JP2617154B2 - 亜鉛を含む溶融金属に対する耐腐食性材料およびその製造方法 - Google Patents
亜鉛を含む溶融金属に対する耐腐食性材料およびその製造方法Info
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- JP2617154B2 JP2617154B2 JP4167421A JP16742192A JP2617154B2 JP 2617154 B2 JP2617154 B2 JP 2617154B2 JP 4167421 A JP4167421 A JP 4167421A JP 16742192 A JP16742192 A JP 16742192A JP 2617154 B2 JP2617154 B2 JP 2617154B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，耐腐食性材料に関し，
詳しくは，亜鉛溶融装置等に用いられる亜鉛を含む溶融
金属に対する耐腐食性材料及びその製造方法に関する。
詳しくは，亜鉛溶融装置等に用いられる亜鉛を含む溶融
金属に対する耐腐食性材料及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に，亜鉛精錬，亜鉛合金鋳造，亜鉛
メッキ等には，亜鉛を溶融する溶融装置が使用されてい
る。また，この種の溶融装置として，サブマージドメル
ティングシステム，ブリッジウオールメルティングシス
テム等が知られている。これらのシステムでは，溶融亜
鉛が均一な温度を保った状態で，槽内を循環するように
構成されており，システム内のポンプ，熱電対保護管，
ローラ軸受，板押さえの鋼板等の各種部品は溶融亜鉛に
接触乃至は溶融亜鉛に浸漬されることになる。
メッキ等には，亜鉛を溶融する溶融装置が使用されてい
る。また，この種の溶融装置として，サブマージドメル
ティングシステム，ブリッジウオールメルティングシス
テム等が知られている。これらのシステムでは，溶融亜
鉛が均一な温度を保った状態で，槽内を循環するように
構成されており，システム内のポンプ，熱電対保護管，
ローラ軸受，板押さえの鋼板等の各種部品は溶融亜鉛に
接触乃至は溶融亜鉛に浸漬されることになる。
【０００３】一方，このように，溶融亜鉛に接触浸漬さ
れる金属部品は，溶融亜鉛によって，腐食されることが
知られている。溶融亜鉛による腐食を防止するために，
例えば，ポンプをカーボンによって形成すると共に，熱
電対保護管，ローラ軸受をセラミックによって形成し，
鋼板にセラミックコーティングを施すことが，提案され
ている。
れる金属部品は，溶融亜鉛によって，腐食されることが
知られている。溶融亜鉛による腐食を防止するために，
例えば，ポンプをカーボンによって形成すると共に，熱
電対保護管，ローラ軸受をセラミックによって形成し，
鋼板にセラミックコーティングを施すことが，提案され
ている。
【０００４】更に，このような溶融装置の部品を耐熱材
料で且つ硬質材料である（Ｍｏ）とタングステン（Ｗ）
との合金によって形成することも提案されている。従来
のこの種の合金は，重量で７０％のＭｏを含み，残部が
Ｗである化学組成を有しており，真空アーク炉を用いた
溶解法によって生成されている。
料で且つ硬質材料である（Ｍｏ）とタングステン（Ｗ）
との合金によって形成することも提案されている。従来
のこの種の合金は，重量で７０％のＭｏを含み，残部が
Ｗである化学組成を有しており，真空アーク炉を用いた
溶解法によって生成されている。
【０００５】しかしながら，セラミック及びカーボン
