JPS6360095A - 硬化肉盛金属 - 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） この発明は、硬化肉盛溶接における溶着金属に関するも
のであって、特に優れた溶接性とショアー硬さ９０以上
の高硬度が得られるため、種々の機械部品、例えば製鉄
関係にお【プるロール類の硬化肉盛金属として利用に供
けられるものである。

（従来の技術） 種々の機械部品に硬化肉盛溶接を施して機械部品の寿命
延長を図り、コストの低減を行なうことは一般的によく
行なわれている。

特に製鉄関係では、耐摩耗性、耐蝕性を向上させる観点
から肉盛溶接、溶射、メッキ処理などが多用されており
、高硬度を要求する機械部品は数多い。

なかでもショアー硬さ８０以上を必要とするロール類の
種類としては、鍛造ロール、鋳造ロール、肉盛ロール、
溶射ロールなどがおり、それぞれ用途により使い分けら
れている。

（本発明が解決しようとする問題点） 然るに、上記従来の高硬度処理手段には一長一短があっ
て、例えば肉盛ロールの場合は、新製品は勿論、補修再
生というメンテナンス上の点からも肉盛手段が汎用され
ているが、ショアー硬さ９０以上の山高材料ということ
になると溶接施工時の割れの発生の問題が多いため、一
部被覆ア−り溶接法で行われているに過ぎない。　また
、この場合は溶着金属の成分系が高速度鋼系に屈するた
め、肉盛施工時の割れ、ブローホールなど溶接欠陥が生
じやすく、また、材料特性から溶接ビード重ね部に硬さ
むらの発生のあるのが難点である。

しかも溶接に際しては、高温の予熱（３５０℃以上）及
び層間温度を維持することが割れ対策上必要であるため
、溶接作業もはなはだ困難を伴っている。

本発明は、上記の問題に対処するために開発完成された
ものであって、その肉盛金属はショアー硬さ９０以上の
高硬度を安定して有するとともに、その溶接性は前述し
た系統の材料と比較してはるかに良好で、耐割れ性に優
れるため、割れ、ブローホール等溶接欠陥は皆無である
等の特長を備えた硬化肉盛金属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） 上記の目的を達成するために、本発明に係る硬化肉盛金
属は、重量％で、Ｃ：０．０５〜０゜３０％、Ｓｉ　：
１．０％以下、Ｍｎ：０．３〜１．５％、Ｎｉ：５．０
〜７．０％、Ｃｒ１．５〜３．５％、ＭＯ：１０．０〜
１４．０％、Ｃｏ：１０．０〜１４．０％、Ｎｂ：０．
４〜２．０％、残部Ｆｅ及び不純物からなる溶着金属で
あることを特徴としている。

上記のように各成分の範囲を定めた理由を次に述べる。

Ｃは、０．０５％未満では熱処理後の硬さが不十分で、
また０、３０％を越えると耐割れ性が劣化し、溶接時の
割れが出やすいので、上限を０゜３０％とした。

３ｉは、一般には脱酸剤として有効な成分であるが、本
発明での成分系では、特に必要な成分ではなく、逆に５
ｉｆｆｌが多くなると溶着金属に割れが発生し易くなる
ので、１．０％以下とした。

Ｍｎは、溶着金属の脱酸及び脱硫に効果のある合金成分
であるが、０．３％未満では脱酸及び脱硫効果が得られ
ず、量が多いと過脱酸となり溶接性に悪影響をきたすの
で、１．５％以下とした。

Ｎｉは、５％未満では耐割れ性が劣化し、７％を越える
と硬さが不十分となるため、５．０〜７゜０％の範囲と
した。

Ｃｒは、耐食性を付与し硬ざむらを少なくするために用
いたものであるが、１．５％未満ではその効果が少なく
、３．５％を越えるとショアー硬さ９０以上の確保がで
きないため、１．５〜３゜５％とした。

ＭＯｌｃｏはそれぞれ本発明の主要合金成分でおるが、
それぞれ１０％未満では目的の硬さが得られず、１４％
を越えると効果もあまり認められず不経済であるので１
０．０〜１４．０％とした。

Ｎｂは、熱処理後の硬さを確保するため不可欠の成分で
、０．４％未満では溶着金属の硬さが不十分であり、ま
た、２．０％を越えると耐割れ性の問題があるため、０
．４％〜２．０％とした。

（実　施　例） 次に、本発明の詳細な説明すれば、本発明に係る硬化肉
盛金属（溶着金属）が１ｑられるように配合組成された
、次に述べるフラックス入りワイヤを使用してサブマー
ジドアーク溶接法により、３００ｍφ（３３５Ｃ）のロ
ール母材Ｒに３層肉盛溶接した。

（１）フラックス入りワイヤの化学成分Ｃ：０．２５％
、Ｓｉ：０．６％、Ｍｎ：１゜５％、Ｎｉ：６．０％、
Ｃｒ：２．５％、ＭＯ：１３．６％、Ｃｏ：１３．０％
、Ｎｂ：１、４％、　Ｐ：Ｏ，Ｏ”１５　％、　Ｓ　二
　０．　０２０％、残Ｆｅ （２）肉盛金属の３層目（ロール母材Ｒの表面ラインよ
り８＃上方個所）の化学成分 Ｃ：０．１９％、Ｓｉ：０．４９％、Ｍｎ：１．１８％
、Ｎｉ：５．９１％、Ｃｒ：２．。

