JP2019055429A - Compound roll - Google Patents
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Abstract
Description
［０００１］本発明は、低コストの超硬合金、又は低密度の超硬合金からなる焼結された内部コアを、バージン超硬合金からなる焼結された外側リングに融合させることにより、複合ロールの粉末コストを削減する及び／又は複合ロール自体の全質量を低減する、複合ロールに関する。 [0001] The present invention provides a composite by fusing a sintered inner core made of low cost cemented carbide or low density cemented carbide to a sintered outer ring made of virgin cemented carbide. The present invention relates to a composite roll that reduces the powder cost of the roll and / or reduces the total mass of the composite roll itself.
［０００２］ロールの摩耗は、圧延機の出力を向上させるうえで重要な要因である。長い鋼材の熱間圧延の間に、ロールのパスフォーム表面は摩耗する。摩耗した各パスフォームは、再研磨した後で使用を再開させなければならない。このプロセスは、パスフォームの深さが、「スクラップ径」と呼ばれるそれ以上ロールを使用できないポイントに達するまで繰り返される。図１に示すように、ロール１０のスクラップ径１２は、外径１４と内径１６の間のほぼ中央であり、スクラップ径より下の残りの材料１８（スクラップ径から内径まで）は使用されずに残る。 [0002] Roll wear is an important factor in improving the output of a rolling mill. During the hot rolling of long steel materials, the passform surface of the roll wears. Each worn pass form must be re-used after re-grinding. This process is repeated until the passform depth reaches a point, called the “scrap diameter”, where no further rolls can be used. As shown in FIG. 1, the scrap diameter 12 of the roll 10 is approximately the center between the outer diameter 14 and the inner diameter 16, and the remaining material 18 (from the scrap diameter to the inner diameter) below the scrap diameter is not used. Remain.
［０００３］バージン材料であるために、これは大きなコストに相当し、したがってロールのこの部分をもっと低コストのリサイクル材で置き換えることが可能であり、これによりロールのコストが低減されるであろう。例えば、標準的な８”径のロールは約２５ｋｇの粉末を使用するが、このうち使用されない材料の質量は約１０．５ｋｇにもなる。 [0003] Because it is a virgin material, this represents a significant cost, so this part of the roll could be replaced with a lower cost recycled material, which would reduce the cost of the roll. . For example, a standard 8 "diameter roll uses about 25 kg of powder, of which about 10.5 kg of material is unused.
［０００４］一態様では、本発明の複合ロールは、第１の超硬合金からなる焼結内部コアと、内部コアの周りに配置される第２の超硬合金からなる少なくとも一つの焼結外側スリーブとを含む。少なくとも一つの焼結外側スリーブ及び内部コアの各々は接合面を有し、内部コアと外側スリーブが組み立てられると各接合面が接触してそれらの間に結合界面が形成される。組み立てられた焼結内部コアと少なくとも一つの焼結外側スリーブとが所定の温度に加熱されると、内部コアと外側スリーブが結合界面において融合されて複合ロールが形成される。 [0004] In one aspect, the composite roll of the present invention includes a sintered inner core composed of a first cemented carbide and at least one sintered outer composed of a second cemented carbide disposed around the inner core. Including a sleeve. Each of the at least one sintered outer sleeve and the inner core has a mating surface, and when the inner core and outer sleeve are assembled, the mating surfaces contact to form a bonded interface therebetween. When the assembled sintered inner core and at least one sintered outer sleeve are heated to a predetermined temperature, the inner core and outer sleeve are fused at the bonding interface to form a composite roll.
