JPH0118145B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0118145B2 JPH0118145B2 JP56070002A JP7000281A JPH0118145B2 JP H0118145 B2 JPH0118145 B2 JP H0118145B2 JP 56070002 A JP56070002 A JP 56070002A JP 7000281 A JP7000281 A JP 7000281A JP H0118145 B2 JPH0118145 B2 JP H0118145B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ceramic
- sio
- coating layer
- layer
- mgo
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はセラミツク材料、とくに溶射法により
他の各種部材の表面を被覆して、耐侵食性、耐熱
衝撃性を具えた被覆層を与え、作業性および研削
性にすぐれたセラミツク材料に関する。
他の各種部材の表面を被覆して、耐侵食性、耐熱
衝撃性を具えた被覆層を与え、作業性および研削
性にすぐれたセラミツク材料に関する。
連続溶融金属めつき法に使用する金属浴の浴
槽、ないしは該金属浴中に浸漬されるシンクロー
ル、コーテングロールのような部品あるいはそれ
らの軸受、フレームなどの各部材（以上、部材で
代表せしめる）は、周知のように溶融金属と直
接々触して劇しい侵食を受ける。とくに部材がロ
ールである場合には、その表面が侵食によつて凹
凸状の肌荒れを生ずると、通過するめつき鋼板の
表面に、それが押し疵となつて製品品質に致命的
欠陥を与える。これがため、従来前述した各種部
材の表面をアルミナ、ジルコニアまたは酸化クロ
ムなどで溶射被覆したこともあつたが、これら材
料の被覆層は、粒子間結合力が弱く、部材の材料
である金属材料との熱膨張係数との差と相まつ
て、溶融金属浴温度における部材の熱膨張に追随
できず、早期に亀裂ないし剥落の発生を見、所期
の防食効果が得られなかつた。また、ロールは通
常金属浴中から引き上げられたり、浸漬されたり
の繰返しが行われているので、それがための熱衝
撃をも受ける。したがつて、耐侵食性のみなら耐
熱衝撃性が要求される。また、上述従来の材料
は、被覆作業性および研削性がよくないので、加
工にかゝるコストが高く、その改善も望まれてい
る。
槽、ないしは該金属浴中に浸漬されるシンクロー
ル、コーテングロールのような部品あるいはそれ
らの軸受、フレームなどの各部材（以上、部材で
代表せしめる）は、周知のように溶融金属と直
接々触して劇しい侵食を受ける。とくに部材がロ
ールである場合には、その表面が侵食によつて凹
凸状の肌荒れを生ずると、通過するめつき鋼板の
表面に、それが押し疵となつて製品品質に致命的
欠陥を与える。これがため、従来前述した各種部
材の表面をアルミナ、ジルコニアまたは酸化クロ
ムなどで溶射被覆したこともあつたが、これら材
料の被覆層は、粒子間結合力が弱く、部材の材料
である金属材料との熱膨張係数との差と相まつ
て、溶融金属浴温度における部材の熱膨張に追随
できず、早期に亀裂ないし剥落の発生を見、所期
の防食効果が得られなかつた。また、ロールは通
常金属浴中から引き上げられたり、浸漬されたり
の繰返しが行われているので、それがための熱衝
撃をも受ける。したがつて、耐侵食性のみなら耐
熱衝撃性が要求される。また、上述従来の材料
は、被覆作業性および研削性がよくないので、加
工にかゝるコストが高く、その改善も望まれてい
る。
本発明は如上要望に応え、耐侵食性、耐熱衝撃
性を有し、すぐれた溶射被覆の作業性および研削
性を具備した被覆層を提供することを目的とす
る。
性を有し、すぐれた溶射被覆の作業性および研削
性を具備した被覆層を提供することを目的とす
る。
本発明は、金属材料から成る基材上に、サーメ
ツト中間層を設け、このサーメツト中間層上に、
SiO215〜45重量％、MgO5〜40重量％、残部
ZrO2から成るセラミツク材料を溶射被覆し、サ
ーメツト中間層の熱膨張係数は、基材とセラミツ
ク層の各熱膨張係数の中間の値に選ぶことを特徴
とする耐侵食性、耐熱衝撃性を有する被覆層であ
る。
