KR102228851B1 - Roll outer layer material for rolling and composite roll for rolling - Google Patents

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타케시 스즈키
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이쿠오 오누마
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제이에프이 스틸 가부시키가이샤
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Abstract

내마모성이 현저하게 향상한 롤 외층재 및 압연용 복합 롤을 제공한다. W 함유량이 지름 방향으로 외주측으로부터 내주측을 향하여 저하하는 경사 조성이고, 압연 사용시의 최대 지름에 상당하는 위치의 외층재 표면에서, 질량%로, W: 25∼70%, Co: 5∼45%를 포함하고, 추가로 C: 0.6∼3.5%, Si: 0.05∼3%, Mn: 0.05∼3%, Mo: 1∼15%를 함유하고, 잔부가 불가피적 불순물로 이루어지는 W-Co기 합금 조성을 갖는 롤 외층재로 한다. 롤 외층재는, 원심 주조제로 하는 것이 바람직하다.A roll outer layer material having remarkably improved wear resistance and a composite roll for rolling are provided. It is a gradient composition in which the W content decreases from the outer circumferential side toward the inner circumferential side in the radial direction, and at the surface of the outer layer material at a position corresponding to the maximum diameter when rolling is used, in mass%, W: 25 to 70%, Co: 5 to 45 %, and further contains C: 0.6 to 3.5%, Si: 0.05 to 3%, Mn: 0.05 to 3%, Mo: 1 to 15%, and the balance is a W-Co-based alloy composed of unavoidable impurities It is a roll outer layer material having a composition. It is preferable that the roll outer layer material is made of a centrifugal casting agent.

Description

압연용 롤 외층재 및 압연용 복합 롤Roll outer layer material for rolling and composite roll for rolling

본 발명은, 제1 실시 형태로서, 열간 압연용 혹은 냉간 압연용으로서 적합한, 압연용 롤 외층재 및 그것을 이용한 압연용 복합 롤에 관한 것으로, 특히 내마모성의 향상에 관한 것이다.The present invention, as a first embodiment, relates to a roll outer layer material for rolling, suitable for hot rolling or cold rolling, and a composite roll for rolling using the same, and in particular, to an improvement in wear resistance.

또한, 본 발명은, 제2 실시 형태로서, 열간 압연용 혹은 냉간 압연용으로서 적합한, 압연용 롤 외층재 및 그것을 이용한 압연용 복합 롤에 관한 것으로, 특히 내마모성의 향상 및 압연 하중의 저감에 관한 것이다.In addition, the present invention, as a second embodiment, relates to a roll outer layer material for rolling, suitable for hot rolling or cold rolling, and a composite roll for rolling using the same, and in particular, to an improvement in abrasion resistance and reduction of a rolling load. .

〔제1 실시 형태〕[First embodiment]

우선, 제1 실시 형태에 있어서, 최근, 강판의 압연 기술의 진보는 현저하고, 그에 수반하여, 압연용 롤의 사용 환경은 한층 가혹화되고 있다. 특히 최근에는, 고강도 강판이나 박육 제품 등, 압연 부하가 크고, 또한 우수한 표면 품질이 요구되는 강판의 생산량이 증대하고 있다.First of all, in the first embodiment, in recent years, the progress of the rolling technology of a steel sheet is remarkable, and along with it, the use environment of the rolling roll is becoming more severe. In particular, in recent years, the amount of production of steel sheets, such as high-strength steel sheets and thin-walled products, which has a large rolling load and which requires excellent surface quality, is increasing.

이 때문에, 냉간 압연용 워크 롤(work roll)에 있어서는, 우수한 내마모성과 그것을 감당할 높은 경도가 요구된다. 내마모성의 향상은, 롤 재료의 고합금화에 의해 도모되는 것이 일반적이지만, 고합금화에 의해 연삭성(grindability)의 악화 혹은 롤 사고시의 피해의 증대(내(耐)사고성의 저하)를 초래하는 경우가 있어, 연삭성과 내사고성을 겸비하는 재료로 할 필요가 있다. 또한, 우수한 표면 품질의 강판을 제조하기 위해서는, 강판과 직접 접촉하는 롤의 표면 성상을 균질·미세한 것으로 해 둘 필요가 있고, 구체적으로는, 롤 재질로서, 청정도가 높고 미세한 마이크로 조직을 갖는 주철, 주강(cast steel)으로 하는 것이 요구된다.For this reason, in a work roll for cold rolling, excellent abrasion resistance and high hardness to handle it are required. Improvement of abrasion resistance is generally achieved by higher alloying of the roll material, but higher alloying may lead to deterioration of the grindability or increase in damage in the event of a roll accident (deterioration of accident resistance). Therefore, it is necessary to use a material that has both grinding properties and accident resistance. In addition, in order to manufacture a steel sheet with excellent surface quality, it is necessary to make the surface properties of the rolls in direct contact with the steel sheet homogeneous and fine. Specifically, as a roll material, cast iron having a high degree of cleanliness and a fine microstructure, It is required to be made of cast steel.

또한, 열간 압연용 워크 롤에 있어서는, 롤의 마모나 표면 거칠어짐의 발생이, 제품의 재질이나 치수상의 압연 스케줄 제약을 부득이하게 함과 함께, 롤 교환 빈도의 저감도 곤란해지고, 이 때문에, 롤의 내(耐)용도(durability of rolls)의 저하가, 생산성 향상이나 비용 삭감의 난관의 하나가 되어 있다. 이 때문에, 열간 압연용 워크 롤에 있어서는, 마모나 표면 거칠어짐의 발생을 억제하고, 롤의 내용도를 향상시키는 것이 요구되고 있다.In addition, in the work roll for hot rolling, the occurrence of roll wear or surface roughness makes it inevitable to restrict the rolling schedule in terms of the material and dimensions of the product, and also makes it difficult to reduce the frequency of roll exchange. The decrease in durability of rolls is one of the obstacles to productivity improvement and cost reduction. For this reason, in the work roll for hot rolling, it is required to suppress the occurrence of abrasion and surface roughness, and to improve the internal degree of the roll.

이와 같은 점에서, 사용되는 압연용 롤의 특성 향상, 특히 내마모성의 향상이 강하게 요망되어 왔다. 압연용 롤에 있어서의 내마모성의 향상은, 강판의 제조에 있어서, 강판 품질의 향상 및 생산성 향상에 직결된 중요한 과제가 되어 있다.From this point of view, it has been strongly desired to improve the properties of the roll for rolling to be used, in particular, to improve wear resistance. The improvement of abrasion resistance in a rolling roll has become an important subject directly connected to the improvement of the steel plate quality and productivity improvement in manufacture of a steel plate.

이와 같은 압연용 롤의 내마모성 향상의 요구에 대하여, 예를 들면, 비특허문헌 1, 비특허문헌 2에 기재되는 바와 같이, 외층 조성을 고속도 공구 강 조성에 유사한 조성으로 하고, 경질 탄화물을 다량으로 분산시켜 내마모성을 현격히 향상시킨 하이 스피드 공구강 롤(high-speed tool steel rolls)이 개발되어 있다. 또한, 예를 들면, 특허문헌 1에는, 강제의 심재(steel-made core)의 둘레에, 연속 육성법으로 외층을 형성하여 이루어지는 열간 압연용 복합 롤이 기재되어 있다. 특허문헌 1에 기재된 열간 압연용 복합 롤에서는, 외층재는, 중량%로, C: 1.0∼4.0%, Si: 3.0% 이하, Mn: 1.5% 이하, Cr: 2∼10%, Mo: 9% 이하, W: 20% 이하, V: 2∼15%를 포함하고, P: 0.08% 이하, S: 0.06% 이하, B: 0.0500% 이하로 하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성을 갖고, 면적비로 입상 탄화물 5∼30%, 비(非)입상 탄화물 6% 이상을 함유하는 조직으로 이루어지고, 기지(base phase)의 경도가 비커스 경도(Hv) 550 이상을 갖는다고 되어 있다. 또한, 외층재에는, 추가로, Ni: 5.0% 이하, Co: 5.0% 이하, Nb: 5.0% 이하를 함유해도 좋다고 되어 있다. 이에 따라, 소정량 이상의 비입상 탄화물의 존재에 의해, 크랙이 발생해도 롤 심부(深部)에까지 진전하는 것이 억제되어, 내(耐)히트 크랙성(heat cracking resistance)이 향상하고, VC계의 경질 탄화물이 포함되어 있는 점에서 내마모성도 양호하다고 되어 있다.In response to the demand for improving the wear resistance of such rolling rolls, for example, as described in Non-Patent Literature 1 and Non-Patent Literature 2, make the composition of the outer layer similar to the composition of high-speed tool steel, and disperse hard carbides in large quantities. High-speed tool steel rolls have been developed that have improved wear resistance significantly. Further, for example, Patent Document 1 describes a composite roll for hot rolling formed by forming an outer layer around a steel-made core by a continuous growth method. In the composite roll for hot rolling described in Patent Document 1, the outer layer material is, by weight, C: 1.0 to 4.0%, Si: 3.0% or less, Mn: 1.5% or less, Cr: 2 to 10%, Mo: 9% or less , W: 20% or less, V: 2 to 15% are included, P: 0.08% or less, S: 0.06% or less, B: 0.0500% or less, the balance has a composition consisting of Fe and inevitable impurities, by area ratio It is composed of a structure containing 5 to 30% of granular carbides and 6% or more of non-granular carbides, and is said to have a base phase hardness of 550 or more of Vickers hardness (Hv). In addition, it is said that the outer layer material may further contain 5.0% or less of Ni, 5.0% or less of Co, and 5.0% or less of Nb. Accordingly, by the presence of a predetermined amount or more of non-granular carbide, even if a crack occurs, propagation to the core of the roll is suppressed, heat cracking resistance is improved, and the VC-based rigidity Abrasion resistance is also said to be good in that it contains carbides.

이와 같은 하이 스피드 공구강 롤 외층재는, 내마모성을 향상시키기 위해 다량의 경질 탄화물을 기지 중에 분산시키는 것이 필요해진다. 그러나, 하이 스피드 공구강 조성으로 생성되는 경질 탄화물은, 일반적으로 기지보다 비중이 가벼워, 주조 중에 편석을 일으키기 쉽다. 특히, 생산성, 경제성이 우수하기 때문에 대표적인 롤 외층재의 주조 방법이 되어 있는 원심 주조법에서는, 비중이 가벼운 상(phase)은 원심력으로 내측에 집적·편석되기 쉽기 때문에, 하이 스피드 공구강 롤 외층재를 원심 주조법으로 제조하는 것은 곤란한 것으로 여겨져 왔다.For such a high speed tool steel roll outer layer material, it is necessary to disperse a large amount of hard carbides in a matrix in order to improve abrasion resistance. However, hard carbides produced by a high-speed tool steel composition generally have a lighter specific gravity than a matrix, and are likely to cause segregation during casting. In particular, in the centrifugal casting method, which is a typical casting method for roll outer layers because of its excellent productivity and economy, a phase with a light specific gravity tends to accumulate and segregate inside by centrifugal force, so a high-speed tool steel roll outer layer material is centrifugal casting. It has been considered difficult to manufacture.

그러나, 원심 주조법을 적용해도 편석 등이 발생하지 않는, 내마모성과 내크랙성이 우수한 압연용 롤 외층재를 제공하는 기술로서, 특허문헌 2에, 질량%로, C: 1.5∼3.5%, Si: 1.5% 이하, Mn: 1.2% 이하, Ni: 5.5% 이하, Cr: 5.5∼12.0%, Mo: 2.0∼8.0%, V: 3.0∼10.0%, Nb: 0.5∼7.0%를 포함하고, 또한, Nb 및 V를, Nb, V 및 C의 함유량이 특정의 관계를 만족하고, 또한 Nb와 V의 비가 특정의 범위 내가 되도록 함유하는 롤 외층재가 기재되어 있다.However, as a technique for providing a roll outer layer material for rolling excellent in wear resistance and crack resistance in which segregation and the like does not occur even when the centrifugal casting method is applied, in Patent Document 2, C: 1.5 to 3.5%, Si: 1.5% or less, Mn: 1.2% or less, Ni: 5.5% or less, Cr: 5.5 to 12.0%, Mo: 2.0 to 8.0%, V: 3.0 to 10.0%, Nb: 0.5 to 7.0%, and Nb And a roll outer layer material containing V so that the contents of Nb, V, and C satisfy a specific relationship, and the ratio of Nb and V falls within a specific range.

또한, 특허문헌 3에는, 질량%로, C: 1.5∼3.5%, Si: 1.5% 이하, Mn: 1.2% 이하, Cr: 5.5∼12.0%, Mo: 2.0∼8.0%, V: 3.0∼10.0%, Nb: 0.5∼7.0%를 포함하고, 또한, Nb 및 V를, Nb, V 및 C의 함유량이 특정의 관계를 만족하고, 추가로 Nb와 V의 비가 특정의 범위 내가 되도록 함유하는 롤 외층재가 기재되어 있다. 이와 같은 조성으로 함으로써, 원심 주조법을 적용해도 롤 외층재에 있어서의 편석이 억제되어, 내마모성과 내크랙성이 향상하여, 열간 압연의 생산성 향상에 크게 공헌한다고 되어 있다.In addition, in Patent Document 3, in terms of mass%, C: 1.5 to 3.5%, Si: 1.5% or less, Mn: 1.2% or less, Cr: 5.5 to 12.0%, Mo: 2.0 to 8.0%, V: 3.0 to 10.0% , Nb: 0.5 to 7.0%, and further contains Nb and V so that the content of Nb, V and C satisfies a specific relationship, and the ratio of Nb and V is in a specific range. It is described. By setting it as such a composition, segregation in the roll outer layer material is suppressed even if a centrifugal casting method is applied, abrasion resistance and crack resistance are improved, and it is said that it greatly contributes to the productivity improvement of hot rolling.

또한, 특허문헌 4에는, 원심 주조 복합 롤이 기재되어 있다. 특허문헌 4에 기재된 원심 주조 복합 롤은, 외층과 주철 또는 주강의 내층으로 이루어지고, 외층이, 중량%로, C: 1.0∼3.0%, Si: 0.1∼3.0%, Mn: 0.1∼2.0%, Cr: 2.0∼10.0%, Mo: 0.1∼10.0%, V: 1.0∼10.0%, W: 0.1∼10.0%를 포함하고, 또한 Mo+W: 10.0% 이하를 충족하는 합금 성분 및 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성을 갖는 것으로 되어 있다. 특허문헌 4에 기재된 기술에서는, 응집이나 편석을 일으키기 쉬운 M6C형 탄화물의 정출(crystallization)이 억제되어, MC형+M7C3형 탄화물만이 석출되는 외층으로 할 수 있어, 원심 주조법으로 제조할 수 있다고 되어 있다.In addition, in Patent Document 4, a centrifugal cast composite roll is described. The centrifugal cast composite roll described in Patent Document 4 consists of an outer layer and an inner layer of cast iron or cast steel, and the outer layer is in weight %, C: 1.0 to 3.0%, Si: 0.1 to 3.0%, Mn: 0.1 to 2.0%, Cr: 2.0 to 10.0%, Mo: 0.1 to 10.0%, V: 1.0 to 10.0%, W: 0.1 to 10.0%, and Mo + W: 10.0% or less of the alloy component and the balance satisfying Fe and unavoidable impurities It has a composition consisting of. In the technique described in Patent Document 4, crystallization of M 6 C-type carbides that are likely to cause aggregation or segregation is suppressed, and it is possible to make an outer layer in which only MC-type + M 7 C 3 type carbides are precipitated, and is produced by a centrifugal casting method. It is said that it can be done.

또한, 예를 들면, 특허문헌 5에는, 압연 롤용 원심 주조 외층재가 기재되어 있다. 특허문헌 5에 기재된 압연 롤용 원심 주조 외층재는, 질량%로, C: 4.5∼9%, Si: 0.1∼3.5%, Mn: 0.1∼3.5%, V: 18∼40%를 함유하는 조성을 갖고, 바람직하게는 비커스 경도가 HV550∼900인 기지에, 면적률로 MC 탄화물이 면적률로 20∼60% 분산된 조직을 갖는 것으로 되어 있다. 특허문헌 5에 기재된 기술에서는, 비중이 작은 MC 탄화물이 내면측에 농화하는, 원심 주조 편석을 적극적으로 이용하여, 원심 주조 후, MC 탄화물이 농화한 층만 남기도록 절삭하면, MC 탄화물이 많은 롤 외층을 저비용으로 확실하게 형성할 수 있다고 되어 있다.In addition, for example, in Patent Document 5, a centrifugal cast outer layer material for rolling rolls is described. The centrifugal cast outer layer material for rolling rolls described in Patent Document 5 has a composition containing, in mass%, C: 4.5 to 9%, Si: 0.1 to 3.5%, Mn: 0.1 to 3.5%, and V: 18 to 40%, and is preferably In other words, it is supposed to have a structure in which MC carbide is dispersed by 20 to 60% by area ratio by area ratio in a base having Vickers hardness of HV 550 to 900. In the technique described in Patent Document 5, by actively using centrifugal casting segregation in which MC carbides with a small specific gravity are concentrated on the inner surface side, and after centrifugal casting, cutting so that only the layer enriched with MC carbides remains, the roll outer layer with many MC carbides It is said that it can be reliably formed at low cost.

매우 우수한 내마모성을 갖는 재료로서는, 오래전부터 초경 합금이 알려져 있다. 초경 합금으로서는, 예를 들면, 비특허문헌 3에 기재되어 있는 바와 같이, 텅스텐 카바이드(WC)를, 바인더(binder)로서의 Co와 함께, 성형, 소결한 것이 일반적이다.As a material having very excellent wear resistance, cemented carbide has been known from a long time ago. As a cemented carbide, for example, as described in Non-Patent Document 3, tungsten carbide (WC) is generally formed and sintered together with Co as a binder.

이와 같은 초경 합금을, 압연용 롤에 적용한 기술로서는, 특허문헌 6, 특허문헌 7, 특허문헌 8, 특허문헌 9, 특허문헌 10 등에 기재가 있다.As a technique in which such a cemented carbide is applied to a rolling roll, there are descriptions in Patent Document 6, Patent Document 7, Patent Document 8, Patent Document 9, Patent Document 10, and the like.

특허문헌 6에는, 열간 압연 롤 및 열간 압연 가이드 롤용 텅스텐 탄화물기 초경 합금이 기재되어 있다. 특허문헌 6에 기재된 기술은, 크롬의 코발트와 니켈의 합에 대한 중량비가 1/1∼1/99, 코발트의 니켈에 대한 중량비가 9/1∼1/9, 또한 텅스텐 탄화물 88중량% 이하, 코발트와 니켈과 크롬의 총 합이 12∼65중량%인 텅스텐 탄화물기 합금이다. 특허문헌 6에는, 이와 같은 초경 합금을, 보통 강재(선재(wire rod))의 열간 압연용 롤에 적용한 예가 기재되어 있다.Patent Document 6 describes a tungsten carbide-based cemented carbide for hot rolling rolls and hot rolling guide rolls. In the technology described in Patent Document 6, the weight ratio of chromium to the sum of cobalt and nickel is 1/1 to 1/99, the weight ratio of cobalt to nickel is 9/1 to 1/9, and tungsten carbide is 88% by weight or less, It is a tungsten carbide-based alloy in which the total sum of cobalt, nickel, and chromium is 12 to 65% by weight. Patent Document 6 describes an example in which such a carbide alloy is applied to a roll for hot rolling of a common steel material (wire rod).

또한, 특허문헌 7에는, 초경 합금으로 이루어지는 열간 선재용 롤이 기재되어 있다. 특허문헌 7에 기재된 기술에서는, 사용하는 초경 합금을, 1㎛ 내지 5㎛의 평균 입경을 갖는 WC 또는, WC의 일부를 TiC, TaC, NbC의 1종 이상으로 10중량% 이하 치환한 경질 탄화물상과, 3원 합금 결합상으로 이루어지고, 당해 결합상 중의 Cr이 Ni 및 Co의 합에 대하여 0.30 이하이고, 또한, 전체 결합상에 대하여 0.05 이상이고, 추가로 Ni가, Ni와 Co의 합에 대하여 0.33 내지 0.90이고, 분극 전위가 냉각 일반 공업 용수에 대하여 0.3V 이상인 초경 합금으로 되어 있다. 이와 같은 초경 합금으로 함으로써, 내(耐)표면 거칠어짐성이 우수한 열간 선재용 롤이 된다고 되어 있다.In addition, Patent Document 7 describes a roll for hot wire rod made of a cemented carbide. In the technique described in Patent Literature 7, the cemented carbide used is WC having an average particle diameter of 1 µm to 5 µm, or a hard carbide phase in which a part of WC is substituted with at least one type of TiC, TaC, and NbC by 10% by weight or less. And, a ternary alloy bonded phase, wherein Cr in the bonded phase is 0.30 or less with respect to the sum of Ni and Co, and is 0.05 or more with respect to the total bonded phase, and further Ni is in the sum of Ni and Co It is made of a cemented carbide with a polarization potential of 0.33 to 0.90, and a polarization potential of 0.3 V or more with respect to cooling general industrial water. By using such a carbide alloy, it is said that a roll for hot wire rods excellent in surface roughness resistance is obtained.

또한, 특허문헌 8에는, 강계 또는 철계 재료로 이루어지는 내층의 외주에, 초경 합금으로 이루어지는 외층이 중간층을 개재하여 접합하여 이루어지고, 당해 중간층이 평균 입경 3㎛ 이하인 WC 원료 분말을 이용하여 형성한 초경 합금으로 이루어지는 압연용 복합 롤이 기재되어 있다. 그리고, 중간층의 WC 입자의 함유량을 중량 비율로 70% 이하로 하는 것이 바람직하다고 되어 있다. 이에 따라, 내마모성이 우수하고, 또한 강도적으로 신뢰성이 높은 초경 합금제 압연용 롤을 얻을 수 있다고 되어 있다.In addition, in Patent Document 8, a cemented carbide formed by bonding an outer layer made of a cemented carbide to the outer periphery of an inner layer made of a steel-based or iron-based material through an intermediate layer, and the intermediate layer is formed using WC raw material powder having an average particle diameter of 3 μm or less. A composite roll for rolling made of an alloy is described. And it is said that it is preferable to make the content of the WC particle of an intermediate layer into 70% or less by weight ratio. Accordingly, it is said that a roll for rolling made of a cemented carbide having excellent abrasion resistance and high reliability in strength can be obtained.

또한, 특허문헌 9에는, 외층을 내마모성이 우수한 초경 합금으로 형성함과 더불어, WC와 Ni를 함유하는 초경 합금으로 이루어지는 중간층을 구비시켜, 강도적으로 신뢰성이 높은 초경 합금제 압연용 롤이 개시되어 있다.In addition, Patent Document 9 discloses a rolling roll made of a cemented carbide having high strength and reliability by forming an outer layer of a carbide alloy having excellent abrasion resistance and providing an intermediate layer made of a carbide alloy containing WC and Ni. have.

또한, 특허문헌 10에는, 강계 재료 또는 철계 재료로 이루어지는 내층의 외주에, R=σc(1-ν)/Eα(단, σc: 항절 강도(flexural strength), ν: 푸아송비(Poisson's ratio), E: 영률, α: 열 팽창 계수)로 나타나는 열 충격 계수 R이 400 이상을 만족하는 초경 합금으로 이루어지는 외층이 접합하여 이루어지는 판 압연용 초경 합금제 복합 롤이 기재되어 있다. 이에 따라, 롤의 내마모성, 내표면 거칠어짐성이 개선되어, 압연 사고시의 열 균열의 발생, 진전이 억제된다고 되어 있다.In addition, in Patent Document 10, on the outer periphery of the inner layer made of a steel-based material or an iron-based material, R = σc(1-ν)/Eα (however, σc: flexural strength, ν: Poisson's ratio, E: Young's modulus, α: thermal expansion coefficient) of a thermal shock coefficient R of 400 or more is described in which an outer layer made of a cemented carbide is bonded to each other to form a cemented carbide composite roll for sheet rolling. Accordingly, it is said that the abrasion resistance and the inner surface roughness of the roll are improved, and the occurrence and progress of thermal cracking during a rolling accident are suppressed.

〔제2 실시 형태〕 [Second Embodiment]

또한, 제2 실시 형태에 있어서, 최근, 강판의 압연 기술의 진보는 현저하고, 그에 수반하여, 압연용 롤의 사용 환경은 현격히 가혹화되어 있다. 특히 최근에는, 고강도 강판이나 박육 제품 등, 압연 부하가 크고, 또한 우수한 표면 품질이 요구되는 강판의 생산량이 증대하고 있다.In addition, in the second embodiment, in recent years, the progress of the rolling technology of the steel sheet has been remarkable, and along with it, the use environment of the rolling roll has become remarkably severe. In particular, in recent years, the amount of production of steel sheets, such as high-strength steel sheets and thin-walled products, which has a large rolling load and which requires excellent surface quality, is increasing.

그 때문에, 냉간 압연용 워크 롤에 있어서는, 우수한 내마모성과 그것을 감당할 높은 경도가 요구된다. 내마모성의 향상은, 롤 재료의 고합금화에 의해 도모되는 것이 일반적이지만, 고합금화에 의해 연삭성의 악화 혹은 롤 사고시의 피해의 증대(내사고성의 저하)를 초래하는 경우가 있어, 연삭성과 내사고성을 겸비하는 재료로 할 필요가 있다. 또한, 우수한 표면 품질의 강판을 제조하기 위해서는, 강판과 직접 접촉하는 롤의 표면 성상을 균질·미세한 것으로 해 둘 필요가 있고, 구체적으로는, 롤 재질로서, 청정도가 높고 미세한 마이크로 조직을 갖는 주철, 주강으로 하는 것이 요구되고 있다.Therefore, in the work roll for cold rolling, excellent wear resistance and high hardness to withstand it are required. The improvement of abrasion resistance is generally achieved by higher alloying of the roll material, but the higher alloying may lead to deterioration of the grinding properties or increase in damage in the event of a roll accident (deterioration of accident resistance). It is necessary to make it with materials that combine. In addition, in order to manufacture a steel sheet with excellent surface quality, it is necessary to make the surface properties of the rolls in direct contact with the steel sheet homogeneous and fine. Specifically, as a roll material, cast iron having a high degree of cleanliness and a fine microstructure, Cast steel is required.

또한, 열간 압연용 워크 롤에 있어서는, 롤의 마모나 표면 거칠어짐의 발생이, 제품의 재질이나 치수상의 압연 스케줄 제약을 부득이하게 함과 함께, 롤 교환 빈도의 저감도 곤란해지고, 이 때문에, 롤의 내용도의 저하가, 생산성 향상이나 비용 삭감의 난관의 하나가 되어 있다. 이 때문에, 열간 압연용 워크 롤에 있어서는, 마모나 표면 거칠어짐의 발생을 억제하고, 롤의 내용도를 향상시키는 것이 요구되고 있다.In addition, in the work roll for hot rolling, the occurrence of roll wear or surface roughness makes it inevitable to restrict the rolling schedule in terms of the material and dimensions of the product, and also makes it difficult to reduce the frequency of roll exchange. The decrease in the content of the product has become one of the difficulties in improving productivity and reducing costs. For this reason, in the work roll for hot rolling, it is required to suppress the occurrence of abrasion and surface roughness, and to improve the internal degree of the roll.

