【事件の表示】
　特許第２８４３１４５号「高耐摩耗ロール材」の請求項１に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第２８４３１４５号の請求項１に係る特許を維持する。
【理　由】
１．手続の経緯
　本件特許第２８４３１４５号の請求項１に係る発明についての出願は、平成２年１１月３０日に出願され、平成１０年１０月２３日に、その発明について特許の設定登録がなされ、その後、特許異議の申立てがなされ、取消理由通知がなされ、その指定期間内の平成１２年２月１８日に訂正請求がなされたものである。
２．訂正の要旨
　(a)特許請求の範囲の請求項１の記載
　「【請求項１】化学組成が重量％で
　Ｃ：1.0〜2.9％、　　Si：0.1〜2.0％、
　Mn：0.1〜2.0％、　　Ni：0.1〜4.5％、
　Cr：3.0〜10.0％、   Mo：0.1〜9.0％、
　Ｗ：1.5〜10.0％、　　　
　Ｖ，Nbの内一種又は二種の合計：3.5〜10.0％　Al：0.01〜0.50％、
残部Feおよび不純物よりなることを特徴とする高耐摩耗ロール材。」を、
　「【請求項１】遠心力鋳造により製造される圧延用ロール材であって、化学組成が重量％で
　Ｃ：1.0〜2.9％、　　Si：0.1〜2.0％、
　Mn：0.1〜2.0％、　　Ni：0.1〜4.5％、
　Cr：3.0〜10.0％、   Mo：0.1〜9.0％、
　Ｗ：1.5〜10.0％、　　　
　Ｖ，Nbの内一種又は二種の合計：3.5〜10.0％（ただし、Ｖ，NbのＭＣ型複合炭化物は厚さ方向に枝状に生成されたもの）
　Al：0.01〜0.50％、
残部Feおよび不純物よりなり、組織の均一性に優れるとともにAl酸化物を結晶核とする凝固組織の微細化により耐摩耗性を改善する構成とすることを特徴とする高耐摩耗ロール材。」
と訂正する。
　(b)明細書第２頁４〜１２行の記載
　「上記目的を達成するためになされた本発明のロール材は、化学組成を重量％で、
　Ｃ：1.0〜2.9％、　　Si：0.1〜2.0％、
　Mn：0.1〜2.0％、　　Ni：0.1〜4.5％、
　Cr：3.0〜10.0％、　　Mo：0.1〜9.0％、
　Ｗ：1.5〜10.0％、　　　
　Ｖ，Nbの内一種又は二種の合計：3.5〜10.0％
残部Feおよび不純物によって構成したものである。
　この際、Feの一部に代えて、Alを0.01〜0.50％添加する。」を、
　「上記目的を達成するためになされた本発明は、
遠心力鋳造により製造される圧延用ロール材であって、化学組成が重量％で、
　Ｃ：1.0〜2.9％、　　Si：0.1〜2.0％、
　Mn：0.1〜2.0％、　　Ni：0.1〜4.5％、
　Cr：3.0〜10.0％、　　Mo：0.1〜9.0％、
　Ｗ：1.5〜10.0％、　　　
　Ｖ，Nbの内一種又は二種の合計：3.5〜10.0％（ただし、Ｖ，NbのＭＣ型複合炭化物は厚さ方向に枝状に生成されたもの）
　Al：0.01〜0.50％、
残部Feおよび不純物よりなり、組織の均一性に優れるとともにAl酸化物を結晶核とする凝固組織の微細化により耐摩耗性を改善する構成とする。」
と訂正する。
　(c)明細書２頁１行の「本発明に」を「本発明は」と訂正する。
　(d)明細書第７頁２６行の「鋳込料」を「鋳込量」と訂正する。
　(e)明細書第１３頁１９行〜第１４頁５行の記載
　「以上説明した通り、本発明のロール材は、化学組成が重量％で、
　Ｃ：1.0〜2.9％、　　Si：0.1〜2.0％、
　Mn：0.1〜2.0％、　　Ni：0.1〜4.5％、
　Cr：3.0〜10.0％、　　Mo：0.1〜9.0％、
　Ｗ：1.5〜10.0％、
　Ｖ，Nbの内一種又は二種の合計：3.5〜10.0％
　Al：0.01〜0.50％、
残部Feおよび不純物よりなるので、・・・凝固組成の微細化による耐摩耗性改善に効果がある。」を
　「以上説明した通り、本発明の遠心力鋳造により製造された圧延用ロール材は、化学組成が重量％で、
　Ｃ：1.0〜2.9％、　　Si：0.1〜2.0％、
　Mn：0.1〜2.0％、　　Ni：0.1〜4.5％、
　Cr：3.0〜10.0％、　　Mo：0.1〜9.0％、
　Ｗ：1.5〜10.0％、
　Ｖ，Nbの内一種又は二種の合計：3.5〜10.0％（ただし、Ｖ，NbのＭＣ型複合炭化物は厚さ方向に枝状に生成したもの）
　Al：0.01〜0.50％、
残部Feおよび不純物よりなるので、・・・凝固組織の微細化による耐摩耗性改善に効果がある。」
と訂正する。
３．訂正の適否についての判断
3-1.訂正の目的の適否、新規事項の有無及び拡張・変更の存否
　ａの訂正において、「遠心力鋳造により製造される圧延用ロール材であって」を付加する訂正は、特許明細書第７頁１行、同下から３〜２行、第１１頁下から８〜３行、第１３頁最下行〜第１４頁１行等の記載に基づいて、「（ただし、Ｖ，NbのＭＣ型複合炭化物は厚さ方向に枝状に生成されたもの）」を付加する訂正は、特許明細書第４頁３〜８行の記載に基づいて、また、「組織の均一性に優れるとともにＡｌ酸化物を結晶核とする凝固組織の微細化により耐摩耗性を改善する構成とする」を付加する訂正は、特許明細書第２頁１〜２行、第４頁１３〜１６行及び第１４頁１〜５行の記載に基づいて、それぞれ本件請求項１に係る発明を限定するものであるから、特許法第１２０条の４第２項ただし書第１号の特許請求の範囲の減縮に該当し、願書に添付した明細書に記載された事項の範囲内のものであり、実質上特許請求の範囲を拡張又は変更するものではない。
