JPS62109926A - 高耐摩耗性圧延ロ−ルの製造方法 - Google Patents

高耐摩耗性圧延ロ−ルの製造方法

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JPS62109926A
JPS62109926A JP25034985A JP25034985A JPS62109926A JP S62109926 A JPS62109926 A JP S62109926A JP 25034985 A JP25034985 A JP 25034985A JP 25034985 A JP25034985 A JP 25034985A JP S62109926 A JPS62109926 A JP S62109926A
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大堀 學
Noriaki Koshizuka
腰塚 典明
Shuzo Ueda
上田 修三
Masaaki Kano
狩野 征明
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    • 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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/005Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment of ferrous alloys

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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】 〈発明の目的〉 産業上の利用分野 本発明は高耐摩耗性圧延ロールの製造方法に係り、詳し
くは、冷間および熱間圧延機用中間ロール、バックアッ
プロールおよび冷間圧延機用ワークロールに好適な高耐
摩耗性圧延ロールに係る。
従  来  の  技  術 冷間および熱間圧延機用中間ロール、バックアップロー
ルおよび冷間圧延機用ワークロール等各種ロールにおい
てl摩耗性は重要な性能の1つであるが、最近の圧延機
の連続化、高圧下化、ロールの小径化に伴い、使用され
るロールの耐摩耗性に対するニーズがますます高まって
いる。圧延ロールの耐摩耗性向上についてはこれまで特
公昭50−7529号、特開昭54−159323号、
特開昭57−47849号、特開昭57−10824f
t号、特開昭5’! −118856号公報等多数の提
案が行なわれている。たとえば、特開昭57−4784
9号公報においてはC:0.7〜1.6重量%、Si:
0.15・〜1.G重量%、Mn : 0.15〜1.
G重量%、Or : 3.5〜12重量%、Mo : 
0.4〜3.0重M%、V:0.2〜2.0重量%より
なる冷間圧延用ワークロールが提案されているが、口の
ような高C1高合金ロール、特に大径ロールを製造する
場合には、鍛造に起因するuT大欠陥生じやすく、はと
んど製品になら<7いという問題点を有している。
また、特開昭59−11885G号公報に示されている
ような、耐摩耗性の向上にはCriの増加が有効である
が、この成分系では鍛造性(熱間加工性)が悪く、かつ
焼割れの危険性が高い口とが問題である。
発明が解決しようとする問題点 本発明はこれらの問題点の解決を目的とし、具体的には
Cおよび焼入性向上元素ならびに炭化形成元素を増加さ
せて耐摩耗性を向上し、バーニング、表面割れおよび内
部割れなどの発生を防止した高耐摩耗性圧延ロールの製
造方法を1ji供する口とを目的とする。
く発明の構成し・ 問題点を解決するための 手段ならびにその作用 本発明は、c:o、g〜1.51母%、Si:0.1〜
1.0型組%、Mn : 0.2〜1.G重号%、Ni
:0.1〜1.0重量%、Or : 3.5〜6. O
重量%、Mo:O,(i〜1.2重楢96、V : 0
.15〜0.7手出%、P≦0025重量%、S≦0.
025市吊%を含有し残部がFeおよび不可避的不純物
よりなる鋼を1150〜900℃に0口熱し、この温度
範囲内で1回の圧下量を10%以下で鍛造し、その後球
状化焼なまし、続いて焼入れ、焼戻し処理を行なうこと
を特勺とする。
以下、図面によって更に詳細に説明すると次の通りであ
る。
第1図は鍛造加熱温度をシミュレ−1・した時の変形;
易度と絞りの関係を示すグラフであり、第2図は鍛造終
了温度をシュミレートシた場合の変形温度と絞りの関係
を示すグラフであり、第3図は大型ジョミニー試験によ
る一端焼入性試験結果を示すグラフである。
すなわち、本発明はCおよび焼入性向上元素ならびに炭
化物形成元素を増加させて、耐摩耗性を向上し、かつバ
ーニング、表面割れおよび内部割れ等の発生を防止した
ものであって、本発明の鍛鋼ロールの成分範囲限定の理
由は次の通りである。
Cは固溶Cとしての焼入性の向上と、析出Cとして炭化
物形成による析出硬化の上昇の役割を持ち、耐11粍性
の付加に著しい効果を発揮するので、0.8重量%(以
モ単に%とする)以上添加する・必要ifあり、増量と
