JPS60199508A - Roll for rolling mill and its manufacture - Google Patents

Roll for rolling mill and its manufacture

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JPS60199508A
JPS60199508A JP5570684A JP5570684A JPS60199508A JP S60199508 A JPS60199508 A JP S60199508A JP 5570684 A JP5570684 A JP 5570684A JP 5570684 A JP5570684 A JP 5570684A JP S60199508 A JPS60199508 A JP S60199508A
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roll
ceramic
thermal expansion
coefficient
layer
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JP5570684A
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Masahisa Sofue
祖父江 昌久
Yoshiyuki Yasutomi
安富 義幸
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B27/00Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
  • Producing Shaped Articles From Materials (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve the bending strength of a roll by changing the material of ceramics from the central axis of a roll to its outer circumference and making the coefficient of thermal expansion of the outer-peripheral side smaller than that of the central-axis side. CONSTITUTION:Silicon nitride and sialon, etc. different in chemical compositions are used for a central part 1, an intermediate layer 2, and an outer peripheral layer 3, to form the ceramic layers of three kinds into a concentrically circular body. The ceramic roll of said construction is provided with a cold hydrostatic press, and formed body is calcined in the atmosphere of 1,750 deg.C nitrogen, and further, provided with a hot hydrostatic press of 1,700 deg.C, etc. Successively, it is machined into a roll of ceramic concentrically-circular construction, the coefficient of thermal expansion of its outer layer 3 is smaller than that of its central part 1. Accordingly, a residual compressive stress caused by the difference of coefficient of thermal expansion, is produced in the roll outer layer 3, and the roll durable for ending load is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は圧延機用ロールおよびその製造方法に係シ、特
に曲げ荷重に対して高い強度を必要とするワークロール
として用いるのに好適な複合構造のセラミックス製圧延
機ロールおよびその製造方法に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a roll for a rolling mill and a method for manufacturing the same, and particularly relates to a composite structure suitable for use as a work roll that requires high strength against bending loads. The present invention relates to a ceramic rolling mill roll and a method for manufacturing the same.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

セラミックスが本質的に有している高硬度、高耐摩耗性
を利用して、圧延機のワークロールをセラミックスで作
ることは既に提案されている。
It has already been proposed to make work rolls for rolling mills from ceramics, taking advantage of the high hardness and high wear resistance that ceramics inherently have.

たとえば、特開昭49−43862号公報には、圧延機
用ロールを三層構造の複合ロールとし、最外層をセラミ
ックスのリングで形成することが記載されている。また
米国特許第3,577,619号明細書には、圧延機の
ワークロールをコアとスリーブからなる被合ロールとし
、スリーブをセラミックスで形成することが記載されて
いる。
For example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 49-43862 describes that a roll for a rolling mill is a composite roll having a three-layer structure, and the outermost layer is formed of a ceramic ring. Further, US Pat. No. 3,577,619 describes that the work roll of a rolling mill is a mating roll consisting of a core and a sleeve, and the sleeve is made of ceramics.

しかし、これらの技術では、セラミックスがロール表面
の一部に使用されているにすぎず、またセラミックスの
材質とが製造法については全く明らかにされていない。
However, in these techniques, ceramics are only used on a part of the roll surface, and the material and manufacturing method of the ceramics are not disclosed at all.

更に一般的に金属とセラミックスとの界面の接合強度を
大きくするKは技術的に困難を伴なうととも例コアをp
e金合金した場合、セラミックスの材質にもよるが通常
セラミックスとFe合金のそれぞれの熱膨張係数の差が
大すぎるため、ワークロール使用時の熱り歴等により界
面部の剥離が起こりやすい。
Furthermore, in general, K, which increases the bonding strength at the interface between metal and ceramics, is technically difficult and
In the case of an e-gold alloy, the difference in thermal expansion coefficient between the ceramic and the Fe alloy is usually too large, depending on the material of the ceramic, so peeling at the interface is likely to occur due to heat history during use of the work roll, etc.