は，耐熱材料としては優れているが，機械的強度が小さ
く，耐衝撃性や耐磨耗性に乏しく，これらを材料とした
溶融装置部品は，短寿命であるという欠点がある。この
ことは，部品のコストを上昇させ，したがって，製品の
生産コストをも上昇させることになる。また，一般に，
機械的強度の大きな金属材料は，溶融亜鉛に著しく腐食
されるので溶融装置材料として不適当であり，溶融装置
や部品の材料としては，上記したＭｏとＷとの合金のみ
が市販されているにすぎない。しかし，市販されている
ＭｏとＷとの合金材料は，溶融亜鉛に対して，他の金属
材料より優れた耐腐食性を示すが，セラミックス及びカ
ーボンに比べると耐腐食性が低いため，市販のＭｏとＷ
の合金材料をセラミック等の代わりに使用することは，
困難であった。
は，耐熱材料としては優れているが，機械的強度が小さ
く，耐衝撃性や耐磨耗性に乏しく，これらを材料とした
溶融装置部品は，短寿命であるという欠点がある。この
ことは，部品のコストを上昇させ，したがって，製品の
生産コストをも上昇させることになる。また，一般に，
機械的強度の大きな金属材料は，溶融亜鉛に著しく腐食
されるので溶融装置材料として不適当であり，溶融装置
や部品の材料としては，上記したＭｏとＷとの合金のみ
が市販されているにすぎない。しかし，市販されている
ＭｏとＷとの合金材料は，溶融亜鉛に対して，他の金属
材料より優れた耐腐食性を示すが，セラミックス及びカ
ーボンに比べると耐腐食性が低いため，市販のＭｏとＷ
の合金材料をセラミック等の代わりに使用することは，
困難であった。
【０００６】そこで，本発明者らは，耐腐食性材料とし
て，特定の混合比率からなるＷとＭｏとの合金素材を，
約９００℃〜１５００℃で熱間圧延して板材とする技術
を提案した（特公平３−９１７７号公報，以下，参考文
献１と呼ぶ）。
て，特定の混合比率からなるＷとＭｏとの合金素材を，
約９００℃〜１５００℃で熱間圧延して板材とする技術
を提案した（特公平３−９１７７号公報，以下，参考文
献１と呼ぶ）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら，上述し
た参考文献１のＷとＭｏとの合金において，例えば，メ
ッキ浴槽中の板押えの部材には，ローラが欠かせず，必
然的に軸部品としての耐腐食材料で，形状的には，リン
グ状のものが多く必要であり，このような軸部品，リン
グ状の部品を製造する場合，ＷとＭｏとの合金からなる
圧延材では，溶接加工ができず，又，たとえできたとし
ても，１０〜２０ｍｍ程の肉厚のある材料が必要にな
る。
た参考文献１のＷとＭｏとの合金において，例えば，メ
ッキ浴槽中の板押えの部材には，ローラが欠かせず，必
然的に軸部品としての耐腐食材料で，形状的には，リン
グ状のものが多く必要であり，このような軸部品，リン
グ状の部品を製造する場合，ＷとＭｏとの合金からなる
圧延材では，溶接加工ができず，又，たとえできたとし
ても，１０〜２０ｍｍ程の肉厚のある材料が必要にな
る。
【０００８】更に，上記Ｗ及びＭｏの合金のみからなる
板材は，極めて加工性に劣り，無理な歪みを加えれば，
割れてしまう欠点を保有している。
板材は，極めて加工性に劣り，無理な歪みを加えれば，
割れてしまう欠点を保有している。
【０００９】一方，上記ＷとＭｏとの合金を粉末あるい
は，粒状にし，溶射により，所望する金属系母材に施す
ことも考えられる。しかし，このＷとＭｏとの合金の膨
脹係数は，５〜５．５×１０-6／℃であり，金属系母材
とは，膨脹率の違いによって，高温メッキ浴中で剥離の
不安が大きく，実用化は不可能であった。
