JPS63182226A - 耐熱ガラス圧延用ロ−ル - 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） 本発明は溶融耐熱ガラスの板圧延に供される圧延用ロー
ルに関する。

（従来の技術） 電子レンジや電磁調理器等に使用される耐熱ガラスは、
第４図に示すように、溶融した耐熱ガラスを一対の圧延
用ロールＩＬＩＩによって板状に成形した後、得られた
板ガラスを所期の形状に成形加工することによって製造
される。同図において、１２は溶解炉であって、１３は
ガイドローラである。

前記圧延用ロールは、１４００℃程度の溶融ガラスに直
接接触するので、優れた耐熱性と耐食性とが要求される
。

このため、従来、圧延用ロールは、ステンレス鋼や耐熱
鋼で形成されたロール本体の表面にステライト系の耐熱
、耐食合金をＴＩＧ溶接肉盛や溶射肉盛によって肉盛層
を形成した後、該肉盛層に旋削や鏡面研摩を施して圧延
使用層に形成して製品ロールとされている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、従来の耐熱ガラス圧延用ロールは、ロー
ル表面が旋削や鏡面研摩されているにも拘らず、溶接時
のビード部や溶射時のオーバ・レイ部が熱影響部として
残存しており、一旦、これらが溶融ガラスと接触すると
、これらの熱影響部が転写模様としてロール表面に現出
し、成形板ガラス表面に転写されるという問題がある。

また、ロール表面の肉盛層は、結晶粒が粗くて、新品時
に表面が鏡面研摩されていても、使用開始後、容易に粒
界が摩耗して肌荒が生じ易いという欠点がある。

更にまた、前記肉盛層の形成に際して、肉盛層の内部に
数％の空孔が残留し、これが研摩によって表面欠陥とし
て現出し製品歩留りの低下を招来するという欠点がある
。

本発明はかかる問題点に鑑みなされたもので、空孔の現
出による製造歩留りの低下を招来することがな（、また
溶融ガラスの圧延に際して、転写模様が現出せずかつ肌
荒れが生じにくい表面平滑性に優れた耐熱ガラス圧延用
ロール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） 上記目的を達成するためになされた本発明の圧延用ロー
ルは、ロール本体の表面に、組成が重量％で、 Ｃ：０．１５〜３．０％　　Ｃｒ：２５〜３５％Ｗ　７
０．５〜１２　　％　　Ｍｏ：　０．５〜６　　％残部
実質的にＣｏで形成され、結晶粒径がｌθμ信以下のＣ
ｏ基合金層が熱間静水圧加圧により固相拡散接合されて
いることを発明の構成とするものである。

（作　　用） ロール本体表面に形成されたＣｏ基合金層は、熱間静水
圧加圧によって固相拡散接合されているので、組織的に
均一な層が形成され、ビード部やオーバ・レイ部のよう
な部分的に組織の異なる熱影響部が生じることがない。

従って、溶融ガラスの接触によって、組織の相違に起因
した部分的な転写模様がロール表面に形成されることが
ない。

また、Ｃｏ基合金層の形成過程で層中の空孔はほぼ完全
に排除されるので、ロール表面の研摩時に空孔が現出す
ることがなく、製品歩留りの向上が図れる。

更に、Ｃｏ基合金層は、Ｃ，Ｃｒ、　Ｗ、　Ｍｏの含有
量が特定されているので、靭性を損うことなく、耐摩耗
性や耐食性を著しく向上させることができる。

また、Ｃｏ基合金層の結晶粒径を１０ＩＪｍとしている
ので、前記組成とあいまって、耐肌荒性に優れ、面積度
の良好な製品板ガラスが安定して製造される。

（実施例） 本発明の耐熱ガラス圧延用ロールは、第１図に示すよう
に、ロール本体ｌの外周面にＣｏ基合金層２が熱間静水
圧加圧（以下、ＨＩＰという。）によって固相拡散接合
されている。

前記ロール本体１は、従来と同様にステンレス鋼や耐熱
鋼等の耐熱性を備えた強靭鋼で形成されている。尚、同
図では、ロール本体１の胴部の両端には軸部が延設され
ているが、ロール本体の形態はかかる形態に限らず圧延
設備に応じて適宜決定することができる。

