JPS6333543A - 黒鉛が晶出した高クロムロ−ル材 - Google Patents
黒鉛が晶出した高クロムロ−ル材Info
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- JPS6333543A JPS6333543A JP17446086A JP17446086A JPS6333543A JP S6333543 A JPS6333543 A JP S6333543A JP 17446086 A JP17446086 A JP 17446086A JP 17446086 A JP17446086 A JP 17446086A JP S6333543 A JPS6333543 A JP S6333543A
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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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、主として熱間圧延に供される圧延用複合ロー
ルの外層材に係り、優れた耐摩耗性と耐焼付性とを兼備
した高クロムロール材に関する。
ルの外層材に係り、優れた耐摩耗性と耐焼付性とを兼備
した高クロムロール材に関する。
(従来の技術)
高クロムロール材は、冶金学的にはその基地組織中に微
細な高硬度炭化物を含んでおり、耐摩耗性に優れるのが
特長である。かかる高クロムロール材によって圧延用ロ
ールの外層が形成された複合ロールは、ホットストリッ
プミル仕上列前段ワークロールとして用いられている。
細な高硬度炭化物を含んでおり、耐摩耗性に優れるのが
特長である。かかる高クロムロール材によって圧延用ロ
ールの外層が形成された複合ロールは、ホットストリッ
プミル仕上列前段ワークロールとして用いられている。
しかし、高クロムロール材は熱伝導率が低いので、同一
圧延条件で熱間圧延に使用した場合、他の熱伝導率の良
いロール材によって外層が形成されたワークロールより
も、圧延材と接する胴表面の温度上昇が大きいのが難点
である。
圧延条件で熱間圧延に使用した場合、他の熱伝導率の良
いロール材によって外層が形成されたワークロールより
も、圧延材と接する胴表面の温度上昇が大きいのが難点
である。
胴表面の温度上昇が太き(、胴内部との温度差が大きい
と、ロールの耐肌荒性、耐摩耗性、耐クランク性に悪影
響が及び、圧延特性の劣化を招来する。
と、ロールの耐肌荒性、耐摩耗性、耐クランク性に悪影
響が及び、圧延特性の劣化を招来する。
そこで、本発明者は、特願昭57−73947号におい
て開示した通り、高クロム組織中に黒鉛を晶出させるこ
とによって、外層高クロム材の熱伝厚性を改善すること
に成功し、以って圧延特性の劣化を有効に防止すると共
に、耐焼付性の顕著な改善を図ったのである。
て開示した通り、高クロム組織中に黒鉛を晶出させるこ
とによって、外層高クロム材の熱伝厚性を改善すること
に成功し、以って圧延特性の劣化を有効に防止すると共
に、耐焼付性の顕著な改善を図ったのである。
(発明が解決しようとする問題点)
しかしながら、最近、圧延条件が益々苛酷なものになっ
てきており、耐摩耗性および耐焼付性のより一層の向上
が望まれている。これに対して、先の黒鉛晶出高クロム
ロール材では、化学組成から見て高硬度を得ることが困
難であり、また成分の厳格な管理の下で鋳造し高硬度材
を得たとしても、圧延中の温度上昇による軟化抵抗が小
さく、それ故ワークロール表面で塑性流動が発生し易く
、従って優れた耐摩耗性と耐焼付性とを兼備させること
が困難であった。
てきており、耐摩耗性および耐焼付性のより一層の向上
が望まれている。これに対して、先の黒鉛晶出高クロム
ロール材では、化学組成から見て高硬度を得ることが困
