JPS6314816A - 冷間圧延機用ワ−クロ−ルの製造法 - 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〕 本発明は冷間圧延機用ワークロールの製造法に係り、特
に、耐摩耗性を要求される鉄鋼の冷間圧延に用いるのに
好適なワークロールの熱処理法に関する。

〔従来の技術〕

冷間圧延機用のワークロールは、従来、軸受鋼もしくは
その延長である０、７〜１．１％Ｃ，２〜５％Ｃｒから
なるロールを定置もしくは漸進加熱した後、噴水冷却を
行ない作られてきた。しかし、鉄鋼、特に変形抵抗の大
きい工具鋼、電磁用鋼等の圧延では耐摩耗性の不足から
圧延後の板形状の不良、表面肌荒れ等が発生し短期間に
ロール交換をする必要があった。

この対策として、発明者らは、特開昭５５−２７５６号
公報に記載のように、冷間工具鋼を用いることを考えた
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は高炭素高台金冷間工具鋼をオーステナイト状態
の温度から焼入れ、２００℃以下の温度で焼もどして、
焼もどしマルテンサイトの基地組織としたものである。

本発明のワークロールは鉄鋼の冷間圧延用ワークロール
として、従来、用いられてきた０６７〜１．１％Ｃ，２
〜５％Ｃｒ鋼にくらべて耐摩耗性が良好である。

高炭素高台金冷間工具は、従来、二十段もしくは十二段
圧延機のワークロールとして用いられてきたが、通常の
四段もしくは内股圧延機のワークロールとして月いるに
はその直径が大きく、また、かたさもＨｓ　８５が限界
であったため、適用は不可能であった。

冷間金型用高炭素高合金工具鋼は日本工業規格ＪＩＳＧ
４４０４の５ＫＤＩ、５ＫＤＩＩが該当する。これらの
なかでは５ＫＤＩＩが冷間圧延機用ワークロールとして
特に好ましい。

５ＫＤＩＩを用いるときには、冷間圧延機用ワークロー
ルとして一般に要求されるロール表面のショアかたさく
Ｈｓ）９０以上が得られる。また。

焼入硬化深さもワークロールの表面から４０ｍｍ前後の
深さまで到達させることができ、一般に要求される直径
で６０＋ｍ以上使用できるという要件を十分に満足させ
ることができる。

ワークロールの基地組織を焼もどしマルテンサイトにす
ることは１表面かたさ及び焼入硬化深さの条件を満たし
ながら耐摩耗性を改善するために必要となる。

但し、焼もどし温度が低温であるため、通常の焼入れで
は残留オーステナイトを多量に含んだ組織となってしま
う、そのため、焼入後にサブゼロ処理を行ない、オース
テナイトをマルテンサイトに変態させれば残留オーステ
ナイトの量は５〜１５％となり、焼もどし後には焼もど
しマルテンサイトの基地に共晶炭化物の混合した組織と
なる。

この組織がロールの耐摩耗性に対してきわめてすぐれた
効果を発揮する。

〔作用〕

本発明によるワークロールの製造は一般の鋼製ロールと
同様に造塊工程と鍛造工程および熱処理工程を順次経て
から最終的に仕上げ加工と検査を行なうことによってな
される。熱処理工程は焼入れと焼もどしを含むが場合に
よっては更に球状化焼なましを含め、焼入れの前に実施
してもよい。

焼入れ焼もどし、および５球状化焼なましの温度条件に
ついてはＪＩＳＧ４４０４で選定している条件を適用す
ることができる。

焼入の手段について述べると、高い耐摩耗性を得るため
に１通常、ショアかたさ９０以上を必要とする。このか
たさは日本工業規格で選定されている空冷もしくは油冷
では得られず、表面に５０ｋｇ　／　ｍ　”以上の圧縮
残留応力を必要とするため噴水冷却が必要となる。しか
し、噴水冷却のみでは材料の強度が熱応力に耐えられな
いため、焼割れを発生する。

本発明は、かたさを低下させるパーライト、ベイナイト
の析出を防止し、さらに、熱応力による焼割れを防止す
る焼入れ方法を提案する。

本発明のようにワークロールの材料が冷間金型用合金工
具鋼からなるものでは、　ＪＩＳＧ４４０４で選定され
ているように１０００〜１０５０℃の焼入れ温度を必要
とする。この温度からの焼入れは、定置加熱してから冷
却するか、漸進加熱後、漸次冷却する二通りが考えられ
る。定置加熱後冷却する場合、その冷却速度をコントロ
ールするには、ロール胴部全面の冷却をコントロールす
る必要があるため、困薙を伴う６しかし、漸進加熱焼入
れでは、ある一定長さの部分のみをコントロールすれば
良いため比較的容易となる。

