JPS63195243A - 耐摩耗性複合ロ−ル - Google Patents
耐摩耗性複合ロ−ルInfo
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- JPS63195243A JPS63195243A JP62028459A JP2845987A JPS63195243A JP S63195243 A JPS63195243 A JP S63195243A JP 62028459 A JP62028459 A JP 62028459A JP 2845987 A JP2845987 A JP 2845987A JP S63195243 A JPS63195243 A JP S63195243A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B27/00—Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
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〕
本発明は耐摩耗性複合ロール、更に詳しくは、硬質の焼
結合金を表面に焼結肉盛した耐摩耗性に極めて優れた複
合ロールに関するものである。
結合金を表面に焼結肉盛した耐摩耗性に極めて優れた複
合ロールに関するものである。
近年鉄鋼生産の高能率化に伴って、圧延ロールには高速
、高圧で長時間使用できるものが要求される様になって
きた。
、高圧で長時間使用できるものが要求される様になって
きた。
この要求を満足させるために、ロール材料も大幅な変更
が必要となっている。
が必要となっている。
例えば、鋳鉄ロールにあっては、要求を満たすべく硬さ
を高めた結果、靭性が低下して使用に耐えないという欠
点がある。
を高めた結果、靭性が低下して使用に耐えないという欠
点がある。
また、超硬合金製ロールは、確かに耐摩耗性は極めて優
れているが、コストが高く、圧延ロールの様な比較的大
寸法のロールには不適当である。
れているが、コストが高く、圧延ロールの様な比較的大
寸法のロールには不適当である。
この結果、最近は炭化物とＣｏ基合金の粉末を、いわゆ
る粉体肉盛溶接したものがロール材として使用される様
になった。
る粉体肉盛溶接したものがロール材として使用される様
になった。
このロール材料は、特開昭６１−４６３０７号公報にも
開示されているが、概ね次の通りである。即ち、概略３
５〜５０体積％のＣｏと３０〜５０体積％の炭化物と、
Ｎｉ、Ｃｒ、Ｖ等の合金元素で構成されるもので１龍前
後の厚さに肉盛溶接して使用されている。
開示されているが、概ね次の通りである。即ち、概略３
５〜５０体積％のＣｏと３０〜５０体積％の炭化物と、
Ｎｉ、Ｃｒ、Ｖ等の合金元素で構成されるもので１龍前
後の厚さに肉盛溶接して使用されている。
上記従来の炭化物を含有した材料は耐摩耗性については
極めて優れた効果を発揮するものであるが、次の様な欠
点も明らかになった。
極めて優れた効果を発揮するものであるが、次の様な欠
点も明らかになった。
（１） 炭化物には一〇を使用するために、厚く肉盛
しようとする時は一〇が肉盛融液の下部に沈下してしま
い、表面層の炭化物が少くなり、思ったほど耐摩耗性が
期待できない。
しようとする時は一〇が肉盛融液の下部に沈下してしま
い、表面層の炭化物が少くなり、思ったほど耐摩耗性が
期待できない。
（２）肉盛合金自体、本来非常に脆弱な材料である上に
、肉盛融液の凝固収縮によって割れが発生しやすい。
、肉盛融液の凝固収縮によって割れが発生しやすい。
本発明は、かかる粉体肉盛溶接の問題点に鑑みてなされ
たもので、その目的とする所は、炭化物が沈下すること
なく表面部まで均一に分散し、しかも肉盛層に割れの発
生しにくい新規な複合ロールを提供せんとするものであ
る。