ツト中間層を設け、このサーメツト中間層上に、
SiO215〜45重量％、MgO5〜40重量％、残部
ZrO2から成るセラミツク材料を溶射被覆し、サ
ーメツト中間層の熱膨張係数は、基材とセラミツ
ク層の各熱膨張係数の中間の値に選ぶことを特徴
とする耐侵食性、耐熱衝撃性を有する被覆層であ
る。
以下、上記セラミツク成分の組成限定理由につ
き、本発明者らが実験に基いて作成した第１〜４
図に従つて説明する。
き、本発明者らが実験に基いて作成した第１〜４
図に従つて説明する。
SiO2は粒子間結合力を高める。第１図はSiO2
−MgO−ZrO2系セラミツクの溶射被覆層の500
℃における粒子間結合力とSiO2量との関係を示
すもので、図示のとおり、該結合力はSiO2量と
ともに増加し、約10〜20重量％の範囲で急増し、
その後は漸増傾向に移行する。一方SiO2量は、
第２図に示したように、被覆層形成の際の溶射歩
留り、すなわち被覆作業性に影響を与え、SiO2
約30〜45重量％で最大値となり、その後はSiO2
量の増加と共に急激に低下する。したがつて、溶
射の歩留まりを損わずに高い粒子間結合力を得る
ため、SiO2含有量は約15〜45重量％とする。
−MgO−ZrO2系セラミツクの溶射被覆層の500
℃における粒子間結合力とSiO2量との関係を示
すもので、図示のとおり、該結合力はSiO2量と
ともに増加し、約10〜20重量％の範囲で急増し、
その後は漸増傾向に移行する。一方SiO2量は、
第２図に示したように、被覆層形成の際の溶射歩
留り、すなわち被覆作業性に影響を与え、SiO2
約30〜45重量％で最大値となり、その後はSiO2
量の増加と共に急激に低下する。したがつて、溶
射の歩留まりを損わずに高い粒子間結合力を得る
ため、SiO2含有量は約15〜45重量％とする。
MgOは、SiO2とZrO2との融合を確実なものと
するための安定剤としての役割を有し、得られる
セラミツク被覆層の耐熱衝撃性と研削性を左右す
る。第３図にMgO量と耐熱衝撃性（溶射被覆層
を、500℃から20℃に水冷する熱衝撃を繰返した
ときの、剥離に到るまでの熱衝撃回数）との関係
を示すものであるが、この図から、MgO含有量
約５〜40重量％の範囲で安定剤としてよく働き、
良好な耐熱衝撃性が得られることが判る。また第
４図にはMgO量と体積除去率（溶射被覆層を、
平面研削盤を用いて１回の設定切込みを20μｍと
し、25回研削後の研削量を平均したものを、一回
の研削時間で割つた値であつて、研削性の指標と
した）の関係を示す。この図からMgO含有量約
５〜40重量％の範囲で、耐衝撃性と同様に、すぐ
れた体積除去率、即ち良好な研削性が得られるこ
とがわかる。
するための安定剤としての役割を有し、得られる
セラミツク被覆層の耐熱衝撃性と研削性を左右す
る。第３図にMgO量と耐熱衝撃性（溶射被覆層
を、500℃から20℃に水冷する熱衝撃を繰返した
ときの、剥離に到るまでの熱衝撃回数）との関係
を示すものであるが、この図から、MgO含有量
約５〜40重量％の範囲で安定剤としてよく働き、
良好な耐熱衝撃性が得られることが判る。また第
４図にはMgO量と体積除去率（溶射被覆層を、
平面研削盤を用いて１回の設定切込みを20μｍと
し、25回研削後の研削量を平均したものを、一回
の研削時間で割つた値であつて、研削性の指標と
した）の関係を示す。この図からMgO含有量約
５〜40重量％の範囲で、耐衝撃性と同様に、すぐ
れた体積除去率、即ち良好な研削性が得られるこ
とがわかる。
このような溶射材料は、粉末状で、粒度約10〜
125ミクロン程度の各成分が所定割合に混合され
たものである組成物として、酸素、アセチレン炎
溶射ないしは、プラズマによる溶射法によつて被
覆さるべき部材表面に被覆層を形成させることが
できる。また、該組成物を直径数ミリ程度の棒状
に焼結して用いるいわゆるノートン社のローカイ
ド溶射法も適用できる。
125ミクロン程度の各成分が所定割合に混合され
たものである組成物として、酸素、アセチレン炎
溶射ないしは、プラズマによる溶射法によつて被
覆さるべき部材表面に被覆層を形成させることが
できる。また、該組成物を直径数ミリ程度の棒状
に焼結して用いるいわゆるノートン社のローカイ
ド溶射法も適用できる。
上述したように、本発明セラミツク材料によつ
て被覆さるべき部材の表面は、部材をなす金属材
