JPS61219405A - Composite ring roll - Google Patents
Composite ring rollInfo
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- JPS61219405A JPS61219405A JP6263785A JP6263785A JPS61219405A JP S61219405 A JPS61219405 A JP S61219405A JP 6263785 A JP6263785 A JP 6263785A JP 6263785 A JP6263785 A JP 6263785A JP S61219405 A JPS61219405 A JP S61219405A
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- roll
- inner layer
- alloy steel
- outer layer
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B27/00—Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
- B21B27/02—Shape or construction of rolls
- B21B27/03—Sleeved rolls
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、鉄鋼線材及び棒材等の圧延用リングロールに
関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a ring roll for rolling steel wire rods, bars, etc.
（従来の技術）
鉄鋼圧延用ロールにおいて特に仕上圧延機用ロールとし
ては、圧延材と接する部分（使用層）に耐摩耗性が要求
される点から、使用層である外層と、強靭材で形成され
た軸芯部とが溶着一体化された複合ロールが使用されて
いる。複合ロールは、主として遠心力鋳造法で鋳造段階
で複合一体化される。(Prior art) Rolls for steel rolling, especially rolls for finishing rolling mills, are required to have wear resistance in the part that contacts the rolled material (used layer), so the outer layer and the used layer are made of tough materials. A composite roll is used in which the shaft core part and the core part are welded together. The composite roll is mainly integrated into a composite roll at the casting stage using a centrifugal casting method.
一方、線材圧延機には、最近は殆ど超硬焼結リングロー
ルが用いられ、例えば、ブロックミルでは第６図の如き
超硬材（ＷＣ粉末とＣｏが主体）により形成されたリン
グロールが使用されている。On the other hand, most wire rod rolling mills these days use cemented carbide sintered ring rolls. For example, block mills use ring rolls made of cemented carbide (mainly made of WC powder and Co) as shown in Figure 6. has been done.
また、該リングロールは、軸に機械的に固着して組立ロ
ールとして使用される。Further, the ring roll is mechanically fixed to a shaft and used as an assembly roll.
（発明が解決しようとする問題点）
超硬リングロールを軸嵌して組立ロールとして使用する
場合、リング全体が超硬材であり経済的でないばかりか
、複雑な組立構造とする必要がある。すなわち、リング
ロールを軸に組立て固着する場合、固定リング、スペー
サーリング等を用いて軸に強固に固定する必要があり、
又鋼糸の軸と超硬リング＋４の熱膨張係数の大きい差を
緩和する必要があるからである。その結果、斯かる組立
ロールはコストが非常に高くなる。(Problems to be Solved by the Invention) When a carbide ring roll is shaft-fitted and used as an assembly roll, the entire ring is made of carbide, which is not only uneconomical but also requires a complicated assembly structure. In other words, when assembling and fixing the ring roll to the shaft, it is necessary to firmly fix it to the shaft using a fixing ring, spacer ring, etc.
This is also because it is necessary to alleviate the large difference in coefficient of thermal expansion between the shaft of the steel thread and the carbide ring +4. As a result, such assembled rolls are very costly.
そこで、高価な材料を圧延使用層である外層に用い、内
層は安価な強靭材とした複合リングロールが要望されて
いる。斯かる複合リングロールの製造法として遠心力鋳
造による方法がある。しかし、この場合、高合金材の外
層に内層を鋳造したときに、外層内面が溶解されて高合
金成分が内層に混入し、内層の強靭性を劣化さ一ロると
共に、外層の高合金材の歩留を悪化させる欠点がある。Therefore, there is a demand for a composite ring roll in which an expensive material is used for the outer layer used for rolling, and an inexpensive tough material is used for the inner layer. One method for manufacturing such a composite ring roll is centrifugal casting. However, in this case, when the inner layer is cast on the outer layer of the high alloy material, the inner surface of the outer layer is melted and the high alloy components are mixed into the inner layer, which deteriorates the toughness of the inner layer and also causes the outer layer of the high alloy material to melt. It has the disadvantage of deteriorating the yield.
