(57)【要約】【課題】ロール軸方向の均温性に優れ、非定常時であってもクラウンの変動が少なく、しかも長時間のロール使用時でも接合界面の剥離がなく、安定した状態で使用することができるロール及びその製造方法を提供すること。【解決手段】ロールシェルの内部に軸方向に、熱伝導率が１００Ｗ／ｍ・Ｋ超の高熱伝導性材料を設け、前記ロールシェルの母材の熱膨張係数Ａ［Ｋ−１］と前記高熱伝導性材料の熱膨張係数Ｂ［Ｋ−１］が、下記（１）式を満足することを特徴とするロール。｜１−Ｂ／Ａ｜×１００≦１５            ・・・  （１）ロールシェルの母材と高熱伝導性材料の界面に熱膨張係数差緩和層、水素拡散防止層を設けても良い。【選択図】        図２
2004307945.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロールシェルの内部に軸方向に、熱伝導率が１００Ｗ／ｍ・Ｋ超の高熱伝導性材料を設け、前記ロールシェルの母材の熱膨張係数Ａ［Ｋ−１］と前記高熱伝導性材料の熱膨張係数Ｂ［Ｋ−１］が、下記（１）式を満足することを特徴とするロール。
｜１−Ｂ／Ａ｜×１００≦１５            ・・・  （１）
【請求項２】
ロールシェルの内部に軸方向に、熱伝導率が１００Ｗ／ｍ・Ｋ超の高熱伝導性材料を設け、前記ロールシェルの母材と前記高熱伝導性材料の界面に熱膨張係数差緩和層を有し、前記ロールシェルの母材の熱膨張係数Ａ［Ｋ−１］、前記高熱伝導性材料の熱膨張係数Ｂ［Ｋ−１］及び前記熱膨張係数差緩和層の熱膨張係数Ｃ［Ｋ−１］が、下記（２）及び（３）式を満足することを特徴とするロール。
｜１−Ｂ／Ａ｜×１００≦３０            ・・・  （２）
｜１−２Ｃ／（Ａ＋Ｂ）｜×１００≦３０  ・・・  （３）
【請求項３】
高熱伝導性材料が、脱酸銅、無酸素銅、Ｃｕ−Ｍｏ合金、Ｃｕ−Ｗ合金、Ｃｕ−Ｃｕ２Ｏ合金の銅合金の何れかであることを特徴とする請求項１又は２記載のロール。
【請求項４】
高熱伝導性材料の表面に水素拡散防止層を設けたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載のロール。
【請求項５】
水素拡散防止層の表面に保護層を設けたことを特徴とする請求項４記載のロール。
【請求項６】
水素拡散防止層が、Ｗ、Ｗ合金、Ｍｏ、Ｍｏ合金、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮ、ＴｉＡｌＮ、ＣｒＮ、Ａｌ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３の何れか又はＡｌ、Ｃｒ、Ｓｉの１種又は２種以上からなり、表面に酸化物を有する合金であることを特徴とする請求項４又は５記載のロール。
【請求項７】
遠心鋳造によりロールシェルを形成し軸方向に貫通する孔を穿孔後、孔内部に高熱伝導性材料のみ、又は水素拡散防止層及び／若しくは熱膨張係数差緩和層を表面に設けた高熱伝導性材料を挿入し、焼きばめ又は拡散接合によりシェルと接合することを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載のロールの製造方法。
【請求項８】
遠心鋳造によりロールシェルを形成し軸方向に貫通する孔を穿孔後、孔内部に高熱伝導性材料のみ、又は水素拡散防止層を設けた高熱伝導性材料を挿入後、ロウ付けすることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載のロールの製造方法。
【請求項９】
