JPS63157796A - 熱間圧延用溶接肉盛ロ−ルの製造方法 - Google Patents
熱間圧延用溶接肉盛ロ−ルの製造方法Info
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- JPS63157796A JPS63157796A JP30743686A JP30743686A JPS63157796A JP S63157796 A JPS63157796 A JP S63157796A JP 30743686 A JP30743686 A JP 30743686A JP 30743686 A JP30743686 A JP 30743686A JP S63157796 A JPS63157796 A JP S63157796A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/32—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at more than 1550 degrees C
- B23K35/327—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at more than 1550 degrees C comprising refractory compounds, e.g. carbides
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、圧延使用層として硬化肉盛層を有すする熱間
圧延用溶接肉盛ロールの製造方法に関する。
圧延用溶接肉盛ロールの製造方法に関する。
（従来の技術）
熱間圧延用ロールは一般に耐摩耗性、耐クラツク性（靭
性）があって肌荒れやヒートクラックの発生し難い材質
が要求され、従来ロールには例えば合金チルドロール、
高合金グレンロール、アダマイトロールなどの単体ロー
ルや、高クロム鋳鉄、高合金グレン、アダマイトなどを
外層とする複合ロールが使用されている。
性）があって肌荒れやヒートクラックの発生し難い材質
が要求され、従来ロールには例えば合金チルドロール、
高合金グレンロール、アダマイトロールなどの単体ロー
ルや、高クロム鋳鉄、高合金グレン、アダマイトなどを
外層とする複合ロールが使用されている。
（発明が解決しようとする問題点）
熱間圧延用ロールとしての必要特性を兼備させるべく、
上記材質には各種成分が配合されているが、各必要特性
を十分に兼備させることは困難であり、一般に耐摩耗性
に優れるものは靭性に劣り、ヒートクラックも発生しや
すい。しかも単体ロールの場合は高価な材料をロール全
体に使用するのも問題である。
上記材質には各種成分が配合されているが、各必要特性
を十分に兼備させることは困難であり、一般に耐摩耗性
に優れるものは靭性に劣り、ヒートクラックも発生しや
すい。しかも単体ロールの場合は高価な材料をロール全
体に使用するのも問題である。
一方複合ロールにおいては、圧延使用層である外層と、
芯部材はそれぞれ必要特性を強調した材質とすることが
でき、しかも外層のみが通常高価な材質であるという利
点があるが、高コストの遠心力鋳造に依らねばならぬ点
がやはり問題である。
芯部材はそれぞれ必要特性を強調した材質とすることが
でき、しかも外層のみが通常高価な材質であるという利
点があるが、高コストの遠心力鋳造に依らねばならぬ点
がやはり問題である。
本発明はかかる問題点に鑑み、圧延使用層に充分な耐摩
耗性と耐クランク性とを備え、かつロール全体として強
靭性に冨んだ熱間圧延用ロールの容易な製造方法を提供
することを目的とする。
耗性と耐クランク性とを備え、かつロール全体として強
靭性に冨んだ熱間圧延用ロールの容易な製造方法を提供
することを目的とする。
（問題点を解決するための手段）
叙上の目的を達成するためになされた本発明の熱間圧延
用ロールの製造方法は、 円柱状もしくは円筒状母体が鋼材で形成され、化学組成
が重量％で Ｃ：０．８〜１．５％ Ｍｏ ： １．０〜５．０
％Ｓｔ ； ０．１〜２．０％ Ｃｏ ： ５．Ｏ〜
