KR100338572B1

KR100338572B1 - 박냉연강대압연용복합롤및그제조방법

Info

Publication number: KR100338572B1
Application number: KR1019980709563A
Authority: KR
Inventors: 오사무 소노베; 히로타카 가노; 가즈히토 겐모치; 이쿠오 야리타; 아키히코 후쿠하라; 노부아키 가모
Original assignee: 가와사키 세이테츠 가부시키가이샤
Priority date: 1997-03-21
Filing date: 1998-03-19
Publication date: 2002-09-18
Also published as: KR20000016002A; EP0913212A4; WO1998042458A1; US6374494B1; EP0913212A1

Abstract

본 발명은 박냉연 강대 압연용 복합 롤 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 에지드롭이 작은 냉연강대, 표면 광택이 매우 양호한 스텐레스 냉연강대나 브라이트 마무리 강대 또는 자기 특성이 우수한 규소 강대를 롤이 파손을 초래하지 않고 압연하는 것이 가능한 냉간 압연용 복합 롤을 제공하는 것으로, 축재부를 중심축으로 하여 축재부의 주위에 슬리브를 끼워 맞춘 롤 및 그 제조법에 있어서, 슬리브는 일체 성형체 부재 또는 롤의 중심축과 교차하는 면에서 분할되는 복수개의 성형부재를 미리 일체화하여 구성된 것이고, 또 최외층의 슬리브재를 영율 35000kgf/mm²이상, 또 Co함유량 12∼50중량%의 WC-Co계 초경합금으로 하고, 또 롤 반경의 3% 이상의 두께로 하고, 슬리브의 배럴의 길이(L)와 롤 직경(D)의 비(L/D)를 2∼10의 범위로 한 감합 롤이며, 또 최외층의 슬리브와 축심 사이에 1층 이상의 중간층을 가진 경우에는 외측의 층의 영율이 내측의 층의 영율 보다 커지도록 배치한 것을 특징으로 한다.

Description

박냉연 강대 압연용 복합롤 및 그 제조방법{COMPOUND ROLL FOR THIN COLD ROLLED STEEL STRIP AND METHOD OF MANUFACTURING SAME}

강대나 강선재, 봉강의 제조에 있어서, 예를 들면 젠지미어롤(Sendzimir mill roll), 선재 롤(wire mill roll) 등이 사용되지만 취급하는 강재의 고급화, 에너지 절약화 등의 요구에 따라 고경도, 고영율로 내마모성이 우수한 초경 합금을 소재로 한 롤이 개발되어 사용되고 있다. 이들 초경 합금 롤은 취급하는 재료의 형상에 따라 비교적 직경이 작은 것, 예를 들면 직경이 20~80mm정도, 또는 직경이 50~150mm이고 길이가 100~200mm정도인 소형의 롤이 일반적이였다. 최근, 강재의품질면의 향상, 제조비용의 저감을 위한 장기 연속 운전의 필요성에 따라 초경 합금 롤의 대형화가 요구되고 있다.

일반적으로 상기한 젠지미어롤은 초경 합금의 일체물이 적용되고, 또 선재 롤 등은 축재부와 축재부를 중심축으로 하여 그 주위에 축재부의 직경과 거의 동등한 내부직경을 가진 슬리브를 축방향으로 압축력을 가하거나 쐐기형 링 등에 의해 원주방향으로 압축력을 가해 축재부에 고정하고 표면 마무리를 실시하여 제조하고 있다.

그러나, 종래의 이와같은 초경 합금의 슬리브를 축재부에 끼워 맞춘 복합 롤의 제조방법으로 대형 롤(통상 직경 150mm이상 및 길이 500mm 이상을 가리킴)을 제조할 때, 슬리브는 통상 초경 합금의 금속 분말을 러버 성형하고, 중심축 부분이 속이 빈(축재의 직경과 동일) 1개의 중공(中空)부재로서 소결하여 열간등방향가압(HIP처리)한 후, 기계 가공하여 제조한다. 이것을 축재부에 고정하는데 중공부재가 대형이고 특히 초경 합금의 소재이기 때문에 소결 등의 열처리시에 재료에 큰 변형이 발생하여 그 후의 가공이 곤란해지는 경우가 많다. 또한, 상기 중공부재를 러버 성형할 때, 축재부와 동일한 직경의 심봉(芯棒) 주위에 초경 합금의 금속 분말을 충분히 치밀하게 충전한 후 심봉을 빼내 성형체로 하는데 중공부재가 대형이면 심봉을 빼는 것이 곤란해져 성형체의 형상이 크게 무너지거나 필요이상의 힘이 필요해지는 등 작업성에 난점이 생기는 등 문제가 많았다.

다음으로, 스텐레스 냉연강대의 제조방법에 대해서 설명하고, 대형 롤을 사용하는 경우의 스텐레스 강대의 제조방법의 문제점에 대해 설명한다. 종래, 스텐레스강의 냉연강대는 열연 강대를 소둔 산세척한 후, 워크롤 직경 150mm?? 이하의 강계 합금제 워크롤을 이용한 젠지미어밀 등에 의해 냉간 압연한 후, 마무리 소둔 산세척 또는 마무리 광휘 소둔하고, 압하율 1.2% 이하로 마무리 조질 압연하는 공정으로 제조되고 있다. 이와같은 공정을 거쳐 제조된 스텐레스 냉연 강대는, 예를 들면 SUS430으로 대표되는 페라이트계의 경우에는 제조후의 표면 그대로 사용되는 것이 많고, 마무리 조질 압연한 후의 제품에 우수한 표면 광택이 요구된다. 한편, SUS304로 대표되는 오스테나이트계의 경우에는 마무리 조질 압연 후, 또 버프 연마를 실시하는 것이 대부분이고, 이 버프 연마후에 우수한 표면 광택을 갖는 것이 필요하다. 따라서 최근 스텐레스 냉연 강대를 능률적으로 제조하기 위해 150mm?? 이상의 대직경 워크롤을 이용한 냉간 탠덤밀에 의해 한 방향으로 연속해서 냉간 압연하는 방법이 채용되고 있다. 예를 들면 일본 특허공개평 8-39103호에는 이와같은 냉간 탠덤밀에 있어서 적어도 1이상의 스탠드에 WC계 초경 합금 워크롤을 이용하는 것에 의해 생산 능률을 높이고, 또 스텐레스 냉연 강대의 표면 광택을 높이는 기술이 개시되어 있다. 그러나, 이 방법에서는 스텐레스 냉연강대의 표면 광택이 아직 충분한 레벨에 도달하지 못했을 뿐만 아니라 압연 시간과 함께 이 표면 광택이 악화되거나 경우에 따라서는 워크롤이 파손되는 문제가 있었다. 또한, 롤의 비용 자체가 높아지는 문제도 있었다.

다음으로, 방향성 규소 강대의 제조방법에 대해서 설명하고, 대형 롤을 사용하여 방향성 규소 강대를 제조하는 경우의 문제점에 대해서 설명한다. 종래, 방향성 규소강의 냉연강대는 열연 강대를 소둔 산세척한 후, 고합금강 워크롤을 이용한탠덤 밀에 의해 중간 소둔을 하면서 2회 이상의 냉간 압연한 후, 탈탄 소둔, 마무리 소둔하는 공정으로 제조되고 있다. 이와같은 공정을 거쳐 제조된 규소 강대는 중간 소둔 후의 스케일이 제거되지 않은채 그대로 냉간 압연하면 강대의 표면 거칠기가 커져 자기특성에 악영향을 주는 것이 알려져 있다. 따라서, 중간 소둔후, 계속되는 냉간압연전에 연삭 벨트에 의한 연삭을 실시하고 있다. 또한, 방향성 규소강대는 통상 Si를 2.5~4.0wt% 첨가하기 때문에 매우 변형 저항이 높고 고하중 고면압으로 압연하는 경우에 롤이 편심하거나 원통 형상을 유지할 수 없게 되고 강대의 형상, 특히 에지드롭이 커져 판 양 단의 잘라내는 부분이 늘어나 생산율이 나빠지는 문제가 있다. 또한, 종래의 롤에서는 냉간 압연후의 방향성 규소 강대의 표면 거칠기가 아직 충분한 레벨에 도달하지 못했을 뿐만 아니라 압연시간과 함께 이 표면 거칠기가 악화되거나, 경우에 따라서는 워크롤이 파손되는 문제가 있었다. 또한, 롤의 비용 자체가 높아지는 문제도 있었다.

우선, 청구항 1~청구항 8에 기재된 본 발명은 고경도, 고영율로 내마모성이 우수한 복합 슬리브롤 및 이들 장척의 대형 롤을 초경합금의 소재를 사용하여 제조할 때, 상기한 재료의 변형도 없고, 또 작업성도 양호한 복합 슬리브롤의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

또한, 청구항 9 및 청구항 10에 기재된 본 발명의 일부와 유사한 기술로서 일본 특허공고평 5-55202호 공보 및 일본 특허공개소 61-14104호 공보에 개시된 방법이 있다. 그러나, 일본 특허공고평 5-55202호 공보에 개시된 것은 초경 또는 고속도 강의 분말을 강제의 원통 외부에 고온 정수압 성형으로 소결시키고, 강의 원통과 확산 접합시킨 슬리브와 강의 아버를 끼워 맞춘 복합 롤이고, 열간의 선재, 봉강 압연용의 롤이며, 냉간압연의 표면 광택을 향상시키기 위한 조건에 대해서는 전혀 언급되어 있지 않다. 또한, 일본 특허공개소 61-1404호 공보에 개시된 것은 고온 정수압 성형으로 슬리브를 성형하고, 내측의 캐닝재와 리브를 확산 접합하여, 그 캐닝재를 중간형성법(middle build up process)으로 치금적으로 결합하는 방법이 개시되어 있는데, 이 방법도 내마모성, 내표면거칠기성의 개선만을 목적으로 한 롤이고, 롤의 압연면을 형성하는 외층 부분의 조건 등에 대해서 제시되어 있지 않다.