遠心鋳造によりロールの内部シェル及び外部シェルを形成後、内部シェルの外面及び／又は外部シェルの内面に軸方向に溝を形成し、溝内部に高熱伝導性材料のみ、又は水素拡散防止層及び／若しくは熱膨張係数差緩和層を設けた高熱伝導性材料を設置し、拡散接合又は熱間静水圧プレスにより前記外部シェル、前記内部シェル及び前記高熱伝導性材料を接合することを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載のロールの製造方法。
【請求項１０】
水素拡散防止層を設けた高熱伝導性材料の表面に保護層を形成することを特徴とする請求項７〜９の何れか１項に記載のロールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属ストリップの通板用ロール、特に、鋼帯の連続焼鈍炉内に設置される通板用ハースロールに適したロール及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鋼帯の連続焼鈍炉のハースロールを例にした場合、このハースロールは高温の炉内において鋼帯に蛇行やヒートバックルを生じさせることなく安定して鋼帯を通板（搬送）させる機能が要求される。このためハースロールの軸方向の温度分布を均一化してサーマルクラウンを防止することが重要となるが、通常使用されているロールでは、ロールシェル母材の材質が熱伝導率の低い材料であるため、軸方向の均温性が余り期待できない。
このため、ロールシェル内側に高熱伝導率の材料を配置した提案もなされており、例えば、ハースロールの外側スリーブの内側に、該外側スリーブと線膨張率がほぼ等しくかつ熱伝導性の優れた金属製の内側スリーブを焼きばめなどの手段によって装着して、熱クラウンを抑制するための技術が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平４−５６７３３号公報（第３頁左上欄１８行〜右上欄３行、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１の如くロールシェル内側に高熱伝導率の材料を配置したハースロールであっても、シェル自体の熱伝導率が低いため、搬送される鋼板の幅や温度が変更された場合の如く、外部入熱が変化したとき（非定常時）における追従性に劣り、ロールクラウンの変動が大きい。また、シェルと高熱伝導率材料との間の熱膨張係数差により、高温での長時間のロール使用時においては、接合界面に剥離現象が起きるおそれもある。従って、連続焼鈍炉用のハースロールとして非定常時での追従性に優れ、高温・長時間での使用にも耐えるロールの開発が要望されていた。
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みなされたもので、ロール軸方向の均温性に優れ、非定常時であってもクラウンの変動が少なく、しかも長時間のロール使用時であっても接合界面の剥離がなく、安定した状態で使用することができるロール及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨は次の通りである。
（１）  ロールシェルの内部に軸方向に、熱伝導率が１００Ｗ／ｍ・Ｋ超の高熱伝導性材料を設け、前記ロールシェルの母材の熱膨張係数Ａ［Ｋ−１］と前記高熱伝導性材料の熱膨張係数Ｂ［Ｋ−１］が、下記（１）式を満足することを特徴とするロール。
｜１−Ｂ／Ａ｜×１００≦１５            ・・・  （１）
（２）  ロールシェルの内部に軸方向に、熱伝導率が１００Ｗ／ｍ・Ｋ超の高熱伝導性材料を設け、前記ロールシェルの母材と前記高熱伝導性材料の界面に熱膨張係数差緩和層を有し、前記ロールシェルの母材の熱膨張係数Ａ［Ｋ−１］、前記高熱伝導性材料の熱膨張係数Ｂ［Ｋ−１］及び前記熱膨張係数差緩和層の熱膨張係数Ｃ［Ｋ−１］が、下記（２）及び（３）式を満足することを特徴とするロール。