１５．Ｏ％Ｍｎ ：・０．１〜１．０ ％ Ｗ：
５．０〜１５．０％Ｎｉ：０．２〜１．５ ％ Ｃｒ ： １．Ｏ〜５．０ ％ 残部実質的にＦｅで形成されたＦｅ系合金粉末とＶＣ粉
末との混合粉末であって、混合割合が重量％で、ＶＣ粉
末：１０〜３０％ Ｆｅ系合金粉末： 残部 とされた肉盛用粉末をプラズマ粉体肉盛溶接に供して前
記母体外周面に圧延使用層である肉盛層を形成すること
を構成とするものである。
用ロールの製造方法は、 円柱状もしくは円筒状母体が鋼材で形成され、化学組成
が重量％で Ｃ：０．８〜１．５％ Ｍｏ ： １．０〜５．０
％Ｓｔ ； ０．１〜２．０％ Ｃｏ ： ５．Ｏ〜
１５．Ｏ％Ｍｎ ：・０．１〜１．０ ％ Ｗ：
５．０〜１５．０％Ｎｉ：０．２〜１．５ ％ Ｃｒ ： １．Ｏ〜５．０ ％ 残部実質的にＦｅで形成されたＦｅ系合金粉末とＶＣ粉
末との混合粉末であって、混合割合が重量％で、ＶＣ粉
末：１０〜３０％ Ｆｅ系合金粉末： 残部 とされた肉盛用粉末をプラズマ粉体肉盛溶接に供して前
記母体外周面に圧延使用層である肉盛層を形成すること
を構成とするものである。
尚、本発明において、ロールとは中実状芯部に圧延使用
層を有するもの、並びに円筒状内層に圧延使用層を有し
、通常アーバーに軸嵌されるものを上杵する。
層を有するもの、並びに円筒状内層に圧延使用層を有し
、通常アーバーに軸嵌されるものを上杵する。
（実施例）
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する
。
。
第１図は、鋼材で形成された母体１の表面にプラズマ粉
体肉盛溶接によって、圧延使用層となる肉盛層２の形成
状態を示している。
体肉盛溶接によって、圧延使用層となる肉盛層２の形成
状態を示している。
同図において、３は溶接トーチであり、電極４と内筒５
との間にプラズマガス流路６が、内筒５と中間筒７との
間に粉体供給路８が、中間筒７と外筒９との間にシール
ドガス流路１０が設けられている。
との間にプラズマガス流路６が、内筒５と中間筒７との
間に粉体供給路８が、中間筒７と外筒９との間にシール
ドガス流路１０が設けられている。
母体１は電極４に対してプラスの電圧が印加され、母体
１の表面と電極４との間にプラズマアークを発生せしめ
ると共に、この中に肉盛用粉末を粉体供給路８より供給
して溶融させ、母体１の表面に急冷凝固せしめて、肉盛
層２を形成する。
１の表面と電極４との間にプラズマアークを発生せしめ
ると共に、この中に肉盛用粉末を粉体供給路８より供給
して溶融させ、母体１の表面に急冷凝固せしめて、肉盛
層２を形成する。
本発明において使用する肉盛用粉末は、後述する化学組
成のＦｅ系合金粉末とＶＣ粉末との混合粉末であって、
配合割合（重量％）としてＶＣ粉末が１０〜３０％（残
部はＦｅ系合金粉末）のものが使用される。
成のＦｅ系合金粉末とＶＣ粉末との混合粉末であって、
配合割合（重量％）としてＶＣ粉末が１０〜３０％（残
部はＦｅ系合金粉末）のものが使用される。
前記Ｆｅ系合金の化学組成（重量％）と成分限定理由は
下記の通りである。
下記の通りである。
Ｃ：Ｑ、３〜１．５％
Ｃは炭化物生成元素であるが、０．８％未満では炭化物
の量が少なく、耐摩耗性が悪くなる。１．５％を超える
と、生成炭化物が粗大化し、耐熱ｆＪｊ撃性が劣化する
。従って、０．８〜１．５％とする。
の量が少なく、耐摩耗性が悪くなる。１．５％を超える
と、生成炭化物が粗大化し、耐熱ｆＪｊ撃性が劣化する
。従って、０．８〜１．５％とする。
Ｓｉ：０．１〜２．０％
Ｓｔは脱酸剤として有効であるが、量が多いと、基地を
脆くする。良好な範囲として０．１〜２．０％とする。
脆くする。良好な範囲として０．１〜２．０％とする。
Ｍｎ：０．１〜１．０％
ＭｎはＳと結合してＳの害をなくするが、０．１％未満
ではその効果は少なく、１．０％を超えると材質の強靭
性が劣化する。
ではその効果は少なく、１．０％を超えると材質の強靭
性が劣化する。
Ｎｉ：０．２〜１．５％
Ｎｉは基地硬度を高めるが、反面、組織の高温安定性を
減じる。従って、良好な範囲として０．２〜１．５％と