　ｂ及びｅの訂正は、ａの訂正に基づき明細書の対応する箇所の記載を訂正するものであるから、特許法第１２０条の４第２項ただし書第３号の明りょうでない記載の釈明に該当し、願書に添付した明細書に記載された事項の範囲内のものであり、実質上特許請求の範囲を拡張又は変更するものではない。
　ｃ及びｄの訂正は、明細書における当該記載の前後の記載からみて明らかな誤記を正しい記載に訂正するものであり、特許法第１２０条の４第２項ただし書第２号の誤記の訂正に該当し、願書に添付した明細書に記載された事項の範囲内のものであり、実質上特許請求の範囲を拡張又は変更するものではない。
3-2.独立特許要件
（本件発明）
　訂正明細書の請求項１に係る発明（以下、「本件発明」という。）は、その特許請求の範囲の請求項１に記載された次のとおりのものである。
　「【請求項１】遠心力鋳造により製造される圧延用ロール材であって、化学組成が重量％で
　Ｃ：1.0〜2.9％、　　Si：0.1〜2.0％、
　Mn：0.1〜2.0％、　　Ni：0.1〜4.5％、
　Cr：3.0〜10.0％、　　Mo：0.1〜9.0％、
　Ｗ：1.5〜10.0％、　　　
　Ｖ，Nbの内一種又は二種の合計：3.5〜10.0％（ただし、Ｖ，NbのＭＣ型複合炭化物は厚さ方向に枝状に生成されたもの）
　Al：0.01〜0.50％、
残部Feおよび不純物よりなり、組織の均一性に優れるとともにAl酸化物を結晶核とする凝固組織の微細化により耐摩耗性を改善する構成とすることを特徴とする高耐摩耗ロール材。」
（取消理由の概要）
　取消理由は、本件発明は、刊行物１〜刊行物５に記載された発明に基づいて、当業者が容易に発明をすることができたものであるから、本件発明の特許は、特許法第２９条第２項の規定に違反してなされたものである、というものである。
（刊行物に記載された発明）
　取消理由に引用された刊行物１（特開昭５８−１４７５４２号公報）には、
　「２．重量百分率で炭素2.4〜3.6、けい素0.5〜1.5、マンガン0.3〜1.0、クロム3〜8、モリブデン9以下、タングステン8以下、バナジウム2〜8、ニオブ2〜8、ニッケル3以下ならびにコバルト0.5〜3の１種または２種、および、残部鉄ならびに不可避不純物よりなることを特徴とする耐摩耗合金鋳鉄。」（特許請求の範囲第２項）
が記載され、また、
　「本発明の目的は、かかる高バナジウム鋳鉄合金におけるバナジウム炭化物の重力偏析を効果的に防止し、均質な組織を持った大型鋳物あるいは、遠心鋳造鋳物に適した耐摩耗鋳造用合金を提供することにある。
　すなわち、本発明は、バナジウム炭化物中のバナジウムの一部をニオブによって置換することによりバナジウム炭化物の重力偏析の発生を防止するものであり、これによって、バナジウム炭化物が鋳物の全面に均一に分布した大型鋳物、遠心鋳造鋳物が得られるという知見にもとづいて完成されたものである。」（第2頁左上欄8〜19行）
　「本発明合金の鋳造組織例（×２００）を第２図(ａ)、(ｂ)に、・・・示す。これらの組織はいずれも耐摩耗部材として使用された圧延用ロールにおける実施例であって、・・・ＣＯ２鋳型に鋳造し、・・・示したものである。」（第3頁左下欄17行〜右下欄7行）
と記載されている。
　同じく引用された刊行物２（国際公開８８／０７５９４号明細書）には、
　「１．Ｗ，Ｖ，Nb，Ti，Ta，Zr及びHfの炭化物の１種または２種以上を凝固過程において溶湯中から晶出する成分の鉄基合金からなる外層と、前記外層に金属的に接合した鋼製軸とからなる耐摩耗複合ロールであって、前記外層の表面硬さがショアー硬さ７０以上、前記軸の引張強さ及び伸びがそれぞれ５５kg／mm2及び１．０％以上であり、前記外層と前記軸との境界部の接合強さが前記外層及び前記軸の弱いほうの強さ以上であることを特徴とする耐摩耗複合ロール。
２．請求の範囲第１項に記載の耐摩耗複合ロールにおいて、前記鉄基合金が重量比で1.5〜3.5％のＣ、0.3〜3.0％のSi、0.8〜1.5％のMn、2〜7％のCr、9％以下のMo、20％以下のＷ、3〜15％のＶ及び残部実質的にFeから成ることを特徴とする耐摩耗複合ロール。
３．請求の範囲第２項に記載の耐摩耗複合ロールにおいて、前記鉄基合金がさらに重量比で5％以下のNiを含有することを特徴とする耐摩耗複合ロール。
４．・・・
５．請求の範囲第２項に記載の耐摩耗複合ロールにおいて、前記鉄基合金がさらに重量比で5％以下のNbを含有することを特徴とする耐摩耗複合ロール。」（請求の範囲第１〜５項）
が記載され、また、
　「Ｗ，Ｖ，Nb，Ti，Ta，Zr，Hf等の元素が形成する炭化物はビッカース硬さが2000以上と硬く、これらの炭化物を外層材に含有させれば、ロールの耐摩耗性の向上に有効であるが、前記炭化物が晶出する外層と内層とを健全に溶着した複合ロールを遠心鋳造法により製造するのは現実には不可能である。