｜１−Ｂ／Ａ｜×１００≦３０            ・・・  （２）
｜１−２Ｃ／（Ａ＋Ｂ）｜×１００≦３０  ・・・  （３）
（３）  上記高熱伝導性材料が、脱酸銅、無酸素銅、Ｃｕ−Ｍｏ合金、Ｃｕ−Ｗ合金、Ｃｕ−Ｃｕ２Ｏ合金の銅合金の何れかであることを特徴とする（１）又は（２）記載のロール。
（４）  高熱伝導性材料の表面に水素拡散防止層を設けたことを特徴とする（１）〜（３）の何れか１項記載のロール。
（５）  水素拡散防止層の表面に保護層を設けたことを特徴とする（４）記載のロール。
（６）  水素拡散防止層が、Ｗ、Ｗ合金、Ｍｏ、Ｍｏ合金、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮ、ＴｉＡｌＮ、ＣｒＮ、Ａｌ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３の何れか又はＡｌ、Ｃｒ及び／又はＳｉからなり、表面に酸化物を有する合金であることを特徴とする（４）又は（５）記載のロール。
（７）  遠心鋳造によりロールシェルを形成し軸方向に貫通する孔を穿孔後、孔内部に高熱伝導性材料のみ、又は水素拡散防止層及び／若しくは熱膨張係数差緩和層を表面に設けた高熱伝導性材料を挿入し、焼きばめ又は拡散接合によりシェルと接合することを特徴とする（１）〜（６）の何れか１項に記載のロールの製造方法。
（８）  遠心鋳造によりロールシェルを形成し軸方向に貫通する孔を穿孔後、孔内部に高熱伝導性材料のみ、又は水素拡散防止層を設けた高熱伝導性材料を挿入後、ロウ付けすることを特徴とする（１）〜（６）の何れか１項に記載のロールの製造方法。
（９）  遠心鋳造によりロールの内部シェル及び外部シェルを形成後、内部シェルの外面及び／又は外部シェルの内面に軸方向に溝を形成し、溝内部に高熱伝導性材料のみ、又は水素拡散防止層及び／若しくは熱膨張係数差緩和層を設けた高熱伝導性材料を設置し、拡散接合又は熱間静水圧プレスにより前記外部シェル、前記内部シェル及び前記高熱伝導性材料を接合することを特徴とする（１）〜（６）の何れか１項に記載のロールの製造方法。
（１０）  水素拡散防止層を設けた高熱伝導性材料の表面に保護層を形成することを特徴とする（７）〜（９）の何れか１項に記載のロールの製造方法。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、図示の例は連続焼鈍炉などにおいて鋼板搬送用ロールとして用いられるハースロールを例にして説明するが、本発明はこれに限ることなく、同様の高温の他の雰囲気環境にて使用するロール、又はより低温域で使用するロールについても適用し得るものである。
図１は、本発明に係るハースロールの斜視図であり、ハースロール内部を透過して示したものである。図１に示したように、ロールは中空であり、ロール胴部を形成するロールシェル１と、テーパーを有するロール端面部と軸の一体構造からなり、ロールシェル１とロール端面部は溶接等により接合されている。ロールシェル１の内部に、ロール軸方向にそって円形断面の棒状の高熱伝導性材料２を有する。この高熱伝導性材料２は、ロールシェル１の外周寄りの円周方向に一定の間隔をおいて複数本設けられている。
また、図２には、本発明に係るハースロールの断面図を示した。ハースロールは、図２のように、ロールシェルと軸の間にテーパーを設けず、高熱伝導性材料２の端部に肉盛り溶接などを施しても良い。ロールシェル１は、ＳＣＨ２２等の耐熱鋳鋼であることが好ましい。また、図４に示すように、ロールシェルは２層構造としても良く、内部シェル６と外部シェル７は、同一組成の耐熱鋳鋼であることが好ましいが、異なる組成の耐熱鋳鋼でも良い。
【０００７】