［０００５］別の態様において、複合ロールを形成する方法は、超硬合金からなる焼結内部コアを提供する工程と、第２の超硬合金からなる少なくとも一つの焼結外側スリーブを提供する工程とを含む。焼結内部コア及び少なくとも一つの焼結外側スリーブは、各々が接合面を有し、少なくとも一つの焼結内部コアと外側スリーブとを組み合わせると各接合面が接触してそれらの間に結合界面（３）が形成されるように、組み合わせられる。組み立てられた焼結内部コアと少なくとも一つの焼結外側スリーブとは結合界面（３０）において融合し、複合ロールを形成する。 [0005] In another aspect, a method of forming a composite roll includes providing a sintered inner core made of cemented carbide and providing at least one sintered outer sleeve made of a second cemented carbide. Including. The sintered inner core and the at least one sintered outer sleeve each have a joining surface, and when the at least one sintered inner core and the outer sleeve are combined, each joining surface comes into contact and a bonded interface ( Are combined so that 3) is formed. The assembled sintered inner core and at least one sintered outer sleeve fuse at the bonding interface (30) to form a composite roll.
［０００６］また別の態様では、圧延機の複合ロールは、第１の超硬合金からなる焼結内部コアと、内部コアの周りに配置されて内部コアに融合する第２の超硬合金からなる焼結された外側スリーブとを含み、ここで第１の超硬合金は第２の超硬合金とは異なる。 [0006] In yet another aspect, a composite roll of a rolling mill includes a sintered inner core made of a first cemented carbide and a second cemented carbide disposed around the inner core and fused to the inner core. And wherein the first cemented carbide is different from the second cemented carbide.
［０００７］本発明の複合ロールの一つの利点は、圧延機の維持費を節約できることである。内部コアのために密度の低い炭化物材料を使用することで、たとえそれがバージングレード、例えば外側については６％のバインダーグレード及び内側については１０％又は１５％のバインダーであったとしても、ロールの全質量が低減し、それにより圧延機のベアリング及びその他駆動ラインの付属品に掛かる負荷が低減するであろう。 [0007] One advantage of the composite roll of the present invention is that it can save on the maintenance costs of the rolling mill. By using a low density carbide material for the inner core, even if it is a virgin grade, for example 6% binder grade on the outside and 10% or 15% binder on the inside, The total mass will be reduced, thereby reducing the load on the rolling mill bearings and other drive line accessories.
［０００８］前述の概要、並びに以下の実施形態の詳細な説明は、添付図面と関連付けて読むことによってよりよく理解されるであろう。説明される実施形態は、示される厳密な構成及び手段に限定されないことを理解されたい。 [0008] The foregoing summary, as well as the following detailed description of embodiments, will be better understood when read in conjunction with the appended drawings. It should be understood that the described embodiments are not limited to the precise configuration and instrumentalities shown.
［００１７］本発明の複合ロールは、第１の超硬合金からなる焼結内部コアと、内部コアの周りに配置される第２の超硬合金からなる少なくとも一つの焼結外側スリーブとを含む。少なくとも一つの焼結外側スリーブ及び内部コアの各々は接合面を有し、内部コアと外側スリーブが組み立てられると各接合面が接触してそれらの間に結合界面が形成される。組み立てられた焼結内部コアと少なくとも一つの焼結外側スリーブとが所定の温度に加熱されると、内部コアと外側スリーブが結合界面において融合されて複合ロールが形成される。 [0017] The composite roll of the present invention includes a sintered inner core made of a first cemented carbide and at least one sintered outer sleeve made of a second cemented carbide disposed around the inner core. . Each of the at least one sintered outer sleeve and the inner core has a mating surface, and when the inner core and outer sleeve are assembled, the mating surfaces contact to form a bonded interface therebetween. When the assembled sintered inner core and at least one sintered outer sleeve are heated to a predetermined temperature, the inner core and outer sleeve are fused at the bonding interface to form a composite roll.
［００１８］図２に示すように、本発明の複合ロール２０は、内部コア２２と少なくとも一つの外側部分即ちスリーブ２４を含む。コア２２は、外側スリーブ２４内部に挿入されると、後述するように、複式パーツ即ち複合ロールを形成する。 [0018] As shown in FIG. 2, the composite roll 20 of the present invention includes an inner core 22 and at least one outer portion or sleeve 24. When inserted into the outer sleeve 24, the core 22 forms a multi-part or composite roll, as described below.
