JPH10121217A - 浸漬部品およびその製造方法 - Google Patents
浸漬部品およびその製造方法Info
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- JPH10121217A JPH10121217A JP8291236A JP29123696A JPH10121217A JP H10121217 A JPH10121217 A JP H10121217A JP 8291236 A JP8291236 A JP 8291236A JP 29123696 A JP29123696 A JP 29123696A JP H10121217 A JPH10121217 A JP H10121217A
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- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 溶融金属中に浸漬させて使用する部品に、耐
食性および耐磨耗性が要求されていた。 【解決手段】 溶融金属中に浸漬させて使用する部品1
が、その母材2の表面に溶融金属に対して耐食性に優れ
る緻密質金属層3を積層し、この金属層3上に耐磨耗性
に優れるセラミック層4を積層して形成される。
食性および耐磨耗性が要求されていた。 【解決手段】 溶融金属中に浸漬させて使用する部品1
が、その母材2の表面に溶融金属に対して耐食性に優れ
る緻密質金属層3を積層し、この金属層3上に耐磨耗性
に優れるセラミック層4を積層して形成される。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶融Alや溶融Z
n等の溶融金属中に浸漬させて使用する浸漬部品および
その製造方法に関する。
n等の溶融金属中に浸漬させて使用する浸漬部品および
その製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、連続メッキ設備等において
は、溶融Alや溶融Zn等の溶融金属中にポットロール
や軸部品を浸漬させて使用している。したがって、ポッ
トロール等の浸漬部品には、溶融金属に対する耐食性が
要求される。また、例えばポットロールは鋼板に摺動接
触し、スリーブはブッシュに摺動接触するため、浸漬部
品には耐磨耗性も要求される。これら二つの要求を満た
すため、従来、浸漬部品の表面には単層の被膜が積層さ
れており、この被膜は金属、サーメットまたはセラミッ
クにより構成されている。
は、溶融Alや溶融Zn等の溶融金属中にポットロール
や軸部品を浸漬させて使用している。したがって、ポッ
トロール等の浸漬部品には、溶融金属に対する耐食性が
要求される。また、例えばポットロールは鋼板に摺動接
触し、スリーブはブッシュに摺動接触するため、浸漬部
品には耐磨耗性も要求される。これら二つの要求を満た
すため、従来、浸漬部品の表面には単層の被膜が積層さ
れており、この被膜は金属、サーメットまたはセラミッ
クにより構成されている。
【0003】金属被膜に関する技術としては、実開平6
−20452号公報に「亜鉛連続メッキ設備用浸漬ロー
ル」に係る発明が提案されている。この発明は、「亜鉛
連続メッキ設備の亜鉛浴中に浸漬されて使用されるロー
ルの鉄鋼製本体の胴部表面にタングステン溶射層の被膜
が設けられ、好ましくは被覆の厚さが0.02ないし
1.0mmの範囲である。」ことを要旨としている。こ
の発明によれば、Co等の金属バインダーを用いること
なく、母材表面に緻密な被膜を形成して溶融亜鉛からの
浸食を防ぐとともに、被膜上に、浴中に添加されるアル
ミニウム、母材から溶出する鉄および浴の主成分たる亜
鉛との金属間化合物が析出することがなく、耐食性に優
れるというものである。
−20452号公報に「亜鉛連続メッキ設備用浸漬ロー
ル」に係る発明が提案されている。この発明は、「亜鉛
連続メッキ設備の亜鉛浴中に浸漬されて使用されるロー
ルの鉄鋼製本体の胴部表面にタングステン溶射層の被膜
が設けられ、好ましくは被覆の厚さが0.02ないし
1.0mmの範囲である。」ことを要旨としている。こ
の発明によれば、Co等の金属バインダーを用いること
なく、母材表面に緻密な被膜を形成して溶融亜鉛からの
浸食を防ぐとともに、被膜上に、浴中に添加されるアル
ミニウム、母材から溶出する鉄および浴の主成分たる亜
鉛との金属間化合物が析出することがなく、耐食性に優
れるというものである。
【0004】サーメット被膜に関する技術としては、特
開平6−322499号公報に「耐溶融亜鉛浸食性合金
およびその製法と用途」に係る発明が提案されている。
この発明は、「硼素3〜9wt%好ましくは6〜8wt
%を含むMo−B合金からなるコーティング層を有して
おり、硼素の少なくとも一部がMoBあるいはMo2B
の形で存在し、Mo基質中にMoBあるいはMo2 Bの
金属間化合物が析出した合金を形成している。」ことを
要旨としている。この発明によれば、金属間化合物の析
出相が高硬度で耐磨耗性があり、耐食性と同時に耐磨耗
性が求められる用途に好適であるばかりでなく、MoB
などの100%セラミックに比して優れるというもので
ある。
開平6−322499号公報に「耐溶融亜鉛浸食性合金
およびその製法と用途」に係る発明が提案されている。
この発明は、「硼素3〜9wt%好ましくは6〜8wt
