JPS58387A - 複合ロ−ルの製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は複合ロールの製造方法に係り、特に圧延用複合
ロールに好適な製造方法に関する。

圧延用ロールは、耐摩耗性と同時に強度が要求されるこ
とから、被圧延材に接するスリーブは耐摩耗性の高い材
質のものからなり、−ガア−バーは強度の高い材質から
なる、複合ロールが用いられることがある。

従来この様な複合ロールは焼嵌めて、即ちスリーブを加
熱膨張させ、アーバーをスリーブに同軸的に挿入した後
スリーブを冷却・収縮させ、スリーブとアーバーをこの
収縮力によって固定して、製造されていた。

しかしながらこの方法によって製造されたロールは、ア
ーバーとスリーブの接合面が拡散結合されたものではな
いことから接合強度が低く、圧延作業中にアーバーとス
リーブとの間に滑りが生じることがある。

これを解消する手段として、アーバーとスリーブとを焼
嵌めた後加熱加圧して、両者を拡散接合する試みもなさ
れているが、この加熱の際に両者の接触面゛に酸化スケ
ールが生じ、拡散結合がほとんどなされないという問題
がある。

本発明の目的はこの様な従来技術の問題点を解消し、ア
ーバーとスリーブとが拡散結合され接合強度が高い複合
ロールの製造方法を提供するにある。

本発明は、互いに組成の異なる金属からなるスリーブと
アーバーとを冷し嵌めによって固定した後、スリーブと
アーパーとの接合面の周縁部を溶接して該接合面を密封
し、さらに加熱加圧して該接合面を拡散接合させること
を特徴とする複合ロールの製造方法によって前述の目的
を達成しようとするものである。

以下本発明を添付図面に基づいて説明する。

第１図において、１は高炭素＠製のスリーブ、２は低炭
素鋼製のアーバーである。図中３は開先、４は肉盛、５
は溶接された肉である。

この様な複合ロールは次の様にして製造される。

即ち、アーパーとスリーブをそれぞれ別個に溶製、鍛造
・熱処理後荒仕上し所定の形状とした後、スリーブの内
周面の周縁部と、アーパー胴部の外周面の周縁部に開先
を設ける。次にアーバーとスリーブをそれぞれ溶接割れ
しない温度に予熱し開先部に軟鋼溶接して肉盛りした後
歪取焼なましを行なう。次に表面の酸化スケールを除去
するとともにアーバーとスリーブを仕上加工し、スリー
ブの内径をアーパーの外径よりもわずかに大きい程度と
した後、アーパーを加熱しアーパーとスリーブを焼嵌め
て固定する。このアーノ；−の加熱温度は、酸化物スケ
ールが生じない程度の温度が好ましい。

次に開先部を溶接しスリーブとアーバーの接合面を密封
した後加熱加圧し、スリーブとアーバーを拡散結合させ
る。この後、必要に応じて焼鈍し機械加工性を高める。

さらに材質に応じて熱処理して、アーパーの強度とスリ
ーブの硬度を大きくする。

この様にして製造すると、アーパーとスリーブとを加熱
加圧して拡散結合させるときに接合面が密封されている
から、大気中で加熱しても接合面に酸化物スケールが生
じることがなく、拡散結合が十分に進行するようになる
。その為、アーバーとスリーブとの結合強度が極めて高
い複合ロールが得られる。

また低炭素鋼と高炭素鋼とを直接に一つの溶接鋼を用い
て溶接するのは困難であるが、上述の様にアーバーとス
リーブとに予め開先を設けておき、それぞれ別個に軟鋼
を肉盛りしておき、ついで溶接するようにすれば十分な
溶接強度が得られ、接合面を十分に密封することができ
る。

アーパーとスリーブとを固定した後、加熱加圧する手段
としては、従来の穐々の方法が採用しうるが、特に第２
図に示すように、それぞれ加圧面の断面形状が円形の２
個の金敷６を用い、ロールを回転しながらタップ鍛造す
れば接合面に均一に圧力が印加され、むらのない接合強
度が得られ好ましい。この鍛造の際の加熱手段としては
、重油炉、電気炉等通常の加熱炉を用いることができ１
又その雰囲気も大気等の酸化雰囲気とすることができる
。この加熱温度は鋼種によって左右され一定しないが、
通常は９００〜１３００ｔＺ’程度である。

鍛造が終了した後の機械加工性改善の為の焼鈍としては
、例えば球状化焼鈍が挙げられる。

以下実施例について説明する。

高炭素鋼である５ＫＤ−１１（Ｃ１，５％）を用いてス
リーブをｇ作し、これとは別個に低炭素鋼である８０Ｍ
−３（Ｃ０，３％）を用いてアーノ（−を製作した。ス
リーブの内周面周縁部と、アーノ（−胴部の外周面周縁
部とに開先を設け、それぞれ軟鋼で肉盛りした後スリー
ブを２００Ｃに加熱し両者を焼嵌めて固定した。ついで
１１００ｔｌ？に加熱し第２図のタップ鍛造装置によっ
て、３０％の鍛造を行い、接合面を拡散接合させた。こ
れを８７０Ｃに５時間保持した後徐冷し球状化焼鈍した
。次にこのロールを８５０Ｃで焼入れした後６３０Ｃで
焼もどしアーバー材であるＳＣＭ−３の強度をもたせる
熱処理を行った。次に高周波誘導炉によって、スリーブ
のみを加熱して焼入れし、ついで焼もどしスリーブの硬
度をもたせる熱処理を行った。この焼入温度は１０５０
Ｃ，焼もどし温度は５００ｔｌｌ’である。

この様にして接合したアーバーとスリーブとの境界層の
金属組織の顕微鏡写真（４００倍）を第３図に示す。第
３図より、アーバーとスリーブが拡散結合していること
が認められる。

またこの様にして製造された複合ロールは、圧延作業中
にスリーブの滑りが全く生じなかった。

又、ロール表面の硬度も圧延ロールとして十分使用でき
るものであった。

以上の様に、本発明の方法によれば、強度の高いアーパ
ーと硬度の高いスリーブが拡散結合によって強固圧結合
された複合ロールが得られるとともに、拡散結合させる
工程を大気中などの酸化雰囲気中で行なうことができる
から、生産効率も向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は複合ロールの縦断面図、第２図は鍛着に用いる
金敷の断面説明図、第３図アーパーとスリーブの境界層
の金属組織の顕微鏡写真である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、たがいに組成の異なる金属からなるスリーブとアー
   バーとを焼嵌めて固定した後、スリーブとアーバーとの
   接合面の周縁部を溶接して該接合面を密封し、さらに加
   熱加圧して該接合面を拡散接合させることを特徴とする
   複合ロールの製造方法。 ２、特許請求の範囲第１項において、スリーブとアーバ
   ーの接合面の周縁部に開先を設けた後に溶接することを
   特徴とする複合ロールの製造方法。 ３、％許請求の範囲第２項において、スリーブが高炭素
   鋼製であり、アーバーが低炭素鋼製であることを特徴と
   する複合ロールの製造方法。 ４、特許請求の範囲第３項において、スリーブとアーバ
   ーの開先部に軟鋼の肉盛シを行った後溶接することを特
   徴とする複合ロールの製造方法。