JPS61176409A - 複合リングロ−ル - Google Patents
複合リングロ−ルInfo
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- JPS61176409A JPS61176409A JP1791685A JP1791685A JPS61176409A JP S61176409 A JPS61176409 A JP S61176409A JP 1791685 A JP1791685 A JP 1791685A JP 1791685 A JP1791685 A JP 1791685A JP S61176409 A JPS61176409 A JP S61176409A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- outer layer
- less
- inner layer
- ring roll
- composite ring
- Prior art date
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- Granted
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B27/00—Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (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】
(産業上の利用分野)
本発明は、鉄鋼線材及び棒材等の圧延用リングロールに
関する。
関する。
(従来の技術)
鉄鋼圧延用ロールにおいて特に仕上圧延機用ロールとし
ては、圧延材と接する部分(使用層)に耐摩耗性等の性
質が要求される点から、使用層である外層と、強靭材で
形成された軸芯部とが溶着一体化された複合ロールが使
用されている。複合ロールは、主として遠心力鋳造法で
鋳造段階で複合一体化される。
ては、圧延材と接する部分(使用層)に耐摩耗性等の性
質が要求される点から、使用層である外層と、強靭材で
形成された軸芯部とが溶着一体化された複合ロールが使
用されている。複合ロールは、主として遠心力鋳造法で
鋳造段階で複合一体化される。
一方、線材圧延機には、最近は殆ど超硬焼結リングロー
ルが用いられ、例えば、ブロックミルでは第7図の如き
超硬材(WC粉末とCoが主体)により形成されたリン
グロールが使用されている。
ルが用いられ、例えば、ブロックミルでは第7図の如き
超硬材(WC粉末とCoが主体)により形成されたリン
グロールが使用されている。
また、該リングロールは、軸に機械的に固着して組立ロ
ールとして使用される。
ールとして使用される。
(発明が解決しようとする問題点)
超硬リングロールを軸嵌して組立ロールとして使用する
場合、リング全体が超硬材であり経済的でないばかりか
、複雑な組立構造とする必要がある。すなわち、リング
ロールを軸に組立て固着する場合、固定リング、スペー
サーリング等を用いて軸に強固に固定する必要があり、
又鋼糸の軸と超硬リング材の熱膨張係数の大きい差を緩
和する必要があるからである。その結果、斯かる組立ロ
ールはコストが非常に高くなる。
場合、リング全体が超硬材であり経済的でないばかりか
、複雑な組立構造とする必要がある。すなわち、リング
ロールを軸に組立て固着する場合、固定リング、スペー
サーリング等を用いて軸に強固に固定する必要があり、
又鋼糸の軸と超硬リング材の熱膨張係数の大きい差を緩
和する必要があるからである。その結果、斯かる組立ロ
ールはコストが非常に高くなる。
そこで、高価な材料を圧延使用層である外層に用い、内
層は安価な強靭材とした複合リングロールが要望されて
いる。斯かる複合リングロールの製造法として遠心力鋳
造による方法がある。しかし、この場合、高合金材の外
層に内層を鋳造したときに、外層内面が溶解されて高合
金成分が内層に混入し、内層の強靭性を劣化させると共
に、外層の高合金材の歩留を悪化させる欠点がある。
層は安価な強靭材とした複合リングロールが要望されて
いる。斯かる複合リングロールの製造法として遠心力鋳
造による方法がある。しかし、この場合、高合金材の外
層に内層を鋳造したときに、外層内面が溶解されて高合
金成分が内層に混入し、内層の強靭性を劣化させると共
に、外層の高合金材の歩留を悪化させる欠点がある。
本発明は叙上の問題に鑑みなされたものであって、その
目的は、超硬リングロールよりやや耐摩耗性は劣るが、
耐摩耗性と耐焼付性とを兼備し低コストであって、しか
も外層から内層への成分の移行が可及的に抑止された強
靭な内層を有する複合リングロールを提供することを目
的とするものである。
目的は、超硬リングロールよりやや耐摩耗性は劣るが、
耐摩耗性と耐焼付性とを兼備し低コストであって、しか
も外層から内層への成分の移行が可及的に抑止された強
靭な内層を有する複合リングロールを提供することを目
的とするものである。
(問題点を解決するための手段)
前記目的を達成するために次の手段を講じた。