%を含むMo−B合金からなるコーティング層を有して
おり、硼素の少なくとも一部がMoBあるいはMo2B
の形で存在し、Mo基質中にMoBあるいはMo2 Bの
金属間化合物が析出した合金を形成している。」ことを
要旨としている。この発明によれば、金属間化合物の析
出相が高硬度で耐磨耗性があり、耐食性と同時に耐磨耗
性が求められる用途に好適であるばかりでなく、MoB
などの100%セラミックに比して優れるというもので
ある。
【0005】また、セラミック被膜に関する技術として
は、特開平6−330278号公報に「耐溶融金属反応
性粉末組成物とその利用方法および利用物」に係る発明
が提案されている。この発明は、「CaO、Y2 O3 、
MgO、CeO2 およびHfO2 からなる群から選択さ
れた酸化物で完全安定化または部分安定化されたジルコ
ニア粒子が、珪酸ジルコニウム粒子と均一に混合されて
いる耐溶融金属反応性粉末組成物を溶射する前に、金属
基材上にアンダーコートを付着し、該粉末組成物をアン
ダーコート上に溶射して、X線相解析により確認される
付着状態が、ZrO2 ・x(xはCaO、Y2 O3 、M
gO、CeO2 およびHfO2 からなる群から選択され
る酸化物の少なくとも1種)とZrSiO4 および/ま
たはその分解生成物(ZrO2 およびSiO2 )とから
なる付着状態のコーティング層となるようにする。」こ
とを要旨としている。この発明によれば、耐溶融金属反
応性、耐食・耐磨耗性を有するコーティング層を形成す
ることができるというものである。
は、特開平6−330278号公報に「耐溶融金属反応
性粉末組成物とその利用方法および利用物」に係る発明
が提案されている。この発明は、「CaO、Y2 O3 、
MgO、CeO2 およびHfO2 からなる群から選択さ
れた酸化物で完全安定化または部分安定化されたジルコ
ニア粒子が、珪酸ジルコニウム粒子と均一に混合されて
いる耐溶融金属反応性粉末組成物を溶射する前に、金属
基材上にアンダーコートを付着し、該粉末組成物をアン
ダーコート上に溶射して、X線相解析により確認される
付着状態が、ZrO2 ・x(xはCaO、Y2 O3 、M
gO、CeO2 およびHfO2 からなる群から選択され
る酸化物の少なくとも1種)とZrSiO4 および/ま
たはその分解生成物(ZrO2 およびSiO2 )とから
なる付着状態のコーティング層となるようにする。」こ
とを要旨としている。この発明によれば、耐溶融金属反
応性、耐食・耐磨耗性を有するコーティング層を形成す
ることができるというものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、浸漬部品の
表面に単層の金属被膜またはサーメット被膜を積層した
場合、被膜を緻密に施工することはできるが、被膜中の
金属成分が溶融金属中に溶出してしまうため、耐食性お
よび耐磨耗性に劣るという問題があった。
表面に単層の金属被膜またはサーメット被膜を積層した
場合、被膜を緻密に施工することはできるが、被膜中の
金属成分が溶融金属中に溶出してしまうため、耐食性お
よび耐磨耗性に劣るという問題があった。
【0007】また、浸漬部品の表面に単層のセラミック
被膜を積層した場合、セラミックスは耐磨耗性は優れる
が、母材との熱膨張係数の差によって被膜に生じる貫通
クラックを無くすことは不可能であり、貫通クラックか
ら溶融金属が浸入し、母材金属が溶出して、セラミック
被膜が剥離してしまうという問題があった。
被膜を積層した場合、セラミックスは耐磨耗性は優れる
が、母材との熱膨張係数の差によって被膜に生じる貫通
クラックを無くすことは不可能であり、貫通クラックか
ら溶融金属が浸入し、母材金属が溶出して、セラミック
被膜が剥離してしまうという問題があった。
【0008】したがって、単層の金属被膜、サーメット
被膜またはセラミック被膜を積層しても、溶融Alや溶
融Zn等の溶融金属中に浸漬させて使用する部品の寿命
は、依然として短かった。
被膜またはセラミック被膜を積層しても、溶融Alや溶
融Zn等の溶融金属中に浸漬させて使用する部品の寿命
は、依然として短かった。
【0009】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、溶融金属中に浸漬させて使用する部品
の磨耗および溶損を抑制することができ、溶融金属中に
浸漬させて使用しても長寿命な浸漬部品およびその製造
方法を提供することを目的とする。
れたものであり、溶融金属中に浸漬させて使用する部品
の磨耗および溶損を抑制することができ、溶融金属中に
浸漬させて使用しても長寿命な浸漬部品およびその製造
方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明の浸
漬部品によれば、溶融金属中に浸漬させて使用する部品
の母材表面に、溶融金属に対して耐食性に優れる緻密質
金属層を積層し、該金属層上に耐磨耗性に優れるセラミ
ック層を積層したものである。
漬部品によれば、溶融金属中に浸漬させて使用する部品
の母材表面に、溶融金属に対して耐食性に優れる緻密質
金属層を積層し、該金属層上に耐磨耗性に優れるセラミ
ック層を積層したものである。
【0011】上記部品は、連続メッキ設備の浸漬ロール
として適している。
として適している。
【0012】好ましくは、上記溶融金属が溶融Alまた
