JP6477362B2 - Mill for rolling metal sheets - Google Patents
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Description
本発明は、金属板圧延用ミルに関する。 The present invention relates to a metal sheet rolling mill .
表面品質が重視される金属板の冷間圧延には、圧延時の荷重制御が比較的容易である、直径150mm以下の小径ワークロールが用いられる。このワークロール材には、熱処理によって表面の硬度を高めたダイス鋼、ハイス鋼などの鋼材が多用される。 For cold rolling of a metal plate where surface quality is important, a small-diameter work roll having a diameter of 150 mm or less, which is relatively easy to control the load during rolling, is used. For this work roll material, steel materials such as die steel and high-speed steel whose surface hardness is increased by heat treatment are frequently used.
特許文献1には、耐摩耗性を向上させるために、ワークロール表面にTiNなどの硬質セラミックス皮膜層を設ける技術が記載されている。 Patent Document 1 describes a technique of providing a hard ceramic film layer such as TiN on the surface of a work roll in order to improve wear resistance.
ワークロールによって金属板の圧延を繰り返し行うと、ロール表面に凝着物が付着することがある。このような凝着物の凹凸は、被圧延材に転写され、被圧延材の表面疵となり、表面品質が低下する。このような問題は、高い表面性状が要求される用途において顕在化する。また、ワ−クロール表面の凝着物は、中間ロールまたはバックアップロールにも転写されるため、これらのロールの洗浄または交換が必要となり、生産性を著しく阻害することがある。このため、ロール表面への凝着物の付着を防止する必要がある。 When rolling a metal plate repeatedly with a work roll, an adherent may adhere to the roll surface. Such unevenness of the adherend is transferred to the material to be rolled and becomes a surface defect of the material to be rolled, so that the surface quality is deteriorated. Such a problem becomes apparent in applications where high surface properties are required. In addition, since the adherend on the surface of the work roll is also transferred to the intermediate roll or the backup roll, it is necessary to clean or replace these rolls, which may significantly impair the productivity. For this reason, it is necessary to prevent adhesion of the adherend to the roll surface.
本発明者らは、純ニッケル金属板の圧延に用いられるワークロール表面を詳細に調べた結果、その凝着物の多くがニッケルを主成分とするものであった。すなわち、凝着物の原因は、主として、被圧延材中の成分であるものと判明した。そして、この付着物が少ないうちは、特に問題とならないが、その凝着物が次第に大きくなっていくことによって上記の問題が顕在化する。対処方法として、圧延時の圧下率を低下させれば、被圧延材中に含まれる元素のロール表面への付着量を減らすことができ、凝着物による表面性状の低下の問題は発生しにくくなる。しかし、圧延パス回数が増加し、生産効率の低下が余儀なくされる。 As a result of examining the surface of the work roll used for rolling a pure nickel metal plate in detail, the present inventors have found that most of the adhered products are mainly composed of nickel. That is, it has been found that the cause of the adherend is mainly a component in the material to be rolled. And while there are few these deposits, it does not become a problem in particular, However, The said problem becomes obvious when the adhesion thing becomes large gradually. As a coping method, if the rolling reduction during rolling is reduced, the amount of elements contained in the material to be rolled can be reduced on the roll surface, and the problem of deterioration of the surface properties due to adhesives is less likely to occur. . However, the number of rolling passes increases and production efficiency is inevitably lowered.
なお、上記のメカニズムは、純ニッケル金属板の圧延ロールに限られず、純チタン金属板、チタン合金板の圧延ロールにおいても同様であり、ワークロールに形成される凝着物の主成分は、チタンであった。 The above mechanism is not limited to the rolling roll of pure nickel metal plate, but is the same for the rolling roll of pure titanium metal plate and titanium alloy plate. The main component of the adherend formed on the work roll is titanium. there were.
特許文献1には、凝着物の付着を防止について全く考慮されていない。 In Patent Document 1, no consideration is given to prevention of adhesion of adherents.
本発明は、上記の従来技術の問題を解決するためになされたものであり、ワークロール表面の凝着を防止することができる金属板圧延用ミルを提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a metal sheet rolling mill capable of preventing adhesion of the work roll surface.