する。
減じる。従って、良好な範囲として０．２〜１．５％と
する。
Ｃｒ ： １．０〜５．０％
Ｃｒはカーバイドの安定とともに、基地の耐摩耗性を向
上する。１％未満ではその効果は少なく、一方５％を超
えると、脆弱な共晶炭化物を発生させ、靭性を悪くする
。
上する。１％未満ではその効果は少なく、一方５％を超
えると、脆弱な共晶炭化物を発生させ、靭性を悪くする
。
Ｍｏ： １．０〜５．０％
ＭＯは基地硬度を高めるが、１．０％未満では、その効
果は十分でなく、また、５％を超えても相応の効果はな
いため、経済的な範囲として１．０〜５゜０％とする。
果は十分でなく、また、５％を超えても相応の効果はな
いため、経済的な範囲として１．０〜５゜０％とする。
Ｃｏ： ｓ、ｏ 〜１５．０％
Ｃｏは大部分基地に固溶し、耐熱性を向上させるが、５
％未満ではその効果は少なり、１５％を超えると靭性が
劣化する。
％未満ではその効果は少なり、１５％を超えると靭性が
劣化する。
Ｗ： ５．０〜１５．０％
Ｗは炭素と化合して、タングステン炭化物を形成し、耐
摩耗性に寄与するが、熱伝導度が低いので、多量に含む
と、熱歪による割れ性が劣化する。
摩耗性に寄与するが、熱伝導度が低いので、多量に含む
と、熱歪による割れ性が劣化する。
従って、良好な範囲として５．０〜１５．０％とする。
肉盛用粉末として使用されるＦｅ系合金は、以上の成分
の他、残部実質的にＦｅで形成される。
の他、残部実質的にＦｅで形成される。
該Ｆｅ系合金粉末と混合されるＶＣ粉末の配合量を１０
〜３０％とするのは次の理由による。
〜３０％とするのは次の理由による。
すなわち、バナジウム炭化物はクロム炭化物よりも硬さ
が２〜３倍高く、又、球状に析出し、靭性も良好にする
が、１０％未満では、耐摩耗性がよくなく、３０％を超
えると、肉盛層の基地に固溶するバナジう重量が増し、
焼入れ性を低下させるからである。
が２〜３倍高く、又、球状に析出し、靭性も良好にする
が、１０％未満では、耐摩耗性がよくなく、３０％を超
えると、肉盛層の基地に固溶するバナジう重量が増し、
焼入れ性を低下させるからである。
ＶＣ粉末を肉盛用粉末中に含をさせて使用する結果、第
２図に示すように、肉盛層中の■の含有量が８ｆｆｉ１
％以上含有せしめることができる。同図中、破線は合金
を溶製した場合のＶ含有限界であり、斜線領域が本発明
による肉盛層中の■含有可能範囲である。
２図に示すように、肉盛層中の■の含有量が８ｆｆｉ１
％以上含有せしめることができる。同図中、破線は合金
を溶製した場合のＶ含有限界であり、斜線領域が本発明
による肉盛層中の■含有可能範囲である。
尚、肉盛用粉末の粉末粒度は６０〜２５０メツシユのも
のを用いることが好ましい。６０メツシュ未満の粗粉で
は、プラズマアーク中で完全に熔融しにくく良好な肉盛
層が形成されないからであり、一方、２５０メツシユを
越える微粉では、プラズマ肉盛手段への供給の際、粉体
が円滑に流れず、粉体の供給が不安定になるからである
。
のを用いることが好ましい。６０メツシュ未満の粗粉で
は、プラズマアーク中で完全に熔融しにくく良好な肉盛
層が形成されないからであり、一方、２５０メツシユを
越える微粉では、プラズマ肉盛手段への供給の際、粉体
が円滑に流れず、粉体の供給が不安定になるからである
。
本発明において、肉盛層２を形成する母体１として、円
柱状のみならず円筒状の鋼材をも用いることができる。
柱状のみならず円筒状の鋼材をも用いることができる。
円柱状鋼材を母体とした場合、第３図に示すように、母
体１は中実ロール１１の芯部１２となり、該芯部１２に
肉盛ｒｆＪ２が外層（圧延使用ｉｉ） １３として溶着
形成される。
体１は中実ロール１１の芯部１２となり、該芯部１２に
肉盛ｒｆＪ２が外層（圧延使用ｉｉ） １３として溶着
形成される。
一方、鋼管等の円筒状鋼材を母体とした場合、第４図に
示すように、母体１は円筒状スリーブロール１４の内層
１５となり、該内Ｆｉ１５に肉盛層２が外層（圧延使用
層）１６として溶着形成される。１７は該スリーブロー
ルを焼ばめ等により固定したアーバー（ロール軸）であ
る。
