JPH0196348A

JPH0196348A - 耐腐食性材料

Info

Publication number: JPH0196348A
Application number: JP25236587A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Seto; 瀬戸　裕之
Original assignee: Tokyo Tungsten Co Ltd
Current assignee: Tokyo Tungsten Co Ltd
Priority date: 1987-10-08
Filing date: 1987-10-08
Publication date: 1989-04-14
Also published as: JPH039177B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、溶融金属に対する耐腐食性に優れた材料に関
するものである。

〔従来の技術〕

一般に、亜鉛精錬、亜鉛合金鋳造、亜鉛メツキ等には、
亜鉛を溶融する溶融装置が使用されている。また、この
種の溶融装置として、サブマージドメルティングシステ
ム、ブリッジウオールメルティングシステム等が知られ
ている。これらのシステムでは、溶融亜鉛が均一な温度
を保った状態で、槽内を循環するように構成されており
、システム内のポンプ、熱雷付保護管、ローラ軸受、仮
押えの鋼板等の各種部品は溶融亜鉛に接触乃至は溶融亜
鉛に浸漬されることになる。

一方、このように、溶融亜鉛に接触、浸漬される金属部
品は溶融亜鉛によって腐食されることが知られている。

溶融亜鉛による腐食を防止するために、例えば、ポンプ
をカーボンによって形成すると共に、熱電対保護管、ロ
ーラ軸受をセラミッりによって形成し、鋼板にセラミッ
クコーティングを施すことが提案されている。

更に、このような溶融装置の部品を耐熱材料で且つ硬質
材料であるモリブデン（Ｍｏ）とタングステン（Ｗ）と
の合金によって形成することも提案されている。従来の
この種の合金は重量で７０％のＭｏを含み、残部がＷで
ある化学組成を有しており、真空アーク炉を用いた溶解
法により生成されている。

〔発明が解決しよう−とする問題点〕

しかしながら、セラミック及びカーボンは、耐熱材料と
しては優れているが、機械的強度が小さく、耐衝撃性や
耐摩耗性に乏しく、これらを材料とした溶融装置部品は
、短寿命であるという欠点がある。このことは部品のコ
ストを上昇させ、したがって、製品の生産コストをも上
昇させることになる。また、一般に機械的強度の大きな
金属材料は、溶融亜鉛に著しく腐食されるので溶融装置
材料として不適当であり、溶融装置や部品の材料として
は、上記したＭｏとＷとの合金のみが市販されているに
すぎない。しかし、市販されているＭ。

とＷとの合金材料は、溶融亜鉛に対して、他の金属材料
より優れた耐腐食性を示すが、セラミック及びカーボン
に比べると耐腐食性が低いため、市販のＭｏとＷの合金
材料をセラミック等の代りに使用することは困難である
。

本発明は、上記欠点を漏みてなされ、機械的強度が大き
く、溶融亜鉛に対して極めて耐腐食性の優れた材料を提
供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば、Ｍｏが６０〜５重星％で残部がＷの化
学組成を有する合金によって形成されていることを特徴
とする耐腐食性材料が得られる。

本発明に係る耐腐食性材料は、溶融金属に浸漬される部
品とＬ７て使用でき、且つ粉末冶金法により、焼結材の
形に、あるいは塑性加工材の形に成形されている。

〔作　用〕

本発明における耐腐食性材料は、融点がそれぞれ略２６
００℃及び略３４００°Ｃと極めて高いＭｏとＷとの合
金からなっている。

この合金の融点は、化学組成にほぼ比例した２６００℃
〜３６００℃間の融点を有するので、極めて耐熱性が大
きい。

この合金からなる材料を焼結することによって得られた
焼結材は、Ｍｏ６０〜５重量％、残部Ｗの化学組成の範
囲内でＭｏ及びＷの割合を可変とすると、Ｗの増加と共
に、引張り強さ２８　　（ｋｇｆ／ｍｍ２）から３８　
Ｃｋｔｒｆ／ｍｍ”）まで増加する。また、上記組成の
焼結材を亜鉛溶湯中に浸漬すると、その減量速度はＯ（
ｇ／ｒｒｒｈｒ）であることがＴ、１！認された。

一方上記焼結材以外の化学組成がＭｏ７０重量％以上で
は、Ｍｏの割合が大きくなるに従って、減量速度が２．
００　（ｇ／ｎｆｈｒ）より大きくなり、また純タング
ステンからなる焼結材の減量速度は、０．０５（ｇ／ｒ
ｄｈｒ）である。いずれにしても、Ｍｏ６０〜５重量％
残部Ｗの化学組成の合金が耐腐食性において、優れてい
ることが判明した。

また、圧延により形成された圧延材の場合、その組成が
Ｍｏ６０〜５重景％残部Ｗであれば、Ｗの割合が増加す
るに従い引張り強さが、１００（ｋｇｆ／ｍｓ”）から
１４０　　（ｋｇｆ／ａｒ＋りまで増加することが判っ
た。

また、上記焼結材と同様に亜鉛溶湯中に浸漬されると上
記した組成範囲内の圧延材のＮ（ｉｔ速度は、０〜０．
０１　　（ｇ／ｍｈｒ）であった。一方、上記組成範囲
外の圧延材、例えば、Ｍｏが７０重量％以上の圧延材で
は、その原料速度は、０．１１０５（／ｒｌ　ｈｒ）で
あった。

従って、Ｍｏ６０〜５重景％残部Ｗの化学組成の合金に
よりなる焼結材及び圧延材は、実際の亜鉛溶湯中におい
て、溶融装置部品の耐熱性を高め、機械的強度を増加さ
せ、且つ耐腐食性を向上させるのに役立つ。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。

