KR20100124517A - Press roll strengthened by carbide - Google Patents

Press roll strengthened by carbide Download PDF

Info

Publication number
KR20100124517A
KR20100124517A KR1020090043569A KR20090043569A KR20100124517A KR 20100124517 A KR20100124517 A KR 20100124517A KR 1020090043569 A KR1020090043569 A KR 1020090043569A KR 20090043569 A KR20090043569 A KR 20090043569A KR 20100124517 A KR20100124517 A KR 20100124517A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
graphite
carbide
roll
outer layer
wear resistance
Prior art date
Application number
KR1020090043569A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
서용찬
Original Assignee
현대제철 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대제철 주식회사 filed Critical 현대제철 주식회사
Priority to KR1020090043569A priority Critical patent/KR20100124517A/en
Publication of KR20100124517A publication Critical patent/KR20100124517A/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B27/00Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/46Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/56Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.7% by weight of carbon
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B2203/00Auxiliary arrangements, devices or methods in combination with rolling mills or rolling methods
    • B21B2203/18Rolls or rollers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B2267/00Roll parameters
    • B21B2267/18Roll crown; roll profile

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)

Abstract

PURPOSE: A carbide strengthened press roll which has excellent abrasion resistance and anti-corrosion is provided to secure the abrasion resistance of a rolling roll by heat-treating expensive alloy elements. CONSTITUTION: A carbide strengthened press roll comprises an outer layer material. The outer layer material made from C of 2.8-3.5wt%, Ni of 3.5-5.0wt%, Mn of 0.3-1.5wt%, Si of 0.5-2.0wt%, Cr of 0.5-2.5wt%, V of 0.001-6.0wt% and the residue part Fe. The phase configuration of the outer layer material is cementite of 25-35% and graphite of 2-4%.

Description

탄화물 강화 압연롤{Press roll strengthened by carbide}Press roll strengthened by carbide

본 발명은 탄화물 강화 압연롤에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 우수한 인성과 내마모성을 갖는 탄화물 강화 압연롤에 관한 것이다. The present invention relates to a carbide reinforced rolling roll, and more particularly to a carbide reinforced rolling roll having excellent toughness and wear resistance.

열연공장에서 열간압연을 하는 압연롤은 압연제품의 품질이나 제조원가에 직접적인 영향을 미치는데, 특히 압연롤의 표면거침 및 마모 손상 등은 제품의 표면품질, 치수 및 형상에 직접적인 영향을 미치므로 내열피로성 뿐만 아니라 내마모성이 요구된다.Hot rolled rolling rolls in hot rolling mills have a direct impact on the quality of the rolled product and the manufacturing cost. Especially, the surface roughness and wear damage of the rolled roll directly affect the surface quality, dimensions and shape of the product. In addition, wear resistance is required.

압연롤의 재질로는 구성 흑연 주철롤(DCI롤,Ductile cast iron roll), Adamite롤, Ni-Grain롤(Ni-grain cast iron roll), 고크롬주철롤(high chromium cast iron roll), 고속도강롤(HSS롤, High speed steel roll)이 있다. The material of rolling rolls is constituent graphite cast iron roll (DCI roll, Ductile cast iron roll), Adamite roll, Ni-grain cast iron roll, high chromium cast iron roll, high speed steel roll (HSS roll, high speed steel roll).

이 중 고속도강롤은 내마모성 및 내거침성이 우수하여 열간압연에 주로 사용된다. 그러나 고속도강롤은 윤활성의 저하 및 롤 표면에 피압연재의 흡착으로 인한 스티킹(sticking)현상이 자주 발생되는 문제점이 있다. Among them, high-speed steel roll is mainly used for hot rolling because of its excellent wear resistance and roughness. However, high-speed steel rolls have a problem in that sticking phenomenon occurs frequently due to deterioration of lubricity and adsorption of the rolled material on the roll surface.

또한, 고속도강롤은 스티킹 현상 등을 해결한다 해도 Mo, V 등 고가의 합금원소 첨가로 내열피로성, 내마모성 등을 확보하므로 제조원가가 상승하는 문제점이 있다. In addition, even if the high speed steel roll solves the sticking phenomenon, the manufacturing cost increases due to the securing of thermal fatigue resistance and abrasion resistance by adding expensive alloy elements such as Mo and V.

따라서, 최근에는 압연롤의 물성향상을 위해 기지조직을 오스테나이트 단상으로 만든 다음 마르텐사이트 변태온도까지 급속히 냉각한 후 이 온도에서 항온 열처리를 행사여 기지조직을 마르텐사이트화 하고 상온으로 냉각시키는 열처리를 통해 내마모성을 확보하는 방법을 적용하고 있다. Therefore, in recent years, in order to improve the physical properties of rolling rolls, the base structure is made into austenite single phase and then rapidly cooled to the martensite transformation temperature, and then the constant temperature heat treatment is performed at this temperature to martensify the base structure and cool it to room temperature The method of securing wear resistance is applied.

