JPH0230374B2

JPH0230374B2 -

Info

Publication number: JPH0230374B2
Application number: JP59068202A
Authority: JP
Inventors: Kohei Imamura; Shoichi Tatsuta; Katsunobu Segawa; Kazuto Terai; Takao Takayama
Original assignee: Daido Steel Co Ltd; Nippon Steel Corp
Current assignee: Daido Steel Co Ltd; Nippon Steel Corp
Priority date: 1984-04-05
Filing date: 1984-04-05
Publication date: 1990-07-05
Also published as: JPS60211030A

Description

【発明の詳細な説明】【産業上の利用分野】

本発明は、鋼板の薄板に電気亜鉛メツキを施す
のに使用する通電ロールの改良に関する。

【従来の技術】

近年、亜鉛メツキ鋼板の製造に、電気メツキが
多用されるようになつた。電気亜鉛メツキは、亜
鉛イオンの存在する水溶液中に浸漬された通電ロ
ールに薄板を接触させながら通過させることによ
つて行なう。この通電ロールは、通電下で酸性な
ど苛酷な条件の水溶液中にあつて、高速で通過す
る鋼板と接触するため、高い耐摩耗性と耐食性と
が要求される。従来、このロール材料としては、SUS316やNi
基台金、あるいはNi−Cr−Mo合金（たとえば特
開昭57−60044号）が使用されてきたが、前二者
は耐摩耗性が不十分であつて、たとえば７日間程
度の短期間の使用でロール表面に著しい肌荒れが
生じ、再研磨の必要がある。後者は、これより長
期にわたつて使用できるが、使用原料、とくに
Moが高価であるため、ロールはきわめて高価な
ものとなる。

【発明が解決しようとする課題】

本発明の目的は、Ni−Cr−Mo合金の耐食耐摩
耗性を低下させることなく、高価なMoの使用量
を低減した電気亜鉛メツキ用の通電ロールを提供
することにある。

【課題を解決するための手段】

発明者らは、Ni−Cr−Mo合金において、Crを
ある程度以上に増量し、若干のNb＋Taを添加す
ることにより、上記の目的が達成できることを見
出した。上記の知見にもとづく本発明の電気亜鉛メツキ
用ロールは、基本的には、Ｃ：0.10％以下、
Mn：2.0％以下、Cr：20.0〜30.0％、Mo：7.0〜
12.0％、ならびに、Nbおよび（または）Ta：1.5
〜5.0％を含有し、Fe：5.0％以下、Si：2.0％以下
であつて、残部が実質的にNiからなる合金で製
造したことを特徴とする。本発明の電気亜鉛メツキ用ロールの材料とする
合金は、上記の基本組成に加えて、さらに下記の
添加元素のグループ〜からえらんだものを、
一または二以上含有してもよい。 () Mg：0.1％以下、Zr：0.1％以下およびＢ：
0.01％以下の１種または２種以上 () Ｎ：0.2％以下およびCu：2.0％以下の１種
または２種以上 () Ｖ：3.0％以下およびＷ：3.0％以下の１種
または２種

