JPS62146239A - 黒鉛を有する高クロムロ−ル - Google Patents

黒鉛を有する高クロムロ−ル

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JPS62146239A
JPS62146239A JP28838485A JP28838485A JPS62146239A JP S62146239 A JPS62146239 A JP S62146239A JP 28838485 A JP28838485 A JP 28838485A JP 28838485 A JP28838485 A JP 28838485A JP S62146239 A JPS62146239 A JP S62146239A
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中川 義弘
Hideo Fujita
秀雄 藤田
Hiroaki Katayama
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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】 (産業上の利用分野) 本発明は外殻を形成する高クロム材質中に黒鉛を鋳造の
ままで晶出せしめて優れた耐肌荒性、耐焼付性を有する
ようにした複合高クロムロールに関する。
(従来の技術) 耐摩耗性と共に靭性も要求される圧延用ロールでは、耐
摩耗性の優れた材質を外殻に、靭性に冨む材質を内殻に
用いた複合ロールが従来より造られており、耐摩耗性に
優れた材質として高クロム鋳鉄が多く用いられ、靭性に
富む材質としては高級鋳鉄、ダクタイル鋳鉄、黒鉛鋳鋼
等が用いられてきた。
しかして従来の高クロムロールは冶金学的には、基地中
に微細なりロム炭化物を分布して優れた耐摩耗性を有し
ているのがその特徴であるが、一方熱伝導率の低さ及び
組織の不均一性から圧延時に焼付や肌荒れを起こしやす
いという欠点があり、Cr量を減じて同欠点の緩和を図
れば炭化物の残少による耐摩耗性の低下を招くという矛
盾があった。
従って本発明者らは全く新しい観点からの解決を探究し
、その解決策を「特開昭58−193343Jにおいて
提案したのである。
すなわち、同提案の要旨は、外殻高クロム材におイテ、
C2,4〜3.4X (重量%以下同) 、Si 2.
0〜3.4χ、Ni 4.5〜10χ、Cr5〜10χ
を含有させて耐摩耗性を維持するに足る炭化物を有し、
更に鋳放しのままで黒鉛を微細に晶出させて優れた耐焼
付性、耐肌荒性を具備させるようにしたのである。
しかしながら前記Niの4.5〜10χ含有はコスト高
の招来や、IOZもの含有においては残留オーステナイ
トの増加傾向やその安定傾向が出は゛じめて、耐肌荒性
への影響もではじめるなど検討の余地を残していた。
(問題点を解決するための手段) 本発明は上記の問題点をNi量の一部をCu若しくはS
nの1種又は2種で代替するという手段により解決した
もので、従って、その最も特徴とするところは、その外
殻が C:2.4〜3.4χ  Ni : 2.0〜4.5%
Si : 2.0〜3.4χ  Cr : 5〜IO!
Mn : 0.5〜1.5χ  Mo : 0.4〜2
.O%P:0.IZ以下   S : 0.08X以下
Cu若しくはSnの1種又は2種を0.5〜4.0%残
部実質的にFeよりなり、かつ組織中に黒鉛を晶出して
いる点にある。
(実施例) 第1図は本発明に係る複合高クロムロールの構造−例を
概略的に示した縦断面図であり、1は前述の成分組成を
限定した高クロム鋳鉄によるところの外殻であり、2は
内殻(軸芯)で高級鋳鉄、ダクタイル鋳鉄もしくは黒鉛
鋳鋼など従来材を用いてなるものであり、内殻に関して
は別設特色はない。
また本ロールの製造方法についても上記成分組成の高ク
ロム鋳鉄を遠心力鋳造して後、公知の複合化技術により
内殻(軸芯)を溶着一体化せしめて鋳造することができ
るのである。
次に本発明に係る外殻高クロム鋳鉄の成分組成の限定理
由を詳述する。
C: 2.4〜3.4$ (重量%、以下同じ)CはC
rと結合してクロム炭化物を形成する他、後述するSi
、 Ni、 Cu、 Snの黒鉛化生成元素により微細
黒鉛として晶出するもので、2.4%以下ではクロム炭
化物の残少と共に本発明の最も特徴とする黒鉛が晶出し
な(なる。
一方3.4%以上とすると、本発明におけるCr量が1
0χを上限としていることに関連して、過飽和Cが前記
黒鉛化元素の作用により過剰黒鉛を晶出して耐摩耗性を
劣化させるのである。
Si: 2.0〜3.4% Siは高クロム材質に黒鉛を晶出させるために必要で、
2.0%以下ではこの効果がなく、3.4%以上では黒