그러나 상기 방법 또한 기계적 물성은 향상되나 복잡한 열처리 수행으로 제조원가가 상승하므로 실제 현장에서 응용하기에는 효과적이지 못한 문제점이 있다. However, the method also improves the mechanical properties, but the manufacturing cost is increased by performing a complex heat treatment, there is a problem that is not effective for practical application in the field.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 최적의 합금설계를 통해 저가이면서도 내마모성과 인성이 동시에 만족되는 탄화물 강화 압연롤을 제공하는 것이다. The present invention is to solve the conventional problems as described above, it is an object of the present invention to provide a carbide reinforcement rolling roll that satisfies abrasion resistance and toughness at the same time through the optimum alloy design.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 C: 2.8~3.5wt%, Ni: 3.5~5.0wt%, Mn: 0.3~1.5wt%, Si: 0.5~2.0wt%, Cr: 0.5~2.5wt%, V: 0.001~6.0wt% 및 잔부 Fe과 기타 불가피한 불순물의 합금조성을 갖는 외층재를 구비한다.According to a feature of the present invention for achieving the above object, the present invention is C: 2.8 ~ 3.5wt%, Ni: 3.5 ~ 5.0wt%, Mn: 0.3 ~ 1.5wt%, Si: 0.5 ~ 2.0wt%, Cr : 0.5 to 2.5 wt%, V: 0.001 to 6.0 wt% and the outer layer material having an alloy composition of the balance Fe and other unavoidable impurities.

상기 외층재의 상 구성은 마르텐사이트 기지조직에 시멘타이트가 25~35%, 흑연이 2~4% 생성된다.In the phase structure of the outer layer material, 25 to 35% of cementite and 2 to 4% of graphite are produced in the martensite matrix.

상기 Si과 Cr의 함량은 식 Si/Cr=a*V(%)+b를 만족한다.The content of Si and Cr satisfies the formula Si / Cr = a * V (%) + b.

상기 a는 0.34~0.7이다.A is 0.34 to 0.7.

상기 b는 0.4~0.7이다.B is 0.4 to 0.7.

본 발명은 Si과 Cr의 함량을 식 Si/Cr=a*V(%)+b를 만족하는 범위로 합금설계를 하는 것에서 탄화물이 증가하면 흑연량이 감소하는 문제점을 해결하였다. 따라서 압연롤의 내마모성과 인성을 모두 확보할 수 있는 유용한 효과가 있다. The present invention solves the problem that the amount of graphite decreases when carbide is increased in the alloy designing the content of Si and Cr in the range satisfying the formula Si / Cr = a * V (%) + b. Therefore, there is a useful effect to ensure both wear resistance and toughness of the rolling roll.

또한, 본 발명은 고가의 합금원소를 첨가하거나 내마모성을 확보하는 별도의 열처리를 하지 않고도 압연롤의 내마모성을 확보할 수 있다. 따라서 압연롤의 제조원가가 절감되는 유용한 효과가 있다. In addition, the present invention can secure the wear resistance of the rolling roll without adding an expensive alloy element or a separate heat treatment to ensure wear resistance. Therefore, there is a useful effect of reducing the manufacturing cost of the rolling rolls.

이하 본 발명에 의한 탄화물 강화 압연롤의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. Hereinafter, a preferred embodiment of the carbide reinforcement rolling roll according to the present invention will be described in detail.

본 발명의 압연롤은 외층재로서 C: 2.8~3.5wt%, Ni: 3.5~5.0wt%, Mn: 0.3~1.5wt%, Si: 0.5~2.0wt%, Cr: 0.5~2.5wt%, V: 0.001~6.0wt% 및 잔부 Fe과 기타 불가피한 불순물의 합금조성을 갖는다. Rolling roll of the present invention is C: 2.8 ~ 3.5wt%, Ni: 3.5 ~ 5.0wt%, Mn: 0.3 ~ 1.5wt%, Si: 0.5 ~ 2.0wt%, Cr: 0.5 ~ 2.5wt%, V as the outer layer material : 0.001 ~ 6.0wt% and remainder alloy composition of Fe and other unavoidable impurities.

상 구성은 마르텐사이트 기지조직에 시멘타이트가 25~35%, 흑연이 2~4% 생성된다. The phase composition produces 25-35% of cementite and 2-4% of graphite in the martensite matrix.

시멘타이트는 내마모성 향상을 목적으로 한다. 시멘타이트는 25% 미만이면 내마모성 향상 효과가 미비하고, 35%를 초과하면 열피로 크랙의 발생이 증가할 수 있다. Cementite aims at improving wear resistance. If cementite is less than 25%, the effect of improving the wear resistance is insufficient, and if it exceeds 35%, the occurrence of thermal fatigue crack may increase.