本発明者らは、純ニッケル板の圧延に用いられたワークロール(鍛鋼材、表面処理なし)を分割し、表面状態をSEM−EDS装置にて解析した。なお、図1に示すように、このワークロールは、中間ロール2およびバックアップロール3とともに構成された6段ミルのワークロール4である。6段ミルにおいて、純ニッケル板のワーク1は、所定の間隔で設置されたワークロール対4、4の間を通過することにより圧延される。図2に示すように、ワークロール4は、例えば、中央にロール部4a、その両外側に小径部4b、両端に大径部4cを備え、ロール部4aの中央部にワーク(図示省略)の摺動部4dがある。本発明者らは、摺動部4dについて圧延中心部、圧延端部などを切断した供試材を観察した結果、ロール表面には、Niの凝着物が付着しており、その凝着物の表層にはFeおよびCrも観察された。なお、ロールのバレル方向位置にもよるが、最大5μm厚み程度の凝着物が観察された。 The inventors divided a work roll (forged steel, no surface treatment) used for rolling a pure nickel plate, and analyzed the surface state with a SEM-EDS apparatus. As shown in FIG. 1, this work roll is a 6-stage mill work roll 4 configured with an intermediate roll 2 and a backup roll 3. In the 6-stage mill, the workpiece 1 of a pure nickel plate is rolled by passing between a pair of work rolls 4 and 4 installed at a predetermined interval. As shown in FIG. 2, the work roll 4 includes, for example, a roll part 4a at the center, a small diameter part 4b at both outer sides thereof, and a large diameter part 4c at both ends, and a work (not shown) at the central part of the roll part 4a. There is a sliding portion 4d. As a result of observing the test material obtained by cutting the rolling center portion, the rolling end portion, and the like with respect to the sliding portion 4d, the present inventors have found that a Ni adherend is attached to the roll surface, and the surface layer of the adherend Fe and Cr were also observed. Depending on the position of the roll in the barrel direction, an agglomerated material having a maximum thickness of about 5 μm was observed.
よって、ワークロール表面に付着した凝着物は、被圧延材のNiであることが分かった。また、観察されたFeおよびCrについては、バックアップロールまたは中間ロールに由来する成分が、ワークロールに転写されたものであると推定される。 Therefore, it was found that the adherend adhered to the work roll surface was Ni of the material to be rolled. Moreover, about the observed Fe and Cr, it is estimated that the component derived from the backup roll or the intermediate roll is transferred to the work roll.
すなわち、バックアップロールまたは中間ロールが摺動条件下で摩耗し、その摩耗粉がワークロールへ転写され、ワークロール表面で凝集し、凝着した可能性が考えられる。また、製造ラインは、純ニッケル板の冷延だけでなく、SUS鋼板などの冷延も行われる。このとき、ワークロールは、被圧延材の種類によって変更されるが、中間ロール、バックアップロールなどの共通部品は変更されない。このため、純ニッケル板の冷延前に、SUS鋼板などが冷延された場合には、SUS鋼板由来のFe、Crなどの元素が中間ロール、バックアップロールなどの圧延装置に残存し、それがワークロールへ転写され、ワークロール表面で凝集し、凝着した可能性が考えられる。 That is, there is a possibility that the backup roll or the intermediate roll is worn under the sliding condition, and the wear powder is transferred to the work roll and aggregates and adheres on the work roll surface. The production line is not only cold-rolled with a pure nickel plate but also cold-rolled with a SUS steel plate or the like. At this time, the work roll is changed depending on the type of the material to be rolled, but common parts such as the intermediate roll and the backup roll are not changed. Therefore, before cold rolling of pure nickel plate, when such SUS steel is cast is cold, Fe from SUS steel, elements intermediate rolls, such as Cr, remained the rolling apparatus such as a back-up roll, it It may be transferred to the work roll, aggregated on the work roll surface, and adhered.
