JP2003064460A - Member for hot dip metal plating apparatus - Google Patents

Member for hot dip metal plating apparatus

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JP2003064460A
JP2003064460A JP2001252013A JP2001252013A JP2003064460A JP 2003064460 A JP2003064460 A JP 2003064460A JP 2001252013 A JP2001252013 A JP 2001252013A JP 2001252013 A JP2001252013 A JP 2001252013A JP 2003064460 A JP2003064460 A JP 2003064460A
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Yoshihisa Sawazaki
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Masanobu Fujisawa
政伸 藤沢
長典 ▲桑▼田
Naganori Kuwata
Yuzo Nakashibu
裕三 中渋
Tatsuya Fukushima
竜也 福島
Keizo Riyuuo
恵三 龍王
Masayuki Hatakeyama
誠之 畠山
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Tocalo Co Ltd
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  • Coating With Molten Metal (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a member for a hot dip metal plating apparatus, which is provided with a composite thermal spray coating excellent in toughness, hot dip metal resistance and wear resistance. SOLUTION: The surface of a base material is coated with a carbide based composite coating film having a composition containing 8 to 25 wt.% Co and/or Cr, and the balance mainly carbide of at least one metal selected from W, Ti, Nb and Mo, and in which the total C content as the total of C composing the carbide and free C is 0.94 to 1.15 by weight ratio to the stoichiometric composition with each element.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、溶融金属めっき装
置用部材に関し,とくに溶融金属めっき鋼板製造ライン
のめっき浴中機器、あるいはめっきライン中の合金化炉
などの熱処理機器のうち、ロールシャンク(軸部)や、
これを支えるスリーブなどの回転負荷のかかる部位の表
面に靭性、耐溶融金属性ならびに耐久性に優れた皮膜を
被覆してなる部材についての提案である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a member for a hot-dip galvanizing apparatus, and more particularly to a roll shank (equipment in a hot-dip galvanized steel sheet production line or a heat treatment equipment such as an alloying furnace in a hot-dip galvanizing line). Shaft),
This is a proposal for a member obtained by coating the surface of a portion such as a sleeve that supports this with a rotational load with a film having excellent toughness, molten metal resistance, and durability.

【0002】[0002]

【従来の技術】シンクロール,サポートロール,スタビ
ライザーロール(以上、浴中部材)、あるいはタッチロ
ール(浴上,合金化炉間など)などのめっき装置用ロー
ル、とくにロールシャンク,すなわちロール軸部や,ス
リーブ,軸受けメタルなどは摺動転がり面を有し、苛酷
な条件下で使用されるものである。
2. Description of the Related Art Rolls for plating equipment such as sink rolls, support rolls, stabilizer rolls (above, members in the bath) or touch rolls (on the bath, between alloying furnaces), especially roll shanks, that is, roll shafts and , Sleeves, bearing metals, etc. have sliding rolling surfaces and are used under severe conditions.

【0003】上述したように、ロール軸部の機械的負荷
(転動の負荷)は、ロール胴部のそれに比較して大きい
のが普通である。そこで、このロール軸部の保護に対し
て従来、その基質材料がステンレス鋼製部材の場合、そ
の表面には、Co−W−Cr合金溶着層あるいは炭化物
サーメットなどの保護被覆層を形成することによって対
処しているが、ロールの胴部と軸部とが均衡のとれた耐
用寿命を示すまでには到っていないのが実情である。
As described above, the mechanical load (rolling load) of the roll shaft is usually larger than that of the roll barrel. Therefore, in order to protect the roll shaft portion, conventionally, when the substrate material is a stainless steel member, a protective coating layer such as a Co—W—Cr alloy welding layer or a carbide cermet is formed on the surface thereof. However, the fact is that the body and shaft of the roll have not yet reached a balanced service life.

【0004】たとえば、ロール胴部の表面に保護被覆層
を形成する技術としては、特公昭58−37386号公
報に開示されているようなものがある。この技術は、ロ
ール表面に、WC,CrC,TiCの1種または2種以
上を含み、残部が熱間耐食性金属またはこれらの酸化物
からなる炭化物サーメットの皮膜を、0.1〜2.4m
mの厚さに形成したものである。また、特許第1771
297号には、気孔率1.8%,厚さ0.040〜0.
10mmのWC−Co溶射皮膜を備えるロールが提案さ
れている。
For example, as a technique for forming a protective coating layer on the surface of a roll body, there is one disclosed in Japanese Patent Publication No. 58-37386. In this technique, a roll cermet film containing WC, CrC, or TiC on the surface of one or more of WC, CrC, and TiC, and the balance consisting of a hot-corrosion-resistant metal or an oxide thereof is used for 0.1 to 2.4 m.
It is formed to a thickness of m. Also, Japanese Patent No. 1771
No. 297 has a porosity of 1.8% and a thickness of 0.040-0.
Rolls with a 10 mm WC-Co spray coating have been proposed.

