JP3761022B2 - 非鉄金属圧延プロセス用ロール - Google Patents
非鉄金属圧延プロセス用ロール Download PDFInfo
- Publication number
- JP3761022B2 JP3761022B2 JP2001190689A JP2001190689A JP3761022B2 JP 3761022 B2 JP3761022 B2 JP 3761022B2 JP 2001190689 A JP2001190689 A JP 2001190689A JP 2001190689 A JP2001190689 A JP 2001190689A JP 3761022 B2 JP3761022 B2 JP 3761022B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- roll
- rolling process
- sprayed coating
- cermet
- chromium carbide
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧延プロセス用ロールに係り、とくに、アルミニウム、銅、チタンまたはそれらの合金といった非鉄金属材料の板を製造する圧延工程で主として用いられる圧延プロセス用ロールに関する。
【0002】
【従来の技術】
非鉄金属板は、通常、所望の組成の鋳塊を所定の温度に加熱し熱間圧延により熱延板としたのち、該熱延板を冷間圧延により所定板厚の冷延板とし、必要に応じ、熱処理を施したのち、所定の寸法に切断されて製品板とされる。
このような非鉄金属板の製造ラインの各工程においては、その作業目的に合致した、例えば、圧延用ロール、搬送用ロール等の圧延プロセス用ロールが使用されている。このような非鉄金属圧延プロセス用ロールとして、要求される特性は、まず通板材に対し適正な摩擦係数を有すること、また通板材に対しすり疵、圧痕等の表面疵を発生させないこと、さらに表面に金属系、非金属系粉塵が付着がしにくいこと、などである。
【0003】
このような特性を有するロールとしては、表面に硬質クロムめっきを施したロールがあり、従来から圧延プロセス用ロールとして使用されてきた。しかしながら、硬質クロムめっきロールは、通板材に対し表面疵を発生させない点においては優れているが、高温に長時間曝されると、硬さが低下し耐摩耗性が極端に低下するという問題があった。さらに、硬質クロムめっきロールは、冷間圧延工程ではスリップ現象を生じ、その時の摩擦熱で通板材の擦過微粉がロールの表面に付着しやすいという問題もあった。
【0004】
このような問題に対し、 例えば、特開昭64-87006号公報には、表面に気孔率1.8 %以下、表面粗さR max 3.0 μm 以下のサーメット溶射皮膜を有する非鉄金属圧延プロセス用ロールが提案されている。特開昭64-87006号公報に記載された技術では、ロール表面に形成されるサーメット溶射皮膜を、タングステンカーバイト(WC)とコバルトまたはニッケル−クロム合金との混合物からなる炭化物サーメットを溶射して形成するのがよいとしている。
【0005】
【発明の解決しようとする課題】
しかしながら、特開昭64-87006号公報に記載された技術を利用して製造されたWCサーメット溶射皮膜を有するロールを用いて、長期にわたってアルミニウム板を支持、搬送すると通板材であるアルミニウムの一部が溶射皮膜の極微小くぼみに固着して推定厚さ1μm以下の付着層が形成されることがしばしば発生した。この付着層は、今までに焼付きと呼ばれている現象の一例と考えることができるが、ロール表面皮膜の曇りを発生させ、製品板の表面品質の低下につながるという問題があった。
【0006】
本発明は、上記した従来技術の問題を有利に解決し、アルミニウム板等の非鉄金属圧延プロセス用として好適な、耐焼付き性に優れた非鉄金属圧延プロセス用ロールを提案することを目的とする。なお、本発明でいう「耐焼付き性に優れた」とは、非鉄金属材料との親和性が低く、かつ、それ自身がごくわずか摩耗し、表面に付着した付着物を系外に脱離・移動することを促進し、ロール表面の巨視的な平滑性を維持する特性というものとする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記した課題を達成するため、サーメット溶射皮膜を有する非鉄金属圧延プロセス用ロールの耐焼付き性におよぼす各種要因について鋭意研究した。
本発明者らは、まずWCサーメット溶射皮膜を有するロールを用いて長期にわたってアルミニウム板を支持、搬送すると発生する付着層の形成現象について考察した。その結果、WCサーメット溶射皮膜がアルミニウム板に対し高い耐摩耗性を示すために、皮膜表面にごく軽度に形成したAl付着物が表面から系外に離脱・移動することなく時間とともに成長・拡大することにより上記した付着層が形成されることを想到した。