따라서, 청구항 9 및 청구항 10에 기재된 본 발명의 목적은 종래 기술이 안고 있던 상기 문제를 해결하여 스텐레스 냉연 강대 및 브라이트 마무리 강대의 표면 광택 또는 규소 강대의 표면 거칠기의 향상과 상기 냉연 강대의 안정된 압연이 가능하고 싼 가격의 냉간 압연용 롤을 제공하는데 있다.

청구항 9 및 청구항 10에 기재된 본 발명의 다른 목적은 냉연강대의 에지드롭을 작게 하고, 특히 스텐레스 냉연 강대 및 브라이트 마무리 강대의 표면 광택 및 규소 강대의 표면 거칠의 향상을 도모하는 것이 가능하고, 장시간 압연을 실시하여도 표면 광택이나 표면 거칠기의 저하가 작고, 또 규소 강대의 자기특성을 향상시키는 것이다. 또한, 롤 절손 등의 트러블을 초래하지 않는 싼 가격의 냉간 압연용 롤을 제공하는데 있다.

청구항 9 및 청구항 10에 기재된 본 발명의 또 다른 목적은 상기 각 특성이 냉간 탠덤밀에 이용하여 특히 효과를 갖는 냉간 압연용 롤을 제공하는데 있다.

또한, 청구항 11~청구항 13에 기재된 본 발명의 일부와 유사한 기술이 일본 특허공고평5-55202호 공보, 일본 특허공개평4-41007호 공보, 일본 특허공개소 60-111704호 공보에 제안되어 있다. 또한, 고영율 재료는 세라믹스나 초경합금 등 취성 재료로서, 압연중에 응력이 집중하면 그 장소에서 파괴가 일어나는 것이 염려된다. 따라서 압연중의 상기 재질로의 응력 집중을 방지하는 것이 중요해진다. 일본 특허공개평 4-41007호 공보에 개시된 기술은, 이 응력 집중을 방지하는 방법의 제안이다. 이 방법은 압연 롤 최외층에 세라믹스 또는 초경합금을 이용하여 이것과 축재부 사이에 중간재로서 탄소성체인 무산화 구리에 톱니바퀴형상의 홈을 가공하거나 구리선으로 감아 부착하는 등의 수단으로 실효 탄성계수를 3000~17000kgf/㎟로 하여 배치한 것이다. 그러나, 이 압연롤에서는 예를 들면 스텐레스 강대나 규소 강대와 같이 매우 변형 저항이 높은 압연재를 고하중 고면압으로 압연하는 경우에 중간층의 소성 변형에 의해 롤이 편심하거나 원통 형상을 유지할 수 없어지고, 또 압연이 진행되면 롤이 파괴되어 큰 문제가 될 우려가 있었다.

또한, 일본 특허공개소 60-111704호 공보의 제안은 초경 합금제의 롤 배럴과 강제의 롤 넥부를 가진 압연롤로서, 이 초경 합금제의 롤 배럴과 강제 넥부의 중간에 이 롤배럴의 초경 합금 보다 바인더 함유량이 높고 강도가 높은 초경 합금제의 중간재를 납땜하는 것에 의해 설치하는 압연롤에 대한 것이다. 그러나, 초경 합금의 재질에 대한 기재가 없을 뿐만 아니라 롤 배럴부 전체를 초경 합금으로 구성하고 있기 때문에 대형 롤을 제조하는 경우의 대폭적인 비용 저감은 전혀 해결되어 있지 않다.

따라서, 청구항 11~청구항 13에 기재된 본 발명의 목적은 종래 기술이 갖고 있는 상기 문제를 해결하고, 스텐레스 냉연 강대나 브라이트 마무리 강대의 표면 광택의 향상 또는 규소 강대의 표면 거칠기를 작게 하는 것, 또 에지드롭을 작게 하는 것이 가능하고, 스텐레스 강대나 규소 강대 등의 냉연 강대를 안정되게 압연이 가능한 냉간 압연용 롤을 제공하는데 있다.

청구항 11~청구항 13에 기재된 본 발명의 다른 목적은 냉연 강대의 에지드롭을 작게 하는 것이나 특히 스텐레스 냉연 강대나 브라이트 마무리 강대의 표면 광택의 향상을 도모하는 것 또는 규소 강대의 표면 거칠기를 작게 하고, 자기 특성의 향상을 도모하는 것이 가능하고, 롤 절손 등의 트러블을 초래하지 않는 싼 가격의 냉간 압연용 롤을 제공하는데 있다.

청구항 11~청구항 13에 기재된 본 발명의 또 다른 목적은 상기 각 특성이 냉간 탠덤밀에 이용하여 특히 효과를 가지는 냉간압연용 롤을 제공하는데 있다.

또한, 일반적으로, 강대의 냉간 압연시에는 강대와 롤 사이에 윤활제로서 압연유를 공급하고 있다. 이때문에, 압연후의 강대 표면에는 압연유와 압연 가공시의 롤과 강대의 마찰에 의해 발생한 금속 마모분이 다량으로 잔류해 있다. 이것들을 세정하지 않고 다음 공정에서 소둔을 하면 금속분이 그대로 또는 산화되어 강대 표면에 고착 잔류하고, 강대 표면에 기름 변색이나 기름 얼룩등의 얼룩을 발생시켜 강대의 표면 품질을 현저하게 손상시킨다. 또한, 자동차용 강대 등의 이와같은 얼룩은 이 후의 도금 공정에서 도금의 부분 박리 등을 발생시켜 품질 불량이 된다. 따라서, 소둔 공정전에 강대 표면을 청정화하는 기술이 여러가지 개발되어 있다.예를 들면 일본 특허공개소 60-261609호에 제시되어 있지만 아직 불충분하다. 그러나, 본 발명의 롤을 이용하여 냉간 압연하는 것에 의해, 즉 압연 롤의 재질을 강대와 응착하기 어려운 WC 계 초경 합금을 이용하는 것에 의해 마모분의 발생을 억제할 수 있고, 소둔 후의 강대 표면의 얼룩의 발생이 없고 종래 보다도 표면 청정이 양호한 강대를 얻는 것을 가능하게 할 수 있다.

본 발명은 고경도, 고영율로 고강성을 가진 초경합금으로 구성된 복합 슬리브롤(sleeve roll) 및 그 제조방법에 관한 것이다. 또한, 스텐레스 강대(steel strip), 규소 강대 및 브라이트(bright) 마무리 강대 등의 냉연 강대의 냉간 압연 롤에 관한 것으로서, 에지드롭(edge drop)이 작은 냉연 강대, 또는 표면 광택이 우수한 스텐레스 냉연 강대 및 브라이트 마무리 강대 또는 자기 특성이 우수한 규소 강대를 유리하게 생산할 수 있는 압연 롤에 관한 것이다.

도 1은 청구항 1~청구항 8의 본 발명에서 이용하는 2개의 중공부재의 외관도,

도 2는 청구항 1~청구항 8의 본 발명으로 제조한 롤의 중심축을 따라서 절단한 단면의 설명도,

도 3은 슬리브재의 영율과 냉연강대의 표면 광택의 관계를 나타내는 그래프,

도 4는 고영율 슬리브재의 롤 반경에 대한 비율과 롤 반경의 관계를 나타내는 그래프,

도 5는 고영율 슬리브재의 롤 반경에 대한 비율과 냉연 강대의 표면 광택과의 관계를 나타내는 그래프,

도 6은 청구항 9 및 청구항 10의 본 발명의 감합 롤의 L 및 t를 설명하기 위한 도면,

도 7은 WC-Co계 초경합금중의 Co함유량과 내충격 강도의 관계를 나타내는 그래프,

도 8은 WC-Co계 초경 합금중의 Co함유량과 영율의 관계를 나타내는 그래프,

도 9는 청구항 11~청구항 13의 본 발명의 복합 롤의 배럴부의 단면 모식도,

도 10은 청구항 11~청구항 13의 본 발명의 복합 롤의 층 경계의 둘레 방향 응력 분포를 나타내는 도면이다.

청구항 1~청구항 8에 기재된 본 발명은 축재부를 중심축으로 하여 축재부의 주위에 축재부의 직경과 거의 동일 직경의 중공부를 가진 슬리브를 그 중공부에 축재부를 삽입하여 끼워 맞춰 이것들을 고정한 롤로서, 상기 슬리브가 일체 성형체 부재 또는 롤의 중심축과 교차하는 면에서 분할되는 복수개의 성형부재를 미리 일체화하여 구성된 슬리브인 것을 특징으로 하는 복합 슬리브 롤 및 그 제조법에 관한 것이다.

또한, 청구항 9에 기재된 발명은 축재부와 슬리브를 끼워 맞춘 스텐레스대나 규소 강대의 냉간 압연용 복합 롤에 있어서 축재부가 강으로 이루어지고, 슬리브재가 영율 35000kgf/㎟이상, 또 Co함유량이 12~50중량%의 WC-Co계 초경합금으로 이루어짐과 동시에 상기 슬리브의 두께가 복합롤 반경의 3% 이상 형성되어 이루어진 것이다.

또한, 청구항 10에 기재된 본 발명은 청구항 1~9에 기재된 상기 발명에 있어서, 또 슬리브의 배럴의 길이(L)와 롤 직경(D)의 비(L/D)를 2~10의 범위로 하는 것이다.

또한, 청구항 11에 기재된 본 발명은 롤배럴이 동심 원상의 3개 이상의 층으로 이루어지고, 최외층은 영율이 35000kgf/㎟이상, 또 층의 두께가 롤 반경의 3%이상이고, 상기 최외층과 축심 사이에 위치하는 중간층은 영율이 최외층의 영율 보다 작고 축심의 영율 보다 큰 냉간 압연용 복합롤이다.

또한, 청구항 12에 기재된 본 발명은 청구항 11에 기재된 상기 발명에 있어서, 중간층이 2개 이상의 층으로 이루어진 경우에는 상기 중간층은 상대적으로 외측에 있는 층일수록 큰 영율을 가진 재질을 배치하는 것이 바람직하다.