흑연은 균열 발생시 표면 균열을 정지시키는 홀의 역할과 피압연재의 일부가 롤 표면에 부착하는 스티킹(sticking)현상을 방지하는 윤활 역할을 하고, 열충격에 따른 열크랙 발생 현상을 억제해주는 효과를 가진다. Graphite acts as a hole to stop surface cracks when cracking occurs, and as a lubrication to prevent sticking phenomenon that a part of the rolled material adheres to the roll surface, and has an effect of suppressing thermal cracking phenomenon due to thermal shock.

마르텐사이트 기지 입내에 흑연이 생성되는 원리는 도 1에 도시된 바와 같다. 즉, 탄소 함량이 2.8~3.5wt%인 용탕이 L(액상)에서 L(액상)+γ(오스테나이트)로 응고되는데, 이후 응고 과정에서 L(액상)+γ(오스테나이트)에서 L(액상)+γ(오스테나이트)+MC로 액상의 일부가 응고되면서 오스테나이트 기지 입내에 MC 탄화물 이 형성된다. 이후 공정반응을 통해 L(액상)+γ(오스테나이트)+MC는 L(액상)+γ(오스테나이트)+MC+Fe3C(세멘타이트)+Gr(흑연)로 최종 응고되며, 그 과정에서 흑연은 Si 과 Cr 함량에 따라 세멘타이트와 흑연이 경쟁하면서 정출하게 된다. The principle that graphite is produced in the martensite matrix is shown in FIG. 1. That is, a molten metal having a carbon content of 2.8 to 3.5 wt% solidifies from L (liquid) to L (liquid) + γ (austenite), and then L (liquid) + γ (austenite) to L (liquid) MC carbide forms in the austenite matrix by solidifying part of the liquid phase with) + γ (austenite) + MC. After the process reaction, L (liquid phase) + γ (austenite) + MC is finally solidified into L (liquid phase) + γ (austenite) + MC + Fe 3 C (cementite) + Gr (graphite). Graphite is crystallized by cementite and graphite depending on Si and Cr content.

만약 Si 함량이 높은 경우 흑연의 정출량이 많아지게 되며, 반대로 Cr 함량이 높아지면 세멘타이트 정출량이 많고 흑연량은 상대적으로 적어지게 된다. 최종 응고가 완료된후 오스테나이트는 Ni 의 영향으로 상온으로 냉각하는 과정에서 마르텐사이트로 변태하게 된다. If the Si content is high, the crystallization amount of graphite is increased, on the contrary, if the Cr content is high, the cementite crystallization amount is high and the graphite amount is relatively low. After the final solidification is completed, austenite is transformed to martensite during cooling to room temperature under the influence of Ni.

그에 따라 응고가 완료된 조직은 도 1에 도시된 바와 같이, 마르텐사이트 기지에 세멘타이트와 흑연 및 탄화물이 정출된 조직이 되는 것이다. As a result, the solidified tissue is a structure in which cementite, graphite, and carbide are defined on the martensite base as shown in FIG. 1.

구체적으로, 본 발명은 V를 첨가하여 내마모성을 향상시키되, Si, Cr을 합금원소로 투입하여 흑연 생성을 유도한다.  Specifically, in the present invention, V is added to improve wear resistance, and Si and Cr are added as alloying elements to induce graphite production.

V는 기지내에 미세한 VC 탄화물(=MC 탄화물)을 정출하여 내마모성을 향상시킨다. 그러나 V가 증가할 수록 상대적으로 흑연의 양은 감소한다. 흑연량 감소는 압연롤의 인성을 저하시켜 과다한 열피로 크랙의 발생량을 증가시키므로 롤 파손의 위험이 증대된다. V extracts fine VC carbide (= MC carbide) into the matrix to improve wear resistance. However, as V increases, the amount of graphite decreases relatively. Reducing the amount of graphite decreases the toughness of the rolling rolls, thereby increasing the amount of excessive thermal fatigue cracks, thereby increasing the risk of roll breakage.

따라서, Si, Cr을 접종제로 투입하여 흑연면적을 확보하는 것이다. 흑연은 윤활 역할 및 크랙저항성을 확보하기 위해 2~4% 생성되도록 한다.Therefore, Si and Cr are added to the inoculant to secure the graphite area. Graphite is produced in 2-4% to ensure lubrication and crack resistance.

흑연은 2% 미만으로 생성되면, 그 효과가 미비하고, V가 첨가되는 강에서 4%를 초과하는 것은 사실상 어렵고, 4%를 초과하기 위해서는 V의 함량을 줄여야 하므 로 내마모성의 저하를 초래한다. If graphite is produced at less than 2%, the effect is insignificant, and it is virtually difficult to exceed 4% in the steel to which V is added, and to exceed 4%, the content of V must be reduced, leading to a decrease in wear resistance.