鉛量が過多となり耐摩耗性を劣化させる。なおSiの添
加については、鋳込前のSi世を上記限定範囲より低目
にしておき、鋳込時に接種を行い最終製品の組成で上記
範囲に入るように調整する方が黒鉛の晶出に有効である
Mn:0.5〜1.5χ Mnは溶湯の脱酸のためにSiと共に積極的に添加する
。0.5%以下ではこの効果が不足し、1.5χ以上で
は機械的性質特に靭性の劣化が著しくなる。
P:0.1%以下 Pはロール材質において少ない程望ましく、材質を脆く
するという点から0,1%以下とする。
S:0.08%以下 SもPと同様に少ない程望ましく、やはり材質を脆くす
ることから0.08%以下とする。
Ni:2.0〜4.5χ Niは基地組織の改良と黒鉛を晶出させるために積極的
に含をさせるもので、2″A以下では黒鉛の晶出がない
。また4、5″を以上ではSiの場合と同様黒鉛過多と
なるのである。
既述のようにNiを4,5〜10%として、後述のCu
若しくはSnを含まない場合も黒鉛品出に同効であるが
、この場合はNilが多いだけコストアンプにつながる
と同時に、10χものNiを含むときは残留オーステナ
イトの増加及びその安定化傾向が増し、後の熱処理によ
ってもオーステナイトが安定で耐肌荒性の低下傾向が出
はじめるのであり、この点からも本発明は一歩を進めた
ものである。
Cr:5〜10χ CrはCと結合してCr炭化物を形成するが、5%以下
では該炭化物が少なく耐摩耗性の点で劣り、10χを越
えると上記Ni、Sis Cu若しくは/及びSnの組
成範囲では黒鉛の晶出が得られないのである。
Mo:0.4〜2,0χ Moは焼入焼戻し抵抗を高めると共に、炭化物中に入り
、炭化物硬度を高めると同時に焼戻軟化抵抗を向上させ
るのに存効であるが、その含を量が0.4%以下ではこ
のような効果が少なく、一方2.0%以上の含有では白
銑化傾向が強く黒鉛の晶出が得られないのである。
Cu又は/及びSn:0.5〜4.0%Cu若しくはS
nの添加量はNiとのバランスで決定されるが、Cu又
はSnは黒鉛化促進元素であると同時にパーライト強化
及び熱的安定化元素であって、0.5%以下ではその効
果は過少であり、一方4.0z以上になると晶出の黒鉛
はこのCu又はSnによって微細化され、更にはチル化
の方向に進みかえって黒鉛品出が抑制されるのである。
次に本発明の具体的実施例を示すと共に該実施例外殻材
と、従来の高クロム鋳鉄(黒鉛の晶出なし)との焼付試
験結果を第2図、第3図に比較して示す。
(具体的実施例) 製品胴径−・670鰭、胴長−・・1900關、全長−
・−4000鶴、外殻肉厚・・・・80■■の本発明の
複合高クロムロールを次のようにして製造した。
a 外殻として下記第1表に示す化学組成の高クロム鋳
鉄溶湯を、それぞれ遠心力鋳造機上で回転する金型に1
400℃の鋳込温度で鋳込んだ。鋳込溶湯の重量は共に
2300kgであった。
第1表 実施例の外殻材化学組成(ffil1%)(残
部は実質的にFe ) b 上記の外殻は鋳込開始後20分で凝固を完了した。
C上記の凝固完了の外殻を内蔵している遠心力鋳造金型
を垂直に立てて、上部から軸芯材として高級鋳鉄溶湯を
1380℃で鋳込み、溶湯が金型内を完全に満たして後
、上端を押湯保温材でカバーした。
d 上記鋳造ロールが完全に冷却して後、該ロールを金
型から取出し熱処理及び機械加工を行ってi綿製品のロ
ールとした。
なお、上記熱処理は、歪取り熱処理(500℃x101
1r)及び組織安定化熱処理(550℃×15H「)で
ある。
以上のようにして製造された本発明の複合高クロムロー
ルの胴部について超音波探傷を行った結果、外殻と内殻
(軸芯部)は完全に結合していることが確認された。
また該外殻部について8Ji微taU織を観察した結果
は、いずれも基地中にクロム炭化物及び微細黒鉛が均一
に分布した所期の組織であった。
次に焼付試験(ファビリー試験)結果について説明する
ファビリー試験は第4図に示すようにテストビン(供試
材質によって作る)11の一端を回転[12にシアービ
ン13によって固定し、その他端を一定荷重(負荷荷重
)のもとで一対のVブロック14゜14で挟み付けなが
ら前記テストビン11を回転させ、回転に要したトルク
から焼付の有無、程度を調べるもので、第2図は前記実
施例1の外殻材(第1表)の焼付性を、第3図は比較に
用いた従来の高クロム鋳鉄−例(黒鉛の晶出していない
)の焼付性を試験した結果のグラフである。なお上記従
来の高クロム鋳鉄の組成を第2表に示す。
第2.3図において縦軸はトルク(kg、 cm)及び
荷重(kg)で、横軸は試験開始後の経過時間(秒)を
示している。
次   葉 第2表 従来の高りTIム鋳鉄例(比較材)の組成(重
量%) (残部は実質的にFe) 実線のグラフは試験開始後時間と共にトルクの変化する
