JPS61273207A - 硬質膜被覆ロ−ル - Google Patents
硬質膜被覆ロ−ルInfo
- Publication number
- JPS61273207A JPS61273207A JP11326085A JP11326085A JPS61273207A JP S61273207 A JPS61273207 A JP S61273207A JP 11326085 A JP11326085 A JP 11326085A JP 11326085 A JP11326085 A JP 11326085A JP S61273207 A JPS61273207 A JP S61273207A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- roll
- film
- hard film
- coating
- base
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (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、耐摩耗性を必要とする各種ｂ−ル、すなわち
製鉄用ロール、非鉄金属（銅、アルミなど）の製造、加
工分野で使用されるロールに関するものである。
製鉄用ロール、非鉄金属（銅、アルミなど）の製造、加
工分野で使用されるロールに関するものである。
（従来の技術）
製鉄ラインの高速高圧下のニーズのため、圧延設備用ロ
ールの摩耗条件が厳しくなル、耐摩耗性の改善が必要と
されている。冷間圧延でも、ロール面圧の増大などのた
めロールの摩耗が進み、ロール表面の粗度の低下、それ
に起因する鋼板圧延時のスリップによる板切れ、鋼板表
面の性状不良などを生じ生産性低下の要因となっている
なめ、製鉄メーカ、ロール専業メーカのみならず圧延機
メーカも含めて、ロールの耐摩耗性向上の研究開発が盛
んに行われている。たとえば、ロール材質の改善につい
ては、現在、冷間圧延ワークロールには３ ％ ０ｒ−
１５−８１−１，０−〇鍛鋼が多用されているが、Ｏｒ
含有量を増加させ、耐摩耗性向上をねらった５％Ｏｒ鍛
鋼、１０〜１２ｓＯｒ鍜鋼や、ハイクロム（１５％Ｏｒ
）鋳鉄が開発され、更には、高速度鋼の粉末焼結ロール
なども研究開発されつつある。しかし、高Ｏｒ鋼は、コ
ストが高い割合には、耐摩耗性が十分でなく、また粉末
焼結ロール紘コストが非常に高いのみならず、生産設備
の点で、実用規模のロール製造が困難な状況にある。
ールの摩耗条件が厳しくなル、耐摩耗性の改善が必要と
されている。冷間圧延でも、ロール面圧の増大などのた
めロールの摩耗が進み、ロール表面の粗度の低下、それ
に起因する鋼板圧延時のスリップによる板切れ、鋼板表
面の性状不良などを生じ生産性低下の要因となっている
なめ、製鉄メーカ、ロール専業メーカのみならず圧延機
メーカも含めて、ロールの耐摩耗性向上の研究開発が盛
んに行われている。たとえば、ロール材質の改善につい
ては、現在、冷間圧延ワークロールには３ ％ ０ｒ−
１５−８１−１，０−〇鍛鋼が多用されているが、Ｏｒ
含有量を増加させ、耐摩耗性向上をねらった５％Ｏｒ鍛
鋼、１０〜１２ｓＯｒ鍜鋼や、ハイクロム（１５％Ｏｒ
）鋳鉄が開発され、更には、高速度鋼の粉末焼結ロール
なども研究開発されつつある。しかし、高Ｏｒ鋼は、コ
ストが高い割合には、耐摩耗性が十分でなく、また粉末
焼結ロール紘コストが非常に高いのみならず、生産設備
の点で、実用規模のロール製造が困難な状況にある。
（発明が解決しようとする問題点）
本発明者らは、画期的な改善を図るため、ロール表面に
Ｔ１０ 、 ＴＩＮ 、 ＯｒＭ表どの硬質膜を、
膜と下地ロールのすぐれた密着性が得らへまた強度のす
ぐれた膜の得られるイオンプレーティング法によって被
覆したロールを同日付で提案し、すぐれた耐摩耗性を得
ている。
Ｔ１０ 、 ＴＩＮ 、 ＯｒＭ表どの硬質膜を、
膜と下地ロールのすぐれた密着性が得らへまた強度のす
ぐれた膜の得られるイオンプレーティング法によって被
覆したロールを同日付で提案し、すぐれた耐摩耗性を得
ている。
ロール表面に、ＴｉＯ、ＴｉＮなどの硬質膜なイオンプ
レーティング法によって被覆したロールは、耐摩耗性に
すぐれたロールでちる。しかし、硬さの高い金属性のロ
ール母材表面に炭化物、チツ化物系の硬い硬質膜を直接
被覆しているため、硬質膜へ作用する衝撃力を吸収でき