V를 첨가하여 내마모성을 확보하되, 흑연량이 2~4% 생성되도록 Si과 Cr의 함량은 식 Si/Cr=a*V(%)+b를 만족하는 범위로 투입된다. 여기서, a는 변수값으로 0.34~0.7 사이로 설정되고, b는 상수값으로 0.4~0.7 사이로 설정된다, Abrasion resistance is ensured by adding V, but the content of Si and Cr is added in a range satisfying the formula Si / Cr = a * V (%) + b so that the amount of graphite is generated 2-4%. Here, a is set as a variable value between 0.34 and 0.7, and b is set as a constant value between 0.4 and 0.7.

Si 함량이 증가하면 흑연량이 증가하고, Cr 함량이 증가하면 흑연량이 감소한다. 이에 따라 Si/Cr비와 V과의 관계를 흑연량이 2% 이상 생성되는 범위로 관계식을 도출한다. 상기 관계식은 도 3에 도시된 바와 같이, 실험에 의해 도출된 식이다. As Si content increases, graphite amount increases, and when Cr content increases, graphite amount decreases. As a result, the relation between the Si / Cr ratio and V is derived in a range in which the graphite amount is 2% or more. As shown in FIG. 3, the relational expression is obtained by experiment.

관계식에서 변수값인 기울기 a는 0.34 미만이면 흑연량이 2% 미만으로 생성되고, 0.7을 초과하면 V함량 감소로 내마모성이 확보되기 어렵다. In the relational expression, the slope a, which is a variable value, is less than 0.34, and the graphite content is less than 2%.

b는 압연롤의 두께에 따른 냉각속도를 고려한 상수값으로 0.4 미만이면 빠른 냉각시 압연롤이 쉽게 깨질 수 있으며 흑연량도 2% 미만으로 생성된다. 그리고, b가 0.7을 초과하면 흑연은 2% 이상 생성되나 느린 냉각시 마르텐사이트 기지 확보가 어렵다. b is a constant value considering the cooling rate according to the thickness of the rolling roll is less than 0.4, the rolling roll can be easily broken during rapid cooling and the amount of graphite is also produced less than 2%. In addition, when b exceeds 0.7, graphite is produced by 2% or more, but it is difficult to secure martensite base during slow cooling.

또한, 본 발명은 Ni를 3.5~5.0wt% 범위로 첨가하여 CCT곡선을 우측으로 이동시킨다. 이는 압연롤을 상온에서 냉각하더라도 변태를 지연시켜 펄라이트 성장을 억제함으로써 마르텐사이트 변태가 용이하도록 한다. In addition, in the present invention, Ni is added in the range of 3.5 to 5.0 wt% to shift the CCT curve to the right. This makes the martensite transformation easy by delaying the transformation even when the rolling roll is cooled at room temperature to suppress pearlite growth.

상기와 같이, 합금조성이 최적화되고 식 Si/Cr=a*V(%)+b를 만족하는 외층재용 용탕을 원심주조 주형내로 주입하고, 이어 외층재의 내부애 내층재용 용탕을 주입하여 압연롤을 제조한다. 이때, 용탕을 원심주조 주형내로 주입하고, 주입이 완 료되면 원심주조 주형을 원심주조 장치에서 분리한 후 상온에서 냉각하게 된다. As described above, the molten metal for the outer layer material which is optimized in the alloy composition and satisfies the formula Si / Cr = a * V (%) + b is injected into the centrifugal casting mold, and then the molten metal for the inner layer material of the outer layer material is injected to roll the roll. Manufacture. At this time, the molten metal is injected into the centrifugal casting mold, and when the injection is completed, the centrifugal casting mold is separated from the centrifugal casting apparatus and cooled at room temperature.

참고로, 상술한 압연롤의 냉각속도는 압연롤의 두께에 따른 냉각속도를 언급한 것으로, 압연롤이 두꺼운 경우 냉각속도가 느리고, 압연롤의 두께가 얇은 경우 냉각속도가 빠르므로 이를 고려하여 식 Si/Cr=a*V(%)+b의 a값과 b값을 설정한 것이다. For reference, the cooling rate of the above-mentioned rolling roll refers to the cooling rate according to the thickness of the rolling roll, and the cooling rate is slow when the rolling roll is thick, and the cooling rate is fast when the thickness of the rolling roll is thin, so The a value and the b value of Si / Cr = a * V (%) + b are set.

이때, 내층재로는 구상흑연주철이 사용될 수 있으며 그 성분은 공지된 것이므로 자세한 설명을 생략하기로 한다. In this case, as the inner layer material, spherical graphite cast iron may be used, and a detailed description thereof will be omitted since its components are well known.

이하, 본 발명의 합금원소들의 기능과 함유량은 다음과 같다. Hereinafter, the function and content of the alloying elements of the present invention are as follows.

탄소(C) 2.8~3.5wt%2.8 ~ 3.5wt% of carbon

탄소는 주로 V의 합금원소와 결합하고 VC탄화물을 형성함으로써 내마모성을 향상시키는 필수 원소이다. 합금원소와 결합하지 않는 탄소는 주로 기지 내에 고용되거나 극히 미세하게 석출되어 기지를 강화한다. Carbon is an essential element that improves wear resistance mainly by bonding with alloying elements of V and forming VC carbides. Carbon that does not bond with alloying elements is mainly dissolved in the base or extremely finely precipitated to strengthen the base.