１７％、ＭＯ：１３．００％、Ｃｏ：１２゜６０％、Ｎ
ｂ：０．９０％、Ｐ：０．０１３％、Ｓ：０．０１２％
、残高Ｆｅ 上記肉盛金属は、溶接後及び仕上加工俊の浸透探傷結果
では何らの欠陥も認められず良好であった３゜ 第１図は熱望叩後の硬さ測定位置を示１ノ、第２図は破
線部より切断１ノ、深さ方向の硬さ測定位置を示すもの
である。

表−１は第１図の各硬さ一例定位置における表面硬さの
測定結果を示すものであり、また、表−２は第２図及び
第３図の深さ方向の各硬さ測定位置における断面硬さの
測定結果を示すものであって、各人に示されるように表
面硬さはショアー硬さ９０以上をＩｔノ、潔さ方向にお
いても十分に硬さを有１−ることが叩解でき、硬さむら
も非常に少ないことが判る。

（＞＜１斤、白） 次に実際の使用例について一例を挙げてみると、４鉄所
熱延工場精整ラインにおけるテンションプライドルロー
ル（７６０７Ｍφｘ２３００１ｍｌ　）では従来重質ク
ロムメッキロール、硬質スデンレス肉盛ロールが使用さ
れていたが、硬質クロムメッキローレにおいては表面層
の部分的剥離、欠落のため、重質ステンレス肉盛ロール
においては打傷、焼付下入れなどのため、その耐用弯曲
は１年前後であっｌこ。

然るに、このテンションプライドルロールに本発明肉盛
材料を片肉８ｍ肉盛し、熱処理仕上加工を行ない使用し
たところ、従来ロールで問題でろった剥離、欠落はもち
ろん発生せず、焼付手入ｔも必要とせず、従来ロールの
２〜２．５倍の寿亡延長となった。

ざらに、このテンションプライドルロールの〕ならず、
製鉄所の各工場の各ラインにおいて耐１耗の点から高硬
度を必要とするレベラーロール、（ンディングロール、
ピンチロールなどにおいても使用され好結果を得ている
ことをつけ加えておく。

以上述べてきた様に本発明の肉盛金属は高硬度で、しか
も耐亀裂性に富み、溶接欠陥のない肉盛層が得られるた
め、上述した各種のロール及び各種機械並びにそれらの
部品などに広範囲に利用できる。

（発明の作用及び効果） 以上のように、本発明によれば、夫々の成分の添加によ
り複合的相剰効果をもたらし得て、良好な溶接性、耐割
れ性、耐摩耗性を確保できるものであり、耐摩耗性を要
求するロール類をはじめとして割れの許容されない機械
部品に優れた耐摩耗性を付与できるものでおる。

また、上記の特長に加えて、本発明によれば、良好な機
械加工性を発揮できる。　即ち、従来の高速度鋼系材料
は溶接完了時の硬さがすでにショアー硬さ８０前後を有
し、機械加工性は良好とはいえず、研磨加工ではコスト
の上昇が大きい。

これに対し本発明の溶着金属は溶接完了時ではショアー
硬さ６０前後で機械加工性は良好で、荒加工後の熱処理
でショアー硬さ９０以上を得られる。

これにより、コスト高となる研磨加工工程を最少に縮減
することが可能となり、ロール製作もしくは再生補修に
占める加工費の低減が大きい。

前述した高速度鋼系にみられる硬ざむらについても、こ
の溶着金属（肉盛金属〉では硬ざムラをほとんど生じる
ことがなく、ロール再研磨加工の要因である偏摩耗の危
険がより少ないのも大ぎな特徴である。　硬化熱処理温
度は４．５０〜５５０°Ｃという低温であり、高温熱処
理の場合に懸念される割れ、熱歪変形などの問題も少な
くなり安全な製作が可能となる。

また、溶接施工も３００℃以下の予熱層間温度で十分で
あり、サブマージアーク溶接法によれば自動化でき、肉
１ｆｆｌの多いロールでも容易に肉盛が行なえる利点を
有すると共に、被覆アーク溶接、ＴＩＧ溶接等の溶接法
によっても肉盛可能であって、各種の部品への硬化肉盛
金属の溶着に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は本発明の
硬化肉盛金属を表面に溶析した３００ｓφロールにおけ
る長さ方向にあける硬さの測定位置図、第２図は第１図
の円周方向における硬さの測定位置図、第３図は第１図
のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図、第４図は第３図のａ
個所の拡大図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 重量％で、Ｃ：０．０５〜０．３０％、Ｓｉ：１．０％
   以下、Ｍｎ：０．３〜１．５％、Ｎｉ：５．０〜７．０
   ％、Ｃｒ１．５〜３．５％、Ｍｏ：１０．０〜１４．０
   ％、Ｃｏ：１０．０〜１４．０％、Ｎｂ：０．４〜２．
   ０％、残がＦｅ及び不純物からなることを特徴とする硬
   化肉盛金属。