一方、本発明者らは、特許文献1に記載される技術に従って、TiN層をワークロール表面に形成して純ニッケル金属板の圧延を実施し、圧延に用いたワークロールについて、上記と同様に、表面状態をSEM−EDS装置にて解析したところ、ワークロールへのニッケルの凝着が確認された。これは、TiNは高硬度であり、耐摩耗性の面では優れている反面、摩擦係数が0.6〜0.8と高く、圧延時(摺動時)に被圧延材由来の成分が付着したと考えられる。このため、被圧延材の表面性状を維持するためには、圧延荷重の低減、圧延速度の低下などを余儀なくされ、生産効率の悪化が避けられない。 On the other hand, according to the technique described in Patent Document 1, the present inventors formed a TiN layer on the surface of the work roll and rolled the pure nickel metal plate, and the work roll used for rolling was the same as described above. When the surface state was analyzed with a SEM-EDS apparatus, adhesion of nickel to the work roll was confirmed. This is because TiN has high hardness and is excellent in terms of wear resistance, but the friction coefficient is as high as 0.6 to 0.8, and the component derived from the material to be rolled adheres during rolling (sliding). It is thought that. For this reason, in order to maintain the surface properties of the material to be rolled, reduction of rolling load, reduction of rolling speed, etc. are unavoidable, and deterioration of production efficiency is inevitable.
なお、被圧延材のNiは、TiNを構成するTi粒子と、室温近傍においても化学的に親和性を有しており、特に凝着しやすいと考えられる。 In addition, Ni of a to-be-rolled material has chemical affinity with the Ti particle | grains which comprise TiN also at room temperature vicinity, It is thought that it is especially easy to adhere.
そこで、本発明者らは、高い硬度を有し、十分な耐久性を有するとともに、摩擦係数が低く、被圧延材由来の成分の凝着が発生しないような表面処理方法について検討した結果、ダイアモンドライクカーボン(以下「DLC」と記す。)に着目した。DLCとは、ダイアモンド結合およびグラファイト結合が混在したアモルファス構造の物質である。DLCは、アモルファス構造を有しているため、結晶粒界を持たず、TiNなどの硬質膜と比べて非常に平滑な表面を有する。そして、DLCの摩擦係数は、ダイアモンド結合/グラファイト結合比にも拠るが、高い場合でも0.20以内であり、TiNに代表される従来の硬質保護膜よりも格段に低い。特に、ニッケルと、DLCは、化学的に非親和であることも大きな理由と考えている。 Accordingly, the present inventors have studied a surface treatment method that has high hardness, sufficient durability, a low friction coefficient, and that does not cause adhesion of components derived from the material to be rolled. We focused on like carbon (hereinafter referred to as “DLC”). DLC is an amorphous material in which diamond bonds and graphite bonds are mixed. Since DLC has an amorphous structure, it has no crystal grain boundaries and has a very smooth surface compared to a hard film such as TiN. The friction coefficient of DLC depends on the diamond bond / graphite bond ratio, but it is within 0.20 even if it is high, and is much lower than the conventional hard protective film represented by TiN. In particular, nickel and DLC are considered to be a major reason that they are chemically incompatible.
本発明は、上記の知見に基づきなされたものであり、下記の金属板圧延用ミルを要旨とする。 The present invention has been accomplished based on the above findings, and the gist of the metal plate rolling mill below.
(1)Ni、TiおよびCrから選択される1種以上を含有する、金属板を圧延するのに用いるミルであって、前記ミルは、少なくとも、ワークロール、中間ロールおよびバックアップロールを備え、前記ワークロール、前記中間ロールおよび前記バックアップロールが、その表面に、ダイアモンド結合およびグラファイト結合が混在したアモルファス構造のダイアモンドライクカーボン被覆層を備える、金属板圧延用ミル。 (1) A mill used to roll a metal plate containing at least one selected from Ni, Ti and Cr, the mill comprising at least a work roll, an intermediate roll and a backup roll, work rolls, said intermediate rolls and said backup rolls, on its surface, provided with a diamond-like carbon coating layer of amorphous structure diamond bonds and graphite bond are mixed, the mill metal plate rolling.
(2)前記ダイアモンドライクカーボン被覆層表面の摩擦係数が、0.2以下である、上記(1)の金属板圧延用ミル。 (2) The metal plate rolling mill according to (1), wherein a friction coefficient of the surface of the diamond like carbon coating layer is 0.2 or less.
(3)前記ダイアモンドライクカーボン被覆層の厚さが、1〜10μmである、上記(1)または(2)の金属板圧延用ミル。 (3) The metal plate rolling mill according to (1) or (2), wherein the diamond-like carbon coating layer has a thickness of 1 to 10 μm.
