JPH0516212Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0516212Y2 JPH0516212Y2 JP1987127851U JP12785187U JPH0516212Y2 JP H0516212 Y2 JPH0516212 Y2 JP H0516212Y2 JP 1987127851 U JP1987127851 U JP 1987127851U JP 12785187 U JP12785187 U JP 12785187U JP H0516212 Y2 JPH0516212 Y2 JP H0516212Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- roll
- zinc
- coating layer
- ceramic
- pick
- 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 - Lifetime
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Landscapes
- Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
- Coating With Molten Metal (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本考案は、溶融亜鉛めつきにおけるめつき浴槽
から導出された亜鉛めつき鋼板の搬送ラインに配
設されるハースロールやピンチロール等、また亜
鉛蒸着装置における真空蒸着室の入・出口に、ガ
イドロールの役目を兼ねて設置されるシールロー
ル等として使用されるロールの耐ピツクアツプ性
の改良に関する。 〔従来の技術〕 溶融亜鉛めつき浴槽から導出された亜鉛めつき
鋼板の搬送ラインに配設されるハースロール、ピ
ンチロール等や、真空蒸着装置における真空蒸着
室のシールロール等として、従来より各種の鉄
基、合金ロール（例えば、Cr−Mo系合金鋼ロー
ル）が使用されている。 〔考案が解決しようとする問題点〕 亜鉛めつきラインのハースロールやピンチロー
ルは、高温の亜鉛めつき鋼帯と接触すると、その
ロール表面に亜鉛が転着する。この亜鉛の転着
は、亜鉛めつき鋼帯の搬送速度とロール周速度と
に速度差がある場合に顕著に生じる。ロール表面
に転着した亜鉛はロールとの接触界面での拡散に
より強固に接着し、亜鉛めつき鋼帯の連続的な接
触により亜鉛の転着が進行する結果、平滑である
べきロール表面に凹凸や疵が生じる。この現象を
ピツクアツプと称している。この亜鉛のピツクア
ツプ現象は高温度（概ね、200℃以上）において
顕著である。ロール表面に亜鉛がピツクアツプさ
れると、後続する亜鉛めつき鋼板の表面に凹凸疵
や線状疵等の欠陥が生じる原因となる。また、鋼
帯の連続送給下に、鋼帯表面に亜鉛の蒸着膜を形
成する亜鉛蒸着装置におけるシールロールについ
ても、そのロール表面に亜鉛のピツクアツプが生
じると、シール機能が低下するほか、上記と同じ
ように亜鉛蒸着鋼帯の表面品質が損なわれる。 ロール表面に鋼帯の地肌が直接接触する場合の
ロール表面の鉄分のピツクアツプ防止策として
は、ロール表面をサーメツト（例えば、アルミナ
粉末＋Co系合金、炭化クロム粉末＋ニツケル・
クロム合金等）の溶射層で被覆することが効果的
であることはよく知られている。しかし、そのコ
ーテイング層は亜鉛のピツクアツプ防止について
は殆ど効果がない。 本考案は上記に鑑み、亜鉛のピツクアツプを効
果的に防止することができるロールを提供しよう
とするものである。 〔問題点を解決するための手段および作用〕 本考案は、ロール表面に対する亜鉛のピツクア
ツプが、亜鉛付着膜とロール表面との接触界面に
おける拡散に依存していること、従つてその界面
に拡散障壁を設けて、付着亜鉛とロール金属構成
元素の相互拡散を阻止することにより亜鉛のピツ
クアツプを防止し、もしくは最小限に抑制するこ
とができることに着目し、種々研究を重ねた結
果、その拡散障壁としてCr3C2セラミツク層が効
果的であること、またロールの使用条件により、
サーメツトを中間層としてその上にCr3C2セラミ
ツク層を形成することにより熱衝撃や機械衝撃に
耐える十分な密着性を付与し得ること等の知見を
得て完成されたものである。 本考案の耐亜鉛ピツクアツプ性ロールは、金属
基材表面にCr3C2セラミツクからなる被覆層が施
されていることを特徴としている。 第１図は本考案ロールの断面構造の例を模式的