탄소가 2.8wt% 미만인 경우에는 VC탄화물의 양이 부족하여 충부한 내마모성을 얻을 수 없고, 탄소가 3.5wt%를 초과하면 탄화물이 과다하게 되고, 롤 외층부의 내열 균열성이 열화된다. 따라서 탄소의 함유량은 2.8~3.5wt%가 바람직하다.When carbon is less than 2.8 wt%, sufficient abrasion resistance cannot be obtained due to insufficient amount of VC carbide. When carbon is more than 3.5 wt%, carbides become excessive and heat cracking resistance of the outer portion of the roll deteriorates. Therefore, the content of carbon is preferably 2.8 to 3.5 wt%.

니켈(Ni) 3.5~5.0wt%Nickel (Ni) 3.5 ~ 5.0wt%

니켈은 담금질성을 높이고 담금질 후 강도의 안정화를 높이는 효과를 갖는다. 특히, 본 발명에서는 변태를 지연시켜 펄라이트 형성이 억제되도록 한다. Nickel has the effect of increasing the hardenability and stabilizing the strength after quenching. In particular, in the present invention, the transformation is delayed so that pearlite formation is suppressed.

니켈이 3.5wt% 미만이면 이들 효과가 미비하고, 5.0wt%를 초과하면 잔류 오 스테나이트상이 증가하여 균열이 생기며 내거침성이 나빠진다. If the nickel is less than 3.5wt%, these effects are inadequate. If the nickel is more than 5.0wt%, the residual austenite phase increases, causing cracking and poor roughness.

망간(Mn) 0.3~1.5wt%Manganese (Mn) 0.3 ~ 1.5wt%

망간은 용탕의 탈산이나 불순물인 황을 MnS로 고정하는 작용을 가진다. 망간이 0.3wt% 미만이면 이들 효과가 충분하지 않고, 1.5wt%를 초과하면 잔류 오스테나이트가 생기기 쉬워져 경도를 안정하게 유지하지 못하고, 내마모성이 열화되기 쉽다. Manganese has a function of fixing deoxidation of molten metal and sulfur, which is an impurity, with MnS. If the manganese is less than 0.3 wt%, these effects are not sufficient. If the manganese is more than 1.5 wt%, residual austenite tends to be formed, and the hardness is not kept stable, and wear resistance tends to deteriorate.

실리콘(Si) 0.5~2.0wt%Silicon (Si) 0.5 ~ 2.0wt%

실리콘은 철과 고용체를 만들고 흑연생성을 촉진하는 작용을 한다. 즉, 실리콘은 세멘타이트(Fe3C)를 분해하여 흑연화를 촉진한다. 실리콘이 0.5wt% 미만이면 흑연 생성이 미비하고, 2.0wt%를 초과하면 흑연 생성이 과다하여 압연롤 외층부의 고경도 확보가 어렵다.Silicon makes iron and solid solution and promotes graphite production. That is, silicon decomposes cementite (Fe 3 C) to promote graphitization. If silicon is less than 0.5wt%, graphite is insufficient, and if it is more than 2.0wt%, graphite is excessively produced, making it difficult to secure high hardness of the outer layer of the rolling roll.

크롬(Cr) 0.5~2.5wt%Chromium (Cr) 0.5 ~ 2.5wt%

크롬은 기지에 고용되어 담금질성을 높일 뿐만 아니라, 일부는 탄소와 결합하여 극히 미세한 탄화물로서 석출되고, 기지를 강화한다. Not only is chromium dissolved in the base to increase hardenability, but also some bond with carbon to precipitate as an extremely fine carbide and strengthen the base.

크롬은 0.5wt% 미만이면 그 효과가 미비하고, 2.5wt%를 초과하면 VC탄화물 이외의 탄화물(예컨데, M7C3)이 과량으로 형성되어 경질 VC탄화물의 부피가 작아지게 된다. M7C3는 VC보다 연질이므로 외층부의 내마모성이 감소된다. If the amount of chromium is less than 0.5 wt%, the effect is insignificant. If it exceeds 2.5 wt%, carbides other than VC carbides (for example, M7C3) are formed in excess, resulting in a small volume of hard VC carbides. Since M7C3 is softer than VC, the wear resistance of the outer layer is reduced.

바나듐(V) 0.001~6.0wt% Vanadium (V) 0.001 ~ 6.0wt%

바나듐은 탄소와 결합하여 VC탄화물을 형성하는 원소이다. 바나듐은 압연롤 외층부에 다량의 VC탄화물을 생성하여 내마모성을 향상시킨다. Vanadium is an element that combines with carbon to form VC carbides. Vanadium produces a large amount of VC carbide in the outer layer of the rolling roll to improve wear resistance.