は，粒状にし，溶射により，所望する金属系母材に施す
ことも考えられる。しかし，このＷとＭｏとの合金の膨
脹係数は，５〜５．５×１０-6／℃であり，金属系母材
とは，膨脹率の違いによって，高温メッキ浴中で剥離の
不安が大きく，実用化は不可能であった。
【００１０】そこで，本発明の第１の技術的課題は，表
層が耐腐食性を有するＷとＭｏとの合金膜を有する複合
材料からなりＺｎメッキ浴等の耐腐食性材料として有効
で，しかも，複合材料の表層の剥離不安を解消した亜鉛
を含む溶融金属に対する耐腐食性材料とその製造方法を
提供することにある。
層が耐腐食性を有するＷとＭｏとの合金膜を有する複合
材料からなりＺｎメッキ浴等の耐腐食性材料として有効
で，しかも，複合材料の表層の剥離不安を解消した亜鉛
を含む溶融金属に対する耐腐食性材料とその製造方法を
提供することにある。
【００１１】また，本発明の第２の技術的課題は，前記
複合材料において，直接緻密な層を被覆生成し，且つか
なり薄い厚さでその耐腐食効果を期待できる亜鉛を含む
溶融 金属に対する耐腐食性材料とその製造方法を提供す
ることにある。
複合材料において，直接緻密な層を被覆生成し，且つか
なり薄い厚さでその耐腐食効果を期待できる亜鉛を含む
溶融 金属に対する耐腐食性材料とその製造方法を提供す
ることにある。
【００１２】更に，本発明の第３の技術的課題は，耐腐
食性を付与するのに有効なタングステン・モリブデン合
金の組成を容易に調整することができる亜鉛を含む溶融
金属に対する耐腐食性材料とその製造方法を提供するこ
とにある。
食性を付与するのに有効なタングステン・モリブデン合
金の組成を容易に調整することができる亜鉛を含む溶融
金属に対する耐腐食性材料とその製造方法を提供するこ
とにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明によれば，黒鉛か
らなる母材と，前記母材上に形成された炭化物相防止層
と，前記炭化物相防止層上に形成された５〜６０ｗｔ％
のＭｏ，残部がＷの合金からなる防食層を有し，前記母
材と前記防食層との剥離強度が少なくとも２０ＭＰａで
あることを特徴とする亜鉛を含む溶融金属に対する耐腐
食性材料が得られる。
らなる母材と，前記母材上に形成された炭化物相防止層
と，前記炭化物相防止層上に形成された５〜６０ｗｔ％
のＭｏ，残部がＷの合金からなる防食層を有し，前記母
材と前記防食層との剥離強度が少なくとも２０ＭＰａで
あることを特徴とする亜鉛を含む溶融金属に対する耐腐
食性材料が得られる。
【００１４】ここで，本発明において，ＭｏとＷとの合
金は，特公平３−９１７７号公報に示されているよう
に，溶融装置の部品の耐熱性を高め，機械的強度を増加
させ，且つ亜鉛等に対する耐腐食性に優れている５〜６
０ｗｔ％のＭｏ，残部がＷの合金からなり，ＭｏとＷと
の合金の耐食性はＭｏが５５％前後で最も優れている。
また，本発明において，母材と防食層との剥離強度が少
なくとも２０ＭＰａであると限定したのは，２０ＭＰａ
未満においては，ＣＶＤ被覆加工後の仕上げ研磨等の機
械加工によって剥離が生じる可能性があり，材料として
使用できないからである。
金は，特公平３−９１７７号公報に示されているよう
に，溶融装置の部品の耐熱性を高め，機械的強度を増加
させ，且つ亜鉛等に対する耐腐食性に優れている５〜６
０ｗｔ％のＭｏ，残部がＷの合金からなり，ＭｏとＷと
の合金の耐食性はＭｏが５５％前後で最も優れている。
また，本発明において，母材と防食層との剥離強度が少
なくとも２０ＭＰａであると限定したのは，２０ＭＰａ