또한, 청구항 13에 기재된 본 발명은 청구항 11 및 청구항 12에 기재된 발명에 있어서, 최외층 및 중간층이 모두 WC계 초경합금으로 이루어지고, 상기 초경합금의 조성은 상대적으로 외측에 있는 층일수록 바인더 금속의 결합 당량을 적게 하는 것이 바람직하다.

다음으로, 청구항 1~청구항 8에 기재된 본 발명의 한 실시 태양을 도면을 기초하여 더욱 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에서 이용하는 슬리브를 구성하는 중공부재의 외관도, 도 2는 본 발명으로 제조한 롤의 중심축을 따라서 절단한 단면도이다. 도면중 도면부호 "1"은 슬리브를 구성하는 중공부재, "2"는 중공부재의 공동부, "3"은 일체화한 슬리브, "4"는 축재부, "5"는 측단 링을 각각 나타낸다. 청구항 1~청구항 8에 기재된 본 발명에서 이용하는 롤의 소재는 초경 합금 분말로서, 예를 들면, WC, TaC,TiC 등이다.

청구항 1~청구항 8에 기재된 본 발명에서는 종래 공구류의 소재로서 사용하는 초경 합금 분말에 비교하여 거칠은 입도의 소재를 사용하면 후술하는 성형 공정에 있어서 충전 밀도가 향상되고, 높은 내마모성, 인성을 가진 성형체로 할 수 있다. 소재에 WC를 사용하는 경우, Co와의 혼합 분말(Co:5~50wt%)을 사용하지만, 예를 들면 WC분말과 직경 1~2㎛의 Co분말을 공재로 이루어진 매체(WC제 볼)을 사용하여 불활성 분위기하에서 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 이들 초경 합금의 분말을 사용하여 중공부재를 구성하는 성형체(도면중 1)를 구성하는데는 러버제 틀, 예를 들면 소정의 직경을 가진 외부통과 그 깊이(세로)방향의 중심축을 공통으로 하는 상기 외부통의 직경 보다 작은 직경을 가진 내부통으로 구성된 파이프 형상의 이중 원통으로 두께가 얇고 신축 강도가 높은, 예를 들면 고무 등으로 구성된 러버제 틀을 이용하여 상기 내부통의 세로방향의 중심축에 동일하게 중심축을 맞춰 그 내부직경과 거의 동등한 직경을 가진 심봉을 그 중심축 부분에 삽입하고, 외부통의 내부통과 내부통의 외부벽으로 구성된 공간에 롤 소재의 초경질 분말을, 예를 들면 햄머식 충전기 등을 이용하여 충분히 치밀해진 상태로 충전한다. 여기서 이용하는 러버제 틀은 통상의 냉간등방가압(CIP처리) 성형에 이용되는 것으로, 청구항 1~청구항 8에 기재된 본 발명에서는 제품 롤의 크기에 의해 결정되지만, 예를 들면 이중 원통의 외부통의 내부직경 200~600mm, 내부통의 외부직경 100~500mm, 깊이(세로방향의 길이) 300~1500mm 정도인 것으로 종래의 초경질 소재로 구성된 롤의 슬리브에 비교하여 대형이고 장척인 것이 특징이다. 또한, 심봉은 롤의 축재부에 거의상당하는 직경을 가진 압축 강도가 높은 소재로 이루어진 봉, 중공 파이프 등을 이용한다. 러버제 틀은 분말의 충전시에 일정 형상을 유지하도록 그 외부둘레를 예를 들면 금속 용기로 보호 고정하는 것이 바람직하다. 이 용기는 후의 CIP 처리시, 충전 성형한 성형체의 표면에 균등압이 가해지도록 그 벽면등에 다수의 도통구멍을 가진 것을 이용하면 좋다. 또한, 초경질 분말을 틀에 충전할 때, 종래의 CIP 성형으로 충전 분말에 혼합하여 사용하는 활제로서의 왁스, 스테아린산, 장뇌 등은 청구항 1~청구항 8에 기재된 본 발명에서는 특히 이용하지 않아도 충분히 치밀한 성형체로 할 수 있다. 충분히 치밀하게 초경질 분말을 충전한 후, 러버제 틀의 중심축 부분에 삽입한 심봉을 뽑고, 중심축 부분에 공동부(도면중 2)를 가진 러버형 틀 성형체로 한다 이 심봉을 뽑는 것은 후의 CIP처리에 있어서 성형체의 중심축 부분(공동부) 표면과 외부둘레 부분 표면을 거의 서로 유사한 측을 따르는 균일한 가압상태로 하는 것이 바람직한 태양이다. 심봉을 뽑고 중심축 부분을 공동으로 한 성형체는 직접 CIP 성형을 실시하는데 그 조건은 예를 들면 1000~3000kgf/㎟으로 5~60분이 좋다. CIP처리를 실시하면 크기 정밀도가 양호해지고, 가소결후의 기계 가공량이 적어지기 때문에 실시하는 쪽이 좋지만 실시하지 않아도 좋다. 상기한 공정을 거쳐 CIP처리로 얻은 성형체는 크기 정밀도도 양호하고 거의 설계대로의 성형체로 할 수 있지만 후의 가소결처리 공정에 있어서, 성형체 자중에 의한 변형, 가열에 의한 수축 등의 변형이 생길 수 있다. 여기서, 가소결 처리시에는 이와같은 변형 방지를 고려하여, 예를 들면 흑연제의 축재부 등의 지그를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 지그와 성형체의 접촉 계면의 불필요한 반응의 방지를 위해지그 표면에, 예를 들면 보론나이트라이드(BN) 등의 반응 방지제를 도포하여 사용하면 더욱 좋다. CIP 성형을 실시한 성형체는 가소결 처리를 실시한다. 그 조건은 바람직하게는 성형체를 가로로 두고, 즉 그 중심축이 거의 수평해지는 상태에서 가열하는 진공로에서 실시하면 상기한 성형체의 변형을 방지하여 바람직하다. 가소결 조건은 예를 들면 550~800??, 1~3시간 정도가 바람직하다. 가소결 처리한 성형체는 크기 정밀도도 양호하고, 예를 들면 다이아몬드 바이트, 선반 등에 의한 소정의 형상 가공이 필요한 경우에도 이들 가공에 충분히 견딜 수 있는 강도를 갖는 것이다.

청구항 1~청구항 8에 기재된 본 발명에서는 일체 성형체 부재에 의한 슬리브 또는 가소결 또는 가소결후 형상 가공한 성형체를 복수개 접합하여 일체화한 슬리브로서 이용하는 것이 특징이고, 각각의 성형체는 그 중심축과 교차하는 면끼리를 중심축을 동일하게 하는 상태로 겹쳐 가압 소결 등의 방법으로 일체화한다. 가압 소결은 가압과 소결(본 소결)을 동시에 실시해도 좋고, 또 본 소결 후 가압을 실시해도 좋다. 가압과 소결 동시 처리의 경우, CIP 성형체 또는 가소결 처리한 성형체를 기계 가공하여, 치수 정밀도를 높여 성형체를 복수개 접합시킨 상태로 세팅하고, 이것을 캐닝하여 HIP처리를 실시한다. 여기서 실시하는 본 소결 HIP 처리는 예를 들면 Ar 분위기하, 1000~2000kgf/㎟, 1100~1200℃, 0.5~2시간 유지후, 또 1300~1350℃로 1~3시간 유지하여 실시하면 좋다. 또는 바인더를 접합면에 도포하는 방법이라도 좋다. 또한, 바인더로서는 Co, Ni, Cr 등이 좋다.

본 소결후에 가압 처리하는 경우에는 흑연 성형품의 기계 가공에 의해 정밀도가 높은 원통재, 축재부, 상하 덮개를 만들고 이것에 슬리브재를 서로 겹쳐 세팅하고, 진공로에 미량의 수소가스를 도입하면서 10^-3~10^-5mmHg의 분위기로 유지하고, 1000~1200℃에서 0.5~2시간 유지한 후, 1200~1350℃에서 또 1~3시간 유지하여 본 소결을 실시하면 좋다. 이 이단계 가열은 소결시의 수축 변형을 균일하게 실시하기 위한 처치이다. 상기, 본 소결후의 소결체는 거의 진비중의 94~98%의 것이며, 이 성형체를 Ar분위기하, 1000~2000kgf/mm², 1200~1350℃에서 1~3시간 유지하여 HIP처리한다.

상기한 2가지 방법에서는 가압 소결을 실시하여 중공부재를 일체화하고, 최종적으로 HIP처리를 실시하는데, 이 처리는 성형체의 밀도의 향상 및 접합면에서의 밀착성의 향상에 바람직한 결과를 부여한다. 가압 소결에 의해 얻어진 일체화된 중공부재의 슬리브는 또한 필요에 따라서 기계 가공에 의해 연삭, 연마 등을 실시하여 그 공동부에 롤의 축부재를 삽입하여 끼워 맞춰 인화 바메(shrinkage fit), 냉각 바메 등의 통상의 방법으로 이것들을 고정하면 좋다. 또한, 축부재는 예를 들면 크롬강, 크롬몰리브덴강, 고속도 강을 조질하여 통상의 방법으로 제조한 것이 사용되고, 직경은 슬리브의 공동부 직경과 동일하고, 길이는 1000~5000mm정도의 것이 이용된다. 또, 한 예로서 WC-15% Co 혼합분을 이용하여 상기의 방법으로 가공한 부품의 물리 특성은 다음과 같다. 경도(HRA)가 86.0, 밀도가 13.8g/㎤, 항절력이 210~250kgf/㎟이였다. 이와같이 하여 얻어진 복합 슬리브롤은 축부재의 길이방향의 거의 중앙부에 두께가 두꺼운 부분을 가진 대형의 장척 롤로 철강, 비철 금속부문에서의 판재의 가공이나 냉간 압연에 사용된다.

또한, 청구항 9~청구항 13에 기재된 다른 본 발명의 롤을 활용한 실시형태로서 고광택을 요구하는 스텐레스 강대의 냉간압연에 대해서 설명한다.