たもので、その目的とする所は、炭化物が沈下すること
なく表面部まで均一に分散し、しかも肉盛層に割れの発
生しにくい新規な複合ロールを提供せんとするものであ
る。
上記問題点を解決するための手段は次の構成からなる。
即ち、
（１）炭化物として周期律表の第１ＶＡ、ＶＡ。
ＶＩＡ族元素の炭化物の１種あるいは２種以上、あるい
はこれらの複合炭化物を選び、粒径は１０〜３００μｍ
の範囲にし、体積比で５〜８０％の割合でＮｉ基合金あ
るいはＣｏ基合金と混合焼結した焼結合金の形で芯材に
焼結一体化することによって炭化物の分散性と肉盛層の
割れの問題が解決されること。
はこれらの複合炭化物を選び、粒径は１０〜３００μｍ
の範囲にし、体積比で５〜８０％の割合でＮｉ基合金あ
るいはＣｏ基合金と混合焼結した焼結合金の形で芯材に
焼結一体化することによって炭化物の分散性と肉盛層の
割れの問題が解決されること。
（２）芯材を中空にすると、更に肉盛層の耐割れ性が良
くなること。
くなること。
（３） 上記炭化物としては、具体的には、ＷＣ，Ｎ
ｂＣ。
ｂＣ。
ＶＣ，ＴａＣ，Ｔｉｃおよびこれらの複合炭化物を使用
することによって上記問題点が解決される。
することによって上記問題点が解決される。
焼結合金を芯材に焼結一体化して肉盛した本発明ロール
の製造には、熱間静水圧焼結法が最も効果的である。
の製造には、熱間静水圧焼結法が最も効果的である。
この方法は、まず芯材の外側に芯材の外径よりも大きな
内径の金属管をキャニング材として同心円状に遊嵌せし
め、このキャニング材と芯材の間の空隙に焼結原料粉末
の混合物を充てんし、脱気後、両端部のリング状開口面
を封止する。
内径の金属管をキャニング材として同心円状に遊嵌せし
め、このキャニング材と芯材の間の空隙に焼結原料粉末
の混合物を充てんし、脱気後、両端部のリング状開口面
を封止する。
つぎに、これを熱間静水圧焼結に付す。
中の粉末混合物はキャニング材と共に芯材の外面に押圧
され、緻密化されて、一体的に焼結される。
され、緻密化されて、一体的に焼結される。
冷却後、キャニング材を機械的に除去して所定寸法に仕
上げることによって複合ロールが完成する。
上げることによって複合ロールが完成する。
次に本発明の炭化物粒子の量、粒径および種類に対する
限定理由について述べる。
限定理由について述べる。
炭化物の量を５〜８０体積％にするのは、５％未満であ
ると所期の耐摩耗性が得られず、また８０％を越えると
肉盛層に割れが生じやすくなるためである。
ると所期の耐摩耗性が得られず、また８０％を越えると
肉盛層に割れが生じやすくなるためである。
粒径を１０〜３００μｍにするのは、粒径が３００μｍ
を越えると焼結層に割れが生じやすく、また１０μｍ未
満では焼結中に基地合金への過度な溶けこみが起るため
である。
を越えると焼結層に割れが生じやすく、また１０μｍ未
満では焼結中に基地合金への過度な溶けこみが起るため
である。
炭化物の種類として周期律表の第１ＶＡ、ＶＡ。
ＶＩＡ族元素の炭化物の１種あるいは２種以上あるいは
これらの複合炭化物を使用するのは、これらの炭化物は
基地となるＮｉ基合金又はＣｏ基合金とのなじみが良く
、また高硬度であるので、高い耐摩耗性が得られるため
である。
これらの複合炭化物を使用するのは、これらの炭化物は
基地となるＮｉ基合金又はＣｏ基合金とのなじみが良く
、また高硬度であるので、高い耐摩耗性が得られるため
である。
尚これらの炭化物の中で本発明の目的に最も適した炭化
物はＮｂＣ、および−ＣとＶＣ，ＴｉＣ，ＴａＣ等を組
合せて比重が概ね６．５〜８．５になる様に調整した複
合炭化物である。
物はＮｂＣ、および−ＣとＶＣ，ＴｉＣ，ＴａＣ等を組
合せて比重が概ね６．５〜８．５になる様に調整した複
合炭化物である。
比重が６．５〜８．５になる様にすると粉末をキャニン
グ材に充てんする際の比重差による偏在が防止でき、焼
結後の炭化物の分散性が極めて良くなる。