すなわち、第1の手段として、複合リングロールの外層
を、重量%でCr : 10〜25%を主成分としてP
:0.1%を越え1.0%以下を含有しその他特定量の
C並びに適宜の合金成分を含有する高クロム鋳鉄で形成
し、その内層を鋼材で形成すると共に、両者を熱間静水
圧加圧により拡散接合した。
を、重量%でCr : 10〜25%を主成分としてP
:0.1%を越え1.0%以下を含有しその他特定量の
C並びに適宜の合金成分を含有する高クロム鋳鉄で形成
し、その内層を鋼材で形成すると共に、両者を熱間静水
圧加圧により拡散接合した。
また、第2の手段として、複合リングロールの外層を、
重量%でCr : 10〜25%を主成分としてP:0
.1%を越え1.0%以下を含有しその他特定量のC並
びに適宜の合金成分を含有する高クロム鋳鉄で形成した
第1外層と、該第1外層の内面に鋳造一体化されたダク
タイル鋳鉄又はアダマイト材からなる第2外層とで構成
し、該外層と鋼材で形成した内層とを熱間静水圧加圧に
より拡散接合した。
重量%でCr : 10〜25%を主成分としてP:0
.1%を越え1.0%以下を含有しその他特定量のC並
びに適宜の合金成分を含有する高クロム鋳鉄で形成した
第1外層と、該第1外層の内面に鋳造一体化されたダク
タイル鋳鉄又はアダマイト材からなる第2外層とで構成
し、該外層と鋼材で形成した内層とを熱間静水圧加圧に
より拡散接合した。
゛ (作 用)
本発明の第1の手段によれば、外層をCr : 10〜
25%を主成分としP:0.1%を越え1.0%以下を
含有しその他特定量の合金成分を含有する高クロム鋳鉄
材で形成したから、組織中にステダイトと呼ばれる硬い
リン共晶が存在し、鉄鋼線材、棒材等の圧延に対して優
れた耐摩耗性及び耐焼付性を有し、又内層を鋼材で形成
したから、内層に強靭性を確保できる。更に、両者を熱
間静水圧加圧により拡散接合したから、外層から内層へ
のCrの移行を可及的に抑止して内層の強靭性を劣化さ
せることなく両者を強固に一体化できる。
25%を主成分としP:0.1%を越え1.0%以下を
含有しその他特定量の合金成分を含有する高クロム鋳鉄
材で形成したから、組織中にステダイトと呼ばれる硬い
リン共晶が存在し、鉄鋼線材、棒材等の圧延に対して優
れた耐摩耗性及び耐焼付性を有し、又内層を鋼材で形成
したから、内層に強靭性を確保できる。更に、両者を熱
間静水圧加圧により拡散接合したから、外層から内層へ
のCrの移行を可及的に抑止して内層の強靭性を劣化さ
せることなく両者を強固に一体化できる。
また、第2の手段によれば、外層を第1外層と第2外層
とに分け、第2外層をダクタイル鋳鉄又はアダマイト材
で形成したから、両者は容易に鋳造一体化され、かつ外
層と内層との熱間静水圧加圧による拡散接合により、第
2外層と内層との接合面の界面性状は極めて良好となる
。
とに分け、第2外層をダクタイル鋳鉄又はアダマイト材
で形成したから、両者は容易に鋳造一体化され、かつ外
層と内層との熱間静水圧加圧による拡散接合により、第
2外層と内層との接合面の界面性状は極めて良好となる
。
(実施例)
次に図面を参照して本発明の複合リングロールについて
詳述する。
詳述する。
第1図は第1の発明に係る複合リングロールの構造を示
す断面図である。
す断面図である。
複合リングロール1は、重量%T:Cr : 10〜2
5%、P:0.l〜1.0%(0,1%を除く。)の特
定組成の高クロム鋳鉄の外層2と、鋼材で形成された内
層3とが熱間静水圧加圧(以下、HIPという。
5%、P:0.l〜1.0%(0,1%を除く。)の特
定組成の高クロム鋳鉄の外層2と、鋼材で形成された内
層3とが熱間静水圧加圧(以下、HIPという。
)により拡散接合されて一体化されている。
かかる複合リングロール1は、第2図(1) +21の
如く、高クロム鋳鉄材で形成された外層素材リング2゛
と強靭性のある鋼材で形成された内層素材リング3゛と
を適宜寸法に加工した後、両者を嵌合しHIP処理によ
り拡散接合して得られた複合素材を所望の形状に加工し
て製作される。この場合、外層素材リング2”の外径り
、”は、第1図の製品外径D1より加工代部分だけ大き
くし、又その内径D2は、製品の外層2と内層3との境
界の直径D2と同じとする。一方、内層素材リング3゛
の外径はD2とし、その内径はD3’ は、内面の加工
代部分だけ製品内径D3より小さくするのは当然である
。又素材リングの幅も製品幅より加工化分を見込んで大
きくする。このようにして得られた外層素材リング2°
と内層素材リング3゛とをHIP処理により拡散接合す
る。その結果、外層から内層へCrの混入が可及的に抑
止され、かつ両者が強固に結合一体化された複合素材が
得られる。
如く、高クロム鋳鉄材で形成された外層素材リング2゛
と強靭性のある鋼材で形成された内層素材リング3゛と
を適宜寸法に加工した後、両者を嵌合しHIP処理によ
り拡散接合して得られた複合素材を所望の形状に加工し
て製作される。この場合、外層素材リング2”の外径り
、”は、第1図の製品外径D1より加工代部分だけ大き
くし、又その内径D2は、製品の外層2と内層3との境
界の直径D2と同じとする。一方、内層素材リング3゛