また、セラミックスは一般に圧縮荷重には強いが、引張
荷重九対しては弱Inn このことは、例えば、セラミ
ックス、11 (1976)、6、Pbo2に記載され
ている。圧延ロールには、圧延時に曲げ荷重が作用し、
これによりロールの表面層に近いほど高い引張応力が発
生するため、引張荷重に弱いセラミックスは、圧延条件
によっては使用できないこともあり得る。
Furthermore, ceramics are generally strong against compressive loads, but weak against tensile loads.This is described, for example, in Ceramics, 11 (1976), 6, Pbo2. A bending load acts on the rolling roll during rolling,
As a result, higher tensile stress occurs closer to the surface layer of the roll, so ceramics that are weak against tensile loads may not be able to be used depending on the rolling conditions.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、ロール全体がセラミックスによって形
成されるとともに曲げ荷重に強い、圧延機用ロールとそ
の製造方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a roll for a rolling mill that is entirely made of ceramic and is resistant to bending loads, and a method for manufacturing the roll.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、ロールの中心軸から外周方向に向って同心円
上に段階的ないし連続的にセラミックス材質を変化させ
、ロール外周側をロールの中心軸側よ〕も熱膨張係数の
小さいセラミックス材質とし、ロールの外周部側で圧縮
残留応力を発生させ、ロールの中心部側で引張残留応力
を発生させるようにしたものである。
The present invention changes the ceramic material stepwise or continuously on concentric circles from the center axis of the roll toward the outer circumference, and makes the outer circumference of the roll a ceramic material with a smaller coefficient of thermal expansion than the center axis of the roll. Compressive residual stress is generated on the outer peripheral side of the roll, and tensile residual stress is generated on the central side of the roll.

セラミックスの製造においては、原料粉末を成形し高温
に刀U熱することにより焼結するのが、一般的方法であ
る。焼結は、原料粉末同志が結合ししながら、粉子間の
空けきを小さくすることで進行し焼結が完了する。この
時点では、内部応力はほとんど存在しない。焼結が完了
したのち、焼結体を室温まで冷却するが、本発明のロー
ルでは、外周に近い部分はど燕mfinの小さいセラミ
ックス材質で形成されているため、冷却後には熱膨張率
の差異による内部ひずみを生じ、ロールの外周部側で圧
縮残留応力が発生し、中心部側で引張残留応力を発生す
る。圧延機用ロールに曲げ荷重が作用すると、ロール外
周部の引張応力は、熱膨張差で生じた圧縮応力分だけ小
さくなる。
In the production of ceramics, a common method is to mold raw material powder and sinter it by heating it to a high temperature. Sintering progresses by reducing the gaps between powders while the raw material powders are bonded together, and sintering is completed. At this point, almost no internal stress exists. After sintering is completed, the sintered body is cooled to room temperature. However, in the roll of the present invention, since the portion near the outer periphery is made of a ceramic material with a small fin, after cooling, the difference in thermal expansion coefficient This causes internal strain, compressive residual stress is generated on the outer peripheral side of the roll, and tensile residual stress is generated on the center side. When a bending load is applied to a roll for a rolling mill, the tensile stress at the outer periphery of the roll is reduced by the compressive stress caused by the difference in thermal expansion.

したがって、曲げ荷重に強いロールが得られる。Therefore, a roll that is resistant to bending loads can be obtained.

ロール外周部とロール中心部の熱膨張係故の差が大すぎ
ると、ロール中心部の引張残留応力が大きくなりすぎロ
ール外周部とロール中心部の境界近傍で過大なひずみが
生じ、ロール強度が低下しやすい。したがって、上記の
Mr膨張係数の差はこのようなひずみが生じない範囲で
選定すべきである。この場合、ロール外周部とロール中
心部との間にこれらのセラミックス材質の熱膨張係故に
対し、中間の熱#張係数を有する中間のセラミックス層
を一層以上設けることが望ましい。中間のセラミックス
層が多層の場合、ロール外周側に近りセラミックス層か
らロール中心部に近いセラミックス層になるにつれて熱
膨張係数を次第に大きくすることが望ましい。
If the difference in thermal expansion coefficient between the roll outer periphery and the roll center is too large, the tensile residual stress at the roll center becomes too large, causing excessive strain near the boundary between the roll outer periphery and the roll center, resulting in a decrease in roll strength. tends to decline. Therefore, the above-mentioned difference in Mr expansion coefficient should be selected within a range that does not cause such distortion. In this case, it is desirable to provide one or more intermediate ceramic layers having an intermediate thermal tensile coefficient between the outer circumferential portion of the roll and the center portion of the roll in order to prevent thermal expansion of these ceramic materials. When the intermediate ceramic layer is multi-layered, it is desirable to gradually increase the coefficient of thermal expansion from the ceramic layer closer to the outer circumference of the roll to the ceramic layer closer to the center of the roll.

