JP2002097562A - 溶射ロールの皮膜厚み測定方法 - Google Patents

溶射ロールの皮膜厚み測定方法

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JP2002097562A
JP2002097562A JP2000286379A JP2000286379A JP2002097562A JP 2002097562 A JP2002097562 A JP 2002097562A JP 2000286379 A JP2000286379 A JP 2000286379A JP 2000286379 A JP2000286379 A JP 2000286379A JP 2002097562 A JP2002097562 A JP 2002097562A
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Satoru Midorikawa
悟 緑川
Yasufumi Owaku
康文 大和久
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Abstract

(57)【要約】 【課題】溶射皮膜のショアー硬度を測定することによ
り、非破壊で正確かつ簡便に皮膜厚みを求めることがで
きる溶射ロールの皮膜厚みの測定方法の提供。 【解決手段】ロール表面に溶射皮膜を有する溶射ロール
の皮膜厚みを測定する方法であって、溶射皮膜のショア
硬度(HsL)を測定し、予め求めた前記ショア硬度
(HsL)と皮膜厚み(H)との関係式に基づいて皮膜
厚み(H)を求めることを特徴とする溶射ロールの皮膜
厚み測定方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は溶射ロールの皮膜厚
み測定方法に関し、特に、電気めっき設備におけるコン
ダクタロール、デフレクタロール、テンションメータロ
ール等に用いられる溶射ロールの皮膜厚みを非破壊で、
かつ簡便に測定することができる方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、ロール表面に溶射皮膜を有する
溶射ロールにおいて、溶射皮膜の厚みを測定すること
は、溶射ロールの研磨加工が可能かどうか、あるいは次
に取り替えるまでに芯金(母材)が露出することなく使
用可能であるかどうかの判断を行う際の重要な検査項目
であり、また、芯金(母材)露出による押し疵等による
めっき鋼板品質不良等の発生防止を図るため等、工程管
理、品質管理の上で重要である。
【0003】しかし、従来、溶射ロールの使用中に溶射
ロールが減耗し、操業中の予期しない時期に芯金(母
材)が露出して品質不良に至るケースがあった。これ
は、溶射後、例えば、1100℃×10minのフュー
ジング処理を行う自溶合金溶射ロールの場合、ロール胴
部にひずみが発生し、ロールの軸方向に局部的に湾曲ま
たは円周方向に局部的に偏心する箇所が生じる場合があ
る。このひずみを修正するために、ロール表面の皮膜を
研磨し、皮膜を含めたロール外側から全体として軸方向
の局部的な湾曲および円周方向の偏心を修正することが
行われるが、このとき、皮膜が厚く研磨される部分と研
磨されず、あるいは薄く研磨された部分が生じ、皮膜厚
みが均一でなくなり、部分的に皮膜が薄くなる箇所が発
生する。使用中あるいは再研磨時にこの皮膜の薄い部分
が減耗あるいは研磨されて芯金が露出し、特に、使用中
に露出した場合には、製品の品質不良を招き、また、突
発的にロールを取替えざるを得ない事態となる。
【0004】このような溶射ロールの皮膜厚みを測定す
るためには、ロール自体を切断するなどして断面方向の
皮膜厚みを測定すればよいが、切断した場合には、以後
の操業に再使用することができず、実操業で使用する溶
射ロールの皮膜厚みの測定に適用することはできない。
そこで、この溶射ロールの皮膜厚みを非破壊で測定する
方法として、電磁膜厚計、超音波膜厚計等を用いる方法
が試みられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の電磁膜
厚計等によって自溶合金溶射皮膜の皮膜厚みを測定する
場合、ロール鉄芯と溶射皮膜の界面に形成される合金層
の存在によって、電磁波や超音波の伝播が反射または妨
害されるため、測定値がばらついてしまい、正確な皮膜
厚みを求めることができなかった。
【0006】そこで、本発明の目的は、溶射ロールの皮
膜厚みを、特に自溶合金溶射ロールの皮膜厚みを、非破
