(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
70〜88質量％のWC粒子を含有する超硬合金製外層とロール軸を構成する鉄系合金製内層とを拡散接合した超硬合金製圧延用複合ロールにおいて、前記内層が0.65〜1.2質量％のC、1.8〜7.5質量%のNi、0.01〜3質量％のCr、0.01〜1.5質量％のMo、0.1〜2.0質量％のSi及び0.1〜0.9質量％のMnからなる鉄系合金からなり、前記外層と前記内層の境界部の引張強度が600 MPa以上であることを特徴とする超硬合金複合ロール。
【請求項２】
請求項1に記載の超硬合金複合ロールにおいて、前記外層と前記内層の境界部の疲労強度が200 MPa以上であることを特徴とする超硬合金複合ロール。
【請求項３】
70〜88質量％のWC粒子を含有する超硬合金からなる円筒状外層部材と鉄系合金からなる内層部材とが拡散接合した超硬合金複合ロールを製造する方法において、0.65〜1.2質量％のC、1.8〜7.5質量%のNi、0.01〜3質量％のCr、0.01〜1.5質量％のMo、0.1〜2.0質量％のSi及び0.1〜0.9質量％のMnからなる内層部材の外面に前記外層部材の内面を、不活性雰囲気中、1000〜1320℃の拡散接合温度で拡散接合することを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項3に記載の超硬合金複合ロールの製造方法において、前記内層部材を包囲するように前記円筒状外層部材を配置した後、前記外層部材を包囲するように前記外層部材より熱膨張率が小さい円筒状の拘束部材を配置し、加熱により前記内層部材と前記外層部材を拡散接合する工程を有し、
前記工程では、熱膨張率が最も大きい前記内層部材の外面が前記外層部材の内面を押圧するとともに、熱膨張率が最も小さい前記拘束部材の内面が前記外層部材の外面を押圧するように、前記内層部材、前記外層部材及び前記拘束部材のそれぞれの間隙を設定することを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項4に記載の超硬合金複合ロールの製造方法において、前記拘束部材の軸方向両端部が前記外層部材の軸方向両端面より突出していることを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項4又は5に記載の超硬合金複合ロールの製造方法において、前記拘束部材が前記外層部材より厚いことを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項4〜6のいずれかに記載の超硬合金複合ロールの製造方法において、前記拘束部材が黒鉛又はセラミックスからなることを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項4〜7のいずれかに記載の超硬合金複合ロールの製造方法において、前記拘束部材を複数のリング部材を同軸的に積み重ねることにより形成することを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項4〜8のいずれかに記載の超硬合金複合ロールの製造方法において、前記拘束部材と前記外層部材との間に反応防止材を介在させることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐摩耗性、耐肌荒れ性等に優れた外層と靱性に優れた内層とからなり、板材、線材、棒材等の鋼材の圧延に好適な高耐久性の超硬合金複合ロール、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
寸法精度の向上等圧延材の高品質化、及びロール替え工数の低減による生産性向上の要求に応えるため、耐摩耗性、耐肌荒れ性等に優れた炭化タングステン（WC）系超硬合金からなる圧延用ロールが使用されており、種々の構造の超硬合金圧延ロールが提案されている。
【０００３】
例えば、特開平3-281007号（特許文献1）は、図8に示すように、両端に固定の締付フランジ部103と着脱自在な締付フランジ部104とを備えたロール本体105と、熱膨張係数が15×10-6／℃以上で熱伝導率が0.4 cal/cm・sec・℃以上の金属製リング状スペーサ111，111及び筒状スペーサ114を介してロール本体105に嵌合された超硬合金製円筒体110とを具備する超硬合金圧延ロールを提案している。リング状スペーサ111，111の熱膨張を利用して、締付フランジ部103，104の締付力を向上させている。しかし、リング状スペーサ111，111及び筒状スペーサ114があっても、締付フランジ部103，104による締付力では超硬合金製円筒体110とロール本体105との密着性は不十分であり、圧延中に超硬合金製円筒体110がロール本体105に対してスリップを起こしてしまうおそれがあった。