【0005】さらに、特許第2955625号には、炭
化物を被覆したのち、その上にSiOなどを含む酸化
物セラミックスを被覆する例を提案している。この例で
の膜厚は、下層0.08〜0.10mm,上層0.25
〜0.30mmなどが好適であるとされている。
Further, Japanese Patent No. 2955625 proposes an example in which a carbide is coated and then an oxide ceramic containing SiO 2 or the like is coated thereon. The film thickness in this example is 0.08 to 0.10 mm for the lower layer and 0.25 for the upper layer.
.About.0.30 mm is said to be suitable.

【0006】既知のこれらの保護被覆層は、鋼製のロー
ル胴部表面と浴成分との反応、いわゆる合金化層の生
成、成長を抑制して、ロールの保護を図ることを目的と
して開発されたものである。これらのうち、WC−12
Co炭化物サーメットを被覆する方法は、これまでにも
かなりの成果をあげているがなお不十分であった。その
理由は、ロール全体を見た場合、ロール胴部のみの寿命
がのびたにすぎず、ロール軸部の耐用寿命がこれに呼応
せずロール全体の寿命延長につながらなかったからであ
る。
These known protective coating layers have been developed for the purpose of protecting the roll by suppressing the reaction between the surface of the roll body made of steel and the bath components, that is, the formation and growth of a so-called alloyed layer. It is a thing. Of these, WC-12
The method of coating the Co carbide cermet has been quite successful in the past, but still insufficient. The reason is that, when looking at the entire roll, only the life of the roll body is extended, the useful life of the roll shaft portion does not correspond to this, and the life of the entire roll is not extended.

【0007】その他、ロール軸部の延命を図るために、
従来、その軸部に自溶合金と炭化物サーメットとの2層
構造の複合皮膜を形成する方法も提案されている(特許
2949443号)。しかし、この複合皮膜は、ロール
胴部の寿命に対応する程に十分なものではなかった。そ
れは、下層の自溶合金皮膜と、上層のWCサーメット皮
膜との密着性が十分でなかったからである。
In addition, in order to extend the life of the roll shaft,
Conventionally, a method of forming a composite coating of a two-layer structure of a self-fluxing alloy and a carbide cermet on its shaft has also been proposed (Japanese Patent No. 2949443). However, this composite coating was not sufficient to support the life of the roll body. This is because the adhesion between the lower layer self-fluxing alloy film and the upper layer WC cermet film was not sufficient.

【0008】以上説明したように、ロールの胴部や軸部
の表面に形成した従来の保護皮膜は、たしかに、それな
りの成果を上げてはいるものの、ロール全体の耐久性の
向上という点でなお克服すべき課題を残していた。とい
うのは、多くの場合、ロール胴部(作業部)の耐久性は
向上するものの、ロール軸部の耐用寿命の方がロール胴
部の寿命に追随しないために、ロール全体としては寿命
の向上につながらなかったからである。
As described above, although the conventional protective film formed on the surface of the body or shaft of the roll has certainly achieved some results, it is still in view of improving the durability of the roll as a whole. It left a challenge to overcome. In many cases, the durability of the roll body (working part) is improved, but the service life of the roll shaft does not follow the life of the roll body, so the life of the roll as a whole is improved. Because it did not lead to.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
技術は、ロール軸部の機械的負荷の方が鋼板のみを案内
走行させるロール胴部に比較して大きいので、たとえロ
ール胴部の耐久性が向上したとしても、ロール軸部の耐
久性の方がこれに対応して向上しないという課題があっ
た。
As described above, in the prior art, since the mechanical load of the roll shaft is larger than that of the roll body in which only the steel sheet is guided and run, the durability of the roll body is not guaranteed. Even if the durability is improved, there is a problem that the durability of the roll shaft portion is not correspondingly improved.

【0010】そこで、本発明の目的は、靭性、耐溶融金
属性耐久性ならびに耐久性(耐摩耗性)に優れた溶融金
属めっき装置用部材、とくにロール軸部材を提案するこ
とにある。
Therefore, an object of the present invention is to propose a member for a molten metal plating apparatus, especially a roll shaft member, which is excellent in toughness, durability against molten metal and durability (wear resistance).