料基材の表面に設けられた中間層表面である。即
ち、被覆されるべき基材の材質は、銅、ステンレ
スなどの金属材料であり、その上に、サーメツト
中間層を含む。例えば、溶融亜鉛めつき浴中のシ
ンクロールやコーテングロールは、通常25Cr−
12Ni鋼や13Cr鋼が汎用されているが、これらロ
ール表面に、一旦サーメツトの中間層を設けてお
き、その上に本発明セラミツク材料を溶射被覆す
る。
て被覆さるべき部材の表面は、部材をなす金属材
料基材の表面に設けられた中間層表面である。即
ち、被覆されるべき基材の材質は、銅、ステンレ
スなどの金属材料であり、その上に、サーメツト
中間層を含む。例えば、溶融亜鉛めつき浴中のシ
ンクロールやコーテングロールは、通常25Cr−
12Ni鋼や13Cr鋼が汎用されているが、これらロ
ール表面に、一旦サーメツトの中間層を設けてお
き、その上に本発明セラミツク材料を溶射被覆す
る。
このような、基材と本発明セラミツク材料によ
る被覆層との間に、中間層を介在させるのは、基
材とセラミツク被覆層との熱膨張係数に大きな差
違があつて、セラミツク被覆層が基材の熱膨張に
追随し切れず、それがためにセラミツク被覆層に
亀裂や剥落の生ずるおそれのある場合である。こ
れがため中間層の材料としては、熱膨張係数にお
いて、基材ならびにセラミツク層の中間の熱膨張
係数、例えば８×10-6ないし14×10-13程度の熱
膨張係数をもつサーメツト層を中間層として介在
させる。
る被覆層との間に、中間層を介在させるのは、基
材とセラミツク被覆層との熱膨張係数に大きな差
違があつて、セラミツク被覆層が基材の熱膨張に
追随し切れず、それがためにセラミツク被覆層に
亀裂や剥落の生ずるおそれのある場合である。こ
れがため中間層の材料としては、熱膨張係数にお
いて、基材ならびにセラミツク層の中間の熱膨張
係数、例えば８×10-6ないし14×10-13程度の熱
膨張係数をもつサーメツト層を中間層として介在
させる。
以下、本発明に従う前記組成物を用いて、か
つ、サーメツト層を中間層として介在させること
なしに、実際の部材に溶射して用いた使用例を、
参考のために挙げる。
つ、サーメツト層を中間層として介在させること
なしに、実際の部材に溶射して用いた使用例を、
参考のために挙げる。
使用例 １
SiO220重量％、MgO10重量％およびZrO270重
量％からなる粒度10〜75μのセラミツク材料をプ
ラズマ法により溶射して、研削加工後の被覆厚が
0.6mmの被覆層を形成したコーテイングロールを
溶融亜鉛めつき装置に取り付けて使用したとこ
ろ、30日経過後にも浸食を全くうけることがな
く、また被覆層の亀裂、剥離等も皆無であり、従
来の被覆しない25Cr−12Niステンレス鋼ロール
に比し、５倍以上の耐用寿命が得られた。
量％からなる粒度10〜75μのセラミツク材料をプ
ラズマ法により溶射して、研削加工後の被覆厚が
0.6mmの被覆層を形成したコーテイングロールを
溶融亜鉛めつき装置に取り付けて使用したとこ
ろ、30日経過後にも浸食を全くうけることがな
く、また被覆層の亀裂、剥離等も皆無であり、従
来の被覆しない25Cr−12Niステンレス鋼ロール
に比し、５倍以上の耐用寿命が得られた。
使用例 ２
SiO235重量％、MgO30重量％およびZrO235重
量％からなる粒度10〜75μのセラミツク材料をプ
ラズマ法により溶射して、研削加工後の被覆厚が
0.6mmの被覆層を形成したシンクロールを溶融亜
鉛めつき装置に取付けて使用した結果、30日経過
後にも、何ら侵食は認められず、被覆層の亀裂、
剥離等も全くなく、従来の被覆しない25Cr−
12Niステンレス鋼ロールにくらべて５倍以上の
耐用寿命が得られた。
量％からなる粒度10〜75μのセラミツク材料をプ
ラズマ法により溶射して、研削加工後の被覆厚が
0.6mmの被覆層を形成したシンクロールを溶融亜
鉛めつき装置に取付けて使用した結果、30日経過
後にも、何ら侵食は認められず、被覆層の亀裂、
剥離等も全くなく、従来の被覆しない25Cr−
12Niステンレス鋼ロールにくらべて５倍以上の
耐用寿命が得られた。
なお、本発明のセラミツク材料の被覆作業性及
び研削性は良好であつた。
び研削性は良好であつた。
本発明は上記の通り構成せられるから、該材料
によつて被覆した物品、部材など、長期間剥離脱
落することなく安定して使用可能となつたのであ