の外径はD2とし、その内径はD3’ は、内面の加工
代部分だけ製品内径D3より小さくするのは当然である
。又素材リングの幅も製品幅より加工化分を見込んで大
きくする。このようにして得られた外層素材リング2°
と内層素材リング3゛とをHIP処理により拡散接合す
る。その結果、外層から内層へCrの混入が可及的に抑
止され、かつ両者が強固に結合一体化された複合素材が
得られる。
次に前記外層を形成する高クロム鋳鉄の成分限定理由に
ついて説明する。該高クロム鋳鉄は、重量%でCr:1
0〜25%、P:0.1〜1.0%(0,1%を除く。
ついて説明する。該高クロム鋳鉄は、重量%でCr:1
0〜25%、P:0.1〜1.0%(0,1%を除く。
)とし、極めて耐摩耗性及び耐焼付性に優れた材質であ
り、鉄鋼線材、棒材等の圧延用材質として好適である。
り、鉄鋼線材、棒材等の圧延用材質として好適である。
以下、単位は重量%である。
C:2.0〜4.0%
Cは(Fe−Cr) 7 C3型炭化物を安定にする範
囲内として、Crとのバランスをとって目的のカーバイ
ド量によって決定される。Cが2.0%未満の範囲では
炭化物の量が減少し、耐摩耗性が不足する。Cが4.0
%を越えた場合は炭化物量が多すぎ、機械的性質の劣化
を来す。
囲内として、Crとのバランスをとって目的のカーバイ
ド量によって決定される。Cが2.0%未満の範囲では
炭化物の量が減少し、耐摩耗性が不足する。Cが4.0
%を越えた場合は炭化物量が多すぎ、機械的性質の劣化
を来す。
Si:0.5〜1.5%
Siは溶湯の脱酸のため0.5%以上は必要であるが1
.5%を越えると機械的性質の劣化を来す。
.5%を越えると機械的性質の劣化を来す。
Mn : 0.5〜1.5 %
MnはSiの補助脱酸として0.5%以上は必要である
と共にSの悪影響をMnSとして防止するのに有用であ
るが、1.5%を越えると機械的性質、特に靭性の点で
劣化が著しい。
と共にSの悪影響をMnSとして防止するのに有用であ
るが、1.5%を越えると機械的性質、特に靭性の点で
劣化が著しい。
P:0.1〜1.0 % (0,1%を除く)Pはロー
ル材質に於いては少ない程材質の靭性面からは望ましい
が、焼付性の改善の目的から、カーバイド形状を変え、
カーバイド面積の増加という目的で本発明では積極的に
添加する。すなわち、0.1%を越えてからカーバイド
の形状変化が認められ面積も増加する。この効果は1.
0%まで比例的に認められるが1.0%を越えると飽和
し、それ以上の添加は材質を脆くさせるため、0.1%
を越え1.0%以下とした。
ル材質に於いては少ない程材質の靭性面からは望ましい
が、焼付性の改善の目的から、カーバイド形状を変え、
カーバイド面積の増加という目的で本発明では積極的に
添加する。すなわち、0.1%を越えてからカーバイド
の形状変化が認められ面積も増加する。この効果は1.
0%まで比例的に認められるが1.0%を越えると飽和
し、それ以上の添加は材質を脆くさせるため、0.1%
を越え1.0%以下とした。
S:0.1%以下
Sはロール材質においては少ない程望ましく、材質を脆
くするという点から0.1%以下とした。
くするという点から0.1%以下とした。
Ni:0.5〜2.0%
Niについては焼入性を向上させるために積極的に硬度
調整のため添加されるが、そのためには0.5%以上は
必要である。しかし、2.0%を越えると熱的に不安定
な残留オーステナイトが増え、硬度が上がりにくい。
調整のため添加されるが、そのためには0.5%以上は
必要である。しかし、2.0%を越えると熱的に不安定
な残留オーステナイトが増え、硬度が上がりにくい。
Cr:10〜25%
Crは10%未満ではM3C型の炭化物が多く晶出し、
強靭性の低下及び炭化物の微細均一化が得られず、一方
、25%を越えるとM23C6型炭化物の量が増え強靭
性が劣化する。
強靭性の低下及び炭化物の微細均一化が得られず、一方
、25%を越えるとM23C6型炭化物の量が増え強靭
性が劣化する。
Mo : 0.5〜3.0%
MOは焼入・焼戻し抵抗を高めると同時に炭化物中に入
り、炭化物硬度を高めると共に、焼戻し軟化抵抗を増す
ために有効であるが0.5%未満ではこの効果がうすく
、3.0%を越えて添加してもその効果は飽和するため
、コストを考慮して3.0%以下とする。
り、炭化物硬度を高めると共に、焼戻し軟化抵抗を増す
ために有効であるが0.5%未満ではこの効果がうすく
、3.0%を越えて添加してもその効果は飽和するため
、コストを考慮して3.0%以下とする。
本発明に係る高クロム鋳鉄は、上記の合金成分の他、残
部実質的Feで形成されるが、高クロム鋳鉄の性質を改
善するために、前記合金成分にNb。
部実質的Feで形成されるが、高クロム鋳鉄の性質を改
善するために、前記合金成分にNb。
■のうち一種又は2種を合計量で1.0%以下含有させ
ることができる。
ることができる。
Nbは鋳造組織の微細化に効果があり、Nbの添加によ
り析出硬化が促進されるが、1.0%を越えて添加して
もその効果は飽和するため、コストを考慮して1.0%
以下とする。
り析出硬化が促進されるが、1.0%を越えて添加して