難であり、また成分の厳格な管理の下で鋳造し高硬度材
を得たとしても、圧延中の温度上昇による軟化抵抗が小
さく、それ故ワークロール表面で塑性流動が発生し易く
、従って優れた耐摩耗性と耐焼付性とを兼備させること
が困難であった。
本発明はかかる問題に鑑みなされたもので、高硬度が得
易く、かつ熱間圧延に際し塑性流動の生じにくい黒鉛晶
出高クロムロール材を提供することを目的とする。
易く、かつ熱間圧延に際し塑性流動の生じにくい黒鉛晶
出高クロムロール材を提供することを目的とする。
(問題点を解決するための手段)
叙上の目的を達成するために講じられた本発明の黒鉛晶
出高クロムロール材の特徴とするところは、その化学組
成を重量%で C:2.4〜3.4% Si:2゜O〜3.4%Mn
: 0.5〜1.5% P:0.1 %以下S
: 0.08%以下 Ni:4.5〜10 %Cr
: 5〜9% Mo : 1.5〜3.0%残
部実質的にFeで形成した点にある。また、前記Feの
一部に代えて、Nb : 1.0%以下又はV:t、O
%%以下含有した点にある。
出高クロムロール材の特徴とするところは、その化学組
成を重量%で C:2.4〜3.4% Si:2゜O〜3.4%Mn
: 0.5〜1.5% P:0.1 %以下S
: 0.08%以下 Ni:4.5〜10 %Cr
: 5〜9% Mo : 1.5〜3.0%残
部実質的にFeで形成した点にある。また、前記Feの
一部に代えて、Nb : 1.0%以下又はV:t、O
%%以下含有した点にある。
(実施例)
以下、本発明のロール材の成分限定理由について述べる
と共に、複合ロールへの適用について言及する。
と共に、複合ロールへの適用について言及する。
本発明の黒鉛晶出高クロムロール材の化学組成(単位重
量%)は、以下の理由により限定される。
量%)は、以下の理由により限定される。
C:2.4〜3.4%
CはCrと結びついてクロムカーバイドを形成する他、
後述するSi、 Niの黒鉛化生成元素によって微細な
黒鉛となって晶出する。Cが2.4%未満になるとクロ
ムカーバイドが減ると共に黒鉛の晶出もなくなり、耐焼
付性が著しく低下する。Cが3゜4%を越えるとCr%
、Mo%との関係もあるが、本発明ではCrが9.0%
以下、MOが3.0%以下と限定されているため、過飽
和のCがSt%、Ni%が高いため黒鉛化し、多量の黒
鉛が晶出し、耐摩耗性、耐肌荒性の点で劣る。
後述するSi、 Niの黒鉛化生成元素によって微細な
黒鉛となって晶出する。Cが2.4%未満になるとクロ
ムカーバイドが減ると共に黒鉛の晶出もなくなり、耐焼
付性が著しく低下する。Cが3゜4%を越えるとCr%
、Mo%との関係もあるが、本発明ではCrが9.0%
以下、MOが3.0%以下と限定されているため、過飽
和のCがSt%、Ni%が高いため黒鉛化し、多量の黒
鉛が晶出し、耐摩耗性、耐肌荒性の点で劣る。
Si:2.0〜3.4%
Siは高クロム材質に黒鉛を晶出させるために必要であ
り、白銑化元素であるCr%、MO%との兼ね合いで、
その量は決定されるが、2.0%未満ではその効果がな
く、3.4%を越えると黒鉛晶出が過多となり、耐摩耗
性の点で劣る。Siについては出銑時のSiを低くし、
鋳込前に接種を行って最終製品の成分で上記範囲内に入
れる方が黒鉛の晶出は容易である。
り、白銑化元素であるCr%、MO%との兼ね合いで、
その量は決定されるが、2.0%未満ではその効果がな
く、3.4%を越えると黒鉛晶出が過多となり、耐摩耗
性の点で劣る。Siについては出銑時のSiを低くし、
鋳込前に接種を行って最終製品の成分で上記範囲内に入
れる方が黒鉛の晶出は容易である。
Mn : 0.5〜1.5%
溶湯の脱酸としてStと共に積極的に添加し、その含’
[1は少なくとも0.5%なければならず、1゜5%を
越えて含有されると機械的性質、特に靭性の点で劣化が