前記Ｃｏ基合金層２は極めて優れた耐熱性と耐食性とを
備えており、その組成は下記の理由により所定の範囲に
特定される。以下、単位は重量％である。

Ｃ：０．１５〜３．０％ ＣはＣｒ、Ｍｏ及びＷと炭化物を形成し耐摩耗性を高め
るうえで欠くことのできない元素であり、０、１５％未
満では上記の効果が有効に発揮されない。

但しＣが多過ぎると耐食性及び靭性が乏しくなるので３
．０％以下に抑えなければならない。Ｃのより好ましい
含有率は０．２−１．５％である。

Ｃｒ　：　　２５〜３５％ ＣｒはＣと炭化物を形成すると共にＣｏマトリックス中
に固溶し、耐食性及び耐摩耗性を高めるうえで不可欠の
元素であり、２５％未満ではこれらの効果が有効に発揮
されず、特に耐酸化性が劣悪になる。しかし多過ぎると
合金の靭性が低くなるので３５％以下に抑えなければな
らない。

Ｗ：０，５　〜１２％ ＷはＣと炭化物を形成し耐食性及び耐摩耗性を高める作
用があり、０．５％未満ではそれらの効果が十分に発揮
されない。しかし１２％を越えると合金が過度に硬質化
し靭性が劣悪になる。

Ｍｏ：０．５〜６％ ＭｏはＣと炭化物を形成し耐食性及び耐摩耗性を高める
作用があり、０．５％未満ではそれらの効果が十分に発
揮されない。しかし、６％を越えると合金が過度に硬質
化し靭性が劣化する。

残部成分：実質的にＣ。

マトリックス成分として最低限の耐熱性及び耐食性を確
保する為、残部成分はＧｏとするや尚、Ｃ。

或は上記必須合金成分の配合に伴ない不可避不純物とし
てＰ、　　Ｓ、　Ｆｅ、　Ｍｎ、　　Ａ１等が微量混入
していることがあるが、これらは何れも不純物量（１，
０％程度以下）である限り格別の悪影響を及ぼすことは
ない。

前記Ｃｏ基合金層２の結晶粒径は１０μｍ以下とされて
いる。本発明者が鋭意研究した結果、表面状態の良好な
耐熱ガラス板を得るためには、ロール表面の金属結晶粒
径が微細なものほどよいが、特に１０μｍ以下にすると
面粗度の良好な製品が安定して得られることが判明した
からである。

Ｃｏ基合金層２の結晶粒径を１０μｍ以下にして、該合
金層をロール本体１表面に同相拡散接合するには、使用
する急冷凝固合金粉末に存在する微細な結晶が成長しな
い条件で、かつロール本体１に十分に固相拡散接合する
ＨＩＰ処理条件を選定する必要があり、好ましい処理条
件を挙げれば下記の通りである。

ＨＩ　Ｐ処理条件 ・金属粉末粒径：直径１５０μｍ以下 ・温　　度　　　：　１０００〜１１００℃・圧　　　
力　　　：　１０００〜２０００　ｋｇ　／　ｃｒｉ・
処理時間　　二上記温度・圧力の下で２１（ｒ以上上記
処理条件において、使用する合金粉末粒径を１５０μｍ
以下、温度を１０００〜１１００℃にするのは、この範
囲でＨＩ　Ｐにより形成された合金層中の結晶粒径を１
０μｍ以下とすることができるからである。

因みに、第２図は、種々の加熱温度（保持時間２　Ｈｒ
）におけるＣｏ基合金粉末の粉末粒径と結晶粒径との関
係を示すグラフ図であって、同図より、ＨＩＰ処理温度
に相当する１０００〜１１００℃で加熱する場合、粉末
粒径が１５０μｍ以下の合金粉末を使用すれば、１０μ
ｍ以下の結晶粒径になることが確認された。

また、処理圧力は、１０００ｋｇ／ｃｎ１未満では、合
金層をほぼ真密度にすることが困難で、表面欠陥の原因
となる空孔が層中に存在する。またロール本体への固相
拡散接合が不十分となる。一方、２０００ｋｇ　／　ｃ
ａｌを越える圧力で処理しても効果が飽和し、しかも設
備コストの上昇を招来する。