【作用】

上記の合金組成を選択した理由は、つぎのとお
りである。まず基本組成についていえば、Ｃ：0.10％以下Ｃはロールに硬さを与え、含有量が増加するに
従つて硬さが高くなり耐摩耗性はよくなるが、一
方で耐食性は低くなる傾向があるので、0.10％ま
でとする。 Mn：2.0％以下熱間加工性をよくする元素であるが、2.0％を
超える存在は耐食性を損う。 Cr：20.0〜30.0％ NiおよびMoとともにマトリクスを構成し、強
固な不動態化被膜を形成して高い耐食性を実現す
る。この効果は20％以上のCrの存在より著しく
なるが、30.0％を超えると飽和し、一方で靭延性
が低下する。Ni−Cr−Mo合金において、Cr量を
高めることにより相対的に低いMo含有量でも耐
食性が得られる事実を示せば、添付図面のグラフ
のとおりである。グラフの「通電下腐食量」は、
後に実施例に関して説明するが、亜鉛メツキ液中
で通電状態においたときの腐食量である。Crの
含有量が17.5％の場合は、Moが18％以上あつて
もなお腐食量が大きいが、Cr：21〜23％の合金
にあつては、Moが７〜８％程度で、はるかに低
い腐食量が実現することが理解されるであろう。 Mo：7.0〜12.0％耐食性にとつて最も重要な元素であるが、高価
なため、なるべく低い含有量に止めたいことは、
前記のとおりである。本発明のロールの材料は20
％以上のCrを含有するので、Moの効果は、上記
したグラフにみるとおり、7.0％以上の含有量で
得られる。耐食性はMoの増加とともに増大する
が、これもグラフに示すように12％内外で飽和
し、しかも靭延性の低下がはじまる。 Nbおよび（または）Ta：1.5〜5.0％これらはいずれも炭化物を形成し、結晶粒界へ
のCr炭化物の析出を防止し、耐食性の向上に寄
与する。また、加工硬化を促進して耐摩耗性を向
上させるためにも必要な元素である。これらの効
果は1.0％以上の添加で得られ、とくに1.5％以上
で顕著になるが、5.0％を超えると飽和する。 Ni：残部マトリクスをオーステナイト組織とし、かつ耐
食性を向上させるために必要である。40％以上の
存在が望ましい。上記合金元素のほか、Fe、SiおよびCoは不純
物として、下記の限度内で存在が許容される。 Fe：5.0％以下耐食性の低めるので有用な存在ではないが、
5.0％まではさしつかえない。 Si：2.0％以下脱酸に必要であるが、含有量が2.0％を超える
と靭延性が劣る。 Co：5.0％以下 Coは、Ni中の不純物として含まれることが多
いが、合金基準で5.0％以内は許容される。前記した任意添加元素の役割と組成範囲の限定
理由は、つぎのとおりである。 () Mg：0.1％以下、Zr：0.1％以下脱酸と作用
と同時に結晶粒を微細化する効果を有し、熱間
加工性を改善する。0.1％を超える添加は、そ
れ以上の利益をもたらさない。Ｂ：0.01％以下 MgおよびZrと同様に、結晶粒微細化効果が
ある。上記の限度を超えて添加すると、金属間
化合物が形成し、脆化を招く。 () Ｎ：0.2％以下耐食性、とくにロールの使用環境である硫酸
亜鉛溶液中での耐孔食性を高める。多量になる
と窒化物を形成し、0.2％を超えるとかえつて
耐食性が悪くなる。 Cu：2.0％以下Ｎと同様の耐食性向上効果があるが、熱間加
工性をそこなうので、2.0％までの添加に止め
る。 () Ｖ：3.0％以下、Ｗ：3.0％以下これらは、前記したNbやTaと同様の作用を
する。その効果は、3.0％を超えると飽和する。上記の合金材料から電気亜鉛メツキ用通電ロー
ルを製造するには、既知の方法、たとえば鋳造−
熱間鍛造−機械加工によればよい。その際、温間
（たとえば500〜800℃）または冷間の表面加工
（プレスまたは表面打撃）により表面に加工歪み
を与え、結晶粒を微細化して表面硬度を高めるこ
とが好ましい。いずれの製法によるにせよロール
機械加工により仕上げる必要があるので、数mmの
削りしろをとつても効果が残るような厚さに、上
記の硬化を実現させるべきである。表面の硬化
は、耐食性の若干の低下をひきおこすことがある
が、耐摩耗性の向上が著しく、この利益は耐食性
低下の不利益を十分に補うものである。従つて、
温間または冷間の表面加工は一般に有用というこ
とができるが、その採否はロールの使用条件に応
じて決定すればよいことは容易に理解されるであ
ろう。