また、高熱伝導性材料２としては、本発明の狙いを達成する意味から、少なくとも熱伝導率が１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが必要であり、かつ、ロールシェルと高熱伝導性材料との熱膨張係数差は、高温での長時間使用時の接合界面の剥離を考慮した場合、可及的に小さいことが好適である。なお、熱伝導率は、常温で測定した数値とする。この点からロールシェルの母材１の熱膨張係数Ａ［Ｋ−１］と高熱伝導性材料２の熱膨張係数Ｂ［Ｋ−１］が、下記（１）式を満足することが必要である。
｜１−Ｂ／Ａ｜×１００≦１５            ・・・  （１）
これは、高熱伝導性材料２の熱膨張係数Ｂ［Ｋ−１］とロールシェルの母材１の熱膨張係数Ａ［Ｋ−１］の差を、ロールシェルの母材１の熱膨張係数Ａ［Ｋ−１］の±１５％以内に維持することであり、これにより接合界面の剥離を抑制し得る。なお、ロールシェルが２層構造であって、内部シェル６と外部シェル７が、異なる組成の耐熱鋳鋼である場合には、内部シェル６の熱膨張係数と外部シェル７の熱膨張係数の単純平均値をロールシェルの母材１の熱膨張係数Ａ［Ｋ−１］とする。なお、熱膨張係数は、常温から５００℃まで温度を変化させて測定した線膨張率とする。
【０００８】
上記の観点及びコストの面から、高熱伝導性材料２の組成としては、例えば、脱酸銅、無酸素銅、Ｃｕ−Ｍｏ合金、Ｃｕ−Ｗ合金、Ｃｕ−Ｃｕ２Ｏ合金などの銅合金が最適であり、これらの中から適宜選択すればよい。また、Ｃｕ−０．５Ｔｅ、Ｃｕ−１Ｃｄ、Ｃｕ−１Ｃｒ、Ｃｕ−１０Ｚｎ、Ｃｕ−２２Ｚｎ−２Ａｌ等の銅合金、Ａｇ、Ａｌ、Ｍｇ、Ａｌ−１７Ｓｉ−４．５Ｃｕ−０．６Ｍｇ等のアルミニウム合金でも良い。
更に、高熱伝導性材料の形態としては、１本の単純な棒状体、複数本を１本に束ねた棒状体、断面としては挿入する孔の形成しやすさから円形断面がよいが、場合によっては他の断面でもよい。サイズや径を細くしてできるだけ多数本の材料をシェル母材内に埋設し得るようにすることが望ましい（図１参照）。また、ロールシェルの母材１と高熱伝導性材料２の界面は、焼きばめ、拡散接合等により接合されていることが好ましく、Ｎｉ、Ｎｉ合金、Ｃｏ、Ｃｏ合金、ＮｉＣｏ合金、Ｆｅ、Ｆｅ合金等からなるロウ材によりロウ付けされていても良い。
【０００９】
なお、上記の銅合金の選択によっては、高熱伝導性材料２の熱膨張係数とロールシェル母材の熱膨張係数の差を、ロールシェルの母材の熱膨張係数の±１５％以内に抑えることが困難となる場合が考えられるが、このときには熱膨張係数差が大きくなって接合界面の剥離のおそれが増大する。このため本発明では高熱伝導性材料２の選択の範囲を広げる意味合いからも、高熱伝導性材料の熱膨張係数がロールシェル母材の±１５％を超える場合であっても使用可能なように、ロールシェル１と高熱伝導性材料２との間に、図３（ａ）に示すように、熱膨張係数差緩和層３を介在させたロールを提供するものである。
【００１０】
この熱膨張係数差緩和層３は、これに接するロールシェル母材１及び高熱伝導性材料２と熱膨張係数が余りかけ離れることは緩和の目的が達成されないので、ロールシェルの母材１の熱膨張係数Ａ［Ｋ−１］と高熱伝導性材料２の熱膨張係数Ｂ［Ｋ−１］及び熱膨張係数差緩和層３の熱膨張係数Ｃ［Ｋ−１］が、下記（３）式を満足することが好ましいことがわかった。
｜１−２Ｃ／（Ａ＋Ｂ）｜×１００≦３０  ・・・  （３）
これは、熱膨張係数差緩和層３の熱膨張係数Ｃ［Ｋ−１］から、ロールシェルの母材１の熱膨張係数Ａ［Ｋ−１］と高熱伝導性材料２の熱膨張係数Ｂ［Ｋ−１］の平均値を減じた値が、ＡとＢの平均値の±３０％以内であることを意味する。なお、この場合はロールシェルの母材１の熱膨張係数Ａ［Ｋ−１］と高熱伝導性材料２の熱膨張係数Ｂ［Ｋ−１］が、下記（２）式を満足することが好ましい。