【0008】
このような考えのもとに、本発明者らはさらに研究した結果、ロール表面に形成される皮膜の具備すべき条件として、▲1▼WCサーメット溶射皮膜に匹敵する平滑仕上げ性(到達可能な表面あらさ)を有し、▲2▼表面に付着したAl付着物が表面から系外に離脱・移動することを促進しかつ自身の平滑性を維持できる耐摩耗性(硬さ特性)を有することが挙げられ、このような皮膜としてはクロム炭化物サーメット溶射皮膜が有効であることを見い出した。
【0009】
まず、本発明者らの行った基礎的実験結果について説明する。
耐摩耗性についてはJIS H 8503に規定されるスガ式摩耗試験機を用い引っ掻き摩耗特性を調べた。その結果を図1に示す。図1から、クロム炭化物サーメット溶射皮膜はWCサーメット溶射皮膜に比べ常温での耐摩耗性が、低いことがわかる。
【0010】
つぎにJIS K 7218に規定される大越式摩耗試験機を用いて、すべり率2%で、Al材をWCサーメット溶射皮膜あるいはクロム炭化物サーメット皮膜を表面に形成した試験片に押し付け摺動させ、皮膜表面へAl材の焼付き付着性を調べた。得られた結果を表1に示す。
【0011】
【表1】
【0012】
表1から、クロム炭化物サーメット溶射皮膜のAl材に対する耐焼付き付着性はWCサーメット溶射皮膜のそれにくらべてすぐれることが示唆される。本発明は、上記した知見に基づきさらに検討して完成されたものである。
すなわち、本発明は、ロール表面にサーメット溶射皮膜を有する非鉄金属圧延プロセス用ロールであって、前記サーメット溶射皮膜が、クロム炭化物サーメットを溶射し得られた、質量%で 70 〜 80 %のクロム炭化物を含有する皮膜であり、気孔率1.0 %以下を有し、かつ該サーメット溶射皮膜の表面粗さを、Ra で0. 2μm 以下とすることを特徴とする耐焼付き性に優れた非鉄金属圧延プロセス用ロールであり、また、本発明では、前記クロム炭化物サーメットがクロム炭化物とクロム−ニッケル合金との混合物または複合物からなることが好ましく、また、本発明では、前記クロム炭化物が、Cr3C2 、Cr7C3 、Cr23C6のうち1種または2種以上であることが好ましい。また、本発明では、前記クロム炭化物サーメット溶射皮膜が微小硬さ 650〜950Hv を有することが好ましい。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明の非鉄金属圧延プロセス用ロールは、 表面にサーメット溶射被膜を有するロールである。このサーメット溶射被膜に要求される基本的機能は、ひとつにアルミニウム等の非鉄金属材料との低親和性であり、これが耐焼付き性の発現に寄与する。他は被圧延材である非鉄金属板のスリップを伴う擦過通過における耐摩耗性である。ここで要求される耐摩耗性は、非鉄金属板の擦過通過により皮膜自体がごくわずか摩耗する耐摩耗性である。この耐摩耗性の発揮によってロール表面の巨視的な平滑性が維持され、製品板への疵の発生が抑制され、耐焼付き性が向上すると考えられる。
【0014】
本発明では、ロール表面に、クロム炭化物サーメットを溶射して、サーメット溶射皮膜を形成する。溶射材料として使用するクロム炭化物サーメットは、クロム炭化物と金属との混合物または複合物であり、本発明ではクロム炭化物を、Cr3C2 、Cr7C3 、Cr23C6のうち1種または2種以上、すなわちCr3C2 、あるいはCr7C3 、あるいはCr23C6、あるいはそれらの混合物、あるいはそれらの複合物とし、金属を、ニッケルークロム合金、 あるいはCo、Crとするのが好ましい。
【0015】
本発明では、 溶射皮膜の膜厚は、40〜 300μmとするのが好ましい。膜厚が40μm未満では、膜厚が薄すぎて所期の目的が達成できない。一方、300 μmを超えると膜厚が厚すぎて、 密着性が低下する。
本発明におけるサーメット溶射皮膜は、WCサーメット溶射皮膜にくらべて低い適度な硬さである微小硬さ 650〜950Hv を有することが好ましい。この硬さに起因する耐摩耗性は、環境からの擦過履歴に対して皮膜自体がごくわずか摩耗し、系外離脱することによって、皮膜表面に生成した軽度のAl等付着物のさらなる成長を未然に防止するという特徴を有する。このような皮膜を形成することにより、ロールの耐焼付き性が向上する。
【0016】
本発明のロールに形成されるクロム炭化物サーメット溶射皮膜は、質量%で70〜80%のクロム炭化物を含有する。クロム炭化物の含有量が70%未満では、耐摩耗性、平滑研削性が劣化する。一方、80%を超えて含有すると、 皮膜密着性が低下し皮膜が剥離しやすくなる。また、皮膜そのものの脆性が高くなるという問題もある。なお、クロム炭化物としては、上記したようにCr3C2 、Cr7C3 、Cr23C6のうち1種または2種以上とするのが好ましく、中でもCr3C2 とすることがより好ましい。