［００１９］内部コア２２は、よりコストの低い超硬合金、即ち、固体のバージン炭化物からなるロールのコストと比較してコストの低い超硬合金、例えばリサイクル超硬合金、又はより密度の低い超硬合金、即ち、固体のバージン炭化物の密度と比較して密度の低い超硬合金からなる、第１の超硬合金又はサーメットから作製することができる。この超硬合金は、最大１００重量％のリサイクル炭化物を有することができる。図示されていないが、コアは固体とすることができるか、又は任意の形状を有することができ、図示のような円筒形状若しくはリング形状に限定されない。 [0019] The inner core 22 is made of a lower cost cemented carbide, ie, a lower cost cemented carbide, for example a recycled cemented carbide, or a less dense cemented carbide compared to the cost of a roll of solid virgin carbide. It can be made from a hard metal, i.e. a first hard metal or cermet consisting of a hard metal with a lower density compared to the density of solid virgin carbide. The cemented carbide can have up to 100% by weight recycled carbide. Although not shown, the core can be solid or have any shape and is not limited to a cylindrical or ring shape as shown.
［００２０］外側スリーブ２４は、第２の超硬合金若しくはサーメット、例えばバージン超硬合金から作製されている。本明細書に記載のように、バージン超硬合金は、再生された炭化物を含まない炭化物を指す。リサイクル超硬合金は、当業者に既知の冶金学的又は化学的手段、例えば、亜鉛回収プロセス、電解回収、及び、抽出若しくは酸化により再利用される超硬合金を指す。図には単一の外側スリーブを示すが、複合ロールは複数のスリーブを含むことができる。 [0020] The outer sleeve 24 is made of a second cemented carbide or cermet, such as a virgin cemented carbide. As described herein, virgin cemented carbide refers to carbides that do not contain regenerated carbides. Recycled cemented carbide refers to cemented carbide that is reused by metallurgical or chemical means known to those skilled in the art, for example, zinc recovery processes, electrolytic recovery, and extraction or oxidation. Although the figure shows a single outer sleeve, the composite roll can include multiple sleeves.
［００２１］したがって、内部コア２２及び外側スリーブ２４は、低融点相成分と高融点相成分を含む、液相材料の圧密体からなる異なるグレードの超硬合金から作製することができる。超硬合金は通常、硬質相を有し、タングステンカーバイドと、金属相のバインダー（典型的にはコバルト、ニッケル、鉄）により結合された、一又は複数のチタン、クロム、バナジウム、タンタル、ニオブの炭化物、窒化物若しくは炭窒化物を様々な割合で含む。バインダーは約６重量％〜３０重量％の範囲でありうる。第１及び第２の炭化物の各々は、バインダーを用いて結合されたタングステンカーバイドとすることができる。 [0021] Accordingly, the inner core 22 and the outer sleeve 24 can be made from different grades of cemented carbide consisting of a compact of a liquid phase material comprising a low melting phase component and a high melting phase component. Cemented carbides usually have a hard phase, one or more of titanium, chromium, vanadium, tantalum, niobium bonded with tungsten carbide and a metallic phase binder (typically cobalt, nickel, iron). Contains carbide, nitride or carbonitride in various proportions. The binder can range from about 6% to 30% by weight. Each of the first and second carbides can be tungsten carbide bonded using a binder.
［００２２］超硬合金は異なるグレードで存在する。グレードは、超硬合金の組成と粒度に依存する。例えば、高品質のグレードは、所与の応用分野において、低品質のグレードと比較して高い性能及び信頼性が定量化されうる超硬合金である。本発明により、コア及びスリーブのための他の材料、例えばサーメットが考慮されることを理解されたい。したがって、第１及び第２の炭化物は異なる超硬合金から作製することができる。 [0022] Cemented carbides exist in different grades. The grade depends on the composition and particle size of the cemented carbide. For example, a high quality grade is a cemented carbide that can be quantified for high performance and reliability compared to a low quality grade in a given application. It should be understood that other materials for the core and sleeve are contemplated by the present invention, such as cermet. Thus, the first and second carbides can be made from different cemented carbides.