우선, 본 발명자들은 스텐레스 제품의 표면 광택은 냉간 압연후의 강대 표면 거칠기에 좌우되고, 이 냉간 압연후의 강대의 표면 거칠기가 냉간 압연전의 강대(열연후에 소둔, 산세척한 강대)의 표면 거칠기의 일부가 냉간 압연후에 잔존하는 것인 것, 표면 광택이 양호한 강대를 얻기 위해서는 냉간 압연 개시시에 존재하는 강대 표면의 오목부를 압연중에 작게 하면 좋은 것을 발견하였다.

그러나, 냉간 압연중에 롤 표면의 볼록부를 강대 표면에 충분히 접촉시키고, 냉간 압연전의 강대 표면의 오목부를 충분히 저감하는 것은 대직경 워크롤을 이용한 냉간 탠덤밀에 있어서는, 종래의 소직경 롤 밀에 비교하여 롤 직경이 크기 때문에 압연유를 대량으로 롤과 강대사이에 개재시켜 롤 표면의 볼록부를 강대 표면에 충분히 접촉시키는 것이 어렵기 때문에 곤란하다. 이에 대응하기 위해 발명자들은 이하의 (a), (b)의 조건을 만족하는 것이 효과적이라는 것을 발견하였다.

(a) 압연유가 롤과 강대 사이에 가능한한 들어가는 것을 어렵게 하는 것.

(b) 롤과 강대 사이에 충분한 압력을 생기게 하는 것.

우선, (a)에 대해서 롤과 강대 사이에 압연유가 들어가는 원인은 압연유에 작용하는 유체역학적인 힘이며, 이 힘은 맞물림 각도에 크게 영향받고, 또 이 각도를 크게 하면 압연유가 들어가기 어려워진다는 것을 알았다.

따라서, 발명자들은 롤의 영율에 착안하여 롤의 영율을 크게 하면 롤의 편평이 작아지고, 그 결과 맞물림 각도를 크게 할 수 있어 압연유가 들어가는 것을 어렵게 할 수 있는 결론에 도달한 것이다.

따라서, 롤의 영율과 압연후의 강대 표면의 광택의 관계에 대해서 설명한다. 발명자들은 영율이 다른 여러가지 롤로 압연한 스텐레스 냉연 강대에 대해서 JISZ8741 광택 측정 방법(Gs20°)에 의해 표면 광택을 측정하였다. 그 결과를 양호한 순서로 광택도 950이상을 특A, 800~950을 A, 600~800을 B, 400~600을 C, 400이하를 D로 하여 5단계로 평가하였다. 발명자들의 실험에 의하면 도 3에 나타내는 바와 같이, 영율을 강의 값 21000kgf/mm²에서 크게 해가면 광택은 조금씩 향상되지만 영율 35000kgf/mm²이상이면 그 값이 높을수록 좋고, 50000kgf/mm²이상으로 하면 더욱 우수한 광택을 가져 바람직하다는 것을 알 수 있었다. 또한, 일반적으로 영율이 높아지면 일종의 취성을 나타내는 것이 대부분이므로 너무 높은 영율의 재료를 롤 재료로서 이용하는 것은 롤의 강도상 바람직하지 않다. 예를 들면, 높은 영율을 가진 재료로서 WC계의 초경합금을 예로 들 수 있지만 Co함유량(결합 당량)을 12% 이상으로 하여 영율이 56000kgf/mm²이하가 되도록 설정하는 것이 좋다.

또한, 영율을 크게 하면 상기한 효과에 더해 롤과 강대의 접촉 길이가 짧아져 롤과 강대의 압력이 증가하는 결과, 상기 (b)에 나타내는 충분한 압력을 생기게 하는 효과도 있는 것을 확인하였다.

그리고, 냉간 탠덤밀과 같이 대직경 워크롤에 광택을 향상시키는 재료로서 영율이 높은 WC계 초경합금을 이용하는 경우에 WC계 초경합금의 일체 롤을 이용해도 좋지만 비용이 매우 높아지는 문제가 있다. 이 문제를 해결하기 위해서는 WC계 초경합금을 외층의 재질로 하고, 심을 강철계의 재질로 한 경우 롤을 채용하는 것이 매우 효과적이다. 단, 이와같은 복합 롤을 이용하는 경우, 압연중의 롤의 편평 변형은 WC계 초경합금 일체롤의 경우와 다르다는 것을 생각할 수 있다. 압연후의 강대 표면의 광택은 편평 롤 반경에 크게 관계되고, 복합롤의 편형 변형이 WC계 초경합금 일체롤의 그것과 크게 다르지 않도록 롤 배럴 외층의 두께를 최적값으로 할 필요가 있다.

롤 배럴 외층의 두께를 너무 크게 하면 롤 편평을 WC계 초경합금 일체롤과 다르지 않도록 하는 것은 가능하지만 역시 비용이 높아지기 때문에 성능과 비용을 양립시키는 두께의 설정이 매우 중요하다.

발명자들은 상기 관점에서 외층에 WC계 초경합금을 사용한 복합롤의 외층의 두께에 대해서 FEM 해석 및 압연 실험에 의해 예의 검토하였다. 도 4는 고영율을 가진 WC계 초경합금(영율 51000kgf/mm²) 일체롤의 편평롤 반경을 R₁로 하였을 때, 외층의 두께를 여러가지 변화시킨 복합 롤의 편평롤 반경(R)의 R₁과의 차를 (R-R₁)×100/R₁로 나타내고, 이 비율과 외부층 두께의 반경에 대한 비율의 관계를 나타낸 것이다. 또한, 도 5는 마찬가지로 나타낸 냉연 강대의 표면 광택과 외층 두께의 반경에 대한 비율과의 관계를 나타낸 것이다. 도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이 강일체롤(영율 21000kgf/mm²)에서는 WC계 초경합금일체롤과의 편평롤 반경의 차는약 70%인 것에 대해, 복합 롤의 편평 롤 반경은 외층의 두께가 롤 반경의 약 3%에서는 WC계 초경합금일체롤과의 편평차가 10% 이내가 되고, 광택에 대해 충분한 효과를 얻는 것이 가능해진다는 것을 알 수 있었다. 또한, WC 외층의 두께를 롤 반경의 10% 이상으로 설정하면 편평 롤 반경의 WC계 초경합금 일체롤의 경우와의 차는 2% 이내로 할 수 있고, 광택에 대해 더욱 높은 효과를 얻을 수 있는 것을 알 수 있었다. 이것으로부터 WC 외층의 두께는 롤 반경의 3% 이상, 바람직하게는 롤반경의 10% 이상으로 하는 것이 좋다.

또한, 발명자들이 상기 롤 반경과 외층 두께와의 관계에 대해서 검토한 결과, 외층의 영율이 변화해도 이 관계는 거의 동일하다는 것을 알 수 있었다.

다음으로, 본 발명자들은 감합롤의 배럴 길이(L)와 직경(D)의 비(L/D)에 대해서 검토하였다. 그 결과, 표 1에 나타내는 바와 같이, 이 비가 너무 크면 압연중에 롤의 굴곡에 의한 롤의 파손의 위험성이 높아지기 때문에 이 비를 어떤 일정값 이하로 하는 것이 필요한 것을 알 수 있다. 발명자들의 실험에 의하면 10이하가 좋고, 바람직하게는 7이하가 좋다. 한편, 본 롤을 이용한 강대의 압연에 있어서, 형상 제어 능력의 관점으로 보면 L/D를 2이상으로 할 필요가 있다. 따라서, L/D의 범위는 2~10, 바람직하게는 2~7로 하는 것이 좋다. 또한, 본 발명의 배럴 길이(L)는 제 6 도의 WC 합금 슬리브의 길이를 가리키는 것이다.

또한, 일반적으로 영율이 매우 높은 재료는 취성 재료인 것이 많고, 너무 높은 영율을 갖는 것을 롤 재료로서 사용하는 것은 그 강도, 특히 충격에 대한 강도상에서 바람직하지 않다. 예를 들면 고영율을 가진 재료로서 WC계의 초경합금의경우에는 Co를 바인더 금속으로 하였다. WC-Co계 초경합금은 그 영율이 높고, 저항 강도도 우수하고, 또, 내충격 강도도 우수하다는 것은 알려져 있다. 본 발명자들은 상기 WC-Co계 초경합금의 Co함유량에 대해서 예의 검토하였다. 그 결과, 도 7에 나타내는 바와 같이 Co의 함유량을 12중량%(이하 %로 표기) 이상으로 하는 것에 의해 압연시의 압축 등에 의한 충격에 대한 내구성이 향상되는 것이 판명된 것이다. 또한, Co의 함유량이 커질수록 내충격 강도는 높아지지만 너무 크면 도 8에 나타내는 바와 같이 영율을 35000kgf/mm²이하로 저하시켜버려 광택이 저하하기 때문에 Co의 함유량은 12~50%의 범위로 설정하는 것이 좋은 것을 알 수 있었다.

한편, 이와같이 롤을 복합화한 경우, 고영율 재질인 롤 외층과 강의 축심과의 경계의 영율의 불연속에 의해 압연중의 롤 외층의 내부직경 둘레면에 인장 응력이 생기고, 이 응력이 한계를 초과하여 커지면 롤의 파괴에 연결된다. 따라서, 본 발명자들은 이 응력을 완화하기 위해 도 9에 나타내는 바와 같이, 롤 외층과 롤 축심 사이에 외층 보다는 작고, 축심 보다는 큰 영율을 가진 재료를 소재로 한 중간층을 설치하여 상기 응력을 완화할 수 있는 것을 발견하였다. 도 10은 상기 응력의 반경 방향 분포를 나타내는 것이다. 도 10과 같이, 종래예인 고영율 외층과 강 축심의 2층으로 이루어진 복합 롤의 경우에는 외층과 축심의 경계 가까이의 외층 내부에 큰 인장 응력이 작용하여 롤의 파손을 일으키기 쉽다. 이에 대해, 본 발명에 따른 중간층을 설치하는 것에 의해 외층과 중간층의 경계 가까이의 인장응력, 중간층과 축심의 경계 가까이의 인장 응력 모두 종래의 경우 보다 작아져 롤을 파손하지 않고 안정되게 이용할 수 있다.