【０００４】
このような組立式構造の超硬合金圧延ロールの問題点を解決するために、超硬合金製外層と金属製内層とを拡散接合した超硬合金複合ロールが提案されている。例えば、特開2001-47111号（特許文献2）は、靱性に優れた材料からなる内層部材の外周に、WC系超硬合金製外層部材を金属接合した超硬合金複合ロールにおいて、外層部材の内側にWC粒子の含有量が外層より少ないWC系超硬合金製中間層を設け、内層部材と中間層とを金属層を介して接合した超硬合金複合ロールを提案している。特許文献2は、中間層を外層部材から内層部材にかけて傾斜的なWCの組成とすることにより、熱膨張率、弾性係数等の物性値を外層部材から内層部材にかけて連続的に変化させ、もって境界接合部の強度を向上させると記載している。
【０００５】
しかし、耐摩耗性に優れた超硬合金製外層と鉄系合金製内層を中間層を介して接合した特許文献2に記載の超硬合金複合ロールを、外径が300 mm以上でロール長が500 mm以上の熱間薄板圧延用ロールのように大型化するには、外層と内層の接合信頼性が十分でないおそれがあることが分った。また、より厳しい圧延条件に使用する場合には、外層と内層のより高い接合強度が求められる。さらに製造にあたっては中間層を形成させる工程が必要となり、その分手間がかかり製造コストも高くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平3-281007号公報
【特許文献２】特開2001-47111号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、本発明の目的は、耐摩耗性、耐肌荒れ性等に優れた超硬合金製外層と靱性に優れた鉄系合金製内層とを施工の難しい中間層を介在させずに直接接合した超硬合金複合ロールであって、両者の接合強度が極めて高い超硬合金複合ロール、及びその効率的な製造方法を提供することである。
【０００８】
上記目的に鑑み鋭意研究の結果、超硬合金製外層と直接拡散接合する鉄系合金製内層の組成について鋭意検討した結果、接合強度が極めて高い超硬合金複合ロールが得られることを見いだし、本発明に想到した。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち、本発明の超硬合金複合ロールは、超硬合金製外層と鉄系合金製内層とを拡散接合したもので、前記内層が0.65〜1.2質量％のC、1.8〜7.5質量%のNi、0.01〜3質量％のCr及び0.01〜1.5質量％のMoを含有する鉄系合金からなることを特徴とする。
【００１０】
前記内層はさらに0.1〜2.0質量％のSi及び0.1〜0.9質量％のMnを含有するのが好ましい。
【００１１】
前記外層と前記内層の境界部の引張強度は600 MPa以上であるのが好ましい。また、前記外層と内層の境界部の疲労強度は200 MPa以上であるのが好ましい。
【００１２】
前記超硬合金製外層は70〜88質量％のWC粒子を含有するのが好ましい。
【００１３】
超硬合金からなる円筒状外層部材と鉄系合金からなる内層部材とが拡散接合した超硬合金複合ロールを製造する本発明の方法は、0.65〜1.2質量％のC、1.8〜7.5質量%のNi、0.01〜3質量％のCr及び0.01〜1.5質量％のMoを含有する内層部材の外面に前記外層部材の内面を拡散接合することを特徴とする。
【００１４】
本発明の超硬合金複合ロールの製造方法は、
前記内層部材を包囲するように前記円筒状外層部材を配置した後、前記外層部材を包囲するように前記外層部材より熱膨張率が小さい円筒状の拘束部材を配置し、加熱により前記内層部材と前記外層部材を拡散接合する工程を有し、
前記工程では、熱膨張率が最も大きい前記内層部材の外面が前記外層部材の内面を押圧するとともに、熱膨張率が最も小さい前記拘束部材の内面が前記外層部材の外面を押圧するように、前記内層部材、前記外層部材及び前記拘束部材のそれぞれの間隙を設定することを特徴とする。
【００１５】
前記拘束部材の軸方向両端部は前記外層部材の軸方向両端面より突出しているのが好ましい。
【００１６】
前記拘束部材は前記外層部材より厚いのが好ましい。
【００１７】
拘束部材は黒鉛又はセラミックスからなるのが好ましい。
【００１８】