［００２３］外側スリーブ２４は、Ｃｏのみからなるバインダーを有するグレードを用いて、リサイクル超硬合金を添加せずに、超硬合金のレディトゥプレスパウダー（ＲＴＰ）からプレス加工することができる。平均的な開始時の、即ち、処理前の提供時の、得られた焼結スリーブのＷＣ粒度は、約５．０〜約８．０μｍの範囲とすることができる。外側スリーブと同様に、内部コア２２は、超硬合金のＲＴＰから、Ｃｏ／Ｎｉ／Ｃｒ並びに超硬合金のリサイクルＲＴＰ（例えば、約２５重量％の超硬合金が再利用された）からなる混合バインダーグレードを用いてプレス加工することができる。外側スリーブと同様に、内部コアの平均的な開始ＷＣ粒度は、約５．０〜約８．０μｍとすることができる。 [0023] The outer sleeve 24 can be pressed from a ready-to-press powder (RTP) of cemented carbide without the addition of recycled cemented carbide using a grade having a binder consisting of only Co. The average WC particle size of the resulting sintered sleeve at the beginning, ie, provision before processing, can range from about 5.0 to about 8.0 μm. Similar to the outer sleeve, the inner core 22 is a mixture of cemented carbide RTP, Co / Ni / Cr and cemented carbide recycled RTP (eg, about 25 wt% cemented carbide recycled). It can be pressed using a binder grade. Similar to the outer sleeve, the average starting WC particle size of the inner core can be about 5.0 to about 8.0 μm.
［００２４］したがって、複合ロール２０は二つの部分、即ち低コスト超硬合金からなる内部コア２２と、高グレード超硬合金又はバージン超硬合金からなる外側スリーブ２４とを含む。複数の外側スリーブを設けることができ、本発明は二つの部分からなる複合ロールに限定されないことを理解されたい。本明細書に更に記載するように、複合ロールを生成するために、バージン品質の超硬合金からなる焼結外側スリーブとリサイクル超硬合金からなる焼結内部コアの各々は融合される。 [0024] Accordingly, the composite roll 20 includes two parts: an inner core 22 made of a low cost cemented carbide and an outer sleeve 24 made of a high grade cemented carbide or virgin cemented carbide. It should be understood that a plurality of outer sleeves may be provided and the present invention is not limited to a two-part composite roll. As described further herein, each of the sintered outer sleeve made of virgin quality cemented carbide and the sintered inner core made of recycled cemented carbide is fused to form a composite roll.
［００２５］図３及び４に示すように、外側スリーブ２４は内側に接合面２６を含み、内部コア２２は外側に接合面２８を含む。後述するように、焼結内部コア２２と少なくとも一つの外側スリーブ２４は、接合面２６、２８において融合されて単一の本体３２を形成し、第１及び第２の超硬合金の各々は異なる融点を有し、ここで、組み立てられた、少なくとも一つの焼結内部コアと少なくとも一つの焼結外側スリーブとは、焼結コアとスリーブの焼結温度の中間の温度又は焼結コアとスリーブの焼結温度のうち低い方の融点より低い温度に加熱されて、結合界面３０において融合され、単一の本体３２（図２）を形成する。単一の本体は、単一の一体式本体と定義される。 [0025] As shown in FIGS. 3 and 4, the outer sleeve 24 includes a joining surface 26 on the inside and the inner core 22 includes a joining surface 28 on the outside. As described below, the sintered inner core 22 and the at least one outer sleeve 24 are fused at the joining surfaces 26, 28 to form a single body 32, each of the first and second cemented carbides being different. The assembled at least one sintered inner core and the at least one sintered outer sleeve are intermediate temperatures of the sintering core and sleeve or between the sintered core and sleeve. It is heated to a temperature below the lower melting point of the sintering temperature and fused at the bonding interface 30 to form a single body 32 (FIG. 2). A single body is defined as a single unitary body.