未満においては，ＣＶＤ被覆加工後の仕上げ研磨等の機
械加工によって剥離が生じる可能性があり，材料として
使用できないからである。
【００１５】本発明によれば，前記亜鉛を含む溶融金属
に対する耐腐食性材料において，前記炭化物相防止層
は，Ｒｅ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒｕのうちから選択された少く
とも一種を含む金属又は合金からなることを特徴とする
亜鉛を含む溶融金属に対する耐腐食性材料が得られる。
ここで，本発明における炭化物相防止層を構成するＲ
ｅ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒｕ等の白金族元素を含む金属又は合
金は，Ｗ，Ｍｏ又はこれらの合金と密着性が優れてお
り，不活性金属であるので防食性を高めるとともに，直
に黒鉛母材に接触れないので，Ｗ，Ｍｏ又はこれらの合
金との炭化を防止することができる。
に対する耐腐食性材料において，前記炭化物相防止層
は，Ｒｅ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒｕのうちから選択された少く
とも一種を含む金属又は合金からなることを特徴とする
亜鉛を含む溶融金属に対する耐腐食性材料が得られる。
ここで，本発明における炭化物相防止層を構成するＲ
ｅ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒｕ等の白金族元素を含む金属又は合
金は，Ｗ，Ｍｏ又はこれらの合金と密着性が優れてお
り，不活性金属であるので防食性を高めるとともに，直
に黒鉛母材に接触れないので，Ｗ，Ｍｏ又はこれらの合
金との炭化を防止することができる。
【００１６】本発明によれば，母材を黒鉛とし，該母材
上にＣＶＤ法によって，炭化物相防止層を施した後，モ
リブデン・タングステン合金を含む防食層をＣＶＤ法に
よって被覆することを特徴とする亜鉛を含む溶融金属に
対する耐腐食性材料の製造方法が得られる。ここで，本
発明において，炭化物相防止層又は防食層にＣＶＤ法を
用いたのは，所望する組成を有するモリブデン・タング
ステン合金を形成することができるとともに，均一で緻
密な被膜が得られるからである。
上にＣＶＤ法によって，炭化物相防止層を施した後，モ
リブデン・タングステン合金を含む防食層をＣＶＤ法に
よって被覆することを特徴とする亜鉛を含む溶融金属に
対する耐腐食性材料の製造方法が得られる。ここで，本
発明において，炭化物相防止層又は防食層にＣＶＤ法を
用いたのは，所望する組成を有するモリブデン・タング
ステン合金を形成することができるとともに，均一で緻
密な被膜が得られるからである。
【００１７】本発明によれば，前記亜鉛を含む溶融金属
に対する耐腐食性材料の製造方法において，前記黒鉛
は，アルコール中で超音波洗浄したものであることを特
徴とする亜鉛を含む溶融金属に対する耐腐食性材料の製
造方法が得られる。
に対する耐腐食性材料の製造方法において，前記黒鉛
は，アルコール中で超音波洗浄したものであることを特
徴とする亜鉛を含む溶融金属に対する耐腐食性材料の製
造方法が得られる。
【００１８】本発明によれば，前記亜鉛を含む溶融金属
に対する耐腐食性材料の製造方法において，前記炭化物
相防止層，前記防食層のうちの少なくとも一方は，金属
弗化物又は金属塩化物を用いて形成されていることを特
徴とする亜鉛を含む溶融金属に対する耐腐食性材料の製
造方法が得られる。
に対する耐腐食性材料の製造方法において，前記炭化物
相防止層，前記防食層のうちの少なくとも一方は，金属