に示している。(1)は金属基材であるロール本体胴
部、３はCr3C2セラミツク被覆層（以下、単に
「セラミツク被覆層」ともいう）である。 被覆層３をCr3C2セラミツクで形成することと
したのは、このものが亜鉛に対し拡散障壁として
すぐれた効果を示し、また耐摩耗性および耐熱性
にもすぐれているからである。 上記被覆層３は、例えば溶射法等により形成す
ることができる。その層厚はロールの使用条件等
に応じて適宜決められるが、あまり厚くすると、
外側面と内側面との温度差等により、亀裂・剥離
が生じ易くなるので、概ね100μm以下であること
が好ましい。通常は、約20〜40μm程度の層厚で
あれば十分である。 セラミツク被覆層３は、前記のようにロール本
体胴部１の表面に直接形成することができるが、
金属材料からなるロール本体胴部の熱膨張係数が
約10×10-6〜15×10-6／℃であるのに対し、セラ
ミツクのそれは６×10-6〜７×10-6／℃と、両者
間の差異が大きいので、例えば急熱・急冷をうけ
る使用条件では、熱膨張量の差に因り、セラミツ
ク被覆層に亀裂や剥離が生じることがある。この
ような場合には、ロール本体胴部１とセラミツク
被覆層３との間の熱応力緩和のために、第２図に
示すようにロール本体胴部１の表面に中間層２を
設け、その上にセラミツク被覆層３を積層形成す
るとよい。中間層２は、ロール本体胴部１とセラ
ミツク被覆層３との中間の熱膨張係数（例えば、
８×10-6〜12×10-6／℃）を有することのほか
に、硬質のセラミツク被覆層３を下面から支える
に必要な圧縮変形抵抗性と硬度を有するものであ
ることが必要である。このために、本考案は、中
間層２をサーメツト、すなわちセラミツク粒子と
結合金属とからなる複合材料を以て形成すること
とした。 サーメツトは、その熱膨張係数を結合金属の種
類やセラミツク粒子の配合割合等により調整する
ことが可能であり、またセラミツク粒子の分散強
化作用による高度の圧縮変形抵抗性と硬度を有し
ており、しかも金属材料からなるロール本体胴部
１およびセラミツク被覆層３のいずれかに対して
も良好な密着性を有する。この中間層２の材料で
あるサーメツトのセラミツク粒子は、炭化物系、
酸化物系、窒化物系等であつてよく、また結合金
属は、Cr基合金、Ni基合金、Co基合金等が適宜
選択される。その好ましいサーメツトの１例とし
て、セラミツクがクロム炭化物粒子であり、結合
金属がCr25％以下を含むCr−Ni系合金であつて、
セラミツク粒子配合割合が60〜95重量％である組
成を有するサーメツトが挙げられる。なお、中間
層２は溶射法等により形成することができる。そ
の層厚は任意であるが、あまり厚く形成すること
は経済的にむだであり、通常約50〜100μmで十分
に中間層としての効果を得ることができる。 〔実施例〕 Cr−Ni系鋼板（JIS SCH 21相当）の板面に、
サーメツトからなる中間層を形成し、または形成
することなく、Cr3C2セラミツク被覆層を形成し
て供試材（No.１〜６）を得た。また、比較例とし
て、同じCr−Ni系鋼板をサーメツトからなる被
覆層で被覆した供試材（No.11〜14）を準備した。
中間層および被覆層のいずれも溶射法により形成
した。 各供試材について、下記の亜鉛ピツクアツプ試
験および熱衝撃試験を行つた。第１表に、各供試
材の中間層および被覆層の成分組成、層厚、およ
び試験結果を示す。 〔〕 亜鉛ピツクアツプ試験 各供試材の表面に亜鉛めつき（めつき膜厚：10
〜20μm）を施し、400℃に24時間加熱保持したの
ち、供試材を切断して断面をEPMAにより元素
分析し、被覆層、中間層および鋼板内の合金元素
等と亜鉛との反応の有無および反応の進行度合に
もとづいて、被覆層の亜鉛ピツクアツプ阻止効果
を評価する。第１表中、「耐ピツクアツプ性」欄
における「○」は反応なし、「△」は若干反応あ
り、「×」は反応大、をそれぞれ意味している。 〔〕 熱衝撃試験 各供試材を、12時間を要して400℃に加熱した
のち、冷却水中に浸漬して急冷するヒートパター
ンを繰り返し、被覆層に亀裂または剥離が生じる
までの反復回数に基づいて耐亀裂性、耐剥離性を
評価する。第１表中、「耐熱衝撃性」欄は、その
反復回数による耐亀裂性および耐剥離性の評価結
果を示し、「○」は良好、「△」は普通、をそれぞ
れ意味している。 上記試験結果から明らかなように、サーメツト
を被覆層とする比較例（No.11〜15）のいずれも、
亜鉛のピツクアツプが発生しているのに対し、
Cr3C2セラミツク被覆層を有する考案例（No.１〜
６）は亜鉛との反応が略完全に遮断され、すぐれ
た耐ピツクアツプ性を有している。また、考案例