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的の実現に向けて
鋭意研究を重ねた結果、発明者らは、めっき浴中機器等
のうち、とくに比較的高負荷条件下で用いられるロール
軸部やスリーブなどの部材のころがり摺動面に、全C量
を調整した炭化物系複合皮膜を形成した場合、これを比
較的厚肉に溶射被覆したとしても、皮膜の靭性が劣化し
たりすることがないことを知見した。すなわち、本発明
は、こうした新規知見に基づいて開発したものであっ
て、基材の表面に、Coおよび/またはCrを8〜25
wt%含み、残部が主にW,Ti,NbおよびMoのう
ちから選ばれる少なくとも一種の炭化物からなり、かつ
その炭化物を構成するCと遊離Cとの和である全C量が
各元素との化学量論的組成に対して重量比で0.94〜
1.15である炭化物系複合皮膜を、被覆してなること
を特徴とする溶融金属めっき装置用部材である。
As a result of intensive studies to realize the above-mentioned object, the inventors have found that, among the equipment in the plating bath, the roll shaft portion used especially under relatively high load conditions, When a carbide-based composite coating with an adjusted total C content is formed on the rolling and sliding surface of a member such as a sleeve, the toughness of the coating does not deteriorate even if this coating is relatively thick. I found out that. That is, the present invention was developed on the basis of such new knowledge, and 8 to 25 Co and / or Cr was added to the surface of the base material.
wt% and the balance mainly consists of at least one kind of carbide selected from W, Ti, Nb and Mo, and the total amount of C, which is the sum of C and free C constituting the carbide, is 0.94 by weight to stoichiometric composition
A member for a molten metal plating apparatus, characterized by being coated with a carbide-based composite film of 1.15.

【0012】なお、本発明においては、炭化物を構成す
るCと遊離Cとの合計量は、より好ましくは全C量に対
する各元素との化学当量組成に対し重量比で1.0超〜
1.10とすることが望ましく、また、上記炭化物系複
合皮膜中にはさらに、W,Ti,NbおよびMoのうち
から選ばれる少なくとも一種のほう化物を含み、上記炭
化物系複合皮膜は、500μm〜2000μmの厚さを
有し、遊離Cを全C量の少なくとも0.5%、好ましく
は0.8〜1.6%程度含み、そして、上記炭化物系複
合皮膜は、ロール軸部に対して、プラズマ炎,ガス燃焼
炎を用いた溶射法を適用して被覆形成することがそれぞ
れ好ましい実施の形態である。
In the present invention, the total amount of C and free C constituting the carbide is more preferably more than 1.0 by weight ratio with respect to the chemical equivalent composition of each element with respect to the total C amount.
It is desirable to set it to 1.10. Further, the above-mentioned carbide-based composite film further contains at least one boride selected from W, Ti, Nb and Mo, and the above-mentioned carbide-based composite film has a thickness of 500 μm to 500 μm. It has a thickness of 2000 μm and contains free C in an amount of at least 0.5%, preferably 0.8 to 1.6% of the total amount of C, and the above-mentioned carbide-based composite coating has a roll shaft portion with respect to It is a preferred embodiment to form a coating by applying a thermal spraying method using a plasma flame and a gas combustion flame.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】溶融金属めっき装置でめっき鋼板
を製造する場合に、品質を左右する主要な設備のひとつ
に溶融金属めっき浴がある。このめっき浴内には、通
常、種々の浴中機器が浸漬配設されている。なかでもそ
の中心となるものは、通板材と直接接触し、搬送を司る
シンクロールやサポートロールなどと呼ばれる各種ロー
ル類である。これらのロールには種々の特性が要求され
る。例えば、寸法精度の経年変化が小さく、母線真直
度に優れること、溶融金属浴と直接接触するのでその
表面がめっき浴とぬれにくく非反応性であること、め
っき浴中で生成したFe−Zn,Fe−Al−Zn金属
間化合物がロール表面に固着しにくくかつそれが成長し
にくいこと、表面の形状精度が永く維持できること、
ロール軸部およびその軸受け部は特に、溶融金属めっ
き浴中に存在する硬質金属間化合物粒子に対する擦過摩
耗に対する耐性に優れること、などである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION When manufacturing a plated steel sheet with a hot-dip galvanizing apparatus, a hot-dip galvanizing bath is one of the main facilities that influence the quality. In the plating bath, various in-bath devices are usually immersed and arranged. The core of these is various rolls called sink rolls and support rolls that are in direct contact with the strip material and control the transport. Various characteristics are required for these rolls. For example, the aging accuracy is small over time, the busbar straightness is excellent, the surface of the molten metal bath is in direct contact with the molten metal so that it is not easily wetted by the plating bath and is non-reactive. Fe-Al-Zn intermetallic compound is hard to stick to the roll surface and it is hard to grow, and the surface shape accuracy can be maintained for a long time,
Particularly, the roll shaft portion and the bearing portion thereof are excellent in resistance to abrasion and abrasion with respect to the hard intermetallic compound particles present in the molten metal plating bath.

