(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空円筒状の金属製内層材の外周に、超硬合金の焼結体あるいは仮焼結体からなる中空円筒状のスリーブを同軸的に複数個重ね合せた後、焼結して内層材と複数個のスリーブを複合一体化したことを特徴とする超硬合金製スリーブロール。
【請求項２】
前記スリーブ同士を重ね合せた両面に、超硬合金の粉末を介在させた後、焼結して一体化したことを特徴とする請求項１に記載の超硬合金製スリーブロール。
【請求項３】
前記スリーブの内周面と金属製内層材の外周面との間の空隙に、超硬合金の粉末を介在させた後、焼結して内層材と複数個のスリーブを複合一体化したことを特徴とする請求項１に記載の超硬合金製スリーブロール。
【請求項４】
超硬合金がＷＣ系超硬合金であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の超硬合金製スリーブロール。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の超硬合金製スリーブロールを、ロール軸材の外周に嵌めて固定したことを特徴とする超硬合金製スリーブ組立ロール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄帯板、板材、線材、棒材などの鋼材の圧延に用いられ、圧延使用層を超硬合金で形成したスリーブロールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
線材、棒鋼などの圧延に用いられるロールとして、耐摩耗性、耐肌荒れ性等に優れた超硬合金を環状に形成した硬質リングを金属製のロール軸材に嵌めて機械的に組立てたロールが適用されている。この硬質リングの寸法は、外径が１００〜５００ｍｍ、回転軸方向の長さが１０〜３００ｍｍの比較的短尺なものである。
【０００３】
この種の従来の超硬合金製ロールとして、例えば、特開昭６０−８３７０８号には、スぺーサを加熱して膨張せしめた状態で、超硬合金製のスリーブおよびディスクスプリングと共に軸材に装入して、固定部材の間に挟み込み、スぺーサの冷却収縮によりディスクスプリングに大きい側圧を発生させて、スリーブの側面を押圧固定したロールが記載されている。
【０００４】
しかしながら、前記従来の超硬合金製ロールは、スぺーサ、固定部材など多くの部材が必要であり、組立て構造が複雑であり、また高い組立て精度を要求されるので組立に係わる工数や費用がかかるという問題がある。また、ロール胴部長さに対して、超硬合金の占める部分つまり圧延に使用できる部分が半分以下であり効率的でない問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、組立て構造が簡易であり、ロール胴部長さに対して超硬合金の占める部分が多い大型で長尺な超硬合金製ロールが要望されている。
【０００６】
しかしながら、超硬合金は高い比重の原料粉末を成形後、焼結する製造プロセスを採るので、例えば冷間等方加圧（ＣＩＰ）など成形用設備や焼結炉の規模によりその製造可能な寸法が制約される問題がある。
【０００７】
また、超硬合金の素材からなる加圧成形体を焼結してスリーブを製造する場合、その加圧成形体が大型で長尺であるほど、焼結時に自重の影響により加圧成形体に大きな変形を生じる問題がある。
【０００８】
本発明は、前記の寸法制約や焼結時の変形の問題を解決することにより、大型長尺化をなし得ることのできる超硬合金製スリーブロールを提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の超硬合金製スリーブロールは、中空円筒状の金属製内層材の外周に、超硬合金の焼結体あるいは仮焼結体からなる中空円筒状のスリーブを同軸的に複数個重ね合せた後、焼結して内層材と複数個のスリーブを複合一体化したことを特徴とする。
【００１１】
