JPH10121101A - 電気めっき用通電ロール - Google Patents

電気めっき用通電ロール

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JPH10121101A
JPH10121101A JP27910796A JP27910796A JPH10121101A JP H10121101 A JPH10121101 A JP H10121101A JP 27910796 A JP27910796 A JP 27910796A JP 27910796 A JP27910796 A JP 27910796A JP H10121101 A JPH10121101 A JP H10121101A
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JP
Japan
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powder
corrosion
gas
electroplating
less
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Application number
JP27910796A
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English (en)
Inventor
Shingo Izumi
真吾 泉
Masatoshi Ayagaki
昌俊 綾垣
Masahiro Hirata
雅裕 平田
Yasuhiro Tsumura
康浩 津村
Kiyoto Hirata
清人 平田
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ピット腐食を大幅に改善したHIP製電気め
っき用通電ロールを提供すること。 【解決手段】 重量%で、C≦0.020%、Si≦
0.20%、Mn≦0.20%、Cr:20〜28%、
Mo:5〜20%、Nb:3〜5%、Al≦0.50
%、Ti≦1.50%、O≦200ppm、残部Niよ
りなる合金粉末の窒素ガスアトマイズ粉末の焼結体であ
り、且つ使用する粉末内部の閉塞ポアの平均径10μm
以下のものを5個/mm2 以下にしたことを特徴とする
電気めっき用通電ロール。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋼板表面に電気め
っきを施すために使用する通電ロールに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、電気メッキに使用される通電ロー
ルはCrやMoによって高合金化したNi基鋳造材が使
用されてきたが、高合金化に伴う偏析に起因する耐電気
腐食性、強度等の特性劣化や、耐摩耗性不足から、これ
らの要求を満足するために、例えば、特開平6−248
493号公報には、Cr:30重量%以下、Mo:12
重量%以下、必要に応じてNb,Fe,W,Cu,V等
の添加元素を5重量%含み、残部がNiからなる合金粉
末の焼結体であり、かつ、焼結体の平均結晶粒径が15
μm以下で、結晶粒内、粒界に化合物を析出させない組
織である電気メッキ用通電ロールが開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述した特開平6−2
48493号公報は耐摩耗性等は優れているが、しか
し、このHIP製コンダクターロールを実機で使用した
結果、ピット状の孔食が発生し、特に長期間使用すると
ピット腐食が増大し、メッキされる鋼板にピットマーク
が転写される。すなわち、HIP化により上記特許のメ
リットは得られているが、ピット腐食により完全に性能
が発揮できないという問題がある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上述したような問題を解
消するべく、発明者らは鋭意検討した結果、原料粉末内
部の閉塞ポアや介在物がピット腐食の原因であることを
突き止め、それらの対策をすることによりピット腐食を
大幅に改善したHIP製コンダクターロールを提供する
ことにある。その発明の要旨とするところは、重量%
で、C≦0.020%、Si≦0.20%、Mn≦0.
20%、Cr:20〜28%、Mo:5〜20%、N
b:3〜5%、Al≦0.50%、Ti≦1.50%、
O≦200ppm、残部Niよりなる合金粉末の窒素ガ
スアトマイズ粉末の焼結体であり、かつ使用する粉末内
部閉塞ポアの平均粒径10μm以下のものを5個/mm
2 以下にしたことを特徴とする電気めっき用通電ロール
にある。
【0005】以下、本発明について詳細に説明する。図
1は合金粉末製造およびその焼結体の模式図である。図
1(a)に示すように、溶解材1を噴射ノズル2よりガ
スアトマイズ法を用いて急速凝固させて合金粉末3を製
造する。この粉末を製造する時に噴霧ガス巻き込みによ
り、図1(b)に示すように、閉塞ガスポア4が生ずる
ことがある。これを図1(c)に示すように、軟鋼など
の金属容器に真空封入後、高温下で高圧を作用させて被
処理体を高密度焼結する。いわゆる、これが熱間等方加
圧(HIP)処理と言われ、例えば1000〜2000