漸進誘導加熱焼入れの場合、急速に加熱され。

しかも、オーステナイト状態の保持時間が非常に短いた
め、炭化物を基地に固溶させにくい、この心配をなくす
ために、前熱処理を施して炭化物を基地に固溶しやすく
することが望ましい、その方法はロール全体を加熱し、
焼入れ、焼もどすことからなり、焼入れ温度は、ＪＩＳ
Ｇ４４０４に準する。焼もどし温度は６００〜７００℃
が望ましい。

漸進誘導加熱焼入れにおける焼入冷却条件は、パーライ
トノーズ、ベイナイトノーズの回避及びマルテンサイト
変態点以下での徐冷を主眼とする。

この冷却は、パーライトノーズ回避のためには噴水冷却
を行ない、その水が既にパーライトノーズ以下になった
部分の冷却を必要以上に促進しないようにシール付きの
水切り板により、ロール本体以外に排除する０次いでベ
イナイトノーズの回避および内部からの復熱防止のため
噴霧冷却を行なう、この場合も、前記と同様、シール付
き水切り板により水を排除する。マルテンサイト変態点
以下の徐冷却では、内部からの復熱を避けるために、コ
ンプレッサによる圧縮空気を吹き付けることにより行な
われる。

焼入れ後の焼もどし処理の温度は、ロール表面の圧縮機
残留応力を５０　ｋｇ／　ｍ”以上とし、ショアかたさ
９０以上を得るために、２００℃以下が望ましい。

〔実施例〕

表１に示す化学成分をもつ５ＫＤ１１相当の合金工具鋼
を造塊し鍛造および熱処理工程を経て直径３２０閣、胴
部長さ１５００ｍｍのワークロールに仕上げた。

表　　１１量％） 熱処理は、まず、最初に球状化焼なましを行ない、次い
で前熱処理を施して焼入れ・焼もどしを行なった。球状
化焼なまし、および、前熱処理の後にはそれぞれ荒削加
工と中剤加工を施した。

球状化焼なましは８８０℃で一度保持してから７００℃
まで冷却し、その温度でもう一度保持した後、炉冷する
二段サイクルで行なった。焼なまし後のかたさはショア
かたさ３２〜３３であった。

前熱処理は電気炉でロール全体をオーステナイト状態に
加熱した後、衝風焼入れを行ない、６４０℃で焼もどし
した。

前熱処理後の焼入れは１０００Ｈｚの漸進誘導加熱後、
漸次冷却する方法で行ない、そのやり方は第１図に示す
ように、加熱コイル３をもつ誘導加熱炉２の下部に噴水
冷却器４を置き、その冷却器に１　ｋｇ　／　ａａ　２
の圧力の水を送って冷却し、その下部にシール付きの水
切り板５を設置した。

１はロール。８は冷却パイプ。

さらに、その下部に噴霧冷却器６を置き圧力５ｋｇ／ａ
ｍ”の圧縮空気と水を混合した噴霧を行なった。その下
部にパイプを何本か組合わせた冷却器７を置き、コンプ
レッサ（圧力５ｋｇ／ａ２）により圧縮空気を送ること
により復熱を押えた。

焼入れ後、−５０℃でサブゼロ処理を行ない。

次いで１４０℃、１５０℃で各−回、計二回の焼もどし
を行なった。サブゼロ処理では残留オーステナイトを分
解してマルテンサイトにする。そして、焼もどしははマ
ルテンサイトに靭性を付与するために行なう。

焼もどし後のロールかたさ分布を第２図に示す。

ワークロールのかたさは表面がショアかたさくＨｓ）９
３であり、中心部は前熱処理時とほぼ同じ約４０であっ
た。焼入硬化層については胴部表面から２０ｎｎの深さ
まで達していた。

また、焼もどし後の組織は焼もどしマルテンサイトの基
地に共晶炭化物が現出し、満足のいくものが得られた。

胴部表面の残留応力を歪ゲージ法で測定した結果、６０
ｋｇ／ｍ”の圧縮残留応力であった。

〔発明の効果〕

本発明によれば、従来のものよりも耐摩耗性の良いもの
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図はロール表
面からの距離とかたさとの関係を示す線図である。 第１図 第２（２１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ワークロールに冷間金型用の高炭素高合金工具鋼を
   用い、ロール形状に鍛造後、漸進誘導加熱によりオース
   テナイト状態の温度に加熱した後、冷却速度を三段階以
   上に変化させて焼入を施した後、２００℃以下の温度で
   焼もどし処理を施し、前記ワークロールの表面層に焼も
   どすことを特徴とする冷間圧延機用ワークロールの製造
   法。