本発明においては、熱膨張率の!Aなるセラミックス材
質で構成する仁とは必須栄件で必るが、よシ高強度のロ
ールを達成するには、構成要素である各セラミックス材
質が、それぞれ、12;強度でるることが必要である。
In the present invention, the coefficient of thermal expansion! It is essential that the roll is made of ceramic material A, but in order to achieve a roll with high strength, each of the component ceramic materials must have 12 strength. be.

高強度の得られるセラミックス材質としては、例えば、
炭化けい累、窒化けい素、サイアロン、アルミナ、ジル
コニア、これらの複合材などが適している。
Examples of ceramic materials that can provide high strength include:
Suitable materials include silicon carbide, silicon nitride, sialon, alumina, zirconia, and composite materials thereof.

次に本発明ロールの製造方法について説明する。Next, a method for manufacturing the roll of the present invention will be explained.

冷間静水圧プレス法、泥しよう鋳込み法等によシ、セラ
ミックス粉末を丸棒状に成形し、必要に応じて乾燥、仮
焼成1機械加工を施して丸棒状の多孔質体を製作する。
Ceramic powder is formed into a round bar shape using a cold isostatic pressing method, a slurry casting method, etc., and if necessary, drying, pre-calcination and machining are performed to produce a round bar-shaped porous body.

この丸棒状の多孔質体を組成の異なるセラミックスの泥
しよう中に浸漬すると、多孔質体と泥しようとの界面に
おいて泥しよう中の水分が多孔質体中に吸収されること
によ)、多孔質体の表面に泥しようが付着、固化する。
When this round rod-shaped porous body is immersed in ceramic slurry having a different composition, the moisture in the slurry is absorbed into the porous body at the interface between the porous body and the slurry. Mud sticks to the surface of the mass and hardens.

この固化層は均一な肉厚となシ、浸漬時間の経過ととも
にその厚さを増す。従って所定時間後に多孔質体を泥し
ようよシ取ル出すことにより、前記固化層の肉厚を所定
肉厚に制御することができる。この場合、多孔質体の吸
水量には当然限界があるため、必要ならば一旦泥しよう
より多孔質体を取シ出して乾燥させたのち、再度泥しよ
うに浸漬すれば、より厚い固化層を形成することができ
る。
This solidified layer has a uniform thickness and increases in thickness as the immersion time progresses. Therefore, the thickness of the solidified layer can be controlled to a predetermined thickness by removing the porous body from the mud drain after a predetermined time. In this case, there is naturally a limit to the amount of water absorbed by the porous material, so if necessary, remove the porous material from the mud bath, dry it, and then soak it in the mud bath again to form a thicker solidified layer. can be formed.

泥しようより取り出した成形体を乾燥し、前記の泥しよ
うとは組成の異なる泥しようを用いて、前記と同様の処
理を繰返すことKよシ、同心円状に段階的にセラミック
スの組成が変化した成形体が得られる。この成形体を乾
燥、焼結1機械〃口工仕上げすれば、複合構造のロール
が得られる。
The molded body taken out from the slurry was dried, and the same process as above was repeated using a slurry with a different composition from the slurry described above. As a result, the composition of the ceramic changed in stages in a concentric pattern. A molded body is obtained. If this molded body is dried, sintered, and machined, a roll having a composite structure can be obtained.

このようなロールの製造過程において、前記の中心部の
多孔質体および泥しようの材質を変化させ、外周部に近
い部位はど焼成後の熱膨張率が小さいようなセラミック
ス材質を選定することにより、焼成後の冷却過程でロー
ル外周部に圧縮残留応力が発生し、曲げ荷重に強いロー
ルとすることができる。
In the manufacturing process of such rolls, the materials of the porous body and slurry in the center are changed, and the parts near the outer periphery are made of ceramic material that has a small coefficient of thermal expansion after firing. During the cooling process after firing, compressive residual stress is generated on the outer periphery of the roll, resulting in a roll that is resistant to bending loads.