이와 같은 점에서, 사용되는 압연용 롤의 특성 향상, 특히 내마모성의 향상이 강하게 요망되어 왔다. 압연용 롤에 있어서의 내마모성의 향상은, 강판의 제조에 있어서, 강판 품질의 향상 및 생산성 향상에 직결된 중요한 과제가 되고 있다.From this point of view, it has been strongly desired to improve the properties of the roll for rolling to be used, in particular, to improve wear resistance. The improvement of abrasion resistance in a rolling roll has become an important subject directly connected to the improvement of the quality of a steel plate and the improvement of productivity in manufacture of a steel plate.

또한, 최근 자동차 분야에서는, 연비 향상의 관점에서 고강도재의 적용에 의한 차체의 경량화가 진행되고 있어, 향후 더욱 고강도재의 적용이 진행된다고 생각되고 있다. 고강도재를 압연하면, 피(被)압연재와 접촉하는 압연용 워크 롤의 표층부가 탄성 변형하고, 압연용 워크 롤의 표층과 피압연재의 접촉 면적(또는 접촉 호길이)이 커져, 압연 하중(압연용 워크 롤에 피압연재로부터 작용하는 압연 압력)이 증대한다. 압연 하중이 과대하게 되면, 피압연재의 치수 정밀도의 저하나, 압연 가능한 최소 판두께가 제한된다는 문제가 발생하기 때문에, 탄성 변형되기 어려운, 고(高)영률을 가진 압연용 롤 외층재가 요구되고 있다.In addition, in the automotive field in recent years, weight reduction of a vehicle body by the application of a high-strength material is in progress from the viewpoint of improving fuel economy, and it is considered that the application of a high-strength material is further advanced in the future. When the high-strength material is rolled, the surface layer portion of the rolling work roll in contact with the rolled material elastically deforms, and the contact area (or contact arc length) between the surface layer of the rolling work roll and the material to be rolled increases, and the rolling load ( The rolling pressure acting from the material to be rolled on the rolling work roll) increases. When the rolling load is excessive, there is a problem that the dimensional accuracy of the material to be rolled decreases or the minimum rollable sheet thickness is limited.Therefore, a roll outer layer material for rolling that is difficult to elastically deformed and has a high Young's modulus is required. .

압연용 롤의 내마모성 향상의 요구에 대해서는, 예를 들면, 비특허문헌 1, 비특허문헌 2에 기재되는 바와 같이, 외층 조성을 고속도 공구강 조성에 유사한 조성으로 하고, 경질 탄화물을 다량으로 분산시켜 내마모성을 현격히 향상시킨 하이 스피드 공구강 롤이 개발되어 있다. 또한, 예를 들면, 특허문헌 1에는, 강제의 심재의 둘레에, 연속 육성법으로 외층을 형성하여 이루어지는 열간 압연용 복합 롤이 기재되어 있다. 특허문헌 1에 기재된 열간 압연용 복합 롤에서는, 외층재는, 중량%로, C: 1.0∼4.0%, Si: 3.0% 이하, Mn: 1.5% 이하, Cr: 2∼10%, Mo: 9% 이하, W: 20% 이하, V: 2∼15%를 포함하고, P: 0.08% 이하, S: 0.06% 이하, B: 0.0500% 이하로 하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성을 갖고, 면적비로 입상 탄화물 5∼30%, 비입상 탄화물 6% 이상을 함유하는 조직으로 이루어지고, 기지의 경도가 비커스 경도(HV) 550 이상을 가진다고 되어 있다. 또한, 외층재에는, 추가로, Ni: 5.0% 이하, Co: 5.0% 이하, Nb: 5.0% 이하를 함유해도 좋다고 되어 있다. 이에 따라, 소정량 이상의 비입상 탄화물의 존재에 의해 크랙이 발생해도 롤 심부에까지 진전하는 것이 억제되어, 내히트 크랙성이 향상하고, VC계의 경질 탄화물이 포함되어 있는 점에서 내마모성도 양호하다고 되어 있다.Regarding the demand for improving the wear resistance of the rolling roll, for example, as described in Non-Patent Literature 1 and Non-Patent Literature 2, the outer layer composition is set to a composition similar to that of the high-speed tool steel, and hard carbides are dispersed in a large amount to achieve wear resistance. Significantly improved high speed tool steel rolls have been developed. Further, for example, Patent Document 1 describes a composite roll for hot rolling formed by forming an outer layer around a steel core material by a continuous growth method. In the composite roll for hot rolling described in Patent Document 1, the outer layer material is, by weight, C: 1.0 to 4.0%, Si: 3.0% or less, Mn: 1.5% or less, Cr: 2 to 10%, Mo: 9% or less , W: 20% or less, V: 2 to 15% are included, P: 0.08% or less, S: 0.06% or less, B: 0.0500% or less, the balance has a composition consisting of Fe and inevitable impurities, by area ratio It is composed of a structure containing 5 to 30% of granular carbide and 6% or more of non-granular carbide, and the known hardness is said to have a Vickers hardness (HV) of 550 or more. In addition, it is said that the outer layer material may further contain 5.0% or less of Ni, 5.0% or less of Co, and 5.0% or less of Nb. Accordingly, even if cracks occur due to the presence of a predetermined amount or more of non-granular carbides, propagation to the core of the roll is suppressed, heat crack resistance is improved, and abrasion resistance is also good in that VC-based hard carbides are included. have.

이와 같은 하이 스피드 공구강 롤 외층재는, 내마모성을 향상시키기 위한 다량의 경질 탄화물을 기지 중에 분산시키는 것이 필요해진다. 그러나, 하이 스피드 공구강 조성으로 생성되는 경질 탄화물은, 일반적으로 기지보다 비중이 가볍고, 주조 중에 편석을 일으키기 쉽다. 특히, 생산성, 경제성이 우수하기 때문에 대표적인 롤 외층재의 주조 방법이 되어 있는 원심 주조법에서는, 비중이 가벼운 상은 원심력으로 내측에 집적·편석하기 쉽기 때문에, 하이 스피드 공구강 롤 외층재를 원심 주조법으로 제조하는 것은 곤란하다고 여겨져 왔다.In such a high speed tool steel roll outer layer material, it is necessary to disperse a large amount of hard carbides in a matrix for improving wear resistance. However, hard carbides produced by a high-speed tool steel composition generally have a lighter specific gravity than a matrix, and are likely to cause segregation during casting. In particular, in the centrifugal casting method, which is a typical casting method for roll outer layers because of its excellent productivity and economy, since the phase with light specific gravity is easy to accumulate and segregate inside by centrifugal force, it is difficult to manufacture the high speed tool steel roll outer layer material by the centrifugal casting method. It has been considered difficult.

그러나, 원심 주조법을 적용해도 편석 등이 발생하지 않는, 내마모성과 내크랙성이 우수한 압연용 롤 외층재를 제공하는 기술로서, 특허문헌 2에, 질량%로, C: 1.5∼3.5%, Si: 1.5% 이하, Mn: 1.2% 이하, Ni: 5.5% 이하, Cr: 5.5∼12.0%, Mo: 2.0∼8.0%, V: 3.0∼10.0%, Nb: 0.5∼7.0%를 포함하고, 또한, Nb 및 V를, Nb, V 및 C의 함유량이 특정의 관계를 만족하고, 추가로 Nb와 V의 비가 특정의 범위 내가 되도록 함유하는 롤 외층재가 기재되어 있다.However, as a technique for providing a roll outer layer material for rolling excellent in wear resistance and crack resistance in which segregation and the like does not occur even when the centrifugal casting method is applied, in Patent Document 2, C: 1.5 to 3.5%, Si: 1.5% or less, Mn: 1.2% or less, Ni: 5.5% or less, Cr: 5.5 to 12.0%, Mo: 2.0 to 8.0%, V: 3.0 to 10.0%, Nb: 0.5 to 7.0%, and Nb And V, wherein the content of Nb, V, and C satisfies a specific relationship, and further describes a roll outer layer material containing the ratio of Nb and V in a specific range.

또한, 특허문헌 3에는, 질량%로, C: 1.5∼3.5%, Si: 1.5% 이하, Mn: 1.2% 이하, Cr: 5.5∼12.0%, Mo: 2.0∼8.0%, V: 3.0∼10.0%, Nb: 0.5∼7.0%를 포함하고, 또한, Nb 및 V를, Nb, V 및 C의 함유량이 특정의 관계를 만족하고, 추가로 Nb와 V의 비가 특정의 범위 내가 되도록 함유하는 롤 외층재가 기재되어 있다. 이와 같은 조성으로 함으로써, 원심 주조법을 적용해도 롤 외층재에 있어서의 편석이 억제되어, 내마모성과 내크랙성이 향상하여, 열간 압연의 생산성 향상에 크게 공헌하는 것으로 되어 있다.In addition, in Patent Document 3, in terms of mass%, C: 1.5 to 3.5%, Si: 1.5% or less, Mn: 1.2% or less, Cr: 5.5 to 12.0%, Mo: 2.0 to 8.0%, V: 3.0 to 10.0% , Nb: 0.5 to 7.0%, and further contains Nb and V so that the content of Nb, V and C satisfies a specific relationship, and the ratio of Nb and V is in a specific range. It is described. By setting it as such a composition, segregation in the roll outer layer material is suppressed even if a centrifugal casting method is applied, abrasion resistance and crack resistance are improved, and it is said that it greatly contributes to the productivity improvement of hot rolling.

또한, 특허문헌 4에는, 원심 주조 복합 롤이 기재되어 있다. 특허문헌 4에 기재된 원심 주조 복합 롤은, 외층과 주철 또는 주강의 내층으로 이루어지고, 외층이, 중량%로, C: 1.0∼3.0%, Si: 0.1∼3.0%, Mn: 0.1∼2.0%, Cr: 2.0∼10.0%, Mo: 0.1∼10.0%, V: 1.0∼10.0%, W: 0.1∼10.0%를 포함하고, 또한 Mo+W: 10.0% 이하를 충족하는 합금 성분 및 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성을 갖는 것으로 되어 있다. 특허문헌 4에 기재된 기술에서는, 응집이나 편석을 일으키기 쉬운 M6C형 탄화물의 정출이 억제되고, MC형+M7C3형 탄화물만이 석출되는 외층으로 할 수 있어, 원심 주조법으로 제조할 수 있다고 되어 있다.In addition, in Patent Document 4, a centrifugal cast composite roll is described. The centrifugal cast composite roll described in Patent Document 4 consists of an outer layer and an inner layer of cast iron or cast steel, and the outer layer is in weight %, C: 1.0 to 3.0%, Si: 0.1 to 3.0%, Mn: 0.1 to 2.0%, Cr: 2.0 to 10.0%, Mo: 0.1 to 10.0%, V: 1.0 to 10.0%, W: 0.1 to 10.0%, and Mo + W: 10.0% or less of the alloy component and the balance satisfying Fe and unavoidable impurities It has a composition consisting of. According to the technique described in Patent Document 4, the crystallization of M 6 C-type carbides that are likely to cause aggregation or segregation is suppressed, and it is possible to make an outer layer in which only MC-type + M 7 C 3 type carbides precipitate, and thus it can be produced by a centrifugal casting method. Has been.

또한, 예를 들면, 특허문헌 5에는, 압연 롤용 원심 주조 외층재가 기재되어 있다. 특허문헌 5에 기재된 압연 롤용 원심 주조 외층재는, 질량%로, C: 4.5∼9%, Si: 0.1∼3.5%, Mn: 0.1∼3.5%, V: 18∼40%를 함유하는 조성을 갖고, 바람직하게는 비커스 경도가 HV550∼900인 기지에, MC 탄화물이 면적률로 20∼60% 분산된 조직을 갖는 것으로 되어 있다. 특허문헌 5에 기재된 기술에서는, 비중이 작은 MC 탄화물이 내면측에 농화하는, 원심 주조 편석을 적극적으로 이용하여, 원심 주조 후, MC 탄화물이 농화한 층만 남기도록 절삭하면, MC 탄화물이 많은 롤 외층을 저비용으로 확실하게 형성할 수 있다고 되어 있다.In addition, for example, in Patent Document 5, a centrifugal cast outer layer material for rolling rolls is described. The centrifugal cast outer layer material for rolling rolls described in Patent Document 5 has a composition containing, in mass%, C: 4.5 to 9%, Si: 0.1 to 3.5%, Mn: 0.1 to 3.5%, and V: 18 to 40%, and is preferably In other words, it has a structure in which MC carbide is dispersed in an area ratio of 20 to 60% in a matrix having a Vickers hardness of HV550 to 900. In the technique described in Patent Document 5, by actively using centrifugal casting segregation in which MC carbides with a small specific gravity are concentrated on the inner surface side, and after centrifugal casting, cutting so that only the layer enriched with MC carbides remains, the roll outer layer with many MC carbides It is said that it can be reliably formed at low cost.

매우 우수한 내마모성 및 고영률을 갖는 재료로서는, 오래전부터 초경 합금이 알려져 있다. 초경 합금으로서는, 예를 들면, 비특허문헌 3에 기재되어 있는 바와 같이, 텅스텐 카바이드(WC)를, 바인더로서의 Co와 함께, 성형, 소결한 것이 일반적이다.As a material having very excellent abrasion resistance and a high Young's modulus, cemented carbide has been known from a long time ago. As a cemented carbide, for example, as described in Non-Patent Document 3, tungsten carbide (WC) is generally molded and sintered together with Co as a binder.

이와 같은 초경 합금을, 압연용 롤에 적용한 기술로서는, 특허문헌 6, 특허문헌 7, 특허문헌 8, 특허문헌 9, 특허문헌 10 등에 기재가 있다.As a technique in which such a cemented carbide is applied to a rolling roll, there are descriptions in Patent Document 6, Patent Document 7, Patent Document 8, Patent Document 9, Patent Document 10, and the like.

특허문헌 6에는, 열간 압연 롤 및 열간 압연 가이드 롤용 텅스텐 탄화물기 초경 합금이 기재되어 있다. 특허문헌 6에 기재된 기술은, 크롬의 코발트와 니켈의 합에 대한 중량비가 1/1∼1/99, 코발트의 니켈에 대한 중량비가 9/1∼1/9, 또한 텅스텐 탄화물 88중량% 이하, 코발트와 니켈과 크롬의 총 합이 12∼65중량%인 텅스텐 탄화물기 합금이다. 특허문헌 6에는, 이와 같은 초경 합금을, 보통 강재(선재)의 열간 압연용 롤에 적용한 예가 기재되어 있다.Patent Document 6 describes a tungsten carbide-based cemented carbide for hot rolling rolls and hot rolling guide rolls. In the technology described in Patent Document 6, the weight ratio of chromium to the sum of cobalt and nickel is 1/1 to 1/99, the weight ratio of cobalt to nickel is 9/1 to 1/9, and tungsten carbide is 88% by weight or less, It is a tungsten carbide-based alloy in which the total sum of cobalt, nickel, and chromium is 12 to 65% by weight. Patent Document 6 describes an example in which such a cemented carbide is applied to a roll for hot rolling of an ordinary steel material (wire material).

또한, 특허문헌 7에는, 초경 합금으로 이루어지는 열간 선재 압연용 롤이 기재되어 있다. 특허문헌 7에 기재된 기술에서는, 사용하는 초경 합금을, 1㎛ 내지 5㎛의 평균 입경을 갖는 WC 또는, WC의 일부를 TiC, TaC, NbC의 1종 이상으로 10중량% 이하 치환한 경질 탄화물상과, 3원 합금 결합상으로 이루어지고, 당해 결합상 중의 Cr이 Ni 및 Co의 합에 대하여 0.30 이하이고, 또한, 전체 결합상에 대하여 0.05 이상이고, 추가로 Ni가, Ni와 Co의 합에 대하여 0.33 내지 0.90이고, 분극 전위가 냉각 일반 공업용수에 대하여 0.3V 이상인 초경 합금으로 되어 있다. 이와 같은 초경 합금으로 함으로써, 내표면 거칠어짐성이 우수한 열간 선재용 롤이 된다고 되어 있다.In addition, Patent Document 7 describes a roll for hot wire rod rolling made of a cemented carbide. In the technique described in Patent Literature 7, the cemented carbide used is WC having an average particle diameter of 1 µm to 5 µm, or a hard carbide phase in which a part of WC is substituted with at least one type of TiC, TaC, and NbC by 10% by weight or less. And, a ternary alloy bonded phase, wherein Cr in the bonded phase is 0.30 or less with respect to the sum of Ni and Co, and is 0.05 or more with respect to the total bonded phase, and further Ni is in the sum of Ni and Co It is made of a cemented carbide with a polarization potential of 0.33 to 0.90, and a polarization potential of 0.3 V or more with respect to cooling general industrial water. By setting it as such a carbide alloy, it is said that it becomes the roll for hot wire rods which are excellent in inner surface roughness property.

또한, 특허문헌 8에는, 강계 또는 철계 재료로 이루어지는 내층의 외주에, 초경 합금으로 이루어지는 외층이 중간층을 개재하여 접합하여 이루어지고, 당해 중간층이 평균 입경 3㎛ 이하의 WC 원료 분말을 이용하여 형성한 초경 합금으로 이루어지는 압연용 복합 롤이 기재되어 있다. 그리고, 중간층의 WC 입자의 함유량을 중량 비율로 70% 이하로 하는 것이 바람직하다고 되어 있다. 이에 따라, 내마모성이 우수하고, 또한 강도적으로 신뢰성이 높은 초경 합금제 압연용 롤을 얻을 수 있다고 되어 있다.Further, in Patent Document 8, an outer layer made of a cemented carbide is bonded to the outer periphery of an inner layer made of a steel-based material or an iron-based material through an intermediate layer, and the intermediate layer is formed using WC raw material powder having an average particle diameter of 3 μm or less. A composite roll for rolling made of a cemented carbide is disclosed. And it is said that it is preferable to make the content of the WC particle of an intermediate layer into 70% or less by weight ratio. Accordingly, it is said that a roll for rolling made of a cemented carbide having excellent abrasion resistance and high reliability in strength can be obtained.

또한, 특허문헌 9에는, 외층을 내마모성이 우수한 초경 합금으로 형성함과 함께, WC와 Ni를 함유하는 초경 합금으로 이루어지는 중간층을 구비시켜, 강도적으로 신뢰성이 높은 초경 합금제 압연용 롤이 개시되어 있다.In addition, Patent Document 9 discloses a rolling roll made of a cemented carbide having high strength and reliability by forming an outer layer of a carbide alloy having excellent abrasion resistance and providing an intermediate layer made of a carbide alloy containing WC and Ni. have.

또한, 특허문헌 10에는, 강계 재료 또는 철계 재료로 이루어지는 내층의 외주에, R=σc(1-ν)/Eα(단, σc: 항절 강도, ν: 푸아송비, E: 영률,α: 열 팽창 계수)로 나타나는 열 충격 계수 R이 400 이상을 만족하는 초경 합금으로 이루어지는 외층이 접합하여 이루어지는 판 압연용 초경 합금제 복합 롤이 기재되어 있다. 이에 따라, 롤의 내마모성, 내표면 거칠어짐성이 개선되어, 압연 사고시의 열 균열의 발생, 진전이 억제된다고 되어 있다.In addition, in Patent Document 10, on the outer periphery of an inner layer made of a steel-based material or an iron-based material, R = σc(1-ν)/Eα (however, σc: section strength, ν: Poisson's ratio, E: Young's modulus, α: thermal expansion) A composite roll made of a cemented carbide for plate rolling is disclosed by bonding an outer layer made of a cemented carbide having a thermal shock coefficient R expressed as a coefficient) of 400 or more. Accordingly, it is said that the abrasion resistance and the inner surface roughness of the roll are improved, and the occurrence and progress of thermal cracking during a rolling accident are suppressed.

일본공개특허공보 평04-141553호Japanese Published Patent Publication No. Hei04-141553 일본공개특허공보 평04-365836호Japanese Published Patent Publication No. Hei04-365836 일본공개특허공보 평05-1350호Japanese Published Patent Publication No. Hei 05-1350 일본공개특허공보 평08-60289호Japanese Laid-Open Patent Publication No. Hei 08-60289 국제출원 WO2006/030795호International application WO2006/030795 일본특허공고공보 소57-6502호Japanese Patent Publication No. 57-6502 일본특허공고공보 소58-39906호Japanese Patent Publication No. 58-39906 일본공개특허공보 2004-243341호Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2004-243341 일본공개특허공보 2006-175456호Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-175456 일본공개특허공보 2004-268140호Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2004-268140

카마타 등: 히타치 평론 Vol. 72, No. 5(1990), p69 Kamata et al.: Hitachi Review Vol. 72, No. 5(1990), p69 하시모토 등: 제철 연구 제338호(1990), p62 Hashimoto et al.: Steelmaking Research No. 338 (1990), p62 몬마 카이조 저:「철강 재료학 개정판」실교 출판(1981), p368 By Kaizo Monma: 「Steel Materials Revised Edition」Practical School Publication (1981), p.368 마츠나가 등: 롤 장수명화를 위한 해석 기술(1999), p11 Matsunaga et al.: Analysis Technology for Longer Roll Life (1999), p11 하시모토 등: 신닛테츠 기보 제355호(1995), p76 Hashimoto et al.: Shinnittetsu Gibo No. 355 (1995), p76

〔제1 실시 형태〕 [First embodiment]

그러나, 제1 실시 형태에 있어서, 특허문헌 1에 기재된 기술에서는, 강제의 심재의 둘레에, 연속 육성법으로 외층을 형성하기 때문에, 생산성이 낮고, 비용도 높다는 문제가 있었다. 또한, 특허문헌 2, 3에 기재된 기술에서는, 주로, Nb, V 및 C의 함유량을 특정 범위로 한정하고, MC형 탄화물을 균일 분산시켜, 내마모성과 내크랙성을 향상시킨다고 되어 있다. 그러나, 실제로는, Cr이나 Mo를 많이 포함하는 M7C3형 탄화물이나 M6C형 탄화물도 상당량 존재하기 때문에, 더 한층의 특성의 향상은, MC형 탄화물을 균일 분산시킨다는 관점만으로는 충분하다고 할 수 없다. 또한, 특허문헌 4에 기재된 기술에서는, 응집이나 편석을 일으키기 쉬운 M6C형 탄화물의 정출을 억제하기 위해, Mo+W: 10.0% 이하로 한정하고, 이에 따라, 원심 주조법에 의한 롤 외층재의 제조를 가능하게 하고 있다. 그러나, Mo, W 함유량을 제한하는 것은, 최근의 더 한층의 내마모성의 향상이라는 요망에 대해서는, 문제를 남기고 있었다.However, in the first embodiment, in the technique described in Patent Document 1, since the outer layer is formed by a continuous growth method around a steel core, there is a problem that productivity is low and cost is high. In addition, in the techniques described in Patent Documents 2 and 3, it is said that the content of Nb, V, and C is mainly limited to a specific range, and MC-type carbide is uniformly dispersed to improve abrasion resistance and crack resistance. However, in practice, since a considerable amount of M 7 C 3 type carbide or M 6 C type carbide containing a large amount of Cr or Mo is also present, further improvement of the properties is sufficient only from the viewpoint of uniformly dispersing the MC type carbide. Can't. In addition, in the technique described in Patent Document 4, in order to suppress the crystallization of M 6 C-type carbides that are likely to cause aggregation or segregation, Mo+W: is limited to 10.0% or less, thereby making it possible to manufacture a roll outer layer material by a centrifugal casting method. I'm doing it. However, limiting the Mo and W content has left a problem with the recent demand for further improvement in wear resistance.

또한, 원심 주조법을 이용한 압연용 롤의 제조에 있어서는, Mo, V, W 등의 탄화물 형성 원소의 증량은, 형성되는 탄화물이 가볍기 때문에, 형성된 탄화물은 내면측에 집적, 내층과의 경계에 응집하여, 경계의 접합 강도의 저하를 초래한다는 우려가 있었다.In addition, in the production of rolling rolls using the centrifugal casting method, the increase in the amount of carbide-forming elements such as Mo, V, W, etc. is due to the fact that the formed carbides are light, so that the formed carbides are accumulated on the inner surface side and aggregated at the boundary with the inner layer. In addition, there was a concern that the bonding strength of the boundary may be lowered.

또한, 특허문헌 5에 기재된 기술에서는, 롤의 내마모성은 향상되지만, MC형 탄화물이 적어진 외면측 영역을 제거하는 작업을 필요로 하는데다, 수율이 매우 낮아, 고생산성과 저비용이라는 원심 주조법의 우위성을 잃게 된다는 문제가 있었다.In addition, in the technology described in Patent Document 5, although the abrasion resistance of the roll is improved, it requires the operation of removing the outer surface side area with fewer MC-type carbides, and the yield is very low, the advantage of the centrifugal casting method of high productivity and low cost. There was a problem of losing money.

또한, 초경 합금을 사용하는 특허문헌 6이나 특허문헌 7에 기재된 기술은, 선재 압연용의 소형 롤을 대상으로 하고 있고, 이 기술을, 냉간 압연용 롤이나 열간 압연용 롤과 같은 대형 롤의 제조에 그대로 적용하는 것은 곤란하다. 또한, 원심 주조 제품에 비하여 고가의 프로세스인 HIP 처리를 필요로 하기 때문에, 소형 제품이라고 해도 제조 비용이 높다는 문제가 있었다.In addition, the technology described in Patent Document 6 or Patent Document 7 using a cemented carbide targets small rolls for wire rod rolling, and this technology is used to manufacture large rolls such as cold rolling rolls and hot rolling rolls. It is difficult to apply it as it is. Further, since HIP treatment, which is an expensive process compared to the centrifugal cast product, is required, there is a problem that the manufacturing cost is high even for a small product.

초경 합금을 판 압연용 롤의 외층재로서 사용하는, 특허문헌 8, 특허문헌 9 및, 특허문헌 10에 기재된 기술은, 모두 외층재의 성형은 소결-HIP법을 상정하고 있어, 제조 비용이 매우 높다는 문제가 남겨져 있다. 또한, 이들 기술은, 결합제로서 연질인 Co나 Ni를 사용하고 있어, 압연시에 패임 흠집(오목부)이 생성되기 쉽다는 문제도 있어, 실용화가 진행되고 있지 않다.The technologies described in Patent Document 8, Patent Document 9, and Patent Document 10, which use a carbide alloy as an outer layer material of a roll for sheet rolling, all assume the sintering-HIP method for forming the outer layer material, and the manufacturing cost is very high. There is a problem left. In addition, these techniques use soft Co or Ni as a binder, and there is also a problem that dents and flaws (recesses) are easily generated during rolling, and practical use is not in progress.

본 발명은, 제1 실시 형태에 있어서, 이와 같은 종래 기술의 문제를 해결하여, 종래에 비하여 현저하게 내마모성이 향상된, 내마모성이 우수한 롤 외층재 및 그것을 이용한 압연용 복합 롤을 염가로 제공하는 것을 목적으로 한다.In the first embodiment, an object of the present invention is to solve the problems of the prior art, and to provide a roll outer layer material having excellent wear resistance and excellent abrasion resistance compared to the prior art, and a composite roll for rolling using the same, at low cost. It is done.