拘束部材は複数のリング部材を同軸的に積み重ねることにより形成するのが好ましい。
【００１９】
前記拘束部材と前記外層部材との間に反応防止材を介在させるのが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の超硬合金製複合ロールでは、超硬合金製外層が、0.65〜1.2質量％のC、1.8〜7.5質量%のNi、0.01〜3質量％のCr及び0.01〜1.5質量％のMoを含有する鉄系合金からなる鉄系合金製内層と中間層を介さずに直接拡散接合しているので、接合境界の超硬合金内に後述する脆弱なη相が生成することがなく、外層と内層の接合強度が大きい。そのため、300 mm以上の外径及び500 mm以上のロール長を有する大型の圧延ロールにしても、長期間の圧延に使用できる。また、中間層を形成させる工程が不要となり、その分製造コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の超硬合金複合ロールを示す部分断面正面図である。
【図２】本発明の超硬合金複合ロールを拡散接合法により製造する例を示す断面図である。
【図３】図2における部分Aの拡大図である。
【図４】同軸的に積み重ねた複数のリング部材により構成した拘束部材を用いる拡散接合法を示す断面図である。
【図５】本発明の超硬合金複合ロールをHIP法により製造する例を示す断面図である。
【図６】実施例1及び2における接合実験を示す断面図である。
【図７】実施例2の引張試験片を示す正面図である。
【図８】特開平3-281007号に開示された超硬合金圧延ロールを示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明を添付図面を参照して以下詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で適宜変更又は改良することができる。本発明の一実施形態に関する説明は、特に断りがなければ他の実施形態にも適用される。
【００２３】
[1] 超硬合金複合ロール
鋼等の被圧延材を圧延するのに用いることができる本発明の超硬合金複合ロール10は、図1に示すように、超硬合金製外層1と鉄系合金製内層2とを接合したものである。表面に被圧延材が接触する外層1は優れた耐摩耗性、耐肌荒れ性及び機械的強度が要求され、両端が軸受（図示せず）で支持されるロール軸を構成する内層2は高い機械的強度及び強靭性が要求される。
【００２４】
(1) 外層
本発明の超硬合金複合ロールの超硬合金製外層1は、硬質WC粒子をCo、Ni、Cr、Fe等の金属で結合した焼結合金であり、WCの他にTi、Ta、Nb等の炭化物を含有しても良い。外層1が高い耐摩耗性、耐肌荒れ性及び機械的強度を有するために、WC粒子の平均粒径は3〜10μｍが好ましく、WC粒子の含有量は70〜88質量％が好ましく、72〜85質量％がより好ましい。外層1の厚さは、圧延により徐々に摩耗することを考慮して、5〜50 mmの範囲に設定するのが好ましい。
【００２５】
(2) 内層
超硬合金製外層1と接合する内層2は、0.65〜1.2質量％のC、1.8〜7.5質量％のNi、0.01〜3質量％のCr及び0.01〜1.5質量％のMoを含有する鉄系合金により形成する。超硬合金製外層1と鉄系合金製内層2を接合する際、両者の炭素活量の差により接合界面で炭素が超硬合金製外層1から内層2に拡散するので、超硬合金製外層1内の炭素が低下することが知られている。その結果、低炭素組成の炭化物であるη相が超硬合金内に生成され、超硬合金の機械的強度が劣化する。
【００２６】
超硬合金製外層1と鉄系合金製内層2との接合実験の結果、内層2の炭素含有量が0.65質量％以上であれば超硬合金製外層1から内層2へのCの拡散をほぼ抑制でき、もってη相の発生を防止できることを発見した。一方、内層2の炭素含有量が1.2質量％を超えると、外層1と内層2の境界部に黒鉛が生成されて、接合強度が低下する。内層2の炭素含有量の下限は0.7質量％が好ましく、0.75質量％がより好ましい。また、内層2の炭素含有量の上限は1.0質量％がより好ましい。
【００２７】
内層2が1.8〜7.5質量％のNiを含有すると、接合後に内層2に残留する内部応力を制御でき、内層2自体の強度を確保できることが分った。Ni含有量が1.8質量％未満の場合、内層2の残留応力が高くなりすぎるおそれがある。一方、Ni含有量が7.5質量％を超えると、内層2の強度が低くなりすぎ、外層1と内層2の接合境界の引張強度を600 MPa以上にできなくなる。内層2のNi含有量の下限は好ましくは1.9質量％であり、より好ましくは2質量％である。また、内層2のNi含有量の上限は好ましくは6質量％であり、より好ましくは5質量％である。