は溶融Znであり、上記緻密質金属層がTiまたはCr
によって構成されるとともに、上記セラミック層が部分
安定化ZrO2 、Al2 O3 、ZrSiO4 またはこれ
らの混合物によって構成される。
は溶融Znであり、上記緻密質金属層がTiまたはCr
によって構成されるとともに、上記セラミック層が部分
安定化ZrO2 、Al2 O3 、ZrSiO4 またはこれ
らの混合物によって構成される。
【0013】また好ましくは、上記緻密質金属層および
セラミック層は、溶射法によって積層される。これら緻
密質金属溶射層およびセラミック溶射層は、50〜20
0μmの厚さで積層されることが好ましい。
セラミック層は、溶射法によって積層される。これら緻
密質金属溶射層およびセラミック溶射層は、50〜20
0μmの厚さで積層されることが好ましい。
【0014】或いは、上記緻密質金属層およびセラミッ
ク層は、蒸着法によって積層される。これら緻密質金属
蒸着層およびセラミック蒸着層は、1〜10μmの厚さ
で積層されることが好ましい。
ク層は、蒸着法によって積層される。これら緻密質金属
蒸着層およびセラミック蒸着層は、1〜10μmの厚さ
で積層されることが好ましい。
【0015】一方、本発明の浸漬部品の製造方法によれ
ば、溶融金属中に浸漬させて使用する部品の母材表面
に、溶射法により溶融金属に対して耐食性に優れる緻密
質金属溶射層を積層した後、該金属層上に、溶射法によ
り耐磨耗性に優れるセラミック溶射層を積層するように
したものである。この溶射法は、プラズマ溶射法または
爆発溶射法であることが好ましい。
ば、溶融金属中に浸漬させて使用する部品の母材表面
に、溶射法により溶融金属に対して耐食性に優れる緻密
質金属溶射層を積層した後、該金属層上に、溶射法によ
り耐磨耗性に優れるセラミック溶射層を積層するように
したものである。この溶射法は、プラズマ溶射法または
爆発溶射法であることが好ましい。
【0016】或いは、溶融金属中に浸漬させて使用する
部品の母材表面に、蒸着法により溶融金属に対して耐食
性に優れる緻密質金属蒸着層を積層した後、該金属層上
に、蒸着法により耐磨耗性に優れるセラミック蒸着層を
積層するようにしたものである。この蒸着法は、物理的
蒸着法または化学的蒸着法であることが好ましい。
部品の母材表面に、蒸着法により溶融金属に対して耐食
性に優れる緻密質金属蒸着層を積層した後、該金属層上
に、蒸着法により耐磨耗性に優れるセラミック蒸着層を
積層するようにしたものである。この蒸着法は、物理的
蒸着法または化学的蒸着法であることが好ましい。
【0017】本発明では、TiまたはCrが、耐磨耗性
には劣るが、溶融Alや溶融Zn等の溶融金属に対して
は耐食性に優れることを見い出し、溶融金属中に浸漬さ
せて使用する部品の母材表面に緻密質金属層として積層
する。さらに、緻密質金属層の上にセラミック層を積層
することにより、耐磨耗性に優れたものとする。したが
って、緻密質金属層およびセラミック層を積層した浸漬
部品は、溶融Alや溶融Zn等の溶融金属中において
も、長期間の使用に耐え得るものである。
には劣るが、溶融Alや溶融Zn等の溶融金属に対して
は耐食性に優れることを見い出し、溶融金属中に浸漬さ
せて使用する部品の母材表面に緻密質金属層として積層
する。さらに、緻密質金属層の上にセラミック層を積層
することにより、耐磨耗性に優れたものとする。したが
って、緻密質金属層およびセラミック層を積層した浸漬
部品は、溶融Alや溶融Zn等の溶融金属中において
も、長期間の使用に耐え得るものである。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明
に係る浸漬部品の断面構造を示す概略図である。図示す
るように、本実施形態の浸漬部品1は、連続メッキ設備
の浸漬ロール等のように溶融金属中に浸漬させて使用す
る部品の母材2の表面に、緻密質金属層3を積層すると
ともに、この金属層3上にセラミック層4を積層したも
のである。
を添付図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明
に係る浸漬部品の断面構造を示す概略図である。図示す
るように、本実施形態の浸漬部品1は、連続メッキ設備
の浸漬ロール等のように溶融金属中に浸漬させて使用す
る部品の母材2の表面に、緻密質金属層3を積層すると
ともに、この金属層3上にセラミック層4を積層したも
のである。
【0019】連続メッキ設備の浸漬ロール等が浸漬され
る溶融金属としては、例えば溶融Alや溶融Zn等が挙
げられる。また、溶融Alや溶融Znに対して耐食性に
優れる金属としては、例えばTiまたはCr等が挙げら
れ、TiまたはCr等により緻密質金属層3を形成す
る。さらに、セラミック層4は、高硬度で耐磨耗性に優
れており、部分安定化ZrO2 、Al2 O3 、ZrSi
O4 またはアルミナジルコン、ジルコニアジルコン等の
混合物によって構成される。
る溶融金属としては、例えば溶融Alや溶融Zn等が挙
げられる。また、溶融Alや溶融Znに対して耐食性に
優れる金属としては、例えばTiまたはCr等が挙げら
れ、TiまたはCr等により緻密質金属層3を形成す
る。さらに、セラミック層4は、高硬度で耐磨耗性に優
れており、部分安定化ZrO2 、Al2 O3 、ZrSi
O4 またはアルミナジルコン、ジルコニアジルコン等の