（No.１〜５）の被覆層の耐亀裂性・耐剥離性につ
いても、サーメツト被覆層と同等ないしはそれに
準ずるレベルにあることがわかる。 上記供試材のうち、考案例No.１〜３および比較
例No.11〜14のそれぞれと同じ層構成を有する溶融
亜鉛めつきライン用ハースロールを製作し、実機
使用（使用温度：約400℃）に供した結果、30日
間の連続使用時点において、比較例No.11〜14に相
当するハースロールには多量の亜鉛のピツクアツ
プが生じたのに対し、考案例No.１〜３に相当する
ハースロールは、いずれも亜鉛のピツクアツプは
皆無であり、しかも、その使用時点における考案
例No.１およびNo.３に相当するハースロールの被覆
層は亀裂・剥離が全くなく、また、No.２に相当す
るハースロールは若干の亀裂が認められたが、十
分に継続使用の可能な状態であることが確認され
た。
から導出された亜鉛めつき鋼板の搬送ラインに配
設されるハースロールやピンチロール等、また亜
鉛蒸着装置における真空蒸着室の入・出口に、ガ
イドロールの役目を兼ねて設置されるシールロー
ル等として使用されるロールの耐ピツクアツプ性
の改良に関する。 〔従来の技術〕 溶融亜鉛めつき浴槽から導出された亜鉛めつき
鋼板の搬送ラインに配設されるハースロール、ピ
ンチロール等や、真空蒸着装置における真空蒸着
室のシールロール等として、従来より各種の鉄
基、合金ロール（例えば、Cr−Mo系合金鋼ロー
ル）が使用されている。 〔考案が解決しようとする問題点〕 亜鉛めつきラインのハースロールやピンチロー
ルは、高温の亜鉛めつき鋼帯と接触すると、その
ロール表面に亜鉛が転着する。この亜鉛の転着
は、亜鉛めつき鋼帯の搬送速度とロール周速度と
に速度差がある場合に顕著に生じる。ロール表面
に転着した亜鉛はロールとの接触界面での拡散に
より強固に接着し、亜鉛めつき鋼帯の連続的な接
触により亜鉛の転着が進行する結果、平滑である
べきロール表面に凹凸や疵が生じる。この現象を
ピツクアツプと称している。この亜鉛のピツクア
ツプ現象は高温度（概ね、200℃以上）において
顕著である。ロール表面に亜鉛がピツクアツプさ
れると、後続する亜鉛めつき鋼板の表面に凹凸疵
や線状疵等の欠陥が生じる原因となる。また、鋼
帯の連続送給下に、鋼帯表面に亜鉛の蒸着膜を形
成する亜鉛蒸着装置におけるシールロールについ
ても、そのロール表面に亜鉛のピツクアツプが生
じると、シール機能が低下するほか、上記と同じ
ように亜鉛蒸着鋼帯の表面品質が損なわれる。 ロール表面に鋼帯の地肌が直接接触する場合の
ロール表面の鉄分のピツクアツプ防止策として
は、ロール表面をサーメツト（例えば、アルミナ
粉末＋Co系合金、炭化クロム粉末＋ニツケル・
クロム合金等）の溶射層で被覆することが効果的
であることはよく知られている。しかし、そのコ
ーテイング層は亜鉛のピツクアツプ防止について
は殆ど効果がない。 本考案は上記に鑑み、亜鉛のピツクアツプを効
果的に防止することができるロールを提供しよう
とするものである。 〔問題点を解決するための手段および作用〕 本考案は、ロール表面に対する亜鉛のピツクア
ツプが、亜鉛付着膜とロール表面との接触界面に
おける拡散に依存していること、従つてその界面
に拡散障壁を設けて、付着亜鉛とロール金属構成
元素の相互拡散を阻止することにより亜鉛のピツ
クアツプを防止し、もしくは最小限に抑制するこ
とができることに着目し、種々研究を重ねた結
果、その拡散障壁としてCr3C2セラミツク層が効
果的であること、またロールの使用条件により、
サーメツトを中間層としてその上にCr3C2セラミ
ツク層を形成することにより熱衝撃や機械衝撃に
耐える十分な密着性を付与し得ること等の知見を
得て完成されたものである。 本考案の耐亜鉛ピツクアツプ性ロールは、金属
基材表面にCr3C2セラミツクからなる被覆層が施
されていることを特徴としている。 第１図は本考案ロールの断面構造の例を模式的
に示している。(1)は金属基材であるロール本体胴
部、３はCr3C2セラミツク被覆層（以下、単に
「セラミツク被覆層」ともいう）である。 被覆層３をCr3C2セラミツクで形成することと
したのは、このものが亜鉛に対し拡散障壁として
すぐれた効果を示し、また耐摩耗性および耐熱性
にもすぐれているからである。 上記被覆層３は、例えば溶射法等により形成す
ることができる。その層厚はロールの使用条件等
に応じて適宜決められるが、あまり厚くすると、
外側面と内側面との温度差等により、亀裂・剥離
が生じ易くなるので、概ね100μm以下であること
が好ましい。通常は、約20〜40μm程度の層厚で