본 발명자들은 또한 이 인장 응력을 완화하는 방법에 대해서 검토하였다. 그리고, 인장 응력은 롤 외층과 중간층 사이의 영율의 차에 의해 생기기 때문에 이 영율의 차를 작게 하는 것에 의해 인장 응력을 더욱 완화할 수 있는 것을 파악하였다. 그러나, 중간층의 영율을 롤 외층의 영율에 가깝게 하면 중간층과 롤 축심 사이의 영율의 차가 커지고, 중간층의 내면에 큰 인장 응력이 작용하게 된다. 따라서, 더욱더 검토한 결과, 발명자들은 이와같은 현상을 해소하기 위해서는 중간층으로서 2층 이상의 복수층을 설치하는 것이 매우 유효하다는 것을 발견하였다.

또한, 본 발명자들은 영율이 높은 재료로서, 예를 들면 WC계 초경합금을 이용하면 조직은 매우 균일하고, 압연 초기에 낮게 설정된 롤 표면 조도는 압연이 진행하여 마모가 진행되어도 강계 롤과 같이 조도가 커지지 않는 것을 발견하였다. 이에 WC계 초경 합금은 주성분으로서의 WC(탄화텅스텐)에 Ni기 합금, Co기 합금, Ti나 Cr 등을 단독 또는 복수종류 첨가한 것이다. 그리고, 바인더 금속인 Ni, Co, Ti, Cr 등의 결합 당량을 적게 함에 따라서 영율이 서서히 증가하고, 층과 층 사이에 작용하는 인장 응력이 완화된다.

이때문에, 최외층 및 중간층에 WC계 초경합금을 이용하는 경우에는 초경합금의 조성은 상대적으로 외측에 있는 층일수록 바인더 금속의 결합 당량을 적게 하는 것이 바람직하다고 할 수 있다.

〔실시예〕

(실시예1)

입자직경 3~5㎛의 WC와 직경 약 1~2㎛의 Co를 혼합한 분말(Co:15wt%)을 WC제의 볼을 혼합 매체로서 2일간 혼합한 분말을 외부통의 내부직경이 약 400mm, 깊이가 850mm이고, 내부통의 내부직경이 약 180mm인 이중통의 중심축 부분에 직경 180mm, 길이 1000mm의 파이프형상의 심봉을 삽입한 이중 원통 러버제 틀의 외부통과 내부통으로 구성된 틈에 충전하였다. 충전은 햄머식 충전기상에 러버제 틀을 두고 분말을 일정량씩 충전한 후 가압하는 공정을 반복 실시하는 방법을 사용하였다.

다음으로 심봉을 뽑아 중심축 부분이 공동으로 관통된 성형체로 하였다. 동일하게 하여 2개의 성형체를 제작하였다. 성형체는 계속해서 2850kgf/㎠로 10분간 유지하여 CIP처리를 실시하였다. CIP처리로 얻은 성형체는 외부직경 330mm, 내부직경 160mm, 길이 730mm의 중공부재이고, 이것을 더 기계 가공하여 표면, 내면 및 접합면을 평활하게 하여 소정의 크기로 마무리하고, 2개의 중공부재를 흑연제 축재부에 장착하고, 진공로에서 미량의 수소를 도입하여 10^-3~10^-5mmHg이고, 1120℃, 2시간 일차 소결하였다. 일차 소결체는 다시 흑연제 축재부에 장착하여 1250℃, 2시간 이차 소결하였다. 이 소결체는 또 Ar 분위기하에서 1330℃, 1000kgf/㎠, 2시간 HIP처리를 실시하였다. HIP처리한 슬리브인 성형체의 접합부의 항절력은 180~220kgf/mm²이였다. 또한, 경도는 86~88HRA이였다.

다음으로, 5% 크롬강을 조질하여 직경 약 140mm, 길이 약 3500mm의 축재부를외부직경 280mm, 내부직경 140mm, 길이 1230mm의 슬리브에 삽입하고 기계 가공하여 롤로 하였다. 이 롤을 이용하여 강대를 압연하였지만 롤 파손도 없고 양호한 얇은 판을 얻었다.

(실시예 2)

페라이트계 스텐레스 강대의 한 예로서 SUS430강대를 이용하여 열연 강대를 소둔, 산세척한 후 5스탠드 냉간 탠덤밀의 제 5 스탠드에 발명예 2로서 WC 합금 슬리브를 고합금강의 축재부에 끼워 맞춘 워크롤을 적용하여 소재 두께 4.0mm에서 마무리 두께 1.0mm까지 냉간압연하였다. 그 후, 이 강대를 마무리 소둔, 산세척하여 신률 1.0%로 조질 압연하였다. WC 합금 슬리브롤의 사양은 표 2에 나타내는 바와 같이, 슬리브 외부직경 285mm, 외층 재질이 Co을 17% 함유하고, 영율을 약 52000kgf/mm²로 한 WC계 초경합금이고, 슬리브의 두께를 5mm(슬리브 반경에 대해 3.5%)로 하였다.

또한, 비교예로서 제 5 스탠드에 Co를 17% 함유한 롤 직경 285mm의 WC계 초경합금 일체 워크롤을 적용하여 냉간압연하였다. 그 후, 이 강대를 마무리 소둔, 산세척하여 신률 1.0%로 조질 압연하였다(비교예 2a).

또한, 다른 비교예로서 제 5 스탠드에 Co를 17% 함유한 WC계 초경합금을 고합금강의 축재부에 용사하여 두께를 2mm로 한 롤 직경 285mm의 WC 복합 워크롤을 적용하여 냉간압연하였다. 그 후, 이 강대를 마무리 소둔, 산세척하여 신률 1.0%로 조질 압연하였다(비교예 2b).

또한, 종래예 2로서 5스탠드 냉간 탠덤밀의 전 스탠드에 통상의 5% Cr단강(鍛鋼)을 이용한 워크롤을 적용한 경우에 대해서도 마찬가지로 냉간 압연하였다. 그 후, 이 강대를 마무리 소둔, 산세척하여 신률 1.0%로 조질 압연하였다.

이상의 방법으로 얻어진 각 스텐레스 냉연 강대에 대해서 JISZ8741 광택도 측정방법(Gs20°)에 의해 표면 광택을 측정하였다. 그 결과를 양호한 순서로 광택도 950이상을 특A, 800~950을 A, 600~800을 B, 400~600을 C, 400이하를 D로 하여 5단계로 평가하였다. 그 결과를 표 3에 나타낸다. 표 3에서 본 발명에 의한 슬리브 감합 롤을 이용하여 압연한 스텐레스 압연 강대는 비교예 2a의 WC계 초경합금 일체롤을 이용하여 제조한 강대와 동등하고, 비교예 2b 및 종래예에서 제조한 강대에 비교하여 현저하게 양호한 광택을 갖고 있다.

(실시예 3)

오스테나이트계 스텐레스 강대로서 SUS304 강대를 이용하여 열연 강대를 소둔, 산세척한 후 5스탠드 냉간 탠덤밀의 전 스탠드에 발명예 3으로서 WC 합금 슬리브와 열간 다이스강을 끼워 맞춘 워크롤을 적용하여 소재 두께 3.0mm에서 마무리 두께 0.98mm까지 냉간 압연하였다. 그 후, 이 강대를 마무리 소둔, 산세척하여 신률 1.0%로 조질 압연하고 #400의 버프 연마를 1패스 실시하였다.

발명예의 WC 합금 슬리브의 사양을 표 4에 나타낸다. 본 표의 상단에 나타내는 바와 같이 슬리브는 Co를 20% 함유하고, 영율을 약 50000kgf/mm²로 한 WC계 초경합금이며, 슬리브의 두께는 반경의 약 10%이다.

또한, 비교예 3으로서, 제 5 스탠드에 WC 합금 슬리브에 열간 다이스강의 축재부를 끼워 맞춘 워크롤을 적용하여 냉간압연하였다. 그 후, 이 강대를 마무리 소둔, 산세척하여 신률 1.0%로 조질 압연하고, #400 버프 연마를 1패스 실시하였다(비교예 3).

비교예의 슬리브의 사양을 표 4 하단에 나타낸다. 슬리브는 Co17%, Ni28%, Cr7%를 함유하고, 영율을 33000kgf/mm²로 한 WC계 초경합금이며, 두께는 반경비 약 10%이다.

또한, 종래예 3으로서, 5스탠드 냉간 탠덤밀의 전 스탠드에 통상의 5% Cr단강을 이용하여 영율을 약 21000kgf/mm²로 하였다. 워크롤을 적용한 경우에 대해서도 마찬가지로 냉간압연하였다. 그 후, 이 강대를 마무리 소둔, 산세척하여 신률 1.0%로 조질 압연하여 #400 버프 연마를 1패스 실시하였다.

이상의 방법으로 얻어진 각 스텐레스 냉연강대에 대해서 실시예 2와 마찬가지로 표면 광택을 측정, 평가하였다. 그 결과를 표 5에 함께 나타낸다. 표 5에서 본 발명에 의한 슬리브 감합 롤을 이용하여 압연한 스텐레스 냉연 강대는 비교예 2 및 종래예에서 제조한 강대에 비교하여 현저하게 양호한 광택을 가지고 있다.

(실시예 4)

오스테나이트계 스텐레스 강대로서 SUS304 강대를 이용하여 열연 강대를 소둔, 산세척한 후, 5스탠드 냉간 탠덤밀의 3스탠드에 발명예 4로서, WC합금 슬리브와 5% Cr 단강의 축재부를 끼워 맞춘 롤을 워크롤로 적용하고, 소재 두께 3.0mm에서 마무리 두께 0.98mm까지 냉간압연하였다. 그 후, 제 3 스탠드의 압하율을 20%와 30%의 2수준에 대해서 각 스탠드의 압하율을 조정하였다.