グ材に充てんする際の比重差による偏在が防止でき、焼
結後の炭化物の分散性が極めて良くなる。
本発明は、以上の様な条件の炭化物をＣｏ基、Ｎｉ基の
合金粉末と混合焼結して使用するものである。
合金粉末と混合焼結して使用するものである。
本発明に使用するＣｏ基又はＮｉ５合金の好ましい組成
重量比の範囲は次の通りである。
重量比の範囲は次の通りである。
Ｃｒ ： ５．０〜２０．０％
基地中に固溶して基地の硬さの向上に有効であり、また
Ｃと結合して炭化物を形成して耐摩耗性を高める。しか
し、５．０％未満では耐摩耗性および耐食性が不十分で
あり、２０．０％を越えると脆性を増すので好ましくな
い。最も好ましい範囲は１０．０〜１８．０％である。
Ｃと結合して炭化物を形成して耐摩耗性を高める。しか
し、５．０％未満では耐摩耗性および耐食性が不十分で
あり、２０．０％を越えると脆性を増すので好ましくな
い。最も好ましい範囲は１０．０〜１８．０％である。
Ｂ：１．Ｏ〜５．０％
組織中に高硬度の硼化物を析出させるので合金の硬さを
高め、また耐摩耗性を向上させるのに効果があり、さら
に溶融点を下げる効果がある。しかし、１％未満では十
分な硬さが得られず、溶融点も高く、焼結後の焼結層の
収縮代が太き（なるため焼結層の引張応力が大きくなっ
て割れやすくなる等の問題がある。また５゜０％を越え
ると合金は脆くなり、焼結層に割れを生じやすくなるの
で好ましくない。最も好ましい範囲は２．４〜４．０％
である。
高め、また耐摩耗性を向上させるのに効果があり、さら
に溶融点を下げる効果がある。しかし、１％未満では十
分な硬さが得られず、溶融点も高く、焼結後の焼結層の
収縮代が太き（なるため焼結層の引張応力が大きくなっ
て割れやすくなる等の問題がある。また５゜０％を越え
ると合金は脆くなり、焼結層に割れを生じやすくなるの
で好ましくない。最も好ましい範囲は２．４〜４．０％
である。
Ｆｅ：１０％以下
基地の靭性向上に有効であるが、１０．０％を超えると
基地の硬さを低下させ、また耐食性も低下させるので好
ましくない。最も好ましい範囲は３〜６％である。
基地の硬さを低下させ、また耐食性も低下させるので好
ましくない。最も好ましい範囲は３〜６％である。
Ｓｉ：０．５〜５．０％
基地の高硬度化に有効で、また脱酸元素としても必要で
ある。しかし０．５％未満では十分な硬さが得られず、
また、５．０％を越えると靭性を悪化させるので好まし
くない。最も好ましい範囲は２．０〜４．０％である。
ある。しかし０．５％未満では十分な硬さが得られず、
また、５．０％を越えると靭性を悪化させるので好まし
くない。最も好ましい範囲は２．０〜４．０％である。
Ｃ：１．５％以下
Ｎｔに固溶して強度を高めると共に、合金元素と結合し
て炭化物を形成し、耐摩耗性を向上させる。
て炭化物を形成し、耐摩耗性を向上させる。
しかし、１．５０％を越えると靭性を低下させるので好
ましくない。最も好ましい範囲は０．４〜１．０％であ
る。
ましくない。最も好ましい範囲は０．４〜１．０％であ
る。
Ｎｉ又はＣｏ：残部
基地を構成する主要元素である。また、Ｂと結合して硼
化物を析出して、基地の硬さを高めると共に、硼化物を
分散させて耐摩耗性を高める。Ｎｉ又はＣｏは実質的に
上記添加元素以外の残部を占める。
化物を析出して、基地の硬さを高めると共に、硼化物を
分散させて耐摩耗性を高める。Ｎｉ又はＣｏは実質的に
上記添加元素以外の残部を占める。
本発明の焼結肉盛層は以上の様な特徴を有し、これによ
って、炭化物の分散性および耐割れ性は従来の粉体肉盛
品に較べて極めて優れた特性を発揮するものであるが、
更に本発明では芯材を中空体にすることによって肉盛層
の耐割れ性が更に改良される。
って、炭化物の分散性および耐割れ性は従来の粉体肉盛
品に較べて極めて優れた特性を発揮するものであるが、
更に本発明では芯材を中空体にすることによって肉盛層