바나듐은 0.001wt% 미만이면 그 효과가 미비하고, 6.0wt%를 초과하면 VC탄화물이 초정으로서 정출하기 때문에 탄화물의 양이 증대되고 그 결과 내거침성이 열화된다. 또한 VC탄화물의 비중이 용융금속의 비중보다 휠씬 작기 때문에 분포가 외층 내면에 편중되고 이로 인해 불균질한 재료가 생성된다. If the vanadium is less than 0.001 wt%, its effect is insignificant. If it exceeds 6.0 wt%, the VC carbide is crystallized as a primary tablet, so that the amount of carbide is increased, resulting in deterioration of rough resistance. In addition, since the specific gravity of the VC carbide is much smaller than that of the molten metal, the distribution is biased on the inner surface of the outer layer, resulting in a heterogeneous material.

본 발명은 상기 합금강의 성분들을 포함하고, 나머지는 Fe 및 불가피한 원소들이며, 원료, 자재, 제조설비 등의 상황에 따라 함유되는 원소로서, 0.01wt% 이하의 산소 등의 불가피한 불순물의 미세한 혼입도 허용될 수 있다.The present invention includes the components of the alloy steel, the remainder is Fe and unavoidable elements, which are contained according to the situation of raw materials, materials, manufacturing facilities, etc., allowing fine incorporation of inevitable impurities such as oxygen of 0.01 wt% or less. Can be.

이하에서는, 상술한 탄화물 강화 압연롤을 실시예와 다른 비교예를 대비하여 설명하기로 한다. Hereinafter, the above-described carbide reinforcement rolling roll will be described in comparison with Examples and other comparative examples.

표 1은 본 발명의 실시예와 다른 비교예의 성분비 및 그에 따른 흑연면적을 나타낸 것이다. Table 1 shows the component ratio and the graphite area according to the embodiment of the present invention and the comparative example.

표 1의 실시예와 비교예의 성분을 갖는 용탕을 원심주조주형에 주입하고, 별도의 내층재 제조용 용탕(성분 미도시)을 추가로 주입한 후 상온에서 응고시켜 압연롤을 제조하였다. 이후 외층재의 흑연면적을 측정하였다. The molten metal having the components of Examples and Comparative Examples of Table 1 was injected into a centrifugal casting mold, and another molten metal for preparing an inner layer material (component not shown) was additionally injected and then solidified at room temperature to prepare a rolling roll. Then, the graphite area of the outer layer material was measured.

합금조성에서 탄소는 2.8~3.5wt%, 니켈은 3.5~5.0wt%, 망간은 0.3~1.5wt%로 함유되며, 잔부는 Fe로 조성된다. 여기서는 Si와 Cr 그리고 V의 관계에 따른 흑연생성량을 측정하기 위한 것이므로 나머지 조성에 대한 구체적인 함량은 제시하지 않았다. In alloy composition, carbon is 2.8 ~ 3.5wt%, nickel is 3.5 ~ 5.0wt%, manganese is 0.3 ~ 1.5wt%, and the balance is composed of Fe. In this case, since it is to measure the amount of graphite produced according to the relationship between Si, Cr, and V, specific contents of the remaining compositions are not presented.

구분
division
화학성분(wt%)
Chemical composition (wt%)
지수
Indices
SiSi CrCr VV Si/CrSi / Cr 흑연면적(%)Graphite area (%) 경도
(HsD)
Hardness
(HsD)
내마모성
(배)
Wear resistance
(ship)
비고Remarks
비교예1Comparative Example 1 0.850.85 1.881.88 0.000.00 0.450.45 3.503.50 8080 1One 내마모성↓Abrasion Resistance ↓ 비교예2Comparative Example 2 0.850.85 1.881.88 0.500.50 0.450.45 1.901.90 8080 1.11.1
흑연면적
2% 미만

Graphite area
Less than 2%
비교예3Comparative Example 3 1.101.10 1.701.70 1.001.00 0.650.65 1.501.50 7878 1.21.2 비교예4Comparative Example 4 1.601.60 1.601.60 3.003.00 1.001.00 1.201.20 8181 1.51.5 비교예5Comparative Example 5 1.801.80 1.501.50 4.004.00 1.201.20 1.101.10 8282 22 실시예1Example 1 1.101.10 1.751.75 0.500.50 0.630.63 3.503.50 7878 1.11.1
흑연면적
2~4%
Si/Cr=a*V+b
a=0.35
b=0.46

Graphite area
2-4%
Si / Cr = a * V + b
a = 0.35
b = 0.46
실시예2Example 2 1.301.30 1.601.60 1.001.00 0.810.81 3.103.10 7979 1.21.2 실시예3Example 3 1.601.60 1.401.40 2.002.00 1.141.14 3.203.20 8080 1.31.3 실시예4Example 4 1.801.80 1.201.20 3.003.00 1.501.50 2.802.80 8181 1.51.5 실시예5Example 5 2.052.05 1.111.11 4.004.00 1.841.84 2.702.70 8282 22 실시예6Example 6 2.402.40 1.101.10 5.005.00 2.182.18 2.602.60 8383 2.52.5