本発明ば叙−［の問題に鑑のなされたものであって、そ
の目的は、超硬リングロールよりやや圧延性能か劣るが
、低コストであって、しかも外層から内層への成分の移
行が可及的に抑止された強靭な内層を有する複合リング
ロールを提供することを目的とするものである。The present invention has been made in view of the problems described above, and its purpose is to achieve rolling performance that is slightly inferior to that of a cemented carbide ring roll, but low cost and to prevent the transfer of components from the outer layer to the inner layer. It is an object of the present invention to provide a composite ring roll having a strong inner layer with as much restraint as possible.
（問題点を解決するための手段） 前記目的を達成するために次の手段を講した。(Means for solving problems) The following measures were taken to achieve the above objective.
すなわち、複合リングロールの外層を、化学組成が重量
％で、
Ｃ： １．０−２．８％ Ｃｒ ； ２−１０％Ｓ
ｉ： ０．２−２．０％ Ｍｏ：３〜１５％ＦＩｎ
ｓ １．５％以下 Ｖ：Ｏ，］−３％残部実質的
にＦｅからなる高合金鋼材で形成し、内層を靭性に優れ
た鋼材で形成し、両者を熱間静水圧加圧により拡散接合
した。That is, the chemical composition of the outer layer of the composite ring roll is as follows in weight percent: C: 1.0-2.8% Cr; 2-10% S
i: 0.2-2.0% Mo: 3-15% Fin
s 1.5% or less V:O,]-3% The remainder is made of high alloy steel material consisting essentially of Fe, the inner layer is made of steel material with excellent toughness, and both are diffusion bonded by hot isostatic pressing. did.
（作 用）
叙−トの手段によれば、外層を形成する高合金鋼材は耐
摩耗性に優れるので、圧延使用層に好適であり、また前
記外層と靭性に優れた鋼材で形成された鋼材とを、熱間
静水圧加圧により拡散接合したから、外層から内層へ高
合金成分の移行を可及的に抑止することができ、内層の
強靭性を劣化させることがない。(Function) According to the means described above, the high alloy steel material forming the outer layer has excellent wear resistance and is therefore suitable for the layer used in rolling, and the steel material formed of the outer layer and the steel material having excellent toughness. Since these are diffusion bonded by hot isostatic pressing, migration of high alloy components from the outer layer to the inner layer can be suppressed as much as possible, and the toughness of the inner layer will not deteriorate.
（実施例）
次に図面を参照して本発明の複合リングロールについて
詳述する。(Example) Next, the composite ring roll of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第１図は本発明に係る複合リングロールの構造を示す断
面図である。FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a composite ring roll according to the present invention.
複合リングロール１は、耐摩耗性に優れた高合金鋼材で
遠心力鋳造若しくは置注鋳造により形成された外層２と
、靭性に優れた鋼材で形成された内Ｎ３とが熱間静水圧
加圧（以下、ＨＩ Ｐという。The composite ring roll 1 consists of an outer layer 2 made of high-alloy steel material with excellent wear resistance by centrifugal force casting or cast casting, and an inner layer 2 made of steel material with excellent toughness, which are hot isostatically pressed. (Hereafter referred to as HIP.
）により拡散接合されて一体化されている。) are integrated by diffusion bonding.
斯かる複合リングロール１は、第２図（１１＋２１の如
く、高合金鋼材で形成された外層素材リング２゛と強靭
性のある鋼材で形成された内層素材リング３′とを適宜
」−法に加工した後、両者を嵌合しＨＩＰ処理により拡
散接合して得られた複合素材を所望の形状に加工して製
作される。Such a composite ring roll 1 is constructed by appropriately forming an outer layer material ring 2' made of high-alloy steel material and an inner layer material ring 3' made of strong steel material as shown in Fig. 2 (11+21). After processing, the two are fitted and diffusion bonded by HIP processing, and the resulting composite material is processed into a desired shape.
