
影響がなく、圧延使用時におＣ）る境界部からの外殻の
剥離等の＠題が生じない。 一方、内閣Ｉとしては前述の如＜０２．５〜４．０％、
Ｓｉ　２，０〜３．５％の範囲内でかつＣ（％）　　　
（４，２３８ｉ　（％）　、−′３．２）ｋより規定さ
れる炭素飽和度ＳＣが０．８０〜１．２０となるように
Ｃ，５ｉｌｌを調整し、さらに−０，０１０〜０．０２
５％、Ｃ，ｌ　０．００２〜０．００５％、Ｃθ等の希
土類元ｊｋＯ，００２〜０．００５％の１種以上を含有
するバーミキュラー鋳鉄を用いる。このような内層材の
成分限定理由は次の通りである。 Ｃは鋳鉄中のＳｉとともに鋳鉄組織を決定する主要元素
であり、両者は互いに関連の深い作用を采たすものであ
る。Ｃ含有量が２．５％未満では凝固後のバーミキュラ
ー鋳鉄中の黒鉛−が少なく、その形状も片状に近いもの
が多くなるため強度が低下する。一方Ｃ含有量が４．０
％を越える場合には、黒鉛形状が粗大になるとともにＩ
ＩＩ或が過共晶側に移行するため剛、Ｃ１、希土類元素
などの合金を添加するとバーミキュラー黒鉛−が減少し
て球状の黒鉛が多くなり、球状黒鉛鋳鉄に近い組織とな
って凝Ｉ！時の内部ひけ巣−が増大してしまう。 Ｓｉ　１４　Ｇと関連して鋳鉄の材質への影響の大きい
元素であるが、Ｓｉ含有饅が２．０％未満では１ＩＩＩ
ａ化が不充分となり易く、セメンタイトが析出して混在
するため強度、特に靭性の低下を招く。Ｓｉ含有−が３
．５％を越える場合には黒鉛晶出−が多くなるとともに
基地組織がフェライトとなり、そのためＯ−ル軸芯部を
形成させた場合に駆動部などロールネック部の硬度が低
くなって摩耗量が増大するから好ましくない。 さらｔ、：ｃ、ｓｉの含有−は、鋳鉄の共晶程度をあら
れ′１炭本飽和度斗、すなわち Ｃ（％）　　　（４，２３−Ｓｉ　（％）　、／′３．
２）の愉か０．８０〜１．２０の範囲内となるように規
制する。バーミキュラー鋳鉄における炭素飽和度鋺と強
度、ひけ巣との関係は、実験により第３図に承り関係が
得られでいる。但し第３図において曲線４は内部ひけ集
−１曲輪５は引張り強さをあられグ。炭素飽和度が０．
８０未渦の場合には凝ａ時のひげ業嚢は傭しく低い値と
なって内部健全性が保たれるか、片状黒鉛層が増加して
全黒鉛−の３０％以上を占めるようになり、機械的性質
特に引張り強さが低下して高強度が得られなくなる。一
方炭秦飽和度が１，００を越えれば鋳鉄中の黒鉛組織と
してバーミキュラー黒鉛と球状黒鉛とが混在したものと
なる。さらに炭素飽和度−が１．２０を越えれば球状黒
鉛の割合が３０％を越えてバーミキュラー黒鉛の割合が
７０％よりも低くなり、このように球状無鉛の割合が大
きくなればその凝固形１１は球状黒鉛鋳鉄に近くなり、
機械的強度は向上する反面、内部ひけ乗員が著しく多く
なり、内部健全性の良好なロールが得られなくなる。し
たがって複合ロールの内層材として高強度と内部健全性
の両者を満足するためには、Ｃ，Ｓｉの含有量を炭素飽
和度ＳＣが０．８０〜１．２０の範囲内となるように調
整する必要がある。 國、Ｃ！、およびＣｅなどの希土類元素は、鋳込み前の
鋳鉄溶湯中に通常はＦｅ　Ｐ　Ｓｉとの合金の形で添加
して、鋳放しにおいて内層となる材質中に片状と球状の
中間形状のバーミキュラー状黒鉛を晶出させるためのも
のである。これらの添加を行なわない場合には黒鉛形状
が片状となり、この黒鉛が切欠きとなって高強度が得ら
れないが、これらの元素はいずれも黒鉛球状化能を有す
