JPS6333108A - 高温耐摩耗性にすぐれたロ−ル - Google Patents
高温耐摩耗性にすぐれたロ−ルInfo
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- JPS6333108A JPS6333108A JP17643586A JP17643586A JPS6333108A JP S6333108 A JPS6333108 A JP S6333108A JP 17643586 A JP17643586 A JP 17643586A JP 17643586 A JP17643586 A JP 17643586A JP S6333108 A JPS6333108 A JP S6333108A
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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)
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、高温鋼材の搬送ロールまたは熱間圧延ロール
として有用な中・高温域での耐摩耗性にすぐれたロール
に関する。
として有用な中・高温域での耐摩耗性にすぐれたロール
に関する。
高’ｔＬ １１４材搬送ロールや熱間圧延ロールとして
、従来より、ロール胴部の表面を高周波焼入れにより硬
化させるか、あるいは胴部表面を「ステライト」等の硬
化材料の肉盛層で被覆することにより耐摩耗性をもたせ
たものが使用されている。
、従来より、ロール胴部の表面を高周波焼入れにより硬
化させるか、あるいは胴部表面を「ステライト」等の硬
化材料の肉盛層で被覆することにより耐摩耗性をもたせ
たものが使用されている。
上記従来ロールは、約５００°Ｃ以下の低温度域におい
て比較的良好な摩耗抵抗性を示すが、約６００°Ｃを越
える中・高温度域での摩耗抵抗性は十分でなく、ロール
胴部の摩耗が速く進む。これは、中・高温域での使用時
に熱影響を受けるため、高周波焼入れされたロールでは
、その表面硬化層に焼もどし軟化が生じ、また硬化材料
の肉盛層を有するロールの場合には、肉盛層の基地金属
が軟化するからである。
て比較的良好な摩耗抵抗性を示すが、約６００°Ｃを越
える中・高温度域での摩耗抵抗性は十分でなく、ロール
胴部の摩耗が速く進む。これは、中・高温域での使用時
に熱影響を受けるため、高周波焼入れされたロールでは
、その表面硬化層に焼もどし軟化が生じ、また硬化材料
の肉盛層を有するロールの場合には、肉盛層の基地金属
が軟化するからである。
本発明は、上記に漏み、中・高温域での耐摩耗性を改良
したロールを提供しようとするものである。
したロールを提供しようとするものである。
本発明のロールは、その胴部表面が、金属マトリックス
と該マトリックスに分散相として混在するセラミック粒
子とからなる複合組織を有する金属−セラミック複合材
層で被覆されていることを特徴とする。
と該マトリックスに分散相として混在するセラミック粒
子とからなる複合組織を有する金属−セラミック複合材
層で被覆されていることを特徴とする。
本発明ロールの表面を被覆する金属−セラミノり複合材
層のマトリックス金属中に分散するセラミック粒子は、
例えば炭化タングステン（ＷＣ）、炭化クロム（Ｃｒ３
Ｃ２、ＣｒＣ等）、炭化珪素（Ｓ ｉ Ｃ） 、炭化チ
タン（ＴｉＣ）、窒化珪素（Ｓ！：＋Ｎ４）、ジルコニ
ア（Ｚ ｒ Ｏｚ）、アルミナ（Ａ１２０３）等であり
、その粒径は０．０１〜４ｐｍの範囲が適当である。ま
た、その複合組織に占めるセラミック粒子の比率（面積
率）は、分散相としての効果を十分ならしめるために、
２０％以上であることが好ましい。もっとも、その比率
が過大になると、複合材層の靭性の不足をきたすので、
８０％を上限とずべきである。
層のマトリックス金属中に分散するセラミック粒子は、
例えば炭化タングステン（ＷＣ）、炭化クロム（Ｃｒ３
Ｃ２、ＣｒＣ等）、炭化珪素（Ｓ ｉ Ｃ） 、炭化チ
タン（ＴｉＣ）、窒化珪素（Ｓ！：＋Ｎ４）、ジルコニ
ア（Ｚ ｒ Ｏｚ）、アルミナ（Ａ１２０３）等であり
、その粒径は０．０１〜４ｐｍの範囲が適当である。ま
た、その複合組織に占めるセラミック粒子の比率（面積
率）は、分散相としての効果を十分ならしめるために、
２０％以上であることが好ましい。もっとも、その比率
が過大になると、複合材層の靭性の不足をきたすので、
８０％を上限とずべきである。
他方、マトリックス金属は、例えば、Ｃｒ−Ｆｅ系、Ｃ