この場合、外層素材リング２”の外径り、゛ は、第１
図の製品外径Ｄ１より加工代部分だけ大きくし、又その
内径Ｄ２は、製品の外層２と内層３との境界の直径Ｄ２
と同じとする。一方、内層素材リング３゛の外径はＤ２
とし、その内径はＤ３’ は、内面の加工代部分だけ製
品内径Ｄ３より小さくするのは当然である。又素材リン
グの幅も製品幅より加工化分を見込んで大きくする。こ
のようにして得られた外層素材リング２゛と内層素材リ
ング３゛とをＨＩＰ処理により拡散接合する。その結果
、外層から内層へＣｒの混入が可及的に抑止され、かつ
両者が強固に結合一体化された複合素材が得られる。In this case, the outer diameter of the outer layer material ring 2'' is the first
The outer diameter D1 of the product in the figure is made larger by the processing allowance, and the inner diameter D2 is the diameter D2 of the boundary between the outer layer 2 and inner layer 3 of the product.
Assume that it is the same as On the other hand, the outer diameter of the inner layer material ring 3 is D2
It is natural that the inner diameter D3' is smaller than the product inner diameter D3 by the machining allowance on the inner surface. Also, the width of the material ring is made larger than the product width in consideration of the amount of processing required. The thus obtained outer layer material ring 2'' and inner layer material ring 3'' are diffusion bonded by HIP processing. As a result, a composite material is obtained in which the mixing of Cr from the outer layer to the inner layer is suppressed as much as possible, and the two are strongly bonded and integrated.
外層を形成する高合金鋼材の化学組成は、下記の理由か
ら限定される。以下、単位は重量％であり、残部はＦｅ
及び不可避的に混入する不純物である。The chemical composition of the high alloy steel material forming the outer layer is limited for the following reasons. Hereinafter, the unit is weight %, and the remainder is Fe
and unavoidably mixed impurities.
Ｃ；ｌ、Ｑ〜２．８％
Ｃは複合炭化物を形成しロール材として要求される硬度
、耐摩耗性などを向上させる。１．０％未満では塊状セ
メンタイトが不足して十分な硬度が得られない。一方、
２．８％を越えると塊状セメンタイトが過剰となり靭性
に欠き、また肌荒れの要因となる。C; l, Q~2.8% C forms a composite carbide and improves the hardness, wear resistance, etc. required for a roll material. If it is less than 1.0%, there will be insufficient bulk cementite and sufficient hardness will not be obtained. on the other hand,
If it exceeds 2.8%, the amount of massive cementite becomes excessive, resulting in a lack of toughness and causing rough skin.
Ｓｉ：ＱＪ〜２．０％
Ｓｉは湯流れ性を確保するため０．２％以上含有され、
また使用原料から０．２％程度は不可避的に含有される
が、２．０％を越えて含有されると靭性の低下を招来し
好ましくない。Si: QJ ~ 2.0% Si is contained at 0.2% or more to ensure flowability,
Further, although about 0.2% of Ni is unavoidably contained in the raw materials used, if it is contained in excess of 2.0%, it is not preferable because it causes a decrease in toughness.
Ｍｎ： １．５％以下
Ｍｎについても使用原料から不可避的に含有されるが、
１．５％を越えると靭性の低下を招来し好ましくない。Mn: 1.5% or less Mn is also unavoidably contained in the raw materials used, but
If it exceeds 1.5%, it is not preferable because it causes a decrease in toughness.
Ｃｒ：２〜ｌＯ％
Ｃｒは炭化物生成元素であり、本ロール材の場合硬い塊
状セメンタイ１−を生成さ−Ｕ、耐摩耗性確保のために
必要な元素である。２％未満では塊状セメンタイトが少
なく耐摩耗性の確保が難しくなり、−・方１０％を越え
ると塊状セメンタイトが過多となり靭性が低下する。Cr: 2 to 1O% Cr is a carbide-forming element, and in the case of this roll material, it forms hard lumpy cementite 1-U, and is an element necessary for ensuring wear resistance. If it is less than 2%, there will be less lumpy cementite and it will be difficult to ensure wear resistance, and if it exceeds 10%, there will be too much lumpy cementite and the toughness will decrease.