混合物によって構成される。
【0020】緻密質金属層3およびセラミック層4は、
プラズマ溶射法、爆発溶射法またはHVOF等の溶射法
によって積層するか、或いは物理的蒸着法(PVD)ま
たは化学的蒸着法(CVD)等の蒸着法によって積層さ
れる。
プラズマ溶射法、爆発溶射法またはHVOF等の溶射法
によって積層するか、或いは物理的蒸着法(PVD)ま
たは化学的蒸着法(CVD)等の蒸着法によって積層さ
れる。
【0021】例えばプラズマ溶射法を採用する場合に
は、浸漬部品の母材2の表面にショットブラスト処理を
施し、プラズマ溶射ガンにより100〜150℃に予熱
した後、TiまたはCrの溶射材料を使用して50〜2
00μmの厚さの緻密質金属溶射層3を積層する。さら
に、この金属層3上に、ZrO2 、Al2 O3 等の溶射
材料を使用して、電流500A、電圧65V、粉末供給
量60g/分で50〜200μmの厚さのセラミック溶
射層4を積層する。
は、浸漬部品の母材2の表面にショットブラスト処理を
施し、プラズマ溶射ガンにより100〜150℃に予熱
した後、TiまたはCrの溶射材料を使用して50〜2
00μmの厚さの緻密質金属溶射層3を積層する。さら
に、この金属層3上に、ZrO2 、Al2 O3 等の溶射
材料を使用して、電流500A、電圧65V、粉末供給
量60g/分で50〜200μmの厚さのセラミック溶
射層4を積層する。
【0022】すなわち、緻密質金属溶射層3およびセラ
ミック溶射層4の積層厚さは、50〜200μmとす
る。50μm以上の厚さにしたのは、溶射層には気孔が
多いので、50μm未満の厚さでは薄すぎて耐食性およ
び耐磨耗性の効果がないからである。一方、200μm
以下の厚さにしたのは、200μmを超えると溶射層の
施工時の残留応力が大きくなり、剥離してしまうからで
ある。
ミック溶射層4の積層厚さは、50〜200μmとす
る。50μm以上の厚さにしたのは、溶射層には気孔が
多いので、50μm未満の厚さでは薄すぎて耐食性およ
び耐磨耗性の効果がないからである。一方、200μm
以下の厚さにしたのは、200μmを超えると溶射層の
施工時の残留応力が大きくなり、剥離してしまうからで
ある。
【0023】また、PVDとしてスパッタリング法を採
用する場合には、浸漬部品の母材2の表面をアセトンに
より脱脂後、アルミナグリット(#30)を使用して、
圧力4kgでブラスト処理を施し、高周波マグネトロン
スパッタリング装置(〜3×10の−3Torr、アル
ゴンガス周波数13.56MHz、印加電圧2kVの条
件)を用い、TiまたはCrのターゲットを使用して1
〜10μmの厚さの緻密質金属蒸着層3を積層する。さ
らに、この金属層3上に、高周波マグネトロンスパッタ
リング装置(〜3×10の−3Torr、アルゴンガス
周波数13.56MHz、印加電圧2kVの条件)を用
い、弱酸素雰囲気下でZrやAl等のターゲットを使用
して、1〜10μmの厚さのセラミック蒸着層4を積層
する。
用する場合には、浸漬部品の母材2の表面をアセトンに
より脱脂後、アルミナグリット(#30)を使用して、
圧力4kgでブラスト処理を施し、高周波マグネトロン
スパッタリング装置(〜3×10の−3Torr、アル
ゴンガス周波数13.56MHz、印加電圧2kVの条
件)を用い、TiまたはCrのターゲットを使用して1
〜10μmの厚さの緻密質金属蒸着層3を積層する。さ
らに、この金属層3上に、高周波マグネトロンスパッタ
リング装置(〜3×10の−3Torr、アルゴンガス
周波数13.56MHz、印加電圧2kVの条件)を用
い、弱酸素雰囲気下でZrやAl等のターゲットを使用
して、1〜10μmの厚さのセラミック蒸着層4を積層
する。
【0024】すなわち、緻密質金属蒸着層3およびセラ
ミック蒸着層4の積層厚さは、1〜10μmとする。1
μm以上の厚さにしたのは、1μm未満の厚さでは薄す
ぎて耐食性および耐磨耗性の効果がないからである。一
方、10μm以下の厚さにしたのは、10μmを超える
と蒸着層の施工時の残留応力が大きくなり、剥離してし
まうからである。なお、PVDとして、高周波コイルに
よりプラズマ生成を容易にしたイオンプレーティング法
を採用することもできる。
ミック蒸着層4の積層厚さは、1〜10μmとする。1
μm以上の厚さにしたのは、1μm未満の厚さでは薄す
ぎて耐食性および耐磨耗性の効果がないからである。一
方、10μm以下の厚さにしたのは、10μmを超える
と蒸着層の施工時の残留応力が大きくなり、剥離してし
まうからである。なお、PVDとして、高周波コイルに
よりプラズマ生成を容易にしたイオンプレーティング法
を採用することもできる。
【0025】さらに、CVDを採用する場合には、浸漬
部品の母材2の表面をアセトンにより脱脂洗浄して成膜
室に導入し、TiCl4 またはCrI2 を水素とともに
供給し、気相反応により1〜10μmの厚さの緻密質金
属蒸着層3を積層する。さらに、この金属層3上に、Z
rCl4 やAlCl3 等を水素で希釈して、水蒸気およ
び少量の酸素とともに供給し、1〜10μmの厚さのセ
ラミック蒸着層4を積層する。
部品の母材2の表面をアセトンにより脱脂洗浄して成膜
室に導入し、TiCl4 またはCrI2 を水素とともに
供給し、気相反応により1〜10μmの厚さの緻密質金
属蒸着層3を積層する。さらに、この金属層3上に、Z