本発明において、前記スリーブ同士を重ね合せた面間に、超硬合金の粉末を介在させた後、焼結して一体化したことを特徴とする。また、前記スリーブの内周面と金属製内層材の外周面との間の空隙に、超硬合金の粉末を介在させた後、焼結して内層材と複数個のスリーブを複合一体化したことを特徴とする。また、超硬合金がＷＣ系超硬合金であることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
（参考例）
図１は本発明と対比して示す参考例の超硬合金製スリーブロールの断面図である。まず、各々平均粒径が６μｍのＷＣ粉末、１μｍのＣｏ粉末、１μｍのＮｉ粉末、１μｍのＣｒ粉末を用意し、重量％でＷＣ８０％、Ｃｏ１３％、Ｎｉ６％、Ｃｒ１％の割合で配合し、ボールミルで２０時間湿式混合した後、乾燥し、超硬合金の素材となる混合粉末を準備した。
【００１３】
そして、この混合粉末を冷間等方圧（ＣＩＰ）により圧力１ｔｏｎ／ｃｍ2で圧粉成形し、外径４３０ｍｍ、内径３００ｍｍ、長さ２００ｍｍの中空円筒状の圧粉成形体を得た。この圧粉成形体を真空焼結装置に入れ、１３５０℃、２時間で焼結し、所定寸法に仕上加工を施し、超硬合金の焼結体からなるスリーブ１を得た。同様に複数個のスリーブ１の焼結体を作製した。
【００１４】
二重円筒の鋼製の熱間等方圧（ＨＩＰ）処理用カプセルを用意し、カプセルの内壁とカプセル内筒の外壁との間に形成された間隙に、複数のスリーブ１焼結体を同軸的に積み重ねた状態でセットし、これをキャンニングして、１３００℃、１００ＭＰａ、２時間でＨＩＰ処理を行った。その後、冷却しＨＩＰ炉から取り出した後、機械加工によりＨＩＰ処理用カプセルを除去し、複数のスリーブ１がそれぞれ接合されて一体化した長尺なスリーブロール１１を得た。本発明と対比した参考例では、予め焼結させたスリーブ１をさらに接合一体化のために焼結するため、焼結時におけるスリーブ１の変形は見られず、寸法精度が良好となり、接合一体化後の機械加工量が少なくなる。また、焼結温度が低くて済む利点がある。
【００１５】
ここで、スリーブ１同士を重ね合せた面２間に、ＷＣ系超硬合金の粉末を塗着などにより介在させた後、焼結したほうがより健全に接合できる。なお、図１において、スリーブ１同士を重ね合せた面２を直線で描いたが、焼結により一体接合された後はこの直線の痕跡は消滅する。
【００１６】
（実施例１）
図２は本発明請求項１の実施形態を示す超硬合金製スリーブロールの断面図である。前記参考例と同様の方法で複数個のスリーブ１の焼結体を作製した。次いで、外径３００ｍｍ、内径１８０ｍｍ、長さ７００ｍｍの中空円筒状の鋼製内層材３（重量％でＣ０．４％、Ｓｉ０．２％、Ｍｎ０．８％、Ｎｉ１．８％、Ｃｒ０．６％、Ｍｏ０．３％を含有する鋼材）の外周に、複数個のスリーブ１焼結体を同軸的に積み重ねた状態でセットし、スリーブ１の内面と内層材３の外面との間に形成された空隙に超硬合金の粉末を充填し、これをキャンニング後、脱気して、１３００℃、１００ＭＰａ、２時間でＨＩＰ処理を行った。その後、冷却しＨＩＰ炉から取り出した後、機械加工によりＨＩＰ処理用カプセルを除去し、内層材３と複数個のスリーブ１が複合一体化されたスリーブロール１１を得た。この場合、積み重ねるスリーブ１は仮焼結体を用いても本実施例は達成できる。
【００１７】
（実施例２）
前記実施例１により得られたスリーブロール１１を、鋼からなるロール軸材（図示せず）の外周に焼き嵌め、冷し嵌めなどの公知の方法で嵌めて固定し、熱間平鋼圧延用のスリーブロールを作製した。このスリーブロールで平鋼を圧延した結果、ロール表面の摩耗は少なく、ロールの破損などもなく良好であった。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、複雑な組立てを必要とせず、焼結時の変形がなく、大型長尺な超硬合金製のスリーブロールを製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明と対比して示す参考例の超硬合金製スリーブロール断面図である。
【図２】  本発明請求項１の実施形態を示す超硬合金製スリーブロールの断面図である。
【符号の説明】
１  スリーブ、  ２  スリーブ同士を重ね合せた面、  ３  内層材、
１１  スリーブロール
【図１】
0003765694.tif 000002
【図２】
0003765694.tif 000003