る。
によつて被覆した物品、部材など、長期間剥離脱
落することなく安定して使用可能となつたのであ
る。
第１図はSiO2−MgO−ZrO2系セラミツクの溶
射被覆層におけるSiO2含有量と粒子間結合力と
の関係を示すグラフ、第２図はSiO2−MgO−
ZrO2系セラミツクのSiO2含有量と溶射歩留りと
の関係を示すグラフ、第３図はSiO2−MgO−
ZrO2系セラミツク溶射被覆層のMgO含有量と、
耐熱衝撃性の関係を示すグラフ、第４図はSiO2
−MgO−Zro2系セラミツク溶射被覆層のMgO含
有量と体積除去率との関係を示すグラフである。
射被覆層におけるSiO2含有量と粒子間結合力と
の関係を示すグラフ、第２図はSiO2−MgO−
ZrO2系セラミツクのSiO2含有量と溶射歩留りと
の関係を示すグラフ、第３図はSiO2−MgO−
ZrO2系セラミツク溶射被覆層のMgO含有量と、
耐熱衝撃性の関係を示すグラフ、第４図はSiO2
−MgO−Zro2系セラミツク溶射被覆層のMgO含
有量と体積除去率との関係を示すグラフである。
Claims (1)
- １ 金属材料から成る基材上に、サーメツト中間
層を設け、このサーメツト中間層上に、SiO215
〜45重量％、MgO5〜40重量％、残部ZrO2から
成るセラミツク材料を溶射被覆し、サーメツト中
間層の熱膨張係数は、基材とセラミツク層の各熱
膨張係数の中間の値に選ぶことを特徴とする耐侵
食性、耐熱衝撃性を有する被覆層。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56070002A JPS57183372A (en) | 1981-05-08 | 1981-05-08 | Ceramic material for flame spray coating |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56070002A JPS57183372A (en) | 1981-05-08 | 1981-05-08 | Ceramic material for flame spray coating |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57183372A JPS57183372A (en) | 1982-11-11 |
| JPH0118145B2 true JPH0118145B2 (ja) | 1989-04-04 |
Family
ID=13418961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56070002A Granted JPS57183372A (en) | 1981-05-08 | 1981-05-08 | Ceramic material for flame spray coating |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57183372A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0564700U (ja) * | 1992-02-04 | 1993-08-27 | 大同特殊鋼株式会社 | 出滓口のスラグ流監視装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0726188B2 (ja) * | 1986-03-31 | 1995-03-22 | 三菱重工業株式会社 | シングルフエ−サ用段ロ−ル及びその製造方法 |
-
1981
- 1981-05-08 JP JP56070002A patent/JPS57183372A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0564700U (ja) * | 1992-02-04 | 1993-08-27 | 大同特殊鋼株式会社 | 出滓口のスラグ流監視装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57183372A (en) | 1982-11-11 |
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