【0014】とくに、溶融金属めっき浴中で、通板材、
たとえば鋼板の案内走行を司るロール表面(胴部)は、
溶融金属との反応性が本質的に低いことが望ましい。こ
のため、ロール胴部表面には、Co基自溶合金あるいは
WCサーメット溶射皮膜が被覆されてきた。特に後者は
近年、著しい成果を発揮し、ロール胴部の延命化に貢献
している。しかし、かかるロール胴部に比べてより苛酷
な条件下にあるロール軸部や軸スリーブなどの転がり摺
動面を有する部材については、なおざりにされているこ
とが多く、多少の工夫があったとしても、せいぜいCo
−Cr−W合金などを被覆する程度であった。しかし、
これらの被覆材は耐久寿命が短いという致命的な問題点
があった。本発明は、正にこうした問題点に応えるべく
開発したものである。
Particularly, in the hot-dip galvanizing bath, the strip material,
For example, the roll surface (body) that controls the guide running of steel plates is
It is desirable that the reactivity with the molten metal be essentially low. Therefore, the surface of the roll body has been coated with a Co-based self-fluxing alloy or a WC cermet thermal spray coating. In particular, the latter has shown remarkable results in recent years and has contributed to extending the life of the roll body. However, members having rolling sliding surfaces, such as roll shafts and shaft sleeves, which are under more severe conditions than the roll body, are often neglected, and some improvements have been made. Co at best
It was only enough to cover a -Cr-W alloy or the like. But,
These coating materials have a fatal problem that they have a short durability life. The present invention was developed to meet exactly these problems.

【0015】さて、ロール胴部の表面に被覆されている
従来のWC−Co系サーメットは、Cの配合量に着目し
て観察すると、化学量論組成と当量ではなく、むしろC
量が不足した状態として用いるのが普通である。この理
由は、C量を不足させることにより、WCoCのよ
うな複炭化物のみを効率よく生成させるためである。従
って、こうして得られた炭化物中には、遊離Cを含まな
いと同時にいわゆる遊離の金属Coもまた、X線回折手
法ではほとんど同定できない程度にまでに少なくなって
いる。従って、こうした皮膜は、WC−Coの擬2元系
であるが、実質的にはWC−複炭化物の2元系というこ
とができる。つまり、従来のWC−Co系サーメット溶
射皮膜は、実質的に金属Coフリーの状態の、脆化層と
なる複炭化物を多く含むものであって、この意味では、
優れた耐溶融金属性を発揮する皮膜ということができ
る。
Now, in the conventional WC-Co cermet coated on the surface of the roll body, when observing paying attention to the compounding amount of C, it is not the stoichiometric composition and the equivalent, but rather C.
It is usually used as a state of insufficient quantity. The reason for this is that by making the amount of C insufficient, only a double carbide such as W 3 Co 3 C is efficiently produced. Therefore, in the carbide thus obtained, free C is not contained, and at the same time, so-called free metallic Co is also reduced to such an extent that it can hardly be identified by the X-ray diffraction method. Therefore, such a coating is a WC-Co pseudo binary system, but can be said to be substantially a WC-double carbide binary system. That is, the conventional WC-Co-based cermet thermal spray coating contains a large amount of double carbide that becomes a brittle layer in a substantially metallic Co-free state, and in this sense,
It can be said that the film exhibits excellent molten metal resistance.

【0016】しかし、逆にこの溶射皮膜はまた金属相
(Co)をほとんど含まないので、靭性が著しく低く、
とくに、約300μmの厚さを超えるような厚さのもの
では、内部残留応力の作用で、皮膜がしばしば自己剥離
することが指摘されている。従って、従来の成分組成に
係る溶射皮膜は、これをロール胴部に被覆するのには適
していると云える。というのは、このロール胴部という
のは、耐摩耗性に対する要求がさほど厳しくないので、
100μm程度の皮膜厚さにすれば足りるから、上述し
たような厚膜時の自己剥離をそれほど問題にしなくても
よいからである。しかし、ロール軸部のような部材の表
面に、しかも厚肉で被覆するような場合、上記皮膜では
不十分である。
On the contrary, since this sprayed coating contains almost no metallic phase (Co), its toughness is extremely low,
In particular, it has been pointed out that in the case where the thickness exceeds about 300 μm, the film often self-exfoliates due to the action of internal residual stress. Therefore, it can be said that the thermal spray coating according to the conventional component composition is suitable for coating the roll body. Because the roll body is not so demanding for wear resistance,
This is because the film thickness of about 100 μm is sufficient, and the self-peeling at the time of thick film as described above does not have to be a problem. However, when the surface of a member such as a roll shaft is coated with a large thickness, the above coating is not sufficient.

【0017】そこで、本発明では、炭化物サーメット材
の結合相としての役割を担う金属成分の量と、主として
複炭化物の形成挙動を支配する全C量とを制御すること
によって、厚膜の炭化物サーメット皮膜であっても、皮
膜の靭性低下がなく、しかも耐溶融金属性や耐摩耗性に
も優れる炭化物系サーメットの複合皮膜を開発したので
ある。
Therefore, in the present invention, by controlling the amount of the metal component that plays a role as the binder phase of the carbide cermet material and the total C amount that mainly controls the formation behavior of the double carbide, the thick film carbide cermet is controlled. Even if it is a coating, we have developed a composite coating of carbide-based cermet that does not deteriorate the toughness of the coating and is also excellent in molten metal resistance and wear resistance.