(4)前記ダイアモンドライクカーボン被覆層が、ダイアモンド型結晶構造を有する炭素化合物とグラファイト型結晶構造を有する炭素化合物の結晶比率で、前記ダイアモンド型結晶構造を有する炭素化合物の割合が60〜80%である、上記(1)〜(3)のいずれかの金属板圧延用ミル。 (4) The diamond like carbon coating layer is a crystal ratio of a carbon compound having a diamond type crystal structure and a carbon compound having a graphite type crystal structure, and a ratio of the carbon compound having the diamond type crystal structure is 60 to 80%. there, the (1) to one of the metal plates for rolling mill (3).
本発明によれば、ワークロール表面の凝着を防止することができる。よって、特に、金属板圧延用ミルとして有用である。 According to the present invention, adhesion of the work roll surface can be prevented. Thus, particularly useful as mill metal plate rolling.
本発明は、Ni、TiおよびCrから選択される1種以上を含有する、金属板を圧延するのに用いるミルに関するものである。本発明のミルで用いられるロールは、ロール表面に凝着しやすい元素を含む金属板を圧延する場合においても、これらの凝着を防止することができる。Ni、TiおよびCrから選択される1種以上を含有する金属板としては、例えば、純Ni、純Ti、Ti合金、ステンレス鋼などが挙げられる。本発明は、図1に示す、ワークロール1のほか、中間ロール2およびバックアップロール3など、圧延に関係するあらゆるロールに適用することができる。ただし、被圧延材(ワーク)と直接接触するワークロール1に適用することが好ましい。 The present invention contains one or more selected Ni, Ti and Cr, the present invention relates to mill used to roll the metal plate. The roll used in the mill of the present invention can prevent such adhesion even when a metal plate containing an element that easily adheres to the roll surface is rolled. Examples of the metal plate containing one or more selected from Ni, Ti and Cr include pure Ni, pure Ti, Ti alloy, and stainless steel. The present invention can be applied to all rolls related to rolling, such as the intermediate roll 2 and the backup roll 3, in addition to the work roll 1 shown in FIG. However, it is preferable to apply to the work roll 1 in direct contact with the material to be rolled (work).
図3に示すように、本発明の金属板圧延用ミルで用いられるロール4は、そのロール部4aの表面に、ダイアモンドライクカーボン被覆層40を備えている。すなわち、ロール部4aは、ダイアモンドライクカーボン被覆層40と基材部41とで構成されている。ダイアモンドライクカーボン(DLC)被覆層40とは、ダイアモンド結合(立方晶、sp3結合)およびグラファイト結合(六方晶、sp2結合)が混在したアモルファス構造を有している。このため、DLCは、超硬合金なみの高硬度を備えるとともに、アルミナ等の金属酸化膜、TiC等の金属炭化膜、TiN等の金属窒化膜と比較して各段位に摩擦係数が小さいため、高い潤滑性を備えている。 As shown in FIG. 3, the roll 4 used in the mill for rolling a metal plate of the present invention includes a diamond-like carbon coating layer 40 on the surface of the roll portion 4a. That is, the roll part 4 a is composed of the diamond-like carbon coating layer 40 and the base part 41. The diamond-like carbon (DLC) coating layer 40 has an amorphous structure in which diamond bonds (cubic crystals, sp3 bonds) and graphite bonds (hexagonal crystals, sp2 bonds) are mixed. For this reason, DLC has a high hardness similar to that of cemented carbide, and has a low friction coefficient at each stage as compared with a metal oxide film such as alumina, a metal carbide film such as TiC, and a metal nitride film such as TiN. High lubricity.
ダイアモンドライクカーボン被覆層表面の摩擦係数は、Ni、Ti、Crなどの凝着を防止するためには、0.2以下とすることが好ましい。より好ましいのは、0.15以下であり、更に好ましいのは、0.1以下である。 The friction coefficient on the surface of the diamond-like carbon coating layer is preferably 0.2 or less in order to prevent adhesion of Ni, Ti, Cr and the like. More preferred is 0.15 or less, and further preferred is 0.1 or less.