ない点、熱膨張率の差に起因する伸び差を吸収できない
点などの難点がある。
レーティング法によって被覆したロールは、耐摩耗性に
すぐれたロールでちる。しかし、硬さの高い金属性のロ
ール母材表面に炭化物、チツ化物系の硬い硬質膜を直接
被覆しているため、硬質膜へ作用する衝撃力を吸収でき
ない点、熱膨張率の差に起因する伸び差を吸収できない
点などの難点がある。
そこで本発明は、同日付提案の、硬質膜と下地ロールと
の密着性を更に改善した硬質膜被覆ロールを提供しよう
とするものである。
の密着性を更に改善した硬質膜被覆ロールを提供しよう
とするものである。
（問題点を解決するための手段）
本発明はロール材の表面に金属の下地薄膜層をイオンプ
レーティング法にてコーティング−その上に硬質膜をイ
オンプレーティング法によシ被覆してなることを特徴と
する硬質膜被覆ロールである。
レーティング法にてコーティング−その上に硬質膜をイ
オンプレーティング法によシ被覆してなることを特徴と
する硬質膜被覆ロールである。
すなわち本発明は、ロール母材表面にまず、金属クロム
などの金属をイオンプレーティングによって蒸着させる
ことによｐ１金属の薄膜層を生成させ、次に、その上に
、チタン炭化物（Ｔｔｃ）、チタン窒化物（ＴｉＮ）、
クロム窒化物（ｃｒｎ）などの硬質膜をイオンプレーテ
ィングによってコーティングした硬質膜被覆ロールであ
る。これにより、ロール母材と硬質膜の間に、延性、弾
力性に富み、また、密着性も良い金属薄膜があるため硬
質膜に働く、衝撃力、熱膨張率差による引張応力も緩和
されこの結果、被膜とロール母材との密着力が改善され
ることになる。
などの金属をイオンプレーティングによって蒸着させる
ことによｐ１金属の薄膜層を生成させ、次に、その上に
、チタン炭化物（Ｔｔｃ）、チタン窒化物（ＴｉＮ）、
クロム窒化物（ｃｒｎ）などの硬質膜をイオンプレーテ
ィングによってコーティングした硬質膜被覆ロールであ
る。これにより、ロール母材と硬質膜の間に、延性、弾
力性に富み、また、密着性も良い金属薄膜があるため硬
質膜に働く、衝撃力、熱膨張率差による引張応力も緩和
されこの結果、被膜とロール母材との密着力が改善され
ることになる。
以下、本発明の一実施例をあげ本発明を詳述する。
（実施例）
第１図にロール母材表面と硬質膜（イオンプレーティン
グ法で被覆する）の間に金属膜をイオングレーティング
法にてつけたロールの製造法を示す。
グ法で被覆する）の間に金属膜をイオングレーティング
法にてつけたロールの製造法を示す。
装置は基本的には、同日付で提案したロール母材表面に
硬質膜を被覆した表面被覆ロールの製造装置と同じであ
る。
硬質膜を被覆した表面被覆ロールの製造装置と同じであ
る。
すなわち、真空容器４内にロール１を設置する。コーテ
イング膜を均等に付けるため、ロール１は冶具１４によ
って回転と軸方向の平行移動が可能となっている。また
ヒータ１３によってコーティング時にロールの温度を上
げることができ、コーティング被膜と下地ロール１との
密着性をよシ強固にすることができるようになっている
。ルツボ５内には、一方には、下地コーテイング膜とす
る金属膜用の蒸着材料（ｃｒを主とする）６を入れ、ま
た他方のルツボ５には、反応ガス１１と、反応させて硬
質膜を生成させる基になる蒸着材料（Ｔｉ 、 Ｏ’
ｒなど）７を入れる。また、電導プ２シ１２を介して、
ロール１にバイアス電圧を印加し、下地の金属膜２、お
よびその上にコーティングする硬質膜３の付着条件（カ
タサ、膜の生成速度など）ｔ−コントロールできるよう
になっている。
イング膜を均等に付けるため、ロール１は冶具１４によ
って回転と軸方向の平行移動が可能となっている。また
ヒータ１３によってコーティング時にロールの温度を上
げることができ、コーティング被膜と下地ロール１との
密着性をよシ強固にすることができるようになっている
。ルツボ５内には、一方には、下地コーテイング膜とす
る金属膜用の蒸着材料（ｃｒを主とする）６を入れ、ま
た他方のルツボ５には、反応ガス１１と、反応させて硬
質膜を生成させる基になる蒸着材料（Ｔｉ 、 Ｏ’
ｒなど）７を入れる。また、電導プ２シ１２を介して、
ロール１にバイアス電圧を印加し、下地の金属膜２、お
よびその上にコーティングする硬質膜３の付着条件（カ
タサ、膜の生成速度など）ｔ−コントロールできるよう
になっている。
容器４内を所定の真空に引いたあと、まず、プラズマガ
ン１５を作動させて、下地金属コーティングを行う。な