｜１−Ｂ／Ａ｜×１００≦３０            ・・・  （２）
これは、高熱伝導性材料２の熱膨張係数Ｂ［Ｋ−１］とロールシェルの母材１の熱膨張係数Ａ［Ｋ−１］の差を、ロールシェルの母材１の熱膨張係数Ａ［Ｋ−１］の±３０％以内に維持することを意味する。このような条件を満たす高熱伝導性材料２として、Ｃｕ−３０Ｚｎ、Ｃｕ−４０Ｚｎ、Ａｌ−１２Ｓｉ等が挙げられる。
【００１１】
通常、該熱膨張係数差緩和層３は、高熱伝導性材料２の表面に、Ｎｉ、Ｎｉ合金、Ｃｏ、Ｃｏ合金、ＮｉＣｏ、Ｆｅ、Ｆｅ合金等をめっき又はロウ付けすることで成膜される。成膜厚みとしては任意でよいが、大体５０μｍ以上の厚みとする。また、ロールシェルの母材１と熱膨張係数差緩和層３の界面は、焼きばめ、拡散接合等により接合されていることが好ましく、Ｎｉ、Ｎｉ合金、Ｃｏ、Ｃｏ合金、ＮｉＣｏ合金、Ｆｅ、Ｆｅ合金等によりロウ付けされていても良い。
【００１２】
更に、通常の連続焼鈍炉のような水素を含んだ高温雰囲気下でハースロールを使用する場合には、高熱伝導性材料２の水素脆化のおそれが生じることから、この水素脆化を防止するために、図３（ｂ）に示す如く、高熱伝導性材料２の表面に水素拡散防止層４を形成（コーティング）させておくことが好ましい。この場合、水素拡散防止層４単独でもよいが、水素拡散防止層４はその組成として後述する如くセラミックス系が多く用いられる関係上、剥離し易くなるため、その表面に更に保護層５を設けることが好ましい。水素拡散防止層４と上記熱膨張係数差緩和層３とは、必要によっては併設することも可能であり、その場合は熱膨張係数差緩和層３が保護層５の役割を兼ねる。
【００１３】
水素拡散防止層４の組成としては、Ｗ、Ｗ合金、Ｍｏ、Ｍｏ合金、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮ、ＴｉＡｌＮ、ＣｒＮ、Ａｌ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３の何れか又はＡｌ、Ｃｒ、Ｓｉの１種又は２種以上からなり、表面に酸化物を有する合金であるものから適宜選択される。また、保護層５としては、Ｎｉ、Ｎｉ合金、Ｃｏ、Ｃｏ合金、ＮｉＣｏ合金、Ｆｅ、Ｆｅ合金等をめっき又はロウ付けすることで成膜される。保護層の組成は、上記した熱膨張係数差緩和層と変わるところはないが、成膜厚みとしては、単なる水素拡散防止層の保護の目的から薄くて足り、大体５μｍ〜２０μｍの厚みが適当である。
【００１４】
水素拡散防止層の形成方法は、その組成に応じて最適なものを選ベばよい。例えば、Ｗ、Ｗ合金、Ｍｏ、Ｍｏ合金については、めっきが困難な金属であるため、真空中でこれらの金属を放電溶解させ、その溶融粒子を高速で被コーティング材料表面に吹き付けて薄膜を形成するスパッタリング法が用いられる。
また、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮ、ＴｉＡｌＮ、ＣｒＮ、Ａｌ２Ｏ３については、金属へのコーティング法として広く採用されている物理蒸着法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｖａｐｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＰＶＤ法という）を用いる。この方法は、真空中でグロー放電によりイオン化した金属粒子を加速して被コーティング材料表面に衝突させて成膜するものである。更に、Ｃｒ２Ｏ３については溶射法によって成膜することが適当である。