〔제2 실시 형태〕[Second Embodiment]

또한, 제2 실시 형태에 있어서, 특허문헌 1에 기재된 기술에서는, 강제의 심재의 둘레에, 연속 육성법으로 외층을 형성하기 때문에, 생산성이 낮고, 비용도 높다는 문제가 있었다. 또한, 특허문헌 2, 3에 기재된 기술에서는, 주로, Nb, V 및 C의 함유량을 특정 범위로 한정하고, MC형 탄화물을 균일 분산시켜, 내마모성과 내크랙성을 향상시킨다고 되어 있다. 그러나, 실제로는, Cr이나 Mo를 많이 포함하는 M7C3형 탄화물이나 M6C형 탄화물도 상당량 존재하기 때문에, 더 한층의 특성의 향상은, MC형 탄화물을 균일 분산시킨다는 관점만으로는 충분하다고는 할 수 없다. 또한, 특허문헌 4에 기재된 기술에서는, 응집이나 편석을 일으키기 쉬운 M6C형 탄화물의 정출을 억제하기 위해, Mo+W: 10.0% 이하로 한정하고, 이에 따라, 원심 주조법에 의한 롤 외층재의 제조를 가능하게 하고 있다. 그러나, Mo, W 함유량을 제한하는 것은, 최근의 더 한층의 내마모성의 향상이라는 요망에 대해서는, 문제를 남기고 있었다.In addition, in the technique described in Patent Document 1 in the second embodiment, since the outer layer is formed by the continuous growth method around the steel core, there is a problem that productivity is low and cost is high. In addition, in the techniques described in Patent Documents 2 and 3, it is said that the content of Nb, V, and C is mainly limited to a specific range, and MC-type carbide is uniformly dispersed to improve abrasion resistance and crack resistance. However, in practice, since a significant amount of M 7 C 3 type carbide or M 6 C type carbide containing a large amount of Cr or Mo is also present, further improvement of the properties is sufficient only from the viewpoint of uniformly dispersing the MC type carbide. Can not. In addition, in the technique described in Patent Document 4, in order to suppress the crystallization of M 6 C-type carbides that are likely to cause aggregation or segregation, Mo+W: is limited to 10.0% or less, thereby making it possible to manufacture a roll outer layer material by a centrifugal casting method. I'm doing it. However, limiting the Mo and W content has left a problem with the recent demand for further improvement in wear resistance.

또한, 원심 주조법을 이용한 압연용 롤의 제조에 있어서는, Mo, V, W 등의 탄화물 형성 원소의 증량은, 생성되는 VC계의 경질 탄화물의 비중이 기지를 형성하는 용탕보다 가볍기 때문에, 생성된 VC계의 경질 탄화물은 내면측에 집적, 내층과의 경계에 응집하여, 경계의 접합 강도의 저하를 초래할 우려가 있었다.In addition, in the production of rolling rolls using the centrifugal casting method, the increase in the amount of carbide-forming elements such as Mo, V, and W is lighter than that of the molten metal forming the matrix, and thus the generated VC The hard carbide of the system accumulates on the inner surface side and aggregates at the boundary with the inner layer, and there is a concern that the bonding strength of the boundary may decrease.

또한, 특허문헌 5에 기재된 기술에서는, 롤의 내마모성은 향상되지만, MC형 탄화물이 적어진 외면측 영역을 제거하는 작업을 필요로 하는데다, 수율이 매우 낮아, 고생산성과 저비용이라는 원심 주조법의 우위성을 잃게 된다는 문제가 있었다.In addition, in the technology described in Patent Document 5, although the abrasion resistance of the roll is improved, it requires the operation of removing the outer surface side area with fewer MC-type carbides, and the yield is very low, the advantage of the centrifugal casting method of high productivity and low cost. There was a problem of losing money.

또한, 초경 합금을 사용하는 특허문헌 6이나 특허문헌 7에 기재된 기술은, 선재 압연용의 소형 롤을 대상으로 하고 있고, 이 기술을, 냉간 압연용 롤이나 열간 압연용 롤과 같은 대형 롤의 제조에 그대로 적용하는 것은 곤란하다. 또한, 원심 주조 제품에 비하여 고가의 프로세스인 HIP 처리를 필요로 하기 때문에, 소형 제품이라고 해도 제조 비용이 높다는 문제가 있었다.In addition, the technology described in Patent Document 6 or Patent Document 7 using a cemented carbide targets small rolls for wire rod rolling, and this technology is used to manufacture large rolls such as cold rolling rolls and hot rolling rolls. It is difficult to apply it as it is. Further, since HIP treatment, which is an expensive process compared to the centrifugal cast product, is required, there is a problem that the manufacturing cost is high even for a small product.

초경 합금을 판 압연용 롤의 외층재로서 사용하는, 특허문헌 8, 특허문헌 9 및, 특허문헌 10에 기재된 기술은, 모두 외층재의 성형은 소결-HIP법을 상정하고 있어, 제조 비용이 매우 높다는 문제가 남겨져 있다. 또한, 이들 기술은, 결합제로서 연질인 Co나 Ni를 사용하고 있어, 압연시에 패임 흠집(오목부)이 생성되기 쉽다는 문제도 있어, 실용화가 진행되고 있지 않다.The technologies described in Patent Document 8, Patent Document 9, and Patent Document 10, which use a carbide alloy as an outer layer material of a roll for sheet rolling, all assume the sintering-HIP method for forming the outer layer material, and the manufacturing cost is very high. There is a problem left. In addition, these techniques use soft Co or Ni as a binder, and there is also a problem that dents and flaws (recesses) are easily generated during rolling, and practical use is not in progress.

본 발명은, 제2 실시 형태에 있어서, 이와 같은 종래 기술의 문제를 해결하여, 종래에 비하여 현저하게 내마모성 및 영률이 향상된, 내마모성 및 압연 하중 저감 효과가 우수한 롤 외층재 및 그것을 이용한 압연용 복합 롤을 염가로 제공하는 것을 목적으로 한다.In the second embodiment, the present invention solves the problems of the prior art, and has a remarkably improved abrasion resistance and Young's modulus compared to the prior art, and a roll outer layer material having excellent wear resistance and rolling load reduction effect, and a composite roll for rolling using the same It aims to provide inexpensive.

〔제1 실시 형태〕 [First embodiment]

우선, 제1 실시 형태에 있어서, 본 발명자들은, 상기한 과제를 달성하기 위해, 초경 합금과 동등 수준의 매우 높은 내마모성을 갖는 압연용 롤을, 생산성·경제성이 우수한 원심 주조법에 의해 제조 가능하게 하는 조건에 대해서, 예의 검토했다. 그 결과, 원심 주조시에 용탕 및, 정출상(crystalized phase)에 작용하는 원심력을 이용하여, 경질인 탄화물을 롤의 외표면측에 밀집, 농화시킬 수 있으면, 원심 주조제 압연용 롤의 내마모성을 현저하게 향상시킬 수 있는 것에 생각이 이르렀다. 그리고 더 한층의 검토에 의해, 원심 주조시에, 경질인 탄화물을 롤의 외표면측에 밀집, 농화시키기 위해서는, 원심력이 작용하고 있는 액상 중으로부터, 액상보다도 비중이 큰 탄화물이 초정(primary phases)으로서 정출할 수 있는 조건을 발견하면 되는 것에 생각이 이르렀다.First of all, in the first embodiment, in order to achieve the above-described problem, the present inventors have made it possible to manufacture a rolling roll having a very high wear resistance equivalent to that of a cemented carbide by a centrifugal casting method with excellent productivity and economy. About the condition, it carefully examined. As a result, if the hard carbide can be concentrated and concentrated on the outer surface side of the roll by using the centrifugal force acting on the molten metal and the crystalized phase during centrifugal casting, the abrasion resistance of the roll for rolling made of centrifugal casting is An idea came to what could be remarkably improved. Further, in order to concentrate and thicken hard carbides on the outer surface side of the roll during centrifugal casting, according to further investigation, carbides having a greater specific gravity than the liquid phase from the liquid phase in which the centrifugal force is acting are primary phases. The thought came to me that I had to find the conditions that could be determined as.

즉, 원심력이 작용하고 있는 액상 중에, 액상보다도 비중이 큰 탄화물이 정출하면, 탄화물에는 외주 방향으로의 원심력이 작용한다. 그 때, 탄화물과 그 주위의 γ상이 공정 응고(eutectic solidification)하지 않고, 탄화물이 초정으로서 액상으로부터 직접 정출할 수 있으면, 탄화물의 주위는 아직 액상이기 때문에, 탄화물은 용이하게 외주측에 이동, 집적할 수 있게 된다.That is, when a carbide having a specific gravity larger than that of the liquid phase crystallizes in the liquid phase in which the centrifugal force is acting, a centrifugal force in the outer circumferential direction acts on the carbide. At that time, if the carbide and the γ phase around it are not eutectic solidification, and the carbide can be directly crystallized from the liquid phase as a primary crystal, the carbide is easily moved and accumulated on the outer circumference side, since the circumference of the carbide is still liquid. You can do it.

이와 같은 조건을 충족시키는 탄화물 형성 원소로서, 비중이 큰 W에 착안하고, 또한 그것을 다량으로 함유시키는 것에 생각이 이르러, 각종 주조 실험을 반복함과 함께, 상태도 계산 등을 활용하여,As a carbide-forming element that satisfies such conditions, attention was paid to W, which has a large specific gravity, and it was thought to contain a large amount of it, and various casting experiments were repeated, and state diagram calculations were utilized.

(1) 비중이 큰 W를 다량으로 함유하는 W-Co기 합금에, 0.6질량% 이상의 C를 함유시킨 용탕으로 하면, W가 농화한 M6C형 탄화물이 초정으로서 출현하는 것,(1) When a molten metal containing 0.6% by mass or more of C in a W-Co-based alloy containing a large amount of W with a high specific gravity, the M 6 C-type carbide enriched with W appears as a primary crystal,

(2) 이와 같은 W-Co기 합금 용탕을 원심 주조하면, 초정으로서 정출하는 M6C형 탄화물이 외층재의 외표면측에 고농도로 편석하는 조직 형태가 얻어지는 것(2) When such a molten W-Co-based alloy is cast by centrifugation, a structure in which the M 6 C-type carbide crystallized as a primary crystal segregates at a high concentration on the outer surface side of the outer layer material is obtained.

을 발견했다.Found.

또한, 사용하는 합금을 Fe기 합금으로 하면, W계 공정 탄화물의 형성이 촉진되어, 초정으로서 M6C형 탄화물의 출현이 저해되는 것을 인식하고 있다. 또한, 사용하는 합금을, 탄소의 활량을 높이는 W-Co기 합금으로 함으로써, W계 공정 탄화물의 형성이 억제되어, 용탕 중에, W가 농화한 M6C형 탄화물이 초정으로서 다량으로 출현하는 것, 또한, C량이 0.6질량% 미만에서는, 초정 M6C형 탄화물은 출현하지 않고, 한편, C량이 3질량%를 초과하여 높아지면, 액상선 온도가 지나치게 높아져, 용해, 주조가 곤란해지는데다, 매우 갈라지기 쉬운 MC형 탄화물, M2C형 탄화물이 성장하여 조대화(coarsen)하기 때문에, 용이하게 롤 파단을 초래하는 것을 각각 인식하고 있다.Further, it has been recognized that when the alloy to be used is an Fe-based alloy, the formation of W-based eutectic carbide is promoted, and the appearance of the M 6 C-type carbide as a primary crystal is inhibited. In addition, by making the alloy used as a W-Co-based alloy that increases the activity of carbon, the formation of W-based eutectic carbide is suppressed, and the M 6 C-type carbide enriched with W appears in a large amount as a primary crystal in the molten metal. In addition, when the amount of C is less than 0.6% by mass, the primary M 6 C-type carbide does not appear. On the other hand, when the amount of C exceeds 3% by mass, the liquidus temperature becomes too high, making it difficult to dissolve and cast. Since the MC type carbide and the M 2 C type carbide which are very fragile grow and become coarsened, it is recognized that roll breakage is easily caused, respectively.

본 발명은, 이와 같은 인식에 기초하여, 더욱 검토를 더하여 완성된 것이다. 즉, 본 발명의 요지는 다음과 같다.The present invention has been completed by further investigation based on such recognition. That is, the gist of the present invention is as follows.

(1) W-Co기 합금제 압연용 롤 외층재로서, W 함유량이 롤 외주측으로부터 내주측을 향하여 지름 방향으로 저하하는 경사 조성이고, 압연 사용시의 최대 지름에 상당하는 위치의 외층재 표면이, 질량%로, W: 25∼70%, Co: 5∼45%, C: 0.6∼3.5%, Si: 0.05∼3%, Mn: 0.05∼3%, Mo: 1∼15%를 포함하고, 잔부가 불가피적 불순물로 이루어지는 조성을 갖는 압연용 롤 외층재.(1) W-Co-based alloy roll outer layer material for rolling, wherein the W content is inclined composition decreasing in the radial direction from the outer periphery of the roll toward the inner periphery, and the outer layer surface at a position corresponding to the maximum diameter when rolling is used , By mass%, W: 25 to 70%, Co: 5 to 45%, C: 0.6 to 3.5%, Si: 0.05 to 3%, Mn: 0.05 to 3%, Mo: 1 to 15%, Roll outer layer material having a composition in which the remainder is made of unavoidable impurities.

(2) 상기 조성에 더하여 추가로, 질량%로, Fe: 5∼40%, Cr: 0.1∼10%, V: 0.1∼6%, Nb: 0.1∼3% 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 함유하는 (1)에 기재된 압연용 롤 외층재. (2) In addition to the above composition, one or two or more selected from Fe: 5 to 40%, Cr: 0.1 to 10%, V: 0.1 to 6%, and Nb: 0.1 to 3% in mass% The roll outer layer material for rolling according to (1) to be contained.

(3) 상기 조성에 더하여 추가로, 질량%로, Ni: 0.05∼3%를 함유하는 (1) 또는 (2)에 기재된 압연용 롤 외층재. (3) The roll outer layer material for rolling according to (1) or (2), further containing 0.05 to 3% Ni: by mass% in addition to the above composition.

(4) 상기 압연용 롤 외층재가, 원심 주조제인 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 압연용 롤 외층재. (4) The roll outer layer material for rolling according to any one of (1) to (3), wherein the roll outer layer material for rolling is a centrifugal casting product.

(5) 외층과, 당해 외층과 용착 일체화한 내층으로 이루어지는 압연용 복합 롤로서, 상기 외층이, (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 압연용 롤 외층재인 압연용 복합 롤.(5) A rolling composite roll comprising an outer layer and an inner layer welded and integrated with the outer layer, wherein the outer layer is the outer roll material for rolling according to any one of (1) to (3).

(6) 외층과, 당해 외층과 용착 일체화한 중간층, 당해 중간층과 용착 일체화한 내층으로 이루어지는 압연용 복합 롤로서, 상기 외층이, (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 압연용 롤 외층재인 압연용 복합 롤.(6) A composite roll for rolling comprising an outer layer, an intermediate layer welded and integrated with the outer layer, and an inner layer welded and integrated with the intermediate layer, wherein the outer layer is the roll outer layer material for rolling according to any one of (1) to (3). Composite roll for rolling.

(7) 상기 외층이, 원심 주조제인 (5) 또는 (6)에 기재된 압연용 복합 롤.(7) The composite roll for rolling according to (5) or (6), wherein the outer layer is made of centrifugal casting.

〔제2 실시 형태〕 [Second Embodiment]

또한, 제2 실시 형태에 있어서, 본 발명자들은, 상기한 과제를 달성하기 위해, 초경 합금과 동등 수준의 매우 높은 내마모성 및 높은 영률을 갖는 압연용 롤을, 생산성·경제성이 우수한 원심 주조법에 의해 제조 가능하게 하는 조건에 대해서, 예의 검토했다. 그 결과, 원심 주조시에 용탕 및, 정출상에 작용하는 원심력을 이용하여, 경질인 탄화물을 롤의 외표면측에 밀집, 농화시킬 수 있으면, 원심 주조제 압연용 롤의 내마모성을 현저하게 향상시킬 수 있는 것에 생각이 이르렀다. 그리고 더 한층의 검토에 의해, 원심 주조시에, 경질인 탄화물을 롤의 외표면측에 밀집, 농화시키기 위해서는, 원심력이 작용하고 있는 액상 중으로부터, 액상보다도 비중이 큰 탄화물이 초정으로서 정출할 수 있는 조건을 발견하면 되는 것에 생각이 이르렀다. 또한, 영률의 향상에는, 경질인 탄화물을 롤의 외표면측에 밀집, 농화시키는 것에 더하여, 기지에 고용하는 W 및 Mo의 양을 증가시키면 좋은 것을 발견했다.In addition, in the second embodiment, in order to achieve the above-described problem, the present inventors produced a rolling roll having a very high wear resistance and a high Young's modulus equivalent to that of a cemented carbide by a centrifugal casting method excellent in productivity and economy. About the conditions to make it possible, I carefully examined. As a result, if the hard carbide can be concentrated and concentrated on the outer surface side of the roll by using the centrifugal force acting on the molten metal and the crystallization phase during centrifugal casting, the wear resistance of the roll for rolling made of centrifugal casting will be remarkably improved. I thought about what I could do. Further, in order to concentrate and thicken hard carbides on the outer surface side of the roll during centrifugal casting by further investigation, carbides having a specific gravity greater than that of the liquid phase from the liquid phase in which the centrifugal force is acting can be crystallized as primary crystals. The thought came to me to discover the conditions that existed. In addition, it was found that in order to improve the Young's modulus, the amount of W and Mo dissolved in the base should be increased in addition to densely concentrating and thickening hard carbides on the outer surface side of the roll.

즉, 원심력이 작용하고 있는 액상 중에, 액상보다도 비중이 큰 탄화물이 정출하면, 탄화물에는 외주 방향으로의 원심력이 작용한다. 그 때, 탄화물과 그의 주위의 γ상이 공정 응고하지 않고, 탄화물이 초정으로서 액상으로부터 직접 정출할 수 있으면, 탄화물의 주위는 아직 액상이기 때문에, 탄화물은 용이하게 외주측에 이동, 집적할 수 있게 된다.That is, when a carbide having a specific gravity larger than that of the liquid phase crystallizes in the liquid phase in which the centrifugal force is acting, a centrifugal force in the outer circumferential direction acts on the carbide. At that time, if the carbide and the γ phase around it are not solidified in a process, and the carbide can be directly crystallized from the liquid phase as a primary crystal, the carbide can be easily moved and accumulated on the outer circumference side because the circumference of the carbide is still liquid. .

이와 같은 조건을 충족시키는 탄화물 형성 원소로서, 비중이 큰 W에 착안하고, 또한 그것을 다량으로 함유시키는 것에 생각이 이르러, 각종 주조 실험을 반복함과 함께, 상태도 계산 등을 활용하여, As a carbide-forming element that satisfies such conditions, attention was paid to W, which has a large specific gravity, and it was thought to contain a large amount of it, and various casting experiments were repeated, and state diagram calculations were utilized.

(1) 비중이 큰 W를 다량으로 함유하는 W-Co기 합금에, 0.6질량% 이상의 C를 함유시킨 용탕으로 하면, W가 농화한 M6C형 탄화물이 초정으로서 출현하는 것,(1) When a molten metal containing 0.6% by mass or more of C in a W-Co-based alloy containing a large amount of W with a high specific gravity, the M 6 C-type carbide enriched with W appears as a primary crystal,

(2) 이와 같은 W-Co기 합금 용탕을 원심 주조하면, 초정으로서 정출하는 M6C형 탄화물이 외층재의 외표면측에 고농도로 편석하는 조직 형태가 얻어지는 것(2) When such a molten W-Co-based alloy is cast by centrifugation, a structure in which the M 6 C-type carbide crystallized as a primary crystal segregates at a high concentration on the outer surface side of the outer layer material is obtained.

을 발견했다.Found.

또한, 사용하는 합금을 Fe기 합금으로 하면, W계 공정 탄화물의 형성이 촉진되어, 초정으로서 M6C형 탄화물의 출현이 저해되는 것을 인식하고 있다. 또한, 사용하는 합금을, 탄소의 활량을 높이는 W-Co기 합금으로 함으로써, W계 공정 탄화물의 형성이 억제되어, 용탕 중에, W가 농화한 M6C형 탄화물이 초정으로서 다량으로 출현하는 것, 또한, C량이 0.6질량% 미만에서는, 초정 M6C형 탄화물은 출현하지 않고, 한편, C량이 3질량%를 초과하여 높아지면, 액상선 온도가 지나치게 높아져, 용해, 주조가 곤란해지는데다, 매우 갈라지기 쉬운 MC형 탄화물, M2C형 탄화물이 성장하여 조대화하기 때문에, 용이하게 롤 파단을 초래하는 것을 각각 인식하고 있다.Further, it has been recognized that when the alloy to be used is an Fe-based alloy, the formation of W-based eutectic carbide is promoted, and the appearance of the M 6 C-type carbide as a primary crystal is inhibited. In addition, by making the alloy used as a W-Co-based alloy that increases the activity of carbon, the formation of W-based eutectic carbide is suppressed, and the M 6 C-type carbide enriched with W appears in a large amount as a primary crystal in the molten metal. In addition, when the amount of C is less than 0.6% by mass, the primary M 6 C-type carbide does not appear. On the other hand, when the amount of C exceeds 3% by mass, the liquidus temperature becomes too high, making it difficult to dissolve and cast. Since the MC type carbide and the M 2 C type carbide which are very fragile grow and become coarse, it is recognized that roll breakage is easily caused, respectively.

본 발명은, 이와 같은 인식에 기초하여, 더 한층의 검토를 더하여 완성된 것이다. 즉, 본 발명의 요지는 다음과 같다. The present invention was completed by further examination based on such recognition. That is, the gist of the present invention is as follows.

(1) W-Co기 합금제 압연용 롤 외층재로서, W 함유량이 롤 외주측으로부터 내주측을 향하여 지름 방향으로 저하하는 경사 조성이고, 압연 사용시의 최대 지름에 상당하는 위치의 표층이 되는 외층재가, 질량%로, W: 25∼70%, Co: 5∼45%, C: 0.6∼3.5%, Si: 0.05∼3%, Mn: 0.05∼3%, Mo: 1∼15%를 포함하고, 또한 W, Co, Mo, Fe의 함유량이 다음의 [1]식을 만족하고, 잔부가 불가피적 불순물로 이루어지는 조성을 갖는 압연용 롤 외층재.(1) An outer layer of a roll made of W-Co-based alloy, whose W content decreases in the radial direction from the outer circumference of the roll toward the inner circumference of the roll, and becomes a surface layer at a position corresponding to the maximum diameter when rolling is used. Ash, by mass%, W: 25 to 70%, Co: 5 to 45%, C: 0.6 to 3.5%, Si: 0.05 to 3%, Mn: 0.05 to 3%, Mo: 1 to 15%, , In addition, W, Co, Mo, and Fe content satisfies the following equation [1], and the remaining roll outer layer material having a composition consisting of unavoidable impurities.

1.2≤(%W+%Mo)/(%Co+%Fe)≤9.0   [1] 1.2≤(%W+%Mo)/(%Co+%Fe)≤9.0   [1]

여기에서,%W, %Mo, %Co, %Fe는, 각 원소의 함유량(질량%)이다.Here, %W, %Mo, %Co, and %Fe are the content (mass%) of each element.

(2) (1)에 있어서, 상기 압연 사용시의 최대 지름에 상당하는 위치의 표층이 되는 외층재의 영률이 270㎬ 이상 500㎬ 이하인 압연용 롤 외층재. (2) The roll outer layer material for rolling according to (1), wherein the Young's modulus of the outer layer material serving as the surface layer at a position corresponding to the maximum diameter at the time of use of the rolling is 270 GPa or more and 500 GPa or less.

(3) (1) 또는 (2)에 있어서, 상기 조성에 더하여 추가로, 질량%로, Fe: 5∼40%, Cr: 0.1∼10%, V: 0.1∼6%, Nb: 0.1∼3% 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 함유하는 압연용 롤 외층재. (3) In (1) or (2), in addition to the above composition, in mass%, Fe: 5 to 40%, Cr: 0.1 to 10%, V: 0.1 to 6%, Nb: 0.1 to 3 Roll outer layer material containing 1 type or 2 or more types selected from %.

(4) (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 있어서, 상기 조성에 더하여 추가로, 질량%로, Ni: 0.05∼3%를 함유하는 압연용 롤 외층재.(4) The roll outer layer material for rolling according to any one of (1) to (3), further containing 0.05 to 3% Ni: by mass% in addition to the composition.

(5) (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 있어서, 상기 압연용 롤 외층재가, 원심 주조제인 압연용 롤 외층재.(5) The roll outer layer material for rolling according to any one of (1) to (4), wherein the roll outer layer material for rolling is a centrifugal casting material.

(6) 외층과, 당해 외층과 용착 일체화한 내층으로 이루어지는 압연용 복합 롤로서, 상기 외층이, W-Co기 합금제이고, W 함유량이 롤 외주측으로부터 내주측을 향하여 지름 방향으로 저하하는 경사 조성이고, 압연 사용시의 최대 지름에 상당하는 위치의 표층이 되는 외층재가, 질량%로, W: 25∼70%, Co: 5∼45%, C: 0.6∼3.5%, Si: 0.05∼3%, Mn: 0.05∼3%, Mo: 1∼15%를 포함하고, 또한 W, Co, Mo, Fe의 함유량이 다음의 [1]식을 만족하고, 잔부가 불가피적 불순물로 이루어지는 조성을 갖는 압연용 복합 롤.(6) A rolling composite roll comprising an outer layer and an inner layer welded and integrated with the outer layer, wherein the outer layer is made of a W-Co-based alloy, and the W content decreases in a radial direction from the outer circumferential side of the roll toward the inner circumferential side. The outer layer material which is a composition and becomes a surface layer at a position corresponding to the maximum diameter when rolling is used, in mass%, W: 25 to 70%, Co: 5 to 45%, C: 0.6 to 3.5%, Si: 0.05 to 3% , Mn: 0.05 to 3%, Mo: 1 to 15%, and the content of W, Co, Mo, and Fe satisfies the following equation [1], and the remainder is for rolling having a composition consisting of unavoidable impurities Composite roll.

1.2≤(%W+%Mo)/(%Co+%Fe)≤9.0   [1]1.2≤(%W+%Mo)/(%Co+%Fe)≤9.0   [1]

여기에서, %W, %Mo, %Co, %Fe는, 각 원소의 함유량(질량%)이다.Here, %W, %Mo, %Co, and %Fe are the content (mass%) of each element.

(7) (6)에 있어서, 상기 압연 사용시의 최대 지름에 상당하는 위치의 표층이 되는 외층재의 영률이 270㎬ 이상 500㎬ 이하인 압연용 복합 롤.(7) The composite roll for rolling according to (6), wherein the Young's modulus of the outer layer material serving as the surface layer at a position corresponding to the maximum diameter at the time of using the rolling is 270 GPa or more and 500 GPa or less.

(8) (6) 또는 (7)에 있어서, 상기 조성에 더하여 추가로, 질량%로, Fe: 5∼40%, Cr: 0.1∼10%, V: 0.1∼6%, Nb: 0.1∼3% 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 함유하는 압연용 복합 롤.(8) In (6) or (7), in addition to the above composition, in terms of mass%, Fe: 5 to 40%, Cr: 0.1 to 10%, V: 0.1 to 6%, Nb: 0.1 to 3 A composite roll for rolling containing one or two or more selected from %.

(9) (6) 내지 (8) 중 어느 하나에 있어서, 상기 조성에 더하여 추가로, 질량%로, Ni: 0.05∼3%를 함유하는 압연용 복합 롤.(9) The composite roll for rolling according to any one of (6) to (8), further containing 0.05 to 3% Ni: by mass% in addition to the composition.