弗化物又は金属塩化物を用いて形成されていることを特
徴とする亜鉛を含む溶融金属に対する耐腐食性材料の製
造方法が得られる。
【００１９】ここで，本発明において，金属弗化物を使
用する場合には，高圧容器に収容されたガスそのものを
基板のおかれた反応容器に導入する。また，金属塩化物
を使用する場合には，高温の反応管内に所望する金属塩
化物を構成する純金属を置き，塩素ガスを通じて純金属
と反応させることで金属塩化物を生成して，反応室内に
導入する。
用する場合には，高圧容器に収容されたガスそのものを
基板のおかれた反応容器に導入する。また，金属塩化物
を使用する場合には，高温の反応管内に所望する金属塩
化物を構成する純金属を置き，塩素ガスを通じて純金属
と反応させることで金属塩化物を生成して，反応室内に
導入する。
【００２０】
【実施例】以下，本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００２１】図１は本発明の実施例に係る亜鉛を含む溶
融金属に対する耐腐食性材料を製造するためのＣＶＤ装
置の概要を示す図である。図１において，密封された箱
体からなる反応室１０内に，試料片（基板）１が配置さ
れている。この試料片１は，反応室１０の外部から内部
に貫通した試料回転軸１１の一端に固定されている。こ
の軸１１の反応室１０の壁部は，密封ベアリングによっ
てシールされている。反応室１０の上部には，反応ガス
を導入するための第１及び第２のノズル１２及び１３が
配置されている。第１のノズル１２は，反応室１０の壁
部を貫通して配管１４に接続されている。配管１４と反
応室１０との壁部間はシールされている。この配管１４
は，ノズル側から上流側で２本の配管１５，１６に分岐
され，夫々の配管１５，１６は，流量計１７，１８を介
して，Ｈ2 ガスボンベ１９及びＲｅＦ6 ガスボンベ２０
に夫々接続されている。また，第２のノズル１３は，配
管２１を介して，塩化部３０に接続されている。塩化部
３０は，レニウム（Ｒｅ）ペレット２４が内部に配置さ
れた反応管２３と，反応管２３の周囲に配置され，反応
管２３を加熱するための加熱コイル２２とから構成され
ている。塩化部３０の上流側には，配管２５が設けら
れ，この配管２５は更に上流に移動すると分岐して配管
２６，２７となり，夫々の配管２６，２７は，流量計２
８，２９を介して，塩素ガスボンベ３１とアルゴンガス
ボンベ３２に夫々接続されている。
融金属に対する耐腐食性材料を製造するためのＣＶＤ装
置の概要を示す図である。図１において，密封された箱
体からなる反応室１０内に，試料片（基板）１が配置さ
れている。この試料片１は，反応室１０の外部から内部
に貫通した試料回転軸１１の一端に固定されている。こ
の軸１１の反応室１０の壁部は，密封ベアリングによっ
てシールされている。反応室１０の上部には，反応ガス
を導入するための第１及び第２のノズル１２及び１３が
配置されている。第１のノズル１２は，反応室１０の壁
部を貫通して配管１４に接続されている。配管１４と反
応室１０との壁部間はシールされている。この配管１４
は，ノズル側から上流側で２本の配管１５，１６に分岐
され，夫々の配管１５，１６は，流量計１７，１８を介
して，Ｈ2 ガスボンベ１９及びＲｅＦ6 ガスボンベ２０
に夫々接続されている。また，第２のノズル１３は，配
管２１を介して，塩化部３０に接続されている。塩化部
３０は，レニウム（Ｒｅ）ペレット２４が内部に配置さ
れた反応管２３と，反応管２３の周囲に配置され，反応
管２３を加熱するための加熱コイル２２とから構成され
