JP2023102014A - conductor roll - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、耐摩耗性及び耐腐食性を必要とする電気メッキ用途に適した、コンダクターロールに関するものである。 The present invention relates to conductor rolls suitable for electroplating applications requiring wear and corrosion resistance.
冷延鋼板の連続電気メッキ設備では、メッキ浴内を搬送される冷延鋼板に通電を行うコンダクターロールが複数配置されている。 2. Description of the Related Art In a continuous electroplating facility for cold-rolled steel sheets, a plurality of conductor rolls are arranged for energizing cold-rolled steel sheets conveyed in a plating bath.
特許文献１では、コンダクターロールに耐食性を持たせる方法としては、鉄心ロール（ロール基体）の表面に形成された銅メッキ層上にニッケルメッキ層を形成し、そのニッケルメッキ層を下地としてクロムメッキ層を形成する方法が行われている。 In Patent Document 1, as a method for imparting corrosion resistance to a conductor roll, a nickel plating layer is formed on a copper plating layer formed on the surface of an iron core roll (roll substrate), and a chromium plating layer is formed using the nickel plating layer as a base.
また、特許文献２では、ステンレス材をロール基材として表面にメッキを行う方法も行われている。 Moreover, in Patent Document 2, a method of plating the surface of a stainless steel material as a roll base material is also performed.
鉄心ロールの表面に形成された銅メッキ層上にニッケルメッキ層を形成し、そのニッケルメッキ層を下地としてクロムメッキ層を形成する特許文献１の方法では、クロムメッキ用のメッキ液など腐食性が高いメッキ液内で表面のクロムメッキ層が短期間で剥離してしまう問題点があった。 In the method of Patent Document 1, in which a nickel plating layer is formed on a copper plating layer formed on the surface of an iron core roll, and a chromium plating layer is formed using the nickel plating layer as a base, there is a problem that the surface chromium plating layer peels off in a short period of time in a highly corrosive plating liquid such as a plating liquid for chromium plating.
また、ステンレス材をロール基材として表面にメッキを行う特許文献２の方法は、ロール基材が高価である問題点があった。 Moreover, the method of Patent Document 2, in which the surface is plated using a stainless material as the roll base material, has the problem that the roll base material is expensive.
したがって、本発明は上記の問題を解決すべく、腐食性の高いメッキ液内でも表面剥離発生が低減され、長期間の使用に耐えることが可能であり、且つ、安価なコンダクターロールを提供することを目的とする。 Therefore, in order to solve the above problems, it is an object of the present invention to provide an inexpensive conductor roll that can be used for a long period of time by reducing the occurrence of surface peeling even in a highly corrosive plating solution.
筆者らは鋭意調査した結果、鉄などの安価な材料で作成したロール基体にステンレスの溶射被膜を形成した後、それを下地としてクロムメッキ被膜を形成することにより、腐食性の高いメッキ液内であっても表面被膜の剥離発生が低減できることを知見した。 As a result of intensive investigation, the authors found that by forming a thermal spray coating of stainless steel on a roll substrate made of inexpensive materials such as iron and then forming a chromium plating coating on it as a base, it is possible to reduce the occurrence of peeling of the surface coating even in a highly corrosive plating solution.
本発明は、以上の知見に基づいてなされたものであり、その要旨とするところは以下のとおりである。
［１］ロール基体上の溶射被膜と、前記溶射被膜上のメッキ層とを備え、前記溶射被膜はステンレスであり、前記メッキ層はクロムメッキ層であることを特徴とする、コンダクターロール。
［２］前記ステンレスはオーステナイト系ステンレス鋼であることを特徴とする、［１］に記載のコンダクターロール。
［３］前記クロムメッキ層は高硬度クロムメッキ層であることを特徴とする、［１］又は［２］に記載のコンダクターロール。
The present invention has been made based on the above findings, and the gist thereof is as follows.
[1] A conductor roll comprising a thermally sprayed coating on a roll substrate and a plated layer on the thermally sprayed coating, the thermally sprayed coating being stainless steel and the plating layer being a chromium plating layer.
[2] The conductor roll according to [1], wherein the stainless steel is austenitic stainless steel.
[3] The conductor roll according to [1] or [2], wherein the chromium plating layer is a high-hardness chromium plating layer.
本発明によれば、耐食性を持った下地としてステンレスの溶射被膜を用いることで腐食性の高いメッキ液内での表面剥離発生が低減され、長期間の使用に耐えることができる。また、ロール基体に鉄などの安価な材料を用いることができるため、ステンレスを基材としたロールより安価に製作・補修することが可能である。 According to the present invention, by using a thermally sprayed coating of stainless steel as a corrosion-resistant undercoat, surface peeling in a highly corrosive plating solution is reduced, and long-term use is possible. In addition, since an inexpensive material such as iron can be used for the roll base, it is possible to manufacture and repair the roll at a lower cost than a roll using stainless steel as a base material.