　その理由は、これらの元素が形成する炭化物は溶湯との比重が異なるため、鋳造中にいわゆる遠心分離の作用により偏析を起こし易いことである。」（第3頁左上欄下から11〜3行）
　「本発明の目的は、Ｗ，Ｖ，Nb，Ti，Ta，Zr，Hf等の硬質の炭化物を晶出する成分系の材質を外層材とし、強靱な鋼系の材質を軸材とし、外層と軸が金属的に接合され、かつ外層に炭化物の偏析のない耐摩耗性複合ロール及びそれを大気中で比較的安価に鋳造する方法を提供することにある。」（第4頁左上欄8〜13行）
　「本発明の複合ロールは良好な機械的強度とともに優れた耐摩耗性を有するので、冷間圧延用及び熱間圧延用のロールとして広く使用することができる。」（第8頁右上欄4〜6行）
と記載されている。
　同じく引用された刊行物３（特開昭６２−２１１３５１号公報）には、
　「(1)重量％で、Ｃ：0.01〜2.5％、Si：3.0％以下、Mn：3.0％以下、In：0.005〜0.5％、残部Feおよび不純物からなることを特徴とする被削性の優れた工具鋼。
(2)残部Feの一部が、Cr：0.5〜15.0％を含むことを特徴とする特許請求の範囲第(１)項記載の被削性の優れた工具鋼。
(3)残部Feの一部がMo：0.2〜10.0％，Ｗ：0.5〜10.0％，Ｖ：0.1〜5.0％のうちの１種または２種以上を含むことを特徴とする特許請求の範囲第(１)項または第(２)項記載の被削性の優れた工具鋼。
(4)残部鉄の一部が、Co：0.1〜10.0％，Ni：0.5〜20.0％，Cu：0.2〜2.0％，Ｂ：0.001〜0.05％のうちの１種または２種以上を含むことを特徴とする特許請求の範囲(１)項ないし第(３)項のいずれかに記載の被削性の優れた工具鋼。
(5)残部鉄の一部が、Nb：0.05〜2.0％，Ta：0.05〜2.0％，Zr：0.05〜2.0％，Hf：0.05〜2.0％Ti：0.05〜2.0％，Sc：0.001〜2.0％，Ｙ：0.001〜2.0％のうちの１種または２種以上を含むことを特徴とする特許請求の範囲(１)項ないし第(４)項のいずれかに記載の被削性の優れた工具鋼。
(6)残部Feの一部が、Al：0.05〜2.0％を含むことを特徴とする特許請求の範囲第(１)項ないし第(５)項のいずれかに記載の被削性の優れた工具鋼。」（特許請求の範囲第１項〜第６項）
が記載され、また、
　「Mo，Ｗ，Ｖは炭化物を形成し、熱処理硬さを増大して耐摩耗性を向上させるのに有効な元素であるので、これらの１種または２種以上を添加するのもよい。」（第3頁右上欄9〜12行）
　「Al：0.05〜2.0％
  AlはNi，Cuと同じように金属間化合物を形成し、結晶粒を微細化して強度を向上させるのに有効な元素であり、このような効果を得るために0.05〜2.0％の範囲で適宜添加するのもよい。」（第3頁右下欄2〜7行）
と記載されている。
　同じく引用された刊行物４（第３版「鉄鋼便覧、IV鉄鋼材料、試験・分析」昭和59年1月28日発行、第４，６，９７頁）には、
　「(ii)合金鋼　特別な性質を与える目的でMn,SiのほかNi,Cr,Mo,Cu,Al,Nb,Ｖ,Ti,Co,Ｗ,Bi,Se,Te,Zr,La,Ｂなどを添加した鋼で、ISOの合金鋼に相当し、外国では“alloy　steel”とよんでいる。これら添加元素の合計が約5％以下のものを「低合金鋼」、10％以上のものを「高合金鋼」と区別することもある。日本鉄鋼協会の標準化委員会では「合金鋼」とは次の元素のいずれか１つの含有量が重量％で次の値以上の鋼と定義している。
　Si1.0,Mn1.5,Ｐ0.2,Ｓ0.3,Ni0.4,Cr0.3,Mo0.1,Cu0.4,Ｗ0.3,Ｖ0.1,Al0.3,Pb0.3,その他0.1」（第4頁左欄14〜25行）
　「図2.90にAl添加による結晶粒微細化の効果と靱性の関係を示す。結晶微細化に作用する添加元素としてAl以外、Nb,Ｖなどもあげられる・・・」（第97頁右欄2〜4行）
と記載されている。
　同じく引用された刊行物５（「鉄鋼と合金元素(上)」(株)誠文堂新光社、昭和41年2月28日発行、第26〜29頁,第61〜63頁及び第76〜79頁）には、
　「３．鋼の脱酸剤としてのAl
　鋼質を調整するためのAl添加は1927年ドイツにおけるIzett鋼の研究にはじまり、米国のMcquaidによる結晶粒度調整に関連する検討などにより、ようやく注目を受けるようになり、さらに第２次大戦中における化学冶金学的進歩とともに、製鋼過程において、脱酸剤として、Alを使用することが一般化されるに至った。
　溶鉄にAlを添加する場合は、金属状Al、酸化Al、窒化Al、硫化Alなどの生成が考えられる。従って、脱酸剤としてのAlを添加した場合の鋼におよぼす影響は、これらの生成物の生成状態および物理的、化学的諸性質ならびにこれらが鉄鋼の諸性質に及ぼす影響と、金属状Alが合金元素としておよぼす影響とが考えられる。」（第26頁1〜9行）
　「Alキルド鋼においてAl添加による脱酸生成物および固溶したAlが鋼中に存在することにより鉄鋼のオーステナイト結晶粒度に影響をおよぼすことは現在周知の事実で、介在物がいかに結晶粒度に影響するかということに関する文献は多数ある。」（第62頁3〜5行）