様子を示しており、破線のグラフは同荷重の変化を示し
ているもので、第3図の従来材のグラフでは試験開始後
12秒で焼付が生じ始め、爾後強固に焼付の生じている
ことが判る。
これに対して本発明の実施例1の外殻材(第1表)では
試験開始後54秒で焼付が始まり、63秒後に到って相
当強(焼付いてはいるものの、前記従来材に比して溝か
に小さい値を示している。また実施例2の外殻材のファ
ビリー試験結果も実施例1の場合と殆ど同様であった。
なおCu及びSiを前記限定範囲で含む場合も同効であ
ることを付記する。
ファビリー試験の試験条件は次のとおりである。
テストピン寸法−−−〜−一・)6.5 x40x  
(顛)■ブロック寸法−・−・−メ12 テストピン回転数−30Orpm (0,1m/5ee
)負荷荷重P・−−−−一−−−−−・・・−35kg
試験環境−・・−−−一−・・−−−−一−−−−−無
潤滑(発明の効果) 以上に述べたとおり、本発明は外殻材質の高クロム鋳鉄
の成分組成を調整したことにより、同材質中の鋳造のま
\で微細黒鉛を均一に晶出せしめることができたもので
、従来にない黒鉛を有する高クロムロールの提供を可能
としたものである。
そしてこのように組織中に黒鉛を有するものでは圧延時
における圧延材との接触が滑らかとなり、焼付試験の結
果からも明らかなように優れた耐焼付性を発揮するので
ある。耐焼付性に優れることは取りも直さす耐肌荒性の
向上につながり、これらのことは製品の圧延面にも好結
果を招来する。
更に滑らかな接触はロールの損耗を減少させる。
すなわち耐摩耗性の向上にも寄与しているのである。
なお本発明の複合高クロムロールでは外殻中のCr含存
量が比較的少ないため、内殻へのCrの混入、拡散によ
る該内殻(軸芯材)の強靭性の劣化が少なくなることも
一つの特徴であると共に、黒鉛晶出効果が大きいにもか
\わらずNiの含有量が比較的少ないことも存利な点で
、更には本発明における技術内容は中空複合ローラの類
にも適用できるなど本発明の工業的価値は著大である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る複合高クロムロールの構造例を概
略的に現わした断面図である。 第2図は本発明実施例の外殻材の焼付性を試験した結果
のグラフ、第3図は比較に用いた従来の高クロム鋳鉄−
例の焼付性を試験した結果のグラフである。 第4図は焼付性試験(ファビリー試験)の要領を示す説
明図である。 1・−外殻、2・−・内殻(軸芯)、11〜テストビン
、工2−回転機、13− シアーピン、14−・−■ブ
ロック。 特 許 出 願 人  久保田鉄工株式会社第2図 猿直晴閏(秒) 第3凶 第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)化学、組成が重量%で C:2.4〜3.4% Ni:2.0〜4.5% Si
    :2.0〜3.4% Cr:5〜10% Mn:0.5
    〜1.5% Mo:0.4〜2.0% P:0.1%以
    下 S:0.08%以下 Cu若しくはSnの1種又は2種を0.5〜4.0%残
    部実質的にFeからなり、かつ組織中に黒鉛を晶出して
    いる外殻と、高級鋳鉄、ダクタイル鋳鉄もしくは黒鉛鋳
    鋼からなる内殻とを溶着一体化せしめてなることを特徴
    とする黒鉛を有する高クロムロール。
JP28838485A 1985-12-20 1985-12-20 Kokuenojusurukokuromurooru Expired - Lifetime JPH0227431B2 (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0313542A (ja) * 1989-06-08 1991-01-22 Kubota Corp 耐摩耗性に優れた黒鉛晶出高モリブデン鋳鉄材
JPH04126855U (ja) * 1991-05-14 1992-11-18 ニツカ株式会社 印刷機ドラムの洗浄シート供給装置
CN100423862C (zh) * 2006-12-12 2008-10-08 袁厚之 一种铸造高铬铁或铸造高铬钢钢管矫直辊

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JPH0313542A (ja) * 1989-06-08 1991-01-22 Kubota Corp 耐摩耗性に優れた黒鉛晶出高モリブデン鋳鉄材
JPH04126855U (ja) * 1991-05-14 1992-11-18 ニツカ株式会社 印刷機ドラムの洗浄シート供給装置
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