セラミックス質多孔質体を形成後、これを泥しよう中に
浸漬する方法では、セラミックス質多孔質体の表層付近
の気孔中に泥しようが浸入するため、最終的に得らnる
ロールの同心円上に形成される各層間の接合強度が高い
ものとなる。更に1焼成後のセラミックスロールは若干
の気孔が内在するが、これを熱間静水圧プレスV(よシ
加圧、加熱処理すればロール表面層の気孔率が減少する
のでロール表面層の強度が向上する。
In the method of forming a porous ceramic body and then immersing it in slurry, the slurry infiltrates into the pores near the surface layer of the porous ceramic body, so that the concentric circles of the final roll are The bonding strength between the layers formed is high. Furthermore, the ceramic roll after firing has some pores, but if these are subjected to hot isostatic pressing (pressing and heat treatment), the porosity of the roll surface layer will be reduced, and the strength of the roll surface layer will be increased. improves.

本発明の圧延機ロールの製造方法は、上記のような泥し
ようを用いる方法の他に以下のような方法でもよい。
In addition to the method using slurry as described above, the method for manufacturing the rolling mill roll of the present invention may be the following method.

第1は、泥しようの代りにセラミックスグリーンシート
を用いる方法である。すなわち、冷間静水圧プレス法、
泥しよう鋳込み法等によって、セラミックス粉末を丸棒
状に成形し、必要に応じて乾燥、仮焼成1機械加工を施
し、得られた丸棒状のセラミックス多孔質体にこの多孔
質体とは組成の異なる所定厚みのセラミックスグリーン
シートを巻回し、焼結2機械加工すること罠よって所望
のロールが得られる。この場合、グリーンシートにセラ
ミックス泥しようを塗布し、この塗布面を丸棒状のセラ
ミックス多孔質体に巻回接合させれば、接合強度の高い
ロールが得られる。
The first method is to use ceramic green sheets instead of plaster. That is, cold isostatic pressing method,
Ceramic powder is formed into a round rod shape using a slurry casting method, etc., and if necessary, it is dried, calcined, and machined, and the resulting round rod-shaped ceramic porous body has a composition different from that of this porous body. A desired roll is obtained by winding a ceramic green sheet of a predetermined thickness, sintering and machining. In this case, by applying ceramic slurry to the green sheet and winding and bonding the coated surface to a round bar-shaped ceramic porous body, a roll with high bonding strength can be obtained.

第2は、押出成形等によって製造されるセラミックスの
パイプを用いる方法である。すなわち、上記のような方
法又は押出成形等の方法によって丸棒状のセラミックス
多孔質体を形成する。この丸棒状のセラミックス多孔質
体を押出成形等の方法によって製造された未乾繰状悪の
パイプ中に挿入し、ラバプレス法によってパイプを塑性
変形させ、次いで乾燥、焼結することによって所望のロ
ールが得られる。
The second method is to use a ceramic pipe manufactured by extrusion molding or the like. That is, a round bar-shaped ceramic porous body is formed by the method described above or by a method such as extrusion molding. This round bar-shaped ceramic porous body is inserted into an undried, poorly shaped pipe manufactured by a method such as extrusion molding, the pipe is plastically deformed by a rubber press method, and then dried and sintered to form a desired roll. is obtained.

第1および第2の方法においては、丸棒状のセラミック
ス多孔質体とグリーンシート又はパイプとのそれぞれの
材質の熱膨張係数が異なシ、グリーンシート又はパイプ
側の方が熱膨張係数が小さいことになる。更にグリーン
シートは材質の異なるものを複数枚巻回接合してもよく
、又パイプも材質の異なるものをaa本用いてもよい。
In the first and second methods, the coefficients of thermal expansion of the materials of the round rod-shaped porous ceramic body and the green sheet or pipe are different, and the coefficient of thermal expansion of the green sheet or pipe is smaller. Become. Furthermore, a plurality of green sheets made of different materials may be wound and joined together, and a number of pipes made of different materials may be used.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

実施例1 セラミックス材質として、窒化けい素、及び組成の異な
る2種類のサイアロン、の計3種類を用いた実施例を以
下に説明する。
Example 1 An example using a total of three types of ceramic materials, silicon nitride and two types of sialon having different compositions, will be described below.