あれば十分である。 セラミツク被覆層３は、前記のようにロール本
体胴部１の表面に直接形成することができるが、
金属材料からなるロール本体胴部の熱膨張係数が
約10×10-6〜15×10-6／℃であるのに対し、セラ
ミツクのそれは６×10-6〜７×10-6／℃と、両者
間の差異が大きいので、例えば急熱・急冷をうけ
る使用条件では、熱膨張量の差に因り、セラミツ
ク被覆層に亀裂や剥離が生じることがある。この
ような場合には、ロール本体胴部１とセラミツク
被覆層３との間の熱応力緩和のために、第２図に
示すようにロール本体胴部１の表面に中間層２を
設け、その上にセラミツク被覆層３を積層形成す
るとよい。中間層２は、ロール本体胴部１とセラ
ミツク被覆層３との中間の熱膨張係数（例えば、
８×10-6〜12×10-6／℃）を有することのほか
に、硬質のセラミツク被覆層３を下面から支える
に必要な圧縮変形抵抗性と硬度を有するものであ
ることが必要である。このために、本考案は、中
間層２をサーメツト、すなわちセラミツク粒子と
結合金属とからなる複合材料を以て形成すること
とした。 サーメツトは、その熱膨張係数を結合金属の種
類やセラミツク粒子の配合割合等により調整する
ことが可能であり、またセラミツク粒子の分散強
化作用による高度の圧縮変形抵抗性と硬度を有し
ており、しかも金属材料からなるロール本体胴部
１およびセラミツク被覆層３のいずれかに対して
も良好な密着性を有する。この中間層２の材料で
あるサーメツトのセラミツク粒子は、炭化物系、
酸化物系、窒化物系等であつてよく、また結合金
属は、Cr基合金、Ni基合金、Co基合金等が適宜
選択される。その好ましいサーメツトの１例とし
て、セラミツクがクロム炭化物粒子であり、結合
金属がCr25％以下を含むCr−Ni系合金であつて、
セラミツク粒子配合割合が60〜95重量％である組
成を有するサーメツトが挙げられる。なお、中間
層２は溶射法等により形成することができる。そ
の層厚は任意であるが、あまり厚く形成すること
は経済的にむだであり、通常約50〜100μmで十分
に中間層としての効果を得ることができる。 〔実施例〕 Cr−Ni系鋼板（JIS SCH 21相当）の板面に、
サーメツトからなる中間層を形成し、または形成
することなく、Cr3C2セラミツク被覆層を形成し
て供試材（No.１〜６）を得た。また、比較例とし
て、同じCr−Ni系鋼板をサーメツトからなる被
覆層で被覆した供試材（No.11〜14）を準備した。
中間層および被覆層のいずれも溶射法により形成
した。 各供試材について、下記の亜鉛ピツクアツプ試
験および熱衝撃試験を行つた。第１表に、各供試
材の中間層および被覆層の成分組成、層厚、およ
び試験結果を示す。 〔〕 亜鉛ピツクアツプ試験 各供試材の表面に亜鉛めつき（めつき膜厚：10
〜20μm）を施し、400℃に24時間加熱保持したの
ち、供試材を切断して断面をEPMAにより元素
分析し、被覆層、中間層および鋼板内の合金元素
等と亜鉛との反応の有無および反応の進行度合に
もとづいて、被覆層の亜鉛ピツクアツプ阻止効果
を評価する。第１表中、「耐ピツクアツプ性」欄
における「○」は反応なし、「△」は若干反応あ
り、「×」は反応大、をそれぞれ意味している。 〔〕 熱衝撃試験 各供試材を、12時間を要して400℃に加熱した
のち、冷却水中に浸漬して急冷するヒートパター
ンを繰り返し、被覆層に亀裂または剥離が生じる
までの反復回数に基づいて耐亀裂性、耐剥離性を
評価する。第１表中、「耐熱衝撃性」欄は、その
反復回数による耐亀裂性および耐剥離性の評価結
果を示し、「○」は良好、「△」は普通、をそれぞ
れ意味している。 上記試験結果から明らかなように、サーメツト
を被覆層とする比較例（No.11〜15）のいずれも、
亜鉛のピツクアツプが発生しているのに対し、
Cr3C2セラミツク被覆層を有する考案例（No.１〜
６）は亜鉛との反応が略完全に遮断され、すぐれ
た耐ピツクアツプ性を有している。また、考案例
（No.１〜５）の被覆層の耐亀裂性・耐剥離性につ
いても、サーメツト被覆層と同等ないしはそれに
準ずるレベルにあることがわかる。 上記供試材のうち、考案例No.１〜３および比較
例No.11〜14のそれぞれと同じ層構成を有する溶融
亜鉛めつきライン用ハースロールを製作し、実機
使用（使用温度：約400℃）に供した結果、30日
間の連続使用時点において、比較例No.11〜14に相
当するハースロールには多量の亜鉛のピツクアツ
プが生じたのに対し、考案例No.１〜３に相当する
ハースロールは、いずれも亜鉛のピツクアツプは
皆無であり、しかも、その使用時点における考案