もその効果は飽和するため、コストを考慮して1.0%
以下とする。
VもNbと同様の目的で添加するが、1.0%を越えて
はVC炭化物が多くなり、Cr炭化物の減少につながる
ため、かえって強靭性が低下する。このため1.0%以
下とする。
はVC炭化物が多くなり、Cr炭化物の減少につながる
ため、かえって強靭性が低下する。このため1.0%以
下とする。
内層に用いる鋼材は、一般に靭性の優れた機械構造用炭
素鋼、構造用合金鋼等の材料から適宜選択できる。特に
、フェライト基地からなる低炭素低合金鋼を用いると、
HIP処理に際して、又前記複合素材の焼入に際して好
適である。すなわち、斯かるフェライト基地からなる材
質は、熱膨張係数が小さいので、HIP処理後の熱収縮
が小さく、拡散接合面で割れ、剥離が生じ難い。また、
複合素材は外層を耐摩耗性に優れたものにするために焼
入・焼戻し熱処□理に供されるが、内層に前記フェライ
ト基地の低炭素低合金鋼材を使用すれば、複合素材全体
を焼入れでも内層には焼入作用が及ばず、靭性劣化が生
じない。もし、内層に焼入効果があると、リングロール
を軸嵌して組立ロールとする際、割損を生じ易くなり好
ましくない。尚、複合素材の外層のみを焼入熱処理に供
することもできるが、全体を処理するのに比べて作業が
煩雑で生産性の点で劣る。
素鋼、構造用合金鋼等の材料から適宜選択できる。特に
、フェライト基地からなる低炭素低合金鋼を用いると、
HIP処理に際して、又前記複合素材の焼入に際して好
適である。すなわち、斯かるフェライト基地からなる材
質は、熱膨張係数が小さいので、HIP処理後の熱収縮
が小さく、拡散接合面で割れ、剥離が生じ難い。また、
複合素材は外層を耐摩耗性に優れたものにするために焼
入・焼戻し熱処□理に供されるが、内層に前記フェライ
ト基地の低炭素低合金鋼材を使用すれば、複合素材全体
を焼入れでも内層には焼入作用が及ばず、靭性劣化が生
じない。もし、内層に焼入効果があると、リングロール
を軸嵌して組立ロールとする際、割損を生じ易くなり好
ましくない。尚、複合素材の外層のみを焼入熱処理に供
することもできるが、全体を処理するのに比べて作業が
煩雑で生産性の点で劣る。
次に、第2の発明に係る複合リングロールについて第3
図を参照して説明する。
図を参照して説明する。
第2の発明に係る複合リングロール11は、外層12を
第1外層12aと第2外層12bの複層とした点が第1
の発明に係る複合リングロール1と異なる。
第1外層12aと第2外層12bの複層とした点が第1
の発明に係る複合リングロール1と異なる。
すなわち、圧延使用層に当る第1外層12aは、第1の
発明に係る外層2と同材質の極めて優れた耐摩耗性及び
耐焼付性を有する高クロム鋳鉄で形成し、該第1外JW
12aの内面にダクタイル鋳鉄又はアダマイト材からな
る第2外lit 12bを鋳造一体化して、複層の外層
12を得、これに鋼材からなる内層3をHIP処理によ
り拡散接合したものである。
発明に係る外層2と同材質の極めて優れた耐摩耗性及び
耐焼付性を有する高クロム鋳鉄で形成し、該第1外JW
12aの内面にダクタイル鋳鉄又はアダマイト材からな
る第2外lit 12bを鋳造一体化して、複層の外層
12を得、これに鋼材からなる内層3をHIP処理によ
り拡散接合したものである。
斯かる手段によれば、第1外層12aと第2外層12b
とは通常の遠心力鋳造により容易に溶着一体化するうえ
に、HIP処理により、第2外層12bと内層3との接
合面の界面性状が極めて良好になり、境界の強度が向上
する。すなわち、第1外層は耐摩耗性確保のため、比較
的大きな共晶カーバイドが晶出したものとなっており、
この共晶カーバイドは極めて硬く、高温に於いても靭性
は基地部分に比べて劣る。このため、第1外層と内層を
HIP処理によって直接接合する場合、共晶カーバイド
を破壊せずに加圧するのは困難である。一方、第2外層
のアダマイト材又はダクタイル鋳鉄は靭性に優れている
ため、HIP処理後の界面性状を良好なものに確保する
ことは容易である。
とは通常の遠心力鋳造により容易に溶着一体化するうえ
に、HIP処理により、第2外層12bと内層3との接
合面の界面性状が極めて良好になり、境界の強度が向上
する。すなわち、第1外層は耐摩耗性確保のため、比較
的大きな共晶カーバイドが晶出したものとなっており、
この共晶カーバイドは極めて硬く、高温に於いても靭性
は基地部分に比べて劣る。このため、第1外層と内層を
HIP処理によって直接接合する場合、共晶カーバイド
を破壊せずに加圧するのは困難である。一方、第2外層
のアダマイト材又はダクタイル鋳鉄は靭性に優れている
ため、HIP処理後の界面性状を良好なものに確保する
ことは容易である。
次に第2外層を形成するダクタイル鋳鉄又はアダマイト
材の好適な成分例を掲げると共に、その成分限定理由に
ついて説明する。尚、単位は重量%である。
材の好適な成分例を掲げると共に、その成分限定理由に
ついて説明する。尚、単位は重量%である。
好適なダクタイル鋳鉄として次のものがある。
C:3.0〜3.8% Ni:2.O%以下St :
1.5〜3.5% Cr:1.5 %以下Mn