【0018】以下、本発明にかかる炭化物系サーメット
の複合皮膜の好ましい成分組成を究明すべく試験を行っ
たので、その内容を説明する。そのために、発明者らは
まず、サーメットの粒子間結合に寄与する成分である金
属層の特性について調べた。この試験では、被覆材の化
学成分、形成した皮膜の溶射成膜時のき裂発生感受性、
溶融金属浴浸漬環境下における窒化珪素セラミックス材
との摺動摩耗特性等について調べた。供試した材料のサ
ーメット構成成分としては、溶融亜鉛めっき浴成分であ
るZn−Al溶融合金に対して非反応性に優れるW,T
i,NbおよびMoの各炭化物、W,Ti,Nbおよび
Moの各ほう化物の群から1種または2種以上を選ん
だ。また、結合相となる金属成分としてはCoあるいは
Crを用いた。
Tests were carried out in order to find out the preferable component composition of the carbide-based cermet composite coating according to the present invention. The contents will be described below. Therefore, the inventors first investigated the characteristics of the metal layer, which is a component that contributes to the interparticle bonding of the cermet. In this test, the chemical composition of the coating material, the susceptibility of the formed coating to crack initiation during thermal spray deposition,
The sliding wear characteristics with a silicon nitride ceramics material in a molten metal bath immersion environment were investigated. As the cermet constituent components of the tested materials, W and T having excellent non-reactivity with Zn-Al molten alloy which is a hot dip galvanizing bath component.
One kind or two or more kinds were selected from the group of each carbide of i, Nb and Mo and each boride of W, Ti, Nb and Mo. In addition, Co or Cr was used as the metal component which becomes the binder phase.

【0019】表1は、WCなどの炭化物−Coの複合材
料系のものについて、全CおよびCo量の変化と直径2
00mm、厚さ10mmの鋼管外周に被覆した皮膜の厚
さ毎におけるき裂発生感受性との関係を示したものであ
る。ここで、き裂発生感受性の試験は、JIS Z 2
343 浸透探傷試験方法および浸透探傷指示模様の分
類にもとづく、皮膜表面に露呈した長さ3mmを超える
指示模様の数を調べることにより行った。被覆面積に対
し、模様が観察されないものを可、観察されたものを不
可として判定した。
Table 1 shows the change in the total C and Co contents and the diameter 2 for the carbide-Co composite material system such as WC.
It shows the relationship with the crack initiation susceptibility for each thickness of the coating film coated on the outer circumference of a steel pipe having a thickness of 00 mm and a thickness of 10 mm. Here, the crack susceptibility test is performed according to JIS Z 2
Based on the 343 penetrant flaw detection test method and the classification of penetrant flaw indication patterns, it was performed by examining the number of indication patterns exposed on the film surface and having a length of more than 3 mm. With respect to the coated area, those in which no pattern was observed were judged as acceptable, and those in which the pattern was observed were judged as not.

【0020】[0020]

【表1】 [Table 1]

【0021】これまでに溶融金属めっき浴中で実用に供
されている炭化物、ほう化物のサーメット溶射皮膜の金
属結合相の構成比率は、たとえばCoの場合、ほとんど
12%以下である。これは皮膜の耐溶融金属性と耐摩耗
性を優先するためであり、この意味で皮膜の靭性は犠牲
にしたものと解釈されている。この点、本発明では、C
oおよび/またはCrを8〜25wt%、好ましくは1
2〜25wt%、より好ましくは15〜25wt%含有
させる。このように、Co等の金属成分をより多く含有
させることで、まず皮膜の靭性の低下を防止して、たと
え厚肉の場合であっても靭性の低下ならびに自己剥離が
起きないようにする。即ち、発明者らの知見では、金属
成分が8wt%未満では靭性が劣化する。ただし、この
金属成分の量が25wt%以上では耐摩耗性が劣化する
ので、上記の範囲とする。
The composition ratio of the metal binder phase of the cermet spray coating of carbide or boride which has been put to practical use in the hot metal plating bath is 12% or less in the case of Co, for example. This is because the molten metal resistance and abrasion resistance of the coating are prioritized, and in this sense, the toughness of the coating is sacrificed. In this respect, in the present invention, C
8 to 25 wt% of O and / or Cr, preferably 1
2 to 25 wt%, more preferably 15 to 25 wt%. As described above, by containing a larger amount of a metal component such as Co, the toughness of the coating is first prevented from being lowered, and the toughness and the self-peeling do not occur even if the coating is thick. That is, according to the knowledge of the inventors, if the metal component is less than 8 wt%, the toughness deteriorates. However, if the amount of this metal component is 25 wt% or more, the wear resistance deteriorates, so the above range is set.