るものであるから、溶鉄中にこれらの元素が過剰に残留
した場合には過度に球状化が進行してバーミキュラー状
黒鉛の割合が少なくなってしまう。そこでこれらの元素
の添加処理後の残留量、すなわち鋳鉄中の含有量は、そ
れぞれの黒鉛球状化能の大きさに応じて定める必要があ
る。すなわち、Ｍ９の場合にＩｔ　Ｏ，０１０−０，０
２５％、Ｃａの場合には０．００２〜０．００５％、Ｃ
ｅ等の希土類元素の場合０．０１０〜０．０２０％の範
囲の含有−とする。このような範囲とすることによって
鋳鉄中の全黒鉛粒中の７０％以上の黒鉛をバーミキュラ
ー状としたバーミキュラー鋳鉄を得ることができる。含
有量が上記範囲に不足ジる場合にＬｉｈ状の黒鉛が多く
なるため強瓜向上を図ることができず、逆に上記範囲を
越える場合には球状黒鉛の―が増加して、凝固時の膨張
に伴う内部びけ巣−が増大する。 なお−、Ｃａ、ａよびＣｅなどの希土類元素は、これら
のうら１１ｉを単独添加しても良いし、２種以上を複合
添加しても良い。但し複合添加の場合にμ、各九桑の残
繭最が上述の範囲を満たし、かつそれらの合計Ｓが０．
０２５９６以上となるように定めることが望ましい。合
ａ′Ｉ―が０．０２５％を越えれば前記同様に球状黒鉛
の層が増大して、内部ひＧＪ巣装置大きくなるおそれが
ある。 この発明の複合ロールを製造するｈ汰としては、９′１
殻となる＾合金グレンＩＩｋ鉄や高クロム鋳鉄などの硬
質合金鋳鉄ｍｌ湯を鋳型内に充満させて外殻部の凝固を
持った後、未凝固部分の溶湯を内閣となるべきバーミキ
ュラー鋳鉄ＷＪｌとＷ１換して内層を凝固させるいわゆ
る中抜き鋳造法、あるいは回転鋳型内に外殻となる硬質
合金鋳鉄溶湯を所定厚み分注入し、次いで内層となるバ
ーミキュラー鋳鉄溶湯を注入してロール軸芯部を形成さ
せる遍心鋳造法なと、いずれの方法を採用しても良い。 なお内層となるバーミキュラー鋳鉄溶湯の凝固温度は従
来の複合ロールの内層に使用されている普通鋳鉄とほぼ
同じであり、またｓｍの流動性もほぼ同一であるから、
内層のバーミキュラー鋳鉄溶湯の鋳込み′ａ度は、従来
の普通鋳鉄の場合と同し；１２６０〜１３５０℃程度で
差し仕えない。また遠心鋳造の場合内層となる５ｉｉｓ
の注入方式としては、全量を１回に注入する方式と、２
回以上に分割して注入する５式とがあるが、この発明の
複合ロールを製造する場合にはいずれを用いても良い。 以下にこの発明を熱延仕上げ後段ワーク口−ルに適期し
た実施例、および従来の普通鋳鉄を内層材とする複合Ｏ
−ルの比較例を記す。 寅１１ 外殻を＾合金グレン鋳鉄材質とし内層材をパーミキフラ
ー鋳鉄材質とする、ロールサイズφ　７５０■■Ｘ１２
３００ｕｇの複合ロールを遠心鋳造法によって製造した
。外殻の高台金グレン鋳鉄の化学成分は、Ｃ３２７％、
Ｓｉ　Ｏ，７２％、４０．６０％、ＰＯ，０４９％、　
Ｓ　Ｏ，０１３％、１ｌＪｉ　４．３４％、Ｑｊ　１．
７９％、ＭＯ０，３６％、残部Ｆｅであり、特にＳ含有
−が０．０２０％以下となるように溶−した。一方内殻
となるバーミキュラー鋳鉄のｌ￥ｊＡには、鋳込み前に
Ｆｅ−４５％Ｓｉ　−２５％口金合金１％添加して溶湯
処理した。＠ｌ！優のバーミキュラー鋳鉄の化学成分は
Ｃ３，３２％、９ｉ　２．５３％、％ｉ　０．５６％、
ＰＯ，０５１％、Ｓ　Ｏ，０１０％、Ｎｉ　００７９％
、Ｃｒ　０．２２％、Ｍｏｂ、１０％、（Ｊ　０．００
３４％、残部Ｆｅである。なお内層となるバーミキュラ