おコーティング中は、被膜が均一になるようにロールを
回転、平行移動させる。このコーティングによシロール
母材表面には、 Ｏｒ などのイオン化して蒸発した金
属粒子９が付着凝固するため、所定の時間コーティング
することＫよシ均一な金属薄膜２が、形成されることに
なる。この状態でいったんプラズマガン１５を止める。
ン１５を作動させて、下地金属コーティングを行う。な
おコーティング中は、被膜が均一になるようにロールを
回転、平行移動させる。このコーティングによシロール
母材表面には、 Ｏｒ などのイオン化して蒸発した金
属粒子９が付着凝固するため、所定の時間コーティング
することＫよシ均一な金属薄膜２が、形成されることに
なる。この状態でいったんプラズマガン１５を止める。
、次に反応ガス（Ｎｚガスなど）１１を導入する。
この状態で硬質膜を生成させる基になる蒸着材料（ＴＩ
、 Ｏｒなど）７が入っているルツボ５に対応する
プラズマガン（この場合は１６のプラズマガン）を作動
させるとイオン化した蒸発金属粒子がガス１１と反応し
て生成した粒子（Ｔｌｃ 、 ＴｔＮ、 ＣｒＮなど）
１０がロール１表面の金属薄膜２の上に凝着する。ロー
ルを回転、平行移動させながら、所定の時間イオンプレ
ーティングを行う。
、 Ｏｒなど）７が入っているルツボ５に対応する
プラズマガン（この場合は１６のプラズマガン）を作動
させるとイオン化した蒸発金属粒子がガス１１と反応し
て生成した粒子（Ｔｌｃ 、 ＴｔＮ、 ＣｒＮなど）
１０がロール１表面の金属薄膜２の上に凝着する。ロー
ルを回転、平行移動させながら、所定の時間イオンプレ
ーティングを行う。
以上の操作により、ロール母材の表向に、イオンプレー
ティングによって生成させた金属のコーティング薄膜層
２を持ち、その上に、やはシイオンプレーティングによ
って生成させた硬質膜３で被覆されたロールを得る。、
なお図中、８は電子を表わす。
ティングによって生成させた金属のコーティング薄膜層
２を持ち、その上に、やはシイオンプレーティングによ
って生成させた硬質膜３で被覆されたロールを得る。、
なお図中、８は電子を表わす。
実機ロールのコーティングに先立ち、試験片の段階で、
下地金属膜およびその上に被覆する硬質膜のコーティン
グ条件と膜の剥離の関連性を検討した。試験片材として
は、冷間圧延ロール材として一般に使用されている材料
を用いへその組成を表１に示す。
下地金属膜およびその上に被覆する硬質膜のコーティン
グ条件と膜の剥離の関連性を検討した。試験片材として
は、冷間圧延ロール材として一般に使用されている材料
を用いへその組成を表１に示す。
表１ 試験材の組成＜ｍｑｂ＞
下地コーティングの種類としてはＯｒ とＴ１でアシ
、その上にコーティングする硬質膜の種類は、ＴｉＮ
、 Ｔｉｅ 、 ＯｒＨの５種類について行った。
、その上にコーティングする硬質膜の種類は、ＴｉＮ
、 Ｔｉｅ 、 ＯｒＨの５種類について行った。
検討した下地コーティング金属膜と硬質膜の組合せおよ
び両者のコーティング条件を表２に示す。
び両者のコーティング条件を表２に示す。
これらの条件で生成させた被膜の密着性を評価するため
に、摩耗試験を実施した。硬質膜が付着している状態で
は摩耗がほとんど生じないが、いったん硬質膜が剥離す
ると、母材が露出するため摩耗量が急激に増加すること
になる。
に、摩耗試験を実施した。硬質膜が付着している状態で
は摩耗がほとんど生じないが、いったん硬質膜が剥離す
ると、母材が露出するため摩耗量が急激に増加すること
になる。
従って、同一条件で摩耗テストを行って急激に摩耗量が
増加し始めるところを比較することによって硬質膜の密
着性の良し悪しが判断できる。
増加し始めるところを比較することによって硬質膜の密
着性の良し悪しが判断できる。
本試験では、被膜をコーティングした円板状の試験片を
炭素鋼（ｓ４５ｃ）製の同一形状の円 本板状の相手材
に押しつけて回転させ、何回転から摩耗量が急激に増加
するかを求め良。その結果を第２図に示す。第２図には
、下地コーティング金属膜を実施しなかった場合も含め
てその結果を示しである。この図かられかるように、下
地に金属をコーティングし九場合は、直接に硬質膜を被
覆した場合に比較して、摩耗量が急激に増加する回数が
５−１０倍と延長されておシ、従って硬質膜の剥離がそ
れだけ延長され、密着性が大幅に改善されたことを示し
ている。
炭素鋼（ｓ４５ｃ）製の同一形状の円 本板状の相手材