kgf/cm2 といった大きな圧力を作用させて焼結体
を製造する。このHIP処理中に粉末の閉塞ガスポア4
は収縮するが、内部ガス圧により、完全に除去すること
はできない。
【0006】図2はこの閉塞ポア内在する焼結体のピッ
ト腐食発生メカニズムの模式図である。図2に示すよう
に、HIP処理した焼結体の断面が図2(a)である。
収縮したポアの一部が表面に露出し、この露出部5が電
気めっき用通電ロールとして使用中に表面が図2(c)
に示すように、腐食進行が行われピット腐食が発生する
ものであると推定される。すなわち、ポア部分の選択腐
食によって収縮ポアの拡大及び孔食現象に結び付きピッ
ト腐食となる。これらの粉末ポアをなくすためには、粉
末製造時の噴霧ガスをArからN2 ガスに変更すること
により、内部ガスが殆どなくなることを見だした。
【0007】図3は本発明に係る粉末噴霧ガスの粉末内
閉塞ポア状況を示す顕微鏡写真である。粉末内閉塞ポア
は殆ど認められない。また、粉末をHIP焼結すること
により閉塞ポアはミクロポアへと収縮し、顕微鏡観察で
も非常に確認がしにくくなるため、焼結材にTIGビー
ドを置き、一部再溶解させることにより、焼結材内部の
内在ガスポアをブローホールとして現出させ、ミクロポ
ア存在量を定量的に評価した。本発明に係る粉末を使用
した場合は図4に示すように、ブローホールは認められ
ず、焼結材中の内在ガスが少ないことが判る。
【0008】これに対して、図5は従来の粉末噴霧ガス
の粉末内閉塞ポア状況を示す顕微鏡写真であり、また、
図6は従来の粉末噴霧ガスの焼結材をTIG溶解した時
に見られる内在ガス(ミクロポア)状況を示す顕微鏡写
真である。これらのことから、粉末製造時に噴霧ガスと
してArを使用した従来の場合には、図5に示すよう
に、粉末内閉塞ポアが多数観察されるに対して、本発明
に係る噴霧ガスをN2 に変えた場合には殆ど粉末内閉塞
ポアは認められない。また、HIP焼結部へのTIG溶
接ビード施工後の顕微鏡写真である図4及び図6におい
ても、従来の焼結材内在ガス(ミクロポア)が多く現出
されているのに対して、図4では殆ど焼結材内在ガスは
認められない。
【0009】以下、本発明の合金を構成する成分組成を
定めた理由について説明する。 C≦0.020% Cは、出来る限り少量を含有させることが望ましい。そ
の含有により炭化物が析出し、耐食性の劣化があるの
で、0.020%以下に限定した。 Si≦0.20% Siは金属間化合物の構成元素であるため、可能な限り
少ない方が良い。しかしながら、脱酸および、アトマイ
ズ粉末製造時のノズル閉塞を防止するため、湯流れを良
好にする必要がある。従って、0.20%以下に限定し
た。
【0010】Mn≦0.20% Mnは、Siと同じく製造方法によっては脱酸、湯流れ
性を向上させる作用があるが、合金の耐食性を低下する
ようになることから、その含有量を0.20%以下に限
定した。 Cr:20〜28% Crは基地に固溶して耐食性を高め、特に耐硫酸腐食性
の向上に著効を示す。この効果は、20%以上の添加に
より得られ、添加増量により効果は増大するが、28%
を超えるとσ相系の金属間化合物の過剰生成に伴う脆化
を招き、焼結処理後の冷却過程や機械加工時に割れを生
じ易くなるので28.0%を上限とした。
【0011】Mo:5〜20% MoはCrと同様に基地に固溶して耐食性を高める。ま
た、基地中にσ相系の金属間化合物を形成し、耐摩耗性
を高まる。これらの効果を得るために少なくとも5%の
添加を必要とする。しかし、20.0%を超えると金属
間化合物の過剰生成に伴う脆弱化を来たすので20.0
%を上限とした。
【0012】Nb:3〜5% NbはCrと共に共存することによりマトリックスの中
に固溶し、腐食速度を著しく遅くすると共に不慟態化皮
膜を強靱にする外、Cを固着する効果がある。さらに、
Ni基合金中では金属間化合物γ〃を生成しロール硬さ
が向上する。その効果は3%以上の添加により得られ、
添加の増量に伴って増大するが、5%を超えると効果が
飽和する。また、Nbの大幅な増量は機械加工性を低下
させ、金属間化合物の過剰生成による脆化および耐食性
の低下を招くことから上限を5%とする。
【0013】Al≦0.50%、Ti≦1.50% Al,Tiには脱酸、脱窒の効果があり、さらに金属間
化合物の析出を促進させ、合金の強度および硬さを向上
させる作用があるが、各々0.50%、1.50%を超
えると金属間化合物の析出過剰による脆性の低下、耐食
性の劣化を招く。そこで、これらの元素の含有量はそれ
ぞれ0.50%以下および1.50%以下に限定した。 O≦200ppm Oは、粉末粒界(PPB)に酸化物として存在すること
により、使用中のピット腐食の原因となる。従って、2
00ppm以下に抑えて酸化物の生成を防止し、ピット
耐食の生成を抑制するものである。従って、200pp
mに限定した。
【0014】使用粉末において粉末内部の平均閉塞ポア
粒径を10μm以下とし、かつその数量を5個/mm2
以下としたのは、発明者が数々の粉末を適用した実機評
価を行った結果、使用する粉末が平均10μmを超える
閉塞ポアを有し、その数が5個/mm2 超の場合、実機
使用時において粉末内閉塞ポアの数とほぼ一致する多数
のピット腐食がロール全面に発生し、被メッキ鋼板上に