Ｍｏ：３〜１５％
Ｍｏは本発明に係るロール材の主要成分の一つであって
、高硬度の炭化物を形成して耐摩耗性を向上セしめ、か
つ歪取り熱処理における軟化抵抗を付与する元素である
。３％未満では、飛曜的な耐摩耗性の向−トを図るため
に必要な硬度が得られず、一方１５％を越えると塊状セ
メンタイ１〜が過多となり靭性が劣化する。Mo: 3-15% Mo is one of the main components of the roll material according to the present invention, and forms a high hardness carbide to improve wear resistance and provide softening resistance during strain relief heat treatment. It is an element. If it is less than 3%, the hardness necessary for achieving rapid wear resistance cannot be obtained, while if it exceeds 15%, there will be an excessive amount of lump cementite 1~, resulting in deterioration of toughness.
Ｖ：Ｏ，ｔ〜３％
■は硬い塊状セメンタイトを形成し、非富に優れた耐摩
耗性を与えると共に、鋳造材においてはネット状塊状セ
メンタイトの生成を防止し、独立した塊状セメンタイト
を形成せしめて靭性を良好にする。０．１％未満では塊
状セメンタイトの独立に効果がなく、一方３％を越える
と塊状セメンタイトが過多となり靭性が低下する。V: O, t ~ 3% ■ forms hard massive cementite and provides excellent wear resistance to non-rich materials, and also prevents the formation of net-like massive cementite in cast materials and forms independent massive cementite. to improve toughness. If it is less than 0.1%, there is no effect on the independence of massive cementite, while if it exceeds 3%, there will be too much lumpy cementite and the toughness will decrease.
叙上の成分で構成された高合金鋼材は、高温硬度が高く
、耐摩耗性に著しく優れるので、圧延使用層として用い
るのに好適である。The high-alloy steel material composed of the above-mentioned components has high high-temperature hardness and extremely excellent wear resistance, and is therefore suitable for use as a rolling layer.
内層に用いる鋼材は、一般に靭性の優れた機械構造用炭
素鋼、構造用合金鋼等の材料から適宜選択できる。特に
、フェライト基地からなる低炭素低合金鋼を用いると、
ＨＩＰ処理に際して、又前記複合素材の焼入に際して好
適である。すなわち、斯かるフェライト基地からなる材
質は、熱膨張係数が小さいので、ＨＩ Ｐ処理時の加熱
冷却の温度変化によっても変形が小さく、拡散接合面で
割れ、剥離が生じ難い。また、複合素材は外層を耐摩耗
性に優れたものにするために焼入・焼戻し熱処理に供さ
れるが、内層に前記フェライト基地の低炭素低合金鋼材
を使用すれば、複合素材全体を焼入れでも内層には焼入
作用が及ばず、靭性劣化が生しない。もし、内層に焼入
効果があると、リングロールを軸嵌して組立ロールとす
る際、割損を生じ易くなり好ましくない。尚、複合素材
の□外層のみを焼入熱処理に供することもできるが、全
体を処理するのに比べて作業が煩雑で生産性の点で劣る
。The steel material used for the inner layer can be appropriately selected from materials such as mechanical structural carbon steel and structural alloy steel, which generally have excellent toughness. In particular, when using low-carbon, low-alloy steel consisting of a ferrite base,
It is suitable for HIP treatment and for hardening the composite material. That is, since the material made of such a ferrite base has a small coefficient of thermal expansion, it is less deformed even by temperature changes during heating and cooling during HIP processing, and cracking and peeling at the diffusion bonding surface are less likely to occur. In addition, composite materials are subjected to quenching and tempering heat treatment to make the outer layer superior in wear resistance, but if the above-mentioned ferrite-based low-carbon, low-alloy steel material is used for the inner layer, the entire composite material can be quenched. However, the quenching action does not reach the inner layer, so no deterioration of toughness occurs. If the inner layer has a hardening effect, it is undesirable because breakage tends to occur when the ring roll is fitted into an assembled roll. It is also possible to subject only the outer layer of the composite material to the quenching heat treatment, but this is more complicated and less productive than treating the entire layer.