그 후, 이 강대를 마무리 소둔, 산세척하여 신률 1.0%로 조질 압연하고, #400의 버프 연마를 1패스 실시하였다. 발명예의 슬리브는 표 6 및 표 7에 나타내는 바와 같이, 슬리브 외층 재질은 Co를 20% 함유하고, 영율을 약 50000kgf/mm²로 한 WC계 초경합금이며, 슬리브의 두께는 반경의 약 10%로 하였다. 이 조건으로 롤의 크기를 슬리브 직경 231mm, 롤 배럴 길이(L)를 1500mm로 하고, 롤 직경(D)의 비(L/D)를 6.5로 한 경우(발명예 4a)와 슬리브 직경 155mm, 롤배럴 길이(L)를 1500mm로 하고, 롤 직경(D)의 비(L/D)를 9.7로 한 경우(발명예 4b)의 2레벨로 변하게 하였다.

또한, 비교예 4로서 제 3 스탠드에 표 6에 나타내는 외층 재질이 WC-20% Co의 WC계 초경합금이고, 그 두께가 7mm(반경비 10%), 슬리브 직경 135mm, 롤배럴을 1500mm(L/D=11.1)로 한 슬리브와 5%의 Cr단강의 축재부를 끼워 맞춘 워크롤을 적용하여 냉간압연하였다. 그 후, 이 강대를 마무리 소둔, 산세척하여 신률 1.0%로 조질 압연하여 #400 버프 연마를 1패스 실시하였다.

또한, 종래예로서 5스탠드 냉간 탠덤밀의 전 스탠드에 통상의 5% Cr단강을사용하여 영율을 약 21000kgf/mm²로 한 워크롤을 적용한 경우에 대해서도 이와 마찬가지로 냉간압연하였다. 그 후, 이 강대를 마무리 소둔, 산세척하여 신률 1.0%로 조질 압연하여 #400 버프 연마를 1패스 실시하였다.

이와같이 하여 얻어진 각 스텐레스 냉연 강대에 대해서 실시예 2와 마찬가지로 표면 광택을 측정, 평가함과 동시에 압연중의 롤의 파손에 대해서도 조사하였다. 그 결과를 표 7에 나타낸다. 표 7에서 본 발명의 압연롤로 제조한 스텐레스 압연 강대는 모두 종래예에서 제조한 강대에 비교하여 현저하게 양호한 결과가 되었다. 특히, L/D=7이하로 한 발명예 4a는 압하율 30% 이상이라도 롤 파손은 생기지 않았다.

(실시예 5)

오스테나이트계 스텐레스 강대로서 SUS304 강대를 이용하여 열연 강대를 소둔, 산세척한 후, 5스탠드 냉간 탠덤밀의 제 5 스탠드에 발명예로서 WC 합금 슬리브와 열간 다이스강을 끼워맞춘 워크롤을 적용하여 소재 두께 3.0mm에서 마무리 두께 0.98mm까지 냉간압연하였다. 그 때의 제 5 스탠드의 압하율은 20%로 하였다. 그 후, 이 강대를 마무리 소둔, 산세척하여 신률 1.0%로 조질압연하여 #400의 버프 연마를 1패스 실시하였다. 여기서, WC합금의 슬리브는 두께를 반경 약 3%로 하고, Co의 함유량을 6%에서 55%까지 변화시켰다.

또한, 종래예로서 5스탠드 냉간 탠덤밀의 전 스탠드에 통상의 5% Cr단강을이용하여 영율을 약 21000kgf/mm²로 한 워크롤을 적용한 경우에 대해서도 마찬가지로 냉간압연하였다. 그 후, 이 강대를 마무리 소둔, 산세척하여 신률 1.0%로 조질 압연하여 #400버프 연마를 1패스 실시하였다.

상기 냉간 압연에 있어서, 충격에 대한 강도의 조사로서, 제 5 스탠드에서의 압축이나 용접점 통과시의 판두께 변동의 발생에 의한 롤 파손의 유무를 조사하였다. 또한, 얻어진 각 스텐레스 냉연 강대에 대해서 실시예 2와 마찬가지로 표면 광택을 측정, 평가하였다. 표 8에 나타내는 결과로부터 본 발명에 의한 슬리브의 두께가 감합롤로 압연한 스텐레스 압연 강대는 비교예 및 종래예에서 제조한 강대에 비교하여 현저하게 양호한 광택을 갖고, 또 충격에 대한 강도도 높아 파손되지 않았다.

(실시예 6)

페라이트계 스텐레스 강대로서의 SUS430 강대를 이용하여 열연 강대를 소둔, 산세척한 후, 5스탠드 냉간 탠덤밀의 제 5 스탠드(롤 직경 Ψ285mm)에 발명예로서, 축심을 5% Cr단강, 최외층을 영율 52000kgf/mm², Co 17%의 WC계 초경합금, 중간층을 영율 약 39000kgf/mm², Co40%의 WC계 초경합금으로 하고, 직경 285mm, 최외층의 두께 5mm(롤 반경의 3.5%), 중간층의 두께 4mm의 3층으로 이루어진 워크롤을 적용하여 열연강대 두께 4.0mm에서 냉간 압연하였다. 그 때, 제 5 스탠드의 압하율을 20%, 30%, 40%의 3수준으로 설정하였다. 그 후, 이 강대를 마무리 소둔, 산세척하여 신률 1.0%로 조질 압연하였다.(발명예 6a)

또한, 다른 발명예로서, 제 5 스탠드에 축심을 5% Cr단강, 최외층을 영율 52000kgf/mm², Co17%의 WC계 초경합금, 외측의 중간층(중간층 1)을 영율 약 44000kgf/mm², Co 30%의 WC계 초경합금, 내측의 중간층(중간층 2)을 영율 35000kgf/mm², Co50%의 WC계 초경합금으로서 배치한 직경 285mm, 최외층의 두께 5mm, 중간층(1)의 두께 4mm, 중간층(2)의 두께 3mm의 4층으로 이루어진 복합 워크롤을 적용하여 냉간압연하였다. 그 후, 이 강대를 마무리 소둔, 산세척하여 신률 1.0%로 조질압연하였다. (발명예 6b)

한편, 비교예로서 제 5 스탠드에 Co를 17% 함유하는 WC계 초경합금으로 이루어지고, 롤 직경 285mm의 일체 워크롤을 적용하여 냉간압연하였다. 그 후, 이 강대를 마무리 소둔, 산세척하여 신률 1.0%로 조질압연하였다. (비교예 6a)

또한, 제 5 스탠드에 Co17%, Ni28%, Cr7%을 함유하는 WC계 초경합금이고, 영율을 33000kgf/mm²로 한 롤 직경 285mm의 일체 워크롤을 적용하여 냉간압연하였다. 그 후, 이 강대를 마무리 소둔, 산세척하여 신률 1.0%로 조질 압연하였다. (비교예 6b)

또한, 제 5 스탠드에 축심 5% Cr단강으로 하고, 최외층을 영율 약 52000kgf/mm², Co 17%의 WC계 초경합금으로 이루어지고, 직경 285mm, 외층의 두께 5mm의 2층의 복합 워크롤을 적용하여 냉간 압연하였다. 그 후, 이 강대를 마무리소둔, 산세척하여 신률 1.0%로 조질 압연하였다. (비교예 6c).

또한, 종래예로서 5스탠드 냉간 탠덤밀의 전 스탠드에 통상의 5% Cr단강을 이용한 워크롤을 적용한 경우에 대해서도 마찬가지로 냉간압연하였다. 이상의 각 예의 제 5 스탠드롤 사양을 표 9에 나타낸다.

이 스텐레스 냉연 강대의 표면 광택에 대해서 JISZ8741 광택도 측정방법(Gs20°)에 의해 측정하여 양호한 순서로 광택도 950 이상을 특A, 800~950을 A, 600~800을 B, 400~600을 C, 400이하를 D로 하여 5단계로 평가하였다. 표 10에 나타내는 결과로 본 발명의 압연 롤을 이용하여 제조한 스텐레스 냉연 강대는 비교예 6a의 WC계 초경합금 일체롤을 이용하여 제조한 강대와 동등하고, 비교예 6b, 6c 및 종래예에서 제조한 강대에 비교하여 현저하게 양호한 광택을 가지고 있다.

또한, 롤 강도에 대해서도 비교예 3 및 비교예 4의 경우 보다 높은 압하율이라도 롤의 파손 없이 양호한 결과가 얻어졌다.

이에 대해, 종래예에서는 압하율 30% 이상에서 압연재의 표면과 롤 표면에 히트스트릭(인화자국)이 발생하여 표면 광택은 불합격이 되었다.

(실시예 7)

C:0.045%, Si:3.35%, Mn:0.065%, Se:0.017% 및 Sb: 0.027%를 함유한 2.5mm 두께의 방향성 규소강용 열연 강대에 1000℃, 30초의 열연판 소둔을 실시하여 산세척한 후 0.64mm로 냉간압연하고, 계속해서 980℃, 90초의 중간 소둔을 실시하여 4종류의 시료 A, B, C, D를 제작하였다. 그 후, 시료 A 및 C에는 입도 #100의 연마 벨트를 이용하여 압연 방향과 평행하게 표면을 연삭하였다. 시료 B, D는 중간 소둔 그대로 하였다.

이들 시료를 롤 직경 350mm, 롤 표면 조도 0.1㎛ Ra의 압연 롤을 구비한 3스탠드탠덤밀에 있어서 점도 8cst/50℃, 농도 3%의 압연유를 사용하여 최종 스탠드 압연 속도 1000mpm으로 0.23mm의 최종 판두께로 마무리하였다.

최종 스탠드로의 압하율은 20%로 하였다.