【0017】
サーメット溶射皮膜の形成方法は、 特に限定する必要はなく、通常公知の溶射方法がいずれも適用可能であるが、 中でも、高速ガス炎溶射法が好ましい。
本発明では、形成される溶射皮膜の気孔率を1.0 %以下に調整する必要がある。気孔率が1.0 %を超えると、研磨後のロール表面にピットが生成し、通板材に転写されるなど不適当なロール表面となる。高速ガス尖溶射法を用いれば、溶射被皮膜の気孔率を1.0 %以下にすることは容易となる。
【0018】
また本発明のロールは、サーメット溶射皮膜を形成したのち、該皮膜の表面粗さをRa (算術平均粗さ)で、0.2 μm 以下、好ましくは 0.1μm 以下、より好ましくは0. 1〜0.03μm の鏡面に仕上げるものとする。表面粗さの調整は、ダイヤモンド砥石を利用した研磨により行うことが好ましい。表面粗さがRa で、0. 2μm を超えると、製品板に疵が発生する。なお、 さらに好ましくは表面粗さがRa で、0.06〜0.03μm である。なお、Ra は JIS B 0601 に規定される算術平均粗さをいう。
【0019】
【実施例】
(実施例1)
板状試片(材質:S45C、 サイズ:100 φ×50mm)の片側表面に、 つぎに示す炭化物サーメット、
(a)WC(73質量%)−CrNi合金(Ni:7質量%、Cr:20質量%)
(b)Cr3C2 (75質量%)−NiCr合金(Ni:20質量%、Cr:5質量%)
を溶射材料として用いて、 表2に示す膜厚と気孔率を有する溶射皮膜を形成した。溶射方法は、高速ガス炎溶射法を用いた。なお、 溶射なしの場合も比較例として実施した。板状試験片は、表面に溶射皮膜を形成したのち、人造ダイヤモンド砥石で皮膜表面を研磨し、 表2に示す表面粗さとした。
【0020】
なお、 溶射皮膜の気孔率は、 溶射皮膜の断面組織を光学顕微鏡を用いて撮像し、画像解析装置により空孔部の面積率を求め、 その数値を気孔率とした。また、 表面粗さは、触針式表面粗さ計により、JIS B 0601の規定に準拠して、算術平均粗さ、Ra を測定した。また、溶射皮膜の硬さは、断面をVickers 微小硬度計(荷重 300gf)により測定し、求めた。
【0021】
片側表面にサーメット溶射皮膜を形成した板状試験片を用いて、焼付き試験を実施し、耐焼付き性を調査した。焼付き試験は、図2に示す焼付き試験機を用いて、板状試験片の皮膜面に、リング状に形成した通板材としてのアルミニウム板(回転円板)を、試験片と接触可能に取り付けて、周速8 m/min ですべらせながら、試験片を所定の圧力P(0.1MPa)で、所定時間(0.1 h)接触させたのち、試験片表面のアルミニウムの有無を目視で観察し、試験片の耐焼付き性を評価した。試験片表面に、薄くアルミニウムが付着する場合を○、所々に強固にアルミニウムが付着する場合を△、全面にアルミニウムが付着する場合を×として、評価した。
【0022】
これらの結果を表2に示す。
【0023】
【表2】
【0024】
本発明例はいずれも、通板材であるアルミニウムの付着は見られず、安定して耐焼付き性に優れていることがわかる。一方、炭化物をWCとし本発明の範囲を外れる比較例 (No.1-1〜No.1-4)では、一部の試験片にアルミニウムの付着が見られ、耐焼付き性が低下し、安定して優れた耐焼付き性を確保できていない。溶射被膜を形成しない場合(試験片No.1-9)には、試験片表面全面にアルミニウムが付着している。
【0025】
(実施例2)
アルミニウム板圧延設備(冷間圧延機)の各種プロセスロール(ブライドルロールおよびパスラインロール)に、表3に示す溶射皮膜(サーメット溶射被膜)を有するロールを組み込み、90日間実機テストを実施し、ロールの耐焼付き性を評価した。耐焼付き性の評価は、試験後にロール表面を目視観察し、通板材(アルミニウム板)の付着の有無を調査した。得られた結果を表3に示す。
【0026】
【表3】
【0027】
本発明例はいずれも、通板材であるアルミニウムの付着は見られず、安定して耐焼付き性に優れていることがわかる。一方、炭化物をWCとし本発明の範囲を外れる比較例ロール (No.2-1、No.2-2)では、一部にわずかにアルミニウムの付着が見られ、耐焼付き性が低下している。
【0028】
【発明の効果】