ともに効果も大きくなるが、i、5%を超えると残留オ
ーステナイト弓の増加を沼き、硬さの低ド、ひいては耐
摩耗性の低下を惹起すので」二限を1 、596とする
。更に好ましくは1.0〜1.2%の範囲とするのがよ
い。
Sl: 81は耐事故性を向1−シ、例えばヒートクラックの防
1Fに役立つ元素であり、その効果は0.1−へ、+、
0%の範囲で著しい。0.1%未満ではヒートクラック
の防11−に対して不十分であるので、ト限を0.1%
とし、一方、1.0%をこえると母材の脆化を助長する
ためにこれを4−限とした。耐事故性はSlが0.55
〜10%の範囲できわめて大きい。
’+I)1; Mnは焼入れ性を増加させる元素であり、0.2%以上
でその効果がみられ、il吊とともに効果も大きくなる
が、1.6%を超えると、母材の1危化が著しく1月ね
れるので0.2〜1.f39.’、、好ましくは0.3
・−0,8%である。
C「: OrはCr炭化物を形成して7トリツクス中に分散し、
耐摩耗性を向上させ、一部は固溶し、焼入性を増加させ
る力(,3,5Q、7未満ではその効果は小さい。また
、本発明の範囲のCではCr吊が6%超ではCr炭化物
価の増加をもたらし、7トリツクスに固溶するCff1
を減少させるため、焼入性を阻害する。そのため、Cr
flは3.5・〜G、O%、好ましくは4.5〜5.5
%の範囲とした。
MO: MOは焼入性を増加させる元素であL〕、ロール用鋼と
しては必須の元素であり、また、′IIO炭化物を形成
し、耐摩耗性を著しく向上させる。この効果は0 、 
G 9.、、未満では不十分であり、L20%を超えて
もコストの割には効果がLからないので0.60〜1.
20%とする。本発明の組織とプロセスで表面硬さをH
vで800超を得ることに対して上記Moの添加はきわ
めて重要な19割を果たしている。
V: ■は固溶状態では焼入性を上昇させるとともに炭化物形
成元素であり、焼もどし時にCrと同様に7トリツクス
中に分散析出し耐摩耗性を向上させる。0.7%を超え
ると、母材の靭性の低下が著しいため0.70%を上限
とした。0.15%未満では著しい効果を期待できない
ため、この値を下限とした。
更に、好ましくはv母は0.20〜0.50%とすべき
である。
S: Sは介在物量を増加させるが、圧延用ロールの場合はと
くに介在物量を減少させる必要があるため、S帛を0.
025%以下、好ましくはo、oi。
%以下とした。
P: PもSと同様ロール鋼にとって臘1ヒを生じさせる有害
元素であるため、0.02596以下、好ましくは0.
015%以下とした。
N1: Niは焼入性を増加させる元素であり、炭素との親和力
を持たないため、Niの添加は焼入性に有効な固溶Cの
減少を生じないことから、高炭素鋼では焼入性に対して
きわめて有効な元素である。とくに、ロールの表面焼入
のような径方向に温度分布をもつ場合の焼入において焼
入深度の確保という息味で有効である。すなわち、Or
などの炭化物形成元素が多い場合には、焼入のための加
熱に当たって、設定加熱温宜に対して表面から内部に入
るに従ってaj達湿温度低く、その場合には炭化物形成
元素がいかに多量添加されていてもそれらの固溶化が進
まず焼入性は不足する。
しかし、Niの場合には焼入性の焼入到達温度依存性は
比較的少ないため、他の焼入性増加元素に比べ非常に有
利となり0.1%以上の添加を・必要とする。反面、N
1の1%以上の添加は残留オーステナイト量を増加させ
硬さを低くする。
上記本発明の成分範囲の鋼のような一次炭化物が晶出す
る成分系の鋼種の鍛造は、非常にバーニング、表面割れ
、内部割れなどの欠陥を生じやすい。そこで、バーニン
グを防ぐために鍛造II口熱温度を1150℃以下好ま
しくは1100℃以下とし、表面割れ、内部割れを防ぐ
ために打ち上げ温度を900℃以上とした。また、もみ
割れ、内部割れを防ぐためには一回当たりのプレスの圧
下量を10%以下とすればよいことを見いだした。
更に、本発明では鍛造後、常法による球状生焼なましく
800〜880℃加熱、680〜730℃恒温変態)、
焼入れ焼もどしく900〜1050℃、650〜720
℃)を行なう。耐摩耗性を増加するため、あるいは通常
のタンデムミルにおけるロール使用硬度を維持するため
に、ロール表面硬度を11 V 800超とする場合は
表面焼入れ;品用を950〜1000℃とし、必要に応
じてサブゼロ処理を実施し、焼もどしは110〜150
 ’Cで行なう。焼入れ温度が950℃以下では、Hv
800超の硬さは得られず、1000℃超にすると残留
オーステナイトが増大し硬さが低下するばかりでなく靭
性が低下する。
従って、表面焼入れ温度範囲は950〜1000℃が好
ましい。更に、高い硬さを必要とする場合、高硬度深度
を必要とする場合、および硬さの経時変化の防止が必要
な場合にはサブピロ処理を実施する。
焼もどしは焼入れおよび必要に応じて行なったサブゼロ
処理によって得られた硬さを考慮して110〜450℃
の温度範囲で行なう。110℃未満では焼入れによって
生じた異常な内部応力を緩和すルコトができず、150
℃M!iはHv800超を達成できない。
実施例 以下、実施例によって更に説明する。
耐摩耗性向上のためにC,MoおよびVを増加させたC
 :L12%、Si : 0.59%、Mn : 0.