例No.１およびNo.３に相当するハースロールの被覆
層は亀裂・剥離が全くなく、また、No.２に相当す
るハースロールは若干の亀裂が認められたが、十
分に継続使用の可能な状態であることが確認され
た。
【表】
本考案のロールは、亜鉛のピツクアツプに対す
るすぐれた抵抗性を有しているので、高温状態で
亜鉛と接触する条件下に使用されるロールとして
好適であり、これを例えば亜鉛めつき鋼板製造ラ
インにおけるハースロールやピンチロールあるい
は亜鉛蒸着装置におけるシールロールやハースロ
ール等に適用することにより、長期に亘つて亜鉛
のピツクアツプのない平滑なロール表面を維持す
ることができ、ロールの耐用寿命改善効果が得ら
れると同時に、ロールと接触する亜鉛めつき鋼板
や亜鉛蒸着製品の表面品質の向上・安定化効果が
得られる。
るすぐれた抵抗性を有しているので、高温状態で
亜鉛と接触する条件下に使用されるロールとして
好適であり、これを例えば亜鉛めつき鋼板製造ラ
インにおけるハースロールやピンチロールあるい
は亜鉛蒸着装置におけるシールロールやハースロ
ール等に適用することにより、長期に亘つて亜鉛
のピツクアツプのない平滑なロール表面を維持す
ることができ、ロールの耐用寿命改善効果が得ら
れると同時に、ロールと接触する亜鉛めつき鋼板
や亜鉛蒸着製品の表面品質の向上・安定化効果が
得られる。
第１図、第２図の本考案の実施例を示す要部断
面図である。 １……ロール本体胴部、２……中間層、３……
セラミツク被覆層。
面図である。 １……ロール本体胴部、２……中間層、３……
セラミツク被覆層。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 １ 金属基材表面にCr3C2セラミツクからなる被
覆層が施されていることを特徴とする耐亜鉛ピ
ツクアツプ性にすぐれたロール。 ２ 金属基材表面とCr3C2セラミツクからなる被
覆層との間にサーメツトからなる中間層が形成
されていることを特徴とする実用新案登録請求
の範囲第１項に記載の耐亜鉛ピツクアツプ性に
すぐれたロール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987127851U JPH0516212Y2 (ja) | 1987-08-21 | 1987-08-21 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987127851U JPH0516212Y2 (ja) | 1987-08-21 | 1987-08-21 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6433562U JPS6433562U (ja) | 1989-03-01 |
| JPH0516212Y2 true JPH0516212Y2 (ja) | 1993-04-28 |
Family
ID=31380651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1987127851U Expired - Lifetime JPH0516212Y2 (ja) | 1987-08-21 | 1987-08-21 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0516212Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0748665Y2 (ja) * | 1989-10-25 | 1995-11-08 | トーカロ株式会社 | 溶融金属めっき浴用ロール |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57174440A (en) * | 1981-04-20 | 1982-10-27 | Nisshin Steel Co Ltd | Member for molten metallic bath |
| JPS61117260A (ja) * | 1984-11-13 | 1986-06-04 | Nippon Steel Corp | 溶融金属メツキ浴用浸漬部材 |
-
1987
- 1987-08-21 JP JP1987127851U patent/JPH0516212Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6433562U (ja) | 1989-03-01 |
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