著しい。
[1は少なくとも0.5%なければならず、1゜5%を
越えて含有されると機械的性質、特に靭性の点で劣化が
著しい。
P:0.1 %以下
ロール材質において少なければ少ない程、望ましく、脆
化を防ぐ点からも0.1%以下とする。
化を防ぐ点からも0.1%以下とする。
S : o、os%以下
SはPと同様にロール材質を脆くするため、少なければ
少ない程望ましく 、0.08%以下とする。
少ない程望ましく 、0.08%以下とする。
Ni:4.5〜10%
Niは基地組織の改良と黒鉛を晶出させるため積極的に
含有させるもので、4.5%未満では黒鉛の晶出がなく
、10%を越えるとSiと同様黒鉛過多となり、かつ、
オーステナイトが安定になり、後の熱処理においても変
態しなくなり、耐肌荒性が劣る。
含有させるもので、4.5%未満では黒鉛の晶出がなく
、10%を越えるとSiと同様黒鉛過多となり、かつ、
オーステナイトが安定になり、後の熱処理においても変
態しなくなり、耐肌荒性が劣る。
Cr:5〜9%
CrはCと結びついてCr炭化物を形成するが、5%未
満ではその効果がなく、9%を越えた場合、本発明では
白銑化元素であるMOを3.0%まで含有させているの
で黒鉛が晶出しなくなる。
満ではその効果がなく、9%を越えた場合、本発明では
白銑化元素であるMOを3.0%まで含有させているの
で黒鉛が晶出しなくなる。
Mo : 1.5〜3.0%
Moは基地中に入り、焼戻し軟化抵抗を高め、耐塑性流
動性を高めると共に炭化物中に入り、炭化物の硬度を向
上させるのに有効である。また、この軟化抵抗性、耐塑
性流動性の向上のため、耐焼付性も向上する。1.5%
以下でLよこの効果が少なく、3.0%を越えて含有さ
れると白銑化傾向が強く、黒鉛の晶出が得られない。
動性を高めると共に炭化物中に入り、炭化物の硬度を向
上させるのに有効である。また、この軟化抵抗性、耐塑
性流動性の向上のため、耐焼付性も向上する。1.5%
以下でLよこの効果が少なく、3.0%を越えて含有さ
れると白銑化傾向が強く、黒鉛の晶出が得られない。
ところで、MoはCrと共にCと結びついて炭化物を形
成する作用のある元素であるが、その炭化物形成作用の
強さはCrよりも若干弱い。このことは黒鉛化係数KG
が下記の式で表わされることからも明らかである。
成する作用のある元素であるが、その炭化物形成作用の
強さはCrよりも若干弱い。このことは黒鉛化係数KG
が下記の式で表わされることからも明らかである。
K G = 1.0$5i−0,25χMn+0.35
χNi−1,0χCr−0,35χM。
χNi−1,0χCr−0,35χM。
従って、本発明においては、特願昭57−73947号
に対してCr含有量の上限を9χとしているため、M。
に対してCr含有量の上限を9χとしているため、M。
を3.0χまで添加しても黒鉛化という面での悪影響は
ない。
ない。
本発明の黒鉛晶出高クロムロール材は、上記の合金成分
のほか、残部実質的にFeで形成されるが、Feの一部
に代えて、Nb又は■を各々1.0%以下の範囲で含有
させることができる。Nb、 Vは、共に1.0%以
下で鋳造組織微細化効果があるが、1.0%を越えると
Cと結合して、黒鉛の晶出を阻害する。
のほか、残部実質的にFeで形成されるが、Feの一部
に代えて、Nb又は■を各々1.0%以下の範囲で含有
させることができる。Nb、 Vは、共に1.0%以
下で鋳造組織微細化効果があるが、1.0%を越えると
Cと結合して、黒鉛の晶出を阻害する。
本発明者は、叙上の黒鉛晶出高クロムロール材の耐焼付
性を調べるため、下記の要領でファビリー試験を行った
。
性を調べるため、下記の要領でファビリー試験を行った
。
ファビリー試験は、第1図に示すように、テストピン1
1の一端を回転機12にシアーピン13によって固定し
、その他端を一定荷重Pの下で一対のVブロック14.