(10) 외층과, 당해 외층과 용착 일체화한 중간층, 당해 중간층과 용착 일체화한 내층으로 이루어지는 압연용 복합 롤로서, 상기 외층이, W-Co기 합금제이고, W 함유량이 롤 외주측으로부터 내주측을 향하여 지름 방향으로 저하하는 경사 조성이고, 압연 사용시의 최대 지름에 상당하는 위치의 표층이 되는 외층재가, 질량%로, W: 25∼70%, Co: 5∼45%, C: 0.6∼3.5%, Si: 0.05∼3%, Mn: 0.05∼3%, Mo: 1∼15%, Fe: 5∼40%를 포함하고, 또한 W, Co, Mo, Fe의 함유량이 다음의 [1]식을 만족하고, 잔부가 불가피적 불순물로 이루어지는 조성을 갖는 압연용 복합 롤.(10) A composite roll for rolling comprising an outer layer, an intermediate layer welded and integrated with the outer layer, and an inner layer welded and integrated with the intermediate layer, wherein the outer layer is made of a W-Co-based alloy, and the W content is from the outer periphery of the roll to the inner periphery. The outer layer material which is a surface layer at a position corresponding to the maximum diameter at the time of rolling is a gradient composition decreasing in the radial direction toward and is, in mass%, W: 25 to 70%, Co: 5 to 45%, C: 0.6 to 3.5 %, Si: 0.05 to 3%, Mn: 0.05 to 3%, Mo: 1 to 15%, Fe: 5 to 40%, and the content of W, Co, Mo, and Fe is the following formula [1] A composite roll for rolling having a composition that satisfies and the remainder is composed of inevitable impurities.

           기 group

1.2≤(%W+%Mo)/(%Co+%Fe)≤9.0   [1] 1.2≤(%W+%Mo)/(%Co+%Fe)≤9.0   [1]

여기에서, %W, %Mo, %Co, %Fe는, 각 원소의 함유량(질량%)이다.Here, %W, %Mo, %Co, and %Fe are the content (mass%) of each element.

(11) (10)에 있어서, 상기 압연 사용시의 최대 지름에 상당하는 위치의 표층이 되는 외층재의 영률이 270㎬ 이상 500㎬ 이하인 압연용 복합 롤.(11) The composite roll for rolling according to (10), wherein the Young's modulus of the outer layer material serving as the surface layer at a position corresponding to the maximum diameter at the time of rolling use is 270 GPa or more and 500 GPa or less.

(12) (10) 또는 (11)에 있어서, 상기 조성에 더하여 추가로, 질량%로, Fe: 5∼40%, Cr: 0.1∼10%, V: 0.1∼6%, Nb: 0.1∼3% 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 함유하는 압연용 복합 롤.(12) In (10) or (11), in addition to the above composition, in terms of mass%, Fe: 5 to 40%, Cr: 0.1 to 10%, V: 0.1 to 6%, Nb: 0.1 to 3 A composite roll for rolling containing one or two or more selected from %.

(13) (10) 내지 (12) 중 어느 하나에 있어서, 상기 조성에 더하여 추가로, 질량%로, Ni: 0.05∼3%를 함유하는 압연용 복합 롤.(13) The composite roll for rolling according to any one of (10) to (12), further containing 0.05 to 3% Ni: by mass% in addition to the composition.

(14) (6)내지 (13) 중 어느 하나에 있어서, 상기 외층이, 원심 주조제인 압연용 복합 롤.(14) The composite roll for rolling according to any one of (6) to (13), wherein the outer layer is made of centrifugal casting.

제1 실시 형태에 있어서, 본 발명에 의하면, 열간 압연용 혹은 냉간 압연용 롤로서 적합한, 내마모성이 현저하게 우수한 압연용 롤, 특히 원심 주조제 압연용 롤을, 염가로 게다가, 용이하게 제조할 수 있어, 산업상 현격한 효과를 발휘한다.In the first embodiment, according to the present invention, a rolling roll suitable as a hot rolling or cold rolling roll, having remarkably excellent abrasion resistance, particularly a centrifugal cast rolling roll, can be manufactured at low cost and easily. Yes, it has a remarkable effect in the industry.

또한, 제2 실시 형태에 있어서, 본 발명에 의하면, 열간 압연용 혹은 냉간 압연용 롤로서 적합한, 내마모성 및 압연 하중 저감 효과가 현저하게 우수한 압연용 롤, 특히 원심 주조제 압연용 롤을, 염가로 게다가, 용이하게 제조할 수 있어, 산업상 현격한 효과를 발휘한다.In addition, according to the second embodiment, according to the present invention, a roll for rolling suitable as a roll for hot rolling or cold rolling, having remarkably excellent abrasion resistance and rolling load reduction effect, particularly a roll for rolling made of centrifugal casting, is inexpensive. In addition, it can be easily manufactured and exhibits a remarkable industrial effect.

도 1은 실시예 1에 있어서의 주사형 전자 현미경 조직을 나타내는 조직 사진이다. (a)는 슬리브(sleeve) No.13(시험재 No.13), (b)는 슬리브 No.5(시험재 No.5)이다.
도 2는 실시예 1에 있어서의 마모 시험의 개요를 개략적으로 나타내는 설명도이다.
도 3은 본 발명에 있어서의 복합 롤의 일 예를 설명하는 개략도이다.
도 4는 본 발명에 있어서의 외층과 당해 외층과 용착 일체화한 내층으로 이루어지는 압연용 복합 롤의 일 예를 설명하는 복합 롤 단면의 개략도이다.
도 5는 본 발명에 있어서의 외층과, 당해 외층과 용착 일체화한 중간층과, 당해 중간층과 용착 일체화한 내층으로 이루어지는 압연용 복합 롤의 일 예를 설명하는 복합 롤 단면의 개략도이다.
도 6은 실시예 2에 있어서의 주사형 전자 현미경 조직을 나타내는 조직 사진이다. (a)는 슬리브 No.13, (b)는 슬리브 No.5이다.
도 7은 실시예 2에 있어서의 마모 시험의 개요를 개략적으로 나타내는 설명도이다.
도 8은 실시예 2에 있어서의 압연 하중 평가용 복합 롤의 개략도이다.
1 is a tissue photograph showing a scanning electron microscope structure in Example 1. FIG. (a) is sleeve No. 13 (test material No. 13), and (b) is sleeve No. 5 (test material No. 5).
2 is an explanatory diagram schematically showing an outline of a wear test in Example 1. FIG.
3 is a schematic diagram illustrating an example of a composite roll in the present invention.
Fig. 4 is a schematic diagram of a cross section of a composite roll for explaining an example of a rolling composite roll comprising an outer layer in the present invention and an inner layer welded and integrated with the outer layer.
Fig. 5 is a schematic diagram of a cross section of a composite roll for explaining an example of a rolling composite roll comprising an outer layer in the present invention, an intermediate layer welded and integrated with the outer layer, and an inner layer welded and integrated with the intermediate layer in the present invention.
6 is a tissue photograph showing a scanning electron microscope structure in Example 2. FIG. (a) is sleeve No. 13, and (b) is sleeve No. 5.
7 is an explanatory diagram schematically showing an outline of a wear test in Example 2. FIG.
8 is a schematic diagram of a composite roll for evaluating rolling load in Example 2. FIG.

이하, 각 도면을 참조하여, 본 발명에 있어서의 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태에 대해서 각각 설명한다.Hereinafter, a first embodiment and a second embodiment in the present invention will be described with reference to the respective drawings.

〔제1 실시 형태〕 [First embodiment]

본 발명의 압연용 롤 외층재는, 원심 주조제로 한다. 여기에서 말하는 「원심 주조제 압연용 롤 외층재」란, 종래부터 압연용 롤의 제조 방법으로서 이용되어 온 원심 주조법을 이용하여 제조된 상태의 압연용 롤 외층재인 것을 의미한다. 원심 주조법을 이용하여 제조된 압연용 롤 외층재(「원심 주조제」압연용 롤 외층재)는, 종래부터, 그 이외의 제조 방법으로 제조된 압연용 롤과는, 「물(物)」로서 명료하게 구별할 수 있고, 게다가, 그 「원심 주조제」압연용 롤 외층재를 구조나 특성으로 특정하는 것은, 다대한 노력을 필요로 하여, 비실제적이다.The roll outer layer material for rolling of the present invention is made of centrifugal casting. "Centrifugal cast roll outer layer material for rolling" means that it is a roll outer layer material for rolling in a state manufactured using the centrifugal casting method which has been conventionally used as a manufacturing method of rolling rolls. Roll outer layer material for rolling manufactured by using a centrifugal casting method ("centrifugal casting agent" roll outer layer material for rolling) has conventionally been used as a "material" from a rolling roll manufactured by a manufacturing method other than that. It can be clearly distinguished, and furthermore, specifying the roll outer layer material for "centrifugal casting" rolling by structure or characteristic requires a great deal of effort, and is impractical.

본 발명의 압연용 롤 외층재는, W-Co기 합금제이고, W 함유량이 롤 외주측으로부터 내주측을 향하여 지름 방향으로 저하하는 경사 조성을 갖고, 압연 사용시의 최대 지름에 상당하는 위치의 외층재 표면이, 질량%로, W: 25∼70%, Co: 5∼45%를 포함하고, 추가로 C: 0.6∼3.5%, Si: 0.05∼3%, Mn: 0.05∼3%, Mo: 1∼15%를 포함하고, 잔부가 불가피적 불순물로 이루어지는 조성을 갖는다. 또한, 상기한 조성은, 외층재 전체 체적에 대하여, 적어도 외표면측의 20%의 체적분에 상당하는 지름 방향 위치에서 만족시키는 것이 바람직하다. 예를 들면, 외경 250㎜, 내경 140㎜의 슬리브이면, 압연 사용시의 최대 지름에 상당하는 위치로부터 내주측을 향하여 지름 방향으로 적어도 9㎜의 위치에서도 만족시키는 것이 바람직하다.The outer layer of the roll for rolling of the present invention is made of a W-Co-based alloy, has an inclined composition in which the W content decreases in the radial direction from the outer circumferential side of the roll toward the inner circumferential side, and the outer layer surface at a position corresponding to the maximum diameter when rolling is used. In this mass%, W: 25 to 70%, Co: 5 to 45% are included, and further C: 0.6 to 3.5%, Si: 0.05 to 3%, Mn: 0.05 to 3%, Mo: 1 to 15% is included, and the balance has a composition consisting of inevitable impurities. In addition, it is preferable that the above-described composition is satisfied at a position in the radial direction corresponding to at least 20% of the volume on the outer surface side with respect to the total volume of the outer layer material. For example, in the case of a sleeve having an outer diameter of 250 mm and an inner diameter of 140 mm, it is preferable to satisfy a position of at least 9 mm in the radial direction toward the inner circumferential side from a position corresponding to the maximum diameter at the time of rolling use.

또한, 여기에서 말하는 「압연 사용시의 최대 지름에 상당하는 위치의 외층재 표면」이란, 주조한 채로 외층재의 외표면에 형성되는 층(용탕이 금형과의 접촉에 의해 급냉되어 응고된 부위 등)을 연삭 제거하고, 비로소 압연 사용에 제공되는 제품 롤 지름의 최대 지름에 상당하는 위치의 외층재 표면을 말하고, 즉, 제품(롤 외층재)으로서 사용할 수 있는 최대 지름에 상당하는 위치의 외층재 표면을 말한다. 구체적으로는, 「압연 사용시의 최대 지름에 상당하는 위치의 외층재 표면」이란, 주조한 채로 외층재의 외표면에 형성되는 층을 연삭 제거하고, 비로소 압연 사용에 제공되는 제품 롤 지름의 최대 지름에 상당하는 위치의 외층재 표면으로부터 내주측을 향하여 지름 방향으로, 외층재 전체 체적에 대하여, 적어도 외표면측의 20%의 체적분을 나타내는 범위에 상당하는 위치로 한다.In addition, "the outer layer material surface at a position corresponding to the maximum diameter in rolling use" refers to a layer formed on the outer surface of the outer layer material while being cast (a portion where the molten metal is rapidly cooled and solidified by contact with the mold). It refers to the outer layer surface at the position corresponding to the maximum diameter of the roll diameter of the product provided for rolling use, that is, the outer layer surface at the position corresponding to the maximum diameter that can be used as a product (roll outer layer material). Say. Specifically, "the outer layer material surface at a position corresponding to the maximum diameter in rolling use" means that the layer formed on the outer surface of the outer layer material is removed by grinding, and the maximum diameter of the roll diameter of the product provided for rolling use is applied. It is set as a position corresponding to the range representing at least 20% of the volume of the outer surface side with respect to the total volume of the outer layer material in the radial direction from the outer layer material surface at the corresponding position toward the inner circumferential side.

또한, 외층재 표면의 조성 분석은, 형광 X선 분석이나 발광 분광 분석 등의 기기 분석에 의해 행해도, 혹은, 파괴 검사로는 되지만, 당해 외층재 표면을 포함하는 위치로부터, 롤 지름 방향의 두께가 10㎜ 미만인 블록 형상 시료를 채취하여, 당해 시료를 화학 분석하여 행해도, 어느것이라도 좋다.In addition, the composition analysis of the outer layer material surface may be performed by instrument analysis such as fluorescence X-ray analysis or emission spectral analysis, or as a destructive test, but from the position including the outer layer material surface, the thickness in the radial direction of the roll A block-shaped sample of less than 10 mm may be collected, and the sample may be subjected to chemical analysis, or any may be used.

우선, 본 발명 압연용 롤 외층재의 조성 한정 이유에 대해서 설명한다. 이하, 조성에 관한 질량%는, 간단히 %로 기재한다.First, the reason for limiting the composition of the roll outer layer material for rolling of the present invention will be described. Hereinafter, the mass% related to the composition is simply described as %.

C: 0.6∼3.5% C: 0.6 to 3.5%

C는, W 및, Mo, Cr, V, Nb 등의 탄화물 형성 원소와 결합하여, 경질 탄화물을 형성하고, 내마모성을 향상시키는 작용을 갖는 원소이다. C량에 따라서, 탄화물의 형태나 정출량 및 정출 온도가 변화한다. C의 함유가 0.6% 이상에서는, M6C형 탄화물이 초정으로서 정출하고, 원심 주조시에 외표면측에 편석하는 조직 형태가 얻어져, 내마모성이 향상된다. 또한, C의 함유가 0.6% 미만에서는, 초정으로서 정출하는 M6C형 탄화물량이 부족하여 내마모성이 저하한다. 한편, C가 3.5%를 초과하여 다량으로 함유하면, 외층재로서 제조가 곤란해지는데다, 매우 갈라지기 쉬운 M2C 탄화물이나 MC 탄화물이 생성되어, 조대화하기 때문에, 압연시에 롤 파괴가 발생하기 쉬워진다. 이와 같은 점에서, C는 0.6∼3.5%의 범위로 한정했다. 또한, 바람직하게는 C는 1.0∼3.0%이다. 보다 바람직하게는 C는 1.2∼2.8%이다.C is an element having an action of forming a hard carbide by bonding with W and carbide-forming elements such as Mo, Cr, V, and Nb, and improving abrasion resistance. Depending on the amount of C, the shape of the carbide, the amount of crystallization, and the crystallization temperature change. When the C content is 0.6% or more, the M 6 C-type carbide is crystallized as a primary crystal, and a structure that segregates on the outer surface side at the time of centrifugal casting is obtained, and abrasion resistance is improved. In addition, when the content of C is less than 0.6%, the amount of M 6 C-type carbide crystallized as a primary crystal is insufficient, and abrasion resistance decreases. On the other hand, if the C content exceeds 3.5% and is contained in a large amount, it becomes difficult to manufacture as an outer layer material, and M 2 C carbide or MC carbide which is very fragile is generated and coarsened, resulting in roll breakage during rolling. It becomes easy to do. From such a point, C was limited to the range of 0.6 to 3.5%. Further, preferably, C is 1.0 to 3.0%. More preferably, C is 1.2 to 2.8%.

Si: 0.05∼3% Si: 0.05 to 3%

Si는, 탈산제로서 작용함과 함께, 기지의 강화 작용도 갖는 원소이다. 그러한 효과를 얻기 위해서는, 0.05% 이상의 Si의 함유를 필요로 한다. 한편, Si는 3%를 초과하여 함유해도, 효과가 포화하는데다, 편상 흑연(graphite flakes)이 출현하여 인성이 저하한다. 이 때문에, Si는 0.05∼3%의 범위로 한정했다. 또한, 바람직하게는 Si는 0.1∼2%이다. 보다 바람직하게는 Si는 0.2∼1.8%이다.Si is an element that acts as a deoxidizing agent and also has a known strengthening effect. In order to obtain such an effect, it is necessary to contain 0.05% or more of Si. On the other hand, even if Si contains more than 3%, the effect is saturated, and graphite flakes appear, resulting in a decrease in toughness. For this reason, Si was limited to the range of 0.05 to 3%. In addition, Si is preferably 0.1 to 2%. More preferably, Si is 0.2 to 1.8%.

Mn: 0.05∼3%Mn: 0.05 to 3%

Mn은, MnS로서 S를 고정하고, 재질에 악영향을 미치는 S를 무해화하는 작용을 갖는 원소이다. 또한, Mn은, 기지에 고용하여 ??칭성(hardenability) 향상에 기여한다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, 0.05% 이상의 Mn을 함유시킬 필요가 있다. 한편, Mn은 3%를 초과하여 함유해도 상기한 효과가 포화하는데다, 재질 저하를 초래한다. 이 때문에, Mn은 0.05∼3%의 범위로 한정했다. 또한, 바람직하게는 Mn은 0.1∼1%이다. 보다 바람직하게는 Mn은 0.2∼0.8%이다.Mn is an element having an action of fixing S as MnS and detoxifying S, which adversely affects the material. In addition, Mn contributes to the improvement of hardenability by being employed in the base. In order to obtain such an effect, it is necessary to contain 0.05% or more of Mn. On the other hand, even if it contains more than 3% of Mn, the above-described effect is saturated, and material deterioration is caused. For this reason, Mn was limited to the range of 0.05-3%. Further, preferably, Mn is 0.1 to 1%. More preferably, Mn is 0.2 to 0.8%.

Mo: 1∼15% Mo: 1 to 15%

Mo는, C와 결합하여 탄화물을 형성하는 탄화물 형성 원소로서, 본 발명에서는 특히, W가 농화한 초정 탄화물인 경질의 M6C형 탄화물 중에 고용하여 탄화물을 강화하여, 롤 외층재의 파괴 저항을 증가시키는 작용을 갖는다. 또한, Mo는 열 처리시에 ??칭성을 향상시켜, 롤 외층재의 경도 증가에 기여한다. 추가로, Mo는, Co보다도 무거운 원소로서, 초정 탄화물의 외표면측으로의 원심 분리를 저해하지 않거나, 혹은 촉진하는 효과도 갖는다. 이들 효과를 얻기 위해서는, 1% 이상의 Mo의 함유를 필요로 한다. 한편, Mo는 15%를 초과하여 다량으로 함유하면, Mo 주체의 경취(hard and brittle) 탄화물이 출현하여, 내마모성이 저하한다. 이 때문에, Mo는 1∼15%의 범위로 한정했다. 또한, 바람직하게는 Mo는 2∼10%이다. 보다 바람직하게는 Mo는 4∼10%이다.Mo is a carbide-forming element that combines with C to form carbide.In the present invention, in particular, in the present invention, it is dissolved in hard M 6 C-type carbide, which is an ultra-crystalline carbide enriched with W, to strengthen the carbide, thereby increasing the breaking resistance of the roll outer layer material. It has an action of letting go. In addition, Mo improves the hardening property during heat treatment, and contributes to an increase in the hardness of the roll outer layer material. In addition, Mo is an element heavier than Co and has an effect of not inhibiting or promoting centrifugation of the primary carbide toward the outer surface side. In order to obtain these effects, it is necessary to contain 1% or more of Mo. On the other hand, when Mo is contained in a large amount exceeding 15%, hard and brittle carbides mainly formed of Mo appear, and abrasion resistance deteriorates. For this reason, Mo was limited to the range of 1-15%. Further, Mo is preferably 2 to 10%. More preferably, Mo is 4 to 10%.

W: 25∼70% W: 25-70%

W는, 본 발명에서 가장 중요한 원소로서, 25% 이상으로 다량으로 함유시킨 합금 조성으로 한다. 이에 따라, W가 농화한 경질인 M6C형 탄화물을 초정으로서 다량으로 출현시킬 수 있어, 내마모성이 현저하게 향상된 압연용 롤 외층재로 할 수 있다. 또한, W의 함유량이 25% 미만인 경우에는, 본 발명의 목적으로 하는 내마모성이 우수한 압연용 롤 외층재를 얻는 것이 곤란해진다. 한편, 70%를 초과하는 W의 함유는, M6C형 탄화물이 조대화하여 깨지기 쉬운(become brittle)데다, 용탕의 융점이 상승하여, 용해, 주조 등이 곤란해진다. 이 때문에, W는 25∼70%의 범위로 한정했다. 또한, 바람직하게는 W는 30∼65%이다. 보다 바람직하게는 W는 35∼55%이다.W is the most important element in the present invention, and is an alloy composition containing 25% or more in a large amount. Thereby, it is possible to make a large amount of hard M 6 C-type carbide enriched with W as a primary crystal, and a roll outer layer material for rolling with remarkably improved wear resistance. In addition, when the W content is less than 25%, it becomes difficult to obtain the roll outer layer material for rolling excellent in abrasion resistance as the object of the present invention. On the other hand, when the content of W exceeds 70%, the M 6 C-type carbide coarsens and becomes brittle, and the melting point of the molten metal increases, making it difficult to dissolve or cast. For this reason, W was limited to the range of 25 to 70%. In addition, W is preferably 30 to 65%. More preferably, W is 35 to 55%.

Co: 5∼45% Co: 5 to 45%

Co는, W와 함께, 본 발명에서 중요한 원소이다. Co를 W와 함께, 다량으로 함유함으로써, C의 활량이 증가하고, W가 농화한 경질인 탄화물(M6C형 혹은 M2C형이나 MC형 등)을 초정으로서 다량으로 출현시키는 것이 촉진되어, 압연용 롤 외층재의 내마모성의 향상에 기여한다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, Co를 5% 이상 함유시킬 필요가 있다. 한편, Co는 45%를 초과하여 다량으로 함유하면, γ상이 안정화하여, 기지가 연질이 되고, 압연용 롤로서 사용한 경우에는, 패임 흠집(오목부)의 다발(多發)을 초래하여, 내마모성이 현저하게 저하한다. 이 때문에, Co는 5∼45%의 범위로 한정했다. 또한, 바람직하게는 Co는 10∼40%이다. 보다 바람직하게는 Co는 15∼35%이다.Co, together with W, is an important element in the present invention. By containing Co in a large amount with W, the activity of C increases, and the appearance of hard carbides (M 6 C type, M 2 C type, MC type, etc.) enriched with W as a primary crystal is promoted. , It contributes to the improvement of the wear resistance of the roll outer layer material for rolling. In order to obtain such an effect, it is necessary to contain 5% or more of Co. On the other hand, when Co is contained in a large amount exceeding 45%, the γ phase is stabilized and the matrix becomes soft, and when used as a rolling roll, a bundle of dents and scratches (concave portions) is caused, and abrasion resistance is achieved. Remarkably decreases. For this reason, Co was limited to the range of 5 to 45%. Further, preferably, Co is 10 to 40%. More preferably, Co is 15 to 35%.

상기한 성분이 기본의 성분이지만, 기본 조성에 더하여, Fe: 5∼40%, Cr: 0.1∼10%, V: 0.1∼6%, Nb: 0.1∼3% 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상, 및/또는, Ni: 0.05∼3%를 필요에 따라 선택하여 함유해도 좋다.Although the above-described component is a basic component, in addition to the basic composition, one or two or more selected from Fe: 5 to 40%, Cr: 0.1 to 10%, V: 0.1 to 6%, and Nb: 0.1 to 3%, And/or Ni: 0.05 to 3% may be selected and contained as necessary.

Fe: 5∼40%, Cr: 0.1∼10%, V: 0.1∼6%, Nb: 0.1∼3% 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상 One or two or more selected from Fe: 5-40%, Cr: 0.1-10%, V: 0.1-6%, Nb: 0.1-3%

Fe, Cr, V, Nb는 모두, 탄화물 형성 원소로서, 탄화물에 고용하여 탄화물을 강화하는 작용을 갖는 원소이고, 필요에 따라 선택하여 1종 또는 2종 이상을 함유할 수 있다.All of Fe, Cr, V, and Nb are carbide-forming elements, and are elements having an action of solidifying the carbide to strengthen the carbide, and may contain one or two or more of them selected as necessary.

Fe는, 탄화물에 고용함과 함께 기지에도 고용하여, 기지의 강화에 기여하고, 압연용 롤로서 사용한 경우에 패임 흠집(오목부)의 생성을 방지하는 작용을 갖는다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, Fe를 5% 이상 함유하는 것이 바람직하다. 한편, Fe는 40%를 초과하여 함유하면, 초정으로서 출현하는 경질인 M6C형 탄화물량이 감소하고, 취약한 M3C형 탄화물이 증가하여, 내마모성이 저하한다. 이 때문에, 함유하는 경우에는, Fe는 5∼40%의 범위로 한정하는 것이 바람직하다. 또한, 보다 바람직하게는 Fe는 10∼35%이다. 더욱 바람직하게는 Fe는 12∼30%이다.Fe is dissolved in the carbide and dissolved in the base, contributing to the strengthening of the base, and has an effect of preventing the generation of dents and flaws (recesses) when used as a rolling roll. In order to obtain such an effect, it is preferable to contain Fe 5% or more. On the other hand, when Fe contains more than 40%, the amount of hard M 6 C-type carbides appearing as primary crystals decreases, the fragile M 3 C-type carbides increase, and abrasion resistance decreases. For this reason, when it contains, it is preferable to limit Fe to 5 to 40% of range. Further, more preferably, Fe is 10 to 35%. More preferably, Fe is 12 to 30%.

기지 중에 Fe를 함유함으로써 W-Co기 합금의 기지가 강화되는 기구에 대해서는 현시점에서는 명확하게 되어 있지 않지만, Co에 의한 γ상 안정화 작용을 Fe에 의한 α상 안정화 작용이 상쇄하여, 결과적으로 기지의 강도가 상승했기 때문이거나, 혹은 Fe의 α상 안정화 작용이 커, 기지가 경질인 마르텐사이트나 베이나이트 조직이 되거나, 혹은 추가로 그러한 기지 중에 추가로 미세한 탄화물이 석출된 조직이 출현하는, 등의 기지의 강화 현상이 발생했다고 생각된다.The mechanism by which the matrix of the W-Co-based alloy is strengthened by the inclusion of Fe in the matrix is not clear at this point, but the γ-phase stabilization action by Co is offset by the α-phase stabilization action by Fe. Either because the strength has increased, or because the α-phase stabilizing action of Fe is large, the matrix becomes a hard martensite or bainite structure, or a structure in which additional fine carbides are precipitated appears in the matrix. It is thought that the strengthening of the base occurred.