【0022】上述したように、また比較例10〜13に
示す結果からわかるように、炭化物を構成する炭素量
は、一般に、炭化物形成金属との化学当量よりも少ない
配合にされている。これは、上述したように、複炭化物
を積極的に形成させ、遊離金属、遊離Cを生成させない
ようにするためである。
As described above, and as can be seen from the results shown in Comparative Examples 10 to 13, the amount of carbon constituting the carbide is generally set to be smaller than the chemical equivalent to the carbide forming metal. This is to prevent the formation of free metal and free C by positively forming double carbides as described above.

【0023】表1に示す試験結果からわかるように、金
属結合相としての金属Coの含有量を増大させると共
に、全C量をほぼ化学当量超えの量にまで高めれば、た
とえ膜厚を大きくしても、このことにともなうき裂発生
感受性を低減させ得ることがわかった。
As can be seen from the test results shown in Table 1, if the content of metallic Co as the metallic binder phase is increased and the total amount of C is increased to an amount that exceeds the chemical equivalent, the film thickness is increased. However, it was found that the susceptibility to crack initiation can be reduced with this.

【0024】なお、上記試験結果から、炭化物を形成す
るCと遊離Cの和である全C量は、各元素との化学当量
に対して、重量比で0.94を下限として含有させるこ
とが必要であることがわかった。一方、その上限は1.
15である。この理由は、全C量が1.15以上になる
と、遊離炭素の量が増大することが懸念されるからであ
る。というのは、遊離炭素の量が増大(>1.15)す
ると、皮膜強度(耐摩耗性)の低下を招くからである。
好ましくは重量比で1.0超〜1.05とすることが望
ましい。
From the above test results, the total C amount, which is the sum of C and free C forming carbides, may be contained at a lower limit of 0.94 by weight ratio to the chemical equivalent of each element. I found it necessary. On the other hand, the upper limit is 1.
It is 15. The reason for this is that if the total amount of C is 1.15 or more, the amount of free carbon may increase. The reason is that when the amount of free carbon increases (> 1.15), the film strength (wear resistance) is reduced.
Preferably, the weight ratio is more than 1.0 to 1.05.

【0025】上述した試験結果からわかるように、本発
明は、少なくとも耐摩耗性を問題にしない限り、すなわ
ち全C量を制御するだけでも、き裂発生感受性を満足し
ながら膜厚の大きな複合皮膜を得ることができる。
As can be seen from the above-mentioned test results, the present invention provides a composite film having a large film thickness while satisfying the crack initiation susceptibility, at least as long as the wear resistance is not a problem, that is, only by controlling the total C content. Can be obtained.

【0026】次に、めっき浴環境中でのWCサーメット
皮膜の耐久性(耐摩耗性)に及ぼす、皮膜厚さの影響を
調べる試験を行った。この試験は、めっき浴中で使用さ
れるサポートロールの軸スリーブを試験部材とし、Zn
−0.15%Al浴中で回転摺動させる動的試験であ
る。用いた試験片は、直径80mm,厚さ10mm,長
さ100mmの13Cr系鋼基材である。被覆層はWC
サーメット層の厚さのみを150,300,600,1
200,2000μmと変化させ、他は同じ水準とし
た。相手軸受け材は窒化珪素材とした。表2はこの結果
を示したものである。
Next, a test was conducted to examine the influence of the film thickness on the durability (wear resistance) of the WC cermet film in the plating bath environment. In this test, the support sleeve shaft sleeve used in the plating bath was used as a test member, and Zn
A dynamic test of rotating and sliding in a 0.15% Al bath. The test piece used is a 13Cr-based steel base material having a diameter of 80 mm, a thickness of 10 mm, and a length of 100 mm. The coating layer is WC
Only the thickness of the cermet layer is 150, 300, 600, 1
It was changed to 200 and 2000 μm, and the other levels were set to the same level. The mating bearing material was a silicon nitride material. Table 2 shows this result.

【0027】[0027]

【表2】 [Table 2]

【0028】上記試験の結果、WCサーメット皮膜の厚
みが小さいものほど、摩耗に基づく減肉で基材露出によ
る耐用寿命が低減した。すなわち、300μmまでの厚
さでは、耐用日数はいずれの試験例も5日を越えること
はなく、従来の合金被覆材に比べ優位と認められる性能
は得られなかった。これに対し、600μmを超える皮
膜厚さにすると、皮膜厚さによる耐久性に明白な差が生
じた。そして、皮膜組成によっては20日を超えるもの
があった。これらのWCサーメット皮膜の耐久性は、基
本的には、めっき浴成分との反応の結果としではなく機
械的摩耗による減肉の方が支配的であって、それ故に厚
さを大きくすれば十分実用に供し得ることがわかった。
As a result of the above test, the smaller the thickness of the WC cermet film, the thinner the WC cermet film and the shorter the service life due to the exposure of the substrate due to the thickness reduction due to wear. That is, in the thickness up to 300 μm, the service life did not exceed 5 days in any of the test examples, and the performance recognized as superior to the conventional alloy coating material was not obtained. On the other hand, when the film thickness exceeds 600 μm, there is a clear difference in durability depending on the film thickness. And, depending on the film composition, there were cases where it exceeded 20 days. The durability of these WC cermet coatings is basically dominated by the thinning due to mechanical wear, not as a result of the reaction with the plating bath components, and therefore it is sufficient to increase the thickness. It turned out that it can be put to practical use.