上記3種類のセラミックス材質を用いて、直径20+m
、長は100關の丸棒状のロールを製作した。第1図に
ロールの軸に直角な断面図を示す。
Using the above three types of ceramic materials, the diameter is 20+m.
, made a round bar-shaped roll of 100 degrees. FIG. 1 shows a sectional view perpendicular to the axis of the roll.

第1図で、1は中心部で窒化けい素、2は中間層でサイ
アロンよシなシ、その化学組成はS 16−zALzO
zNB−z 、 Z = 0.4である。3は外周層で
同じくサイアロンであるが、上記化学組成式でZ = 
1.5の組成のものである。これら3種類のセラミック
スは同心円状に構成されており、外周層のサイアロン(
Z=1.5)の厚さは1關で熱膨張係数は3.02X1
0−’1/130〜1000t)’)、中間層のサイア
ロン(Z=0.4)の厚さは3諌で熱膨張係数は3.1
6X10−’1/C(30〜1000C)、中部の窒化
けい素は直径1211Bで熱#張係数は3.25 X 
l O−61/C(30〜1000C)ある。
In Figure 1, 1 is silicon nitride in the center, 2 is a middle layer similar to sialon, and its chemical composition is S16-zALzO.
zNB-z, Z = 0.4. 3 is the outer peripheral layer, which is also Sialon, but in the above chemical composition formula, Z =
It has a composition of 1.5. These three types of ceramics are structured concentrically, and the outer layer of sialon (
The thickness of Z=1.5) is 1 inch and the coefficient of thermal expansion is 3.02X1
0-'1/130~1000t)'), the thickness of the middle layer Sialon (Z=0.4) is 3 squares, and the coefficient of thermal expansion is 3.1.
6X10-'1/C (30~1000C), the silicon nitride in the middle has a diameter of 1211B and a thermal tensile coefficient of 3.25X
l O-61/C (30-1000C).

ロールは、0.7〜5μmの原料粉末を用い、同心円状
の構造に各セラミックス材質を配置したのち冷間静水圧
プレスを施し、得られた成形体を1750C1窒索ガス
芽囲気で焼成し、ざらに1700t:’で高温静水圧プ
レスを施したのち、表面を機械加工仕上げした。これに
より、理論密度の99.8%の密度を有する。同心円状
4造のロールを得た。
The roll uses raw material powder of 0.7 to 5 μm, and after arranging each ceramic material in a concentric structure, cold isostatic pressing is performed, and the resulting molded body is fired in a 1750C1 nitrogen gas atmosphere. After applying a high temperature isostatic press at 1700 tons, the surface was machined and finished. As a result, it has a density of 99.8% of the theoretical density. Four concentric rolls were obtained.

このロールをワークロールとし、バックアップロールに
ビッカース硬さ33000合金製ロールを用いて、板幅
50++m、板厚0.3 rtrmのステンレス鋼5U
S304の圧延を行った。このワークロールの表面硬さ
は、ピンカース硬さ3100である。ステンレス鋼5U
S304を0.1 wgまで圧延したが、ロールに損傷
を生じることなく、光沢度の高い良好な圧延材を得るこ
とがでさた。
Using this roll as a work roll and a backup roll made of an alloy with a Vickers hardness of 33000, a stainless steel 5U plate with a plate width of 50++ m and a plate thickness of 0.3 rtrm was used.
Rolling of S304 was performed. The surface hardness of this work roll is Pinkers hardness 3100. stainless steel 5U
Although S304 was rolled to 0.1 wg, it was possible to obtain a good rolled material with high gloss without causing any damage to the roll.