  「Al添加が鋼のオーステナイト結晶粒を微細化することは古くから知られており、今日ではこの作用が鋼中に生成するAlNによることが確認され、その熱力学的挙動も明らかにされている。鋼の結晶粒度が鋼質ときわめて密接な関係を有することはいうまでもない。微量のAl添加による鋼の機械的性質におよぼす影響として降伏点が上昇し降伏比が増大すること、450〜500℃における抗クリープ性が低下することなどが報告されているが、そのほとんどがAlNの析出あるいはその結果によるオーステナイト結晶粒微細化に伴う二次的な影響であり、合金元素としての微量Alによる影響はあまり問題にならないと考えてよい。さらにAl処理鋼においてはAlNの生成のよってＮが固定されるので時効性が減少し、衝撃遷移温度が低下するために低温における加工性が良好である。また0.1％以下の微量Alを添加した細粒鋼では、焼入れ性は低下するが溶接性は改善され、また0.6％Alを含む低合金鋼（Ni≒3％,Cr≒0.75％）では焼もどし脆性が改善されることが報告されている。」（第78頁5〜16行）
と記載されている。
（対比・判断）
　本件発明と刊行物１に記載された発明とを対比すると、刊行物１には、「バナジウム炭化物中のバナジウムの一部をニオブによって置換することにより・・・バナジウム炭化物が鋳物の全面に均一に分布した大型鋳物、遠心鋳造鋳物が得られる」及び「耐摩耗部材として使用された圧延用ロールにおける実施例」と記載されているから、両者は、「遠心力鋳造により製造される圧延用ロール材であって、Ｃ，Si，Mn，Ni，Cr，Mo，Ｗ，Ｖ及びNbを重複する量で含有し、残部Feおよび不純物よりなる組織の均一性に優れる高耐摩耗ロール材。」である点で一致し、本件発明においては、「Ｖ，NbのＭＣ型複合炭化物は厚さ方向に枝状に生成されたもの」であるのに対して、刊行物１に記載された発明においては、Ｖ，NbのＭＣ型複合炭化物が全面に均一に分布したものである点、本件発明が、「Al：0.01〜0.50％」を含有するのに対して、刊行物１に記載された発明は、Alを含有しない点で相違する。
　また、本件発明と刊行物２に記載された発明と対比すると、両者は、「鋳造により製造される圧延用ロール材であって、Ｃ，Si，Mn，Ni，Cr，Mo，Ｗ，Ｖ及びNbを重複する量で含有し、残部Feおよび不純物よりなる組織の均一性に優れる高耐摩耗ロール材。」である点で一致し、本件発明においては、「Ｖ，NbのＭＣ型複合炭化物は厚さ方向に枝状に生成されたもの」であるのに対して、刊行物２に記載された発明においては、ＭＣ型複合炭化物がどのような状態で生成されているのか明らかでない点、本件発明が、「Al：0.01〜0.50％」を含有するのに対して、刊行物２に記載された発明は、Alを含有しない点で、主として相違する。
　上記相違点について検討する。
　本件発明においては、「ＭＣ型複合炭化物は厚さ方向に枝状に生成するために、基地の塑性変形を抑止し、機械的性質、さらには耐クラック性の向上にも寄与する」ものであり、また、「Alは溶湯中で酸化物を生成して、溶湯中の酸素含有量を低下させ、製品の健全性を向上させると共に、生成した酸化物が結晶核として作用するために凝固組織の微細化による耐摩耗性改善に効果がある」というものであるから、ＭＣ型複合炭化物を含有する凝固組織にAlが影響を与え、耐摩耗性改善等に効果があることは明らかである。
　これに対して、刊行物３には、Alを添加した工具鋼が示され、Alを添加する目的は、金属間化合物を形成し結晶粒を微細化して強度を向上させるためであると記載され、刊行物４には、Al添加による結晶粒微細化の効果と靱性の関係について記載され、刊行物５には、Alは脱酸剤として作用し、脱酸生成物が結晶粒度の微細化に寄与し、降伏点が上昇し降伏比が増大し、低温における加工性、焼もどし脆性等が改善される旨が記載されており、刊行物３〜５には、Alを添加することにより、結晶粒を微細化し、強度の向上を図ることが示唆されているといえるものの、ＭＣ型複合炭化物との関係、Al添加による耐摩耗性の改善を示唆する記載はない（なお、取消理由において周知例として引用した特開昭６０−２３４９４７号公報には、Al添加による耐摩耗性の改善について記載されているが、「Alは基地組織中に固溶されて基地組織を強化し耐摩耗性を改善する」というものであるから、「生成した酸化物が結晶核として作用するために凝固組織の微細化による耐摩耗性改善に効果がある」という本件発明におけるAlの作用とは異なる。同じく引用した特開昭４８−３８８２４号公報にも、Al添加による高温での耐摩耗性向上について記載されているが、「生成した酸化物が結晶核として作用するために凝固組織の微細化による」ことは示唆されていない。）から、刊行物１及び２に記載された発明に刊行物３〜４及び周知例の記載を組み合わせても、ＭＣ型複合炭化物を厚さ方向に枝状に生成させた遠心力鋳造により製造される圧延用ロール材に、Alを添加することにより、生成した酸化物を結晶核として作用させ、ＭＣ型複合炭化物を含有する凝固組織を微細化し耐摩耗性を改善することを当業者が容易に想到し得たとは認められない。