ｒ−Ｎｉ−Ｆｅ系、Ｃｒ−Ｎ１−Ｃ。
ｒ−Ｎｉ−Ｆｅ系、Ｃｒ−Ｎ１−Ｃ。
−Ｆｅ系等の鉄基耐熱合金、Ｃｒ−Ｃｏ系、Ｃｒ−Ｎ
ｉ −Ｃｏ系等のＣＯ基合金、Ｃｒ−Ｎｉ系、Ｃｒ −
Ｃｏ −Ｎ ｉ系等のＮｉ基合金等である。
ｉ −Ｃｏ系等のＣＯ基合金、Ｃｒ−Ｎｉ系、Ｃｒ −
Ｃｏ −Ｎ ｉ系等のＮｉ基合金等である。
ロール胴部を被覆する金属−セラミック複合材層は、好
ましくは溶接肉盛法により形成される。
ましくは溶接肉盛法により形成される。
その溶接肉盛は、マトリックスとなる金属の粉末と分散
相となるセラミック粉末との混合物を適宜の形状に成形
し焼結した焼結体を溶接材とし、またはマトリックスと
なる金属のチェーブに、分散相となるセラミック粉末を
充填したものを溶接材として使用し、タングステン不活
性ガスアーク溶接熱により上記溶接材を溶融してロール
胴部表面にビードを肉盛することにより達成される。別
法として、マトリックスとなる金属の粉末と分散相とな
るセラミック粉末との混合物をペースト状に調製し、ロ
ール胴部表面に塗布して乾燥したのち、タングステン不
活性ガスアーク溶接熱により加熱溶融することにより形
成することもできる。
相となるセラミック粉末との混合物を適宜の形状に成形
し焼結した焼結体を溶接材とし、またはマトリックスと
なる金属のチェーブに、分散相となるセラミック粉末を
充填したものを溶接材として使用し、タングステン不活
性ガスアーク溶接熱により上記溶接材を溶融してロール
胴部表面にビードを肉盛することにより達成される。別
法として、マトリックスとなる金属の粉末と分散相とな
るセラミック粉末との混合物をペースト状に調製し、ロ
ール胴部表面に塗布して乾燥したのち、タングステン不
活性ガスアーク溶接熱により加熱溶融することにより形
成することもできる。
このような溶接肉盛法により形成される金属−セラミッ
ク複合材層は、ロール胴部表面と強固に密着結合し、圧
延ロールのように高荷重・衝撃が連続または反復して作
用する使用条件下にも、容易に剥離することがない。
ク複合材層は、ロール胴部表面と強固に密着結合し、圧
延ロールのように高荷重・衝撃が連続または反復して作
用する使用条件下にも、容易に剥離することがない。
複合材層は、必ずしもロールの胴部表面の全体を被覆す
る必要はなく、その用途・使用態様に応じて必要な個所
に選択的に形成される。例えば、棒鋼圧延ロールや線材
圧延ロールの場合には、第１図に示すように、ロール本
体（１）の胴部に円周方向に形設された、圧延鋼材と接
触する溝（２）の表面に複合材層（３）を形成すればよ
い。
る必要はなく、その用途・使用態様に応じて必要な個所
に選択的に形成される。例えば、棒鋼圧延ロールや線材
圧延ロールの場合には、第１図に示すように、ロール本
体（１）の胴部に円周方向に形設された、圧延鋼材と接
触する溝（２）の表面に複合材層（３）を形成すればよ
い。
本発明のロールの胴部表面を被覆する金属−セラミック
複合材層は、マトリックス金属と分散相であるセラミッ
ク粒子との腹合効果により、低温域において高耐摩耗性
を示すのみならず、温度６００℃を越える中・高温域に
おいても、軟化傾向が少な（、その高耐摩耗性により、
ロールの胴部表面を摩耗から保護する。また、分散相で
あるセラミック粒子が比較的微細な粒子（約０．１μｍ
以下）である場合、複合材層は、セラミック粒子が層内
の転位の運動を阻止することにより、高温域においても
、鋼材等の圧荷重に耐える高い圧縮強度を示す。
複合材層は、マトリックス金属と分散相であるセラミッ
ク粒子との腹合効果により、低温域において高耐摩耗性
を示すのみならず、温度６００℃を越える中・高温域に
おいても、軟化傾向が少な（、その高耐摩耗性により、
ロールの胴部表面を摩耗から保護する。また、分散相で
あるセラミック粒子が比較的微細な粒子（約０．１μｍ
以下）である場合、複合材層は、セラミック粒子が層内
の転位の運動を阻止することにより、高温域においても
、鋼材等の圧荷重に耐える高い圧縮強度を示す。
本発明ロールの実施例として、胴部表面に円周方向の丸
溝を有するロールの該溝内表ｉ７ｉを金属−セラミック
複合材層で被覆して第１図に示す丸鋼圧延用ロール（こ
れをロールＡとする）を製造した。比較例として、溝表
面に高周波焼入れを行って表面硬化させたロール（これ
をロールＢとする）、および溝の表面に「ステライト」
からなる被覆層を設けたロール（これをロールＣとする
）をそれぞれ製造した。各ロールは、いずれも軸心に沿
って冷却水流路 （４）を有する内部水冷ロールであり
、胴部外径：３５０φ、溝深さ：１０ｆｌ、溝幅：１２