rCl4 やAlCl3 等を水素で希釈して、水蒸気およ
び少量の酸素とともに供給し、1〜10μmの厚さのセ
ラミック蒸着層4を積層する。
【0026】このように浸漬部品は、母材2の表面に緻
密質金属層3およびセラミック層4を順次積層したもの
であり、特に連続メッキ設備において使用されるが、具
体的には図2に示すサポートロール11やポットロール
12の胴部や、図3に示すスリーブ13やブッシュ14
等の軸部品に適用される。これらの部品は、溶融Alや
溶融Zn等に浸漬させて使用されるので耐食性が要求さ
れ、又、サポートロール11やポットロール12の胴部
は鋼板と摺動接触し、スリーブ13はブッシュ14と摺
動接触するので耐磨耗性が要求されるからである。な
お、図3中15は、ロール軸に固定したスリーブ13
を、ブッシュ14を介して支承するハンガーである。
密質金属層3およびセラミック層4を順次積層したもの
であり、特に連続メッキ設備において使用されるが、具
体的には図2に示すサポートロール11やポットロール
12の胴部や、図3に示すスリーブ13やブッシュ14
等の軸部品に適用される。これらの部品は、溶融Alや
溶融Zn等に浸漬させて使用されるので耐食性が要求さ
れ、又、サポートロール11やポットロール12の胴部
は鋼板と摺動接触し、スリーブ13はブッシュ14と摺
動接触するので耐磨耗性が要求されるからである。な
お、図3中15は、ロール軸に固定したスリーブ13
を、ブッシュ14を介して支承するハンガーである。
【0027】
【実施例】本発明の作用効果を確認すべく、SCH−1
3材により円柱状のサンプル(φ50×100mm)を
作製し、このサンプルの表面に、溶射法または蒸着法に
より緻密質金属層3およびセラミック層4を順次積層し
て、浸漬試験および磨耗試験を行った。
3材により円柱状のサンプル(φ50×100mm)を
作製し、このサンプルの表面に、溶射法または蒸着法に
より緻密質金属層3およびセラミック層4を順次積層し
て、浸漬試験および磨耗試験を行った。
【0028】浸漬試験は、溶融金属浴条件1(Znを浴
主成分とし、温度470℃で1000時間浸漬する。)
および溶融金属浴条件2(Alを浴主成分とし、温度6
80℃で100時間浸漬する。)でサンプルを浸漬した
後、母材溶出状態および被覆残存状況で評価した。
主成分とし、温度470℃で1000時間浸漬する。)
および溶融金属浴条件2(Alを浴主成分とし、温度6
80℃で100時間浸漬する。)でサンプルを浸漬した
後、母材溶出状態および被覆残存状況で評価した。
【0029】また、磨耗試験は、上記溶融金属浴条件1
および溶融金属浴条件2下において、SUS材(10m
m×10mm×長さ100mm)を荷重50kgでサン
プル表面に押し付けて100rpmで所定時間回転した
後、サンプル磨耗体積(mm3 )を摺動距離(mm)に
負荷荷重(kg)を乗じたものを除した値(=比磨耗
量)で評価した。その際、比磨耗量が1×10の−6乗
(mm2 /kg)以下の場合を良好(○)と判定した。
および溶融金属浴条件2下において、SUS材(10m
m×10mm×長さ100mm)を荷重50kgでサン
プル表面に押し付けて100rpmで所定時間回転した
後、サンプル磨耗体積(mm3 )を摺動距離(mm)に
負荷荷重(kg)を乗じたものを除した値(=比磨耗
量)で評価した。その際、比磨耗量が1×10の−6乗
(mm2 /kg)以下の場合を良好(○)と判定した。
【0030】下記表1は、実施例1〜5および比較例1
〜7の積層条件を示すものであり、表2は、実施例1〜
5および比較例1〜7の浸漬試験の結果、磨耗試験の結
果および総合評価を示すものである。
〜7の積層条件を示すものであり、表2は、実施例1〜
5および比較例1〜7の浸漬試験の結果、磨耗試験の結
果および総合評価を示すものである。
【0031】
【表1】
【0032】
【表2】
【0033】表1において、実施例1および実施例2
は、サンプル表面に蒸着法(PVD,CVD)により緻
密質金属層およびセラミック層を積層したものであり、
それぞれの積層厚さは1〜10μmの範囲に設定されて
いる。表2に示すように、実施例1および実施例2は、
浸漬試験では、溶融金属浴条件1および溶融金属浴条件
2において損傷は無く、又、磨耗試験では、溶融金属浴
条件1および溶融金属浴条件2において比磨耗量が1×
10の−6乗(mm2 /kg)以下の良好な値を示し、
総合評価は良好(○)であった。
は、サンプル表面に蒸着法(PVD,CVD)により緻
密質金属層およびセラミック層を積層したものであり、
それぞれの積層厚さは1〜10μmの範囲に設定されて
いる。表2に示すように、実施例1および実施例2は、
浸漬試験では、溶融金属浴条件1および溶融金属浴条件
2において損傷は無く、又、磨耗試験では、溶融金属浴
条件1および溶融金属浴条件2において比磨耗量が1×
10の−6乗(mm2 /kg)以下の良好な値を示し、
総合評価は良好(○)であった。
【0034】実施例3乃至実施例5は、サンプル表面に
溶射法(プラズマ溶射法,爆発溶射法)により緻密質金
属層およびセラミック層を積層したものであり、それぞ
れの積層厚さは50〜200μmの範囲に設定されてい
る。表2に示すように、実施例3乃至実施例5は、浸漬
試験では、溶融金属浴条件1および溶融金属浴条件2に
おいて損傷は無く、又、磨耗試験では、溶融金属浴条件
