JP2017136625A - 金属板圧延用ロール - Google Patents
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Abstract
【解決手段】Ni、TiおよびCrから選択される1種以上を含有する、金属板を圧延するのに用いるロールであって、ロール基材41と、ダイアモンド結合およびグラファイト結合が混在したアモルファス構造のダイアモンドライクカーボン被覆層40と、ロール基材41とダイアモンドライクカーボン被覆層40との接着界面に形成した複数層の中間層42,43を備え、複数層の中間層42,43が、金属炭化物、金属窒化物および金属炭窒化物から選択される一種以上からなる、金属板圧延用ロール。
【選択図】図3
Description
しかしながら、ワークロールへの硬質保護膜形成に拠り、ワークロール作製に要する工具コストの増額が不可避である以上、さらなる生産効率改善が求められる。圧延パス回数をさらに少なく抑えるには、上述の荷重をより引き上げ、最低200ton以上に設定する必要がある。
なお、ワークロールの形状は、図2に示す形状とし、ロール部の胴長:1,000mm、ロール部の直径:80mmとした。
また、比(sp3/sp2)は75%であった。
評価用試験片はワークロールと同等鋼材を四角形状(15mm×15mm×厚10mm)に裁断加工し、硬質保護膜の被膜面を鏡面加工の上、当該表面にワークロールと同じ成膜方法で硬質保護膜を施したものを使用した。密着力、耐荷重、摩擦係数およびナノ硬度を評価した。その結果も表1に併記した。なお、ワークロールの形状は、図2に示す形状とし、ロール部の胴長:1,000mm、ロール部の直径:80mmとした。
ワークロールを被圧延材の法線方向に押し付ける力を荷重値とし、圧延開始後、被圧延材の成分がワークロール表面に凝着物として目視確認されるか、或いは硬質保護膜が部分的に剥離した時点の荷重値を「臨界荷重」と定義した。なお、臨界荷重は、前述の実機圧延ミルの操業に先立つ予備検討段階の実績値である。したがって、表1に示す実機圧延は臨界荷重以下の荷重で行われた。
硬質保護膜の基材に対する密着力を測定した。密着力の測定には、CSM Instruments社製、Revetest Scratch Tester、N27−486型のスクラッチ式試験機を使用した。ダイアモンド製触針;外径200μm(N2−4996型)を荷重;0〜200N間で、室温、走査速度10mm/分、荷重速度100N/分で走査させた。異常振動信号が検出された荷重値と、走査動画写真にて硬質保護層剥離に伴うロール基材層の露出、もしくは顕著な膜破壊が確認された時点の荷重値を比較して、最も低い荷重値を以て「密着力」と定義した。
バウデン方式で評価した動摩擦係数(荷重5N,SUJ2球の往復直線摺動)を求め、「摩擦係数」とした。
ナノインデンテーション法によって、ナノ硬度を求めた。すなわち、ナノ硬度の測定には、ナノインデンター(Agilent Technologies社製、XP/DCM)を用いた。押込圧子;ダイアモンド製バーコビッチ型を用い、以下の条件で測定した。押込方法;連続剛性方式、荷重;200μN、振動周波数;45Hz、振動振幅幅;2nm、最大押込深さ;500nm、室温、測定15箇所(間隔は70μm)の平均値、押込深さ200nm地点の硬度を以て、ナノ硬度と定義した。
2 中間ロール
3 バックアップロール
4 ワークロール
4a ロール部
4b 小径部
4c 大径部
4d 摺動部
40 ダイアモンドライクカーボン被覆層
41 ロール基材
42 第一中間層
43 第二中間層
Claims (8)
- Ni、TiおよびCrから選択される1種以上を含有する、金属板を圧延するのに用いるロールであって、
ロール基材と、ダイアモンド結合およびグラファイト結合が混在したアモルファス構造のダイアモンドライクカーボン被覆層と、前記ロール基材と前記ダイアモンドライクカーボン被覆層との接着界面に形成した複数層の中間層を備え、
前記複数層の中間層が、金属炭化物、金属窒化物および金属炭窒化物から選択される一種以上からなる、金属板圧延用ロール。 - 前記複数層の中間層が、前記ロール基材に面した第一中間層と、前記ダイアモンドライクカーボン被覆層に面した第二中間層を備え、
前記第一中間層が、チタン窒化物、チタン炭化物およびチタン炭窒化物から選択される一種以上からなり、
前記第二中間層が、炭化珪素からなる、
請求項1に記載の金属板圧延用ロール。 - 前記中間層が、前記第一中間層および前記第二中間層の二層からなる、
請求項1または2に記載の金属板圧延用ロール。 - 前記ロール基材、前記第一中間層、前記第二中間層および前記ダイアモンドライクカーボン被覆層の線熱膨張係数をそれぞれβ1、β2、β3およびβ4とするとき、β1>β2>β3>β4の関係を満足する、
請求項2または3に記載の金属板圧延用ロール。 - 前記ダイアモンドライクカーボン被覆層表面の摩擦係数が、0.15以下である、
請求項1から4までのいずれかに記載の金属板圧延用ロール。 - 前記ダイアモンドライクカーボン被覆層の厚さが、1〜10μmである、
請求項1から5までのいずれかに記載の金属板圧延用ロール。 - 前記ダイアモンドライクカーボン被覆層が、ダイアモンド型結晶構造を有する炭素化合物とグラファイト型結晶構造を有する炭素化合物の結晶比率で、前記ダイアモンド型結晶構造を有する炭素化合物の割合が60〜80%である、
請求項1から6までのいずれかに記載の金属板圧延用ロール。 - 99.5質量%以上のNiまたはTiを含有する、金属板を圧延するのに用いるロールである、請求項1から7までのいずれかに記載の金属板圧延用ロール。
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JP2021148292A (ja) * | 2020-03-20 | 2021-09-27 | ジェイ アンド エル テク カンパニー リミテッド | 電極シート圧延ローラおよびその製造方法 |
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