[HsD:쇼어 경도 시험기로 측정, 롤의 경도 허용범위:HsD 77~83][HsD: Measured by Shore Hardness Tester, Hardness Range of Roll: HsD 77 ~ 83]

여기서, 내마모성은 비교예 1을 기준으로 비교예 2 내지 비교예 5, 실시예 1 내지 실시예 6이 몇 배의 내마모성을 가지는지를 내마모성 시험장치를 이용하여 측정한 것이다. Here, the wear resistance is measured by using an abrasion resistance tester to determine how many times the wear resistance of Comparative Examples 2 to 5 and Examples 1 to 6 based on Comparative Example 1.

표 1을 살펴보면, 비교예 1은 흑연면적이 3.50%로 2% 이상을 만족하나 V미첨가에 따른 탄화물 미형성으로 내마모성이 낮았다. Referring to Table 1, Comparative Example 1 has a graphite area of 3.50%, which satisfies 2% or more, but has low abrasion resistance due to no carbide formation due to V addition.

비교예 2내지 비교예 5는 흑연면적이 2% 미만으로 V첨가에 따른 내마모성은 증가하였으나 흑연이 2%미만으로 형성되었다. In Comparative Examples 2 to 5, the graphite area was less than 2%, but the wear resistance of V was increased, but graphite was less than 2%.

실시예 1 내지 실시예 6은 흑연면적이 2% 이상이며, 내마모성도 우수하였다. 실시예 1 내지 실시예 6의 결과를 토대로 관계식을 도출하면 Si/Cr=a*V(%)+b(a는 0.35, b는 0.46)이 도출된다. Examples 1 to 6 had a graphite area of 2% or more, and were also excellent in wear resistance. Deriving a relational expression based on the results of Examples 1 to 6 yields Si / Cr = a * V (%) + b (a is 0.35, b is 0.46).

즉, Si와 Cr 그리고 V의 관계에 따라 흑연면적과 내마모성이 관련이 있음을 알 수 있다. That is, it can be seen that graphite area and wear resistance are related to the relationship between Si, Cr, and V.

이는 도 2 및 도 3에서도 확인되듯이, V의 함량이 증가할 수록 흑연면적이 감소되고, V의 함량과 식 Si/Cr=a*V(%)+b(a는 0.34~0.7, b는 0.4~0.7)에 따라 흑연면적이 2% 미만인 영역과 2% 이상인 영역으로 구분됨을 알 수 있다. 2 and 3, the graphite area decreases as the content of V increases, and the content of V and the formula Si / Cr = a * V (%) + b (a is 0.34 ~ 0.7, b is 0.4 ~ 0.7), it can be seen that the graphite is divided into a region of less than 2% and a region of 2% or more.

그에 따른, 도 4의 조직사진을 살펴보면, 비교예 3과 비교예 5에서는 흑연이 2% 미만으로 생성된데 비해, 상술한 관계식을 만족하는 실시예 1, 실시예 2, 실시예 5의 조직사진에서는 흑연이 2% 이상 생성되었다. Accordingly, referring to the tissue photograph of FIG. 4, in Comparative Example 3 and Comparative Example 5, graphite is produced in less than 2%, whereas the tissue photographs of Examples 1, 2, and 5 satisfying the above-described relational expressions. In more than 2% of the graphite produced.

즉, Si과 Cr의 함량을 식 Si/Cr=a*V(%)+b를 만족하는 범위로 합금설계를 하는 것에서 압연롤의 내마모성과 인성을 모두 확보할 수 있음을 알 수 있다. That is, it can be seen that both the wear resistance and toughness of the rolling roll can be secured by designing the alloy in a range in which the Si and Cr contents satisfy the formula Si / Cr = a * V (%) + b.

이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 권리범위는 첨부한 특허청구 범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.Within the scope of the basic technical idea of the present invention, many other modifications are possible to those skilled in the art, and the scope of the present invention should be interpreted based on the appended claims. will be.

도 1은 마르텐사이트 기지 입내에 흑연이 생성되는 원리를 보인 개략도. 1 is a schematic view showing the principle of the production of graphite in the martensite matrix.

도 2는 V첨가에 따른 흑연면적을 나타낸 그래프.2 is a graph showing the graphite area according to V addition.

도 3은 V첨가와 Si/Cr비와의 관계에 따른 흑연면적을 나타낸 그래프. 3 is a graph showing graphite area according to the relationship between V addition and Si / Cr ratio.

도 4는 표 1의 합금조성에 의해 제조된 압연롤 외층재의 미세조직을 보인 30배 현미경 조직사진. Figure 4 is a 30 times microscope micrograph showing the microstructure of the rolling roll outer layer material prepared by the alloy composition of Table 1.