1および溶融金属浴条件2において比磨耗量が1×10
の−6乗(mm2 /kg)以下の良好な値を示し、総合
評価は良好(○)であった。
溶射法(プラズマ溶射法,爆発溶射法)により緻密質金
属層およびセラミック層を積層したものであり、それぞ
れの積層厚さは50〜200μmの範囲に設定されてい
る。表2に示すように、実施例3乃至実施例5は、浸漬
試験では、溶融金属浴条件1および溶融金属浴条件2に
おいて損傷は無く、又、磨耗試験では、溶融金属浴条件
1および溶融金属浴条件2において比磨耗量が1×10
の−6乗(mm2 /kg)以下の良好な値を示し、総合
評価は良好(○)であった。
【0035】一方、表1において、比較例1は、サンプ
ル表面にプラズマ溶射法によりCoNiCrAlY合金
層およびセラミック層を積層したものであり、それぞれ
の積層厚さは50〜200μmの範囲に設定されてい
る。表2に示すように、比較例1は、下地層がCoNi
CrAlY合金層であるため、浸漬試験および磨耗試験
で、溶融金属浴条件1および溶融金属浴条件2におい
て、母材が溶出して被膜が一部剥離し、総合評価は不良
(×)であった。
ル表面にプラズマ溶射法によりCoNiCrAlY合金
層およびセラミック層を積層したものであり、それぞれ
の積層厚さは50〜200μmの範囲に設定されてい
る。表2に示すように、比較例1は、下地層がCoNi
CrAlY合金層であるため、浸漬試験および磨耗試験
で、溶融金属浴条件1および溶融金属浴条件2におい
て、母材が溶出して被膜が一部剥離し、総合評価は不良
(×)であった。
【0036】比較例2は、サンプル表面に爆発溶射法に
よりMo−6.4Bの単層を積層したものであり、積層
厚さは100μmである。表2に示すように、比較例2
は、Mo−6.4Bの単層であるため、浸漬試験では、
溶融金属浴条件1および溶融金属浴条件2において、溶
融金属が表面に付着後簡単に剥離し、又、磨耗試験で
は、溶融金属浴条件1において比磨耗量が2.5×10
の−4乗(mm2 /kg)の劣悪な値を示すとともに、
溶融金属浴条件2において比磨耗量が4.1×10の−
4乗(mm2 /kg)の劣悪な値を示し、総合評価は不
良(×)であった。
よりMo−6.4Bの単層を積層したものであり、積層
厚さは100μmである。表2に示すように、比較例2
は、Mo−6.4Bの単層であるため、浸漬試験では、
溶融金属浴条件1および溶融金属浴条件2において、溶
融金属が表面に付着後簡単に剥離し、又、磨耗試験で
は、溶融金属浴条件1において比磨耗量が2.5×10
の−4乗(mm2 /kg)の劣悪な値を示すとともに、
溶融金属浴条件2において比磨耗量が4.1×10の−
4乗(mm2 /kg)の劣悪な値を示し、総合評価は不
良(×)であった。
【0037】比較例3は、サンプル表面に爆発溶射法に
よりWc−Coの単層を積層したものであり、積層厚さ
は100μmである。表2に示すように、比較例3は、
Wc−Coの単層であるため、浸漬試験では、溶融金属
浴条件1および溶融金属浴条件2において、溶融金属が
表面に付着し除去不能となり、又、磨耗試験では、溶融
金属浴条件1において比磨耗量が6.3×10の−5乗
(mm2 /kg)の劣悪な値を示すとともに、溶融金属
浴条件2において比磨耗量が5.2×10の−5乗(m
m2 /kg)の劣悪な値を示し、総合評価は不良(×)
であった。
よりWc−Coの単層を積層したものであり、積層厚さ
は100μmである。表2に示すように、比較例3は、
Wc−Coの単層であるため、浸漬試験では、溶融金属
浴条件1および溶融金属浴条件2において、溶融金属が
表面に付着し除去不能となり、又、磨耗試験では、溶融
金属浴条件1において比磨耗量が6.3×10の−5乗
(mm2 /kg)の劣悪な値を示すとともに、溶融金属
浴条件2において比磨耗量が5.2×10の−5乗(m
m2 /kg)の劣悪な値を示し、総合評価は不良(×)
であった。
【0038】比較例4は、サンプル表面に蒸着法(PV
D,CVD)により緻密質金属層およびセラミック層を
積層したものであり、緻密質金属層の積層厚さが1〜1
0μmの範囲から外れている。表2に示すように、比較
例4は、緻密質金属層の積層厚さが1μm未満であるた
め、浸漬試験および磨耗試験で、溶融金属浴条件1およ
び溶融金属浴条件2において、母材が溶出して被膜が一
部剥離し、総合評価は不良(×)であった。
D,CVD)により緻密質金属層およびセラミック層を
積層したものであり、緻密質金属層の積層厚さが1〜1
0μmの範囲から外れている。表2に示すように、比較
例4は、緻密質金属層の積層厚さが1μm未満であるた
め、浸漬試験および磨耗試験で、溶融金属浴条件1およ
び溶融金属浴条件2において、母材が溶出して被膜が一
部剥離し、総合評価は不良(×)であった。
【0039】比較例5は、サンプル表面に蒸着法(PV
D,CVD)により緻密質金属層およびセラミック層を
積層したものであり、セラミック層の積層厚さが1〜1
0μmの範囲から外れている。表2に示すように、比較
例5は、セラミック層の積層厚さが1μm未満であるた
め、浸漬試験では、溶融金属浴条件1および溶融金属浴
条件2において損傷は無いが、磨耗試験では、溶融金属
浴条件1において比磨耗量が8.7×10の−3乗(m
m2 /kg)の劣悪な値を示すとともに、溶融金属浴条
件2において比磨耗量が5.4×10の−3乗(mm2