DLC被覆層の組成は、特に限定しない。よって、結晶比率で、グラファイト結合の存在率sp2およびダイアモンド結合の存在率sp3の比(sp3/sp2)が0.60〜0.80であればよい。 The composition of the DLC coating layer is not particularly limited. Therefore, the ratio of the graphite bond abundance sp2 and the diamond bond abundance sp3 (sp3 / sp2) may be 0.60 to 0.80 in terms of crystal ratio.
DLC被覆層の厚さは、硬質保護膜としての機能を確保するためには、1μm以上とすることが好ましい。一方、DLC被覆層が厚すぎる場合には、「てこの原理」に基づき、DLC被覆層と基材部との界面に負荷される引張応力が強くなり過ぎて、DLC被覆層が基材部から剥がれる場合がある。このような事態は、特に、高荷重圧延などのように、圧延時の剪断応力が所定値を超えた場合に生じやすい。このため、DLC被覆層の厚さは、10μm以下とすることが好ましい。 The thickness of the DLC coating layer is preferably 1 μm or more in order to ensure the function as a hard protective film. On the other hand, if the DLC coating layer is too thick, the tensile stress applied to the interface between the DLC coating layer and the base material portion becomes too strong based on the “lever principle”, and the DLC coating layer is removed from the base material portion. May peel off. Such a situation is likely to occur particularly when the shear stress during rolling exceeds a predetermined value, such as in high-load rolling. For this reason, it is preferable that the thickness of a DLC coating layer shall be 10 micrometers or less.
DLCの高潤滑性は、定量的には摩擦係数の低さを指標に捉えることができる。そして、低摩擦係数の所以は、DLCを構成するグラファイトが亀甲状の層状構造を有し、同じ層内では極めて強い結合(σ結合とも称される共有結合)を示すのに対し、層間(亀甲の上下面)では脆弱な結合(π結合とも称されるファンデルワールス力)に留まる。このため、後者の結合力がDLC表面に負荷された剪断応力を下回った場合、比較的容易に層間の滑り現象(数Åオーダの滑り)が生じ、当該結合が解離する。その結果、DLC被覆膜層の高潤滑性が得られる。 The high lubricity of DLC can be quantitatively grasped by using a low coefficient of friction as an index. And because of the low coefficient of friction, the graphite that constitutes DLC has a tortoiseshell-like layered structure and exhibits extremely strong bonds (covalent bonds, also referred to as σ bonds) in the same layer, while the interlayer (tortoiseshell) In the upper and lower surfaces, the bond remains weak (Van der Waals force, also called π bond). For this reason, when the latter bonding force is less than the shear stress applied to the DLC surface, a slip phenomenon between layers (slip on the order of several Å) occurs relatively easily, and the bond is dissociated. As a result, high lubricity of the DLC coating film layer can be obtained.
そして、ワークロール表面には圧延時に必ず剪断応力が作用するので、DLCが摩耗し、圧延環境下でもDLCが剥離せず、残存する条件で成膜されなければならない。係る成膜条件の下限値が1μm以上のDLC厚みであれば、少なくとも所期生産工程(鋼板の圧延総長)を処理することが可能である。 Then, since shear stress always acts on the work roll surface during rolling, the DLC is worn, and the DLC does not peel off even in a rolling environment, and the film must be formed under the remaining conditions. If the lower limit value of the film forming conditions is a DLC thickness of 1 μm or more, at least the intended production process (rolling total length of the steel sheet) can be processed.
なお、DLC被覆層の厚さは、ロールの基材部を成膜装置の内に晒す時間によって調整できる。ここで、例えば、物理蒸着法(PVD法)を用いてDLCを基材部に成膜する際には、成膜温度が、基材部を構成する鋼材の焼戻し温度を上回る場合がある。成膜温度が焼戻し温度を上回っても、成膜時間が短時間であれば、特段問題が生じないが、あまりに長時間になると、ロールの基材部を構成する鋼材が成膜装置の内部で焼き戻された結果、想定外の軟化を引き起こす危険性がある。この点、DLC被覆層の厚さが10μm以下であれば、比較的短時間で成膜できるため、成膜温度が高くても、ロールの基材部への影響は無視できる程に小さくすることができる。また、DLC被覆層は、耐熱温度が低いため、本発明のミルで用いられるロールは、熱間圧延には適さず、温間圧延または冷間圧延に適している。 In addition, the thickness of a DLC coating layer can be adjusted with the time which exposes the base-material part of a roll in the film-forming apparatus. Here, for example, when the DLC film is formed on the base material portion using the physical vapor deposition method (PVD method), the film forming temperature may exceed the tempering temperature of the steel material constituting the base material portion. Even if the film formation temperature exceeds the tempering temperature, there is no particular problem if the film formation time is short. However, if the film formation time is too long, the steel material constituting the base material part of the roll will be inside the film formation apparatus. There is a risk of unexpected softening as a result of tempering. In this respect, if the thickness of the DLC coating layer is 10 μm or less, the film can be formed in a relatively short time, so even if the film forming temperature is high, the influence on the base material of the roll should be made small enough to be ignored Can do. In addition, since the DLC coating layer has a low heat-resistant temperature, the roll used in the mill of the present invention is not suitable for hot rolling but is suitable for warm rolling or cold rolling.