14により挟み付けながらテストピン11を回転させ、
回転に要したトルクにより焼付の有無、程度を調べるも
のである。
1の一端を回転機12にシアーピン13によって固定し
、その他端を一定荷重Pの下で一対のVブロック14.
14により挟み付けながらテストピン11を回転させ、
回転に要したトルクにより焼付の有無、程度を調べるも
のである。
■ まず、第1表の実施例1および2並びに従来例の黒
鉛晶出高クロムロール材を溶製して、ブロック体を鋳造
し、該ブロック体から試験用テストピースを採取した。
鉛晶出高クロムロール材を溶製して、ブロック体を鋳造
し、該ブロック体から試験用テストピースを採取した。
第 1 表
■ ファビリー試験の試験条件は下記の通りであった。
テストピース寸法 ・・・・・・φ6.5 X40m!
■ブロック寸法 ・・・・・・φ12 テストビン回転数”・・”300 rpm (0,1m
/5ec)負荷荷重・・・・・・35kgf 、 10
0 kgf試 験 環 境 ・・・・・・大気中、無潤
滑■試験結果 負荷荷重35kgfでは、3試料共トルクの急激な上昇
すなわち焼付の発生は認められなかった。
■ブロック寸法 ・・・・・・φ12 テストビン回転数”・・”300 rpm (0,1m
/5ec)負荷荷重・・・・・・35kgf 、 10
0 kgf試 験 環 境 ・・・・・・大気中、無潤
滑■試験結果 負荷荷重35kgfでは、3試料共トルクの急激な上昇
すなわち焼付の発生は認められなかった。
一方、負荷荷重toohgrでは、実施例1は、試験開
始から100秒でトルクの上昇が認められたが、急激な
上昇は生じなかった。また、実施例2は、120秒でも
トルクの上昇が認められなかった。しかし、従来例では
、52秒でトルクの上昇が起り、次いで急激な上昇が見
られた。
始から100秒でトルクの上昇が認められたが、急激な
上昇は生じなかった。また、実施例2は、120秒でも
トルクの上昇が認められなかった。しかし、従来例では
、52秒でトルクの上昇が起り、次いで急激な上昇が見
られた。
試験終了後のテストピース断面組織を調査したところ、
実施例1および2には塑性流動がまったく認められなか
ったのに対して、従来例には塑性流動が認められた。
実施例1および2には塑性流動がまったく認められなか
ったのに対して、従来例には塑性流動が認められた。
以上の結果から、本発明の黒鉛晶出高クロム材は、耐焼
付性に対して極めて優れていることが確認された。
付性に対して極めて優れていることが確認された。
尚、各試料の硬度は次の通りであった。
実施例1−Hs76.0 、実施例2−H577,0
従来例 ・・・Hs76.5 以上説明した黒鉛晶出高クロムロール材は、主として圧
延用複合ロールの使用層である外層の鋳造材として使用
されるが、その内層(軸芯)材としては、高級鋳鉄やダ
クタイル鋳鉄等の強靭性のある鋳鉄材又は黒鉛鋳鋼等の
鋳鋼材が適宜使用される。
従来例 ・・・Hs76.5 以上説明した黒鉛晶出高クロムロール材は、主として圧
延用複合ロールの使用層である外層の鋳造材として使用
されるが、その内層(軸芯)材としては、高級鋳鉄やダ
クタイル鋳鉄等の強靭性のある鋳鉄材又は黒鉛鋳鋼等の
鋳鋼材が適宜使用される。
また、前記複合ロールの製造方法としては、遠心力鋳造
法により外層を鋳造した後、外層を内有した遠心力鋳造
用鋳型を起立させて静置鋳型を構成し、その内部に内層
材溶湯を注湯し、外層と内層とを溶着一体化する方法が
あり、筒便であるので一般的に適用されている。
法により外層を鋳造した後、外層を内有した遠心力鋳造
用鋳型を起立させて静置鋳型を構成し、その内部に内層
材溶湯を注湯し、外層と内層とを溶着一体化する方法が
あり、筒便であるので一般的に適用されている。
尚、本発明でいうロール材とは、上記説明した圧延用ロ
ールのみならず圧延付帯設備におけるローラに適用可能
な材質であることを意味する。従って、本発明のロール
材は圧延用ロールの外層材に限らず、例えばホットラン
テーブルローラ等の中空円筒状ローラの外層材として適
用できることは勿論である。
ールのみならず圧延付帯設備におけるローラに適用可能