/kg)の劣悪な値を示し、総合評価は不良(×)であ
った。
D,CVD)により緻密質金属層およびセラミック層を
積層したものであり、セラミック層の積層厚さが1〜1
0μmの範囲から外れている。表2に示すように、比較
例5は、セラミック層の積層厚さが1μm未満であるた
め、浸漬試験では、溶融金属浴条件1および溶融金属浴
条件2において損傷は無いが、磨耗試験では、溶融金属
浴条件1において比磨耗量が8.7×10の−3乗(m
m2 /kg)の劣悪な値を示すとともに、溶融金属浴条
件2において比磨耗量が5.4×10の−3乗(mm2
/kg)の劣悪な値を示し、総合評価は不良(×)であ
った。
【0040】比較例6は、サンプル表面にプラズマ溶射
法により緻密質金属層およびセラミック層を積層したも
のであり、緻密質金属層の積層厚さが50〜200μm
の範囲から外れている。表2に示すように、比較例6
は、緻密質金属層の積層厚さが50μm未満であるた
め、浸漬試験および磨耗試験で、溶融金属浴条件1およ
び溶融金属浴条件2において、母材が溶出して被膜が一
部剥離し、総合評価は不良(×)であった。
法により緻密質金属層およびセラミック層を積層したも
のであり、緻密質金属層の積層厚さが50〜200μm
の範囲から外れている。表2に示すように、比較例6
は、緻密質金属層の積層厚さが50μm未満であるた
め、浸漬試験および磨耗試験で、溶融金属浴条件1およ
び溶融金属浴条件2において、母材が溶出して被膜が一
部剥離し、総合評価は不良(×)であった。
【0041】比較例7は、サンプル表面に爆発溶射法に
より緻密質金属層およびセラミック層を積層したもので
あり、セラミック層の積層厚さが50〜200μmの範
囲から外れている。表2に示すように、比較例5は、セ
ラミック層の積層厚さが50μm未満であるため、浸漬
試験では、溶融金属浴条件1および溶融金属浴条件2に
おいて損傷は無いが、磨耗試験では、溶融金属浴条件1
において比磨耗量が6.8×10の−3乗(mm2 /k
g)の劣悪な値を示すとともに、溶融金属浴条件2にお
いて比磨耗量が8.1×10の−3乗(mm2 /kg)
の劣悪な値を示し、総合評価は不良(×)であった。
より緻密質金属層およびセラミック層を積層したもので
あり、セラミック層の積層厚さが50〜200μmの範
囲から外れている。表2に示すように、比較例5は、セ
ラミック層の積層厚さが50μm未満であるため、浸漬
試験では、溶融金属浴条件1および溶融金属浴条件2に
おいて損傷は無いが、磨耗試験では、溶融金属浴条件1
において比磨耗量が6.8×10の−3乗(mm2 /k
g)の劣悪な値を示すとともに、溶融金属浴条件2にお
いて比磨耗量が8.1×10の−3乗(mm2 /kg)
の劣悪な値を示し、総合評価は不良(×)であった。
【0042】すなわち、実施例1および実施例2のよう
に、サンプル表面に蒸着法(PVD,CVD)により緻
密質金属層およびセラミック層を積層し、それぞれの積
層厚さを1〜10μmの範囲に設定した場合や、実施例
3乃至実施例5のように、サンプル表面に溶射法(プラ
ズマ溶射法,爆発溶射法)により緻密質金属層およびセ
ラミック層を積層し、それぞれの積層厚さを50〜20
0μmの範囲に設定した場合は、浸漬試験および磨耗試
験において良好な結果が得られ、本発明の浸漬部品は耐
食性および耐磨耗性に優れていることが確認された。
に、サンプル表面に蒸着法(PVD,CVD)により緻
密質金属層およびセラミック層を積層し、それぞれの積
層厚さを1〜10μmの範囲に設定した場合や、実施例
3乃至実施例5のように、サンプル表面に溶射法(プラ
ズマ溶射法,爆発溶射法)により緻密質金属層およびセ
ラミック層を積層し、それぞれの積層厚さを50〜20
0μmの範囲に設定した場合は、浸漬試験および磨耗試
験において良好な結果が得られ、本発明の浸漬部品は耐
食性および耐磨耗性に優れていることが確認された。
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、浸
漬部品の母材表面に緻密質金属層を積層したので、耐食
性に優れており、かつ該金属層上にセラミック層を積層
したので、耐磨耗性に優れているものであり、溶融金属
中に浸漬しても長時間に渡り連続使用することができる
という優れた効果を発揮する。
漬部品の母材表面に緻密質金属層を積層したので、耐食
性に優れており、かつ該金属層上にセラミック層を積層
したので、耐磨耗性に優れているものであり、溶融金属
中に浸漬しても長時間に渡り連続使用することができる
という優れた効果を発揮する。
【図1】本発明に係る浸漬部品の断面構造を示す概略図
である。
である。
【図2】本実施形態において、連続メッキ設備の浸漬ロ
ールを示す斜視図である。
ールを示す斜視図である。
【図3】本実施形態において、連続メッキ設備の軸部品
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
1 浸漬部品 2 母材 3 緻密質金属層 4 セラミック層 11 サポートロール 12 ポットロール
Claims (11)
- 【請求項1】 溶融金属中に浸漬させて使用する部品の
母材表面に、溶融金属に対して耐食性に優れる緻密質金
属層を積層し、該金属層上に耐磨耗性に優れるセラミッ
ク層を積層したことを特徴とする浸漬部品。 - 【請求項2】 前記部品が、連続メッキ設備の浸漬ロー