Cr은, 강력한 탄화물 형성 원소로서, 주로 공정 탄화물을 형성함과 함께, 형성된 탄화물의 강도를 향상시키는 효과를 갖는다. 공정 탄화물은, 초정인 M6C형 탄화물의 간극에 정출하게 되기 때문에, 결과적으로 M6C형 탄화물의 간극을 강화하도록 작용한다. 또한, Cr은, 흑연의 출현을 억제하는 작용도 갖는다. W-Co기 합금은, C의 활량 계수가 높기 때문에 흑연이 출현하기 쉽고, 흑연이 출현하면 인성이 저하한다. 흑연의 출현을 억제하여 압연용 롤로서 안정되게 사용하기 위해, 본 발명에서는 필요에 따라 Cr을 함유하는 것이 바람직하다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, Cr을 0.1% 이상 함유하는 것이 바람직하다. 한편, Cr은 10%를 초과하여 함유하면, Cr계 공정 탄화물이 다량으로 출현하여 인성이 저하한다. 이 때문에, 함유하는 경우에는, Cr은 0.1∼10%의 범위로 한정하는 것이 바람직하다. 또한, 보다 바람직하게는 Cr은 1∼8%이다. 더욱 바람직하게는 Cr은 1.5∼7%이다.Cr, as a strong carbide-forming element, mainly forms eutectic carbide and has an effect of improving the strength of the formed carbide. Since eutectic carbide is crystallized in the gap of the primary M 6 C-type carbide, it acts to strengthen the gap of the M 6 C-type carbide as a result. Further, Cr also has an action of suppressing the appearance of graphite. Since the W-Co-based alloy has a high C activity coefficient, graphite tends to appear, and when graphite appears, the toughness decreases. In order to suppress the appearance of graphite and stably use it as a rolling roll, in the present invention, it is preferable to contain Cr as necessary. In order to obtain such an effect, it is preferable to contain Cr of 0.1% or more. On the other hand, when Cr contains more than 10%, a large amount of Cr-based eutectic carbides appear and the toughness decreases. For this reason, when it contains, it is preferable to limit Cr to 0.1-10% of range. Further, more preferably, Cr is 1 to 8%. More preferably, Cr is 1.5 to 7%.

V는, C와 결합하여 경질인 VC(Mo, Nb, Cr, W 등을 포함한 MC형 탄화물)를 형성하는 원소로서, 형성된 MC형 탄화물이 초정으로서 정출하고, W가 농화한 M6C형 탄화물의 정출핵이 되어, M6C형 탄화물의 출현을 촉진시켜, 더욱 미세한 M6C형 탄화물을 고밀도로 분산시키는 작용을 갖는다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, V를 0.1% 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 한편, V는 6%를 초과하여 다량으로 함유하면, W를 많이 함유하고 있어도, 저비중의 V계 MC형 탄화물이 증가하고, 또한 조대화하여, 원심 주조시에 롤 외층재의 내면측에 원심 분리된다. 그 때문에, 외면측에서 경질의 M6C형 탄화물량이 부족하여 롤 외층재의 사용시의 내마모성이 저하한다. 또한, 내면측에 원심 분리된 V계 MC형 탄화물이 다량으로 되면 롤 내층이나 중간층과의 경계 강도가 저하한다. 이 때문에, 함유하는 경우에는, V는 0.1∼6%의 범위로 한정하는 것이 바람직하다. 또한, 보다 바람직하게는 V는 1∼5%이다. 더욱 바람직하게는 V는 1.5∼4%이다.V is an element that combines with C to form hard VC (MC-type carbide including Mo, Nb, Cr, W, etc.), and the formed MC-type carbide is crystallized as primary crystal, and W is concentrated M 6 C-type carbide. is a nucleus of the crystallization, to promote the emergence of the M 6 C type carbide has a function of dispersing the finer M 6 C type carbide at a high density. In order to obtain such an effect, it is preferable to contain V in an amount of 0.1% or more. On the other hand, if V is contained in a large amount exceeding 6%, even if it contains a large amount of W, the low specific gravity V-type MC-type carbide increases and becomes coarse, and is centrifuged on the inner surface side of the roll outer layer material during centrifugal casting. do. Therefore, the amount of hard M 6 C-type carbide on the outer surface side is insufficient, and the abrasion resistance at the time of use of the roll outer layer material is deteriorated. Further, when a large amount of the V-type MC-type carbide centrifuged on the inner surface side decreases, the strength of the boundary between the inner roll layer and the intermediate layer decreases. For this reason, when it contains, it is preferable to limit V to 0.1-6% of range. Further, more preferably, V is 1 to 5%. More preferably, V is 1.5 to 4%.

Nb는, C와의 결합력이 매우 높아, 강력한 탄화물 형성 원소로서, V나 W와의 복합 탄화물을 형성하기 쉽다. 이와 같은 Nb와 V나 W의 복합 탄화물은, 초정으로서 정출하는, W가 농화한 M6C형 탄화물의 정출핵이 되어, M6C형 탄화물의 출현을 촉진시켜, 더욱 미세한 M6C형 탄화물을 고밀도로 분산시키는 작용을 갖는다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, Nb는 0.1% 이상의 함유를 필요로 한다. 한편, Nb가 3%를 초과하는 다량의 함유는, 저밀도의 Nb계 MC형 탄화물을 형성하여 조대화하고, 원심 주조시에 탄화물이 롤 외층재의 내면측에 원심 분리되기 쉬워짐과 함께, 외층재 내면측의 MC형 탄화물의 양이 증가한다. 또한 외층재 내면측에 원심 분리되는 MC형 탄화물은, 그 양이 많아지면, 롤 내층이나 중간층과의 경계 강도가 저하하는 등, 내면측의 품질이 저하한다. 이 때문에, 함유하는 경우에는, Nb는 0.1∼3%의 범위로 한정하는 것이 바람직하다. 또한, 보다 바람직하게는 Nb는 0.5∼2%이다. 더욱 바람직하게는 Nb는 0.6∼1.8%이다.Nb has a very high bonding strength with C and is a strong carbide-forming element, and it is easy to form a composite carbide with V or W. Such a composite carbide of Nb and V and W are, is the crystallization nuclei of M 6 C type carbide han W is a thickening, which crystallized as the Primary, promotes the appearance of M 6 C type carbide, finer M 6 C type carbide It has the effect of dispersing in high density. In order to obtain such an effect, Nb needs to contain 0.1% or more. On the other hand, when a large amount of Nb exceeds 3%, a low-density Nb-based MC-type carbide is formed and coarsened. During centrifugal casting, the carbide is easily centrifuged on the inner side of the roll outer layer material, and the outer layer material The amount of MC-type carbide on the inner surface side increases. Further, when the amount of the MC-type carbide centrifuged on the inner surface side of the outer layer material increases, the quality of the inner surface side decreases, such as a decrease in the strength of the boundary between the roll inner layer and the intermediate layer. For this reason, in the case of containing, it is preferable to limit Nb to the range of 0.1 to 3%. Further, more preferably, Nb is 0.5 to 2%. More preferably, Nb is 0.6 to 1.8%.

Ni: 0.05∼3% Ni: 0.05 to 3%

Ni는, ??칭성을 향상시키는 작용이 있는 원소로서, 예를 들면, 대형 롤에 있어서의 ??칭성 부족을 해소하기 위해서 등, 필요에 따라서 함유할 수 있다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, Ni를 0.05% 이상 함유하는 것이 바람직하다. 또한, 불순물 레벨인 0.05% 미만에서는 그 효과가 인식되지 않는다. 한편, Ni가 3%를 초과하는 함유는, γ상이 안정화하여, 소망하는 ??칭성을 확보할 수 없게 된다. 이 때문에, 함유하는 경우에는, Ni는 0.05∼3%의 범위로 한정하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 Ni는 0.1∼2.5%이다.Ni is an element having an effect of improving the quenchability, and can be contained as necessary, for example, in order to eliminate the lack of quenchability in a large roll. In order to obtain such an effect, it is preferable to contain Ni at least 0.05%. In addition, when the impurity level is less than 0.05%, the effect is not recognized. On the other hand, when the Ni content exceeds 3%, the γ phase is stabilized, and the desired quenchability cannot be secured. For this reason, when it contains, it is preferable to limit Ni to 0.05-3% of range. More preferably, Ni is 0.1 to 2.5%.

상기한 성분 이외의 잔부는, 불가피적 불순물로 이루어진다. 불가피적 불순물로서는, P, S, N, B를 예시할 수 있다. 또한, P는, 입계(grain boundary)에 편석하여, 재료를 취화(embrittlement)시키는 등의 악영향을 미치기 때문에, 불순물로서 가능한 한 저감시키는 것이 바람직하지만, 0.05% 이하이면 허용할 수 있다. 또한, S도, P와 마찬가지로, 입계에 편석하여, 재료를 취화시키는 등의 영향을 미치기 때문에, 불순물로서 가능한 한 저감시키는 것이 바람직하지만, 0.05% 이하이면, 일부는 Mn과 화합하여 황화물계 개재물로서 존재하여 무해화되기 때문에, 허용할 수 있다. 또한, N은, 통상의 용해이면, 불순물로서 0.01∼0.1% 정도 혼입된다. 그러나, 이 정도의 함유이면 본 발명의 효과에 영향을 주는 일은 없다. 단, N은, 복합 롤의 외층과 중간층 혹은 내층의 경계에 가스 결함을 생성시키는 경우가 있기 때문에 0.07% 미만으로 한정하는 것이 바람직하다. 또한, B는, 용해 원료의 스크랩(scraps)이나 주조용 플럭스(casting flux)로부터 혼입되어 불가피적 불순물 원소로서 함유되는 경우가 있다. B는, 탄화물이나 기지에 고용하여 탄화물의 성질을 변화시키거나, 기지에 고용하여 기지의 ??칭성에 영향을 미쳐, 품질 편차를 양성하는 경우가 있다. 이 때문에, B는 최대한 저감한 쪽이 바람직하지만, 0.1% 이하이면, 본 발명의 효과에 악영향을 미치는 일은 없다. 여기에서, 상기한 불가피적 불순물 원소는, 합계로 1% 미만으로 조정하는 것이 바람직하다.The balance other than the above-described components is made of unavoidable impurities. Examples of inevitable impurities include P, S, N, and B. Further, since P segregates at grain boundaries and exerts an adverse effect such as embrittlement of the material, it is preferable to reduce it as an impurity as much as possible, but it is acceptable if it is 0.05% or less. In addition, S, like P, segregates at the grain boundary and has an effect such as embrittlement of the material, so it is preferable to reduce it as an impurity as much as possible, but if it is 0.05% or less, a part of it is combined with Mn to form a sulfide-based inclusion. Because it exists and becomes harmless, it is acceptable. In addition, N is mixed in about 0.01% to 0.1% as an impurity, as long as it is usually dissolved. However, if it is contained at this level, the effect of the present invention is not affected. However, N is preferably limited to less than 0.07% because gas defects may be generated at the boundary between the outer layer and the intermediate layer or the inner layer of the composite roll. In addition, B may be mixed from scraps of raw materials for melting or casting flux and contained as an unavoidable impurity element. B is dissolved in a carbide or a base to change the properties of the carbide, or dissolved in a base to affect the quality of the base, resulting in quality variation in some cases. For this reason, it is preferable that B is reduced as much as possible, but if it is 0.1% or less, the effect of the present invention is not adversely affected. Here, it is preferable to adjust the total amount of the inevitable impurity elements to less than 1%.

다음으로, 본 발명 압연용 롤 외층재의 바람직한 제조 방법에 대해서 설명한다.Next, a preferable manufacturing method of the roll outer layer material for rolling of the present invention will be described.

본 발명에서는, 생산성, 그리고 제조 비용의 관점에서, 압연용 롤 외층재는, 주조 주형을 회전시키는 형식의 원심 주조법을 이용하여 제조한다. 이에 따라, 염가로, 내마모성이 우수한 압연용 롤 외층재를 제조할 수 있다.In the present invention, from the viewpoint of productivity and manufacturing cost, the roll outer layer material for rolling is manufactured by using a centrifugal casting method in which a casting mold is rotated. Accordingly, it is possible to manufacture a roll outer layer material for rolling excellent in abrasion resistance at low cost.

우선, 회전하는 주형에, 상기한 롤 외층재 조성의 용탕을, 소정의 두께가 되도록 주탕(pouring)하고, 원심 주조하여, 압연용 롤 외층재로 한다. 또한, 통상은, 주형의 보호를 위해, 그 내면에는, 지르콘 등을 주재로 한 내화물이 피복되는 것이 일반적이다. 또한, 본 발명에서는, 원심력이 120∼250G가 되도록 회전수를 조정하여 원심 주조하는 것이 바람직하다. 높은 원심력을 부여함으로써, 외표면측에서 밀도가 큰 경질 탄화물의 분산 밀도를 높게 할 수 있다.First, the molten metal having the above-described roll outer layer material composition is poured into a rotating mold to have a predetermined thickness, followed by centrifugal casting to obtain a roll outer layer material for rolling. In addition, in general, in order to protect the mold, a refractory material mainly made of zircon or the like is coated on the inner surface of the mold. Further, in the present invention, it is preferable to perform centrifugal casting by adjusting the rotational speed so that the centrifugal force becomes 120 to 250G. By applying a high centrifugal force, it is possible to increase the dispersion density of the hard carbide having a high density on the outer surface side.

본 발명에서는, 얻어진 압연용 롤 외층재는, 단체(single)의 슬리브로서, 여기에 축재(shaft member)를 끼워 맞춤하여, 압연용 롤로 해도 좋다. 예를 들면, 도 3에 나타내는 바와 같이, 압연용 롤 외층재를 탄소강 단강제(made of forged carbon steel)의 축재(롤축)에 가열 수축 끼워 맞춤하여 복합 롤로 해도 좋다. 또한, 얻어진 압연용 롤 외층재는, 그 내측에 용착 일체화한 중간층을 형성하고, 중간층을 갖는 슬리브로서, 거기에 축재를 끼워 맞춤하여, 압연용 롤로 해도 좋다. 또한, 중간층은, 롤 외층재의 응고 도중 혹은 완전하게 응고한 후, 주형을 회전시키면서, 중간층 조성의 용탕을 주탕하여, 원심 주조함으로써 형성하는 것이 바람직하다. 중간층재로서 흑연강, 1∼2질량% C의 고탄소강, 아공정주철(hypoeutectic cast iron) 등을 예시할 수 있다. 또한, 이들 압연용 롤의 축재는 특별히 한정되지 않지만, 별도 제조된 단강품(축), 주강품(축), 주철품(축)으로 하는 것이 바람직하다.In the present invention, the obtained outer roll material for rolling is a single sleeve, and a shaft member is fitted thereto to form a rolling roll. For example, as shown in Fig. 3, the roll outer layer material for rolling may be heat-shrink-fitted to a shaft material (roll shaft) made of made of forged carbon steel to form a composite roll. In addition, the obtained outer roll material for rolling is a sleeve having an intermediate layer integrated by welding and integrally formed therein, and may be formed as a roll for rolling by fitting a shaft material thereto. In addition, the intermediate layer is preferably formed by pouring the molten metal of the intermediate layer composition and centrifugal casting while rotating the mold, during or after solidification of the roll outer layer material. Examples of the intermediate layer material include graphite steel, 1 to 2 mass% C high carbon steel, hypoeutectic cast iron, and the like. In addition, the shaft material of these rolling rolls is not particularly limited, but it is preferable to use separately manufactured forged steel products (shafts), cast steel products (shafts), and cast iron products (shafts).

또한 본 발명에서는, 상기한 압연용 롤 외층재를 외층으로 하여, 당해 외층과 용착 일체화한 내층으로 이루어지는 복합 롤(예를 들면, 도 4의 복합 롤의 단면의 개략도를 참조)로 하거나, 혹은 상기한 압연용 롤 외층재를 외층으로 하여, 당해 외층과 용착 일체화한 중간층, 당해 중간층과 용착 일체화한 내층으로 이루어지는 복합 롤(예를 들면, 도 5의 복합 롤의 단면의 개략도를 참조)로 해도 좋다.Further, in the present invention, the outer layer of the roll for rolling is used as an outer layer, and a composite roll comprising an inner layer integrated by welding with the outer layer (for example, refer to the schematic view of the cross section of the composite roll in FIG. 4), or the above The outer layer of the roll for rolling may be used as an outer layer, and a composite roll composed of an intermediate layer welded and integrated with the outer layer, and an inner layer welded and integrated with the intermediate layer (for example, see a schematic diagram of a cross section of the composite roll in FIG. 5). .

중간층을 형성하는 경우에는, 롤 외층재의 응고 도중 혹은 완전하게 응고한 후, 주형을 회전시키면서, 중간층 조성의 용탕을 주탕하여, 원심 주조하는 것이 바람직하다. 또한, 중간층재로서는, 흑연강, 1∼2질량%C의 고탄소강, 아공정주철 등을 이용하는 것이 바람직하다. 중간층과 외층은 일체 용착되어 있고, 외층 성분이 중간층으로 10∼90% 정도의 범위에서 혼입된다. 내층으로의 외층 성분의 혼입량을 억제하는 관점에서, 외층 성분의 중간층으로의 혼입량은 가능한 한 저감해 두는 것이 바람직하다.In the case of forming the intermediate layer, it is preferable to perform centrifugal casting by pouring the molten metal of the intermediate layer composition while rotating the mold, during or after solidification of the roll outer layer material. Further, as the intermediate layer material, it is preferable to use graphite steel, high carbon steel of 1 to 2 mass% C, sub-eutectic cast iron, or the like. The intermediate layer and the outer layer are integrally welded, and the components of the outer layer are mixed into the intermediate layer within a range of about 10 to 90%. From the viewpoint of suppressing the mixing amount of the outer layer component into the inner layer, it is preferable to reduce the mixing amount of the outer layer component into the intermediate layer as much as possible.

또한, 일반적으로, 내층은, 외층 혹은 중간층이 완전하게 응고한 후, 주형의 회전을 정지하여 주형을 세우고 나서, 내층재를 정치 주조(static casting)하여 형성된다. 여기에서, 정치 주조되는 내층재로서는, 주조성과 기계적 성질이 우수한 구 형상(nodular) 흑연 주철, 유충 형상(vermicular) 흑연 주철(CV 주철) 등을 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 중간층이 없고, 외층과 내층이 일체 용착되어 있는 복합 롤에서는, 외층재의 성분이 1∼10% 정도, 내층에 혼입되는 경우가 많다. 외층재에 포함되는 W, Cr, V 등은 강력한 탄화물 형성 원소이고, 이들 원소가 내층으로 혼입되면, 내층을 취약화한다. 이 때문에, 본 발명에서는, 외층 성분의 내층으로의 혼입율은 5% 미만으로 억제하는 것이 바람직하다.In general, the inner layer is formed by static casting of the inner layer material after the outer layer or the intermediate layer is completely solidified, the rotation of the mold is stopped to erect the mold, and then the inner layer material is statically cast. Here, as the inner layer material to be statically cast, it is preferable to use nodular graphite cast iron, vermicular graphite cast iron (CV cast iron), etc., which are excellent in castability and mechanical properties. In addition, in a composite roll in which there is no intermediate layer and the outer layer and the inner layer are integrally welded, the components of the outer layer material are often mixed in the inner layer in an amount of about 1 to 10%. W, Cr, V, etc. contained in the outer layer material are strong carbide-forming elements, and when these elements are incorporated into the inner layer, the inner layer becomes brittle. For this reason, in the present invention, it is preferable to suppress the mixing ratio of the outer layer component to the inner layer to less than 5%.

상기한 압연용 롤 외층재, 압연용 복합 롤은, 주조 후, 열처리가 실시되는 것이 바람직하다. 열처리는, 1000∼1200℃로 가열하여 5∼40h 유지한 후, 로(furnace)내에서 냉각하거나, 공냉 혹은 충풍 공냉(air blast cooling)하는 공정과, 추가로 400∼600℃로 가열 유지한 후 냉각하는 공정을 1회 이상 실시하는 처리로 하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명 압연용 롤 외층재, 압연용 복합 롤의 경도는, 용도에 따라서, 79∼100HS의 범위 내에서 조정하는 것이 바람직하다. 이와 같은 경도를 안정되게 확보할 수 있도록, 주조 후의 열처리를 조정하는 것이 권장된다.It is preferable that the said outer roll material for rolling and the composite roll for rolling are heat-treated after casting. Heat treatment is a process of heating at 1000 to 1200°C and maintaining for 5 to 40 hours, then cooling in a furnace, air cooling or air blast cooling, and heating and maintaining at 400 to 600°C. It is preferable to set it as the process of performing the process of cooling at least once. In addition, the hardness of the roll outer layer material for rolling and the composite roll for rolling of the present invention is preferably adjusted within the range of 79 to 100HS depending on the application. It is recommended to adjust the heat treatment after casting so that such hardness can be stably secured.

〔제2 실시 형태〕 [Second Embodiment]

본 발명의 압연용 롤 외층재는, 원심 주조제로 한다. 여기에서 말하는 「원심 주조제 압연용 롤 외층재」란, 종래부터 압연용 롤의 제조 방법으로서 이용되어 온 원심 주조법을 이용하여 제조된 상태의 압연용 롤 외층재인 것을 의미한다. 원심 주조법을 이용하여 제조된 압연용 롤 외층재(「원심 주조제」압연용 롤 외층재)는, 종래부터, 그 이외의 제조 방법으로 제조된 압연용 롤과는, 「물」로서 명료하게 구별할 수 있고, 또한, 그 「원심 주조제」압연용 롤 외층재를 구조나 특성으로 특정하는 것은, 다대한 노력을 필요로 하여, 비실제적이다.The roll outer layer material for rolling of the present invention is made of centrifugal casting. "Centrifugal cast roll outer layer material for rolling" means that it is a roll outer layer material for rolling in a state manufactured using the centrifugal casting method which has been conventionally used as a manufacturing method of rolling rolls. Roll outer layer material for rolling manufactured by using the centrifugal casting method ("Centrifugal casting agent" roll outer layer material for rolling) is clearly distinguished as "water" from rolling rolls manufactured by other manufacturing methods. In addition, specifying the "centrifugal casting agent" roll outer layer material for rolling by structure or characteristic requires a great deal of effort and is impractical.

본 발명의 압연용 롤 외층재는, W-Co기 합금제이고, W 함유량이 롤 외주측으로부터 내주측을 향하여 지름 방향으로 저하하는 경사 조성을 갖고, 압연 사용시의 최대 지름에 상당하는 위치의 표층이 되는 외층재가, 질량%로, W: 25∼70%, Co: 5∼45%를 포함하고, 추가로 C: 0.6∼3.5%, Si: 0.05∼3%, Mn: 0.05∼3%, Mo: 1∼15%를 포함하고, 또한 W, Co, Mo, Fe의 함유량이 다음의 [1]식을 만족하고, 잔부가 불가피적 불순물로 이루어지는 조성을 갖는다. 또한, 상기한 조성은, 외층재 전체 체적에 대하여, 적어도 외표면측의 20%의 체적분에 상당하는 지름 방향 위치에서 만족시키는 것이 바람직하다. 예를 들면, 외경 250㎜, 내경 140㎜의 슬리브이면, 압연 사용시의 최대 지름에 상당하는 위치로부터 내주측을 향하여 지름 방향으로 적어도 9㎜의 위치에서도 만족시키는 것이 바람직하다.The roll outer layer material for rolling of the present invention is made of a W-Co-based alloy, has an inclined composition in which the W content decreases in the radial direction from the outer circumferential side of the roll toward the inner circumferential side, and becomes a surface layer at a position corresponding to the maximum diameter in rolling use. The outer layer material contains, in mass%, W: 25 to 70%, Co: 5 to 45%, and further C: 0.6 to 3.5%, Si: 0.05 to 3%, Mn: 0.05 to 3%, Mo: 1 It contains -15%, and the content of W, Co, Mo, and Fe satisfies the following formula [1], and the balance has a composition consisting of unavoidable impurities. In addition, it is preferable that the above-described composition is satisfied at a position in the radial direction corresponding to at least 20% of the volume on the outer surface side with respect to the total volume of the outer layer material. For example, in the case of a sleeve having an outer diameter of 250 mm and an inner diameter of 140 mm, it is preferable to satisfy a position of at least 9 mm in the radial direction toward the inner circumferential side from a position corresponding to the maximum diameter at the time of rolling use.

1.2≤(%W+%Mo)/(%Co+%Fe)≤9.0   [1]1.2≤(%W+%Mo)/(%Co+%Fe)≤9.0   [1]

여기에서, %W, %Mo, %Co, %Fe는, 각 원소의 함유량(질량%)이고, 함유 하지 않는 경우는 0으로 한다.Here, %W, %Mo, %Co, and %Fe are the content (mass%) of each element, and when they are not contained, they are set to 0.

또한, 여기에서 말하는 「압연 사용시의 최대 지름에 상당하는 위치의 표층이 되는 외층재」란, 주조한 채로 외층재의 외표면에 형성되는 층(용탕이 금형과의 접촉에 의해 급냉되어 응고한 부위 등)을 연삭 제거하고, 비로소 압연 사용에 제공되는 제품 롤 지름의 최대 지름에 상당하는 위치의 표층이 되는 외층재를 말한다. 즉, 제품(롤 외층재)으로서 사용할 수 있는 최대 지름에 상당하는 위치의 표층이 되는 지름 방향으로 적어도 9㎜의 두께에 있는 외층재를 말한다.In addition, the term "outer layer material that becomes the surface layer at a position corresponding to the maximum diameter in rolling use" means a layer formed on the outer surface of the outer layer material while being cast (a part where the molten metal is rapidly cooled by contact with the mold and solidified, etc.) ) Is removed by grinding, and it refers to the outer layer material that becomes the surface layer at a position corresponding to the maximum diameter of the product roll diameter provided for rolling use. That is, it refers to an outer layer material having a thickness of at least 9 mm in the radial direction to become a surface layer at a position corresponding to the maximum diameter that can be used as a product (roll outer layer material).

또한, 표층이 되는 외층재의 조성 분석은, 형광 X선 분석이나 발광 분광 분석 등의 기기 분석에 의해 행해도, 혹은, 파괴 검사로는 되지만, 당해 표층이 되는 외층재를 포함하는 위치로부터, 롤 지름 방향의 두께가 10㎜ 미만인 블록 형상 시료를 채취하고, 당해 시료를 화학 분석하여 행해도, 어느것이라도 좋다.In addition, the composition analysis of the outer layer material serving as the surface layer may be performed by instrument analysis such as fluorescence X-ray analysis or emission spectroscopic analysis, or as a destructive inspection, but from the position containing the outer layer material serving as the surface layer, the roll diameter A block-shaped sample having a thickness of less than 10 mm in the direction may be collected, and the sample may be subjected to chemical analysis, or any may be used.

우선, 본 발명 압연용 롤 외층재의 조성 한정 이유에 대해서 설명한다. 이하, 조성에 관한 질량%는, 간단히 %로 기재한다.First, the reason for limiting the composition of the roll outer layer material for rolling of the present invention will be described. Hereinafter, the mass% related to the composition is simply described as %.