［００２６］図５に示す本発明の方法４０によれば、複合ロールのコア２２及びスリーブ２４は、特定の所望の最終用途に応じて、工程４２において別々に形成されて提供される。上記に規定したように、内部コア２２は、超硬合金のＲＴＰから、Ｃｏ／Ｎｉ／Ｃｒ並びに超硬合金のリサイクルＲＴＰからなる混合バインダーグレードを用いてプレス加工することができ、外側スリーブ２４は、超硬合金の（ＲＴＰ）から、Ｃｏのみからなるバインダーを有するグレードを用いて、リサイクル超硬合金を添加せずに、プレス加工することができる。 [0026] According to the method 40 of the present invention shown in FIG. 5, the core 22 and sleeve 24 of the composite roll are provided separately formed in step 42, depending on the particular desired end use. As defined above, the inner core 22 can be pressed from a cemented carbide RTP to a mixed binder grade consisting of Co / Ni / Cr and recycled cemented carbide RTP, and the outer sleeve 24 can be From the cemented carbide (RTP), a grade having a binder consisting only of Co can be used for press working without adding a recycled cemented carbide.
［００２７］次いで各々は、工程４４において、その実質的に完全な密度及び硬度を得るために焼結される。コア及びスリーブは、それぞれの温度、例えば知られているように１３５０℃〜１５２０℃において、真空炉又は焼結−ＨＩＰ炉内で焼結することができる。 [0027] Each is then sintered in step 44 to obtain its substantially complete density and hardness. The core and sleeve can be sintered in a vacuum furnace or a sintering-HIP furnace at their respective temperatures, for example 1350 ° C. to 1520 ° C. as is known.
［００２８］工程４６では、コア及びスリーブの結合／接合面２６、２８は、それら面間に組み立て時の締り嵌めを助ける十分に滑らかな仕上げを施すために、研磨又は機械加工される。例えば、内部コア２２は、液収縮させて外側スリーブ中に押し込むことができるように、つまり熱膨張の現象を利用して界面３０に強力な接合を形成するために、体窒素中に約３０秒間置かれた。 [0028] In step 46, the core / sleeve mating / joining surfaces 26, 28 are ground or machined to provide a sufficiently smooth finish between them to aid in an interference fit during assembly. For example, the inner core 22 can be liquid shrunk and pushed into the outer sleeve, i.e., utilizing the phenomenon of thermal expansion to form a strong bond at the interface 30 for about 30 seconds in body nitrogen. Was placed.
［００２９］焼結コア及びスリーブは、接合面にきれいな界面を提供するために、例えばアセトン洗浄液中において洗浄することもできる。その後、工程４８において個々のパーツを複合ロールへと組み立てる。工程４８の組み立ては、内部コア２２を外側スリーブ２４内に配置してコアとスリーブを組み立てられた関係に接触させ、第１の結合若しくは接合面２６を第２の結合若しくは接合面２８（図２）と一致させて単一の本体３２を形成することを含む。図６を参照のこと。その後、本明細書に記載のように、組み立てられた関係にある部材を加熱する工程を用いて部材同士を融合させる。 [0029] The sintered core and sleeve can also be cleaned, for example in an acetone cleaning solution, to provide a clean interface at the joint surface. Thereafter, in step 48, the individual parts are assembled into composite rolls. The assembly in step 48 involves placing the inner core 22 in the outer sleeve 24 to bring the core and sleeve into contact with the assembled relationship, and the first coupling or joining surface 26 to the second coupling or joining surface 28 (FIG. 2). ) To form a single body 32. See FIG. Thereafter, as described herein, the members are fused together using a process of heating the assembled members.
［００３０］先行技術による炭化物部材の組み立ては、二又は一つの未加工部品を一つの焼結部品に同時プレスして焼結することを含むが、これら技術は、異なる収縮レベル及びより高い焼結温度が必要とされる結果、外側に、亀裂に繋がる引っ張り応力が生じるという危険をはらんでいる。本発明の焼結−融合技術は、ＷＣ−Ｃｏ共晶をわずかに上回る温度と、素地に必要とされるより短い等温保持とを利用する。 [0030] Assembly of carbide members according to the prior art involves co-pressing and sintering two or one raw parts into one sintered part, but these techniques involve different shrinkage levels and higher sintering. As a result of the need for temperature, there is a risk that on the outside, tensile stresses leading to cracks occur. The sintering-fusion technique of the present invention utilizes a temperature slightly above the WC-Co eutectic and a shorter isothermal hold required for the substrate.
