JPS59130667A - 複合球状黒鉛鋳鉄ロ−ルの製造法 - Google Patents

複合球状黒鉛鋳鉄ロ−ルの製造法

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JPS59130667A
JPS59130667A JP643983A JP643983A JPS59130667A JP S59130667 A JPS59130667 A JP S59130667A JP 643983 A JP643983 A JP 643983A JP 643983 A JP643983 A JP 643983A JP S59130667 A JPS59130667 A JP S59130667A
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JP
Japan
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casting
less
cast iron
composite
roll
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JP643983A
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English (en)
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Masahiro Fukuda
昌弘 福田
Seitaro Sakamoto
坂本 誠太郎
Hideo Takemura
竹村 英雄
Akitoshi Okabayashi
昭利 岡林
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Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B22D19/16Casting 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D13/00Centrifugal casting; Casting by using centrifugal force
    • B22D13/02Centrifugal casting; Casting by using centrifugal force of elongated solid or hollow bodies, e.g. pipes, in moulds rotating around their longitudinal axis

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は遠心力鋳造によりその外層又は内層を球状黒鉛
鋳鉄材質で鋳造形成する複合ロールの製造法に係り、特
にその球状黒鉛鋳鉄材質層の鋳込肉厚が大きい場合にお
けるフエイデイングの問題等を有効に解消するだめの方
法に関する。
周知のように、圧延用ロール等の用途にはその外層又は
内層を球状黒鉛鋳鉄(以下DCIと略称する)材質で形
成した複合ロールが有効に使用される場合がある。その
製造法については、第1図のように、その外層(1)に
DC工材質を適用する場合では%1ずその外層(1)を
遠心力鋳造し、それが凝固もしくけ未凝固の時点で適宜
材質の内層(2)を鋳込み1両者を溶着一体化せしめて
複合ロールとするのである。一方、第2図に示されるH
形相スリーブロールの如くその内層(2)にDC工材質
を適用する場合では、今度まず適宜材質をもって外層i
f)を遠心力鋳造し、しかる後同様のタイミングをおい
て引き続きDC工材質の内層(2)を遠心力鋳造し、一
体複合ロールに鋳造する。
しかしてこの種複合ロールの製造上の問題点として、そ
のDC工材質の鋳造時間が長く掛かることがある。例え
ば、第1図に示す如き圧延用ロールの場合では最大2時
間程度、また第2図の如きスリーブロールの場合では最
大8時間程度の凝固時間を要し、勿論この間遠心力付与
のために回転を持続しなければならない。
しかるに、かかる長時間経過するき、DCI材質はMg
のフエイデイングを発生し1球状化不良の発生を余儀な
くされる。またフエイデイング以外の問題として、ME
が軽元素であることに起因して遠心分離作用をきだし、
 Mgの偏析による偏析層を発生し易いこともある。こ
のため従来では第1図の如き複合ロールの場合では、実
質的にその外層肉厚が80關程度以下のものしか製迫で
きず、この事情は第2図の如き複合ロールの場合でも同
様であった。なお第2図の形態の複合ロールの場合では
外層Hの遠心力鋳造後、鋳型の回転を停止してDC工材
質の内M(2)を静置鋳造することもできるが、中央と
なるため歩留りが悪くなるのを避はられない(中子を用
いて中空のものに鋳造することもできるが、その場合に
は鋳造工数が嵩む難がある)。
大発明はこのような複合DCIロールの製造上の問題を
解消し、DIC工材質の鋳込肉厚が100騎以上の厚肉
のものでもフエイデイング等の問題を来たすことなく、
高品質のものが確実に得られる製造法を提供するもので
ある。
大発明の製造法は、具体的には(a)一定範囲に調整さ
れた化学組成のDCI材質(外層又は内層用のもの)に
希土類元素を添加してMgのフエイディングを防止する
こと、(b)DCI材質の鋳込時接種により組織の均一
化を図ること、および(c)接種効果に持続性のあるC
at Baを含む接種剤を使用することの組合せに係る
以下大発明の製造法について詳述する。
(、)化学組成並びに希土類元素の添加複合DCIロー
ルに必要な強靭性、゛耐摩耗性等を付与するため傾け、
−1すその化学組成を適切に選定することが重要である
。この場合、DCI材質はロール外層用として用いる場
合とロール内層用として用いる場合とでは、要求機能等
の相違から自ずとその化学組成を異にする。
そこで先ず、大発明の対象とするDCIロール材の化学
組成を明らかにし、その成分限定理由について説明する
(1)ロール外層用DCr材質 外層用のDC工材質は、C2,6〜3.8、Si0.6
〜22%Mn0.3〜]−2、Po、4以下、8004
以下、Ni O,3〜6,0゜Crα05〜1−0、M
o 0.05〜1−0、MgCO2〜α1,8no:5
以下、  Cr卸以下を各重量%で含み、残部Feおよ
び通常の不純物からなるものに特定される。
成分限定について簡単に述べると11次の通りである。
CZ6〜38% Cけ黒鉛どセメンタイトの量比率を支配し、2.6%未
満では黒鉛がほとんど晶出せず、耐クラツク性で問題と
なり、一方38%を超えるとセメンタイト量が減少し耐
摩耗性が劣化することになるためである。
Si0.6〜22% SlもCと同様に黒鉛とセメンタイトの量比率に影響し
、α6%未満では黒鉛が少な過ぎ、一方2.2%を超え
るとセメンタイトが少な過ぎることとなるためである。
Mn  0.3 〜12  % MnはSの害を除き基地硬度を高める。このため0.3
%以上必要であるが、12%を超えると脆くなって好ま
しくない。
P (L4以下 Pは耐摩耗性、耐焼付性を同一ヒさせるが1強靭性を劣
化するだめα4%以下とする。
S C104%以下 8?−1:球状化阻害元素であるためα04%以下とす
る。
N1α3〜aO% N1は基地を高硬度化1強化する作用があり、その効果
を得るため0.′5%以上含有させる。しかしaO%を
超えると、残留オーステナイトが認められるようになる
ため適当でない。
Cr 0.05〜10% Crはセメンタイトの安定化とともに基地のフェライト
化を抑えるため005%以上は必要である力ζ10%を
超えると黒鉛の晶出が困難となり、耐クラツク性が劣化
する。
MOo、05〜10% MOは基地の強化、高硬度化に有効な元素であり。
その効果を得るためにα05%以上必要であるが、10
%を超えると硬くなり過ぎて脆くなり好寸しくかい。
Mg O,02〜01% Mgは黒鉛球状化に必要な元素である。しかしてα02
%未満では黒鉛の球状化が充分に達せられず、一方α1
%を超えるとドロ巣等の鋳造欠陥を発生し易くなるため
である。
Sn 0.3%以下 Snはフェライト化を抑える目的で最高0,3%まで含
有させることにより、より強度の高い材質が得られる。
Cu 10%以下 上記Snと同様に、最高10%まで含有させることによ
り、材質の改善が図られる。
(10ロール内層用DC工材質 一方内層用のDC工材質については、上記のものと若干
異なり、  C3C) 〜40 、  Si ’12〜
15 %In +12〜LO1P0.2以下、  80
.04以下、Ni O,3〜2..O、Cr0.05N
10.  Mo 0905〜α7、Mg O,02−0
,1、Sn 03以下。
Cu LO以下を各重量%で含み、残部Feおよび通常
の不純物からなるものに特定される。
この成分限定についても次に簡単に述べる。
C卸 〜 40 % C40%未満ではセメンタイト量が多くなり、強靭性が
劣化するためであり、40%を超えても脆弱化の傾向が
現われるだめである。
8112〜3.5  % 8112%未満ではセメンタイト量が多くなり。
また35%を超えるとフェライト中に固溶したSiがフ
ェライトを脆くシ、いずれも強靭性を劣化するためであ
る。
Mn O,2〜LO% Mn1l:Sの一宮を除くとともに基地の強化に寄与す
るため02%以上必要である。しかし含有量が高過嘔 ぎると硬く脆くなるため、101上限とする。
Po、2%以下 強靭性を阻害するためα2%以下とする。
Sα04%以下 球状化阻害元素であるため、やはり0,04%以下とす
る。
Ni  O,3〜ZO% N1は基地の強化のために03%以上含有させる。
反面λ0%を超えると、脆いベーナイト、マルテンサイ
トを析出し易くなる。
Or  0.05 〜10  % Orは基地のフェライト化を抑え、強化するため005
%以上含有させる。しかし10%を超えると。
セメンタイト母が多くなり脆くなるため好ましくない。
Moα05〜07% MOは基地の強化に有効であるためα05%以上含有さ
れる。しかし07%を超えると、ベーナイト。
マルテンサイトが析出し易く力って、適当でない。
内層用DCI材質には、先の外層用のものと同様の理由
から、やはりMg 0.02〜0.1%、Sn0.3%
以下、CuLO%以下が含有される。
以上のように特定されるロール外層用又は内層用のDC
工材質に対して、本発明では、化学組成的にはさらに希
土類元素を適量含有せしめておき、鋳造時におけるフエ
イデイングの問題を解消するようにする。すなわち、希
土類元素の添加含有はMgの球状化作用のフエイデイン
グ防止に有効となり得る。希土類元素の含有量は、その
合計量で、外層用、内層用のいずれの場合も001%以
上は必要である。しかしへ1%を超えてもそれ以上の効
果が期待できず、必要ない。
(b)鋳込時接種 DCI材質の鋳造に当っては、その鋳込前にいわゆる取
鍋接種等を実施するのが通例であるが、未発明では、こ
れに加えて鋳込時における接種を併用することを特徴と
している。すなわち、この鋳込時接種の併用により、D
CI材質組織の微細化、均一化(特に遠心力鉢造に伴う
偏析の緩和)が図られる。その場合、接種量はS1系接
種剤をSi分として0.01〜03%加えるのが適当で
ある。001%未満では余り効果がなく、03%を超え
るさむしろ溶湯温度の低下によって#造欠陥を発生し易
くなるだめである。
(c)接種剤 % 通常接種剤には8135〜85のFe Si系のものが
使用されているが、接種効果の持続性に果す作用から少
なくきもCaもしくはBaを含む接種剤を使用するのが
良好である。未発明の対象としているDC工1t[の場
合、 MEのフエイデイングとともに接種効果のフエイ
デイングについても留意する必要があり、この意味でC
a、Baを含む接種剤を用いると有効な改善効果が発揮
される。
未発明の製造法は、上記の如き(a)化学組成、(b)
接秤方法、(C)接種剤の選定改良の組合せに係るもの
であるが、さらにそのDC工材質を改善する目的では1
次のバブリング処理をその鋳込前に実施しておくのが好
適である。
(a’)バブリング処理 DCI材質の溶湯中にArガス等をバブリングすると、
溶湯中のガス含有量が低下するとともに非金属介在物等
が浮上分離される。この結果、Mgのフエイデイングが
防止されること、接種効果のフエイデイングが防止され
ることおよび鋳造欠陥の低減により健全性が向上される
ことの諸点でDCI材質の改善に一層の向上効果が得ら
れる。
次に未発明の迎造法の適用実施例を掲げて説明する。下
表1は複合ロールの外層又は内層用として使用したDC
工材質の化学組成を示す。また表2はこれらのDCI材
質を用いた複合ロールの製造条件を示し、聞表中部位の
「外層」はD C’ I材質を第1図の如くロール外層
に適用した場合を、捷た「内層」はそれを第2図の如く
ロール内層に適用した場合を示している。
〔次  葉〕
表2 製造実施条件 上記の如き製造実績により、未発り1の製造法によると
、ncx桐質の鋳込肉厚が100 amを超える大型複
合ロールにおいても、その外層又は内層のDCI材質に
は所期の組織状態、特性を有する良質健全なものが得ら
れるのが確認された。すなわち、従来の製造法ではその
鋳込肉厚が100 flを超えると遠心回転時間は通常
IHrを超え、これがためフエイデイング等の問題を不
可aK生じ良質健全なものを得ることができなかつだの
と対比される。
なおりCI材質の鋳込肉厚が1001#nの場合、最終
的な製品肉厚では通常60〜80tmとされる。
本発明は以上に述べた通りであって、遠心力鋳造により
その外層又は内層をDC工材質とする複合ロールを鋳造
するにさいし、特定成分範囲に調整されたDCI材質に
希土類元素を添加含有せしめると吉もに、その鋳込みに
さいし接種方法、接種剤を改良工夫したものであるから
、 Mgの球状化作用さらには接種効果のフエイデイン
グ問題が的確に解消でき、遠心力鋳造特有の偏析問題等
も有効に軽減することができる。従って、大発明の製造
法はそのDCI材質の鋳込肉厚が10011Illを超
える特に厚肉のものについて、非常に有意義でかつ利用
価値の大きいものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は外層に球状黒鉛鋳鉄材質を用いる複合ロールの
構造例を現わす上半断面図であり、第2図は内層に球状
黒鉛鋳鉄材質を用いる複合ロールの構造例を現わす上半
断面図である。 [1)・・・外層、(2)・・・内層

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1′遠心力鋳造により、複合ロールの外層として球状黒
    鉛鋳鉄材質を鋳込肉厚100 m以上の厚肉に鋳込むに
    さいし、 C2,6〜&8、Si 0.6〜22、In 0.3〜
    12 、 P C14以下%80.04以下、  Ni
     Q、3〜6.0 、 CrαΩ5〜1o。 MO0,05〜10、Kg O,02〜0.1 、  
    sn 0.3以下、Cu10以下を各重量%で含み、残
    部Feおよび通常の不純物からなる外層用鋳鉄材に、希
    土類元素を合計量で6.01〜α1重量%含有させると
    とも忙、鋳込前の取鍋接種等と併用して上記鋳鉄溶湯の
    鋳込時に少なくともCaもしくはBaを含む接種剤を添
    加することを特徴とする複合球状黒鉛鋳鉄ロールの製造
    法。 2 遠心力鋳造によシ、複合ロールの内層として球状黒
    鉛鋳鉄材質を鋳込肉厚100 ms以上の厚肉に鋳込む
    にさいし、 Cl 〜40 、  Eki  :L2〜3.5 、 
    Mn  O,2〜10 、  P O,2以下、Sα0
    4以下、Mlo、3〜20 、  Crα05〜10゜
    MOα05〜α7、Mg O,02〜αl、Snα3以
    下、 Cu1以下下を各重量%で含み、残部Feおよび
    通常の不純物からなる内層用鋳鉄材に、希土類元素を合
    計量でα01〜(11重量%含有させるとともに、鋳込
    前の取鍋接種等と併用して上記鋳鉄溶湯の鋳込時に少な
    くともCaもしくはBaを含む接種剤を添加することを
    特徴とする複合球状黒鉛鋳鉄ロールの製造法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101851726A (zh) * 2010-05-18 2010-10-06 贵阳新阳汽车配件厂 低合金珠光体球墨铸铁
ES2394403A1 (es) * 2009-05-28 2013-01-31 Acos Villares S.A. Un procedimiento para la produccion de rodillos de fundicion para un laminador y un rodillo de fundicion para un laminador
CN110904380A (zh) * 2019-12-04 2020-03-24 河北津西钢铁集团重工科技有限公司 一种高硬度球墨铸铁辊片及其铸造方法

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