C: 0.6∼3.5%C: 0.6 to 3.5%

C는, W 및, Mo, Cr, V, Nb 등의 탄화물 형성 원소와 결합하여, 경질 탄화물을 형성하고, 내마모성을 향상시키는 작용을 갖는 원소이다. C량에 따라서, 탄화물의 형태나 정출량 및 정출 온도가 변화한다. C가 0.6% 이상에서는, M6C형 탄화물이 초정으로서 정출되고, 원심 주조시에 외표면측에 편석하는 조직 형태가 얻어지고, 내마모성이 향상된다. 또한, C가 0.6% 미만에서는, 초정으로서 정출하는 M6C형 탄화물량이 부족하여 내마모성이 저하한다. 한편, C는 3.5%를 초과하여 다량으로 함유하면, 외층재로서 제조가 곤란해지는데다, 매우 갈라지기 쉬운 M2C 탄화물이나 MC 탄화물이 생성하여, 조대화하기 때문에, 압연시에 롤 파괴가 발생하기 쉬워진다. 이와 같은 점에서, C는 0.6∼3.5%의 범위로 한정했다. 또한, 바람직하게는 C는 1.0∼3.0%이다. 보다 바람직하게는 C는 1.2∼2.8%이다.C is an element having an action of forming a hard carbide by bonding with W and carbide-forming elements such as Mo, Cr, V, and Nb, and improving abrasion resistance. Depending on the amount of C, the shape of the carbide, the amount of crystallization, and the crystallization temperature change. When C is 0.6% or more, the M 6 C-type carbide is crystallized as a primary crystal, a structure that segregates on the outer surface side during centrifugal casting is obtained, and abrasion resistance is improved. In addition, when C is less than 0.6%, the amount of M 6 C-type carbide crystallized as a primary crystal is insufficient, and abrasion resistance decreases. On the other hand, if C is contained in a large amount exceeding 3.5%, it becomes difficult to manufacture as an outer layer material, and because very fragile M 2 C carbide or MC carbide is generated and coarsened, roll breakage occurs during rolling. It becomes easy to do. From such a point, C was limited to the range of 0.6 to 3.5%. Further, preferably, C is 1.0 to 3.0%. More preferably, C is 1.2 to 2.8%.

Si: 0.05∼3% Si: 0.05 to 3%

Si는, 탈산제로서 작용함과 함께, 기지의 강화 작용도 갖는 원소이다. 그러한 효과를 얻기 위해서는, Si는 0.05% 이상의 함유를 필요로 한다. 한편, Si는 3%를 초과하여 함유해도, 효과가 포화하는데다, 편상 흑연이 출현하여 인성이 저하한다. 이 때문에, Si는 0.05∼3%의 범위로 한정했다. 또한, 바람직하게는 Si는 0.05∼2%이다. 보다 바람직하게는 Si는 0.2∼1.8%이다.Si is an element that acts as a deoxidizing agent and also has a known strengthening effect. In order to obtain such an effect, Si needs to contain 0.05% or more. On the other hand, even if Si contains more than 3%, the effect is saturated, flake graphite appears, and toughness decreases. For this reason, Si was limited to the range of 0.05 to 3%. In addition, Si is preferably 0.05 to 2%. More preferably, Si is 0.2 to 1.8%.

Mn: 0.05∼3% Mn: 0.05 to 3%

Mn은, MnS로서 S를 고정하고, 재질에 악영향을 미치는 S를 무해화하는 작용을 갖는 원소이다. 또한, Mn은, 기지에 고용하여 ??칭성 향상에 기여한다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, Mn은 0.05% 이상 함유시킬 필요가 있다. 한편, Mn은 3%를 초과하여 함유해도 상기한 효과가 포화하는데다, 재질 저하를 초래한다. 이 때문에, Mn은 0.05∼3%의 범위로 한정했다. 또한, 바람직하게는 Mn은 0.1∼1%이다. 보다 바람직하게는 Mn은 0.2∼0.8%이다.Mn is an element having an action of fixing S as MnS and detoxifying S, which adversely affects the material. In addition, Mn is employed in the base and contributes to the improvement of qualitative properties. In order to obtain such an effect, it is necessary to contain Mn 0.05% or more. On the other hand, even if it contains more than 3% of Mn, the above-described effect is saturated, and material deterioration is caused. For this reason, Mn was limited to the range of 0.05-3%. Further, preferably, Mn is 0.1 to 1%. More preferably, Mn is 0.2 to 0.8%.

Mo: 1∼15% Mo: 1 to 15%

Mo는, C와 결합하여 탄화물을 형성하는 탄화물 형성 원소로서, 본 발명에서는 특히, W가 농화한 초정 탄화물인 경질의 M6C형 탄화물 중에 고용하여 탄화물을 강화하여, 롤 외층재의 파괴 저항을 증가시키는 작용을 갖는다. 또한, Mo는 열처리시에 ??칭성을 향상시켜, 롤 외층재의 경도 증가에 기여한다. 추가로, Mo는, Co보다도 무거운 원소로서, 초정 탄화물의 외표면측으로의 원심 분리를 저해하지 않거나, 혹은 촉진하는 효과도 갖는다. 이들 효과를 얻기 위해서는, Mo는 1% 이상의 함유를 필요로 한다. 한편, Mo는 15%를 초과하여 다량으로 함유하면, Mo 주체의 경취한 탄화물이 출현하여, 내마모성이 저하한다. 이 때문에, Mo는 1∼15%의 범위로 한정했다. 또한, 바람직하게는, Mo는 2∼10%이다. 보다 바람직하게는, Mo는 4∼10%이다.Mo is a carbide-forming element that combines with C to form carbide.In the present invention, in particular, in the present invention, it is dissolved in hard M 6 C-type carbide, which is an ultra-crystalline carbide enriched with W, to strengthen the carbide, thereby increasing the breaking resistance of the roll outer layer material. It has an action of letting go. In addition, Mo improves the hardening property during heat treatment, and contributes to an increase in the hardness of the roll outer layer material. In addition, Mo is an element heavier than Co, and has an effect of not inhibiting or promoting centrifugation of the primary carbide to the outer surface side. In order to obtain these effects, Mo needs to contain 1% or more. On the other hand, when Mo is contained in a large amount exceeding 15%, hard and brittle carbides mainly composed of Mo appear, and abrasion resistance deteriorates. For this reason, Mo was limited to the range of 1 to 15%. Further, preferably, Mo is 2 to 10%. More preferably, Mo is 4 to 10%.

W: 25∼70% W: 25-70%

W는, 본 발명에서 가장 중요한 원소로서, 25% 이상으로 다량으로 함유시킨 합금 조성으로 한다. 이에 따라, W가 농화한 경질인 M6C형 탄화물을 초정으로서 다량으로 출현시킬 수 있어, 내마모성이 현저하게 향상된 압연용 롤 외층재로 할 수 있다. 한편, W가 70%를 초과하는 함유는, M6C형 탄화물이 조대화하여 깨지기 쉬운데다, 용탕의 융점이 상승하여, 용해, 주조 등이 곤란해진다. 이 때문에, W는 25∼70%의 범위로 한정했다. 또한, 바람직하게는, W는 30∼65%이다. 보다 바람직하게는, W는 35∼55%이다.W is the most important element in the present invention, and is an alloy composition containing 25% or more in a large amount. Thereby, it is possible to make a large amount of hard M 6 C-type carbide enriched with W as a primary crystal, and a roll outer layer material for rolling with remarkably improved wear resistance. On the other hand, when the W content exceeds 70%, the M 6 C-type carbide becomes coarse and fragile, and the melting point of the molten metal increases, making it difficult to dissolve or cast. For this reason, W was limited to the range of 25 to 70%. Further, preferably, W is 30 to 65%. More preferably, W is 35 to 55%.

Co: 5∼45% Co: 5 to 45%

Co는, W와 함께, 본 발명에서 중요한 원소이다. Co를 W와 함께, 다량으로 함유함으로써, C의 활량이 증가하고, W가 농화한 경질인 탄화물(M6C형 혹은 M2C형이나 MC형 등)을 초정으로서 다량으로 출현시키는 것이 촉진되어, 압연용 롤 외층재의 내마모성의 향상에 기여한다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, Co를 5% 이상 함유시킬 필요가 있다. 한편, Co는 45%를 초과하여 다량으로 함유하면, γ상이 안정화하여, 기지가 연질이 되어, 압연용 롤로서 사용한 경우에는, 패임 흠집(오목부)의 다발을 초래하여, 내마모성이 현저하게 저하한다. 이 때문에, Co는 5∼45%의 범위로 한정했다. 또한, 바람직하게는 Co는 10∼40%이다. 보다 바람직하게는, Co는 12∼35%이다.Co, together with W, is an important element in the present invention. By containing Co in a large amount with W, the activity of C increases, and the appearance of hard carbides (M 6 C type, M 2 C type, MC type, etc.) enriched with W as a primary crystal is promoted. , It contributes to the improvement of the wear resistance of the roll outer layer material for rolling. In order to obtain such an effect, it is necessary to contain 5% or more of Co. On the other hand, when Co is contained in a large amount exceeding 45%, the γ-phase is stabilized and the matrix becomes soft, and when used as a rolling roll, a bundle of dents and scratches (concave portions) is caused, and abrasion resistance remarkably decreases. do. For this reason, Co was limited to the range of 5 to 45%. Further, preferably, Co is 10 to 40%. More preferably, Co is 12 to 35%.

상기한 성분이 기본의 성분이지만, 기본 조성에 더하여, Fe: 5∼40%, Cr: 0.1∼10%, V: 0.1∼6%, Nb: 0.1∼3% 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상, 및/또는, Ni: 0.05∼3%를 필요에 따라 선택하여 함유해도 좋다.Although the above-described component is a basic component, in addition to the basic composition, one or two or more selected from Fe: 5 to 40%, Cr: 0.1 to 10%, V: 0.1 to 6%, and Nb: 0.1 to 3%, And/or Ni: 0.05 to 3% may be selected and contained as necessary.

Fe: 5∼40%, Cr: 0.1∼10%, V: 0.1∼6%, Nb: 0.1∼3% 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상 One or two or more selected from Fe: 5-40%, Cr: 0.1-10%, V: 0.1-6%, Nb: 0.1-3%

Fe, Cr, V, Nb는 모두, 탄화물 형성 원소이고, 탄화물에 고용하여 탄화물을 강화하는 작용을 갖는 원소로서, 필요에 따라 선택하여 1종 또는 2종 이상을 함유할 수 있다.All of Fe, Cr, V, and Nb are carbide-forming elements, and are elements that have an action of strengthening the carbide by solid solution in the carbide, and may contain one or two or more kinds, selected as necessary.

Fe는, 탄화물에 고용함과 함께 기지에도 고용하여, 기지의 강화에 기여하고, 압연용 롤로서 사용한 경우에 패임 흠집(오목부)의 생성을 방지하는 작용을 갖는다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, Fe는 5% 이상 함유하는 것이 바람직하다. 한편, Fe는 40%를 초과하여 함유하면, 초정으로서 출현하는 경질인 M6C형 탄화물량이 감소하고, 취약한 M3C형 탄화물이 증가하여, 내마모성이 저하한다. 이 때문에, 함유하는 경우에는, Fe는 5∼40%의 범위로 한정하는 것이 바람직하다. 또한, 보다 바람직하게는 Fe는 10∼35%이다. 더욱 바람직하게는 Fe는 12∼30%이다.Fe is dissolved in the carbide and dissolved in the base, contributing to the strengthening of the base, and has an effect of preventing the generation of dents and flaws (recesses) when used as a rolling roll. In order to obtain such an effect, it is preferable to contain Fe 5% or more. On the other hand, when Fe contains more than 40%, the amount of hard M 6 C-type carbides appearing as primary crystals decreases, the fragile M 3 C-type carbides increase, and abrasion resistance decreases. For this reason, when it contains, it is preferable to limit Fe to 5 to 40% of range. Further, more preferably, Fe is 10 to 35%. More preferably, Fe is 12 to 30%.

기지 중에 Fe를 함유함으로써 W-Co기 합금의 기지가 강화되는 기구에 대해서는 현시점에서는 명확하게 되어 있지 않지만, Co에 의한 γ상 안정화 작용을 Fe에 의한 α상 안정화 작용이 상쇄하고, 결과적으로 기지의 강도가 상승했기 때문이거나, 혹은 Fe의 α상 안정화 작용이 커, 기지가 경질인 마르텐사이트나 베이나이트 조직이 되거나, 혹은 추가로 그러한 기지 중에 추가로 미세한 탄화물이 석출한 조직이 출현하는 등의 기지의 강화 현상이 발생했다고 생각된다.The mechanism by which the matrix of the W-Co-based alloy is strengthened by containing Fe in the matrix is not clear at this point, but the γ-phase stabilization action by Co is canceled out by the α-phase stabilization action by Fe, and as a result, known It is because the strength has increased, or because the α-phase stabilizing effect of Fe is large, the matrix becomes a hard martensite or bainite structure, or a structure in which additional fine carbides precipitated appears in such a matrix. It is thought that the reinforcement phenomenon occurred.

Cr은, 강력한 탄화물 형성 원소로서, 주로 공정 탄화물을 형성함과 함께, 형성한 탄화물의 강도를 향상시키는 효과를 갖는다. 공정 탄화물은, 초정인 M6C형 탄화물의 간극에 정출하게 되기 때문에, 결과적으로 M6C형 탄화물의 간극을 강화하도록 작용한다. 또한, Cr은, 흑연의 출현을 억제하는 작용도 갖는다. W-Co기 합금은, C의 활량 계수가 높기 때문에 흑연이 출현하기 쉽고, 흑연이 출현하면 인성이 저하한다. 흑연의 출현을 억제하여 압연용 롤로서 안정되게 사용하기 위해, 본 발명에서는 필요에 따라 Cr을 함유하는 것이 바람직하다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, Cr은 0.1% 이상 함유하는 것이 바람직하다. 한편, Cr은 10%를 초과하여 함유하면, Cr계 공정 탄화물이 다량으로 출현하여 인성이 저하한다. 이 때문에, 함유하는 경우에는, Cr은 0.1∼10%의 범위로 한정하는 것이 바람직하다. 또한, 보다 바람직하게는 Cr은 1∼8%이다. 더욱 바람직하게는 Cr은 1.5∼7%이다.Cr, as a strong carbide-forming element, mainly forms eutectic carbide and has an effect of improving the strength of the formed carbide. Since eutectic carbide is crystallized in the gap of the primary M 6 C-type carbide, it acts to strengthen the gap of the M 6 C-type carbide as a result. Further, Cr also has an action of suppressing the appearance of graphite. Since the W-Co-based alloy has a high C activity coefficient, graphite tends to appear, and when graphite appears, the toughness decreases. In order to suppress the appearance of graphite and stably use it as a rolling roll, in the present invention, it is preferable to contain Cr as necessary. In order to obtain such an effect, it is preferable to contain Cr 0.1% or more. On the other hand, when Cr contains more than 10%, a large amount of Cr-based eutectic carbides appear and the toughness decreases. For this reason, when it contains, it is preferable to limit Cr to 0.1-10% of range. Further, more preferably, Cr is 1 to 8%. More preferably, Cr is 1.5 to 7%.

V는, C와 결합하여 경질인 VC(Mo, Nb, Cr, W 등을 포함한 MC형 탄화물)를 형성하는 원소로서, 형성된 MC형 탄화물이 초정으로서 정출하고, W가 농화한 M6C형 탄화물의 정출핵이 되고, M6C형 탄화물의 출현을 촉진시켜, 더욱 미세한 M6C형 탄화물을 고밀도로 분산시키는 작용을 갖는다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, V는 0.1% 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 한편, V는 6%를 초과하여 다량으로 함유하면, W를 많이 함유하고 있어도, 저비중의 V계 MC형 탄화물이 증가하고 또한 조대화하여, 원심 주조시에 롤 외층재의 내면측에 원심 분리된다. 그 때문에, 외면측에서 경질의 M6C형 탄화물량이 부족하여 롤 외층재의 사용시의 내마모성이 저하한다. 또한, 내면측에 원심 분리된 V계 MC형 탄화물이 다량으로 되면 롤 내층이나 중간층과의 경계 강도가 저하한다. 이 때문에, 함유하는 경우에는, V는 0.1∼6%의 범위로 한정하는 것이 바람직하다. 또한, 보다 바람직하게는 V는 1∼5%이다. 더욱 바람직하게는 V는 1.5∼4%이다.V is an element that combines with C to form hard VC (MC-type carbide including Mo, Nb, Cr, W, etc.), and the formed MC-type carbide is crystallized as primary crystal, and W is concentrated M 6 C-type carbide. and the extrusion of the core, facilitating the occurrence of the M 6 C type carbide has a function of dispersing the finer M 6 C type carbide at a high density. In order to obtain such an effect, it is preferable to contain V by 0.1% or more. On the other hand, if V is contained in a large amount exceeding 6%, even if it contains a large amount of W, the low specific gravity V-type MC-type carbide increases and becomes coarse, and is centrifuged on the inner surface side of the roll outer layer material during centrifugal casting. . Therefore, the amount of hard M 6 C-type carbide on the outer surface side is insufficient, and the abrasion resistance at the time of use of the roll outer layer material is deteriorated. Further, when a large amount of the V-type MC-type carbide centrifuged on the inner surface side decreases, the strength of the boundary between the inner roll layer and the intermediate layer decreases. For this reason, when it contains, it is preferable to limit V to 0.1-6% of range. Further, more preferably, V is 1 to 5%. More preferably, V is 1.5 to 4%.

Nb는, C와의 결합력이 매우 높아, 강력한 탄화물 형성 원소로서, V나 W와의 복합 탄화물을 형성하기 쉽다. 이와 같은 Nb와 V나 W의 복합 탄화물은, 초정으로서 정출하는, W가 농화한 M6C형 탄화물의 정출핵이 되고, M6C형 탄화물의 출현을 촉진시켜, 더욱 미세한 M6C형 탄화물을 고밀도로 분산시키는 작용을 갖는다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, Nb는 0.1% 이상의 함유를 필요로 한다. 한편, Nb는 3%를 초과하는 다량의 함유는, 저비중의 Nb계 MC형 탄화물을 형성하여 조대화하고, 원심 주조시에 탄화물이 롤 외층재의 내면측에 원심 분리되기 쉬워짐과 함께, 외층재 내면측의 MC형 탄화물의 양이 증가한다. 또한 외층재 내면측에 원심 분리되는 MC형 탄화물은, 그 양이 많아지면, 롤 내층이나 중간층과의 경계 강도가 저하하는 등, 내면측의 품질이 저하한다. 이 때문에, 함유하는 경우에는, Nb는 0.1∼3%의 범위로 한정하는 것이 바람직하다. 또한, 보다 바람직하게는 Nb는 0.5∼2%이다. 보다 바람직하게는 Nb는 0.6∼1.8%이다.Nb has a very high bonding strength with C and is a strong carbide-forming element, and it is easy to form a composite carbide with V or W. This is the crystallization nucleation of W One M 6 C type carbide thickening, which crystallized as the Nb and V and W the complex carbide is invited of, it promotes the appearance of the M 6 C type carbide, finer M 6 C type carbide It has the effect of dispersing in high density. In order to obtain such an effect, Nb needs to contain 0.1% or more. On the other hand, when a large amount of Nb exceeds 3%, a low specific gravity Nb-based MC-type carbide is formed and coarsened. During centrifugal casting, the carbide is easily centrifuged on the inner surface side of the roll outer layer material, and the outer layer The amount of MC-type carbide on the inner surface side of the material increases. Further, when the amount of the MC-type carbide centrifuged on the inner surface side of the outer layer material increases, the quality of the inner surface side decreases, such as a decrease in the strength of the boundary between the roll inner layer and the intermediate layer. For this reason, in the case of containing, it is preferable to limit Nb to the range of 0.1 to 3%. Further, more preferably, Nb is 0.5 to 2%. More preferably, Nb is 0.6 to 1.8%.

Ni: 0.05∼3%Ni: 0.05 to 3%

Ni는, ??칭성을 향상시키는 작용이 있는 원소로서, 예를 들면, 대형 롤에 있어서의 ??칭성 부족을 해소하기 위해서 등, 필요에 따라 함유할 수 있다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, Ni는 0.05% 이상 함유하는 것이 바람직하다. 또한, Ni는 불순물 레벨인 0.05% 미만에서는 그 효과가 인정되지 않는다. 한편, Ni는 3%를 초과하는 함유는, γ상이 안정화하여, 소망하는 ??칭성을 확보할 수 없게 된다. 이 때문에, 함유하는 경우에는, Ni는 0.05∼3%의 범위로 한정하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 Ni는 0.1∼2.5%이다.Ni is an element having an effect of improving the quenchability, and may be contained as necessary, for example, in order to eliminate the lack of quenchability in a large roll. In order to obtain such an effect, it is preferable to contain Ni by 0.05% or more. In addition, when Ni is less than 0.05%, which is an impurity level, the effect is not recognized. On the other hand, when Ni is contained in an amount exceeding 3%, the γ phase is stabilized, and desired quenchability cannot be secured. For this reason, when it contains, it is preferable to limit Ni to 0.05-3% of range. More preferably, Ni is 0.1 to 2.5%.

상기한 성분 이외의 잔부는, 불가피적 불순물로 이루어진다. 불가피적 불순물로서는, P, S, N, B를 예시할 수 있다. 또한, P는, 입계에 편석하고, 재료를 취화시키는 등의 악영향을 미치기 때문에, 불순물로서 가능한 한 저감하는 것이 바람직하지만, P는 0.05% 이하이면 허용할 수 있다. 또한, S도, P와 동일하게, 입계에 편석하고, 재료를 취화시키는 등의 영향을 미치기 때문에, 불순물로서 가능한 한 저감하는 것이 바람직하지만, S는 0.05% 이하이면, 일부는 Mn과 화합하여 황화물계 개재물로서 존재하여 무해화되기 때문에, 허용할 수 있다. 또한, N은, 통상의 용해이면, 불순물로서 0.01∼0.1% 정도 혼입된다. 그러나, 이 정도의 함유이면 본 발명의 효과에 영향을 줄 일은 없다. 단, N은, 복합 롤의 외층과 중간층 혹은 내층과의 경계에 가스 결함을 생성하는 경우가 있기 때문에, N은 0.07% 미만으로 한정하는 것이 바람직하다. 또한, B는, 용해 원료의 스크랩이나 주조용 플럭스로부터 혼입하여 불가피적 불순물 원소로서 함유되는 경우가 있다. B는, 탄화물이나 기지에 고용하여 탄화물의 성질을 변화시키거나, 기지에 고용하여 기지의 ??칭성에 영향을 미쳐, 품질 편차를 양성하는 경우가 있다. 이 때문에, B는 최대한 저감한 쪽이 바람직하지만, B는 0.1% 이하이면, 본 발명의 효과에 악영향을 미치는 일은 없다. 여기에서, 상기한 불가피적 불순물 원소는, 합계로 1% 미만으로 조정하는 것이 바람직하다.The balance other than the above-described components is made of unavoidable impurities. Examples of inevitable impurities include P, S, N, and B. In addition, since P segregates at grain boundaries and exerts adverse effects such as embrittlement of the material, it is preferable to reduce it as an impurity as much as possible, but it is acceptable as long as P is 0.05% or less. In addition, S, like P, segregates at the grain boundaries and embrittles the material, so it is preferable to reduce it as an impurity as much as possible. However, if S is 0.05% or less, some of it is combined with Mn and sulfide Since it exists as a system inclusion and becomes harmless, it is acceptable. In addition, N is mixed in about 0.01% to 0.1% as an impurity, as long as it is usually dissolved. However, if it is contained at this level, there is no effect on the effect of the present invention. However, since N may generate gas defects at the boundary between the outer layer and the intermediate layer or the inner layer of the composite roll, N is preferably limited to less than 0.07%. In addition, B may be incorporated as an inevitable impurity element by mixing from scrap of a melting raw material or a casting flux. B is dissolved in a carbide or a base to change the properties of the carbide, or dissolved in a base to affect the quality of the base in some cases, resulting in quality deviation. For this reason, it is preferable that B is reduced as much as possible, but when B is 0.1% or less, the effect of the present invention is not adversely affected. Here, the inevitable impurity element described above is preferably adjusted to less than 1% in total.

또한, 본 발명에 있어서의 압연 사용시의 최대 지름에 상당하는 위치의 표층이 되는 외층재는, 상기의 조성을 포함하고, 또한 W, Co, Mo, Fe의 함유량이 다음의 [1]식을 만족한다.In addition, the outer layer material serving as the surface layer at a position corresponding to the maximum diameter at the time of rolling use in the present invention contains the above composition, and the content of W, Co, Mo, and Fe satisfies the following equation [1].

1.2≤(%W+%Mo)/(%Co+%Fe)≤9.0   [1] 1.2≤(%W+%Mo)/(%Co+%Fe)≤9.0   [1]

여기에서, %W, %Mo, %Co, %Fe는, 각 원소의 함유량(질량%)이고, 함유하지 않는 경우는 0으로 한다.Here, %W, %Mo, %Co, and %Fe are the content (mass%) of each element, and when they are not contained, they are set to 0.

(%W+%Mo)/(%Co+%Fe)가 1.2 이상이 되면, 경질 탄화물이 다량으로 집적하고, 또한, W 및 Mo가 기지에 고용하는 양도 증가하기 때문에, 양자의 복합적인 작용에 의해, 270㎬ 이상의 영률이 된다. 종래의 고속도 공구강계의 롤은, 피압연재와 접촉하는 표층의 영률이 220∼235㎬ 정도이고(예를 들면, 비특허문헌 4, 5를 참조), 영률이 270㎬ 이상이면, 롤 표층의 탄성 변형 억제에 의한 압연 하중 저감 효과가 얻어진다. (%W+%Mo)/(%Co+%Fe)가 1.2 미만이라도, 상기 조성 범위를 만족하면 내마모성이 우수한 압연용 롤 외층재가 얻어지지만, 영률이 270㎬ 미만이기 때문에, 현저한 압연 하중 저감 효과는 얻어지지 않는다. 한편, (%W+%Mo)/(%Co+%Fe)를 9.0 초과로 하기 위해서는, 고가의 W, Mo를 다량으로 첨가할 필요가 있어, 경제적으로 불리해지기 때문에, (%W+%Mo)/(%Co+%Fe)는 9.0을 상한으로 했다. 또한, 본 발명자들의 예의 검토의 결과, (%W+%Mo)/(%Co+%Fe)가 상기[1]식을 만족함으로써, 기지 중의 W 및 Mo의 고용량의 합이 3.5% 이상이 되어, 270㎬ 이상의 영률이 얻어지는 것이 확인되고 있다. (%W+%Mo)/(%Co+%Fe)의 제어는, 용탕 조성이나 원심 주조시의 주조 온도, 원심력에 의해 조정하면 좋다. 또한, 바람직하게는, (%W+%Mo)/(%Co+%Fe)는 4.8 이상, 7.8 이하이다.When (%W+%Mo)/(%Co+%Fe) becomes 1.2 or more, a large amount of hard carbides are accumulated, and the amount of W and Mo dissolved in the matrix also increases. It becomes a Young's modulus of 270 ㎬ or more. In the case of a conventional high-speed tool steel-based roll, the Young's modulus of the surface layer in contact with the rolled material is about 220 to 235 GPa (for example, see Non-Patent Documents 4 and 5), and the Young's modulus is 270 GPa or more, the elasticity of the roll surface layer. The effect of reducing the rolling load by suppressing the deformation is obtained. Even if (%W+%Mo)/(%Co+%Fe) is less than 1.2, if the above composition range is satisfied, a roll outer layer material for rolling excellent in wear resistance is obtained, but since the Young's modulus is less than 270 GPa, a remarkable rolling load reduction effect is obtained. I don't lose. On the other hand, in order to make (%W+%Mo)/(%Co+%Fe) more than 9.0, it is necessary to add a large amount of expensive W and Mo, which is economically disadvantageous, so (%W+%Mo)/ (%Co+%Fe) made 9.0 the upper limit. Further, as a result of the intensive examination of the present inventors, when (%W+%Mo)/(%Co+%Fe) satisfies the above formula [1], the sum of the high capacities of W and Mo in the base is 3.5% or more, and 270 It has been confirmed that the Young's modulus of GPa or more can be obtained. Control of (%W+%Mo)/(%Co+%Fe) may be adjusted by the composition of the molten metal, the casting temperature at the time of centrifugal casting, and the centrifugal force. Further, preferably, (%W+%Mo)/(%Co+%Fe) is 4.8 or more and 7.8 or less.