他方、Ａｌ、Ｃｒ、Ｓｉの１種又は２種以上からなる合金については、Ｎｉ又はＦｅをめっきした後、拡散浸透法によりＡｌ、Ｃｒ、Ｓｉの１種又は２種以上からなる合金を形成し、酸化処理、例えば大気中で４００〜７００℃で１時間の加熱を施して酸化物を形成することが好ましい。拡散処理法はＡｌ、Ｃｒ、Ｓｉの１種又は２種以上からなる合金の粉末にハロゲン化物を添加し、母材に埋め込んで加熱する方法である。Ａｌ、Ｃｒ、Ｓｉの１種又は２種以上からなる合金の粉末はＦｅを含んでも良い。
なお、スパッタリング法やＰＶＤ法によって形成した膜は、厚みが１０μｍ以下であり、溶射法や拡散浸透処理法によって形成した膜は、厚みが３０μｍ以上になる。
【００１５】
次に、本発明に係るロールの製造方法について説明する。
通常のこの種のロールの製造方法と同様に、まず、遠心鋳造によりロールシェル１を形成してから、該シェルの所定位置に軸方向に貫通する孔を複数穿設する。図１のように高熱伝導性材料のみを接合する場合には、これらの孔内部に予め棒状に形成した高熱伝導性材料２を挿入し、焼きばめ又は拡散接合によりロールシェルと接合する。焼きばめの場合には孔の径を高熱伝導性材料２の直径よりも僅かに小さくしておくことが必要である。高熱伝導性材料２を挿入したロールシェルの孔の端部はそのままでも良いが、肉盛り溶接等を施すことが好ましい。
また、図２の如く高熱伝導性材料２の表面に水素拡散防止層４又は熱膨張係数差緩和層３を設ける場合には、予めこのような表面層を形成した棒状の高熱伝導性材料２を孔に挿入し、焼きばめ又は拡散接合によりシェルと接合すればよい。
なお、ロールシェルに形成する孔は、鋼板を搬送するロールとして必要な強度を損なわない限り、できるだけシェル表層に近く（すなわち、高熱伝導性材料ができるだけロールシェル外表面に近い位置に配置されることとなる）、しかも孔の数を多くすること（孔の径を小さくして細径の高熱伝導性材料を多数本埋め込むこと）が本発明の目的を達成する意味で望ましい。
【００１６】
また、焼きばめ又は拡散接合による接合方式に変えて、シェルに穿設した孔内部に高熱伝導性材料２のみ、又は水素拡散防止層３を設けた高熱伝導性材料２を挿入後、ロールシェルとロウ付けによって接合することで、本発明に係るロールを製造することもできる。このロウ付けによる接合の場合には、ロウ付けに使用するロウ材が接合材としての機能だけでなく、接合と共に高熱伝導性材料とロールシェルとの間における熱膨張差の緩和層としての役割を果たすことが好ましい。そのため、ロウ材としてＮｉ、Ｎｉ合金、Ｃｏ、Ｃｏ合金、ＮｉＣｏ合金、Ｆｅ、Ｆｅ合金等を使用することが好ましい。
【００１７】
更に、本発明の別の製造方法の態様として、遠心鋳造によりロール内部シェル及び外部シェルを形成後、内部シェルの外面及び／又は外部シェルの内面に、機械加工、研削等により軸方向に溝を形成後、溝内部に高熱伝導性材料のみ、又は水素拡散防止層及び／若しくは熱膨張係数差緩和層を設けた高熱伝導性材料を設置し、拡散接合又は熱間静水圧プレス（Ｈｏｔ  Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ  Ｐｒｅｓｓ、ＨＩＰという）により内部シェル、高熱伝導性材料、外部シェルを一体として形成する方法を採用することができる。
【００１８】
すなわち、図４に示す如く、遠心鋳造により所定の長さ、径及び厚みに内部シェル６及び外部シェル７を形成する。次に、内部シェル６の外面及び／又は外部シェル７の内面軸方向にそって半円状の溝を、機械加工等により周方向に定間隔に複数形成する。その後、内部シェル６の外面に設けた溝内部に、高熱伝導性材料２（勿論、水素拡散防止層及び又は熱膨張係数差緩和層を設けた高熱伝導性材料であってもよい）を配置し、外部シェル７に挿入するか、外部シェル７の内面に設けた溝内部に高熱伝導性材料２を配置し、内部シェル６を挿入しても良い。溝研削後に内部シェル６を挿入してから高熱伝導性材料２を最後に挿入してもよい。図４のＡ部に示すように溝を外部シェル７側に形成せずに、Ｂ部に示す如く溝を内部シェル６及び外部シェル７の両方に研削すること、Ｃ部に示す如く溝を内部シェル６の外面側にのみ研削することもできる。