［００３１］図５に示すように、工程５０において、組み立てられた焼結コアとスリーブは、結合界面３０において起こる粒子成長が最小となるために十分に低い温度において融合されることにより接合される。組み立てられた焼結コアとスリーブは、標準の焼結炉内に配置され、外圧の印加なしで、真空又はガス雰囲気に曝される。例えば、組み立てられた複合ロールは、室温から約１３５０℃の融合温度へと、最高温度において約１５分のドウェル時間を用いて一分毎に約１０℃で移される。このような融合時間及び加熱サイクルは、最低の融点を有する超硬合金の元の焼結温度及び加熱サイクルより低い。例えば、約１０〜約３０分間に約１３４０℃〜約１３６０℃、更に好ましくは約１５分間に約１３５０℃である。 [0031] As shown in FIG. 5, in step 50, the assembled sintered core and sleeve are joined by being fused at a temperature low enough to minimize particle growth occurring at the bonding interface 30. . The assembled sintered core and sleeve are placed in a standard sintering furnace and exposed to a vacuum or gas atmosphere without the application of external pressure. For example, the assembled composite roll is transferred from room temperature to a fusion temperature of about 1350 ° C. at about 10 ° C. every minute using a dwell time of about 15 minutes at the highest temperature. Such a fusion time and heating cycle is lower than the original sintering temperature and heating cycle of the cemented carbide with the lowest melting point. For example, about 1340 ° C. to about 1360 ° C. for about 10 to about 30 minutes, more preferably about 1350 ° C. for about 15 minutes.
［００３２］この工程は、既に密度及び硬度の高い炭化物の部品を用いてそれらを焼結炉中に戻す。しかし、元の焼結作業のように収縮させて更に密度を高める代わりに、コア及びスリーブは本質的に同じ物理特性のまま保持される。 [0032] This process uses the already dense and hard carbide parts to return them to the sintering furnace. However, instead of shrinking and increasing the density as in the original sintering operation, the core and sleeve remain essentially the same physical properties.
［００３３］図６に示すように、界面３０は、内部コアと外側スリーブの間に位置し、融合で生じる。部品は、コアとスリーブの元の焼結温度のうち最低の温度を有する超硬合金の融点より低い温度で融合される。このように温度がより低く、時間が短いことにより、融合は、界面３０全体へのバインダー材料の短距離拡散により進行することができ、微細構造内に最小粒子成長が誘導されるが単一本体３２が形成される。 [0033] As shown in FIG. 6, the interface 30 is located between the inner core and the outer sleeve and occurs upon fusion. The parts are fused at a temperature below the melting point of the cemented carbide having the lowest of the original sintering temperatures of the core and sleeve. This lower temperature and shorter time allows the fusion to proceed by short range diffusion of the binder material throughout the interface 30 and induces minimal particle growth within the microstructure but a single body. 32 is formed.
［００３５］複合ロールは、６％のＣｏバインダーグレートの外側スリーブと、３０％のリサイクルＮｉ／Ｃｏ／Ｃｒバインダーグレードの内部コアとから構成されていた。コア及びスリーブの両方を、５０ｔの手動式プレス機（Ｓｅａｌｅｙ Ｌｔｄ、Ｓｕｆｆｏｌｋ、ＵＫ）上において、シングルエンドプレス加工を用いてプレスし、それらにそれぞれ対応する温度、即ち内部コアについては１３６０℃、及び外側スリーブについては１５１０℃で焼結した。 [0035] The composite roll consisted of a 6% Co binder great outer sleeve and a 30% recycled Ni / Co / Cr binder grade inner core. Both the core and sleeve are pressed on a 50 t manual press (Sealey Ltd, Suffolk, UK) using single-ended pressing, the temperature corresponding to them respectively, ie 1360 ° C. for the inner core, and The outer sleeve was sintered at 1510 ° C.