: 0.2〜l、0% Mo:0.5 %以下P
:0.2 %以下 Mg : 0.02〜0.1
%S : 0.06%以下 残部実質的にFeく成
分限定理由〉 C:3.0〜3.8 % Cは、セメンタイトおよび黒鉛の形成に直接関与する。
1.5〜3.5% Cr:1.5 %以下Mn
: 0.2〜l、0% Mo:0.5 %以下P
:0.2 %以下 Mg : 0.02〜0.1
%S : 0.06%以下 残部実質的にFeく成
分限定理由〉 C:3.0〜3.8 % Cは、セメンタイトおよび黒鉛の形成に直接関与する。
3.0%未満では、セメンタイトおよび黒鉛の量が不足
し、ヒートクラックの分散効果が不充分となって、球状
黒鉛鋳鉄としての特徴を充分に発揮することができない
。ただし、多量になると材質の脆弱化をまねくので、3
.8%を上限とする。
し、ヒートクラックの分散効果が不充分となって、球状
黒鉛鋳鉄としての特徴を充分に発揮することができない
。ただし、多量になると材質の脆弱化をまねくので、3
.8%を上限とする。
Si:1.5〜3.5%
Siはセメンタイトと黒鉛の量比率を左右し、1゜5%
未満ではセメンタイト量が過剰となる。一方、通常ダク
タイル鋳鉄は2.5%を越えると、黒鉛が多くなり過ぎ
て軟化するとともに、基地組織が脆弱となるため、好ま
しくないが、第1外層がらCrが混入してチル化するの
を防ぐ目的で3.5%以下とする。
未満ではセメンタイト量が過剰となる。一方、通常ダク
タイル鋳鉄は2.5%を越えると、黒鉛が多くなり過ぎ
て軟化するとともに、基地組織が脆弱となるため、好ま
しくないが、第1外層がらCrが混入してチル化するの
を防ぐ目的で3.5%以下とする。
Mn : 0.2〜1.0%
Sの害を抑えるとともに、硬度アップに効果がある。こ
の目的で0.2%以上必要であるが、1.0%を越える
と、材質が硬く、脆くなる。
の目的で0.2%以上必要であるが、1.0%を越える
と、材質が硬く、脆くなる。
P:0.2%以下
Pは材質を脆弱にするので、0.2%以下とする。
なお、Pは溶湯の流動性を良くし耐摩耗性を高めるので
、0.2%を上限とし、0.01%以上加えてよい。
、0.2%を上限とし、0.01%以上加えてよい。
S:0.06%以下
Pと同様に材質を脆弱にし、また、黒鉛の球状化を阻害
するので、0.06%以下とする。
するので、0.06%以下とする。
Ni:2.0%以下
Niは黒鉛化と焼入性を向上させる効果がある。
Niは添加しなくても外殻から混入するが、2.0%を
越えると焼入性がよくなり基地が硬くなりすぎて、靭性
及び残留応力の面から良くない。従って2.0%以下と
する。
越えると焼入性がよくなり基地が硬くなりすぎて、靭性
及び残留応力の面から良くない。従って2.0%以下と
する。
Cr: 1.5%以下
Crは第1外層から不可避的に混入される。1.5%を
越えると、セメンタイト量が過剰となって、材質が脆化
する。
越えると、セメンタイト量が過剰となって、材質が脆化
する。
Mo : 0.5%以下
MoはNiと同様の作用があり、0.5%を越えると第
2外層が硬くなりすぎ、実害のない範囲として0.5%
以下とする。
2外層が硬くなりすぎ、実害のない範囲として0.5%
以下とする。
Mg : 0.02〜0.1%以下
黒鉛球状化に必要であり、0.02%未満では球状化不
良を発生する。一方1.0%を越えると、鋳造欠陥が発
生し易(なるほか、セメンタイト量の増加による材質の
脆化をまねく。
良を発生する。一方1.0%を越えると、鋳造欠陥が発
生し易(なるほか、セメンタイト量の増加による材質の
脆化をまねく。
好適なアダマイト材としては次のものがある。
C:1.0〜2.5% Ni:1.5 %以下Si
: 0.5〜1.5% Cr: 1.5 %
以下Mn : 0.5〜1.5% Mo:0.5
%以下P:0.1 %以下 Ti:0.1 %
以下S:0.1 %以下 残部実質的にFeく成分
限定理由〉 C:1.0〜2.5% Cが1.0%未満になると、第2外層の鋳込み温度が高
くなり、第1外層の高クロム鋳鉄が溶かされ易く、第2
外層のCr%が更に上昇して第2外層の靭性が劣化する
。
: 0.5〜1.5% Cr: 1.5 %
以下Mn : 0.5〜1.5% Mo:0.5
%以下P:0.1 %以下 Ti:0.1 %
以下S:0.1 %以下 残部実質的にFeく成分
限定理由〉 C:1.0〜2.5% Cが1.0%未満になると、第2外層の鋳込み温度が高
くなり、第1外層の高クロム鋳鉄が溶かされ易く、第2
外層のCr%が更に上昇して第2外層の靭性が劣化する
。
また、Cが2.5%を越えると、炭化物が多くなり、第
2外層の靭性が劣化し、第2外層の存在意義がなくなる
。
2外層の靭性が劣化し、第2外層の存在意義がなくなる
。
Si:0.5〜1.5%
Siは溶湯の脱酸効果があり、0.5%以上は必要で、
1.5%を越えると脆くなり、第2外層の機械的性質の
劣化を来す。
1.5%を越えると脆くなり、第2外層の機械的性質の
劣化を来す。
Mn : 0.5〜1.5%
MnについてもSiと同様の作用があり、かつMnSと
なってSの悪影響を消すため0.5%以上必要で、1.