以上説明した複合リングロールｌは、ブロックミルの如
く軸に組立てずにそのまま使用される場合もあるが、第
３図〜第５図に示す如く軸に組立てて組立ロールとして
使用される。The composite ring roll l described above may be used as it is without being assembled on a shaft, such as in a block mill, but it may be assembled on a shaft and used as an assembly roll as shown in FIGS. 3 to 5.
すなわち、第３図の如く、中央部外周に環状凸部２２が
一体的に形成された軸２１に焼ばめ固定したり、又第４
図及び第５図の如く、軸２３に複合リングロール１とス
ペーサーリング２４又は／及び端末リング２５を焼ばめ
て組立ロールとして使用することも可能である。That is, as shown in FIG.
It is also possible to shrink-fit the composite ring roll 1, spacer ring 24 and/or end ring 25 to the shaft 23 and use it as an assembly roll, as shown in FIGS.
尚、複合リングロール１の軸への組立は、圧延機の形式
により複合リングロールを１個としてもよく、又２Ｉｌ
１以上としてもよいことは勿論である。Incidentally, the composite ring roll 1 may be assembled to the shaft as a single composite ring roll depending on the type of rolling mill, or 2Il
Of course, the number may be 1 or more.
更に、軸材は、一般的には強靭で溶接固定が可能な鋼材
を用いるが、圧延荷重が小さい場合、ダクタイル鋳鉄等
の鋳鉄材としてもよいことは勿論である。Further, the shaft material is generally made of a steel material that is strong and can be fixed by welding, but it goes without saying that if the rolling load is small, it may be made of cast iron material such as ductile cast iron.
次に具体的実施例を掲げて説明する。Next, specific examples will be listed and explained.
（実施例）
外径Ｄ１−φ３２０酊、内径Ｄ３−φ１８０ｍｍ、外層
・内層境界径Ｄ２−φ２６０ｆｉ、幅２００ｍｍの複合
リングロールの製造実施例。(Example) Example of manufacturing a composite ring roll having an outer diameter D1-φ320, an inner diameter D3-φ180 mm, an outer layer/inner layer boundary diameter D2-φ260 fi, and a width 200 mm.
＋１１ 第１表に示した組成の高合金鋼材及びＣ：０
．２４％、Ｓｉ ； ０．１１％、Ｍｎ： ０．４４
％、残部実質的Ｆｅの低Ｃ鋼で、下記寸法の素材リング
を製作した。+11 High alloy steel material with the composition shown in Table 1 and C:0
．． 24%, Si; 0.11%, Mn: 0.44
%, the balance being substantially Fe, and a material ring with the following dimensions was manufactured.
・外層素材リング
Ｄｌｏ−φ３２３ 、Ｄ２−φ２６０、幅２０５ｍｍ・
内層素材リング
Ｄ２−φ２６０．Ｄ、’＝φ１７５、幅２０５ｍｍ第１
表
注） 単位重量％、残部実質的にＦｅ
（２）前記外層及び内層素材リングを嵌合して、圧力２
００ ｋｇ ／ ｃｆ＋、温度＋１４０°ＣでＨＩ Ｐ
処理し、両者を拡散接合して複合素材を得た。・Outer layer material ring Dlo-φ323, D2-φ260, width 205mm・
Inner layer material ring D2-φ260. D,'=φ175, width 205mm 1st
Table note) Unit weight %, remainder is substantially Fe (2) Fit the outer layer and inner layer material rings and apply pressure 2
HI P at 00 kg/cf+, temperature +140°C
A composite material was obtained by processing and diffusion bonding the two.
（３） その）多、前記複合素材を焼入・焼戻し７熱
処理を行った後、機械加工により複合リングロールを得
た。製品外層の硬度は、Ｉｔｓ８６であり、内層の硬度
はＨｓ ３４であった。(3) After subjecting the composite material to 7 heat treatments of quenching and tempering, a composite ring roll was obtained by machining. The hardness of the outer layer of the product was 86 Its, and the hardness of the inner layer was 34 Hs.