　以上のとおりであるから、本件発明は、刊行物１〜５に記載された発明に基づいて、当業者が容易に発明をすることができたものとすることはできない。
（まとめ）
　したがって、本件発明は、特許出願の際独立して特許を受けることができない発明とすることはできない。
3-3.訂正の認否についての結論
　よって、上記訂正請求は、特許法第１２０条の４第２項、同条第３項で準用する第１２６条第２項〜第４項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
４．特許異議申立てについての判断
4-1.申立ての概要
　特許異議申立人は、甲第１〜５号証（それぞれ上記刊行物１〜５に対応する。）を提出して、本件発明は、甲第１〜５号証に記載された発明に基づいて、当業者が容易に発明をすることができたものであるから、本件発明の特許は、特許法第２９条第２項の規定に違反してなされたものである、と主張している。
4-2.当審の判断
　上記3-2に述べたように、本件発明は、甲第１〜５に記載された発明に基づいて、当業者が容易に発明をすることができたものとすることはできない。  
５．むすび
　以上のとおりであるから、特許異議申立ての理由及び証拠によっては、本件発明の特許を取り消すことはできない。
　また、他に本件発明の特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１２年１０月２７日（２０００．１０．２７）
【訂正の要旨】
　（ａ）特許請求の範囲の請求項１の記載
　「【請求項１】化学組成が重量％で
　Ｃ　：１．０〜２．９％、　　Ｓｉ：０．１〜２．０％、
　Ｍｎ：０．１〜２．０％、　　Ｎｉ：０．１〜４．５％、
　Ｃｒ：３．０〜１０．０％、　Ｍｏ：０．１〜９．０％、
　Ｗ　：１．５〜１０．０％、
　Ｖ　，Ｎｂの内一種又は二種の合計：３．５〜１０．０％
　Ａｌ：０．０１〜０．５０％、
残部Ｆｅおよび不純物よりなることを特徴とする高耐摩耗ロール材。」を、
　「【請求項１】遠心力鋳造により製造される圧延用ロール材であって、化学組成が重量％で
　Ｃ　：１．０〜２．９％、　　Ｓｉ：０．１〜２．０％、
　Ｍｎ：０．１〜２．０％、　　Ｎｉ：０．１〜４．５％、
　Ｃｒ：３．０〜１０．０％、　Ｍｏ：０．１〜９．０％、
　Ｗ　：１．５〜１０．０％、
　Ｖ，Ｎｂの内一種又は二種の合計：３．５〜１０．０％
（ただし、Ｖ，ＮｂのＭＣ型複合炭化物は厚さ方向に枝状に生成されたもの）
　Ａｌ：０．０１〜０．５０％、
残部Ｆｅおよび不純物よりなり、組織の均一性に優れるとともにＡｌ酸化物を結晶核とする凝固組織の微細化により耐摩耗性を改善する構成とすることを特徴とする高耐摩耗ロール材。」
と訂正する。
　（ｂ）明細書第２頁４〜１２行の記載
　「上記目的を達成するためになされた本発明のロール材は、化学組成を重量％で、
　Ｃ　：１．０〜２．９％、　　Ｓｉ：０．１〜２．０％、
　Ｍｎ：０．１〜２．０％、　　Ｎｉ：０．１〜４．５％、
　Ｃｒ：３．０〜１０．０％、　Ｍｏ：０．１〜９．０％、
　Ｗ　：１．５〜１０．０％、
　Ｖ　，Ｎｂの内一種又は二種の合計：３．５〜１０．０％残部Ｆｅおよび不純物によって構成したものである。
　この際、Ｆｅの一部に代えて、Ａｌを０．０１〜０．５０％添加する。」を、
　「上記目的を達成するためになされた本発明は、遠心力鋳造により製造される圧延用ロール材であって、化学組成が重量％で、
　Ｃ　：１．０〜２．９％、　　Ｓｉ：０．１〜２．０％、
　Ｍｎ：０．１〜２．０％、　　Ｎｉ：０．１〜４．５％、
　Ｃｒ：３．０〜１０．０％、　Ｍｏ：０．１〜９．０％、
　Ｗ　：１．５〜１０．０％、
　Ｖ，Ｎｂの内一種又は二種の合計：３．５〜１０．０％（ただし、Ｖ，ＮｂのＭＣ型複合炭化物は厚さ方向に枝状に生成されたもの）
　Ａｌ：０．０１〜０．５０％、
残部Ｆｅおよび不純物よりなり、組織の均一性に優れるとともにＡｌ酸化物を結晶核とする凝固組織の微細化により耐摩耗性を改善する構成とする。」と訂正する。
　（ｃ）明細書２頁１行の「本発明に」を「本発明は」と訂正する。
　（ｄ）明細書第７頁２６行の「鋳込料」を「鋳込量」と訂正する。
　（ｅ）明細書第１３頁１９行〜第１４頁５行の記載
　「以上説明した通り、本発明のロール材は、化学組成が重量％で、
　Ｃ　：１．０〜２．９％、　　Ｓｉ：０．１〜２．０％、
　Ｍｎ：０．１〜２．０％、　　Ｎｉ：０．１〜４．５％、
　Ｃｒ：３．０〜１０．０％、　Ｍｏ：０．１〜９．０％、
　Ｗ　：１．５〜１０．０％、
　Ｖ　，Ｎｂの内一種又は二種の合計：３．５〜１０．０％
　Ａｌ：０．０１〜０．５０％、
残部Ｆｅおよび不純物よりなるので、・・・凝固組成の微細化による耐摩耗性改善に効果がある。」を
　「以上説明した通り、本発明の遠心力鋳造により製造された圧延用ロール材は、化学組成が重量％で、
　Ｃ　：１．０〜２．９％、　　Ｓｉ：０．１〜２．０％、
　Ｍｎ：０．１〜２．０％、　　Ｎｉ：０．１〜４．５％、
　Ｃｒ：３．０〜１０．０％、　Ｍｏ：０．１〜９．０％、
　Ｗ　：１．５〜１０．０％、