本発明によれば、非鉄金属圧延プロセス用として好適な、耐焼付き性に優れた非鉄金属圧延プロセス用ロールを安価にが製造でき、産業上格段の効果を奏する。また、本発明は、アルミニウム等非鉄金属の圧延が、焼付きの発生もなく、安定して高能率に行うことができるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】引っ掻き摩耗量に及ぼすサーメット溶射皮膜の種類の影響を示すグラフである。
【図2】焼付き試験機の概要を模式的に示す説明図である。
Claims (4)
- ロール表面にサーメット溶射皮膜を有する非鉄金属圧延プロセス用ロールであって、前記サーメット溶射皮膜が、クロム炭化物サーメットを溶射して得られた、質量%で 70 〜 80 %のクロム炭化物を含有する皮膜であり、気孔率1.0 %以下を有し、かつ該サーメット溶射皮膜の表面粗さを、Ra で0. 2μm 以下とすることを特徴とする耐焼付き性に優れた非鉄金属圧延プロセス用ロール。
- 前記クロム炭化物サーメットが、クロム炭化物とクロム−ニッケル合金との混合物からなることを特徴とする請求項1に記載の非鉄金属圧延プロセス用ロール。
- 前記クロム炭化物が、Cr3C2 、Cr7C3 、Cr23 C6 のうちの1種または2種以上からなることを特徴とする請求項1または2に記載の非鉄金属圧延プロセス用ロール。
- 前記クロム炭化物サーメット溶射皮膜が微小硬さ 650〜950Hv を有することを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の非鉄金属圧延プロセス用ロール。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001190689A JP3761022B2 (ja) | 2001-06-25 | 2001-06-25 | 非鉄金属圧延プロセス用ロール |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001190689A JP3761022B2 (ja) | 2001-06-25 | 2001-06-25 | 非鉄金属圧延プロセス用ロール |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003001306A JP2003001306A (ja) | 2003-01-07 |
JP3761022B2 true JP3761022B2 (ja) | 2006-03-29 |
Family
ID=19029424
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001190689A Expired - Lifetime JP3761022B2 (ja) | 2001-06-25 | 2001-06-25 | 非鉄金属圧延プロセス用ロール |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3761022B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111118375A (zh) * | 2020-01-16 | 2020-05-08 | 西安石油大学 | 一种碳化铬-镍铬金属陶瓷块体材料及其制备方法 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4639317B2 (ja) * | 2005-09-22 | 2011-02-23 | 株式会社フジコー | ロールの製造方法 |
ES2843747B2 (es) * | 2020-01-20 | 2023-05-24 | Mecanizacion Ind Astillero S A | Cilindros para laminacion con un recubrimiento de aleaciones de carburo de tungsteno y procedimiento de obtencion de los mismos |
-
2001
- 2001-06-25 JP JP2001190689A patent/JP3761022B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111118375A (zh) * | 2020-01-16 | 2020-05-08 | 西安石油大学 | 一种碳化铬-镍铬金属陶瓷块体材料及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2003001306A (ja) | 2003-01-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4912835A (en) | Cermet sprayed coating roll with selected porosity and surface roughness | |