【実施例】

本発明に従つてMoの使用量を減らしてコスト
を低減したロールが、従来のNi−Cr−Mo合金に
匹敵する耐食性耐摩耗性を有することを、下記の
実施例により実証する。第１表に示す組成の合金を溶製した。 No.１〜６は本発明に従う合金組成の材料であ
り、No.11は従来のNi合金、No.12は従来のNi−Cr
−Mo合金であり、 No.21は比較例である。各供試材について、硬さ（ビツカース硬さ）、
比抵抗、および通電下での腐食量を測定した。通電下の腐食量は、 (1) 稀硫酸…（H₂SO₄：22ｇ＋Na₂SO₄：100
ｇ）／ (2) 亜鉛メツキ液…（H₂SO₄：22ｇ＋Fe₂
（SO₄）₃：75ｇ）／に浸漬（液温はいずれも50℃）した供試材を陰極
として、電流密度100ｍＡ／cm²で７日間通電し、
減量を測定することによつて決定した。前記の合金のうちNo.４、No.６、No.11およびNo.12
の材料から、電気亜鉛メツキ用の通電ロールを製
造した。No.６の材料は、下記の２種の製法でロー
ルにした。 (6A) 鋳造−熱間加工（プレス鍛造）−機械加工 (6B) 鋳造−熱間加工（同上）−冷間プレス鍛造
（表面層の硬化）試作したロールは、実機テストとして電気亜鉛
メツキ槽に使用し、５日後にとり出して、ロール
中央部における最大腐食摩耗量をしらべた。以上の結果を、第２表に示す。

【表】

【発明の効果】

本発明の電気亜鉛メツキ用ロールは、従来品よ
り多量のCrを含有させることによつてMoの必要
量を減少させたものであつて、コストの大幅な低
下にもかかわらず、高価な従来材にまさるとも劣
らない耐食耐摩耗性を有する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の効果を示すものであつて、Ni
−Cr−Mo合金を亜鉛メツキ液中で通電状態にお
いたときの、腐食量とMoの含有量との関係を、
高低２種のCr含有量の合金についてプロツトし
たグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】１Ｃ：0.10％以下、Mn：2.0％以下、Cr：20.0
〜30.0％、Mo：7.0〜12.0％、ならびに、Nbおよ
び（または）Ta：1.5〜5.0％を含有し、Fe：5.0
％以下、Si：2.0％以下であつて、残部が実質的
にNiからなる合金で製造した電気亜鉛メツキ用
ロール。２Ｃ：0.10％以下、Mn：2.0％以下、Cr：20.0
〜30.0％、Mo：7.0〜12.0％、Nbおよび（また
は）Ta：1.5〜5.0％、ならびに、Mg：0.1％以
下、Zr：0.1％以下およびＢ：0.01％以下の１種
または２種以上を含有し、Fe：5.0％以下、Si：
2.0％以下であつて、残部が実質的にNiからなる
合金で製造した電気亜鉛メツキ用ロール。３Ｃ：0.10％以下、Mn：2.0％以下、Cr：20.0
〜30.0％、Mo：7.0〜12.0％、Nbおよび（また
は）Ta：1.5〜5.0％、ならびに、Ｎ：0.20％以下
およびCu：2.0％以下の１種または２種を含有し、
Fe：5.0％以下、Si：2.0％以下であつて、残部が
実質的にNiからなる合金で製造した電気亜鉛メ
ツキ用ロール。４Ｃ：0.10％以下、、Mn：2.0％以下、Cr：20.0
〜30.0％、Mo：7.0〜12.0％、Nbおよび（また
は）Ta：1.5〜5.0％、ならびに、Ｖ：3.0％以下
およびＷ：3.0％以下の１種または２種を含有し、
Fe：5.0％以下、Si：2.0％以下であつて、残部が
実質的にNiからなる合金で製造した電気亜鉛メ
ツキ用ロール。