【００２８】
内層2は0.01〜3質量％のCr、0.01〜1.5質量％のMoを含有する。Crは靭性を損なうことなく強度を増大させる効果がある。Crが0.01質量％未満ではその効果が小さい。3質量％超のCrを含有すると、内層2の硬度が高くなりすぎて脆くなるおそれがある。Cr含有量の下限は好ましくは0.03質量％である。Cr含有量の上限はより好ましくは2質量％であり、最も好ましくは1.2質量％である。また、Moも靭性を損なうことなく強度を増大させる効果がある。Moが0.01質量％未満ではその効果が小さい。1.5質量％超のMoを含有すると、Cr同様、内層2の硬度が高くなりすぎて脆くなるおそれがある。Mo含有量の下限は好ましくは0.03質量％である。Mo含有量の上限はより好ましくは1質量％である。
【００２９】
上記の通り、0.65〜1.2質量％のC、1.8〜7.5質量%のNi、0.01〜3質量％のCr及び0.01〜1.5質量％のMoを含有する鉄系合金からなる内層2を用いることにより、超硬合金製外層と内層とを中間層を介在させずに直接接合でき、外径が300 mm以上で全長が500 mm以上と大きな外層1であっても内層2に対して十分な接合強度を有することができる。
【００３０】
内層2はさらに、0.1〜2質量％のSi及び0.1〜0.9質量％のMnを含有するのが好ましい。Siは脱酸効果を有し、焼き入れ硬化性を高めるので、0.1質量％以上が好ましいが、2質量％を超えると靱性を劣化させるおそれがある。同様に、Mnも脱酸効果を有し、焼き入れ硬化性を高めるので、0.1質量％以上が好ましいが、0.9質量％を超えると靱性を劣化させるおそれがある。内層2は不可避的不純物としてV、Nb、Co、W、Cu等を含有しても良い。
【００３１】
圧延に長期間使用しても外層1と内層2が剥離しないように、外層1と内層2の境界部の引張強度は600 MPa以上であるのが好ましく、700 MPa以上がより好ましい。なお、外層1と内層2の境界部の引張強度は、外層1と内層2の境界部を含む試験片の引張試験により測定することができる。また、接合後に外層1と内層2が剥離するのを防ぐために、外層1と内層2の境界部の疲労強度（引圧疲労強度）は200 MPa以上であるのが好ましく、250 MPa以上がより好ましい。
【００３２】
[2] 超硬合金複合ロールの製造方法
本発明の超硬合金製ロールは外層1と内層2とが接合した構造を有するので、外層1と内層2との界面が隙間なく接合していれば良い。このような接合に拡散接合法又は熱間静水圧（HIP）法を用いることができる。
【００３３】
(1) 拡散接合法
図2に示すように、内層部材12を基台8上に載置する。内層部材12を囲むように基台8上に円筒状受台9を載置した後、円筒状外層部材11を円筒状受台9の上に載置する。次いで、外層部材11より熱膨張率が小さい円筒状拘束部材16を外層部材11を囲むように基台8上に載置する。
【００３４】
このように配置した外層部材11、内層部材12及び拘束部材16を不活性雰囲気中で加熱し、外層部材11と内層部材12の拡散接合を行う。拡散接合温度は1000〜1320℃が好ましい。拡散接合温度が1000℃未満であると、外層部材11と内層部材12の間の面圧が不足して十分な接合強度が得られないことがあり、また拡散接合温度が1320℃を超えると、超硬合金製外層部材11が溶融するおそれがある。拡散接合温度はより好ましくは1100〜1300℃であり、最も好ましくは1200〜1260℃である。拡散接合温度に保持する時間は1〜120分間程度で良い。不活性雰囲気として、N2、Ar等の不活性ガス、H2等の還元性ガス、又は真空を用いることができる。
【００３５】
室温から1000〜1320℃の拡散接合温度までの温度範囲において、熱膨張率は内層部材12＞外層部材11＞拘束部材16の関係を満たさなければならない。室温から1000〜1320℃の温度までの範囲における鉄系合金製内層部材12の熱膨張率は11〜15×10-6／℃程度であり、超硬合金製外層部材11の熱膨張率は6〜10×10-6／℃程度であり、拘束部材16の熱膨張率はこれらより十分に小さくする。このような熱膨張率条件を満たす材質は、熱膨張率が4〜9×10-6／℃程度の黒鉛又はセラミックスが好ましい。黒鉛又はセラミックスは、1000〜1320℃の拡散接合温度で高強度かつ高剛性であり、さらに超硬合金と接合しない。中でも、熱膨張率が6×10-6／℃以下で、1000℃における曲げ強さが30 MPa以上の等方性黒鉛が特に好ましい。
