JPS61176410A - 複合リングロ−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】 （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。

（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Ｆｉｔ）に耐摩耗性が
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６図の如
き超硬材（ＷＣ粉末とＧｏ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。

（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。

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。

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圧延性能が劣るが、
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、複合リングロールの外層を高速度鋼等の耐摩
耗性に優れた高合金鋼材で形成し、内層を靭性に優れた
鋼材で形成し、両者を熱間静水圧加圧により拡散接合し
た。

（作　　用） 叙上の手段によれば、耐摩耗性に優れた高合金鋼材で形
成された外層と、靭性に優れた鋼材で形成された鋼材と
を、熱間静水圧加圧により拡散接合したから、外層から
内層へ高合金成分の移行を可及的に抑止することができ
、内層の強靭性を劣化させることがない。

（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。

第１図は本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。

複合リングロール１は、耐摩耗性に優れた高合金鋼材で
形成された外ｉｉ２と、靭性に優れた鋼材で形成された
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。

斯かる複合リングロール１は、第２図（１）　（２）の
如く、高合金鋼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、ｌ
　は、第１図の製品外径り、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Ｄ１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。

外層を形成する高合金鋼材として、下記第１表のものを
例示できる。これらの材料は、耐摩耗性を有し、かつ高
温硬度も高いので、圧延使用層として用いるのに好適で
ある。

第　　１　　表 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処理時の加熱冷
却の温度変化によっても変形が小さく、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。

以上説明した複合リングロール１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３
図〜第５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３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４
図及び第５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、複合リングロール１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〉 外径り、＝φ３２（１ｍ、内径Ｄ３＝φ１８０鶴、外層
・内層境界径Ｄ２＝φ２６ＯＮ、幅２００Ｈの複合リン
グロールの製造実施例。

（１）　　第２表に示した組成の高合金鋼材及びＣ：０
．２４％、Ｓｔ　：　０．１１％、Ｍｎ　：　０．４４
％、残部実質的Ｆｅの低Ｃ＠で、下記寸法の素材リング
を製作した。

・外層素材リング Ｄ　、　Ｉ　＝φ３２３、Ｄ２＝φ２６０、幅２０５ｎ
・内層素材リング Ｄ２＝φ２６０、Ｄ３’＝φ１７５、幅２０５１１第　
　２　　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　／　ｃし温度１１４０℃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、Ｈｓ８４であり、内層の硬度はＨｓ３４
であった。

（４）前記複合リングロールを各々２個用意し、第３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
。

（発明の効果） 以上説明した通り、本発明に係る複合リングロールは、
外層を耐摩耗性の優れた高合金鋼材で形成し、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、高合金材質の外層から内層への高合金成分の混入
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。

従って、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、溶接、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。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る複合リングロールの断面図、第２
図（１）　（２）は素材リングの断面図、第３図〜第５
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６図は従来のリングロールの断面図
を示す。 １・・・複合リングロール、２・・・外層、３・・・内
層。 特　許　出　願　人　　久保田鉄工株式会社＃ｈ３ｍ ４４■ 覗６０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、高速度鋼等の耐摩耗性に優れた高合金鋼材で形成さ
   れた外層と、靭性に優れた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。