ている。塩化部３０の上流側には，配管２５が設けら
れ，この配管２５は更に上流に移動すると分岐して配管
２６，２７となり，夫々の配管２６，２７は，流量計２
８，２９を介して，塩素ガスボンベ３１とアルゴンガス
ボンベ３２に夫々接続されている。
【００２２】ここで，反応室１０の説明にもどって，試
料片１の周囲には，加熱用の高周波コイル３３が配置さ
れ，この高周波コイル３３は反応室１０の外部の高周波
電源３４に電気接続されている。尚，符号３５は，反応
室１０の内部から反応室内の廃棄ガスを排出するための
排気系である。
料片１の周囲には，加熱用の高周波コイル３３が配置さ
れ，この高周波コイル３３は反応室１０の外部の高周波
電源３４に電気接続されている。尚，符号３５は，反応
室１０の内部から反応室内の廃棄ガスを排出するための
排気系である。
【００２３】このような構成の装置を用いて，耐腐食性
材料が次のように製造される。次の表１で示す組成の黒
鉛を，母材に用いる。
材料が次のように製造される。次の表１で示す組成の黒
鉛を，母材に用いる。
【００２４】
【表１】
【００２５】まず，母材を基板１の位置に配置して，回
転させながら，ボンベ２０からのＲｅＦ6 ガス及びボン
ベ１９から供給される水素ガスを反応室１０に導入し
て，水素還元ＣＶＤ法により，金属Ｒｅの膜を母材表面
全体に析出させる。ＲｅＦ6 のキャリアガス又は還元剤
としてＨ2 ガスを用い，母材の温度，即ち，基板温度を
２５０〜５００℃として反応させる。特に，４００℃以
下では，金属Ｒｅ膜の緻密化層が得られやすい。この時
のガス組成比ＲｅＦ6 ：Ｈ2 は，１：２０から１：５ま
での範囲内が望ましい。
転させながら，ボンベ２０からのＲｅＦ6 ガス及びボン
ベ１９から供給される水素ガスを反応室１０に導入し
て，水素還元ＣＶＤ法により，金属Ｒｅの膜を母材表面
全体に析出させる。ＲｅＦ6 のキャリアガス又は還元剤
としてＨ2 ガスを用い，母材の温度，即ち，基板温度を
２５０〜５００℃として反応させる。特に，４００℃以
下では，金属Ｒｅ膜の緻密化層が得られやすい。この時
のガス組成比ＲｅＦ6 ：Ｈ2 は，１：２０から１：５ま
での範囲内が望ましい。
【００２６】尚，ＲｅＦ6 は，高価で取扱いが若干面倒
なため，金属Ｒｅに塩素ガスを直接反応させることも考
え，実際に行いＲｅＣｌ6 を得た。
なため，金属Ｒｅに塩素ガスを直接反応させることも考
え，実際に行いＲｅＣｌ6 を得た。
【００２７】次に，基板として前述の黒鉛からなる母材
上に形成されたＲｅ層上に，熱分解ＣＶＤ法によって，
Ｗ，Ｍｏ又はこれらの合金膜を生成させる。この際のキ
ャリアガスとしては，アルゴンガス（Ａｒ）を用い，母
材上に金属Ｒｅ膜が形成される基板の温度は９５０℃〜
１４００℃範囲内で，緻密結晶粒にするには高温程望ま
しい。また，この時の反応ガス組成比は，Ｃｌ2 ：Ａｒ
ベースで，１：１０〜１：１が好ましい。また，これら
の金属Ｒｅ膜，Ｗ，Ｍｏ又はこれらの合金膜のいずれに
おいても，母材からの剥離強度が問題であるが，図２
（ａ），（ｂ）で示すような試験によって評価した。
上に形成されたＲｅ層上に，熱分解ＣＶＤ法によって，
Ｗ，Ｍｏ又はこれらの合金膜を生成させる。この際のキ
ャリアガスとしては，アルゴンガス（Ａｒ）を用い，母
材上に金属Ｒｅ膜が形成される基板の温度は９５０℃〜
１４００℃範囲内で，緻密結晶粒にするには高温程望ま
しい。また，この時の反応ガス組成比は，Ｃｌ2 ：Ａｒ
ベースで，１：１０〜１：１が好ましい。また，これら
の金属Ｒｅ膜，Ｗ，Ｍｏ又はこれらの合金膜のいずれに