코일A 및 B에 대해서는 본 발명예의 하나로서 표 11에 나타내는 WC 복합롤을 이용하고, 코일 C 및 D에 대해서는 비교예로서 종래의 고합금강 롤을 이용하였다. 압연후의 시료에 대해 최종 스탠드 압연 속도 1000mpm일때의 표면 평균 거칠기(Ra)를 측정한 결과를 표 12에 나타낸다. 표 12에서 명확해진 바와 같이 본 발명예의 롤을 이용하여 얻어진 시료 A, B는 비교예인 시료 C, D에 비해 표면성은 우수하다는 것을 알 수 있다. 시료 B에 있어서는 중간 소둔 후에 연삭 벨트에 의한 연삭을 실시하고 있지 않지만, 연삭을 실시하여 고합금강 롤로 압연한 경우 보다 압연후 강대의 표면 거칠기가 약간 작고 양호해지고 있다.

또한, 압연후의 시료에 대해서, 제품 판두께 편차 5㎛가 요구되는 재료로 하기 위해 필요한 판 폭 양단부의 잘린 부분을 조사한 결과를 표 12에 나타낸다. 표 12에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 롤을 이용하여 압연된 시료 A, B는 비교예인 시료 C, D에 비해 판의 에지드롭이 적고 잘린 부분이 감소하여 생산율이 향상되는 것을 알 수 있다.

또한, 본 발명의 롤에 의한 시료 A 및 종래예의 고합금강롤에 의한 시료C에 대해서 냉간 압연후에 탈탄소 소둔을 실시하고 표면층의 집합 조직의 측정을 실시한 결과의 평균값을 표 12에 나타낸다. 표 12에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 압연 롤에 의한 시료 A는 종래예의 시료 C 보다 집합 조직의 {110}강도가 커진다는 것을 알 수 있다. 이것은 WC롤 압연에 있어서 WC롤의 영율이 높기 때문에 롤 바이트로의 도입 유량이 적어져 마찰계수가 종래의 고합금강 롤의 배 정도 높아지기 때문에, 판의 표면층에서는 전단 변형량이 증가하고, 그곳에 고스(Goss) 방위 결정립이 생성하여 집적도가 향상되기 때문이라고 추정된다. 또한, 이 후의 마무리 소둔에 의해서 {110}〈001〉방위 결정립이 성장하여 표 12에 나타내는 바와 같이 자기 특성도 향상되었다.

(실시예 8)

전자 강대(판두께 2.6mm)를 이용하여 상기 강대를 산세척한 후, 4스탠드 냉간 탠덤밀의 전 스탠드(워크롤 직경 380~430mm)에 본 발명의 롤인 외부둘레가 니켈을 20중량% 함유하고, 나머지가 탄화텅스텐인 탄화텅스텐계 초경합금으로 두께를 20mm(롤 반경의 9.3~10.5%)로 하고, 축심에 냉간 다이스강을 이용한 끼워맞춤에 의한 복합롤을 워크롤로서 적용하고 압연유로서 60℃, 농도 2%, 평균입자직경 3㎛의 합성 에스테르계 에멀젼을 순환 급유 방식으로 공급하면서 0.5mm까지 고속 압연하였다.

또한, 비교예로서, 같은 종류의 열연강대(판두께 2.6mm)를 이용하여 상기 강대를 산세척한 후, 동일 냉간 탠덤밀의 전 스탠드에 외부둘레가 니켈을 8중량% 함유하고, 나머지가 탄화텅스텐인 탄화텅스텐계 초경합금으로 두께를 10mm(롤 반경의 4.6%~5.2%)로 하고, 축심에 냉간 다이스강을 이용한 끼워맞춤에 의한 복합롤을 워크롤로서 적용하여 상기와 마찬가지로 0.5mm까지 압연하였다.

또한, 종래예로서, 동일 종류의 열연강대(판두께 2.6mm)를 이용하여 상기 강대를 산세척한 후, 동일 냉간 탠덤밀의 전 스탠드에 종래의 고합금강의 워크롤을 적용하여 상기와 마찬가지로 0.5mm까지 압연하였다.

냉간압연중에 롤의 파손 상황을 관찰함과 동시에 냉간 압연후에 강대에서 시료를 채취하여 강대 표면에 잔류한 마모분을 측정하고, 또 강대를 되돌려 감아 표면을 관찰하여 기름 변색의 유무를 조사하였다. 또한, 이들 강대를 알칼리 전해 세정 공정을 가진 연속 소둔 라인으로 소둔한 후, 강대 표면의 기름 변색이나 기름얼룩 등의 얼룩의 조사를 실시한 표 13으로부터 본 발명예의 워크롤을 적용하여 냉간압연한 경우에는 압연후의 강대표면에 잔류하는 마모분의 양이 현저하게 적고, 기름 변색의 발생이 없고, 또 연속 소둔 후의 강대 표면에 기름 얼룩 등의 얼룩을 발생시키는 것도 없었다.

한편, 비교예에서는 압연후의 강대 표면에 잔류하는 마모분의 양이 현저하게 적고, 기름 변색의 발생이 없었지만 롤의 일부가 파손하여 강판의 표면에 자국이 발생하고, 그 후에 파손이 확대하여 압연 불능에 빠졌다. 종래예에서는 압연후의 강대 표면에 잔류하는 마모분의 양이 많고, 강대의 압연 최종 부분에 기름 변색이 발생하고, 연속 소둔 후의 강대 표면에 기름얼룩을 발생시켰다.

L/D	1.5	2.0	5.0	7.0	8.5	10.0	11.0
압하율 20%에서의 롤의 파손	O	O	O	O	O	O	X
압하율 40%에서의 롤의 파손	O	O	O	O	X	X	X
형상 제어 능력	X	△	O	O	O	O	-

SUS304의 소둔재를 1패스로 압하

롤 파손의 기호는 O : 파손없음

X : 파손있음

형상 제어 능력의 기호는 O : 형상 제어 능력이 양호

△: 형상 제어가 가능

X : 형상 제어가 불가

-: 압연 불가

O 발명예의 제 5 스탠드롤 사양
롤 직경	285mm
롤 종류	WC 복합 슬리브에 세미하이스의 축심을 끼워 맞춤
복합 슬리브 외층	재질	영율	두께	두께/롤 반경
복합 슬리브 외층	WC-17%Co	52000kgf/mm²	5mm	3.5%
복합 슬리브 내층	재질	영율	두께	-
복합 슬리브 내층	연강	21000kgf/mm²	10mm	-

압연재: SUS 430 모판두께/마무리 두께:4.0mm/1.0mm
5스탠드 냉간탠덤밀
	스탠드	롤 직경(mm)	L/D	롤 재질	영율(kgf/mm²)	제품 강대의 광택 판정
발명예 2	1~4	540	3.3	5% Cr단강	21000	A
발명예 2	5	285	5.0	표 2에 기재	52000	A
비교예 2a	1~4	540	3.3	5% Cr단강	21000	A
비교예 2a	5	285	5.0	WC-17% Co일체 롤	52000	A
비교예 2b	1~4	540	3.3	5% Cr단강	21000	C
비교예 2b	5	285	5.0	WC-17% Co2mm 두께용사 롤	52000	C
종래예	1~5	540	3.3	5% Cr단강	21000	D

O 발명예 및 비교예의 롤 사양
발명예 3	롤 직경	540mm, 285mm
	롤 종류	WC 복합 슬리브에 열간 다이스의 축심을 끼워 맞춤
		재질	영율	두께	두께/롤 반경
	복합 슬리브외층	Ψ540mm	WC-20%Co	50000kgf/mm²	27mm	10%
	복합 슬리브외층	Ψ285mm	WC-20%Co	50000kgf/mm²	14mm	10%
비교예 3	롤 직경	540mm, 285mm
	롤 종류	WC복합 슬리브에 열간 다이스의 축심을 끼워 맞춤
		재질	영율	두께	두께/롤 반경
	복합 슬리브외층	Ψ540mm	WC-17%Co-28% Ni-7% Cr	33000kgf/mm²	27mm	10%
	복합 슬리브외층	Ψ285mm	WC-17%Co-28% Ni-7% Cr	33000kgf/mm²	14mm	10%

압연재: SUS 304 모판 두께/마무리 두께: 3.0mm/0.98mm
5스탠드 냉간 탠덤밀
	스탠드	롤 직경(mm)	L/D	롤 재질	영율(kgf/mm²)	제품 강대의 광택 판정
발명예 3	1~4	540	2.9	표 4에 기재	50000	특A
	5	285	4.5
비교예 3	1~4	540	2.9	표 4에 기재	33000	C
	5	285	4.5
종래예	1~4	540	2.9	5% Cr 단강	21000	D
	5	285	4.5

O 발명예 및 비교예의 롤 사양
슬리브 재질: WC-20Co슬리브 두께: 롤 반경의 10%
롤 배럴 길이: 1500mm	아버 재질: 5% Cr단강
WC 롤 외층과 5%의 Cr단강의 축심을 끼워 맞춤

압연재:SUS 304, (3.0/0.98mm), 5스탠드 냉간 탠덤 밀
	롤 직경(mm)	L/D	3std, 압하율 20%	3std, 압하율 30%
	롤 직경(mm)	L/D	파손의 유무	광택 판정	파손의 유무	광택 판정
발명예 4a	231	6.5	무	B	무	A~B
발명예 4b	155	9.7	무	B	유	-
비교예 4	135	11.1	유	-	유	-
종래예	231	6.5	무	D	무	D

슬리브재질의Co의함유량(중량%)	6	8	10	12	17	20	23	25	30	40	50	55	종래 롤
영율(kgf/mm2)	62,000	60,000	58,000	56,000	52,000	50,000	48,000	47,000	44,000	39,000	35.000	33.000	21,000
롤의파손	X	X	X	O	O	O	O	O	O	O	O	O	O
제품의광택	특A	특A	특A	특A	A	A	B	B	B	C	C	D	D

롤 파손의 기호는 O: 파손없음

X: 파손있음

O 제 5 스탠드롤 사양
롤 직경 285mm
	최외층	중간층 1	중간층 2	축심	비고
발명예 6a	재질:WC-17Co영율:52000Kgf/mm²두께: 5mm	재질:WC-40Co영율:39000Kgf/mm²두께: 4mm		5% Cr단강
발명예 6b	재질:WC-17Co영율:52000Kgf/mm²두께: 5mm	재질:WC-30Co영율:44000Kgf/mm²두께: 4mm	재질:WC-50Co영율:35000Kgf/mm²두께: 3mm	5% Cr단강
비교예 6a	재질:WC-17Co영율:52000Kgf/mm²	일체롤
비교예 6b	재질:WC-17%Co-28%Ni-7%Cr영율:33000Kgf/mm²	일체롤
비교예 6c	재질:WC-17Co영율:52000Kgf/mm²두께: 5mm			5% Cr단강
종래예	5% Cr단강롤(영율 21000kgf/mm²)	일체롤