な材質であることを意味する。従って、本発明のロール
材は圧延用ロールの外層材に限らず、例えばホットラン
テーブルローラ等の中空円筒状ローラの外層材として適
用できることは勿論である。
次に本発明の黒鉛晶出高クロムロール材を適用した下記
寸法の複合ロールの製造実施例について説明する。
寸法の複合ロールの製造実施例について説明する。
(110一ル寸法(単位in)
製品胴径:680φ 胴 長: 1800全長:
3800 (2)製造方法 ■ 遠心力鋳造装置において、回転するロール鋳造用鋳
型に、第2表に示した外層材(いずれも本発明のロール
材に該当)溶湯を、同表に示した鋳込温度で鋳込んだ。
3800 (2)製造方法 ■ 遠心力鋳造装置において、回転するロール鋳造用鋳
型に、第2表に示した外層材(いずれも本発明のロール
材に該当)溶湯を、同表に示した鋳込温度で鋳込んだ。
鋳込量は肉厚80龍分(鋳込重量2Ton 400 k
g)である。
g)である。
第 2 表
■ 外層鋳造開始から19分後に外層は完全に凝固した
。
。
■ その後、外層を内有した鋳型を垂直に立てて、鋳型
の両端にロール軸部形成用の上型および下型を連設して
静置鋳型を構成し、その内部に軸芯材溶湯を鋳込んで完
全に満した後、押湯保温材でカバーした。尚、軸芯材の
種類と鋳込温度は下記の通りである。
の両端にロール軸部形成用の上型および下型を連設して
静置鋳型を構成し、その内部に軸芯材溶湯を鋳込んで完
全に満した後、押湯保温材でカバーした。尚、軸芯材の
種類と鋳込温度は下記の通りである。
実施例A・・・高級鋳鉄 1380℃
実施例B・・・ダクタイル鋳鉄 1365℃■ 軸芯材
が完全に凝固し、常温まで冷却された後、鋳型から取り
出し、下記の熱処理及び機械加工を行って最終製品を得
た。熱処理は、両実薙倒共、基地のオーステナイトを分
解させることを目的として、550℃で行なった。
が完全に凝固し、常温まで冷却された後、鋳型から取り
出し、下記の熱処理及び機械加工を行って最終製品を得
た。熱処理は、両実薙倒共、基地のオーステナイトを分
解させることを目的として、550℃で行なった。
(実施例A、B共)
(3)検 査
ロール胴部を超音波探傷したところ、実施例AおよびB
とも外層と軸芯部とは完全に結合していることが確認さ
れた。
とも外層と軸芯部とは完全に結合していることが確認さ
れた。
また、外層組織を顕微鏡観察したところ、両者とも微細
な黒鉛、クロムカーバイドおよび基地から成り立ってい
ることが確認された。
な黒鉛、クロムカーバイドおよび基地から成り立ってい
ることが確認された。
また、外層の硬度を調べたところ下記の通り高硬度であ
り、耐摩耗性に優れることが推察された。
り、耐摩耗性に優れることが推察された。
実施例A・・・Hs81〜85
実施例B・・・Hs78〜79
(発明の効果)
以上説明した通り、本発明の黒鉛晶出高クロムロール材
は、Cr:5〜9%、Mo: 1.5〜3.0%を含
有した特定組成の鋳鉄材質で構成したので、黒鉛の晶出
と基地組織の焼戻し軟化抵抗性および耐塑性流動性を改
善することができ、高硬度のクロムカーバイドの生成と
あいまって、優れた耐焼付性と耐摩耗性とを兼備させる
ことができた。
は、Cr:5〜9%、Mo: 1.5〜3.0%を含
有した特定組成の鋳鉄材質で構成したので、黒鉛の晶出
と基地組織の焼戻し軟化抵抗性および耐塑性流動性を改
善することができ、高硬度のクロムカーバイドの生成と
あいまって、優れた耐焼付性と耐摩耗性とを兼備させる
ことができた。
このように本発明のロール材は、耐焼付性および耐摩耗
性とが共に優れるため、圧延設備に供されるロールおよ
びローラの外層として好適であり、当工業分野における
利用価値は著大である。
性とが共に優れるため、圧延設備に供されるロールおよ
びローラの外層として好適であり、当工業分野における
利用価値は著大である。
第1図はファビリー試験要領説明図である。
Claims (2)
- (1)化学組成が重量%で、 C:2.4〜3.4%Si:2.0〜3.4%Mn:0