【００３６】
このような熱膨張率の差を考慮して、加熱により最も熱膨張した内層部材12の外面が外層部材11の内面を十分に押圧するとともに、最も熱膨張しない拘束部材16の内面が外層部材11の外面を十分に押圧するように、外層部材11と拘束部材16との間隙G2を設定する必要がある［図3参照］。例えば、鋼製内層部材12（熱膨張率：13×10-6／℃）、超硬合金製外層部材11（熱膨張率：7.5×10-6／℃）、黒鉛製の拘束部材16（熱膨張率：5×10-6／℃）を用いて、超硬合金製外層部材11の内径が300mm、外径が350mm程度の大きさのロールを製造する場合、外層部材11と内層部材12との間隙G1は1.0〜2.0 mmであるのが好ましく、外層部材11と拘束部材16との間隙G2は1.3〜2.0 mmであるのが好ましい。
【００３７】
上記の通り、外層部材11の外側に外層部材11より熱膨張率が小さい拘束部材16を配置し、外層部材11及び内層部材12の熱膨張を拘束部材16により拘束するので、最も熱膨張する内層部材12の外面は外層部材11の内面と拡散接合に必要な面圧（接合面圧）で密接する。これにより外径が300 mm以上でロール長が500 mm以上と大型でも、良好な接合信頼性の超硬合金複合ロールが得られる。
【００３８】
図2に示すように、拘束部材16の全長L3は外層部材11の全長L1より長いのが好ましく、また拘束部材16の軸線方向両端面6a、6bは外層部材11の軸線方向両端面1a、1bより長さDだけ突出しているのが好ましい。これにより、外層部材11を軸線方向両端間で均一に拘束できるので、外層部材11の全長L1にわたって内層部材12に均一に拡散接合する。例えば、内層部材12の全長L2が600 mmで、外層部材11の全長L1が500 mmの場合、Dは10〜100 mmが好ましい。
【００３９】
拘束部材16は拡散接合温度で、外層部材11を十分に拘束しなければならないので、拘束部材16を外層部材11より厚くするのが好ましい。例えば、内層部材12の直径T2が320 mmで、外層部材11の厚さT1が27 mmの場合、拘束部材16の厚さT3は100〜150 mmが好ましい。
【００４０】
図4に示すように、拘束部材16は、複数（図示の例では6個）の比較的短尺なリング部材61〜66を軸線方向に同軸的に積み重ねることにより構成することができる。拘束部材16の熱膨張拘束力は径方向に作用するので、軸線方向に分離したリング部材61〜66を用いても、熱膨張拘束効果は同じである。勿論、各リング部材61〜66は黒鉛又はセラミックスからなるのが好ましい。500 mm以上と長尺な超硬合金複合ロールを製造する場合、製造の容易さの観点からリング部材61〜66を用いるのが好ましい。
【００４１】
拡散接合温度で外層部材11と接しても反応が起こらないように、拘束部材16と外層部材11との間に反応防止材を介在させるのが好ましい。反応防止材としては外層部材11との反応性の低いアルミナ等のセラミックスが好ましい。反応防止材は粉末状でも織布状でも良い。粉末の場合、スラリーにして外層部材11の外面又は拘束部材16の内面に塗布しても良い。また織布状の場合、外層部材11の外周に巻き付けても良い。
【００４２】
外層部材11と内層部材12が拡散接合すると、外層部材11は外層1となり、内層部材12は内層2となる。その後拘束部材16を取り外し、外層1と内層2が一体化した超硬合金複合ロール10を得る。必要に応じて超硬合金複合ロール10の所望箇所を機械加工し、熱間薄板圧延に好適な寸法形状とする。
【００４３】
(2) 熱間静水圧（HIP）法
図5に示すように、円筒状HIP缶部20aに円筒状外層部材11を入れた後、円筒状外層部材11の内側に鉄系合金製内層部材12を配置し、外層部材11の端面を覆うドーナツ状HIP缶部20b，20bを円筒状HIP缶部20aに溶接し、さらにドーナツ状HIP缶部20b，20bに内層部材12をおおうカップ状HIP缶部20c，20cを溶接し、得られたHIP缶内を減圧する。その後、HIP缶をHIP装置に入れ、HIP処理を行う。HIP温度は1100〜1300℃が好ましく、HIP圧力は100〜140 MPaが好ましい。
【００４４】
HIPにより外層部材11と内層部材12は強固に接合し、外層部材11は外層1となり、内層部材12は内層2となる。冷却後、HIP缶20を機械加工により除去し、外層1と内層2が一体化した超硬合金複合ロール10を得る。この場合も、必要に応じて超硬合金複合ロール10の所望箇所を機械加工しても良い。