壊で簡便かつ正確に、逐次測定することができる溶射ロ
ールの皮膜厚み測定方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者は、前記目的を
達成するため、下記の方法で溶射皮膜の試料を作製し、
その皮膜厚みとショア硬度の関係を調査した。まず、縦
300×横50×厚さ10mmのステンレス鋼板の表面
に、WCサーメットとNi自溶合金(SFANi4)の
混合粉末(WC/Ni自溶合金:80/20(質量
比))を溶射後、ガスバーナを用いて1100℃で10
分間熱処理(フュージング処理)を行い、皮膜厚みが約
2.0mmの溶射皮膜を形成した。
【0008】次に、試料を縦30×横50×厚み12m
mの寸法に10分割し、各切片の皮膜厚みを断面方向で
測定して、それぞれ1.2mm、1.0mm、0.8m
m、0.6mm、0.5mm、0.4mm、0.3m
m、0.2mm、0.1mm、および0mmになるよう
に研磨仕上げを行い、ショア硬度計により各切片の表面
のショア硬度を測定した。さらにWC/Ni自溶合金の
割合の異なる溶射皮膜についても同様に測定した。
【0009】各切片について皮膜厚みを横軸に、測定さ
れたショア硬度を縦軸にとってプロットすると、図1に
示す関係が得られた。図1より、皮膜厚みが0.5mm
未満の範囲では、ショア硬度は皮膜厚みに対して直線的
に変化することを知見し、この知見に基づいて、下記の
(1)の関係があることを見出した。また、皮膜厚みが
0.5mm以上ではショア硬度は変化がなく一定となる
ことを見出した。 (HsL/200)+α=H (1) (α=−0.15〜0.05) また、溶射皮膜がWC/Ni自溶合金:80/20(質
量比)の場合、α=−0.05とすることが好ましい。
また、WCサーメット/Ni自溶合金の割合に応じてα
を適宜選択することが好ましく、サーメットの割合が減
少するとαを大きく設定することが好適であることを見
出した。そこで、以上の知見に基づいて、溶射皮膜のシ
ョア硬度を測定すれば、この関係により、皮膜厚みが求
められることを知見し、本発明に至った。
【0010】すなわち、本発明は、ロール表面に溶射皮
膜を有する溶射ロールの皮膜厚みを測定する方法であっ
て、溶射皮膜のショア硬度(HsL)を測定し、予め求
めた前記ショア硬度(HsL)と皮膜厚み(H)との関
係式に基づいて皮膜厚み(H)を求めることを特徴とす
る溶射ロールの皮膜厚み測定方法を提供するものであ
る。さらに、前記(1)の関係にしたがって皮膜厚み
(H)mmを求めることが好ましい。
【0011】本発明の方法において、皮膜厚みを測定す
る溶射ロールは、特に限定されない。ロール表面に、サ
ーメットと自溶合金とを含む混合粉末を溶射した後、再
溶融処理して形成される、自溶合金中にサーメット粒子
が分散した構造の溶射皮膜を有する溶射ロールに適用す
ることが好ましい。また、サーメットを含有しない10
0%自溶合金溶射皮膜でもよい。ロールの芯金として
は、例えば、カーボン含有量0.6質量%未満の炭素鋼
等が挙げられる。また、自溶合金としては、例えば、N
i、Co基を含む自溶合金等が挙げられる。さらにサー
メットとしては、例えば、WC−Ni、WC−CoC
r、WC−NiCr、WC−Co、TiC−Co等が挙
げられる。
【0012】本発明において、前記(1)の皮膜厚みと
ショア硬度との関係は、溶射皮膜を構成する自溶合金、
自溶合金中に含まれるサーメット、その溶射皮膜のフュ
ージング処理、ロールの芯金の材質、ロール芯金の厚み
等に応じて若干変化するが、予め前記関係式(1)を求
める際に用いる芯金、溶射皮膜の条件を、測定すべき溶
射ロールと同一の条件とすることによって、正確な皮膜
厚みを得ることができる。例えば、STKM13Aから
なるロール芯金の表面に、Ni基自溶合金中にWCサー
メットが分散した溶射皮膜を有する場合、ロール芯金と
厚みが同一のSTKM13Aからなる板に、皮膜厚みを
変えて溶射皮膜を形成した標準板を、ロールへの溶射皮
膜の形成と同一の条件で作製し、それぞれの厚みの標準
板について皮膜のショア硬度を測定し、ショア硬度と皮
膜厚みの関係式を求め、得られた関係式に基づき、皮膜
厚みを正確かつ簡便に求めることができる。
【0013】本発明において、溶射皮膜のショア硬度の
測定は、汎用のショア硬度計を用いて行うことができ、
特に限定されない。例えば、JIS Z 2246にし
たがって、市販のショア硬度計を用いて、少なくとも5
点以上にわたって測定し、平均値を求める。さらに、個