【0029】以上の説明したとおり、本発明は、全C量
の調整と共に、結合相である金属成分(Co,Cr)の
量の調整によって、靭性と耐溶融金属性を向上させると
同時に、このこと(金属Co、金属Crの増大)を前提
として、皮膜厚さを大きくすることにより、耐摩耗性を
も向上させることができる。
As described above, the present invention improves the toughness and molten metal resistance by adjusting the total amount of C and the amounts of the metal components (Co, Cr) as the binder phase. By increasing the thickness of the coating on the premise (increasing the amounts of metal Co and metal Cr), the wear resistance can also be improved.

【0030】[0030]

【実施例】実施例1 この実施例は、亜鉛めっき浴用サポートロールの軸スリ
ーブ用保護皮膜として用いた例を示す。準備したスリー
ブ基材の寸法は、直径90mm×全長160mmであ
る。皮膜層被覆に先立つ前処理として被覆面の粗面化処
理をおこなった。粗面化は白色アルミナ質人造研削材W
A#60を用い、駆動空気圧を0.2〜0.3MPa,
ブラスト距離を200〜250mmとした。このときの
基材表面あらさは算術平均あらさ2μmRaであった。
【Example】Example 1 In this example, the axial roll of the support roll for the galvanizing bath is
An example of using it as a protective film for a probe is shown. Three prepared
The dimensions of the substrate are 90 mm in diameter and 160 mm in total length.
It Roughening treatment of coated surface as pretreatment prior to coating with coating layer
It made sense. Roughening is a white alumina artificial grinding material W
A # 60 is used, the driving air pressure is 0.2 to 0.3 MPa,
The blast distance was 200 to 250 mm. At this time
The surface roughness of the substrate was an arithmetic average roughness of 2 μmRa.

【0031】プラズマ溶射装置を用いて、WC−17%
Co組成粉末材料を900〜1000μm厚さに被覆し
た。その後、人造ダイヤと石を用いて皮膜表面を粗研削
した。研削処理後の被覆層表面の算術平均あらさはRa
≦1.5μmであった。このようにして製作したスリー
ブを、溶融亜鉛めっき浴用サポートロールに装着し亜鉛
めっき鋼板製造用めっき浴中に浸漬し、供用した。その
結果、表3に示す供用寿命が得られ、ロール本体連続供
用時間の延長に効果が認められた。
Using a plasma spraying device, WC-17%
The Co composition powder material was coated to a thickness of 900 to 1000 μm. Then, the coating surface was roughly ground using an artificial diamond and stone. The arithmetic average roughness of the coating layer surface after the grinding treatment is Ra.
≦ 1.5 μm. The sleeve thus produced was mounted on a support roll for hot dip galvanizing bath, dipped in a galvanizing steel sheet producing bath, and used. As a result, the service life shown in Table 3 was obtained, and an effect was observed in extending the continuous service time of the roll body.

【0032】[0032]

【表3】 [Table 3]

【0033】実施例2 実施例1と同様のめっき浴でサポートロールスリーブ基
材に保護皮膜として適用した本発明皮膜を施工した。準
備した基材の寸法は、直径90mm,面長160mmで
ある。皮膜層被覆に先立つ前処理として実施例1と同様
に被覆面の粗面化処理をおこなった。高速ガス炎溶射装
置を用いて、WC−10%WB−18%Co組成粉末材
料を1000〜1100μm厚さに被覆した。その後、
人造ダイヤと石を用いて皮膜表面を粗研削した。研削処
理後の被覆層表面の算術平均あらさはRa≦1.0μm
であった。このようにして製作したスリーブを溶融亜鉛
めっき浴用サポートロールに装着し、亜鉛めっき鋼板製
造用浴に浸漬し、供用した。その結果、表4に示すよう
な供用寿命が得られ、ロール本体連続供用時間の延長に
効果が認められた。
[0033]Example 2 A support roll sleeve base was used in the same plating bath as in Example 1.
The coating of the present invention applied to the material as a protective coating was applied. Quasi
The dimensions of the provided substrate are 90 mm in diameter and 160 mm in face length.
is there. Same as Example 1 as pretreatment prior to coating
The coated surface was roughened. High-speed gas flame spraying equipment
WC-10% WB-18% Co composition powder material
The coating was coated to a thickness of 1000 to 1100 μm. afterwards,
The surface of the film was roughly ground using an artificial diamond and stone. Grinding process
Arithmetic mean roughness of the coating layer surface after processing is Ra ≦ 1.0 μm
Met. The sleeve manufactured in this way is
Mounted on a support roll for plating bath, made of galvanized steel plate
It was immersed in a bath for making and used. As a result, as shown in Table 4.
Long service life and extended continuous operation time of the roll body
The effect was recognized.