ー−鉄１ｍの鋳込み！１度は１３３０℃であり、またそ
の鋳込みは溶製全量を１回で注入した。 外殻を高台金グレン鋳鉄とし内層を普通鋳鉄とする前記
同様の複合ロールを遠心鋳造法によって製造した。外殻
の８合金グレン鋳銑の化学成分は實１１の場合と同じで
あり、また内−の普通鋳鉄の化学成分はＣ３，２９％、
Ｓｉ　１．２２％、ＭＩＡｏ、４６％、Ｐ　Ｏ，０８５
％、Ｓ　Ｏ，０１６％、Ｎｉ　Ｏ，７５％、計０．５０
％、４４０．１４％、残部Ｆｅである。内閣となる普通
鋳鉄の鋳込み感度は１３３５℃、またその鋳込みは、溶
濃全−を１回で注入した。 実施例１のロールの内層部のミクロ組織を第４図に示し
、また比較例１０Ｏ−ルの内Ｗ部のミクロ組織を１５図
に示す。これらのミクロ組織写真の比較から明らかなよ
うに、この発明の実施例１の内閣部の組織は、従１の普
通鋳鉄を用いた内閣部の１織と比較して黒鉛形状が改善
されて、切欠きどならないバーミキュラー黒鉛組織とな
っていることが確認される。 この発明の実施例１による複合ロールの外殻部と内層部
との境界部のミクロ組織写真を１６Ｆ！Ｊに示す。第６
図において６は＾合金グレン＆！鉄からなる外殻部、７
はバーミキュラー鋳鉄からなる内１ｌｉｓｌｌ、８は９
）殻と内層との境界部を示す。第６図から明らかなよう
に境界部８に溶着不良等・の欠陥は発生しくおらず、第
１図に示したように球状黒鉛鋳鉄を内層に用いた場合の
如く境界部に片状黒鉛層の形成もなく、外殻部から内層
部への材質変化の不１１＠かない良好な組織が得られる
。 また外ｆ１１部と内層部との溶゛看部（境界部）の機械
的強度については、従来の普通鋳鉄を内層材とりる比較
例１の複合ロールの溶着部の引張り強さが１５〜１８ｋ
ｇ′−であったのに対し、バーミキュラー鋳鉄を内層材
とするこの発明の実施例１の１１合ロールにおいては溶
着部の引張り強さが２８＝、、　３２　ｋ（１、・−程
度となって、溶着部の強度が２倍に向上することが判明
した。したがってこの発明の実１１の複合ロールにおい
ては圧延使用時に溶１部における亀裂の発生や外殻層の
剥離などの事故が生じることを有効に防止できることが
明らかである。 ざらに、内１ｉｉａＩｌの強度は、普通鋳鉄を内１ＩＩ
１４４とする比較例１の複合ロールでは引張り強さ１８
〜２８にり／″−、ヤング率１１０００〜１４０００に
１１゜−程度にとどまったのに対し、バーミキュラー鋳
鉄を内ＩＩＩとしたこの発明の実施例１の複合ロールに
おいては内層部の引張り強さ４１．１〜４４．４Ｊｌ、
・−、ヤング率１７０００ｋｏ／−なるすぐれた値が得
られた。なお内ｌｉ材を球状黒鉛鋳鉄とした複合Ｏ−ル
の内１部の引張り強さは４０〜５０　ｋｇ、ｙ　−程度
であり、したがってこの発明の実施例１の複合ロールは
内層材を球状黒鉛鋳鉄とした複合ロールと比較しても遜
色のない内層材強度を有しＣいることが明らかである。 実施例２ 外殻を高クロム鋳鉄材質とし内層材をバーミキュラー鋳
鉄材質とする、ロールサイズφ　７５０ａｍｘ１２３０
０■ｌの複合Ｏ−ルを遠心鋳造法によって製造した。外
殻の高クロム鋳鉄の化学成分は、Ｃ２，６Ｑ　％、９ｉ
　Ｑ、６３％、Ｑ　０．６７％、Ｐ　Ｏ，０３６％。 ＳＯ，０１５％、Ｎｉ　１．２７％、Ｑｊ１３．９２％
、＆１４ａ０．６９％、残部Ｆｅであり、特にＳ含有量
が０．０２０％以下となるように溶鞍した。−り内殻と
なるバーミキュラー！！麩の溶湯には、鋳込みＩｉＵに
Ｆｓ　−４５％５ｉ−２５％Ｃａ合金を１％添加して溶