に押しつけて回転させ、何回転から摩耗量が急激に増加
するかを求め良。その結果を第２図に示す。第２図には
、下地コーティング金属膜を実施しなかった場合も含め
てその結果を示しである。この図かられかるように、下
地に金属をコーティングし九場合は、直接に硬質膜を被
覆した場合に比較して、摩耗量が急激に増加する回数が
５−１０倍と延長されておシ、従って硬質膜の剥離がそ
れだけ延長され、密着性が大幅に改善されたことを示し
ている。
（発明の効果）
ロール材の表面にまず金属の下地コーティングをイオン
プレーティングによって行い、その上に硬質膜をイオン
プレーティングによって、被覆することにより、硬質膜
の密着性を大幅に改善できる。密着性の改善効果拡下地
金属の種類、硬質膜の種類によって異なるが、約５倍〜
１０倍の効果が期待できる。このため圧延ラインの高速
高圧下に十分対応できる。
プレーティングによって行い、その上に硬質膜をイオン
プレーティングによって、被覆することにより、硬質膜
の密着性を大幅に改善できる。密着性の改善効果拡下地
金属の種類、硬質膜の種類によって異なるが、約５倍〜
１０倍の効果が期待できる。このため圧延ラインの高速
高圧下に十分対応できる。
第１図は本発明の被膜の密着性を改善した硬質膜被覆ロ
ールの製造法を示す図、 第２図は本発明ロールの効果を示す図表である。 復代理人 内 １） 明 復代理人 萩 原 亮 − 復代理人 安 西 篤 夫
ールの製造法を示す図、 第２図は本発明ロールの効果を示す図表である。 復代理人 内 １） 明 復代理人 萩 原 亮 − 復代理人 安 西 篤 夫
Claims (1)
- ロール材の表面に金属の下地薄膜層をイオンプレーティ
ング法にてコーティングし、その上に硬質膜をイオンプ
レーティング法により被覆してなることを特徴とする硬
質膜被覆ロール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11326085A JPS61273207A (ja) | 1985-05-28 | 1985-05-28 | 硬質膜被覆ロ−ル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11326085A JPS61273207A (ja) | 1985-05-28 | 1985-05-28 | 硬質膜被覆ロ−ル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61273207A true JPS61273207A (ja) | 1986-12-03 |
Family
ID=14607643
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11326085A Pending JPS61273207A (ja) | 1985-05-28 | 1985-05-28 | 硬質膜被覆ロ−ル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61273207A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04154955A (ja) * | 1990-10-17 | 1992-05-27 | Toshiba Corp | スピニング加工装置 |
| JPH05209261A (ja) * | 1991-12-03 | 1993-08-20 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 耐食・耐摩耗性被膜付き物品 |
-
1985
- 1985-05-28 JP JP11326085A patent/JPS61273207A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04154955A (ja) * | 1990-10-17 | 1992-05-27 | Toshiba Corp | スピニング加工装置 |
| JPH05209261A (ja) * | 1991-12-03 | 1993-08-20 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 耐食・耐摩耗性被膜付き物品 |
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