上記の内部シェル６、高熱伝導性材料２及び外部シェル７のそれぞれ相互を接合するために、所定の熱と圧力を加えて原子間の結合を生じさせる拡散接合、もしくは静水圧下で加圧と燒結を同時に行って接合を行うＨＩＰの何れかを選択すればよい。
このようにして形成したロールシェルに、ロール軸とロール端面部を溶接等によって接合する。ロールシェルに軸方向に形成した孔に、肉盛り溶接を行っても良い。
【００１９】
【実施例】
［実施条件］
鋼板の連続焼鈍炉用のハースロールを供試材とし、以下の各条件でハースロールを使用した。
2004307945.tif 000003
上記以外の各条件（材料の組成、性質、サイズ、成膜手段など）は、表１に記載する通りであるが、実施例１、２は高熱伝導性材料のみ、実施例３〜１１は高熱伝導性材料の表面に水素拡散防止層及び保護層を成膜したもの、実施例１２は高熱伝導性材料の表面に水素拡散防止層を成膜したもの、実施例１３、１４は高熱伝導性材料の表面に熱膨張係数差緩和層を設けたものである。
［実施結果］
評価方法は、温度差と追従性で示したが、温度差は搬送される鋼板のセンターとエッジの温度差であり、使用日数は１０日以上、追従性は鋼板の幅変更時のクラウン変動の有無（有り×、無し○）で判断した。その結果を表１に示すが、本発明では何れも温度差で２５％以内、追従性でも問題は無かったが、比較例では温度差が３０％以上、追従性もクラウン変動が認められた。
【００２０】
【表１】
2004307945.tif 000004
【００２１】
【表２】
2004307945.tif 000005
【００２２】
【発明の効果】
以上説明した本発明に係るロールによれば、高熱伝導性材料がシェル内部に接合されているため、ロールシェル部軸方向の均温性が高く、特に、該高熱伝導性材料をシェル外表面に近い位置に設置した場合、鋼板温度・幅が変更されるような非定常時においてもクラウン変動を小さく抑えることができる。また、ロールシェルと高熱伝導性材料との熱膨張係数差をできるだけ小さくでき、かつ、必要に応じて熱膨張係数差緩和層を介在させることもできることから、長時間の高温での使用に際しても接合界面の剥離が無く、安定した状態で使用することが可能である。加えて、水素拡散防止層をシェルと高熱伝導性材料との間に設けることもできるので、連続焼鈍炉のような水素ガスを含む雰囲気におけるハースロールとして最適なロールを提供することができる。
さらに、本発明に係るロールの製造方法によれば、上記した好適な性能を備えたロールを効率よくかつ容易に製作することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るロールの一例を示す全体説明図。
【図２】図１に示すロールの内部断面の例を示す説明図。
【図３】図２に示すロールのシェル部に接合する高熱伝導性材料の表面被膜の例を示す断面説明図。
【図４】本発明に係るロール製造方法の一例を説明するための図。
【符号の説明】
１    ロールシェル部              ２    高熱伝導性材料
３    熱膨張係数差緩和層          ４    水素拡散防止層
５    保護層                      ６    内部シェル
７    外部シェル
【図１】
2004307945.tif 000006
【図２】
2004307945.tif 000007
【図３】
2004307945.tif 000008
【図４】
2004307945.tif 000009