또한, 본 발명 압연용 롤 외층재는, 우수한 압연 하중 저감 효과를 발휘하기 위해, 압연 사용시의 최대 지름에 상당하는 위치의 표층이 되는 외층재의 영률이 270㎬ 이상 500㎬ 이하인 것이 바람직하다. 상기한 바와 같이, 종래의 고속도 공구강계의 롤은, 피압연재와 접촉하는 표층의 영률이 220∼235㎬ 정도이고(예를 들어, 비특허문헌 4, 5를 참조), 영률이 270㎬ 이상이면, 롤 표층의 탄성 변형 억제에 의한 압연 하중 저감 효과가 얻어진다. 단, 영률을 500㎬보다 크게 하기 위해서는, 다량의 합금 원소의 함유가 필요해져, 경제적으로 불리해지기 때문에, 영률은 270㎬ 이상 500㎬ 이하인 것이 바람직하다.In addition, in order to exhibit an excellent rolling load reduction effect in the roll outer layer material of the present invention, it is preferable that the Young's modulus of the outer layer material serving as a surface layer at a position corresponding to the maximum diameter at the time of rolling use is 270 GPa or more and 500 GPa or less. As described above, in the case of a conventional high-speed tool steel-based roll, if the Young's modulus of the surface layer in contact with the rolled material is about 220 to 235 GPa (for example, see Non-Patent Documents 4 and 5), and the Young's modulus is 270 GPa or more. , The rolling load reduction effect by suppressing the elastic deformation of the roll surface layer is obtained. However, in order to make the Young's modulus larger than 500 GPa, it is necessary to contain a large amount of alloying elements, which is economically disadvantageous, so that the Young's modulus is preferably 270 GPa or more and 500 GPa or less.

영률의 측정은, 압연 사용시의 최대 지름에 상당하는 위치의 외층재로부터, 압축 시험편 또는 인장 시험편을 채취하고, 압축 시험 또는 인장 시험에 있어서의 탄성 변형시의 구배에서 산출하거나, 초음파법과 같은 비파괴 측정법으로 측정해도 좋다.The Young's modulus is measured by taking a compression test piece or a tensile test piece from an outer layer material at a position corresponding to the maximum diameter at the time of rolling use, and calculating it from the gradient at the time of elastic deformation in a compression test or a tensile test, or a non-destructive measurement method such as an ultrasonic method. It may be measured as.

다음으로, 본 발명 압연용 롤 외층재의 바람직한 제조 방법에 대해서 설명한다.Next, a preferable manufacturing method of the roll outer layer material for rolling of the present invention will be described.

본 발명에서는, 생산성, 그리고 제조 비용의 관점에서, 압연용 롤 외층재는, 주조 주형을 회전시키는 형식의 원심 주조법을 이용하여 제조한다. 이에 따라, 염가로, 내마모성이 우수한 압연용 롤 외층재를 제조할 수 있다.In the present invention, from the viewpoint of productivity and manufacturing cost, the roll outer layer material for rolling is manufactured by using a centrifugal casting method in which a casting mold is rotated. Accordingly, it is possible to manufacture a roll outer layer material for rolling excellent in abrasion resistance at low cost.

우선, 회전하는 주형에, 상기한 롤 외층재 조성의 용탕을, 소정의 두께가 되도록 주탕하고, 원심 주조하여, 압연용 롤 외층재로 한다. 또한, 통상은, 주형의 보호를 위해, 그 내면에는, 지르콘 등을 주재로 한 내화물이 피복되는 것이 일반적이다. 또한, 본 발명에서는, 압연 사용시의 최대 지름에 상당하는 위치에 있어서의 원심력이 120∼250G가 되도록 회전수를 조정하여 원심 주조하는 것이 바람직하다. 높은 원심력을 부여함으로써, 외표면측에서 비중이 큰 경질 탄화물의 분산 밀도를 높게 할 수 있다.First, the molten metal having the above-described roll outer layer material composition is poured into a rotating mold so as to have a predetermined thickness, followed by centrifugal casting to obtain a roll outer layer material for rolling. In addition, in general, in order to protect the mold, a refractory material mainly made of zircon or the like is coated on the inner surface of the mold. Further, in the present invention, it is preferable to perform centrifugal casting by adjusting the rotational speed so that the centrifugal force at a position corresponding to the maximum diameter at the time of rolling use becomes 120 to 250 G. By applying a high centrifugal force, the dispersion density of the hard carbide having a large specific gravity can be increased on the outer surface side.

본 발명에서는, 얻어진 압연용 롤 외층재는, 단체의 슬리브로서, 거기에 축재를 끼워 맞춤하여, 압연용 롤로 해도 좋다(예를 들면, 도 8을 참조). 또한, 얻어진 압연용 롤 외층재는, 그의 내측에 용착 일체화한 중간층을 형성하고, 중간층을 갖는 슬리브로서, 거기에 축재를 끼워 맞춤하여, 압연용 롤로 해도 좋다. 또한, 중간층은, 롤 외층재의 응고 도중 혹은 완전하게 응고한 후, 주형을 회전시키면서, 중간층 조성의 용탕을 주탕하고, 원심 주조함으로써 형성하는 것이 바람직하다. 중간층재로서, 흑연강, 1∼2질량% C의 고탄소강, 아공정주철 등을 예시할 수 있다. 또한, 이들 압연용 롤의 축재는 특별히 한정되지 않지만, 별도 제조된 단강품(축), 주강품(축), 주철품(축)으로 하는 것이 바람직하다.In the present invention, the resulting roll outer layer material may be a single sleeve, and a shaft material may be fitted thereto to form a rolling roll (see, for example, Fig. 8). In addition, the obtained outer roll material for rolling is a sleeve having an intermediate layer integrated by welding on the inner side thereof, and a shaft member is fitted thereto to form a rolling roll. In addition, the intermediate layer is preferably formed by pouring the molten metal of the intermediate layer composition and centrifugal casting while rotating the mold, during or after solidification of the roll outer layer material. Examples of the intermediate layer material include graphite steel, 1 to 2 mass% C high carbon steel, subeutectic cast iron, and the like. In addition, the shaft material of these rolling rolls is not particularly limited, but it is preferable to use separately manufactured forged steel products (shafts), cast steel products (shafts), and cast iron products (shafts).

또한 본 발명에서는, 상기한 압연용 롤 외층재를 외층으로 하여, 당해 외층과 용착 일체화한 내층으로 이루어지는 복합 롤로 하거나, 혹은 상기한 압연용 롤 외층재를 외층으로 하여, 당해 외층과 용착 일체화한 중간층, 당해 중간층과 용착일체화한 내층으로 이루어지는 복합 롤로 해도 좋다.In the present invention, in the present invention, the outer layer of the roll for rolling is used as an outer layer to form a composite roll consisting of an inner layer integrated by welding with the outer layer, or the outer layer of the roll for rolling is used as an outer layer, and an intermediate layer in which the outer layer is welded and integrated with the outer layer. Or, it may be a composite roll comprising the intermediate layer and the inner layer formed by welding.

중간층을 형성하는 경우에는, 롤 외층재의 응고 도중 혹은 완전하게 응고한 후, 주형을 회전시키면서, 중간층 조성의 용탕을 주탕하여, 원심 주조하는 것이 바람직하다. 또한, 중간층재로서는, 흑연강, 1∼2질량%C의 고탄소강, 아공정주철 등을 이용하는 것이 바람직하다. 중간층과 외층은 일체 용착되어 있고, 외층 성분이 중간층에 10∼90% 정도의 범위에서 혼입된다. 내층으로의 외층 성분의 혼입량을 억제하는 관점에서, 외층 성분의 중간층으로의 혼입량은 가능한 한 저감해 두는 것이 바람직하다.In the case of forming the intermediate layer, it is preferable to perform centrifugal casting by pouring the molten metal of the intermediate layer composition while rotating the mold, during or after solidification of the roll outer layer material. Further, as the intermediate layer material, it is preferable to use graphite steel, high carbon steel of 1 to 2 mass% C, sub-eutectic cast iron, or the like. The intermediate layer and the outer layer are integrally welded, and the components of the outer layer are mixed in the intermediate layer within a range of about 10 to 90%. From the viewpoint of suppressing the mixing amount of the outer layer component into the inner layer, it is preferable to reduce the mixing amount of the outer layer component into the intermediate layer as much as possible.

또한, 일반적으로, 내층은, 외층 혹은 중간층이 완전하게 응고한 후, 주형의 회전을 정지하여 주형을 세우고 나서, 내층재를 정치 주조하여 형성된다. 여기에서, 정치 주조되는 내층재로서는, 주조성과 기계적 성질이 우수한 구 형상 흑연 주철, 유충 형상 흑연 주철(CV 주철) 등을 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 중간층이 없고, 외층과 내층이 일체 용착되어 있는 복합 롤에서는, 외층재의 성분이 1∼10% 정도, 내층에 혼입되는 경우가 많다. 외층재에 포함되는 W, Cr, V 등은 강력한 탄화물 형성 원소이고, 이들 원소가 내층으로 혼입하면, 내층을 취약화한다. 이 때문에, 본 발명에서는, 외층 성분의 내층으로의 혼입율은 5% 미만으로 억제하는 것이 바람직하다.In general, the inner layer is formed by stopping the rotation of the mold after the outer layer or the intermediate layer is completely solidified, and then erecting the mold, and then statically casting the inner layer material. Here, it is preferable to use spherical graphite cast iron, caterpillar graphite cast iron (CV cast iron), and the like, which are excellent in castability and mechanical properties, as the inner layer material to be statically cast. In addition, in a composite roll in which there is no intermediate layer and the outer layer and the inner layer are integrally welded, the components of the outer layer material are often mixed in the inner layer in an amount of about 1 to 10%. W, Cr, V, and the like contained in the outer layer material are strong carbide-forming elements, and when these elements are incorporated into the inner layer, the inner layer becomes brittle. For this reason, in the present invention, it is preferable to suppress the mixing ratio of the outer layer component to the inner layer to less than 5%.

상기한 압연용 롤 외층재, 압연용 복합 롤은, 주조 후, 열처리가 실시되어 있는 것이 바람직하다. 열처리는, 1000∼1200℃로 가열하여 5∼40h 유지한 후, 로 내에서 냉각하거나, 공냉 혹은 충풍 공냉하는 공정과, 추가로 400∼600℃로 가열 유지한 후 냉각하는 공정을 1회 이상 실시하는 처리로 하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명 압연용 롤 외층재, 압연용 복합 롤의 경도는, 용도에 따라, 79∼100HS의 범위 내에서 조정하는 것이 바람직하다. 이와 같은 경도를 안정되게 확보할 수 있도록, 주조 후의 열처리를 조정하는 것이 권장된다.It is preferable that the said outer roll material for rolling and the composite roll for rolling are heat-treated after casting. Heat treatment involves heating at 1000 to 1200°C and holding for 5 to 40 hours, then cooling in the furnace, air cooling or air cooling, and heating and maintaining at 400 to 600°C and cooling at least once. It is preferable to use the treatment. In addition, the hardness of the roll outer layer material for rolling and the composite roll for rolling of the present invention is preferably adjusted within the range of 79 to 100HS depending on the application. It is recommended to adjust the heat treatment after casting so that such hardness can be stably secured.

실시예Example

〔실시예 1〕 [Example 1]

우선, 전술한 제1 실시 형태에 있어서의 실시예에 대해 설명한다.First, examples in the first embodiment described above will be described.

표 1에 나타내는 조성의 용탕을, 고주파 유도로에서 용해하고, 원심 주조법에 의해, 시험재로서 슬리브 형상의 롤 외층재(외경: 250㎜φ, 지름 방향 두께: 55㎜)를 주조했다. 또한, 주조 온도는 1450∼1550℃, 원심력은 중력 배수로 140∼220G로 했다. 일부 시험재(용탕 No.S)에서는 내면으로의 현저한 탄화물 편석이 발생했기 때문에, 이 편석을 감소시키는 목적으로 60G로 했다. 주조 후, 1050∼1200℃로 재가열하여 10h 유지한 후, 100℃ 이하까지 냉각하는 ??칭 처리 및, 400∼560℃로 가열·유지하여 냉각하는 템퍼링 처리를, 1회 혹은 2회 반복하여 실시했다. 이에 따라, 시험재의 외표면으로부터 두께 방향으로 5㎜의 위치에 있어서의 경도를 대략 85∼100HS로 조정했다. 또한, 철강의 열간 마무리 압연용 롤로서 사용되고 있는 시판의 원심 주조제 외층재 조성(하이 스피드 공구강 롤계 조성: 2.2%C-0.4%Si-0.4%Mn-5.3%Cr-5.2%Mo-5.6%V-1.1%Nb)의 용탕(용탕 No.V)을 용해하고, 동일하게 슬리브 형상의 롤 외층재를 주조하고, 주조 후 열처리를 실시하고, 시험재(경도 85HS)로 하여, 종래예(시험재 No.22)로 했다.The molten metal of the composition shown in Table 1 was melted in a high-frequency induction furnace, and a sleeve-shaped roll outer layer material (outer diameter: 250 mmφ, radial thickness: 55 mm) was cast as a test material by a centrifugal casting method. In addition, the casting temperature was 1450 to 1550°C, and the centrifugal force was set to 140 to 220 G by the gravity drainage. In some test materials (melted metal No.S), since remarkable carbide segregation to the inner surface occurred, 60 G was set for the purpose of reducing this segregation. After casting, reheating to 1050 to 1200°C and holding for 10 hours, then quenching treatment to cool to 100°C or less, and tempering treatment to cool by heating and holding at 400 to 560°C are repeated once or twice. did. Accordingly, the hardness at a position of 5 mm in the thickness direction from the outer surface of the test material was adjusted to approximately 85 to 100 HS. In addition, the commercially available centrifugal cast outer layer composition used as a roll for hot finish rolling of steel (high speed tool steel roll composition: 2.2% C-0.4% Si-0.4% Mn-5.3% Cr-5.2% Mo-5.6% V -1.1% Nb) of molten metal (melt No.V) was melted, a sleeve-shaped roll outer layer material was cast in the same manner, and heat treatment was performed after casting to obtain a test material (hardness 85HS), and a conventional example (test material No. 22).

상기 열처리를 실시한 시험재로부터, 조성 분석용 시험편, 마모 시험용 시험편을 채취했다. 또한, 시험재 No.19는, 매우 갈라지기 쉬워 시험재의 채취가 매우 곤란했다.From the test material subjected to the heat treatment, a test piece for composition analysis and a test piece for abrasion test were taken. In addition, test material No. 19 was very fragile, and it was very difficult to collect the test material.

또한, 조성 분석용 시험편은, 상기한 열처리 후의 시험재의 외표면으로부터 지름 방향으로 5㎜ 연삭하고, 그 연삭 후의 외표면으로부터 지름 방향으로 5㎜, 외표면에 평행한 면으로 10㎜×10㎜의 크기의 시험편을 채취했다. 얻어진 시험편을 이용하여, 각 성분 원소의 분석을 행했다. 분석 방법은, 화학 분석으로 하고, C는 연소법, Si, W는 중량법, Mn, Cr, Mo는 원자 흡광법, Co는 용량법, Fe는 용량법 또는 원자 흡광법으로 했다.In addition, the test piece for composition analysis is 5 mm radially ground from the outer surface of the test material after the above-described heat treatment, and 5 mm in the radial direction from the outer surface after the grinding, and 10 mm × 10 mm in the surface parallel to the outer surface. A test piece of size was taken. Each component element was analyzed using the obtained test piece. The analysis method was a chemical analysis, C was a combustion method, Si, W was a gravimetric method, Mn, Cr, Mo was an atomic absorption method, Co was a capacity method, and Fe was a capacity method or atomic absorption method.

얻어진 결과를 표 2에 나타낸다.Table 2 shows the obtained results.

또한, 마모 시험편(외경 60㎜φ×폭 10㎜)은, 상기한 열처리 후의 시험편으로부터, 마모 시험편의 폭 중앙 위치가, 당해 시험재의 외표면으로부터 지름 방향으로 10㎜의 위치가 되도록 채취했다. 또한, 마모 시험은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 시험편(마모 시험편)과 상대재(재질: S45C, 외경 190㎜φ×폭 15㎜)의 2원반 슬라이딩 전동 방식으로 행했다.In addition, the abrasion test piece (outer diameter 60 mm phi x 10 mm width) was taken from the test piece after the above-described heat treatment so that the center of the width of the abrasion test piece became a position of 10 mm in the radial direction from the outer surface of the test material. In addition, as shown in FIG. 2, the wear test was performed by a two-disc sliding transmission method of a test piece (wear test piece) and a mating material (material: S45C, outer diameter 190 mmφ×width 15 mm).

마모 시험은, 시험편을 수냉하면서, 회전수: 700rpm(주속(peripheral speed): 2.1m/s)으로 회전하는 시험편에, 850℃로 가열한 상대편(counterpart)을 하중 980N으로 압접하면서, 슬라이딩율: 14.2%로 전동시켰다. 시험편의 전동 회수가 21000회마다 상대재를 갱신하고, 누적 회전수가 168000회가 될 때까지 전동시켰다. 시험 종료 후에, 마모 시험편의 마모 감량을 조사했다. 얻어진 마모 감량에 대해서, 종래예(시험재 No.22)의 마모 감량을 기준(1.0)으로 하여, 기준에 대한 각 시험재의 마모 감량의 비(: 내마모비=(종래예의 마모 감량)/(당해 시험재의 마모 감량))를 산출하여, 내마모성을 평가했다. 내마모비가 3 이상인 경우를 기호 「◎」, 내마모비가 2 이상 3 미만인 경우를 기호 「○」, 내마모비가 2 미만인 경우를 기호 「×」로 각각 나타내고, 기호 ◎는 매우 좋음, 기호 ○는 좋음, 기호 ×는 뒤떨어짐으로 각각 평가했다.In the abrasion test, while cooling the test piece with water, a counterpart heated at 850°C was pressed with a load of 980 N to a test piece rotating at a rotation speed: 700 rpm (peripheral speed: 2.1 m/s), while sliding rate: Electricity was carried out to 14.2%. The mating member was updated every 21000 times the number of transmissions of the test piece, and the rotation was performed until the cumulative number of rotations reached 168,000. After the end of the test, the wear loss of the wear test piece was investigated. For the obtained wear loss, the wear loss of the conventional example (test material No. 22) was taken as the standard (1.0), and the ratio of the wear loss of each test material to the standard (: wear resistance ratio = (abrasion loss of the conventional example)/( Abrasion loss of the test material)) was calculated and abrasion resistance was evaluated. When the abrasion resistance is 3 or more, the symbol ``◎'', when the abrasion resistance is 2 or more and less than 3 are indicated by the symbol ``○'', when the abrasion resistance is less than 2 are indicated by the symbol ``×'', and the symbol ◎ is very good, and the symbol ○ is Good and symbol × were evaluated as inferior, respectively.

얻어진 결과를 표 3에 나타낸다.Table 3 shows the obtained results.

Figure 112019021165537-pct00001
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Figure 112019021165537-pct00002
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Figure 112019021165537-pct00003
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실시예 1에서는, 본 발명예는 모두, 내마모비가 2.1 이상으로 종래예(하이 스피드 공구강 롤)에 비하여 현격히 내마모성이 향상되어 있다. 한편, 본 발명의 범위를 벗어나는 비교예는, 시험 도중에 균열이 발생하거나, 내마모비가 2 미만으로 종래예에 비하여 내마모성의 개선이 적다.In Example 1, all of the examples of the present invention have a wear resistance ratio of 2.1 or more, and abrasion resistance is significantly improved compared to the conventional example (high speed tool steel roll). On the other hand, in the comparative examples outside the scope of the present invention, cracks occur during the test, or the wear resistance ratio is less than 2, so that there is little improvement in wear resistance compared to the conventional examples.

또한, 본 발명예(No.13, No.5)에 대해서 조직을 관찰하여 도 1에 나타낸다. 열처리 후의 시험재 외표면으로부터 지름 방향으로 5㎜의 위치가 관찰면이 되도록 조직 관찰용 시험편을 채취하고, 주사형 전자 현미경(배율:250배)으로 관찰하여, 반사 전자상을 얻었다. 백색 영역이 초정 탄화물(W가 농화한 M6C형 탄화물)인 것을 확인하고 있다. 본 발명예에서는, 시험재(슬리브 형상 롤 외층재) 외표면측에 초정 탄화물이 고밀도로 분산되어 있는 것을 알 수 있다.In addition, the structure was observed and shown in Fig. 1 for the examples of the present invention (No. 13, No. 5). A test piece for tissue observation was collected so that a position of 5 mm in the radial direction from the outer surface of the test material after the heat treatment was an observation surface, and observed with a scanning electron microscope (magnification: 250 times) to obtain a reflected electron image. It is confirmed that the white region is a primary carbide (M 6 C-type carbide enriched with W). In the example of the present invention, it can be seen that the primary carbide is dispersed at a high density on the outer surface side of the test material (sleeve-shaped roll outer layer material).

또한, 참고로서, 시험재 No.11(본 발명예)에 대해서, 열처리 후의 시험재(슬리브 형상 롤 외층재) 외표면으로부터 지름 방향으로 18㎜의 위치(18㎜ 위치) 및 38㎜의 위치(38㎜ 위치)에서, 당해 위치로부터 지름 방향으로 5㎜, 외표면에 평행한 면으로 10㎜×10㎜의 크기의 조성 분석용 시험편을 채취했다. 그리고, 화학분석에 의해 각 위치에서의 조성을 분석했다. 얻어진 결과를 표 2에 병기했다.In addition, for reference, for test material No. 11 (invention example), a position of 18 mm (18 mm position) and a position of 38 mm in the radial direction from the outer surface of the test material (sleeve-shaped roll outer layer material) after heat treatment ( 38 mm position), a test piece for composition analysis having a size of 5 mm in the radial direction and 10 mm×10 mm in a plane parallel to the outer surface was taken from the position. Then, the composition at each position was analyzed by chemical analysis. The obtained results were also listed in Table 2.

또한, 시험재 No.11(본 발명예)에 대해서, 마모 시험편의 시험면이, 열처리 후의 시험재 외표면으로부터 지름 방향으로 18㎜의 위치(18㎜ 위치) 및 38∼48㎜의 범위의 위치(38㎜ 위치)가 되도록, 마모 시험편을 채취했다. 상기한 조건과 마찬가지로, 마모 시험을 실시하여, 마모 감량을 측정했다. 얻어진 결과를 표 3에 병기했다.In addition, for test material No. 11 (example of the present invention), the test surface of the abrasion test piece is at a position of 18 mm (18 mm position) in the radial direction from the outer surface of the test material after heat treatment and a position in the range of 38 to 48 mm A wear test piece was taken so that it might become (38 mm position). In the same manner as in the above-described conditions, an abrasion test was performed to measure the wear loss. The obtained results were also listed in Table 3.

표 2로부터, 시험재(슬리브 형상 롤 외층재) 외표면에는, 주로 W가 농화해 있고, 외표면으로부터 지름 방향으로 18㎜ 떨어진 위치(18㎜ 위치), 외표면으로부터 지름 방향으로 38㎜ 떨어진 위치(38㎜ 위치)에서는, W의 비율이 감소하고, Co, Fe 등의 비율이 증가하여, 명백하게 경사 조성으로 되어 있는 것을 알 수 있다. 그 때문에, 표 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 외표면으로부터 지름 방향으로 18㎜의 위치(18㎜ 위치) 및 38㎜ 떨어진 위치(38㎜ 위치)에서는, 외표면으로부터 지름 방향으로 10㎜까지의 영역에 비하여 내마모성이 저하되어 있다.From Table 2, on the outer surface of the test material (sleeve-shaped roll outer layer material), W is mainly concentrated, a position 18 mm away from the outer surface in the radial direction (18 mm position), and a position 38 mm away in the radial direction from the outer surface. At (38 mm position), the ratio of W decreases, the ratio of Co, Fe, etc. increases, and it can be seen that the composition is clearly inclined. Therefore, as can be seen from Table 3, at a position of 18 mm in the radial direction (18 mm position) and a position 38 mm apart (38 mm position) from the outer surface, the area up to 10 mm in the radial direction from the outer surface Compared to that, abrasion resistance is lowered.

〔실시예 2〕[Example 2]

다음으로, 전술한 제2 실시 형태에 있어서의 실시예에 대해 설명한다.Next, examples in the second embodiment described above will be described.

표 4에 나타내는 조성의 용탕을, 고주파 유도로에서 용해하고, 원심 주조법에 의해, 시험재로서 슬리브 형상의 롤 외층재(외경: 250㎜φ, 지름 방향 두께: 55㎜)를 주조했다. 또한, 주조 온도는 1450∼1550℃, 원심력은 중력 배수로 140∼220G로 했다. 일부 시험재(용탕 No.S)에서는 내면으로의 현저한 탄화물 편석이 발생했기 때문에, 이 편석을 감소시키는 목적으로 60G로 했다. 주조 후, 1050∼1200℃로 재가열하여 10h 유지한 후, 100℃ 이하까지 냉각하는 ??칭 처리 및, 400∼560℃로 가열·유지하여 냉각하는 템퍼링 처리를, 1회 혹은 2회 반복하여 실시했다. 이에 따라, 시험재의 외표면으로부터 두께 방향으로 5㎜의 위치에 있어서의 경도를 대략 85∼100HS로 조정했다. 또한, 철강의 열간 마무리 압연용 롤로서 사용되고 있는 시판의 원심 주조제 외층재 조성(하이 스피드 공구강 롤계 조성: 2.2%C-0.4%Si-0.4%Mn-5.3%Cr-5.2%Mo-5.6%V-1.1%Nb)의 용탕(용탕 No.V)을 용해하고, 마찬가지로 슬리브 형상의 롤 외층재를 주조하고, 주조 후 열처리를 실시하고, 시험재(경도 85HS)로 하여, 종래예(시험재 No.22)로 했다.The molten metal of the composition shown in Table 4 was dissolved in a high-frequency induction furnace, and a sleeve-shaped roll outer layer material (outer diameter: 250 mmφ, radial thickness: 55 mm) was cast as a test material by a centrifugal casting method. In addition, the casting temperature was 1450 to 1550°C, and the centrifugal force was set to 140 to 220 G by the gravity drainage. In some test materials (melted metal No.S), since remarkable carbide segregation to the inner surface occurred, 60 G was set for the purpose of reducing this segregation. After casting, reheating to 1050 to 1200°C and holding for 10 hours, then quenching treatment to cool to 100°C or less, and tempering treatment to cool by heating and holding at 400 to 560°C are repeated once or twice. did. Accordingly, the hardness at a position of 5 mm in the thickness direction from the outer surface of the test material was adjusted to approximately 85 to 100 HS. In addition, the commercially available centrifugal cast outer layer composition used as a roll for hot finish rolling of steel (high speed tool steel roll composition: 2.2% C-0.4% Si-0.4% Mn-5.3% Cr-5.2% Mo-5.6% V -1.1% Nb) of molten metal (melt No.V) was melted, similarly, a sleeve-shaped roll outer layer material was cast, and heat treatment was performed after casting to obtain a test material (hardness 85HS), and a conventional example (test material No. 22).