［００３６］表１は、焼結の前と後の、内部コア２２（「内部」）及び外側スリーブ２４（「外側」）の寸法及び特性を示している。表に示すように、焼結の前と後のコア及びスリーブの重量は、比較的不変である。内部コアはやや収縮し、外側スリーブはやや膨張しているが、全体的な厚みの変化は最小量であった。Ｈｃは、粒径粗大化に起因してやや増大した。したがって、コアとスリーブの間には物理的な接触があり、融合可能である。 [0036] Table 1 shows the dimensions and characteristics of the inner core 22 ("inner") and outer sleeve 24 ("outer") before and after sintering. As shown in the table, the weight of the core and sleeve before and after sintering is relatively unchanged. The inner core was slightly contracted and the outer sleeve was slightly expanded, but the overall thickness change was minimal. Hc slightly increased due to the coarsening of the particle size. Thus, there is a physical contact between the core and the sleeve, which can be fused.
［００３７］ [0037]
［００３８］コア及びスリーブの両方を、ＥＤＭによって切断し、ＩＳＯ２８６−２：１９８８ＩＳＯ寸法公差方式及びはめあい方式に従って、まず位置的締り嵌めに研磨した。内部コアを、液体窒素中に約３０秒間置き、次いで、例えば焼き嵌め（焼き嵌め公差＋２０μｍ）後に、熱膨張の現象を利用して外側スリーブ中に押し込み、強い接合部を形成した。適用された公差は、位置的中間嵌めに向かって徐々に低減し、このプロセスは内部コアが外側スリーブ内部に位置するまで繰り返された。 [0038] Both the core and sleeve were cut by EDM and first ground to a positional interference fit according to ISO 286-2: 1988 ISO dimensional tolerance and fit methods. The inner core was placed in liquid nitrogen for about 30 seconds and then pressed into the outer sleeve using the phenomenon of thermal expansion, for example after shrink fitting (shrink fit tolerance + 20 μm) to form a strong joint. The applied tolerances gradually decreased towards the positional intermediate fit and this process was repeated until the inner core was located inside the outer sleeve.
［００３９］図７（ａ）〜７（ｃ）のＳＥＭ顕微鏡写真は、融合処理に先立つ二つの部材間の接合ライン２６、２８を示している。図示のように、コアとスリーブは互いに接合され、融合して単一の複合ロールを形成している。 [0039] The SEM micrographs of FIGS. 7 (a) -7 (c) show the joining lines 26, 28 between the two members prior to the fusion process. As shown, the core and sleeve are joined together and fused to form a single composite roll.
［００４０］図８（ａ）及び８（ｂ）は、融合処理後のコアとスリーブの間の境界ゾーン３０を示すＳＥＭ顕微鏡写真である。図示のように、若干の粒径粗大化が起こっており、内部コア材料の方がその度合いが大きいが、コアと外側スリーブの間の接合面２６、２８の接触面間に特異的に起こってはいない。 [0040] FIGS. 8 (a) and 8 (b) are SEM micrographs showing the boundary zone 30 between the core and sleeve after the fusion process. As shown in the figure, the grain size is slightly coarsened, and the inner core material is larger in degree, but specifically occurs between the contact surfaces of the joint surfaces 26 and 28 between the core and the outer sleeve. No.
［００４１］異なるグレードの材料を接合させることで複合ロールの局所的特性を最適化できることが分かるであろう。したがって、例えば材料の耐摩耗性、靱性、ろう付け性、摩擦係数及び／又は立体窒化ホウ素（ｃＢＮ）含有量を選択することができる。更に、コバルト又は粒径の不一致を選択して、結合金属の融合及びそれによる密度の変化を誘導することができる。これは表面に圧縮応力を誘導し、強靭化効果を付与することができる。例えば、Ｃｏ含有量／Ｃｏ平均自由工程／ＷＣ粒度を減少させた一又は複数の層が組み込まれる場合、耐疲労性が増大しうる。 [0041] It will be appreciated that the local properties of the composite roll can be optimized by joining different grades of material. Thus, for example, the wear resistance, toughness, brazeability, coefficient of friction and / or steric boron nitride (cBN) content of the material can be selected. In addition, cobalt or particle size mismatch can be selected to induce fusion of the binding metal and the resulting density change. This induces compressive stress on the surface and can impart a toughening effect. For example, fatigue resistance can be increased when one or more layers with reduced Co content / Co mean free path / WC grain size are incorporated.