【0034】[0034]

【表4】 [Table 4]

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、溶融亜
鉛めっき鋼板製造ラインのめっき浴中ロールなどの機
器、とくにロール軸部材の表面に、全C量を制御した
W,Ti,Nb,Moの炭化物、もしくはその炭化物と
W,Ti,Nb,Moのほう化物と、Coおよびまたは
Crからなる複合材を溶射法などで形成することによ
り、脆化層となる複炭化物の生成を最小限に抑制すると
共に、全C量の制御により適度の硬さと耐溶融金属めっ
き浴中での耐ころがり摺動摩耗性を有し、かつ比較的厚
みの大きい健全な被覆層をロール軸部の、とくにころが
り摺動面の上に形成することが可能になり、ロール全体
の耐久性を著しく向上させることができる。
As described above, according to the present invention, equipment such as rolls in a plating bath of a hot-dip galvanized steel sheet production line, particularly W, Ti, Nb, and By forming a composite material consisting of a carbide of Mo, or a carbide thereof and a boride of W, Ti, Nb, Mo, and Co and / or Cr by a thermal spraying method or the like, formation of double carbide that becomes an embrittlement layer is minimized. In addition to controlling the total amount of C, a sound coating layer having an appropriate hardness and rolling and sliding wear resistance in a molten metal plating bath and having a relatively large thickness is formed on the roll shaft portion, in particular. Since it can be formed on the rolling sliding surface, the durability of the entire roll can be significantly improved.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 澤崎 義久 岡山県倉敷市藤戸町藤戸142番地18 (72)発明者 藤沢 政伸 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 ▲桑▼田 長典 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 中渋 裕三 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 福島 竜也 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 龍王 恵三 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 畠山 誠之 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 Fターム(参考) 4K027 AA15 AB42 AD15 AD17 4K031 AA02 AB08 AB09 CB44 CB45 DA01 DA04    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Yoshihisa Sawasaki             142, Fujito, Fujito-cho, Kurashiki-shi, Okayama (72) Inventor Masanobu Fujisawa             1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo             Main Steel Pipe Co., Ltd. (72) Inventor ▲ Mawata Naganori             1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo             Main Steel Pipe Co., Ltd. (72) Inventor Yuzo Nakashibu             1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo             Main Steel Pipe Co., Ltd. (72) Inventor Tatsuya Fukushima             1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo             Main Steel Pipe Co., Ltd. (72) Inventor Ryuo Keizo             1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo             Main Steel Pipe Co., Ltd. (72) Inventor Masayuki Hatakeyama             1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo             Main Steel Pipe Co., Ltd. F-term (reference) 4K027 AA15 AB42 AD15 AD17                 4K031 AA02 AB08 AB09 CB44 CB45                       DA01 DA04

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基材の表面に、Coおよび/またはCr
を8〜25wt%含み、残部が主にW,Ti,Nbおよ
びMoのうちから選ばれる少なくとも一種の炭化物から
なり、かつその炭化物を構成するCと遊離Cとの和であ
る全C量が各元素との化学量論的組成に対して重量比で
0.94〜1.15である炭化物系複合皮膜を、被覆し
てなることを特徴とする溶融金属めっき装置用部材。
1. Co and / or Cr on the surface of a substrate
Of 8 to 25 wt%, the balance mainly consisting of at least one kind of carbide selected from W, Ti, Nb and Mo, and the total amount of C which is the sum of C and free C constituting the carbide is A member for a molten metal plating apparatus, characterized by being coated with a carbide-based composite coating having a weight ratio of 0.94 to 1.15 with respect to a stoichiometric composition with an element.
【請求項2】 上記炭化物系複合皮膜中にはさらに、
W,Ti,NbおよびMoのうちから選ばれる少なくと
も一種のほう化物を含むことを特徴とする請求項1に記
載の溶融金属めっき装置用部材。
2. The carbide-based composite coating further comprises:
The member for a molten metal plating apparatus according to claim 1, which contains at least one boride selected from W, Ti, Nb, and Mo.
【請求項3】 上記炭化物系複合皮膜は、500μm〜
2000μmの厚さを有することを特徴とする請求項1
または2に記載の溶融金属めっき装置用部材。
3. The carbide-based composite coating has a thickness of from 500 μm.
2. It has a thickness of 2000 μm.
Alternatively, the member for a molten metal plating apparatus according to item 2.
【請求項4】 上記炭化物系複合皮膜を、ロール軸部
に、プラズマ炎,ガス燃焼炎を用いた溶射法を適用して
形成したことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項
に記載の溶融金属めっき装置用部材。
4. The carbide-based composite coating is formed by applying a thermal spraying method using a plasma flame or a gas combustion flame to a roll shaft portion, according to any one of claims 1 to 3. A member for a molten metal plating apparatus as described above.
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