5%を越えるとその効果も飽和し、かつ機械的性質の劣
化を来すため、0.5〜1.5%の範囲とした。
なってSの悪影響を消すため0.5%以上必要で、1.
5%を越えるとその効果も飽和し、かつ機械的性質の劣
化を来すため、0.5〜1.5%の範囲とした。
P:0.1%以下
Pは溶湯の流動性を高めるが材質の靭性を低下させるの
で0.1%以下とする。
で0.1%以下とする。
S:0.1%以下
Sはロール材を脆弱にするため、実害のない0゜1%以
下とする。
下とする。
Ni:1.5%以下
Niは添加しなくても、第1外層からの混入で0.3%
以上にはなるが、Niの1.5%迄の含有は問題となら
ない。しかし、1.5%を越えると焼入性が良くなり、
そのため、基地が硬(なりすぎて、靭性の面から、また
、残留応力の面から良くない。従って1゜5%以下とす
る。
以上にはなるが、Niの1.5%迄の含有は問題となら
ない。しかし、1.5%を越えると焼入性が良くなり、
そのため、基地が硬(なりすぎて、靭性の面から、また
、残留応力の面から良くない。従って1゜5%以下とす
る。
Cr: 1.5%以下
1.5%を越えると、機械的性質のうち、特に靭性が低
下し、脆弱になる。このため、第2外層の溶湯のCr含
有量は、第1外層のCrが第2外層に混入することを考
慮してCr含有量を1%以下で鋳込む必要がある。
下し、脆弱になる。このため、第2外層の溶湯のCr含
有量は、第1外層のCrが第2外層に混入することを考
慮してCr含有量を1%以下で鋳込む必要がある。
Mo: 0.5%以下
NoはNiと同様の作用があり、0.5%を越えると第
2外層が硬くなりすぎ、実害のない範囲として0.5%
以下とする。
2外層が硬くなりすぎ、実害のない範囲として0.5%
以下とする。
Ti:0.1%以下
Tiについては鋳造時の脱酸のため有効であるが、0.
1%を越えると、溶湯が過酸化の状態となり、かつ、溶
湯の流動性を下げるため、0.1%以下とする。
1%を越えると、溶湯が過酸化の状態となり、かつ、溶
湯の流動性を下げるため、0.1%以下とする。
以上説明した外層が単層の複合リングロール1及び複層
の複合リングロール11は、ブロックミルの如く軸に組
立ずにそのまま使用される場合もあるが、第4図〜第6
図に示す如く軸に組立て組立ロールとして使用される。
の複合リングロール11は、ブロックミルの如く軸に組
立ずにそのまま使用される場合もあるが、第4図〜第6
図に示す如く軸に組立て組立ロールとして使用される。
すなわち、第4図の如く、中央部外周に環状凸部22が
一体的に形成された軸21に焼ばめ固定したり、又第5
図及び第6図の如く、軸23に複合リングロール1とス
ペーサーリング24又は/及び端末リング25を焼ばめ
て組立ロールとして使用することも可能である。
一体的に形成された軸21に焼ばめ固定したり、又第5
図及び第6図の如く、軸23に複合リングロール1とス
ペーサーリング24又は/及び端末リング25を焼ばめ
て組立ロールとして使用することも可能である。
尚、第4図〜第6図において複合リングロールは単層の
もの1を示したが、複層のものでもよいことは勿論であ
る。又、複合リングロール1,11の軸への組立は、圧
延機の形成により複合リングロールを1個としてもよく
、又2個以上としてもよいことは勿論である。更に、軸
材は、一般的には強靭で溶接固定が可能な鋼材を用いる
が、圧延荷重が小さい場合、ダクタイル鋳鉄等の鋳鉄材
としてもよいことは勿論である。
もの1を示したが、複層のものでもよいことは勿論であ
る。又、複合リングロール1,11の軸への組立は、圧
延機の形成により複合リングロールを1個としてもよく
、又2個以上としてもよいことは勿論である。更に、軸
材は、一般的には強靭で溶接固定が可能な鋼材を用いる
が、圧延荷重が小さい場合、ダクタイル鋳鉄等の鋳鉄材
としてもよいことは勿論である。
次に具体的実施例を掲げて説明する。
〈実施例1〉
外径り、=φ300龍、内径D3−φ160 mm、外
層・内層境界径D2=φ240mm、幅200 mの外
層が単層の複合リングロールの製造実施例。
層・内層境界径D2=φ240mm、幅200 mの外
層が単層の複合リングロールの製造実施例。
(1)第1表に示した外層組成の高クロム鋳鉄及びC:
0.24%、Si : 0.10%、Mn : 0
.42%、残部実質的Feの低C鋼(実施例1−1.1
−2共通)で、下記寸法の素材リングを製作した。
0.24%、Si : 0.10%、Mn : 0
.42%、残部実質的Feの低C鋼(実施例1−1.1
−2共通)で、下記寸法の素材リングを製作した。
尚、外層素材リングは第1表の高クロム鋳鉄を遠心力鋳
造後、下記の寸法に改削した。
造後、下記の寸法に改削した。
・外層素材リング
D1゛=φ306、D2=φ2401幅205鶴・内層
素材リング D2=φ240、D3’=φ155、幅205R次
葉 第 1 表 (2)前記外層及び内層素材リングを嵌合して、圧力2
00 kg / cl!、温度1040℃でHIP処理
し、両者を拡散接合して複合素材を得た。
素材リング D2=φ240、D3’=φ155、幅205R次
葉 第 1 表 (2)前記外層及び内層素材リングを嵌合して、圧力2
00 kg / cl!、温度1040℃でHIP処理
し、両者を拡散接合して複合素材を得た。
(3)その後、前記複合素材を焼入・焼戻し熱処理を行
った後、機械加工により複合リングロールを得た。製品
外層の硬度は、実施例1−1がHs75、実施例1−2
がHs81であり、内層の硬度はHs35であった。
った後、機械加工により複合リングロールを得た。製品