［００４２］本実施形態は、その具体的な態様に関連して説明されているが、他の多くの変形例、修正例、その他の使用法が当業者には明白であろう。したがって、好ましくは、本開示は、本明細書の具体的な実施形態によってではなく、以下の特許請求の範囲によってのみ限定される。 [0042] Although this embodiment has been described in connection with specific aspects thereof, many other variations, modifications, and other uses will be apparent to those skilled in the art. Accordingly, preferably, the present disclosure is limited only by the following claims, not by the specific embodiments herein.
Claims (22)
内部コアの周りに配置された第２の超硬合金からなる少なくとも一つの焼結外側スリーブ（２４）
を備え、外側スリーブ及び内部コアの各々が接合面（２６、２８）を有し、内部コアと外側スリーブが組立てられると、各接合面が接触してそれらの間に結合界面（３０）が形成される複合ロール（２０）であって、組み立てられた焼結内部コア（２２）と少なくとも一つの焼結外側スリーブ（２４）が、所定の温度に加熱されると、結合界面（３０）において融合して複合ロール（２０）を形成することを特徴とする、複合ロール（２０）。 A sintered inner core (22) made of a first cemented carbide and at least one sintered outer sleeve (24) made of a second cemented carbide disposed around the inner core.
And each of the outer sleeve and the inner core has a joining surface (26, 28), and when the inner core and the outer sleeve are assembled, each joining surface contacts to form a bonding interface (30) between them. Composite roll (20), wherein the assembled sintered inner core (22) and at least one sintered outer sleeve (24) are fused at the bonding interface (30) when heated to a predetermined temperature. The composite roll (20) is characterized in that the composite roll (20) is formed.
超硬合金からなる少なくとも一つの焼結内部コア（２２）を提供する工程、
第２の超硬合金からなる少なくとも一つの焼結外側スリーブ（２４）を提供する工程、
各々が接合面（２６、２８）を有する焼結内部コアと少なくとも一つの焼結外側スリーブとを組み立てる工程であって、焼結内部コアと少なくとも一つの焼結外側スリーブが組み立てられると、各接合面（２６、２８）が接触してそれらの間に結合界面（３０）が形成される、組み立てる工程、並びに
組み立てられた、焼結内部コア（２２）と少なくとも一つの焼結外側スリーブ（２４）とを結合界面（３０）において融合させて複合ロール（２０）を形成する工程
を含む方法。 A method for forming a composite roll (20), comprising:
Providing at least one sintered inner core (22) of cemented carbide;
Providing at least one sintered outer sleeve (24) comprising a second cemented carbide;
Assembling a sintered inner core and at least one sintered outer sleeve, each having a joining surface (26, 28), wherein the sintered inner core and at least one sintered outer sleeve are assembled together; An assembling process in which the faces (26, 28) come into contact and a bonding interface (30) is formed between them, and the assembled sintered inner core (22) and at least one sintered outer sleeve (24); And fusing together at the bonding interface (30) to form a composite roll (20).
内部コア（２２）の周りに配置されて内部コアに融合される、第２の超硬合金からなる焼結された外側スリーブ（２４）
を備え、第１の超硬合金が第２の超硬合金とは異なることを特徴とする、圧延機の複合ロール（２０） A sintered inner core (22) made of a first cemented carbide and a sintered outer sleeve (2) made of a second cemented carbide disposed around and fused to the inner core (22) 24)
A composite roll of a rolling mill (20), characterized in that the first cemented carbide is different from the second cemented carbide
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