以下、図面を参照しながら本発明のコンダクターロールについて説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態には、当業者が容易に置換可能なもの、あるいは実質的に同一のものも含まれる。 The conductor roll of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the following embodiment. The following embodiments include those that can be easily replaced by those skilled in the art, or those that are substantially the same.
図１は、本発明の一実施形態を示すコンダクターロールを長手方向に沿って切断した断面図である。ロール基体１の両端部にはシャフト２が嵌合している。また、本発明によれば、耐食性、耐摩耗性が要求される電気メッキ用コンダクターロールのロール基体１の表面に、耐食性の高いステンレスの溶射被膜３を施している。さらにその表面には、耐摩耗性の高いクロムメッキ層４を被覆することにより、コンダクターロールの耐久性を延ばすことができる。また、コンダクターロール表面のみの改造を行うことから、大部分は安価な材料を用いることができるため、安価な電気メッキ用コンダクターロールを提供することができる。 FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view of a conductor roll showing one embodiment of the present invention. Shafts 2 are fitted to both ends of the roll substrate 1 . Further, according to the present invention, the surface of the roll substrate 1 of the conductor roll for electroplating, which requires corrosion resistance and wear resistance, is coated with a thermally sprayed stainless steel coating 3 having high corrosion resistance. Further, by coating the surface with a chromium plating layer 4 having high abrasion resistance, the durability of the conductor roll can be extended. Moreover, since only the surface of the conductor roll is modified, most of the inexpensive materials can be used, so that an inexpensive conductor roll for electroplating can be provided.
特に、鋼板にクロムメッキを行うラインで用いられるコンダクターロールは、硬度の高い鋼板上のクロムメッキと接するため摩耗が激しく、同程度の硬度を持つ表面処理が必要である。硬度の高い表面処理の中で通電を妨げず、鋼板へのメッキに影響が出ないものとしてクロムメッキが用いられる。 In particular, a conductor roll used in a line for chrome-plating a steel plate is in contact with the chrome-plating on the steel plate with high hardness, so it is subject to severe wear, and surface treatment with a similar degree of hardness is required. Chrome plating is used as a hard surface treatment that does not interfere with current flow and does not affect the plating on the steel plate.
クロムメッキは電気メッキを施した際に内部応力が大きくなるという特性を有しており、コンダクターロール表面のクロムメッキ層には内部応力によって微細なクラックが生じる。このクラックは、クロムメッキ層の厚みとともに大きくなることがわかっており、大きなクラックの発生を防ぐために、クロムメッキ層の厚みは０．１５ｍｍ以下が好ましい。また、より良好な耐久性を発揮するためには０．１０ｍｍ以上が好ましい。 Chromium plating has the property that internal stress increases when electroplating is applied, and the internal stress causes fine cracks in the chromium plating layer on the surface of the conductor roll. It is known that the cracks increase with the thickness of the chromium plating layer, and the thickness of the chromium plating layer is preferably 0.15 mm or less in order to prevent large cracks from occurring. Moreover, in order to exhibit better durability, it is preferably 0.10 mm or more.
しかしながら、０．１５ｍｍ以下の厚みとしたコンダクターロール表面のクロムメッキ層にも微細なクラックが存在するため、腐食性の高いメッキ液がクラック内に侵入し、クロムメッキ層の下地層にまで到達する場合がある。従来のコンダクターロールの下地層に用いられるニッケルメッキでは腐食が発生し、クロムメッキ層が剥離していた。このメッキ液による腐食の対策として、異種金属接触部の腐食のしやすさの指標となる電位差がクロムとニッケルの組み合わせよりも小さくなる、クロムとステンレスの組み合わせに変更することで、腐食の発生を抑制し、コンダクターロールの耐食性を向上することができる。 However, since fine cracks are also present in the chrome plating layer on the surface of the conductor roll with a thickness of 0.15 mm or less, a highly corrosive plating solution may enter the cracks and reach the underlying layer of the chromium plating layer. Nickel plating, which is used as a base layer of conventional conductor rolls, causes corrosion and peeling of the chromium plating layer. As a countermeasure against corrosion due to this plating solution, by changing to a combination of chromium and stainless steel, in which the potential difference, which is an index of the susceptibility to corrosion of dissimilar metal contact parts, becomes smaller than the combination of chromium and nickel, the occurrence of corrosion can be suppressed and the corrosion resistance of the conductor roll can be improved.
溶射被膜３として使用するステンレスは、オーステナイト系ステンレス鋼が好ましく、このようなステンレス鋼の一例として、ＳＵＳ３１６Ｌが挙げられる。 Stainless steel used as the thermal spray coating 3 is preferably austenitic stainless steel, and an example of such stainless steel is SUS316L.