（実施例１）本発明の実施例１に係る耐腐食性材料はＭｏ　　Ｗ合金
からなる焼結材によって形成される。この場台、まず、
平均粒度約２μｍのタングステン粉末と約４μｍのモリ
ブデン粉末をＭｏの化学組成が５゜２０．２５，３０，
５０．６０重量％となるように秤量し、■型混合機にて
混合した。その後、約３　　ｔｏｎ／ｃＪで金型ブレス
により成形し、得られた板状の成形体を約１８００℃で
高純度水素雰囲気中にて、３０時間焼結を行い、焼結材
として厚さ１５龍のインゴットを得た。この焼結材の機
械的強度及び耐腐食性を次のようにして調べた。機械的
強度については上記焼結材の引張り試験がＪＩＳ　Ｂ−
７７０２（ＪＩＳ　Ｚ−２２０１）　ニ基づく試験片ニ
ツイテ行われ各試験片の引張りの強さ、伸びの測定がな
された。また、耐腐食性については、実際の亜鉛溶融装
置部品例えば、ポンプ等が置かれる条件、すなわち温度
６９５±１０℃にてＣｄ　（カドミウム）０．１０重量
％、Ｐｂ　（鉛）　　１４　ｐｐｍからなる２、７鶴／
ｓｅｃの定速で流され、た溶湯に、上記焼結材の試験片
の全表面を５０６時間浸漬した。その後、溶湯から取り
出された試験片を希硫酸にて洗滌し、試験片に付着して
いる亜鉛を溶解した。そして、溶湯に浸漬前後の試験片
の重量差から減量速度が求められ、耐腐食性の目安とし
た。

上記引張り試験、及び上記耐腐食性試験の結果を表１に
示す。表中の、Ｍｏ７０，７５，１００゜０重量％の材
料、及び硬質黒鉛は、比較の為の参考例である。

表　　　１（ＩｌｂＭＵ！Ｌ）Ｍｏの重量％が小さくなるにつれ、焼結材の機械的強度
は大きくなる。

一方、溶融亜鉛に対する焼結材の耐腐食性は、Ｍｏ６０
〜５重量％残部重量％酸範囲内で著しく改善されており
、更に焼結材は上記組成範囲内で著しく改善されており
、更に焼結材は上記組成範囲内でカーボンに比べて伸び
については同等であるが５倍〜８倍の引張り強さを示す
ことが判る。

（実施例２）本発明の実施例２に係る耐腐食性材料はＭｏ−Ｗ合金か
らなる圧延材によって形成される。この場合圧延機は、
実施例１で製造された鋳塊と同様な焼結法により製造さ
れたインゴットを約９００〜１５００℃で熱間圧延して
、２鰭厚の板に仕上げることにより得られた。この圧延
材の機械的強度については実施例１と同様なＪＩＳ　Ｂ
−７７０２試験片の引張り試験により、また、耐腐食性
についても実施例１と同様な、温度６９５℃±１０℃の
溶湯に上記圧延材の試片の全表面を浸漬し、重量差を測
定する方法からｉｔ速度が求められた。上記引張り試験
及び上記耐食性試験の結果を表２に示す。表中の、Ｍｏ
　　７０．７５，１００．Ｏ，重量％の材料及び硬質黒
鉛は、比較の為の参考例である。

表　　　２　　　　　　（旦ｉオ）表２からも明らかな通り、Ｍｏの重量％が小さくなるに
つれて、圧延材の機械的強度は大きくなる。

一方Ｍｏ６０〜５重量％、残部Ｗの化学組成の合金は溶
融亜鉛に対して、実施例１における試験結果と同様に、
極めそ優れた耐腐食性を示し。且つ引張り試験において
１％以上の伸びを示すことが判明した。上記組成範囲内
の化学組成を有する圧延材の引張り強さはカーボンに比
べて２０倍〜２８倍であった。

第１図には焼結材の引張２９強さとＭｏの含有量との関
係が曲線１１で示され他方、実施例２の圧延材の引張り
強さとＭｏの含有量が曲線１２で示されている。

また、第２図には、焼結材の減量速度とＭｏの含有量と
の関係が曲線Ｉ３で示され、更に、圧延材の減量速度と
Ｍｏの含有量との関係が曲線１４で示されている。減量
速度は耐腐食性を規定する因子であり、減量速度の値が
小さい程、耐腐食性が優れていることを示す。

上記焼結材及び圧延材は、実施例１番こ、関連して説明
したように、粉末冶金法で製造されているが、エレクト
ロンビームやアーク溶解法により製造された材料につい
ても、機械的強度が大きく、優れた耐腐食性を示す結果
が得られた。

〔効果〕

以上述べたとおり、本発明においては、Ｍｏ６０〜５重
世％で残部がＷの化学組成の合金であれば、製法が粉末
冶金法又は溶解法による焼結物、鋳塊、あるいは鋳塊か
ら鍛造、圧延等の塑性加工された部品すべてに適用でき
る耐腐食性材料が得られる。

この耐腐食性材料は、溶融亜鉛に対する耐腐食性におい
て優れ、さらに機械的特性において極めて優れている。

したがって亜鉛の精錬、合金鋳造や亜鉛メツキ等の溶融
装置の部品の寿命が長くなり、亜鉛等の金属製品の生産
コストを低減することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図　本発明の実施例に係る合金の引張り強度を示す
図、第２図　本発明の実施例に係る合金の減量速度示す図で
ある。第１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ｍｏが６０〜５重量％で残部がＷの化学組成を有
する合金によって形成されていることを特徴とする耐腐
食性材料。
（２）溶融金属に浸漬される部品として使用されること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の耐腐食性材料
。
（３）粉末冶金法により、焼結材の形に成形されている
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載
の耐腐食性材料。
（４）塑性加工材の形に成形されていることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の耐腐食性材料。