ルである請求項1に記載の浸漬部品。 - 【請求項3】 前記溶融金属が溶融Alまたは溶融Zn
であり、前記緻密質金属層がTiまたはCrによって構
成されるとともに、前記セラミック層が部分安定化Zr
O2 、Al2 O3 、ZrSiO4 またはこれらの混合物
によって構成される請求項1または請求項2に記載の浸
漬部品。 - 【請求項4】 前記緻密質金属層およびセラミック層
が、溶射法によって積層される請求項1乃至請求項3の
いずれかに記載の浸漬部品。 - 【請求項5】 前記緻密質金属溶射層およびセラミック
溶射層が、50〜200μmの厚さで積層される請求項
4に記載の浸漬部品。 - 【請求項6】 前記緻密質金属層およびセラミック層
が、蒸着法によって積層される請求項1乃至請求項3の
いずれかに記載の浸漬部品。 - 【請求項7】 前記緻密質金属蒸着層およびセラミック
蒸着層が、1〜10μmの厚さで積層される請求項6に
記載の浸漬部品。 - 【請求項8】 溶融金属中に浸漬させて使用する部品の
母材表面に、溶射法により溶融金属に対して耐食性に優
れる緻密質金属溶射層を積層した後、該金属層上に、溶
射法により耐磨耗性に優れるセラミック溶射層を積層す
るようにしたことを特徴とする浸漬部品の製造方法。 - 【請求項9】 前記溶射法が、プラズマ溶射法または爆
発溶射法である請求項8に記載の浸漬部品の製造方法。 - 【請求項10】 溶融金属中に浸漬させて使用する部品
の母材表面に、蒸着法により溶融金属に対して耐食性に
優れる緻密質金属蒸着層を積層した後、該金属層上に、
蒸着法により耐磨耗性に優れるセラミック蒸着層を積層
するようにしたことを特徴とする浸漬部品の製造方法。 - 【請求項11】 前記蒸着法が、物理的蒸着法または化
学的蒸着法である請求項10に記載の浸漬部品の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8291236A JPH10121217A (ja) | 1996-10-15 | 1996-10-15 | 浸漬部品およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8291236A JPH10121217A (ja) | 1996-10-15 | 1996-10-15 | 浸漬部品およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10121217A true JPH10121217A (ja) | 1998-05-12 |
Family
ID=17766246
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8291236A Ceased JPH10121217A (ja) | 1996-10-15 | 1996-10-15 | 浸漬部品およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10121217A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002129303A (ja) * | 2000-10-31 | 2002-05-09 | Dai Ichi High Frequency Co Ltd | 溶融塩浴用ローラー |
| KR20030052921A (ko) * | 2001-12-21 | 2003-06-27 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 연속 용융알루미늄 도금에 사용되는 포트 롤 |
| JP2017002386A (ja) * | 2015-06-16 | 2017-01-05 | 株式会社ディ・ビー・シー・システム研究所 | 溶融金属処理機器およびその製造方法ならびに保護皮膜およびその製造方法 |
-
1996
- 1996-10-15 JP JP8291236A patent/JPH10121217A/ja not_active Ceased
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002129303A (ja) * | 2000-10-31 | 2002-05-09 | Dai Ichi High Frequency Co Ltd | 溶融塩浴用ローラー |
| KR20030052921A (ko) * | 2001-12-21 | 2003-06-27 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 연속 용융알루미늄 도금에 사용되는 포트 롤 |
| JP2017002386A (ja) * | 2015-06-16 | 2017-01-05 | 株式会社ディ・ビー・シー・システム研究所 | 溶融金属処理機器およびその製造方法ならびに保護皮膜およびその製造方法 |
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|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20031104 |
|
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