０關である。
溝を有するロールの該溝内表ｉ７ｉを金属−セラミック
複合材層で被覆して第１図に示す丸鋼圧延用ロール（こ
れをロールＡとする）を製造した。比較例として、溝表
面に高周波焼入れを行って表面硬化させたロール（これ
をロールＢとする）、および溝の表面に「ステライト」
からなる被覆層を設けたロール（これをロールＣとする
）をそれぞれ製造した。各ロールは、いずれも軸心に沿
って冷却水流路 （４）を有する内部水冷ロールであり
、胴部外径：３５０φ、溝深さ：１０ｆｌ、溝幅：１２
０關である。
ＣＩ）ロールＡ（し四側）
（１１ロール基材：Ｃｒ−Ｍｏ鋼
（２）金属−セラミック複合材層
金属粉末とセラミック粉末との混合物の焼結体を溶接材
とし、タングステン不活性ガスアーク溶接法により、層
厚５龍の肉盛層を形成。
とし、タングステン不活性ガスアーク溶接法により、層
厚５龍の肉盛層を形成。
（ｉ）マトリックス金属：Ｃｒ−Ｎ１−ｃｏ系鋼（ｉｉ
）セラミック粒子：Ｃｒ３Ｃ２ 平均粒径：５０μｍ （ｉｉｉ ）セラミック粒子の比率（面積率）：５０％
〔■〕ロールＢ（比較例１） （１） ロール基材：Ｃｒ−Ｍｏ鋼 （２）高周波焼入れ硬さ： Ｉｆ ｓ ７５（焼入れ深
さ１０鰭） 〔■〕ロールＣ（比較例２） （１） ロール基材：Ｃｒ−Ｍｏ鋼 （２） ステライト層 タングステン不活性ガスアーク溶接法により、層厚５鰭
の肉盛層を形成。硬度（Ｈｓ）ニア３上記各ロールＡ、
ＢおよびＣを、熱間丸鋼圧延（圧延温度９５０°Ｃ）の
圧延ロールとして使用し、溝部の摩耗減量を測定し第２
図に示す結果を得た。
）セラミック粒子：Ｃｒ３Ｃ２ 平均粒径：５０μｍ （ｉｉｉ ）セラミック粒子の比率（面積率）：５０％
〔■〕ロールＢ（比較例１） （１） ロール基材：Ｃｒ−Ｍｏ鋼 （２）高周波焼入れ硬さ： Ｉｆ ｓ ７５（焼入れ深
さ１０鰭） 〔■〕ロールＣ（比較例２） （１） ロール基材：Ｃｒ−Ｍｏ鋼 （２） ステライト層 タングステン不活性ガスアーク溶接法により、層厚５鰭
の肉盛層を形成。硬度（Ｈｓ）ニア３上記各ロールＡ、
ＢおよびＣを、熱間丸鋼圧延（圧延温度９５０°Ｃ）の
圧延ロールとして使用し、溝部の摩耗減量を測定し第２
図に示す結果を得た。
縦軸の摩耗量は溝部表面の最大摩耗深さく■Ｉ）であり
、図中の（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）はそれぞれロール
Ａ、ＢおよびＣの摩耗量を示している。
、図中の（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）はそれぞれロール
Ａ、ＢおよびＣの摩耗量を示している。
各ロールＡ、ＢおよびＣの耐摩耗性を、摩耗速度〔摩耗
量（鶴）／圧延鋼材通過量（ｔｏｎ））で比較すると、
高周波焼入れによる表面硬化を行ったロールＢの摩耗速
度は約１．１８鶴／ｌｏｎ、またステライト被覆層を有
するロールＣは約０．９１ ａｍ ／ ｔｏｎであるの
に対し、本発明例のロールＡの摩耗速度は約０．３３ｕ
＋ ／ ｔｏｎと、すぐれた摩耗抵抗性を有している。
量（鶴）／圧延鋼材通過量（ｔｏｎ））で比較すると、
高周波焼入れによる表面硬化を行ったロールＢの摩耗速
度は約１．１８鶴／ｌｏｎ、またステライト被覆層を有
するロールＣは約０．９１ ａｍ ／ ｔｏｎであるの
に対し、本発明例のロールＡの摩耗速度は約０．３３ｕ
＋ ／ ｔｏｎと、すぐれた摩耗抵抗性を有している。
なお、この圧延ロールの耐用限界摩耗量は４ ｍｌであ
り、ロールＢは約３．４ ｔｏｎの圧延で廃却され、ロ
ールＣは約４．４ ｔｏｎの圧延を行った時点で廃却さ
れたのに対し、本発明例であるロールＡば約１２ｔｏｎ
の圧延が可能であり、その耐用寿命は、［１−ルＢ、Ｃ
の約３〜４倍にも及ぶ。
り、ロールＢは約３．４ ｔｏｎの圧延で廃却され、ロ
ールＣは約４．４ ｔｏｎの圧延を行った時点で廃却さ
れたのに対し、本発明例であるロールＡば約１２ｔｏｎ
の圧延が可能であり、その耐用寿命は、［１−ルＢ、Ｃ
の約３〜４倍にも及ぶ。
本発明ロールは、低温域はむろんのこと、中・高温域に
おける耐摩耗性にすぐれており、従来の高周波焼入れ硬
化ロールやステライト等の硬化材で被覆されたロールを
大きく凌ぐ耐用寿命を有するので、例えば熱間圧延用ロ
ールとして使用することにより、ロールのメンテナンス
頻度の減少、熱間圧延ラインの生産性の向上環の効果が
得られる。この用途は、熱間圧延用ロールに限られず、
高温調材搬送用ロール、テーブルロール等として有用で
ある。
おける耐摩耗性にすぐれており、従来の高周波焼入れ硬