DLC被覆層は、例えば、化学蒸着法(CVD法)、物理蒸着法(PVD法)等のドライ成膜手法を用いて、ロールの基材部表面に直接または、緩衝膜を介し成膜することができる。近年の成膜装置技術の発展に伴い、水素含有量が制御された超高硬度膜のほか、クロム、珪素などを硬質粒子としてマトリックスに組み込んだ硬質膜も実用化されている。PVD法またはCVD法の処理条件は、ロールの基材部を構成する鋼材の熱処理後の鋼材組織と、鋼材構造を損なわない範囲であれば、周知慣用の条件に従えばよく、特定条件には限定されない。例えば、PVDではアークイオンプレーティング法が、CVDではプラズマCVD法がロール円周部全面に均質かつ均一にDLCを成膜する上で望ましい。 The DLC coating layer is formed directly or via a buffer film on the surface of the base of the roll using a dry film forming method such as chemical vapor deposition (CVD) or physical vapor deposition (PVD). Can do. With the recent development of film forming apparatus technology, in addition to an ultra-high hardness film with a controlled hydrogen content, a hard film in which chromium, silicon, etc. are incorporated into a matrix as hard particles has been put into practical use. The processing conditions of the PVD method or the CVD method may be in accordance with well-known and conventional conditions as long as the steel material structure after the heat treatment of the steel material constituting the base portion of the roll and the steel material structure are not impaired. It is not limited. For example, an arc ion plating method is preferable for PVD, and a plasma CVD method is preferable for CVD in order to form a DLC film uniformly and uniformly on the entire surface of the roll circumference.
ここで、基材部の化学組成は、所定の機械的性能(表面硬さ:Hvで800以上、表面粗さ:Raで0.06程度)を有しておれば、特に限定はないが、例えば、JIS規格では、SKD系列、SKH系列などが鋼材分類として挙げられる。 Here, the chemical composition of the base material portion is not particularly limited as long as it has a predetermined mechanical performance (surface hardness: 800 or more in Hv, surface roughness: about 0.06 in Ra), For example, in the JIS standard, SKD series, SKH series, and the like are listed as the steel material classification.
本発明の効果を確認するべく、鍛鋼製ワークロール(比較例1)、超鋼製ワークロール(比較例2)、および、鍛鋼製基材部表面にDLC被覆層を設けたワークロール(本発明例1)を用意し、図1に示す6段ミルにて、被圧延材として純ニッケル箔(板厚0.2mm、板幅600mm、ニッケル純度≧99.5%)を板厚0.1mmまで圧延(パス回数:1パス、圧延荷重:70〜80ton総圧延長:10,000m)し、被圧延材の表面性状を確認した。なお、ワークロールの形状は、図2に示す形状とし、ロール部の胴長:1,000mm、ロール部の直径:80mmとした。 In order to confirm the effect of the present invention, a forged steel work roll (Comparative Example 1), a super steel work roll (Comparative Example 2), and a work roll provided with a DLC coating layer on the surface of a forged steel base material (the present invention) Example 1) was prepared, and pure nickel foil (plate thickness 0.2 mm, plate width 600 mm, nickel purity ≧ 99.5%) was rolled up to a plate thickness of 0.1 mm in a 6-stage mill shown in FIG. Rolling (number of passes: 1 pass, rolling load: 70 to 80 ton total rolling length: 10,000 m) was performed, and the surface properties of the material to be rolled were confirmed. In addition, the shape of the work roll was the shape shown in FIG. 2, the body length of the roll part was 1,000 mm, and the diameter of the roll part was 80 mm.