Claims (5)

C: 2.8~3.5wt%, Ni: 3.5~5.0wt%, Mn: 0.3~1.5wt%, Si: 0.5~2.0wt%, Cr: 0.5~2.5wt%, V: 0.001~6.0wt% 및 잔부 Fe과 기타 불가피한 불순물의 합금조성을 갖는 외층재를 구비한 것을 특징으로 하는 탄화물 강화 압연롤. C: 2.8-3.5wt%, Ni: 3.5-5.0wt%, Mn: 0.3-1.5wt%, Si: 0.5-2.0wt%, Cr: 0.5-2.5wt%, V: 0.001-6.0wt% and balance Fe Carbide reinforced rolling rolls, characterized in that the outer layer having an alloy composition of the other unavoidable impurities. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1, 상기 외층재의 상 구성은 마르텐사이트 기지조직에 시멘타이트가 25~35%, 흑연이 2~4% 생성된 것을 특징으로 하는 탄화물 강화 압연롤. The phase structure of the outer layer material is carbide reinforcement rolling roll, characterized in that 25-35% cementite, 2-4% graphite is produced in the martensite matrix. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, The method according to claim 1 or 2, 상기 Si과 Cr의 함량은 식 Si/Cr=a*V(%)+b를 만족하는 것을 특징으로 하는 탄화물 강화 압연롤. Carbide-reinforced rolling rolls, characterized in that the content of Si and Cr satisfies the formula Si / Cr = a * V (%) + b. 청구항 3에 있어서, The method according to claim 3, 상기 a는 0.34~0.7인 것을 특징으로 하는 탄화물 강화 압연롤. Carbide reinforced rolling roll, characterized in that a is 0.34 ~ 0.7. 청구항 3에 있어서, The method according to claim 3, 상기 b는 0.4~0.7인 것을 특징으로 하는 탄화물 강화 압연롤.B is a carbide reinforcement rolling roll, characterized in that 0.4 ~ 0.7.
KR1020090043569A 2009-05-19 2009-05-19 Press roll strengthened by carbide KR20100124517A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090043569A KR20100124517A (en) 2009-05-19 2009-05-19 Press roll strengthened by carbide

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090043569A KR20100124517A (en) 2009-05-19 2009-05-19 Press roll strengthened by carbide

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20100124517A true KR20100124517A (en) 2010-11-29

Family

ID=43408710

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090043569A KR20100124517A (en) 2009-05-19 2009-05-19 Press roll strengthened by carbide

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20100124517A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011053228A1 (en) 2010-12-07 2012-06-14 Hyundai Motor Co. Folding and lowering device of a vehicle seat

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011053228A1 (en) 2010-12-07 2012-06-14 Hyundai Motor Co. Folding and lowering device of a vehicle seat

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101889187B1 (en) Nonmagnetic steel having superior hot workability and method for manufacturing the same
CN109252104B (en) High-speed steel and production method thereof
WO2015197007A1 (en) Carburized alloy steel, method for preparing same, and use thereof
CN101407891B (en) Boron-containing semi-high speed steel cold roller and manufacturing method thereof
JP2005206913A (en) Alloy tool steel
KR101674750B1 (en) Non-quenched and tempered steel wire rod having excellent surface case hardening and manufacturing method thereof
CN103498107A (en) High-boron high-chromium low-carbon high-temperature-resistant wear-resisting alloy steel and manufacturing method thereof
CN104195433B (en) A kind of high-strength tenacity pearlite steel rail and production method thereof
KR102542938B1 (en) High strength grey cast iron
TW201739931A (en) Rolling rod outer layer and composite rolling rod
CN105002439A (en) Wear-resistant steel with 400-level Brinell hardness and manufacturing method thereof
KR100836699B1 (en) Die steel
CN103498108A (en) High-boron high-chromium low-carbon wear-resisting alloy steel with good red hardness and manufacturing method thereof
KR20170035133A (en) Ductile cast iron roll and method of manufacturing the same
JP5727400B2 (en) Steel for plastic mold and method for producing the same
KR101883290B1 (en) Method for manufacturing for austempered ductile cast iron
JP2006291335A (en) Steel for case hardening having excellent high temperature carburizing characteristic and workability
KR20100124517A (en) Press roll strengthened by carbide
JP5282546B2 (en) High-strength, thick-walled spheroidal graphite cast iron with excellent wear resistance
KR101306241B1 (en) Direct - quenched low carbon micro-alloyed steels having high strength and high impact toughness and method for manufacturing thereof
JP4381210B2 (en) High wear-resistant roll material and high wear-resistant composite roll
CN104099528B (en) A kind of special-shaped roll and preparation method thereof
KR101822203B1 (en) Preparation method of high strength flake graphite iron and flake graphite iron preparaed by the same method, and engine body for internal combustion engine comprising the same
JP2009221594A (en) Hot-working tool steel having excellent toughness
KR101042480B1 (en) Manufacturing Method of casting roll

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application