化ロールやステライト等の硬化材で被覆されたロールを
大きく凌ぐ耐用寿命を有するので、例えば熱間圧延用ロ
ールとして使用することにより、ロールのメンテナンス
頻度の減少、熱間圧延ラインの生産性の向上環の効果が
得られる。この用途は、熱間圧延用ロールに限られず、
高温調材搬送用ロール、テーブルロール等として有用で
ある。
第１図は本発明ロールの実施例を示す一部切欠正面図、
第２図は圧延用ロールの摩耗量と圧延鋼材１１１１過最
の関係を示すグラフである。 １：ロール、２：溝、３：金属−セラミック複合材層。
第２図は圧延用ロールの摩耗量と圧延鋼材１１１１過最
の関係を示すグラフである。 １：ロール、２：溝、３：金属−セラミック複合材層。
Claims (1)
- （１）金属マトリックスと該マトリックスに分散相とし
て混在するセラミック粒子とからなる複合組織を有する
金属−セラミック複合材層を以て胴部表面の所要の個所
を被覆してなる高温耐摩耗性にすぐれたロール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17643586A JPS6333108A (ja) | 1986-07-25 | 1986-07-25 | 高温耐摩耗性にすぐれたロ−ル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17643586A JPS6333108A (ja) | 1986-07-25 | 1986-07-25 | 高温耐摩耗性にすぐれたロ−ル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6333108A true JPS6333108A (ja) | 1988-02-12 |
Family
ID=16013654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17643586A Pending JPS6333108A (ja) | 1986-07-25 | 1986-07-25 | 高温耐摩耗性にすぐれたロ−ル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6333108A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01293911A (ja) * | 1988-05-18 | 1989-11-27 | Nittetsu Hard Kk | 耐摩耗性に優れた圧延用ワークロール |
| JPH0234203A (ja) * | 1988-07-25 | 1990-02-05 | Nippon Steel Corp | 鋼板の冷間圧延方法 |
| US5053284A (en) * | 1989-02-02 | 1991-10-01 | Hitachi Metals, Ltd. | Wear-resistant compound roll |
| JP2003340511A (ja) * | 2002-05-27 | 2003-12-02 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高温材搬送用ローラ |
| WO2008101551A1 (de) * | 2007-02-20 | 2008-08-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Bauteil, vorrichtung zur verschleisskontrolle für ein bauteil und verfahren zur instandsetzung eines bauteils |
-
1986
- 1986-07-25 JP JP17643586A patent/JPS6333108A/ja active Pending
Cited By (6)
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|---|---|---|---|---|
| JPH01293911A (ja) * | 1988-05-18 | 1989-11-27 | Nittetsu Hard Kk | 耐摩耗性に優れた圧延用ワークロール |
| JPH0234203A (ja) * | 1988-07-25 | 1990-02-05 | Nippon Steel Corp | 鋼板の冷間圧延方法 |
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