外層の硬度は、実施例1−1がHs75、実施例1−2
がHs81であり、内層の硬度はHs35であった。
(4)前記複合リングロールを各々2個用意し、第4図
の如く軸に焼ばめ固定し、棒鋼圧延用組立ロールを得た
。
の如く軸に焼ばめ固定し、棒鋼圧延用組立ロールを得た
。
〈実施例2〉
(2)前記第1外層と第2外層とが鋳造一体化された外
層素材及び、下記成分の低cmの内層素材を改削して、
素材リングを製作した。
層素材及び、下記成分の低cmの内層素材を改削して、
素材リングを製作した。
■内層成分(重量%、残部実質的にFe)実施例2−1
・C: 0.24%、Si : 0.10%、Mn
;0.42 % 実施例2−2・C: 0.23%、Si : 0.1
3%、Mn:0.42 % ■素材リング寸法(実施例2−1.2−2共通)・外層
素材リング D、=φ335、D2=φ240、幅205mm・内層
素材リング D2=φ240、D、’=φ155、幅205+u(3
)前記外層及び内層素材リングを嵌合して、圧力200
kg/c+a、温度1100℃でHIP処理し、両者
を拡散接合し、複合素材を得た。
・C: 0.24%、Si : 0.10%、Mn
;0.42 % 実施例2−2・C: 0.23%、Si : 0.1
3%、Mn:0.42 % ■素材リング寸法(実施例2−1.2−2共通)・外層
素材リング D、=φ335、D2=φ240、幅205mm・内層
素材リング D2=φ240、D、’=φ155、幅205+u(3
)前記外層及び内層素材リングを嵌合して、圧力200
kg/c+a、温度1100℃でHIP処理し、両者
を拡散接合し、複合素材を得た。
(4)その後、前記複合素材を焼入・焼戻し熱処理を行
った後、機械加工により複合リングロールを得た。製品
外層(第1外Fi)、内層の硬度は次の通りであった。
った後、機械加工により複合リングロールを得た。製品
外層(第1外Fi)、内層の硬度は次の通りであった。
実施例2−1 ・・・第1外層Hs84、内層Hs33
実施例2−2 ・・・第1外層Hs83、内層Hs34
(発明の効果) 以上説明した通り、第1の発明に係る複合リングロール
は、外層を耐摩耗性及び耐焼付性の掘めて優れた高クロ
ム鋳鉄で形成し、内層を強靭な鋼材で形成したから、鉄
鋼線材及び棒材等の圧延用ロール、特に仕上圧延機用ロ
ールとして低コストであり、しかも寿命的にも優れる。
実施例2−2 ・・・第1外層Hs83、内層Hs34
(発明の効果) 以上説明した通り、第1の発明に係る複合リングロール
は、外層を耐摩耗性及び耐焼付性の掘めて優れた高クロ
ム鋳鉄で形成し、内層を強靭な鋼材で形成したから、鉄
鋼線材及び棒材等の圧延用ロール、特に仕上圧延機用ロ
ールとして低コストであり、しかも寿命的にも優れる。
また、外層と内層とをHIP処理により拡散接合したか
ら、高クロム材質の外層から内層へのCrの混入を可及
的に防止でき、内層の靭性を劣化させることがない。
ら、高クロム材質の外層から内層へのCrの混入を可及
的に防止でき、内層の靭性を劣化させることがない。
また、第2の発明に係る複合リングロールの外層は、前
記耐摩耗性及び耐焼付性に優れた高クロム材質で形成し
た第1外層とダクタイル鋳鉄又はアダマイト材で形成し
た第2外層とで構成したから、両者は容易に鋳造一体化
されると共に、第1外層の内面に形成された第2外層と
鋼材で形成された内層とがHIP処理されると、両者の
接合面の界面性状は極めて良好となり、境界面の強度が
極めて優れ、界面での剥離、割損を可及的に防止するこ
とができる。
記耐摩耗性及び耐焼付性に優れた高クロム材質で形成し
た第1外層とダクタイル鋳鉄又はアダマイト材で形成し
た第2外層とで構成したから、両者は容易に鋳造一体化
されると共に、第1外層の内面に形成された第2外層と
鋼材で形成された内層とがHIP処理されると、両者の
接合面の界面性状は極めて良好となり、境界面の強度が
極めて優れ、界面での剥離、割損を可及的に防止するこ
とができる。
また、内層が強靭材で形成されている本発明の複合リン
グロールを組立ロールに適用すれば、簡単な焼ばめ法や
、f6接、ネジ、ボルト等で軸に低コストで組立てるこ
とができ、しかも軸の再利用が可能となる。
グロールを組立ロールに適用すれば、簡単な焼ばめ法や
、f6接、ネジ、ボルト等で軸に低コストで組立てるこ
とができ、しかも軸の再利用が可能となる。
第1図は外層が単層の本発明に係る複合リングロールの
断面図、第2図(11(2)は素材リングの断面図、第
3図は外層が複層の本発明に係る複合リングロールの断
面図、第4図〜第6図は本発明に係る複合リングロール
を通用した組立ロールの一部断面図、第7図は従来のリ
ングロールの断面図を示す。 1.11・・・複合リングロール、2,12・・・外層
、12a・・・第1外層、12b・・・第2外層、3・
・・内層。 特 許 出 願 人 久保田鉄工株式会社r5 因 男7■
断面図、第2図(11(2)は素材リングの断面図、第
3図は外層が複層の本発明に係る複合リングロールの断
面図、第4図〜第6図は本発明に係る複合リングロール
を通用した組立ロールの一部断面図、第7図は従来のリ
ングロールの断面図を示す。 1.11・・・複合リングロール、2,12・・・外層
、12a・・・第1外層、12b・・・第2外層、3・
・・内層。 特 許 出 願 人 久保田鉄工株式会社r5 因 男7■
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、重量%で、 C:2.0〜4.0%Ni:0.5〜2.0%Si:0
.5〜1.5%Cr:10〜25%Mn:0.5〜1.