このピット模様が転写されることによりメッキ鋼板品質
を著しく害することを見い出したことによる。すなわ
ち、平均10μm超の閉塞ポアはHIP焼結によって見
掛け上小さくなるが、内在ガスを保持したミクロ孔とし
て存在しており、ピット腐食の起点となりうるものであ
る。従って、ピット腐食を防止し、メッキ鋼板品質を確
保するため粉末内部の平均閉塞ポア粒径を10μm以下
とし、かつその数量を5個/mm2以下に限定した。
【0015】
【実施例】以下、本発明について実施例によって具体的
に説明する。供試材として、表1に示す化学成分を有す
る合金粉末を窒素ガスによりアトマイズされた粉末は粉
末内部閉塞ポアの平均径10μm以上のものは5/mm
2 個以下を満足していた。この粉末合金を120〜15
0MPaの圧力下で1040〜1200℃で3時間、H
IP処理して、60mm径で100mm長さの通電ロー
ル試験片を得た。その結果を表2に示すような浸漬腐食
試験、通電腐食試験、硬さ、電気抵抗及びピット腐食状
況で示した。
【0016】なお、浸漬腐食試験は液組成:ZnSO4
6g/l、Na2 SO4 100g/l、温度:60℃、
日数:25日での腐食速度10-5g/m2 ・hrで示
す。また、通電腐食試験は液組成:Fe2 (SO4 3
3.5g/l、Na2 SO4 100g/l、温度:60
℃、時間:8時間、パルス:ON、0.2sec、OF
F 0.5sec、電流:2.6A/cm2 、電極:カ
ソード/試験片、アノード/ptで行い、その時の腐食
速度10-3g/m2 ・hrで示した。その結果、本発明
においてはピット腐食は見られなかった。これに対し、
噴霧ガスとしてArを用いた場合、使用粉末内の閉塞ポ
アにより比較例5、6に示すようにコンダクターロール
の実機使用においてピット腐食が発生した。また、比較
例7、8に示すように本発明範囲外の成分において製造
したコンダクターロールにおいては、噴霧ガスに関わら
ず腐食性の金属間化合物が多数析出し実機使用において
多数のピット腐食が発生した。
【0017】
【表1】
【0018】
【表2】
【0019】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によって、ピ
ット腐食が大幅に低減することが可能となり、電気めっ
き用コンダクターロールとして連続操業の延長を図るこ
とが出来る工業上極めて有利なロールを提供することに
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】合金粉末製造時の焼結体の模式図である。
【図2】ピット腐食発生メカニズムの模式図である。
【図3】本発明に係る粉末噴霧ガスの粉末内閉塞ポア状
況を示す顕微鏡写真である。
【図4】本発明に係る粉末噴霧ガスの焼結材内在ガス
(ミクロポア)状況を示す顕微鏡写真である。
【図5】従来の粉末噴霧ガスの粉末内閉塞ポア状況を示
す顕微鏡写真である。
【図6】従来の粉末噴霧ガスの焼結材内在ガス(ミクロ
ポア)状況を示す顕微鏡写真である。
【符号の説明】
1 溶射材 2 噴射ノズル 3 合金粉末 4 閉塞ガスポア 5 露出部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 津村 康浩 愛知県東海市東海町5−3 新日本製鐵株 式会社名古屋製鐵所内 (72)発明者 平田 清人 愛知県東海市東海町5−3 新日本製鐵株 式会社名古屋製鐵所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で、 C≦0.020%、 Si≦0.20%、 Mn≦0.20%、 Cr:20〜28%、 Mo:5〜20%、 Nb:3〜5%、 Al≦0.50%、 Ti≦1.50%、 O≦200ppm 残部Niよりなる合金粉末の窒素ガスアトマイズ粉末の
    焼結体であり、かつ使用する粉末内部閉塞ポアの平均径
    10μm以下のものを5個/mm2 以下にしたことを特
    徴とする電気めっき用通電ロール。
JP27910796A 1996-10-22 1996-10-22 電気めっき用通電ロール Pending JPH10121101A (ja)

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JP27910796A JPH10121101A (ja) 1996-10-22 1996-10-22 電気めっき用通電ロール

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ID=17606521

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002302726A (ja) * 2001-04-05 2002-10-18 Daido Steel Co Ltd 高硬度高耐食性Ni基合金

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002302726A (ja) * 2001-04-05 2002-10-18 Daido Steel Co Ltd 高硬度高耐食性Ni基合金

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20030506