また、クロムメッキ層４を高硬度のクロムメッキ層とすることが好ましい。高硬度クロムメッキ層とは、ＪＩＳ Ｈ８６１５に準拠し、０．１ｍｍ以上の膜厚のビッカース硬度がＨｖ１０５０以上を言う。メッキ浴、メッキ条件は高硬度クロムメッキの常法に従えば良い。 Moreover, it is preferable that the chromium plating layer 4 be a chromium plating layer having a high hardness. The high-hardness chromium plating layer conforms to JIS H8615 and has a Vickers hardness of Hv 1050 or more with a film thickness of 0.1 mm or more. Plating baths and plating conditions may be in accordance with conventional methods for high-hardness chromium plating.
図１に示すコンダクターロールを作成した。このコンダクターロールはＳＭ４９０Ａ（溶接構造用圧延鋼材）で形成された中空円筒のロール基体１を基体として構成した。このロール基体１の両端部にはシャフト２を嵌合した。ロール基体１の表面には耐食性に優れるＳＵＳ３１６Ｌの溶射被膜３を施した。その溶射被膜３の表面には耐摩耗性に優れるクロムメッキ層４を施した。その溶射被膜３の表面には耐摩耗性に優れるクロムメッキ４を施した。 A conductor roll as shown in FIG. 1 was produced. This conductor roll was composed of a hollow cylindrical roll base 1 made of SM490A (rolled steel for welded structures) as a base. Shafts 2 were fitted to both ends of the roll substrate 1 . A thermal spray coating 3 of SUS316L having excellent corrosion resistance was applied to the surface of the roll substrate 1 . A chromium plating layer 4 having excellent wear resistance was applied to the surface of the thermally sprayed coating 3 . The surface of the sprayed coating 3 is plated with chrome 4 having excellent wear resistance.
本発明に従い、鉄鋼表面処理鋼板設備の連続クロムメッキ設備の電気クロムメッキ用コンダクターロールとして、中空円筒のロール基体（ＳＭ４９０Ａ製）上に１．５ｍｍのＳＵＳ３１６Ｌの溶射被膜を形成したのち、封孔処理を行った。更にその上に、０．１ｍｍのクロムメッキ層を被覆した後、クロムメッキ層の表面粗さをＲｚ１４±１μｍ、Ｒｙ１８μｍ以下にして使用した。 According to the present invention, a 1.5 mm SUS316L thermal spray coating was formed on a hollow cylindrical roll substrate (manufactured by SM490A) as a conductor roll for electrochromic plating in a continuous chromium plating facility of a steel surface treatment steel plate facility, and then sealing was performed. Furthermore, after coating a 0.1 mm thick chromium plating layer thereon, the surface roughness of the chromium plating layer was adjusted to Rz 14±1 μm and Ry 18 μm or less for use.
その結果、中空円筒のロール基体（ＳＭ４９０Ａ製）上に１ｍｍの銅メッキを被覆した後、０．１５ｍｍのニッケルメッキを被覆し、さらにその上に０．１ｍｍのクロムメッキを被覆した後、クロムメッキ層の表面粗さをＲｚ１４±１μｍ、Ｒｙ１８μｍ以下にした従来の電気メッキ用コンダクターロールと比較して、本発明の電気メッキ用コンダクターロールは耐食性に優れることが判明した。つまり、目視で表面のクロムメッキの剥離が確認されず、コンダクターロール取り換え周期が現状の３カ月から９カ月に延長し、耐久性が向上したことが、判明した。 As a result, it was found that the electroplating conductor roll of the present invention is superior in corrosion resistance to conventional electroplating conductor rolls in which a hollow cylindrical roll substrate (manufactured by SM490A) is coated with 1 mm of copper plating, then 0.15 mm of nickel plating, and further coated with 0.1 mm of chromium plating, and the surface roughness of the chromium plating layer is set to Rz 14 ± 1 µm and Ry 18 µm or less. In other words, no peeling of the chrome plating on the surface was visually observed, and it was found that the conductor roll replacement period was extended from the current three months to nine months , and the durability was improved.
１ ロール基体
２ シャフト
３ ステンレスの溶射被膜
４ クロムメッキ層
REFERENCE SIGNS LIST 1 roll substrate 2 shaft 3 stainless steel thermal spray coating 4 chrome plating layer
Claims (3)
前記溶射被膜はステンレスであり、前記メッキ層はクロムメッキ層であることを特徴とする、コンダクターロール。 A thermal spray coating on a roll substrate and a plated layer on the thermal spray coating,
A conductor roll, wherein the thermally sprayed coating is stainless steel, and the plating layer is a chromium plating layer.
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