比較のため、窒化けい素、サイアロン(Z=0.4及び
Z=1.5)を用いて各単一材質のロールを、上記と同
様に製作し、上記と同様の圧延を行った。その結果、態
化けい素のロールでは0.1511111まで圧延でき
たが、さらに圧下刃を増して圧延した場合には表面よシ
き裂を発生した。サイアロン(Z = 0.4及びZ=
1.5)のロールは、0.13調の板厚でロールにき裂
が発生した。この結果から本発明のロールはよシ高い圧
下刃に耐えることが判明した。
For comparison, rolls made of a single material of silicon nitride and sialon (Z=0.4 and Z=1.5) were manufactured in the same manner as above, and rolled in the same manner as above. As a result, it was possible to roll the material to 0.1511111 with the silicon roll, but surface cracks occurred when the number of reduction blades was further increased. Sialon (Z=0.4 and Z=
In the roll of No. 1.5), a crack occurred in the roll at a thickness of 0.13. From this result, it was found that the roll of the present invention can withstand even higher reduction blades.

次に上dCの4植類のロールの曲げ試験結果を第1表に
示す。いずれも直径20順、長さ100mのロールでオ
ち、これらのロールをそれぞれ支点円距馳70鰭で3点
曲げ破壊試験を行った。
Next, Table 1 shows the results of the bending test for the rolls of the four dC plants. Each roll had a diameter of 20 mm and a length of 100 m, and a three-point bending fracture test was conducted on each of these rolls with a fulcrum circle of 70 fins.

、Jソ′F:#り 本発明のロールは、他のロールよjfi 20Kyf/
■2以上高く、本発明のロールで賦与されている表面層
の圧紬残留応力の効果が明らかに認められる。
, J So'F:#ri The roll of the present invention is jfi 20Kyf/
(2) It is higher than 2, and the effect of the pongee residual stress imparted to the surface layer by the roll of the present invention is clearly recognized.

実施例2 平均粒径0.7μmの窒化けい累粉末&C焼結助剤とし
てイツトリア粉末を3重量%、バインダとしてポルビニ
ールブチラールを重ff12チを加え、これらを混合し
たのち900に9f/cJの圧力で静水圧プレスを行っ
たのち、機械加工により胴部直径50期、胴長100刷
、全長200關のロール形状の成形体(気孔率40チ)
を得た。
Example 2 Silicon nitride powder with an average particle size of 0.7 μm and 3% by weight of ittria powder as a sintering aid and 12% heavy weight of polvinyl butyral as a binder were added, and after mixing these, 9f/cJ was added to 900. After hydrostatic pressing with pressure, a roll-shaped molded body (porosity 40 cm) with a body diameter of 50 cm, a body length of 100 cm, and a total length of 200 cm is machined.
I got it.

一方、平均粒径0.7μmの窒化けい素粉末48重量%
、平均粒径1.0μmのアルミナ粉末重量48チ、及び
イツトリア粉末4重址チからなる粉末に、水及び解膠剤
を添加混合して泥しようを得た。
On the other hand, 48% by weight of silicon nitride powder with an average particle size of 0.7 μm
A slurry was obtained by adding and mixing water and a deflocculant to a powder consisting of 48 grams of alumina powder with an average particle size of 1.0 μm and 4 layers of ittria powder.