JP6477867B2 (ja) | 被覆金型およびその製造方法 | |
JP2009167512A (ja) | 摺動部品用ダイヤモンドライクカーボン皮膜およびその製造方法 | |
JP3761022B2 (ja) | 非鉄金属圧延プロセス用ロール | |
CN115003849B (zh) | 一种用于获得具有碳化钨合金涂层的轧机轧辊的方法以及所获得的轧辊 | |
JP2815493B2 (ja) | めっき浴用ロール | |
Qi et al. | Two-body abrasive wear of nano-and microcrystalline TiC–Ni-based thermal spray coatings | |
JP5596334B2 (ja) | 溶融金属めっき浴用ロール | |
JP6610311B2 (ja) | 金属板圧延用ロール | |
JP2017042788A (ja) | 金属板圧延用ロール | |
JPH0827555A (ja) | 溶融金属めっき用スリットノズル | |
JP2955625B2 (ja) | 溶融金属浴用部材 | |
JPH01258805A (ja) | 圧延プロセス用ロール | |
JPH0920975A (ja) | 高密着性溶射ロール | |
JPH0757904B2 (ja) | 熱処理炉用ロールおよびその製造法 | |
JP6558207B2 (ja) | 金属板圧延用ロール | |
JP2004001073A (ja) | 連続鋳造用のモールド銅板およびその製造方法 | |
JP3448784B2 (ja) | 表面に皮膜形成材としての電極と基材とを接触させ、アーク放電により溶着させる放電被覆処理法により形成した耐熱耐焼付性皮膜を有する圧延工程用ロール類 | |
JP2003105426A (ja) | 冶金用水冷ランスおよびその製造方法 | |
JP4268491B2 (ja) | 搬送ロール及び連続焼鈍炉用ハースロール | |
JP2004001070A (ja) | 耐摩耗性に優れたwcサーメット溶射ロール | |
JP2013086096A (ja) | マッシャーロール | |
JP2001239308A (ja) | 圧延用ロールおよび金属板の冷間圧延方法 | |
JP3514917B2 (ja) | 産業用ロール | |
JPH0517840A (ja) | 溶射用粉末およびロールの溶射被覆方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041019 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050907 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051011 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051205 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060104 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060104 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 3761022 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100120 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110120 Year of fee payment: 5 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120120 Year of fee payment: 6 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120120 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130120 Year of fee payment: 7 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130120 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140120 Year of fee payment: 8 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |