JPS5938068B2 - 耐摩耗性．耐食性．耐割れ性のすぐれた熱延テ−ブルロ−ラ−用複合ロ−ルの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱間圧延機用テーブルローラー（以下熱延テー
ブルローラーと称する）用複合ロールとして耐摩耗性、
耐クラツク性、耐食性に優れた性質を示すものを経済的
に製造する方法に関するものである。

周知のように熱延テーブルローラーは熱延材の高速搬送
の役割をもつと同時に通常熱延材の品質管理上使用する
冷却水により冷却されているため、一般に次の特性が要
求される。

すなわち、（１）高温の熱延材が高速で搬送されるため
高硬度を有し、耐摩耗性が維持されること。

（２）熱延材の高速搬送中に冷却水で冷却されるため、
冷却水に対し耐食性を有すること。

（３）繰返し加熱により表面に亀裂が発生しないことお
よび亀裂が生じても深く進行しないこと。

（４）上記３つの性質の劣化によってローラー表面に肌
荒れを生じ、これが焼付きの発生につながるため、この
抵抗性を有すること、などが必要である。

従来、熱延テーブルローラーとしては低合金鋼、アシキ
ュラー鋳鉄製ローラーおよびハードフェーシングローラ
ーなどが多用されているが、これらの材質にはそれぞれ
一長一短がある。

例えば低合金鋼およびアシキュラー鋳鉄製ローラーは硬
さが低いため耐摩耗性が劣り、冷却水に対する耐食性が
低い。

−力、ハードフェーシング爾−ラーは硬質部の肉厚が薄
いという不利な点がある。

このように現在実用されている熱延テーブルローラーに
は前述の必要特性を充分に満たしているものは見当らな
い。

本発明はこのような各種要求を満たし、苛酷な使用条件
に充分に耐える熱延テーブルローラーとして好適な遠心
鋳造製複合ロールを提供するものである。

本発明者らは上述のような品質が要求される熱延テーブ
ルローラーとしては外層と内層を異なる材料にて構成さ
れる複合ロールが好適であると考え、外層には高炭素ク
ロムステンレス鋼を、内層には靭性の高い炭素鋼又は合
金鋼を選び、両層の境界面を冶金学的に溶融結合させた
複合ロールを試作し熱延テーブルローラーとしての適性
を調査したが、その結果、外層としては耐食性、耐摩耗
性および加熱、冷却繰返しによる亀裂発生に対する抵抗
性の優れている化学組成としてＣ０，６０〜１．２０係
、Ｃｒ ］ ４．０〜１８．０％、Ｍｏ ０．２〜１．
０係、Ｎｉく０．４０％、Ｃｏ Ｏ，５〜２．０ ％を
含有する合金鋼が好適であり、また内層としては焼入れ
処理で硬化しないか又は焼入硬化性が低く、かつ靭性、
切削性を有し、低価格であり、而も外層の合金と界面で
冶金学的に融合してもその部分で硬さ、靭性などに著し
い性質変化を起しにくい性質を有するものとして低炭素
普通鋼又は低合金鋼、例えばＣ０，０９〜０．２０％、
Ｓｉ０．３５％以下、Ｍｎ０．５係以下、Ｐｏ、０３５
％以下、８０．０３５係以下、Ｃｒ Ｏ，５５〜１．５
０ ％、残部Ｆｅより成るりｔｊム鋼又ＬｔＣｏ、ｏ
８〜０．１６％、Ｓ ｉ ０．３５ ％以下、Ｍｎ ０
．６〜０．９ ％、Ｐｏ、０６％以下、８０．０５％以
下、残部Ｆｅより成るマンガン鋼が好適であることを見
い出しかつこれが製造に当っては遠心鋳造によるのが簡
単かつ廉価であり、而も両層の境界面の冶金学的結合を
良好ならしめ得ることを知見した。

以下、複合ロール外層の化学成分として上述の範囲のも
のが熱延テーブルローラーとして要求される諸性質を最
もよべ満たしていることを確めた試験結果について述べ
る。

試験に用いた鋳鋼試料の化学成分は第１表に示す通りで
ある。

これらの鋳造供試材の硬化熱処理後の硬さを上記第２−
表に示す。

比較材／／６．２を除けば、全鋼種ともＨＶ６００以上
の硬さを示しており、熱延テーブルローラーとして必要
な硬さを有しているということができる。

次に上記合金鋼と軟鋼とを一定条件で動的に接触させた
ときの摩耗減量を求めた結果を下記第３表に示す。

摩耗試験は摩擦速度１．３５ｍ／ｓｅｃ摩擦距離２００
ｍ、負荷応力ｋｇ／ｃｒｉｔの条件で行なった。

上表より明らかなように、比較例／ｉ６２を除けば、い
ずれも耐摩耗性は優れている。

／ｉｆ；、２鋼は析出硬化型ステンレス鋼であり、耐食
性の優れたステンレス鋼であるが、／Ｉ６１鋼および本
発明に用いる鋼に比較すると摩耗量は一桁高い値を示し
ている。

テーブルローラーは熱延鋼板の搬送中、常時水冷される
場合あるいは搬送終了後に水冷される場合など種々の条
件で加熱、冷却が繰返されるが、このような使用条件下
では硬さが高く耐摩耗性の良好な鋼はど亀裂を生ずる可
能性がある。