상기 열처리를 실시한 시험재로부터, 조성 분석용 시험편, 마모 시험용 시험편, 영률 측정용 시험편 및, 압연 하중 평가용 롤 시험편을 채취했다. 또한, 시험재 No.19는, 매우 갈라지기 쉬워 시험재의 채취가 매우 곤란했다.From the test material subjected to the heat treatment, a test piece for composition analysis, a test piece for abrasion test, a test piece for Young's modulus measurement, and a roll test piece for rolling load evaluation were taken. In addition, test material No. 19 was very fragile, and it was very difficult to collect the test material.

또한, 조성 분석용 시험편은, 상기한 열처리 후의 시험재의 외표면으로부터 지름 방향으로 5㎜ 연삭하고, 그 연삭 후의 외표면으로부터 지름 방향으로 5㎜, 외표면에 평행한 면으로 10㎜×10㎜의 크기의 시험편을 채취했다. 얻어진 시험편을 이용하여, 각 성분 원소의 분석을 행했다. 분석 방법은, 화학 분석으로 하고, C는 연소법, Si, W는 중량법, Mn, Cr, Mo는 원자 흡광법, Co는 용량법, Fe는 용량법 또는 원자 흡광법으로 했다.In addition, the test piece for composition analysis is 5 mm radially ground from the outer surface of the test material after the above-described heat treatment, and 5 mm in the radial direction from the outer surface after the grinding, and 10 mm × 10 mm in the surface parallel to the outer surface. A test piece of size was taken. Each component element was analyzed using the obtained test piece. The analysis method was a chemical analysis, C was a combustion method, Si, W was a gravimetric method, Mn, Cr, Mo was an atomic absorption method, Co was a capacity method, and Fe was a capacity method or atomic absorption method.

얻어진 결과를 표 5에 나타낸다.Table 5 shows the obtained results.

또한, 마모 시험편(외경 60㎜φ×폭 10㎜)은, 상기한 열처리 후의 시험편으로부터, 마모 시험편의 폭 중앙 위치가, 당해 시험재의 외표면으로부터 지름 방향으로 10㎜의 위치가 되도록 채취했다. 또한, 마모 시험은, 도 7에 나타내는 바와 같이, 시험편(마모 시험편)과 상대재(재질: S45C, 외경 190㎜φ×폭 15㎜)의 2원반 슬라이딩 전동 방식으로 행했다.In addition, the abrasion test piece (outer diameter 60 mm phi x 10 mm width) was taken from the test piece after the above-described heat treatment so that the center of the width of the abrasion test piece became a position of 10 mm in the radial direction from the outer surface of the test material. In addition, as shown in FIG. 7, the abrasion test was performed by a two-disc sliding transmission method of a test piece (wear test piece) and a mating material (material: S45C, outer diameter 190 mmφ×width 15 mm).

마모 시험은, 시험편을 수냉하면서, 회전수: 700rpm(주속: 2.1m/s)으로 회전하는 시험편에, 850℃로 가열한 상대편을 하중 980N으로 압접하면서, 슬라이딩율: 14.2%로 전동시켰다. 시험편의 전동 회수가 21000회마다 상대재를 갱신하고, 누적 회전수가 168000회가 될 때까지 전동시켰다. 시험 종료 후에, 마모 시험편의 마모 감량을 조사했다. 얻어진 마모 감량에 대해서, 종래예(시험재 No.22)의 마모 감량을 기준(1.0)으로 하고, 기준에 대한 각 시험재의 마모 감량의 비(: 내마모비=(종래예의 마모 감량)/(당해 시험재의 마모 감량))를 산출하여, 내마모성을 평가했다. 내마모비가 3 이상인 경우를 「◎」, 내마모비가 2 이상 3 미만인 경우를 「○」, 내마모비가 2 미만인 경우를 「×」로 평가했다. 또한, 기호 ◎는 매우 좋음, 기호 ○는 좋음, 기호 ×는 뒤떨어짐을 각각 나타낸다.In the abrasion test, while cooling the test piece with water, the counter piece heated at 850°C was press-contacted with a test piece rotating at a rotational speed of 700 rpm (circumferential speed: 2.1 m/s) with a load of 980 N, while rolling at a sliding rate of 14.2%. The mating member was updated every 21000 times the number of transmissions of the test piece, and the rotation was performed until the cumulative number of rotations reached 168,000. After the end of the test, the wear loss of the wear test piece was investigated. For the obtained wear loss, the wear loss of the conventional example (test material No. 22) was taken as the standard (1.0), and the ratio of the wear loss of each test material to the standard (: wear resistance ratio = (abrasion loss of the conventional example)/( Abrasion loss of the test material)) was calculated and abrasion resistance was evaluated. The case where the wear resistance ratio was 3 or more was evaluated as "◎", the case where the wear resistance ratio was 2 or more and less than 3 was evaluated as "○", and the case where the wear resistance ratio was less than 2 was evaluated as "×". In addition, the symbol ◎ indicates very good, the symbol ○ indicates good, and the symbol × indicates inferiority, respectively.

영률 측정용 시험편(φ16×5㎜ 두께)은, 상기한 열처리 후의 시험재의 외표면으로부터 지름 방향으로 5㎜ 연삭하고, 그 연삭 후의 외표면으로부터 지름 방향으로 5㎜, 외표면에 평행한 면으로 φ16㎜의 크기의 시험편을 채취했다. 얻어진 시험편을 이용하여, 초음파법으로 영률을 측정했다.The Young's modulus measurement test piece (φ16×5 mm thickness) is ground 5 mm in the radial direction from the outer surface of the test material after the above-described heat treatment, and 5 mm in the radial direction from the outer surface after grinding, and φ 16 in a plane parallel to the outer surface. A test piece having a size of mm was taken. Using the obtained test piece, the Young's modulus was measured by an ultrasonic method.

또한, 상기한 열처리 후의 시험재를 외표면으로부터 지름 방향으로 10㎜ 연삭하여 연삭 후의 표면을 외표면으로 하는 롤 시험편(외경 230㎜φ×폭 40㎜)을 채취하여, 도 8에 나타내는 바와 같이, 탄소강 단강제의 축재에 수축 가열 끼워 맞춤하여 압연 하중 평가용의 복합 롤로 한 후, 당해 복합 롤을, 4Hi의 박판 냉간 압연기(백업 롤: 외경 500㎜φ×몸체 길이 40㎜)에 설치하고, 인장 강도 590㎫의 강판(판폭 20㎜, 판두께 1.5㎜×길이 20m)을 피압연재로 하여 판두께 감소율 20%의 냉간 압연을 실시했을 때의 압연 하중을 측정했다. 그 결과로부터, 종래예인 시험재 No.22의 압연 하중을 기준으로 하여 기준에 대한 각 롤 시험편의 압연 하중의 저감량(=100-당해 시험재의 압연 하중/종래예의 압연 하중×100)을 산출하여, 압연 하중이 10% 이상 저감한 경우를 압연 하중의 저감 효과가 인식된다고 했다.Further, the above-described heat-treated test material was ground 10 mm in the radial direction from the outer surface to obtain a roll test piece (outer diameter 230 mmφ×width 40 mm) having the surface after grinding as an outer surface, as shown in FIG. After shrinking heating and fitting to a shaft material made of carbon steel forged steel to obtain a composite roll for evaluation of rolling load, the composite roll was installed in a 4Hi thin-plate cold rolling mill (backup roll: outer diameter 500 mmφ×body length 40 mm), and tensioned. The rolling load at the time of cold rolling with a 20% reduction in sheet thickness was measured using a steel sheet having a strength of 590 MPa (board width 20 mm, sheet thickness 1.5 mm x length 20 m) as a material to be rolled. From the results, based on the rolling load of test sample No. 22, which is a conventional example, the amount of reduction in the rolling load of each roll test piece relative to the standard (=100-rolling load of the test material/rolling load of the conventional example × 100) was calculated, When the rolling load was reduced by 10% or more, it was said that the effect of reducing the rolling load was recognized.

얻어진 결과를 표 6에 나타낸다.Table 6 shows the obtained results.

Figure 112019021165537-pct00004
Figure 112019021165537-pct00004

Figure 112019021165537-pct00005
Figure 112019021165537-pct00005

Figure 112019021165537-pct00006
Figure 112019021165537-pct00006

실시예 2에서는, 본 발명예는 모두, 내마모비가 2.1 이상으로 종래예(하이 스피드 공구강 롤)에 비하여 현격히 내마모성이 향상되어 있고, 또한, 종래예에 비하여 10% 이상 압연 하중이 저감되어 있어, 우수한 압연 하중 저감 효과를 나타낸다. 한편, 본 발명의 범위를 벗어나는 비교예는, 시험 도중에 균열이 발생하거나, 내마모비가 2 미만으로 종래예에 비하여 내마모성의 개선이 적거나, 또는 영률이 270㎬ 미만이기 때문에 압연 하중 저감 효과가 작다.In Example 2, all of the examples of the present invention have a wear resistance ratio of 2.1 or more, and abrasion resistance is significantly improved compared to the conventional example (high speed tool steel roll), and the rolling load is reduced by 10% or more compared to the conventional example. It shows an excellent rolling load reduction effect. On the other hand, in the comparative examples outside the scope of the present invention, cracks occur during the test, or the wear resistance ratio is less than 2, so that the improvement in wear resistance is less compared to the conventional examples, or the Young's modulus is less than 270 GPa, so the rolling load reduction effect is small. .

또한, 본 발명예(No.13, No.5)에 대해서 조직을 관찰하여 도 6에 나타낸다. 열처리 후의 시험재 외표면으로부터 지름 방향으로 5㎜의 위치가 관찰면이 되도록 조직 관찰용 시험편을 채취하고, 주사형 전자 현미경(배율: 250배)으로 관찰하여, 반사 전자상을 얻었다. 백색 영역이 초정 탄화물(W가 농화한 M6C형 탄화물)인 것을 확인하고 있다. 본 발명예에서는, 시험재(슬리브 형상 롤 외층재) 외표면측에 초정 탄화물이 고밀도로 분산되어 있는 것을 알 수 있다.Further, the structure was observed and shown in Fig. 6 for the examples of the present invention (No. 13, No. 5). A test piece for tissue observation was taken so that a position of 5 mm in the radial direction from the outer surface of the test material after the heat treatment was an observation surface, and observed with a scanning electron microscope (magnification: 250 times) to obtain a reflected electron image. It is confirmed that the white region is a primary carbide (M 6 C-type carbide enriched with W). In the example of the present invention, it can be seen that the primary carbide is dispersed at a high density on the outer surface side of the test material (sleeve-shaped roll outer layer material).

또한, 참고로서, 시험재 No.11(본 발명예)에 대해서, 열처리 후의 시험재(슬리브 형상 롤 외층재) 외표면으로부터 지름 방향으로 18㎜의 위치(18㎜ 위치) 및 38㎜의 위치(38㎜ 위치)에서, 당해 위치로부터 지름 방향으로 5㎜, 외표면에 평행한 면으로 10㎜×10㎜의 크기의 조성 분석용 시험편을 채취했다. 그리고, 화학 분석에 의해 각 위치에서의 조성을 분석했다. 얻어진 결과를 표 5에 병기했다.In addition, for reference, for test material No. 11 (invention example), a position of 18 mm (18 mm position) and a position of 38 mm in the radial direction from the outer surface of the test material (sleeve-shaped roll outer layer material) after heat treatment ( 38 mm position), a test piece for composition analysis having a size of 5 mm in the radial direction and 10 mm×10 mm in a plane parallel to the outer surface was taken from the position. And the composition at each position was analyzed by chemical analysis. The obtained results were also listed in Table 5.

또한, 시험재 No.11(본 발명예)에 대해서, 마모 시험편의 시험면이, 열처리 후의 시험재 외표면으로부터 지름 방향으로 18㎜의 위치(18㎜ 위치) 및 38∼48㎜의 범위의 위치(38㎜ 위치)가 되도록, 마모 시험편을 채취하고, 상기한 조건과 마찬가지로, 마모 시험을 실시하여, 마모 감량을 측정했다. 얻어진 결과를 표 6에 병기했다.In addition, for test material No. 11 (example of the present invention), the test surface of the abrasion test piece is at a position of 18 mm (18 mm position) in the radial direction from the outer surface of the test material after heat treatment and a position in the range of 38 to 48 mm A wear test piece was collected so as to be (38 mm position), a wear test was performed in the same manner as in the above-described conditions, and the wear loss was measured. The obtained results were also listed in Table 6.

표 5로부터, 시험재(슬리브 형상 롤 외층재) 외표면에는, 주로 W가 농화해 있고, 외표면으로부터 지름 방향으로 18㎜ 떨어진 위치(18㎜ 위치), 외표면으로부터 지름 방향으로 38㎜ 떨어진 위치(38㎜ 위치)에서는, W의 비율이 감소하고, Co, Fe 등의 비율이 증가하여, 명백하게 경사 조성으로 되어 있는 것을 알 수 있다. 그 때문에, 표 6으로부터 알 수 있는 바와 같이, 외표면으로부터 지름 방향으로 18㎜의 위치(18㎜ 위치) 및 38㎜ 떨어진 위치(38㎜ 위치)에서는, 외표면으로부터 지름 방향으로 10㎜까지의 영역에 비하여 내마모성이 저하되어 있다.From Table 5, on the outer surface of the test material (sleeve-shaped roll outer layer), mainly W is concentrated, a position 18 mm away from the outer surface in the radial direction (18 mm position), and a position 38 mm away in the radial direction from the outer surface. At (38 mm position), the ratio of W decreases, the ratio of Co, Fe, etc. increases, and it can be seen that the composition is clearly inclined. Therefore, as can be seen from Table 6, at a position of 18 mm in the radial direction (18 mm position) and a position 38 mm away (38 mm position) from the outer surface, an area up to 10 mm in the radial direction from the outer surface Compared to that, abrasion resistance is lowered.

Claims (21)

W-Co기 합금제 압연용 롤 외층재로서,
W 함유량이 롤 외주측으로부터 내주측을 향하여 지름 방향으로 저하하는 경사 조성이고, 압연 사용시의 최대 지름에 상당하는 위치의 외층재 표면이, 질량%로,
W: 25∼70%,
Co: 5∼45%,
C: 0.6∼3.5%,
Si: 0.05∼3%,
Mn: 0.05∼3%,
Mo: 1∼15%
를 포함하고, 잔부가 불가피적 불순물로 이루어지는 조성을 갖는 압연용 롤 외층재.
As a roll outer layer material for rolling made of W-Co base alloy,
W content is an inclined composition that decreases in the radial direction from the outer circumferential side of the roll toward the inner circumferential side, and the outer layer material surface at a position corresponding to the maximum diameter at the time of rolling use is in mass%,
W: 25 to 70%,
Co: 5 to 45%,
C: 0.6 to 3.5%,
Si: 0.05 to 3%,
Mn: 0.05 to 3%,
Mo: 1 to 15%
A roll outer layer material for rolling having a composition including, wherein the balance is made of inevitable impurities.
제1항에 있어서,
상기 조성에 더하여 추가로, 질량%로, 이하의 (A) 및 (B) 중 적어도 하나를 함유하는 압연용 롤 외층재.
(A) Fe: 5∼40%, Cr: 0.1∼10%, V: 0.1∼6%, Nb: 0.1∼3% 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상
(B)Ni: 0.05∼3%
The method of claim 1,
In addition to the above composition, the roll outer layer material for rolling further contains at least one of the following (A) and (B) in mass%.
(A) One or two or more selected from Fe: 5 to 40%, Cr: 0.1 to 10%, V: 0.1 to 6%, Nb: 0.1 to 3%
(B) Ni: 0.05 to 3%
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 압연용 롤 외층재가, 원심 주조제인 압연용 롤 외층재.
The method according to claim 1 or 2,
The roll outer layer material for rolling is a roll outer layer material for rolling, which is a centrifugal casting material.
외층과, 당해 외층과 용착 일체화한 내층으로 이루어지는 압연용 복합 롤로서,
상기 외층이, 제1항 또는 제2항에 기재된 압연용 롤 외층재인 압연용 복합 롤.
A rolling composite roll comprising an outer layer and an inner layer welded and integrated with the outer layer,
The composite roll for rolling, wherein the outer layer is the roll outer layer material for rolling according to claim 1 or 2.
외층과, 당해 외층과 용착 일체화한 중간층, 당해 중간층과 용착 일체화한 내층으로 이루어지는 압연용 복합 롤로서,
상기 외층이, 제1항 또는 제2항에 기재된 압연용 롤 외층재인 압연용 복합 롤.
A rolling composite roll comprising an outer layer, an intermediate layer welded and integrated with the outer layer, and an inner layer welded and integrated with the intermediate layer,
The composite roll for rolling, wherein the outer layer is the roll outer layer material for rolling according to claim 1 or 2.
제4항에 있어서,
상기 외층이, 원심 주조제인 압연용 복합 롤.
The method of claim 4,
A composite roll for rolling in which the outer layer is made of centrifugal casting.
제5항에 있어서,
상기 외층이, 원심 주조제인 압연용 복합 롤.
The method of claim 5,
A composite roll for rolling in which the outer layer is a centrifugal cast.
W-Co기 합금제 압연용 롤 외층재로서, W 함유량이 롤 외주측으로부터 내주측을 향하여 지름 방향으로 저하하는 경사 조성이고, 압연 사용시의 최대 지름에 상당하는 위치의 표층이 되는 외층재가, 질량%로,
W: 25∼70%,
Co: 5∼45%,
C: 0.6∼3.5%,
Si: 0.05∼3%,
Mn: 0.05∼3%,
Mo: 1∼15%를 포함하고,
또한 W, Co, Mo, Fe의 함유량이 하기의 [1]식을 만족하고, 잔부가 불가피적 불순물로 이루어지는 조성을 갖는 압연용 롤 외층재.
           기
1.2≤(%W+%Mo)/(%Co+%Fe)≤9.0    [1]
여기에서, %W, %Mo, %Co, %Fe는, 각 원소의 함유량(질량%)이다.
A roll outer layer material made of a W-Co-based alloy, whose W content is an inclined composition that decreases in the radial direction from the outer periphery of the roll toward the inner periphery, and the outer layer material that becomes the surface layer at a position corresponding to the maximum diameter when rolling is used, has a mass %in,
W: 25 to 70%,
Co: 5 to 45%,
C: 0.6 to 3.5%,
Si: 0.05 to 3%,
Mn: 0.05 to 3%,
Mo: contains 1 to 15%,
Further, the roll outer layer material having a composition in which the content of W, Co, Mo, and Fe satisfies the following formula [1], and the remainder is composed of unavoidable impurities.
group
1.2≤(%W+%Mo)/(%Co+%Fe)≤9.0 [1]
Here, %W, %Mo, %Co, and %Fe are the content (mass%) of each element.
제8항에 있어서,
상기 압연 사용시의 최대 지름에 상당하는 위치의 표층이 되는 외층재의 영률이 270㎬ 이상 500㎬ 이하인 압연용 롤 외층재.
The method of claim 8,
The outer layer material of a roll for rolling, wherein the Young's modulus of the outer layer material serving as the surface layer at a position corresponding to the maximum diameter when using the rolling is 270 GPa or more and 500 GPa or less.
제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 조성에 더하여 추가로, 질량%로, 이하의 (A) 및 (B) 중 적어도 하나를 함유하는 압연용 롤 외층재.
(A) Fe: 5∼40%, Cr: 0.1∼10%, V: 0.1∼6%, Nb: 0.1∼3% 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상
(B) Ni: 0.05∼3%
The method according to claim 8 or 9,
In addition to the above composition, the roll outer layer material for rolling further contains at least one of the following (A) and (B) in mass%.
(A) One or two or more selected from Fe: 5 to 40%, Cr: 0.1 to 10%, V: 0.1 to 6%, Nb: 0.1 to 3%
(B) Ni: 0.05 to 3%
제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 압연용 롤 외층재가, 원심 주조제인 압연용 롤 외층재.
The method according to claim 8 or 9,
The roll outer layer material for rolling is a roll outer layer material for rolling, which is a centrifugal casting material.
제10항에 있어서,
상기 압연용 롤 외층재가, 원심 주조제인 압연용 롤 외층재.
The method of claim 10,
The roll outer layer material for rolling is a roll outer layer material for rolling, which is a centrifugal casting material.
외층과, 당해 외층과 용착 일체화한 내층으로 이루어지는 압연용 복합 롤로서,
상기 외층이, W-Co기 합금제이고, W 함유량이 롤 외주측으로부터 내주측을 향하여 지름 방향으로 저하하는 경사 조성이고, 압연 사용시의 최대 지름에 상당하는 위치의 표층이 되는 외층재가, 질량%로,
W: 25∼70%,
Co: 5∼45%,
C: 0.6∼3.5%,
Si: 0.05∼3%,
Mn: 0.05∼3%,
Mo: 1∼15%를 포함하고,
또한 W, Co, Mo, Fe의 함유량이 하기의 [1]식을 만족하고, 잔부가 불가피적 불순물로 이루어지는 조성을 갖는 압연용 복합 롤.
             기
1.2≤(%W+%Mo)/(%Co+%Fe)≤9.0   [1]
여기에서, %W, %Mo, %Co, %Fe는, 각 원소의 함유량(질량%)이다.
A rolling composite roll comprising an outer layer and an inner layer welded and integrated with the outer layer,
The outer layer is made of a W-Co-based alloy, the W content is an inclined composition that decreases in the radial direction from the outer circumferential side of the roll toward the inner circumferential side, and the outer layer material serving as the surface layer at a position corresponding to the maximum diameter at the time of rolling use is mass% in,
W: 25 to 70%,
Co: 5 to 45%,
C: 0.6 to 3.5%,
Si: 0.05 to 3%,
Mn: 0.05 to 3%,
Mo: contains 1 to 15%,
Further, a rolling composite roll having a composition in which the content of W, Co, Mo, and Fe satisfies the following formula [1], and the remainder is composed of unavoidable impurities.
group
1.2≤(%W+%Mo)/(%Co+%Fe)≤9.0 [1]
Here, %W, %Mo, %Co, and %Fe are the content (mass%) of each element.
제13항에 있어서,
상기 압연 사용시의 최대 지름에 상당하는 위치의 표층이 되는 외층재의 영률이 270㎬ 이상 500㎬ 이하인 압연용 복합 롤.
The method of claim 13,
A composite roll for rolling in which the Young's modulus of the outer layer material serving as the surface layer at a position corresponding to the maximum diameter when using the rolling is 270 GPa or more and 500 GPa or less.
제13항 또는 제14항에 있어서,
상기 조성에 더하여 추가로, 질량%로, 이하의 (A) 및 (B) 중 적어도 하나를 함유하는 압연용 복합 롤.
(A) Fe: 5∼40%, Cr: 0.1∼10%, V: 0.1∼6%, Nb: 0.1∼3% 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상
(B) Ni: 0.05∼3%
The method of claim 13 or 14,
In addition to the above composition, the composite roll for rolling further contains at least one of the following (A) and (B) in mass%.
(A) One or two or more selected from Fe: 5 to 40%, Cr: 0.1 to 10%, V: 0.1 to 6%, Nb: 0.1 to 3%
(B) Ni: 0.05 to 3%
외층과, 당해 외층과 용착 일체화한 중간층, 당해 중간층과 용착 일체화한 내층으로 이루어지는 압연용 복합 롤로서,
상기 외층이, W-Co기 합금제이고, W 함유량이 롤 외주측으로부터 내주측을 향하여 지름 방향으로 저하하는 경사 조성이고, 압연 사용시의 최대 지름에 상당하는 위치의 표층이 되는 외층재가, 질량%로,
W: 25∼70%,
Co: 5∼45%,
C: 0.6∼3.5%,
Si: 0.05∼3%,
Mn: 0.05∼3%,
Mo: 1∼15%,
Fe: 5∼40%를 포함하고,
또한, W, Co, Mo, Fe의 함유량이 하기의 [1]식을 만족하고, 잔부가 불가피적 불순물로 이루어지는 조성을 갖는 압연용 복합 롤.
           기
1.2≤(%W+%Mo)/(%Co+%Fe)≤9.0   [1]
여기에서, %W, %Mo, %Co, %Fe는, 각 원소의 함유량(질량%)이다.
A rolling composite roll comprising an outer layer, an intermediate layer welded and integrated with the outer layer, and an inner layer welded and integrated with the intermediate layer,
The outer layer is made of a W-Co-based alloy, the W content is an inclined composition that decreases in the radial direction from the outer circumferential side of the roll toward the inner circumferential side, and the outer layer material serving as the surface layer at a position corresponding to the maximum diameter at the time of rolling use is mass% in,
W: 25 to 70%,
Co: 5 to 45%,
C: 0.6 to 3.5%,
Si: 0.05 to 3%,
Mn: 0.05 to 3%,
Mo: 1 to 15%,
Fe: contains 5 to 40%,
Further, a rolling composite roll having a composition in which the content of W, Co, Mo, and Fe satisfies the following formula [1], and the remainder is composed of unavoidable impurities.
group
1.2≤(%W+%Mo)/(%Co+%Fe)≤9.0 [1]
Here, %W, %Mo, %Co, and %Fe are the content (mass%) of each element.
제16항에 있어서,
상기 압연 사용시의 최대 지름에 상당하는 위치의 표층이 되는 외층재의 영률이 270㎬ 이상 500㎬ 이하인 압연용 복합 롤.
The method of claim 16,
A composite roll for rolling in which the Young's modulus of the outer layer material serving as the surface layer at a position corresponding to the maximum diameter when using the rolling is 270 GPa or more and 500 GPa or less.
제16항 또는 제17항에 있어서,
상기 조성에 더하여 추가로, 질량%로, 이하의 (A) 및 (B) 중 적어도 하나를 함유하는 압연용 복합 롤.
(A) Fe: 5∼40%, Cr: 0.1∼10%, V: 0.1∼6%, Nb: 0.1∼3% 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상
(B) Ni: 0.05∼3%
The method of claim 16 or 17,
In addition to the above composition, the composite roll for rolling further contains at least one of the following (A) and (B) in mass%.
(A) One or two or more selected from Fe: 5 to 40%, Cr: 0.1 to 10%, V: 0.1 to 6%, Nb: 0.1 to 3%
(B) Ni: 0.05 to 3%
제13항, 제14항, 제16항 및 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 외층이, 원심 주조제인 압연용 복합 롤.
The method according to any one of claims 13, 14, 16 and 17,
A composite roll for rolling in which the outer layer is made of centrifugal casting.
제15항에 있어서,
상기 외층이, 원심 주조제인 압연용 복합 롤.
The method of claim 15,
A composite roll for rolling in which the outer layer is made of centrifugal casting.
제18항에 있어서,
상기 외층이, 원심 주조제인 압연용 복합 롤.
The method of claim 18,
A composite roll for rolling in which the outer layer is made of centrifugal casting.
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