.5〜1.5%P:0.1%以下 S:0.08%以下Ni:4.5〜10% Cr:5〜9%Mo:1.5〜3.0% 残部実質的にFeからなることを特徴とする黒鉛が晶出
した高クロムロール材。 - (2)化学組成が重量%で、 C:2.4〜3.4%Si:2.0〜3.4%Mn:0
.5〜1.5%P:0.1%以下 S:0.08%以下Ni:4.5〜10% Cr:5〜9%Mo:1.5〜3.0% Nb:1.0%以下又はV:1.0%以下 残部実質的にFeからなることを特徴とする黒鉛が晶出
した高クロムロール材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17446086A JPS6333543A (ja) | 1986-07-23 | 1986-07-23 | 黒鉛が晶出した高クロムロ−ル材 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17446086A JPS6333543A (ja) | 1986-07-23 | 1986-07-23 | 黒鉛が晶出した高クロムロ−ル材 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6333543A true JPS6333543A (ja) | 1988-02-13 |
Family
ID=15978875
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17446086A Pending JPS6333543A (ja) | 1986-07-23 | 1986-07-23 | 黒鉛が晶出した高クロムロ−ル材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6333543A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0313542A (ja) * | 1989-06-08 | 1991-01-22 | Kubota Corp | 耐摩耗性に優れた黒鉛晶出高モリブデン鋳鉄材 |
EP0665068A1 (en) * | 1993-03-31 | 1995-08-02 | Hitachi Metals, Ltd. | Wear- and seizure-resistant roll for hot rolling |
US8940429B2 (en) | 2010-07-16 | 2015-01-27 | Apple Inc. | Construction of non-rectangular batteries |
US10868290B2 (en) | 2016-02-26 | 2020-12-15 | Apple Inc. | Lithium-metal batteries having improved dimensional stability and methods of manufacture |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5422772A (en) * | 1977-07-22 | 1979-02-20 | Hitachi Ltd | Microwave integrated circuit device |
JPS6116415A (ja) * | 1984-06-30 | 1986-01-24 | 株式会社東芝 | 配線体 |
-
1986
- 1986-07-23 JP JP17446086A patent/JPS6333543A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US11784302B2 (en) | 2016-02-26 | 2023-10-10 | Apple Inc. | Lithium-metal batteries having improved dimensional stability and methods of manufacture |
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