本発明例1のワークロールは、鍛鋼製ワークロール表面を、プラズマCVD成膜装置内に装入し、ta-C:H型(水素化テトラヘドラルアモルファスカーボン)の組成を有するDLC被覆層を成膜した。このDLC被覆層の膜厚は、1.3μm、摩擦係数は、0.140であった。また、比(sp3/sp2)は75%であった。図3に示すように、本発明例1のワークロールの表面には、均一なDLC被覆層が形成されていた。 The work roll of Example 1 of the present invention has a DLC coating layer having a composition of ta-C: H type (hydrogenated tetrahedral amorphous carbon), in which the surface of the work roll made of forged steel is inserted into a plasma CVD film forming apparatus. A film was formed. The DLC coating layer had a thickness of 1.3 μm and a friction coefficient of 0.140. The ratio (sp3 / sp2) was 75%. As shown in FIG. 3, a uniform DLC coating layer was formed on the surface of the work roll of Example 1 of the present invention.
図4に示すように、圧延時の荷重値と摩擦力から計算される摩擦係数は、比較例1の鍛鋼製ワークロールでは0.14、比較例2の超硬製ワークロールでは0.16であったのに対して、本発明例1のDLC被覆鍛鋼製ワークロールでは0.07と極めて低い値となっていた。 As shown in FIG. 4, the friction coefficient calculated from the load value and the friction force during rolling is 0.14 for the forged steel work roll of Comparative Example 1 and 0.16 for the cemented carbide work roll of Comparative Example 2. In contrast, the DLC-coated forged steel work roll of Example 1 of the present invention had an extremely low value of 0.07.
図5に示すように、比較例1の鍛鋼製ワークロールでは凝着が目立つが(図5(a)参照)、本発明例1のDLC被覆鍛鋼製ワークロールでは凝着確認されず(図5(b)参照)、また、圧延された純ニッケル箔に表面不良が発生していなかった(図5(c)参照)。 As shown in FIG. 5, adhesion is noticeable in the forged steel work roll of Comparative Example 1 (see FIG. 5 (a)), but adhesion is not confirmed in the DLC-coated forged steel work roll of Invention Example 1 (FIG. 5). (Refer to (b)), and no surface defect occurred in the rolled pure nickel foil (see FIG. 5 (c)).
本発明によれば、ワークロール表面の凝着を防止することができる。よって、特に、金属板圧延用ミルとして有用である。 According to the present invention, adhesion of the work roll surface can be prevented. Thus, particularly useful as mill metal plate rolling.
1 ワーク
2 中間ロール
3 バックアップロール
4 ワークロール
4a ロール部
4b 小径部
4c 大径部
4d 摺動部
40 ダイアモンドライクカーボン被覆層
41 基材部
1 Work 2 Intermediate roll 3 Backup roll 4 Work roll 4a Roll part 4b Small diameter part 4c Large diameter part 4d Sliding part 40 Diamond-like carbon coating layer 41 Base material part
Claims (4)
前記ミルは、少なくとも、ワークロール、中間ロールおよびバックアップロールを備え、
前記ワークロール、前記中間ロールおよび前記バックアップロールが、その表面に、ダイアモンド結合およびグラファイト結合が混在したアモルファス構造のダイアモンドライクカーボン被覆層を備える、
金属板圧延用ミル。 A mill used to roll a metal plate, containing one or more selected from Ni, Ti and Cr,
The mill includes at least a work roll, an intermediate roll, and a backup roll,
The work roll, the intermediate roll, and the backup roll include a diamond-like carbon coating layer having an amorphous structure in which diamond bonds and graphite bonds are mixed on the surface thereof.
Mill for rolling metal sheets.
請求項1に記載の金属板圧延用ミル。 The friction coefficient of the diamond-like carbon coating layer surface is 0.2 or less,
The metal sheet rolling mill according to claim 1.
請求項1または2に記載の金属板圧延用ミル。 The diamond-like carbon coating layer has a thickness of 1 to 10 μm.
The metal plate rolling mill according to claim 1 or 2.
Priority Applications (1)
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