湯処理した。処理−のバーミキュラー鋳鉄の化学成分は
Ｃ３，３４１／、、９ｉ　　２．５１　　％、ＭＩＩ　
　Ｏ，５５％、　　ｐ　　０．０４８％、５Ｏ００７％
、　　Ｎｉ　　Ｑ、６１　　％、Ｃｊ　　０．０３　％
、％ＪＱ　　Ｑ、１０　　％、Ｃ３０，００３６％　残
部「ｅである。なお内閣となるバーミキュラー鋳鉄溶湯
の鋳込み温度は１３３０°Ｃ（あり、まｔ；その鋳込み
は溶渇全麺を１回で注入した。 比較例２ 外殻を＾り自ム鋳鉄とし内層を普通鋳鉄とする前記四種
の複合し１−ルを遠心鋳造法によ゛つて製造した。外殻
の高クロム鋳鉄の化学成分は実施例２φ１殆ど同じＳあ
り、また内層の普通鋳鉄の化学成かはＣ３，１６％、３
ｉ　１，２５％、ｋｊｎ　Ｏ，４３％、ＰＯ，０７２％
、　Ｓ　Ｏ，０１８％、ｊ４ｉ　０．７３％、Ｏｒ　ｏ
、ｏｓ％１．１．）　ｏ、ｉｃ％、残部「ｅである。内
層となる普通鋳鉄の鋳込み温度は１３３５℃、またでの
鋳込みは、ＳＳ全一を１回で注入した。 実施例２のロールの内層部の黒船組織を第８図に示し、
また比較例２のＯ−ルの内層部の黒鉛組織を第９ＦｊＡ
に示す。これらの黒鉛組織写真の比較から明らかなよう
に、この発明の実施例２の内層部の組織は、従来の普通
鋳鉄を用いた内層部の組織と比較して黒船形状が改善さ
れて、切欠きどならないバーミキュラー黒鉛組織となっ
ていることが確認される。 この発明の実施例２による複合Ｏ−ルの外殻部と内閣部
との境界部のミクロ組織写真を第１０図に示す。第１０
図において６は高合金クロム鋳鉄からなる外殻部、７は
バーミキュラー鋳鉄からなる内層部、８は外殻と内−と
の境界部を示す。第１０図から明らかなように境界部８
にＩＩ不良等の欠陥は発生しておらず、第７図に示した
ように球状黒鉛鋳鉄を内層に用いた場合の如く境界部に
セメンタイト■の形成もなく、外殻部から内層部への材
質変化の不連続がない良好な組織が得られる。 また外殻部と内１１部との溶着部（境界部）の機械的強
度については、従来の普通鋳鉄を内層材とりる比較例２
の複合Ｏ−ルの溶着部の引張り強さか２０〜２３）１ｇ
　−であったのに対し、バーミキュラー鋳鉄を内ＭＩＩ
とするこの発明の実施例２の複合［１−ルにおいては溶
着部の引張り強さが３４〜３８　ｋｇ　　−程度となっ
て、溶着部の強度が１．５１８ｆｉ十に向１−ｔろこと
が利用した。したがってこの発明の実施例２の複合Ｏ−
ルの場合も圧延使用ｗＩｋ溶１１部における亀裂の発生
や外殻■の剥離などの事故か生ｉ」ることを＠効に防止
できることが明らかである さらに、内層部の強度は、普通鋳鉄を内層材と４６比較
例２の複合ロールでは引張り強さ１５〜２５ｋｌ′−、
ヤング率１１０００〜１３０００ｋｇ−程度にとどまっ
たのに対し、バーミキュラー＆ｉ１を内層材としたこの
発明の実施例２の複合ロールにおいては内ＳＳの引張り
強さ４６．５〜４８．５ｋＱ−１Ａ７ング率１７０００
ｋｏ、’−なるすぐれた値が得られた。なお内−材を球
状黒鉛鋳鉄とした複合ロールの内層部の引張り強さは４
７．１〜５０．９．／ｊ程度であり、したがってこの発
明の実施例２の複合ロールは内層材を球状黒鉛鋳鉄とし
た複合ロールと比較しても遜色のない内層材強度を有し
ていることが明らかである。 なお以上の各実施例においてはロール軸芯部まで内層材
が充満している板圧延用の中実ロールについて説明した
が、別途−造した軸芯部を焼ばめして用いる型式の複合
スリーブ状の中空ロールにもこの発明を適用し得ること