　Ｖ　，Ｎｂの内一種又は二種の合計：３．５〜１０．０％
（ただし、Ｖ，ＮｂのＭＣ型複合炭化物は厚さ方向に枝状に生成したもの）
　Ａｌ：０．０１〜０．５０％、
残部Ｆｅおよび不純物よりなるので、・・・凝固組織の微細化による耐摩耗性改善に効果がある。」と訂正する。
（５４）【発明の名称】
高耐摩耗ロール材
（５７）【特許請求の範囲】
（１）　
遠心力鋳造により製造される圧延用ロール材であって、
　　　Ｃ：１．０〜２．９％、　　Ｓｉ：０．１〜２．０％
　　Ｍｎ：０．１〜２．０％　　　Ｎｉ：０．１〜４．５％
　　Ｃｒ：３．０〜１０．０％　　Ｍｏ：０．１〜９．０％
　　Ｗ　：１．５〜１０．０％
　　Ｖ，Ｎ　ｂの内一種又は二種の合計：３．５〜１０．０％
（ただし、Ｖ，ＮｂのＭＣ型複合炭化物は厚さ方向に枝状に生成されたもの）
　　Ａｌ：０．０１〜０．５０％，
　残部Ｆｅおよび不純物よりな
り、組織の均一性に優れるとともにＡｌ酸化物を結晶核とする凝固組織の微細化により耐摩耗性を改善する構成とす
【発明の詳細な説明】
　（産業上の利用分野）
本発明は、複合ロールの圧延使用層たる外層に使用されるロール材に関する。
　（従来の技術と課題）
　従来、耐摩耗性が特に要求される鉄鋼圧延用ロールの圧延使用層の材質として、高クロム鋳鉄材や耐焼付性を改善した黒鉛晶出型高クロム鋳鉄材が使用されていた。
　近年の圧延条件の苛酷化に伴ない、より高い耐摩耗性が要求されるようになり、前記鋳鉄中にＮｂ，Ｖの一種又は二種を合計で２％以下添加して、その微細炭化物を結晶核として生成させ、これによって組織の微細化緻密化を図り、もって耐摩耗性を改善する試みも行われているが、耐摩耗性の向上要求に十分対応しているとはいえないのが実情である。
　一方、熱間圧延における耐摩耗性を大幅に改善するには、材質中にＷを多量に添加すればよい。しかしながら、複合ロールの外層は、主として遠心力鋳造によって鋳造されることから、Ｗが比重差により分離し、周方向に偏析が生じて均一な材質が得難いという問題がある。
　本発明
は
　（課題を解決するための手段）
　上記目的を達成するためになされた本発明は、遠心力鋳造により製造される圧延用ロール材であって、
　化学組成が重量％で
　　Ｃ　：１．０〜２．９％、　　Ｓｉ：０．１〜２．０％
　　Ｍｎ：０．１〜２．０％　　　Ｎｉ：０．１〜４．５％
　　Ｃｒ：３．０〜１０．０％　　Ｍｏ：０．１〜９．０％
　　Ｗ　：１．５〜１０．０％
　　Ｖ　，Ｎｂの内一種又は二種の合計：３．５〜１０．０％
（ただし、Ｖ，ＮｂのＭＣ型複合炭化物は厚さ方向に枝状に生成されたもの）
　　Ａｌ：０．０１〜０．５０％，
　残部Ｆｅおよび不純物よりな
り、組織の均一性に優れるとともにＡｌ酸化物を結晶核とする凝固組織の微細化により耐摩耗性を改善する構成とす
　　（作用）
　本発明の高耐摩耗ロール材の化学組成は以下の理由により限定される。単位は重量％である。
Ｃ：１．０〜２．９％
　Ｃは主としてＦｅおよびＣｒと結合してＭ７Ｃ３型の高硬度複合炭化物を形成すると共にＣｒ，Ｍｏ，Ｖ，Ｎｂ，Ｗと結合してＭＣ型の高硬度複合炭化物をも形成する。この高硬度複合炭化物形成のために、１．０％以上のＣ
　％が必要である。一方、２．９％を越えてＣが含有されると炭化物量が増すと共に脆くなり、耐クラック性が劣化するため、２．９％以下とする。
Ｓｉ：０．１〜２．０％
　Ｓｉは本発明材が鋳造合金であるため、湯流れ性の確保のために必要な元素であり、同時に又、使用原材料から、０．１％程度は不可避的に含有される。しかし、２．０％を越えると靱性の低下を招くため好ましくない。
Ｍｎ：０．１〜２．０％
　Ｍｎは硬化能を増し、また、Ｓと結合してＭｎＳを生成し、Ｓによる脆化を防ぐ元素であり、同時に使用原材料から０．１％程度は不可避的に含有される。しかし、２．０％を越えると靱性の低下を招くため好ましくない。
Ｎｉ：０．１〜４．５％
　Ｎｉは基地中に固溶し、連続冷却変態線図（ＣＣＴ図）および等温変態線図（ＴＴＴ図）におけるべーナイト変態を長時間側に移動させるため、焼入れ性が向上し、焼入れ時の冷却速度を遅くしても途中でべーナイト変態が起こらず、多量の残留オーステナイトがマルチンサイト変態するため、高硬度が得られる。本発明のような圧延用ロール材の場合、焼入れ時の外層と芯材の熱膨張差に起因する熱応力、および重量物であるため熱容量が大きく、冷却速度を大きくすることが困難である点から、焼入れ時の冷却速度が遅くても焼入れ組織が得られることは大変重要である。この際、０．１％未満ではこのような効果が得られず、一方、４．５％を越えて含有されると、残留オーステナイトが増して、高硬度が得難くなる。なお、０．１％以上では焼入れ温度から４００〜６５０℃までの温度にかけての冷却速度が１００℃／Ｈｒ以上あれば焼入れ組織が得られる。
Ｃｒ：３．０〜１０．０％
　ＣｒはＦｅ．Ｍｏ，Ｖ，Ｎｂ，Ｗと共に、Ｃと結合して、高硬度複合炭化物を形成して高温に於ける耐摩耗性の向上に寄与する。また、一部は基地中に固溶して焼入れ性および耐摩耗性を改善する。３．０％未満ではこれらの効果が少なく、耐摩耗性改善が期待できない。一方、１０．０％を越えて含有されると靱性の劣化を来すために好ましくない。