々のショア硬度の測定値から求められる皮膜厚みによっ
て、ロール全体の皮膜厚みの分布を調べることもでき
る。
【0014】本発明の方法は、電気めっき設備における
コンダクターロール、デフレクタロール、テンションメ
ータロール、特に電気すずめっき設備等の各種の溶射ロ
ールに適用して、溶射皮膜の厚みを求めることができ
る。
【0015】
【実施例】以下に示す実施例は本発明の効果を示すため
であって、本発明はこの実施例に限定されるものではな
い。電気すずめっき設備にて使用中の、WCサーメット
とNi基自溶合金(SFANi4)(WC/Ni自溶合
金=80/20)の溶射皮膜を有する、20本のコンダ
クタロールのそれぞれについて、自溶合金皮膜のショア
硬度を、少なくとも異なる胴長方向に5箇所、周方向に
4箇所選んだ合計20箇所で測定して、それをHsLと
して前記(1)(α=−0.05)の関係に基づき、皮
膜厚みを求めた。その結果、20本中の3本について、
部分的に皮膜厚みが0.2mmしかない箇所があること
が判明した。この3本については、使用途中に溶射皮膜
が減耗してなくなり鉄芯が露出する可能性があるため、
再度使用するのを中止し、再溶射により溶射皮膜を形成
することにした。
【0016】また、皮膜厚みが0.4mmであるものが
5本あったが、これらの5本については、使用可とし、
コンダクタロールとして再度、電気すずめっき設備に装
着して6カ月間使用した。
【0017】その後、この5本のロールを装置から取外
し、再度、ショア硬度を測定したところ、どのロールも
最小で0.1mmしか皮膜が残っていないことが判っ
た。さらに、確認のためこの内の2本を研磨したとこ
ろ、ほぼ0.1mmの皮膜厚みまで研磨したところで鉄
芯の露出が確認された。
【0018】以上のように、従来の方法では、部分的に
皮膜厚みが薄くなっているロールが判らないために突発
的な鉄芯露出が発生していたが、本発明の方法によれ
ば、溶射皮膜の皮膜厚みを、非破壊で正確かつ簡便に求
めることができ、芯金の露出を正確に予見して未然に防
止することができることがわかる。
【0019】
【発明の効果】本発明の方法によれば、溶射皮膜のショ
ア硬度を測定することにより、非破壊で正確かつ簡便に
皮膜厚みを求めることができる。そのため、予期しない
芯金の露出によって操業途中に突発的に溶射ロールを取
替えざるを得ない事態と製品不良の発生を未然に防止す
ることができ、また、それにより修繕費が削減できるよ
うになるという効果もある。また、個々のロールの皮膜
厚みに応じて再溶射が必要となる時期を的確に把握し
て、適切な時期に計画的にロール操業の運営管理をスム
ーズに行うことができるため、生産管理、品質管理等に
おいて有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 溶射ロールにおける皮膜厚みとショア硬度の
測定結果を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F069 AA46 BB40 GG56 HH30 NN26 4K031 AA01 AA02 AB02 AB06 AB08 CB14 CB45 FA01

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ロール表面に溶射皮膜を有する溶射ロール
    の皮膜厚みを測定する方法であって、溶射皮膜のショア
    硬度(HsL)を測定し、予め求めた前記ショア硬度
    (HsL)と皮膜厚み(H)との関係式に基づいて皮膜
    厚み(H)を求めることを特徴とする溶射ロールの皮膜
    厚み測定方法。
  2. 【請求項2】ロール表面に溶射皮膜を有する溶射ロール
    の皮膜厚みを測定する方法であって、溶射皮膜のショア
    硬度(HsL)を測定し、予め求めた前記ショア硬度
    (HsL)と皮膜厚み(H)との間の下記(1)の関係
    式に基づいて皮膜厚み(H)mmを求めることを特徴と
    する溶射ロールの皮膜厚み測定方法。 (HsL/200)+α=H (1) (α=−0.15〜0.05)
  3. 【請求項3】溶射皮膜が、Ni基自溶合金中にWCサー
    メットが分散した溶射皮膜であることを特徴とする請求
    項1または2に記載の溶射ロールの皮膜厚み測定方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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