は勿論である。 以上の説明で明らかなようにこの発明は外殻が鳥合金グ
レン鋳鉄や高クロム鋳鉄などの硬質合金鋳鉄材質からな
る複合０−ルにおいて、内層材質を従来の普通鋳鉄Ｉ４
賀に代えて、芋虫状ＷＡ船組織をｈするバーミキュラー
鋳鉄とし、かつ外殻の硬質合金鋳鉄のＳ台有饅を０．０
２０％以下にＩｌ制したものである。このようなこの発
明の複合ロールにおいては、内１ｍ＠度が従来の普通鋳
鉄を内−に用いた場合の２倍程度と著しく高く、しかも
外殻と内層との境界部（溶着部）に強度が局部的に低下
する巽常組ａｍが生じることがないため、圧延使用時に
境界部からのクラック琵生や外殻−の剥離等の問題が生
じることがなく、かつまた内１ｉＩｓの凝固時にあける
内部ひけ乗置も少ないため内部健全性５９好である。ま
たこの発明の複合ロールの製造にあたっては、前述のよ
うに内部ひけ乗置が少なり、シかも外殻と内層との間に
別の第３１を鋳込んだりする等の特殊な手段を講じる必
要がないから、従来の普通鋳鉄を内ｍｌ材とする複合ロ
ールの製造の場合と同様な方法、設協により容易に高強
度でしかも内部健全性、耐久性が＾い複合ロールを得る
ことができる。したがってこの発明によれば、苛酷な条
件下でのロールの使用性能を従パよりも格段に向上させ
ることができ、しがもロー入製造コストも特に高くなる
ことがない等、種々の顕著な２１３果を得ることができ
る。 ４、図面の簡単な説明 第１図は高合金グレン捕鉄乏外殻材とし内層材として球
状黒船鋳鉄を用いた従来の複合ロールの外殻部とへＮ部
との境界部付近のミクロ組織写真、第２図（Ａ）〜（Ｃ
）は各種鋳鉄球形鋳物のひけ幾状況を示すための断面写
真、第３図はパーミ躯ニラー鋳鉄における炭ｙＡ飽和度
と引張り強さおよびひけ乗置との関係を示づ相関図、第
４図はこの発明の実施例１の複合ロールにおける内−の
バーミキュラー鋳鉄のミクロ組織写真、第５図はの比較
例］の複合ロールにあ（プる内層の普通鋳鉄のミクロ組
織写真、第６図はこの発明の実施例１の複合ロールにお
ける外殻部と内一部との境界部付近のミクロ組織写真、
第７図は＾クロム鋳鉄を外殻材とし内ｉＩ材として球状
黒鉛鋳鉄を用いた従来の複合ロールの外殻部と内層部と
の境界部付近のミラ０組ｌＩ写真、第８図はこの発明の
実施例２の複合ロールにおける内層のバーミキュラー鋳
鉄のミクロ組織写真、第９図は従来の比較例２の複合ロ
ールにおける内層の普通鋳鉄のミクロ組織写真、第１０
図はこの発明の実施例２の複合ロールにおける外股部と
内ｉ１部どの境界部１・１近のミクロ組織写真である。 第４０図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 外殻を高合金グレン鋳鉄材質とする複合−ロールにおい
   て、 前記外殻の高合金グレン鋳鉄のＳ含有量を０．０２０％
   （ｌｉ量％、以下同じ）にｌ１Ｉ−するとともに、内閣
   材質を０２．５〜４．０％、’　Ｓｉ　２−０〜３．５
   ％の範囲内でかつ Ｃ（％）　／　（４，２３−９ｉ　（％）／３，２）で
   規定される炭素飽和度斗が０．８０〜１．２０の範囲内
   の値となるようにＣおよびＳｉを含有ししかもＭｌ　Ｏ
   ，０１０〜０．０２５％、ＣＪ　Ｏ，００２〜０．００
   ５％、希土類元素０．０１０−０，０２０％のうち１種
   または２種以上を含有するバーミキュラー鋳鉄としたこ
   とを特徴とする強−鋳鉄複合ロール。