41% 、Ni :0.14%、Or : 5.0%、
Mo : 0.98%、V:0.25%、ρ: 0.0
12% 、 S : 0.0013%ノ成分系ESIl
鋼1鬼により420mmφの径を有する冷延ワークロー
ルを製造した。
同爛種の高温引張試験結果を第1図および第2図に示す
第1図は図中の小枠内に示す熱処理パターンで熱処理し
た鋼の引張試験結果であって、500”CまT−1分、
500 ’Cから試験温度まで11分で昇温した後、試
験:温度に30分保持した1変引張試験を行なった結果
であり、図の示すように1150℃以−トにおいて絞り
96は急激に低下した。
また、第2図は500℃まで1分、1150℃まで11
分で胃渇し、1150℃で1時間保持後、試験温度に急
冷し、試験温度で5分保持した後引張試験を行なった結
果であり、図に示すように、絞りは変形温度1000℃
までは直線的に上昇し、1000′C以上では一定とな
った。
従って、第1図および第2図の結果より濯造温度は絞り
が急激に低下する直前の1150℃以下、tl’?造終
了温度は絞り%を50%以上保持する900℃以−にと
すべぎである。
また、−回当ノこりの圧下量を5・−8%とした場合に
は割れを生じなかったが、11〜15%では内部割れを
生じた(掃伸比は58)、。
その後、980℃で焼なまし、続いて加熱温度850 
”C恒温変態温度700℃とした球状化焼鈍を行なった
。更に、焼入れ温度075℃で油冷による焼入れをし、
690℃で焼もどしを行ない、ロール軸部の硬さflv
2GO〜270を得た。
木精における大型ジョミニー一端焼入れ試験結果を第3
図に示すが、木精においては、焼入れ温度を950〜1
000℃とすれば、1Iv800超のロール表面硬さを
得られることがわかる。焼もどし温度は焼入れ(こよっ
て、得られた硬度に応じて110・〜150℃の温度節
回で実施する。
〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明はC:0,8〜1.5%、
Si:O11〜1.0%、Mn : 0.2〜1.6%
、N1;0、i 〜1.0%、Or : 3.5〜G、
0%、Mo : O,G 〜1.2%、V:0,15〜
0.7%、P≦0.025%、S≦0.025%を含有
し残部、j(F(!および不可避的不純物よりなる鋼’
9+150〜900”Cに7]D熱し、この温度範囲内
で1回の圧下量を1096以下で鍛造し、その後球状化
焼Gまし、続いて焼入れ、焼戻し処理を行なうことを特
徴とするしのであって、本発明に(系る製造す法によっ
て耐摩耗性を向上した高C1高合金[コール、持に1l
v800超のロールの製造を可能とし、これによってロ
ール原単位を向」ニさせる/こけでなく、間接的に圧延
機の性能も向上させることがてさた。
【図面の簡単な説明】
第1図は鍜漬カD熱温度をシミュレ−1・した時の変形
温度と絞りの関係を示すグラフ、第2図は鍛造終了)温
度をシミュレートした場合の変形:温度と絞りの関係を
示すグラフ、第3図は大型ジョミニー試験による−)ぶ
焼入れ性試験結宋を示すグラフである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. C:0.8〜1.5重量%、Si:0.1〜1.0重量
    %、Mn:0.2〜1.6重量%、Ni:0.1〜1.
    0重量%、Cr:3.5〜6.0重量%、Mo:0.6
    〜1.2重量%、V:0.15〜0.7重量%、P≦0
    .025重量%、S≦0.025重量%を含有し残部が
    Feおよび不可避的不純物よりなる鋼を1150〜90
    0℃に加熱し、この温度範囲内で1回の圧下量を10%
    以下で鍛造し、その後球状化焼なまし、続いて焼入れ、
    焼戻し処理を行なうことを特徴とする高耐摩耗性圧延ロ
    ールの製造方法。
JP60250349A 1985-11-08 1985-11-08 高耐摩耗性圧延ロ−ルの製造方法 Expired - Lifetime JPH0653891B2 (ja)

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