処理時間は、２時間未満では十分な固相拡散を行うこと
が困難で、ロール本体との接合強度が不足する。尚、長
時間処理しても、固相拡散の効果は飽和し、エネルギロ
スが増大するので２〜３Ｈｒで十分である。

次に具体的な実施例を掲げて説明する。

（１１下記組成のＣＯ基合金を溶製して、ガスアトマイ
ズ法によってＣｏ基合金粉末を製造し、１００メツシユ
のふるいによって分級し、１４７μｍ以下の原料合金粉
末を得た。

この合金粉末は、形状が球状であり、酸素含有量が７０
　ｐｐｍと低いものであった。

（２）第３図に示すように、ＳＵＳ　４０５材で形成さ
れたロール本体素材１ａをＳＯ３３０４材で形成された
厚さ２１ｍの外皮管４内に、約５鶴の隙間を介して同心
状に配設し、その上、下端に上蓋５および下蓋６をＴＩ
Ｇ溶接によって組立て、合金粉末充填カプセルを製作し
た。上蓋５には、粉末供給管７が設けられており、該供
給管７より前記隙間に（１）の合金粉末を真空状態で投
入充虜した。

この際、合金粉末は、３００℃に加熱しながら１Ｏ−５
ｔｏｒｒで１時間真空脱気したものを用いた。

合金粉末の充填完了後、前記供給管７を真空状態で閉塞
した。

（３）　　この組立体をＨＩＰ処理装置内へ装入し、１
１００℃、１０００ｋｇ／ｃ＋Ｊで２ＨｒのＨＩＰ処理
を行った。

その結果、合金粉末の充填部は粉末同士が焼結されてＣ
ｏ基合金層となり、ロール本体素材１ａの外周面に固相
拡散接合された。前記Ｃｏ基合金層は、その密度が合金
の真密度にほぼ等しいものであった。

（４）ＨＩＰ処理の終了後、カプセルの外皮を機械加工
により除去し、所定のロール形状に加工した後、前記Ｃ
ｏ基合金層の表面を研削によって表面平滑状態に仕上加
工して、所期の耐熱ガラス圧延用ロールを得た。

この圧延用ロールを用いて、耐熱ガラス板を圧延成形し
たところ、ガラス板の表面性状も良好で、ロール表面に
肌荒れも生じなかった。

（発明の効果） 以上説明した通り、本発明の耐熱ガラス圧延用ロールは
、ロール本体に特定組成および結晶粒径のＣｏ基合金層
をＨＩＰにより固相拡散接合したので、圧延使用層が耐
摩耗性、耐食性および耐熱性に掻めて優れかつ均一微細
組織となっているので、耐肌荒性にも優れる。

勿論、従来のように、組織の不均一に起因した転写模様
も形成されず、圧延形成された耐熱板ガラスの表面性状
を損うことがない。

また、Ｃｏ基合金層の形成に際して、空孔が層中に形成
されることがなく、製品歩留りの向上を図ることができ
る。しかも、圧延使用層に当るＣｏ基合金層の形成に際
して厚さ調整も容易であり、Ｃ０基合金層とロール本体
との接合性も極めて良好であり、前記合金層が薄い場合
でも剥離の虞れがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明ロールの一例を示す断面図、第２図は合
金粉末粒径と結晶粒径との関係を示すグラフ図、第３図
はＨＩＰ処理用の合金粉末充填用カプセルの断面図、第
４図は耐熱ガラス板材の製造要領説明図である。 特　許　出　願　人　　株式会社神戸製鋼所第１　図 第２図　　　　　　　　第３図 ＊ｆｒＮＬ１止（ｐｍ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ロール本体の表面に、組成が重量％で Ｃ：０．１５〜３．０％　Ｃｒ：２５〜３５％ Ｗ：０．５〜１２％　Ｍｏ：０．５〜６％ 残部実質的にＣｏで形成され、結晶粒径が１０μｍ以下
   のＣｏ基合金層が熱間静水圧加圧により固相拡散接合さ
   れていることを特徴とする耐熱ガラス圧延用ロール。