5%Mo:0.5〜3.0%P:0.1〜1.0%(0
.1%を除く。)S:0.1%以下 を合金成分として、又は前記合金成分に加えてNb、V
:1種又は2種の合計が1.0%以下を合金成分として
残部実質的にFeからなる高クロム鋳鉄で形成された外
層と、鋼材で形成された内層とが熱間静水圧加圧により
拡散接合されてなることを特徴とする複合リングロール
。 2、内層はフェライト基地からなる低炭素低合金鋼であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の複合リ
ングロール。 3、重量%で、 C:2.0〜4.0%Ni:0.5〜2.0%Si:0
.5〜1.5%Cr:10〜25%Mn:0.5〜1.
5%Mo:0.5〜3.0%P:0.1〜1.0%(0
.1%を除く。)S:0.1%以下 を合金成分として、又は前記合金成分に加えてNb、V
:1種又は2種の合計が1.0%以下を合金成分として
残部実質的にFeからなる高クロム鋳鉄で形成された第
1外層の内面に、ダクタイル鋳鉄又はアダマイト材で形
成された第2外層が鋳造一体化された外層と、鋼材で形
成された内層とが熱間静水圧加圧により拡散接合されて
なることを特徴とする複合リングロール。 4、第2外層は、重量%で、 C:3.0〜3.8%Ni:2.0%以下 Si:1.5〜3.5%Cr:1.5%以下Mn:0.
2〜1.0%Mo:0.5%以下P:0.2%以下Mg
:0.02〜0.1%S:0.06%以下 残部実質的にFeからなるダクタイル鋳鉄であることを
特徴とする特許請求の範囲第3項記載の複合リングロー
ル。 5、第2外層は、重量%で、 C:1.0〜2.5%Ni:1.5%以下 Si:0.5〜1.5%Cr:1.5%以下Mn:0.
5〜1.5%Mo:0.5%以下P:0.1%以下Ti
:0.1%以下 S:0.1%以下 残部実質的にFeからなるアダマイト材であることを特
徴とする特許請求の範囲第3項記載の複合リングロール
。 6、内層はフェライト基地からなる低炭素低合金鋼であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第3項記載の複合リ
ングロール。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1791685A JPS61176409A (ja) | 1985-01-31 | 1985-01-31 | 複合リングロ−ル |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1791685A JPS61176409A (ja) | 1985-01-31 | 1985-01-31 | 複合リングロ−ル |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61176409A true JPS61176409A (ja) | 1986-08-08 |
JPH0379084B2 JPH0379084B2 (ja) | 1991-12-17 |
Family
ID=11957078
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1791685A Granted JPS61176409A (ja) | 1985-01-31 | 1985-01-31 | 複合リングロ−ル |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61176409A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63290609A (ja) * | 1987-05-22 | 1988-11-28 | Kawasaki Steel Corp | 圧延ロ−ル用複合スリ−ブ及びその製造方法 |
WO2005123310A1 (en) * | 2004-06-18 | 2005-12-29 | Metso Powdermet Oy | Method for manufacturing composite material with hot isostatic pressing, and a composite material |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57175090A (en) * | 1981-04-20 | 1982-10-27 | Hitachi Ltd | Production of composite roll |
JPS57198243A (en) * | 1981-05-29 | 1982-12-04 | Kubota Ltd | Alloy chilled roll material with superior crack and wear resistance |
-
1985
- 1985-01-31 JP JP1791685A patent/JPS61176409A/ja active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57175090A (en) * | 1981-04-20 | 1982-10-27 | Hitachi Ltd | Production of composite roll |
JPS57198243A (en) * | 1981-05-29 | 1982-12-04 | Kubota Ltd | Alloy chilled roll material with superior crack and wear resistance |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63290609A (ja) * | 1987-05-22 | 1988-11-28 | Kawasaki Steel Corp | 圧延ロ−ル用複合スリ−ブ及びその製造方法 |
WO2005123310A1 (en) * | 2004-06-18 | 2005-12-29 | Metso Powdermet Oy | Method for manufacturing composite material with hot isostatic pressing, and a composite material |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0379084B2 (ja) | 1991-12-17 |
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