（４）前記複合リングロールを各々２個用意し、第３図
の如く軸に焼ばめ固定し、胴長５００■βの棒鋼圧延用
組立ロールを得た。(4) Two of each of the above-mentioned composite ring rolls were prepared and fixed to the shaft by shrink fitting as shown in FIG. 3 to obtain an assembled roll for rolling steel bars with a body length of 500 .beta..
（発明のりＪ果）
以上説明した通り、本発明に係る複合リングロールは、
外層を耐摩耗性に優れた高合金鋼材で形成し、内層を強
靭な鋼材で形成したから、鉄鋼線材及び棒材等の圧延用
ロールとして低コストであり、しかも寿命的にも優れる
。また、外層と内層とをＨＩＰ処理により拡散接合した
から、高合金材質の外層から内層への高合金成分の混入
を可及的に防止でき、内層の靭性を劣化さセることがな
い。(Results of the Invention) As explained above, the composite ring roll according to the present invention is
Since the outer layer is made of high-alloy steel material with excellent wear resistance and the inner layer is made of strong steel material, it is a low-cost roll for rolling steel wire rods, bars, etc., and has an excellent lifespan. Further, since the outer layer and the inner layer are diffusion bonded by HIP processing, it is possible to prevent the high alloy component from entering the inner layer from the outer layer made of a high alloy material, and the toughness of the inner layer is not deteriorated.
従って、内層が強靭祠で形成されている本発明の複合リ
ングロールを組立ロールに適用すれば、簡単な焼ばめ法
や、溶接、ネジ、ボルト等で軸に低コストで組立てるこ
とができ、しかも軸の再利用が可能となる。Therefore, if the composite ring roll of the present invention, in which the inner layer is made of tough grit, is applied to an assembly roll, it can be assembled to the shaft at low cost using a simple shrink fitting method, welding, screws, bolts, etc. Furthermore, the shaft can be reused.
第１図は本発明に係る複合リングロールの断面図、第２
図＋１１ ＋２１は素材リングの断面図、第３図〜第５
図は本発明に係る複合リングロールを適用した組立ロー
ルの一部断面図、第６図は従来のリングロールの断面図
を示す。
■−複合リングロール、２−外層、３−内層。
特 許 出 願 人 久保田鉄工株式会社第３図
第４ 図
第６ｒＡFIG. 1 is a sectional view of a composite ring roll according to the present invention, and FIG.
Figure +11 +21 is a cross-sectional view of the material ring, Figures 3 to 5
The figure shows a partial sectional view of an assembled roll to which the composite ring roll according to the present invention is applied, and FIG. 6 shows a sectional view of a conventional ring roll. ■-Composite ring roll, 2-outer layer, 3-inner layer. Patent applicant Kubota Iron Works Co., Ltd. Figure 3 Figure 4 Figure 6rA
Claims (1)
性に優れた内層とが熱間静水圧加圧により拡散接合され
てなることを特徴とする複合リングロール。 ２、内層はフェライト基地からなる低炭素低合金鋼材で
形成されてなることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の複合リングロール。[Claims] 1. Chemical composition in weight%: C: 1.0-2.8% Cr: 2-10% Si: 0.2-2.0% Mo: 3-15% Mn: 1 .5% or less V: 0.1-3% The remainder is characterized by being formed by diffusion bonding an outer layer of high-alloy steel material made essentially of Fe and an inner layer with excellent toughness by hot isostatic pressing. Composite ring roll. 2. The composite ring roll according to claim 1, wherein the inner layer is formed of a low-carbon, low-alloy steel material comprising a ferrite base.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6263785A JPS61219405A (en) | 1985-03-26 | 1985-03-26 | Composite ring roll |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6263785A JPS61219405A (en) | 1985-03-26 | 1985-03-26 | Composite ring roll |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61219405A true JPS61219405A (en) | 1986-09-29 |
| JPH0379085B2 JPH0379085B2 (en) | 1991-12-17 |
Family
ID=13206038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6263785A Granted JPS61219405A (en) | 1985-03-26 | 1985-03-26 | Composite ring roll |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61219405A (en) |
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| JPH0379085B2 (en) | 1991-12-17 |
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