の耐割れ性が更に改良される。
特に大径ロールについては中空芯材が効果的である。
実施例１
芯材：
材質 ＳＣＭ ４４０
サイズ 外径２１０ｎ＋ｘ内径１４０■■×長さ１２
０龍の中空材 キャニング材： 材質 ＳＳ ４１ サイズ 外径２８６龍×肉厚３゜２ｆｌ×長さ１２０
鶴焼結原料粉末： 芯材の外側にキャニング材を軸芯が一致するように遊嵌
せしめ、芯材とキャニング材の一方の端に下板を溶接し
て空隙をふさぎ、次に芯材とキャニング材のもう一方の
端の空隙から原料粉末を充てんし、上板を溶接した後、
脱気、密封する。
０龍の中空材 キャニング材： 材質 ＳＳ ４１ サイズ 外径２８６龍×肉厚３゜２ｆｌ×長さ１２０
鶴焼結原料粉末： 芯材の外側にキャニング材を軸芯が一致するように遊嵌
せしめ、芯材とキャニング材の一方の端に下板を溶接し
て空隙をふさぎ、次に芯材とキャニング材のもう一方の
端の空隙から原料粉末を充てんし、上板を溶接した後、
脱気、密封する。
以上の工程を７種類の原料粉末の各々について行い、中
空ロール状試料を作った。
空ロール状試料を作った。
つぎにこれをｋｌ Ｉ Ｐ装置で９８０°、 １）００
ｋｇ／ｃｕｔにて加圧、焼結した。
ｋｇ／ｃｕｔにて加圧、焼結した。
焼結後、室温まで徐冷し、キャニング材は機械加工によ
って除去した後、所定寸法に仕上げた。
って除去した後、所定寸法に仕上げた。
焼結合金が芯材に一体的に焼結された二層構造の複合ロ
ール試料が得られた。
ール試料が得られた。
炭化物の偏析状況をみるため軸方向、厚さ方向で焼結合
金中の炭化物の分散状況をしらべた。
金中の炭化物の分散状況をしらべた。
いずれの試料についても偏析はほとんど認められず、分
散性については１）ｈ３のＮｂＣと隘５の（ＷＴａ）Ｃ
のものが特に優れていた。
散性については１）ｈ３のＮｂＣと隘５の（ＷＴａ）Ｃ
のものが特に優れていた。
また、焼結層に割れは全く認められなかった。
実施例２
芯材：
材質 ＳＵＳ ３０４
サイズ 外径２１０ｇｍｘ長さ１２０ ｍｍの中実材
キャニング材： 材質 ＳＳ ４１ サイズ 外径２８６ｗｘ肉厚３．２１）１Ｘ長さ１２
０鶴焼結原料粉末は実施例１と同じものをもちい、後の
工程は実施例１と同様にして行い中実ロール状試料を作
った。
キャニング材： 材質 ＳＳ ４１ サイズ 外径２８６ｗｘ肉厚３．２１）１Ｘ長さ１２
０鶴焼結原料粉末は実施例１と同じものをもちい、後の
工程は実施例１と同様にして行い中実ロール状試料を作
った。
焼結後、焼結層のミクロ組織を調査した。
焼結合金は芯材に完全に融着結合しており、炭化物は軸
方向にも、厚さ方向にも均一に分散していた。
方向にも、厚さ方向にも均一に分散していた。
また、焼結層に割れは全（認められなかった。
本発明は、以上詳記した様に焼結層の割れを防止できる
と共に、炭化物が軸方向及び厚さ方向に均一に分散して
いるために局部的な偏摩耗がなく、ロール寿命の大幅な
延長をはかれるものである。
と共に、炭化物が軸方向及び厚さ方向に均一に分散して
いるために局部的な偏摩耗がなく、ロール寿命の大幅な
延長をはかれるものである。
手続補正帯
昭和６２年ｅ月−〇日
事件の表示
昭和６２年 特許願 第よβｈ＋９号
発明の名称
耐摩耗性複合ロール
補正をする者
事件との関係 特許出願人
〒１００
住所 東京都千代田区丸の内二丁目１番２号電話
東京一２８４−４６４２
東京一２８４−４６４２
Claims (3)
- （１）芯材の外周に、炭化物とＮｉ基合金あるいはＣｏ
基合金の焼結合金が焼結一体化された構造の複合ロール
であって、該炭化物が周期律表の第IVＡ、ＶＡ、VIＡ族
元素の炭化物の１種あるいは２種以上あるいはこれらの
複合炭化物からなると共に、該炭化物の粒径が１０〜３
００μｍ、該炭化物粒子の焼結合金中の体積比が５〜８
０％にされてなることを特徴とする耐摩耗性複合ロール
。 - （２）上記芯材が中空芯材であることを特徴とする特許