示すように、母体１は円筒状スリーブロール１４の内層
１５となり、該内Ｆｉ１５に肉盛層２が外層（圧延使用
層）１６として溶着形成される。１７は該スリーブロー
ルを焼ばめ等により固定したアーバー（ロール軸）であ
る。
円筒状鋼材を母体として用い、叙上のようにスリーブロ
ールを製作した場合、このロールを軸方向に沿って複数
個に分割し、分割された各スリーブロールを一本のアー
バーに軸嵌固定することもできる。第５図は、アーバー
１７ａに内［１５ａに外Ｆｔ１６ａが肉盛形成された分
割型スリーブロール１４ａをその端面が当接するように
連設した組立ロールであり、第６図は、分割型スリーブ
ロール１４ａを一定の間隔をお（１）て導設したもので
ある。尚、分割数は図示の３個に限らず、使用用途に応
じて自由に設定することができる。
ールを製作した場合、このロールを軸方向に沿って複数
個に分割し、分割された各スリーブロールを一本のアー
バーに軸嵌固定することもできる。第５図は、アーバー
１７ａに内［１５ａに外Ｆｔ１６ａが肉盛形成された分
割型スリーブロール１４ａをその端面が当接するように
連設した組立ロールであり、第６図は、分割型スリーブ
ロール１４ａを一定の間隔をお（１）て導設したもので
ある。尚、分割数は図示の３個に限らず、使用用途に応
じて自由に設定することができる。
次に、ロールサイズφ２８０ ｘ４５０ Ｎ （璽ｌ
）の中実ロールの具体的製造実施例について説明する。
）の中実ロールの具体的製造実施例について説明する。
（１）円柱状鋼材（材質ＳＣＭ ４４０ ）を母体とし
て、これに下記の肉盛用粉末を用いてプラズマ粉体肉盛
溶接を行い、母体外周面に６ｕ厚さの肉盛層を形成した
。
て、これに下記の肉盛用粉末を用いてプラズマ粉体肉盛
溶接を行い、母体外周面に６ｕ厚さの肉盛層を形成した
。
・肉盛用粉末の配合（重量％）
Ｆｅ系合金粉末
Ｃ粒［１００〜２５０メツシユ）・・・８０％ＶＣ粉末
（粒度１００〜２５０メツシユ）・・・２０％・Ｆｅ系
合金の組成（重量％、残部実質的にＦｅ）Ｃ： １．３
％ Ｃｒ：４．０％ Ｓｉ：０．５％ Ｍｏ：３．５％ Ｍｎ：０．４％ Ｃｏ ： １０．０％Ｎｉ：０
．５％ Ｗ：１２．０％ ・溶接条件 電圧３２ Ｖ、電流１４５Ａ 粉末供給速度 １．５ ｋｇ／Ｈｒ （２）得られた中実ロールの横断面における硬度分布、
および表面硬度の温度特性を羽べた。その結果を第７図
および第８図に示す。また、肉盛層の強度を調べたとこ
ろ、圧縮強度３００〜３３０ｋｇ ／ ｗｊ、抗折強度
１１０〜１４０ ｋｇ／−であり、高硬度（Ｈ１ＩＣ６
３〜６５）と高強度とが兼備していることが確認された
。
（粒度１００〜２５０メツシユ）・・・２０％・Ｆｅ系
合金の組成（重量％、残部実質的にＦｅ）Ｃ： １．３
％ Ｃｒ：４．０％ Ｓｉ：０．５％ Ｍｏ：３．５％ Ｍｎ：０．４％ Ｃｏ ： １０．０％Ｎｉ：０
．５％ Ｗ：１２．０％ ・溶接条件 電圧３２ Ｖ、電流１４５Ａ 粉末供給速度 １．５ ｋｇ／Ｈｒ （２）得られた中実ロールの横断面における硬度分布、
および表面硬度の温度特性を羽べた。その結果を第７図
および第８図に示す。また、肉盛層の強度を調べたとこ
ろ、圧縮強度３００〜３３０ｋｇ ／ ｗｊ、抗折強度
１１０〜１４０ ｋｇ／−であり、高硬度（Ｈ１ＩＣ６
３〜６５）と高強度とが兼備していることが確認された
。
（３）肉盛層を光学顕微鏡観察してそのミクロ組織を調
べた。その結果を第９図（倍率４００倍）に示す。
べた。その結果を第９図（倍率４００倍）に示す。
同図より、微ｆ、Ｉな炭化物が均一に析出した穫めて緻
密な組織を有する急冷凝固層が形成されていることが確
認された。
密な組織を有する急冷凝固層が形成されていることが確
認された。
（発明の効果）
以上説明した通り、本発明の製造方法によれば、靭性の
ある安価な鋼材を母体とし、この母体外周面に特定組成
を有するＦｅ系合金粉末とＶＣ粉末とが特定配合された
混合粉末からなる肉盛用粉末をプラズマ粉体肉盛溶接す
るので、母体表面に微細な高硬度炭化物を均一に析出さ
せた極めて緻密な急冷凝固組織の肉盛層を容易に形成す
ることができ、従って、かかる肉盛層は充分な耐摩耗性