おいても，母材からの剥離強度が問題であるが，図２
（ａ），（ｂ）で示すような試験によって評価した。
【００２８】図２（ａ）の右側は剥離強度試験法を説明
の供せられる側面図，左側は正面図をそれぞれ示してい
る。図２（ａ）において，試験片１母材における上方端
面がタングステン・モリブデン層あるいは，Ｒｅコート
層２であり，銀ろう等のろう材３によってＭ４ナット４
を接合し，図２（ａ）で右側の矢印５で示す様に，Ｍ４
ナット４を上方に引っ張ることによって，即ち，図２
（ｂ）で示すように，係合部材７から引上げ具６で上方
に引っ張ることによって，Ｍ４ナット４と試験片１母材
との剥離を観察するものである。ここで，本発明の耐腐
食性材料においては，母材と防食層は，その間に炭化防
止層を挟み連続的に構成されている。母材と防食層との
剥離強度は，母材と炭化防止層あるいは炭化防止層と防
食層のどちらか一方の剥離強度が他方より低い場合，他
方の剥離強度がいくら高くても，結果的に炭化防止層を
含む母材と防食層全体の剥離強度は低い方の値をとる。
従って，炭化防止層が存在しても，耐腐食性材料の剥離
強度に関しては，母材と炭化防止層および炭化防止層そ
れぞれの剥離強度について評価する必要はなく，母材と
防食層全体で剥離強度を評価すれば良いことになる。
の供せられる側面図，左側は正面図をそれぞれ示してい
る。図２（ａ）において，試験片１母材における上方端
面がタングステン・モリブデン層あるいは，Ｒｅコート
層２であり，銀ろう等のろう材３によってＭ４ナット４
を接合し，図２（ａ）で右側の矢印５で示す様に，Ｍ４
ナット４を上方に引っ張ることによって，即ち，図２
（ｂ）で示すように，係合部材７から引上げ具６で上方
に引っ張ることによって，Ｍ４ナット４と試験片１母材
との剥離を観察するものである。ここで，本発明の耐腐
食性材料においては，母材と防食層は，その間に炭化防
止層を挟み連続的に構成されている。母材と防食層との
剥離強度は，母材と炭化防止層あるいは炭化防止層と防
食層のどちらか一方の剥離強度が他方より低い場合，他
方の剥離強度がいくら高くても，結果的に炭化防止層を
含む母材と防食層全体の剥離強度は低い方の値をとる。
従って，炭化防止層が存在しても，耐腐食性材料の剥離
強度に関しては，母材と炭化防止層および炭化防止層そ
れぞれの剥離強度について評価する必要はなく，母材と
防食層全体で剥離強度を評価すれば良いことになる。
【００２９】次に，本発明の実施例をさらに具体的に説
明する。
明する。
【００３０】（実施例１） 十分Ａｒ置換された反応槽又はその後減圧にされた反応
槽に，Ｈ2 ５００ｃｃ／ｍｉｎ，ＲｅＦ6 ５０ｃｃ
／ｍｉｎを同時に導入した。ここで用いた母材は，機械
加工された後，アルコール中で超音波洗浄後乾燥した黒
鉛試片を高周波加熱によって３００℃に加熱し，反応蒸
着させた。金属Ｒｅ膜は，約７μｍに被覆され，破面の
組織は柱状晶であった。また，Ｒｅ被覆した黒鉛の上に
ＭｏＦ6とＷＦ6 を夫々２００ｃｃ／ｍｉｎ及び６０ｃ
ｃ／ｍｉｎの割合で同時に流し，さらにはＨ2 は５００
ｃｃ／ｍｉｎを導入した。基板温度４００℃の条件によ
り被覆されたものの剥離テストしたのが次表２である。
この表２で黒鉛／Ｗは，比較例で黒鉛に直接ＷＦ6 から
Ｗ膜を生成させただけのものである。
槽に，Ｈ2 ５００ｃｃ／ｍｉｎ，ＲｅＦ6 ５０ｃｃ
／ｍｉｎを同時に導入した。ここで用いた母材は，機械
加工された後，アルコール中で超音波洗浄後乾燥した黒
鉛試片を高周波加熱によって３００℃に加熱し，反応蒸
着させた。金属Ｒｅ膜は，約７μｍに被覆され，破面の
組織は柱状晶であった。また，Ｒｅ被覆した黒鉛の上に