Ｍｏ：０．１〜９．０％
　ＭｏはＦｅ，Ｃｒ，Ｖ，Ｗと共にＣと容易に結合して、主としてＭＣ型複合炭化物を形成し、常温および高温硬度を高めて耐摩耗性の向上に寄与する。ＭｏはＷに比較して少量添加でその効果を発揮する。このさい、０．１％未満では所期の耐摩耗性を得ることができず、一方、９．０％を越えると靱性の低下を来し好ましくない。
Ｗ：１．５〜１０．０％
　Ｗも同様に、Ｆｅ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｖ，Ｎｂと共に容易に結合して複合炭化物を形成し、常温および高温硬度を高めて耐摩耗性の向上に寄与する。１．５％未満では所期の耐摩耗性を得ることができず、一方、１０．０％を越えると靱性の低下を来し、耐ヒートクラック性を悪化させる。また、遠心力鋳造の際、マクロ偏析を生成し易くさせる。このため１０．０％以下とする。Ｖ，Ｎｂの内一種又は二種の合計：３．５〜１０．０％
　Ｖ，Ｎｂと同様にＦｅ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗと共にＣと容易に結合して、主としてＭＣ型の複合炭化物を形成し、常温および高温硬度を高めて耐摩耗性の向上に寄与する。また、このＭＣ型複合炭化物は厚さ方向に枝状に生成するために、基地の塑性変形を抑止し、機械的性質、さらには耐クラック性の向上にも寄与する。単独または二種を複合して、３．５％以上添加しないとかかる効果は現れにくい。しかし、添加量が１０．０％を越えると靱性の低下を招来すると共に、遠心力鋳造の際、マクロ偏析を生成し易くなる。このため、１０．０％以下とする。
　本発明のロール材は、前記の合金元素の他、Ｆｅの一部に代えて、Ａｌ：０．０１〜０．５０％を含有させたものである。Ａｌは溶湯中で酸化物を生成して、溶湯中の酸素含有量を低下させ、製品の健全性を向上させると共に、生成した酸化物が結晶核として作用するために凝固組織の微細化による耐摩耗性改善に効果がある。０．０１％未満ではこの効果は十分ではなく、０．５０％を越えて含有されると介在物となって残留し、好ましくない。
　尚、Ａｌは本発明では主として鋳造組織の微細化による耐摩耗性改善のために添加されるものであり、単に脱ガスを目的として添加されるものではない。
　本発明のロール材は、既述の通り、Ｎｉ：０．１〜４．５％を含有させたため、ロール材の焼入れ熱処理に際し、冷却速度を遅くしてもよく、オーステナイト化温度に加熱した後、炉外で放冷ないし空冷するだけで焼入れを行なうことができる。従来、ロール外層の焼入れにはべーナイト組織やパーライト組織を出さないようにして、噴霧水冷により速い冷却速度で焼入れ作業を行なうことが必要とされていた。かかる焼入れ作業は焼割れを防止するため、表面温度を測定しつつ、冷却水を均一に噴霧しなければならず、作業に熟練を要したが、本発明のロール材では炉外で放冷ないし空冷するだけで十分である。
　また、本発明のロール材は以上の成分のほか残部がＦｅおよび不純物で形成される。尚、Ｐ，Ｓは原料より不可避的に混入するが、材質を脆くするので少ない程望ましく、Ｐ：０．２％以下、Ｓ：０．１以下に止めておくのがよい。
　（実施例）
　複合ロールは、圧延使用層たる外層に軸芯部を溶着したものや、外層内面に内層を溶着した複合スリーブをロール軸に焼きばめ等により固着したものがあるが、本発明のロール材はいずれのタイプについても、その外層材として使用可能である。尚、外層から軸芯部や内層に合金元素が混入し、軸芯材等の強靭性が劣化するのを防止するために、その間に中間層を鋳造形成することもある。前記軸芯や内層材としては下記第１表（溶湯組成）に例示した高級鋳鉄、ダクタイル鋳鉄、黒鉛鋼等の強靭材が使用され、中間層材としてはアダマイト材が使用される。
　前記複合ロール外層は、通常、遠心力鋳造により形成される。外層に軸芯部を溶着するには、外層鋳造後、遠心力鋳造用金型を起立させ、その上下両端に軸芯部形成用の上型、下型を連設して静置鋳片を構成し、その内部に軸芯材溶湯を鋳込めばよい。遠心力鋳造としては、横型、立型のいずれでもよいが、横型は金型が回転ローラ上に回転支持されるのに対し、立型は回転自在に機械的に支持された基盤に同心状に立設固定される。このため、横型遠心力鋳造に比べて立型遠心力鋳造はＧの変動、遠心力鋳造用金型の振動が小さいので、金型内に鋳込まれた溶湯の成分の移動が起こりにくく、組織均一性に優れたロール材が容易に得られる。それ故、立型遠心力鋳造すると、横型遠心力鋳造する場合に比べて、鋳込温度を高くすることができ、鋳込作業に時間的余裕が出来るため作業の容易化が図られ、湯面に形成された酸化物等の巻き込みによる鋳造欠陥をも防止しうる。尚、横型遠心力鋳造する場合、偏析防止の見地から、凝固開始温度＋７０℃以下として比較的低温で鋳込むのがよい。
　本発明のロール材は、複合ロール又は複合スリーブの外層として鋳造後、ロール全体の焼入れ温度（オーステナイト化温度）から４００〜６５０℃までの温度域を１００℃／Ｈｒ以上の冷却速度で焼入れることにより、良好な焼入れ組織を得ることができる。尚、焼戻しは５００〜６００℃の温度で１回ないし数回行うとよい。