前記のロール形状成形体を前記泥しよう中に浸漬し、成
形体表面に51IIIだけ固化層が付着した時点で成形
体を取)出し、大気中で24時間、50Cの乾燥炉中で
5時間、1oorの乾燥炉で2時間、それぞれ乾燥した
のち、1750C,窒素ガス雰囲気中で3時間焼成した
。焼成によシ約20チだけ寸法が収縮した。この焼成品
の表面層を機械加工仕上げすることにより、胴部直径3
8+ms胴長77■、全長157mの複合セラミックス
ロールを得た。超音波探傷試験及び切断調査の結果、表
面、内部とも欠陥は認められず、健全なロールが得られ
た。本実施例において焼成機械加工後の泥しようによっ
て形成された外層部分の厚みは約4酎であった。また焼
成したロールの気孔率は1.7チであった。焼成1模様
加工後のロールを2000に9f/cJのアルゴン雰囲
気下で、1700Cで2時間加熱した結果、気孔率は0
.1チ以下に減少し、よプ高度のロールとすることがで
きた。
The roll-shaped molded product was immersed in the slurry, and when a solidified layer of 51III had adhered to the surface of the molded product, the molded product was taken out, exposed to the atmosphere for 24 hours, and then placed in a drying oven at 50C for 5 hours. After drying for 2 hours in a 1oor drying oven, each sample was fired at 1750C for 3 hours in a nitrogen gas atmosphere. The size shrunk by about 20 inches during firing. By machining and finishing the surface layer of this fired product, the diameter of the body is 3
A composite ceramic roll having a body length of 8+ms and a total length of 157 m was obtained. As a result of the ultrasonic flaw detection test and cutting investigation, no defects were observed on the surface or inside, and a sound roll was obtained. In this example, the thickness of the outer layer formed by the slurry after firing and machining was about 4 mm. The porosity of the fired roll was 1.7 inches. As a result of heating the roll after baking 1 pattern processing at 1700C for 2 hours in an argon atmosphere of 9f/cJ, the porosity was 0.
.. It was reduced to less than 1 inch, and I was able to make a roll with a high altitude.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように本発明によれば、ロール外周部側で圧縮残
留応力を発生させているので、圧延機用ロールに曲げ荷
重が作用してもロール外周部側の引張応力は圧縮残留応
力弁だけ小さくなる。したかって曲げ荷重に強いロール
と七の製造法を提供できる。
As described above, according to the present invention, compressive residual stress is generated on the roll outer circumferential side, so even if a bending load is applied to the roll for a rolling mill, the tensile stress on the roll outer circumferential side is generated only by the compressive residual stress valve. becomes smaller. Therefore, it is possible to provide a roll that is resistant to bending loads and the seventh manufacturing method.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例を示す圧延磯用ロールの中心
l1tIIVC直角な新面図である。 l・・・中心部、2・・・中1山層、3・・・外周層。 代理人 弁理士 鵜沼辰之 1 2 ゛3
FIG. 1 is a new view showing an embodiment of the present invention at right angles to the center l1tIIVC of a rolling surface roll. l...center, 2...middle 1st layer, 3...outer layer. Agent Patent Attorney Tatsuyuki Unuma 1 2 ゛3

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、ロールの中心軸から外周方向に向って同心円上に段
階的ないし連続的にセラミックス材質を変化させ、ロー
ル外周側をロールの中心軸側よシも熱膨張係数の小さい
セラミックス材質としたことを特徴とする圧延機用ロー
ル。 2、丸棒状の中心部セラミックス多孔質を形成し、該セ
ラミックス多孔質体の外周表面に少なくとも一層以上で
あって、外層側になるにつれて最終的に得られるセラミ
ックス材質の熱膨張係数が小さくなるような外周部セラ
ミックス多孔質体を形成した後、焼成および機械加工を
行うことを特徴とする圧延機用ロールの製造方法。 3、前記外周部セラミックス多孔質体が、前記中心部セ
ラミックス多孔質体にセラミックス泥しようを付着乾燥
する操作を少なくとも1回以上行って得られることを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の圧延機用ロールの
製造方法。 4、焼成後のセラミックスロールを、熱間静水圧プレス
によシ加圧、加熱処理することを特徴とする特許請求の
範囲第2項又は第3項記載の圧延機用ロールの製造方法
[Claims] 1. The ceramic material is changed stepwise or continuously on a concentric circle from the center axis of the roll toward the outer periphery, so that the outer periphery of the roll has a smaller coefficient of thermal expansion than the center axis of the roll. A roll for a rolling mill characterized by being made of ceramic material. 2. A porous ceramic body is formed in the center of a round rod, and at least one layer is formed on the outer peripheral surface of the porous ceramic body, so that the coefficient of thermal expansion of the final ceramic material becomes smaller toward the outer layer. 1. A method for producing a roll for a rolling mill, which comprises forming a porous outer peripheral ceramic body, followed by firing and machining. 3. The peripheral ceramic porous body is obtained by applying and drying ceramic slurry to the central ceramic porous body at least once or more. A method for manufacturing rolls for rolling mills. 4. The method for manufacturing a roll for a rolling mill according to claim 2 or 3, characterized in that the fired ceramic roll is subjected to pressure and heat treatment using a hot isostatic press.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2019076914A (en) * 2017-10-23 2019-05-23 パナソニックIpマネジメント株式会社 Roll press device

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