供試材より外径３０ｍｍ、内径１５罷（肉厚７．５ ｍ
ｒｎ ）長さ５０ｍｍの筒状試片を削り出し、３００〜
５００°Ｃの温度で３０分加熱後水冷の処理を繰返し行
なって亀裂感受性を調べた結果を下記第４表に示す。

上表より明らかなように、４００℃以下の温度に加熱し
た場合には鋼種間に差は認められないが、加熱温度が５
００℃となると鋼種間に明瞭な差が現われ、比較例及び
参考例は４回以下の繰返し加熱、冷却回数で割れを生じ
たのに対し、本発明においては３０回以内では割れを生
じていない。

Ｃ。約１係を含有する鋼種／１６４及び／Ｉ６７は１０
０回の加熱冷却回数でも割れを生ぜず、極めて優れた耐
割れ性を有している。

本発明におけるローラー外層の成分を限定した理由につ
いて以下に述べる。

ＣはＣｒ、Ｍｏと結合して炭化物を形成し耐摩耗性に有
効であるが、０．６０％未満では炭化物の量が少なく耐
摩耗性が劣り、１．２０％を超えると巨大な炭化物が多
くなり、耐摩耗性の効果が減少し鋳造割れの発生につな
がるので０．６０〜１．２０ ％とする。

Ｓｉは（１）合金溶製時の脱酸作用、（２）鋳造時の湯
流れ性、（３）耐酸化性などの事項を考慮に入れ、通常
この種合金に含有されている１、ｏｏ％未満とする。

Ｍｎは合金溶製時の脱酸作用に重点をおいて２．００％
以下とする。

Ｃｒは表面不働態化被膜形成に有効であり、耐食性、耐
酸化性を向上し、耐摩耗性の向上に有効であるが、１４
％未満ではＣとの結合によりＣｒ炭化物の生成により素
地中のＣｒ濃度が低下し、耐食性、耐酸化性を低下させ
、１ｓ、ｏ％を超えると材料の脆化が著しくなるので１
４．０〜１８．０％とする。

Ｎｉは合金の加熱変態点、冷却変態点ともに低下させ、
残留オーステナイトを生じ、焼鈍硬度を増大し、切削加
工性を劣化するため極力少ないことが望ましいが、この
種合金に不純物として含有される０、４０係以下とする
。

ＭｏはＣと結合して炭化物を形成して耐摩耗性を向上し
耐食性の向上に有効であるが、１．ｏ％以上になると高
価になるので０．２〜１．０％とする。

Ｃｏは素地を強化し、耐クラツク性の向上に有効であり
、０．５％未満では効果がなく、２係を超えるとその効
果が減少するので０．５〜２．０％とする。

また内層としては焼入れ処理でも硬化せず、靭性、切削
性を有し、かつ前記外層合金鋼と冶金的に融合しても、
その界面で硬さ、靭性に著しい変化を起し難いものが好
適であることは前述の通りであるが、これがためには下
表に示す如き炭素含有量が０．３０％以下の靭性の高い
低炭素普通鋼又は合金鋼が好適である。

次に′本発明の実施例を示す。

遠心鋳造法により、先ず外層として前記第１表／Ｉ６４
の成分を有する合金鋼を鋳込み、続いてその内面が凝固
する前に前記第５表／１６１の化学成分を有する低炭素
鋼を鋳込み、両者と冶金学的に結合させて複合ロールを
溶製した。

これ、本り００℃×４ｈｒ焼鈍炉冷した後、両端にシキ
フトを溶接により取付けた後１．０１０℃Ｘ２ｈｒ空冷
の焼入れ処理、２５０℃Ｘ４ｈｒ空冷の焼戻し処理を行
ない、内外面を所定寸法に仕上げ加工を施したものを、
熱延テーブルローラーとして約１年間使用した後の状況
を下記に示す。

（１）耐食性： 冷却水に対し耐食性は充分であり、外表面は研磨仕上げ
の光沢状態を保持していた。

一方従来の低合金鋼製ロールは短期間で全面発銹変色し
スケールにて覆われた。

（２）耐摩耗性： 摩耗量は極めて少なく、外径寸法の減少は０．０１〜０
．００８ｍｍ７月程度であり耐摩耗性は完全であったが
従来の低合金鋼製ロールの場合は１〜２ｍｍ１月であり
本発明ロールに比較すれば著しく劣る。

（３）焼付き： １年後全く認められない。

以上の通りであるから、本発明により製造される複合ロ
ールの性能は極めて優れており、鋼材の熱間圧延用とし
て極めて好適である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 遠心鋳造により熱延テーブルローラー用複合ロール
   を製造するに当り、重量でＣ０，６０〜１．２０係、ｓ
   ｉｌ、ｏｏ％未満、Ｍｎ ＜２．００ ％、Ｃｒ ｌ
   ４．０〜］８．０％、Ｍｏ ０．２〜１．０ ％、Ｎｉ
   く０．４０％、およびＣｏ０．５〜２．０係を含有する
   合金鋼溶湯を外層として鋳込み、同外層の内面が一部未
   凝固の間に靭性の高い炭素鋼又は合金鋼を内層として鋳
   込み、この両者を一体化することを特徴とする耐摩耗性
   、耐食性及び耐割れ性のすぐれた熱延テーブルローラ用
   複合ロールの製造方法。