　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し、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も適用できる。
　次に本発明のロール材を圧延使用層たる外層に適用した複合ロールの具体的製造実施例について説明する。
　実施例Ａ
（１）第２表に外層材溶湯を横型遠心力鋳造金型（内径φ４２０×７００ｍｍ）に凝固開始温度＋５０℃の鋳込温度で鋳込んだ。鋳込
量
（２）外層鋳造後、外層を内有した金型を垂直に立てて、両端に上型および下型を連設して、その内部に軸芯材（高級鋳鉄）溶湯を鋳込んだ。
（３）後日、鋳型を解体し、ロール素材を取出し、粗加工後、１０００℃で２時間保持後、下記の焼入れ熱処理施した後、５５０℃×１０Ｈｒ保持の焼戻し熱処理を２回繰り返した。熱処理後の外層表面硬度は下記第３表示す。
　・実施例１、比較例１
　　空冷により４５０℃まで２００℃／Ｈｒで冷却後、５０℃／Ｈｒで徐冷して常温まで冷却した。
　・比較例２、従来例
　　噴霧水冷により４５０℃まで４２０℃／Ｈｒで冷却後、５０℃／Ｈｒで徐冷して常温まで冷却した。
　第３表より、比較例１のようにＮｉを含有させず、焼入れ時の冷却速度を遅くした場合には、高硬度が得られないのに対して、実施例１のようにＮｉを添加させ、焼入れ時の冷却速度を遅くした場合には、高硬度が得られたことから、焼入れ時の冷却速度を遅くしても、Ｎｉを添加させることによって高硬度が得られることがわかる。
（４）外層端部断面を目視観察したところ、成分の偏析は認められなかった。
　また、外層より板状試験片を採取し、固定した試験片に回転輪を押し付けて比摩耗量を測定した。試験結果を第４表に示す。
　　・試験条件
　　　回転輪材質…ＳＵＪ２　浸炭焼入（ＨＲＣ６０〜６２）
　　　所期荷重　…１８．０Ｋｇｆ
　　　すべり速度…３．４ｍ／秒
　　　すべり距離…２００ｍ
　　第４表より、実施例１の耐摩耗性は従来例に比べて約４倍良好であり、又焼入れ時の冷却速度が実施例１と同じである比較例１と比べても約５倍良好である。
　実施例Ｂ
（１）立型遠心力鋳造によって内径φ７００×同長１１００ｍｍの金型に第５表の外層材を鋳造した後、外層が完全に凝固した後に引き続いて、同表のアダマイト溶湯を中間層として遠心力鋳造して、外層と中間層を冶金学的に完全に溶着させた。中間層が完全に凝固するのを待って、回転を止め、予め接地した下型と上型に遠心力鋳造用金型をセットした後、上部から軸芯材溶湯を鋳込んで、中間層と溶着させた。鋳込量は肉厚で外層７０ｍｍ、中間層２５ｍｍとした。また、外層鋳込温度は凝固開始温度＋１００℃とした。
（２）上記ロールを粗加工後、１０５０℃で５時間保持後、１８０℃／Ｈｒで５４０℃まで空冷し、その後、常温迄２０℃／Ｈｒで徐冷した。その後、５２０℃で２０時間保持の焼戻し熱処理を２回繰り返した。
　　上記熱処理後の外層表面硬度は、１８０℃／Ｈｒの遅い冷却速度でも実施例２…Ｈｓ８１、実施例３…Ｈｓ８６、実施例４…Ｈｓ８４と高硬度が得られた。
（３）胴表面を仕上加工した後、超音波深傷試験によって溶着状況を確認したところ、溶着は良好であった。また、実施例２〜４の製品軸芯材を分析したところ、全て、外層と軸芯材を直接溶着させた時に予想される濃度の１／２以下に抑えられており、中間層の効果が認められた。
（４）外層を断面観察したところ、高温で鋳込んだのにも拘らず成分の偏析は認められなかった。また、外層より試験片を採取し、実施例Ａと同様にして摩耗試験を行なったところ、
　　　　実施例２…３５×１０−９ｍｍ２／Ｋｇ
　　　　実施例３…３０×１０−９ｍｍ２／Ｋｇ
　　　　実施例４…３３×１０−９ｍｍ２／Ｋｇ
　であり、良好な耐摩耗性を有するものであった。
　（発明の効果）
　以上説明した通り、本発明の
遠心力鋳造により製造された圧延用
　Ｃ　：１．０〜２．９％、　　Ｓｉ：０．１〜２．０％
　Ｍｎ：０．１〜２．０％　　　Ｎｉ：０．１〜４．５％
　Ｃｒ：３．０〜１０．０％　　Ｍｏ：０．１〜９．０％
　Ｗ　：１．５〜１０．０％
　Ｖ　，Ｎｂの内一種又は二種の合計：３．５〜１０．０％
（ただし、Ｖ，ＮｂのＭＣ型複合炭化物は厚さ方向に枝状に生成したもの）
　Ａｌ：０．０１〜０．５０％，
残部Ｆｅおよび不純物よりなるので、特に、上記化学組成におけるＭｏ：０．１〜９．０％、Ｗ：１．５〜１０．０％をを含み、Ｖ，Ｎｂの内一種又は二種の合計３．５〜１０．０％を含有させたので、Ｖ，Ｎｂ炭化物の特殊形態とあいまって、耐摩耗性を飛躍的に向上させることができた。また、遠心力鋳造してもマクロ偏析は生じにくく組織の均一性に優れる。特に本発明では、Ａｌ：０．０１〜０．５０％を含有させたからＡｌは溶湯中で酸化物を生成して、溶湯中の酸素含有量を低下させ、製品の健全性を向上させると共に、生成した酸化物が結晶核として作用陣するために凝固組織の微細化による耐磨耗性改善に効果がある。
　更にまた、Ｎｉを０．１〜４．５％含有させて、べーナイト変態を長時間側に移行させたので、焼入れ時の冷却速度を遅くすることができ、熱処理作業性を大幅に改善することができた。