【００４５】
本発明の以下の実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。
【００４６】
実施例1
表1に示す組成を有する超硬合金を用いて、外径20 mm及び厚さ20 mmの円柱状外層試験片31を作製した。また、表2に組成を有する鉄系合金を用いて、外径20 mm及び長さ20 mmの5種類の円柱状内層試験片32（内層1〜5）を作製した。外層試験片31及び内層試験片32を図6に示すように積み重ね、黒鉛製治具34に収めた後、真空中で治具34を上から加圧して、表3に示す条件で拡散接合を行い、接合試験片1〜5を作製した。
【００４７】
各接合試験片1〜5の接合境界を観察した結果、接合試験片1及び4では、内層試験片32と外層材試験片31の接合境界にη相や黒鉛の発生が抑えられていたため、接合強度が十分高く接合信頼性が高いものである。接合試験片3では、内層試験片32と外層試験片31の接合境界に黒鉛が発生していた。また接合試験片2及び接合試験片5では、内層試験片32と外層試験片31の接合境界にη相が認められた。従って、接合試験片2、3及び5の接合強度は低いことが想定される。
【００４８】
【表１】
0006587204.tif 000002
【００４９】
【表２】
0006587204.tif 000003
【００５０】
【表３】
0006587204.tif 000004
【００５１】
実施例2
表1に示す組成を有する直径25 mm×長さ75 mmの外層試験片31、及び表2に示す接合試験片1の組成を有する直径25 mm×長さ75 mmの鉄系合金製内層試験片32を作製した。外層試験片31及び内層試験片32を図6に示すように黒鉛製治具34に収めた後、真空中で治具34を上から加圧して、表4に示す条件で拡散接合を行い、接合試験片6を作製した。
【００５２】
接合試験片6から図7に示す形状の引張試験片45を作製した。引張試験片45は外層試験片部41及び内層試験片部42からなり、直径は6.3 mmで、標点距離は19 mmであった。両試験片部の境界部43は標点間の中央に位置した。引張試験片45に対して、引張強度試験及び疲労強度（引圧）試験を行った。結果を表4に示す。本発明の組成範囲内の内層を有する引張試験片45（接合試験片6）の引張強度は600 MPa以上で、疲労強度は200 MPa以上であった。
【００５３】
【表４】
0006587204.tif 000005
【００５４】
実施例3
表5に示す組成を有する鉄系合金（熱膨張率：13×10-6／℃）を用いて、外径316 mm及び全長1000 mmのロール軸状の内層部材12を作製した。また、外径600 mm、内径359.7 mm及び全長1200 mmの黒鉛製中空円筒状拘束部材16（熱膨張率：5×10-6／℃）を作製した。
【００５５】
【表５】
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【００５６】
また、表1に示す組成を有する超硬合金（熱膨張率：7.5×10-6／℃）を用いて、外径359 mm、内径317.5 mm及び全長520 mmの中空円筒状外層部材11を作製した。図2に示すように基台8上に載置された内層部材12の外周に、外層部材11を配置し、また外層部材11の外周に拘束部材16を配置した。この状態で真空炉に入れ、1290℃の温度に60分間保持して拡散接合を行い、超硬合金複合ロール10を作製した。
【００５７】
超硬合金複合ロール10の外層1及び内層2の端部を目視検査し、接合面全域を浸透探傷検査した。その結果、接合面全域にわたって境界の欠陥は観察されなかった。また、外層1と内層2の剥離も認められなかった。
【符号の説明】
【００５８】
1：外層、  2：内層、  8：基台、  9：受台、  10：超硬合金複合ロール、
11：外層部材、  12：内層部材、  16：拘束部材、  20：HIP缶、  31：外層試験片、
32：内層試験片、  34：黒鉛製治具、  45：接合試験片、  46：引張試験片、
61〜66：拘束部材用リング部材、  L1：外層部材の長さ、  L2：内層部材の長さ、
L3：拘束部材の長さ、  D：外層部材の各端部から延びる拘束部材の長さ、  T1：外層部材の厚さ、
T2：内層部材の直径、  T3：拘束部材の厚さ、  G2：外層部材と拘束部材との間隙
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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