と強靭性とを兼備したものとなり、圧延使用層に充分な
耐摩耗性と耐クラツク性とを有し、かつロール全体とし
ても強靭性に冨んだ熱間圧延用ロールが容易に製造され
る。
ある安価な鋼材を母体とし、この母体外周面に特定組成
を有するＦｅ系合金粉末とＶＣ粉末とが特定配合された
混合粉末からなる肉盛用粉末をプラズマ粉体肉盛溶接す
るので、母体表面に微細な高硬度炭化物を均一に析出さ
せた極めて緻密な急冷凝固組織の肉盛層を容易に形成す
ることができ、従って、かかる肉盛層は充分な耐摩耗性
と強靭性とを兼備したものとなり、圧延使用層に充分な
耐摩耗性と耐クラツク性とを有し、かつロール全体とし
ても強靭性に冨んだ熱間圧延用ロールが容易に製造され
る。
第１図はプラズマ粉体肉盛溶接の実施要領説明図、第２
図は本発明による肉盛層中の■含有可能範囲を示すグラ
フ図、第３図は中実複合ロールの要部断面図、第４図〜
第６図はスリーブロールを有する組立ロールの要部断面
図、第７図は実施例ロールの表面からの距離と硬度との
関係を示すグラフ図、第８図は同ロール表面硬度の温度
特性を示すグラフ図、第９図は肉盛層の金属組織写真で
ある。 １・・・母体、２・・・肉盛層。
図は本発明による肉盛層中の■含有可能範囲を示すグラ
フ図、第３図は中実複合ロールの要部断面図、第４図〜
第６図はスリーブロールを有する組立ロールの要部断面
図、第７図は実施例ロールの表面からの距離と硬度との
関係を示すグラフ図、第８図は同ロール表面硬度の温度
特性を示すグラフ図、第９図は肉盛層の金属組織写真で
ある。 １・・・母体、２・・・肉盛層。
Claims (2)
- （１）円柱状もしくは円筒状母体が鋼材で形成され、化
学組成が重量％で Ｃ：０．８〜１．５％Ｍｏ：１．０〜５．０％Ｓｉ：０
．１〜２．０％Ｃｏ：５．０〜１５．０％Ｍｎ：０．１
〜１．０％Ｗ：５．０〜１５．０％Ｎｉ：０．２〜１．
５％ Ｃｒ：１．０〜５．０％ 残部実質的にＦｅで形成されたＦｅ系合金粉末とＶＣ粉
末との混合粉末であって、混合割合が重量％で、 ＶＣ粉末：１０〜３０％ Ｆｅ系合金粉末：残部 とされた肉盛用粉末をプラズマ粉体肉盛溶接に供して前
記母体外周面に圧延使用層である肉盛層を形成すること
を特徴とする熱間圧延用溶接肉盛ロールの製造方法。 - （２）円筒状母体外周面に肉盛層を形成した後、この肉
盛層を有する母体を軸方向に沿って分割する特許請求の
範囲第１項記載の熱間圧延用溶接肉盛ロールの製造方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30743686A JPS63157796A (ja) | 1986-12-22 | 1986-12-22 | 熱間圧延用溶接肉盛ロ−ルの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30743686A JPS63157796A (ja) | 1986-12-22 | 1986-12-22 | 熱間圧延用溶接肉盛ロ−ルの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63157796A true JPS63157796A (ja) | 1988-06-30 |
Family
ID=17969050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30743686A Pending JPS63157796A (ja) | 1986-12-22 | 1986-12-22 | 熱間圧延用溶接肉盛ロ−ルの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63157796A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1986
- 1986-12-22 JP JP30743686A patent/JPS63157796A/ja active Pending
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