압연재: SUS430 모판두께/마무리두께:4.0mm/1.0mm 냉간 탠덤밀
제 5 스탠드 압하율	20%	30%	40%
제품강대의 광택평가및 롤 강도 평가	광택평가	롤파손의 유무	광택평가	롤파손의유무	광택평가	롤파손의유무
발명예 6a	A	O	특A	O	-	X
발명예 6b	A	O	특A	O	특A	O
비교예 6a	A	O	특A	O	특A	O
비교예 6b	C	O	C	O	B	O
비교예 6c	A	O	-	-	X	X
종래예	D	O	불합격	히트스트릭발생	불합격	히트스트릭발생

X : 롤 파손 있음

O : 롤 파손 없음

롤 직경	350mm
WC합금제 슬리브의 성분	WC-20wt%Co(영율 50000kgf/mm²)
WC합금제 슬리브의 두께	50mm(반경당)
축심재질	SKD11

	본 발명	종래예
시료	A	B	C	D
탠덤 압연후강판표면 평균 거칠기Ra(㎛)	0.15	0.20	0.25	0.55
잘린 부분(mm)	7.5	15.0
I₁₁₀/I₀	1.1		0.8
W_17/50(W/kg)	0.87		0.92
B₈(T)	1.92		1.90

	강종	냉간 탠덤밀	롤의 파손 상황	압연후의강대 표면 잔류철분량mg/mm²	압연후의히트스트릭 발생상황	연속소둔후의 강대 표면의 얼룩 발생상황
		스탠드No.					롤직경(mm)	롤 재질
본발명예	전자강판	1	390	외부둘레:탄화텅스텐80%+20%니켈(두께:20mm)축심:냉간 다이스강	파손되지않음	20	없음	없음
		2	410
		3	430
		4	380
비교예		1	390	외부둘레:탄화텅스텐92%+8%니켈(두께:10mm)축심:냉간 다이스강	파손	20	없음	없음
		2	410
		3	430
		4	380
종래예		1	390	합금강	파손되지않음	500	발생	발생
		2	410
		3	430
		4	380

청구항 1~8에 기재된 본 발명의 복합 슬리브롤은 변형이 적은 비교적 장척의 것이며, 본 발명의 제조법은 초경합금 슬리브를 열처리할 때도 재료의 변형이 발생하지 않고, 또 작업성도 양호하게 대형 장척의 고경도, 고영율로 내마모성이 우수한 복합 슬리브롤을 제조할 수 있다.

또한, 이상 설명한 바와 같이, 청구항 9 및 10에 기재한 본 발명에 의하면 슬리브재를 영율 35000kgf/mm²이상, 또 Co함유량 12~50중량%의 WC-Co계 초경합금으로 하고, 또 롤 반경의 3% 이상의 두께로 한 감합 롤로 하기 때문에 에지드롭이 적고, 표면 광택이 매우 양호한 스텐레스 냉연강대나 브라이트 마무리 강대 또는 표면 거칠기가 적고 자기 특성이 우수한 규소 강대를 롤의 파손을 초래하지 않고 압연하는 것이 가능해진다.

또한, 청구항 9 및 10에 기재한 본 발명에 있어서, 슬리브의 배럴의 길이(L)와 롤 직경(D)의 비(L/D)를 2~10의 범위로 하는 것에 의해 롤 배럴의 굽어짐에 대한 강도를 향상시키는 것이 가능해진다.

또한, 청구항 9 및 10에 기재한 본 발명에 의해 감합 롤에 있어서도 롤의 편평 변형을 일체롤과 동일 정도로 하는 것이 가능해지기 때문에 롤 바이트 접촉 호 길이가 짧아져 압연 하중도 저하하여 효율적인 압연이 가능해진다.

또한, 이상 설명한 바와 같이, 청구항 11~청구항 13에 기재된 본 발명에 의해 영율이 35000kgf/mm²이상, 또 두께가 롤 반경의 3% 이상인 최외층과 축심과 영율이 최외층 보다 작고, 축심 보다 큰 중간층으로 이루어진 복합 롤로 하면 에지드롭이 적고, 표면 광택이 매우 양호한 스텐레스 냉연 강대나 브라이트 마무리 강대 또는 표면 거칠기가 적고 자기 특성이 우수한 규소 강대를 롤의 파손을 초래하지 않고 압연하는 것이 가능해진다. 또한, 이 중간층이 2층 이상인 경우에는 외측의층의 영율이 내측의 층의 영율 보다 커지도록 배치하는 것에 의해 더욱 롤 파손의 위험을 적게 할 수 있다.

그리고, 청구항 11~청구항 13에 기재된 본 발명에 의하면 영율의 조정에 의해 층 경계에서 둘레 방향 응력을 저하시킬 수 있기 때문에 축심과 롤 외층만으로 이루어진 복합 롤에 비해 더욱 강압하가 가능해지고, 효율적인 압연이 가능해진다.

또한, 청구항 1~청구항 13에 기재한 본 발명의 롤을 이용하여 냉간 압연하는 것에 의해 마모분의 발생을 억제할 수 있고, 소둔후의 강대 표면의 얼룩의 발생이 없고 종래 보다도 표면 청정도가 양호한 강대를 얻는 것을 가능하게 하는 것이다.

또한, 본 발명의 복합 롤은 스텐레스 강대, 규소 강대 또는 브라이트 마무리 강대의 냉간 압연 뿐만 아니라 보통 강대의 압연에 있어서도 우수한 효과를 나타내는 것이다.

Claims

축재부를 중심축으로 하여 축재부의 주위에 축재부의 직경과 동등한 내부직경의 중공부를 가진 슬리브를 그 중공부에 축재부를 삽입하여 끼워 맞춰 이것들을 고정한 냉간 압연용 복합 슬리브롤에 있어서,

상기 슬리브는 일체 성형체 슬리브 또는 롤의 중심축과 교차하는 면에서 분할되는 복수개의 성형체 부재를 미리 일체화하여 구성된 슬리브이며, 상기 슬리브는 초경재료 분말을 냉간등방가압(CIP) 성형하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 냉간 압연용 복합 슬리브롤.
제 1 항에 있어서,

상기 초경 재료 분말은 WC-Co 혼합물인 것을 특징으로 하는 냉간 압연용 복합 슬리브롤.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 슬리브는 복수의 성형체 부재의 중심축을 동축으로 하여 소결 처리 또는 열간등방가압(HIP) 또는 소결처리와 열간등방가압(HIP)하여 일체로 되는 것을 특징으로 하는 냉간 압연용 복합 슬리브롤.
축재부를 중심축으로 하여 축재부의 주위에 축재부의 직경과 동등한 내부직경의 중공부를 가진 슬리브를 그 중공부에 축재부를 삽입하여 끼워 맞춰 이것들을 고정한 냉간 압연용 복합 슬리브롤의 제조방법에 있어서,

일체 성형체 슬리브 또는 중심축과 교차하는 면에서 분할되는 복수개의 성형체 부재를 미리 일체화하여 구성된 슬리브를 축재부에 끼워 맞춰 고정하며, 상기 슬리브는 초경 재료 분말을 냉간등방가압(CIP) 성형하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 냉간 압연용 복합 슬리브롤의 제조방법.
제 4 항에 있어서,

상기 초경 재료 분말은 WC-Co 혼합물인 것을 특징으로 하는 냉간 압연용 복합 슬리브롤의 제조방법.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,

상기 슬리브는 복수의 성형체 부재의 중심축을 동축으로 하여 소결 처리 또는 열간등방가압(HIP) 또는 소결처리와 열간등방가압(HIP)하여 일체로 되는 것을 특징으로 하는 냉간 압연용 복합 슬리브롤의 제조방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 축재부와 슬리브를 끼워 맞춘 냉간 압연용의 복합 슬리브롤에서, 상기 축재부는 강으로 이루어지고, 상기 슬리브는 영율이 35000kgf/mm²이상이고 Co함유량이 12~50중량%인 WC-Co계 초경합금으로 이루어지고, 또한 상기 슬리브의 두께는 냉간 압연용 복합 슬리브롤 반경의 3% 이상인 것을 특징으로 하는 냉간 압연용 복합 슬리브롤.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 슬리브의 배럴의 길이(L)와 롤 직경(D)의 비(L/D)가 2~10의 범위인 것을 특징으로 하는 냉간 압연용 복합 슬리브롤.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 롤의 배럴이 동심원상의 3개 이상의 층으로 이루어지고, 최외층은 영율이 35000kgf/mm²이상이고 층의 두께가 롤의 반경의 3% 이상이며, 상기 최외층과 축심 사이에 위치하는 중간층은 영율이 최외층의 영율 보다 작고 축심의 영율 보다 큰 것을 특징으로 하는 냉간압연용 복합 슬리브롤.
제 9 항에 있어서,

상기 중간층은 2개 이상의 층으로 이루어지고, 상기 중간층의 영율은 상대적으로 외측에 있는 층일수록 큰 것을 특징으로 하는 냉간 압연용 복합 슬리브롤.
제 10 항에 있어서,

상기 최외층 및 중간층은 모두 WC계 초경합금으로 이루어지고, 상기 초경합금의 조성은 상대적으로 외측에 있는 층일수록 바인더 금속의 결합 당량이 적은 것을 특징으로 하는 냉간 압연용 복합 슬리브롤.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,

상기 슬리브의 배럴의 길이(L)와 상기 롤의 직경(D)의 비(L/D)가 2~10의 범위인 것을 특징으로 하는 냉간 압연용 복합 슬리브롤의 제조방법.