請求の範囲第１項に記載の耐摩耗性複合ロール。 - （３）上記炭化物がＷＣ、ＮｂＣ、ＴｉＣ、ＶＣ、Ｔａ
Ｃおよびこれらの複合炭化物であることを特徴とする特
許請求の範囲第１項又は第２項に記載の耐摩耗性複合ロ
ール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62028459A JP2562445B2 (ja) | 1987-02-10 | 1987-02-10 | 耐摩耗性複合ロ−ル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62028459A JP2562445B2 (ja) | 1987-02-10 | 1987-02-10 | 耐摩耗性複合ロ−ル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63195243A true JPS63195243A (ja) | 1988-08-12 |
| JP2562445B2 JP2562445B2 (ja) | 1996-12-11 |
Family
ID=12249250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62028459A Expired - Lifetime JP2562445B2 (ja) | 1987-02-10 | 1987-02-10 | 耐摩耗性複合ロ−ル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2562445B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016509124A (ja) * | 2012-12-07 | 2016-03-24 | サンドビック インテレクチュアル プロパティー アクティエボラーグ | Ｈｉｐ固化部品の製造方法および耐摩耗性層を含むｈｉｐ処理部品 |
| JP2017520389A (ja) * | 2014-04-30 | 2017-07-27 | サンドビック インテレクチュアル プロパティー アクティエボラーグ | 耐摩耗性部品、及びこのような部品で提供される材料の機械的分解のための装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2680616B2 (ja) | 1988-08-03 | 1997-11-19 | 日立金属株式会社 | 複合ロール |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50120410A (ja) * | 1974-03-07 | 1975-09-20 | ||
| JPS5130513A (ja) * | 1974-09-09 | 1976-03-15 | Tokyo Shibaura Electric Co | Chokogokin |
| JPS5839906A (ja) * | 1981-09-03 | 1983-03-08 | Matsushita Electric Works Ltd | 木材粗面測定装置 |
| JPS6146307A (ja) * | 1984-08-10 | 1986-03-06 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 肉盛ロ−ルおよびその製造方法 |
-
1987
- 1987-02-10 JP JP62028459A patent/JP2562445B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2562445B2 (ja) | 1996-12-11 |
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