ＭｏＦ6とＷＦ6 を夫々２００ｃｃ／ｍｉｎ及び６０ｃ
ｃ／ｍｉｎの割合で同時に流し，さらにはＨ2 は５００
ｃｃ／ｍｉｎを導入した。基板温度４００℃の条件によ
り被覆されたものの剥離テストしたのが次表２である。
この表２で黒鉛／Ｗは，比較例で黒鉛に直接ＷＦ6 から
Ｗ膜を生成させただけのものである。
【００３１】
【表２】
【００３２】表２中に示すように，「黒鉛／Ｗ又はＭｏ
合金（Ｒｅ有り）」で示される本発明の実施例１に係る
黒鉛母材中にＲｅ膜を介在させてＷ又はＭｏ合金を形成
した試料片は，剥離強度は２３．５ＭＰａと大きい。し
かし，表２中で，「黒鉛／Ｗ」で示される黒鉛に金属Ｒ
ｅ膜を施さないで，Ｗ膜を形成したものは，４ＭＰａで
あった。また，本発明の実施例１に係る加工試料片を擦
りあわせても，目視で判る傷は付かなかった。
合金（Ｒｅ有り）」で示される本発明の実施例１に係る
黒鉛母材中にＲｅ膜を介在させてＷ又はＭｏ合金を形成
した試料片は，剥離強度は２３．５ＭＰａと大きい。し
かし，表２中で，「黒鉛／Ｗ」で示される黒鉛に金属Ｒ
ｅ膜を施さないで，Ｗ膜を形成したものは，４ＭＰａで
あった。また，本発明の実施例１に係る加工試料片を擦
りあわせても，目視で判る傷は付かなかった。
【００３３】（実施例２） 市販の金属レニウム（Ｒｅ）粉をバインダー無しで直径
が５〜７ｍｍ，厚さが２〜８ｍｍのペレットにプレス加
工し，Ｒｅ（被覆）反応槽の直前の９００℃に加熱され
た反応管２４にてＣｌ2 ガスとの反応により，ＲｅＣｌ
6 を生成した（反応式：Ｒｅ＋３Ｃｌ2 ＝ＲｅＣ
ｌ6 ）。この時のＲｅＣｌ6 発生は，Ｃｌ2 ガスの量で
決まり，所定の条件下では，Ｃｌ2 の１／３容でＲｅＣ
ｌ6 ガスが得られる。
が５〜７ｍｍ，厚さが２〜８ｍｍのペレットにプレス加
工し，Ｒｅ（被覆）反応槽の直前の９００℃に加熱され
た反応管２４にてＣｌ2 ガスとの反応により，ＲｅＣｌ
6 を生成した（反応式：Ｒｅ＋３Ｃｌ2 ＝ＲｅＣ
ｌ6 ）。この時のＲｅＣｌ6 発生は，Ｃｌ2 ガスの量で
決まり，所定の条件下では，Ｃｌ2 の１／３容でＲｅＣ
ｌ6 ガスが得られる。
【００３４】充分にＡｒガス置換された反応槽にＣｌ2
３００ｃｃ／ｍｉｎ，Ａｒ１０００ｃｃ／ｍｉｎを同時
に導入し，実施例１に用いたものと同様の黒鉛母材料試
料片にガスが均一に吹き付けられるように位置させ，高
周波によって，基板１を１３５０℃に保持しつつ被覆反
応させた。金属Ｒｅ膜は母材上に約５μｍ被覆され，波
面の組織は緻密な等軸晶であった。ＭｏとＷは，実施例
１と同様な条件で被覆させた。剥離テストを実施例１と
同様に行った結果を下表３に示す。
３００ｃｃ／ｍｉｎ，Ａｒ１０００ｃｃ／ｍｉｎを同時
に導入し，実施例１に用いたものと同様の黒鉛母材料試
料片にガスが均一に吹き付けられるように位置させ，高
周波によって，基板１を１３５０℃に保持しつつ被覆反
応させた。金属Ｒｅ膜は母材上に約５μｍ被覆され，波
面の組織は緻密な等軸晶であった。ＭｏとＷは，実施例
１と同様な条件で被覆させた。剥離テストを実施例１と
同様に行った結果を下表３に示す。
【００３５】
【表３】
【００３６】このようにしてできた膜でのタングステン
とモリブデンは概ね１２００℃程度で加熱すると合金化
する。また，タングステンとモリブデンとの合金の夫々
組成比は，ＷＦ6 及びＭｏＦ6 のガスの組成比で決め得
ることができる。表３で示すように，本発明の実施例２
に係る方法によって得た被覆膜は，剥離強度が３１．５
ＭＰａと大きく，母材表面における剥離も見られず，チ
ッピングもなかった。これに対して，黒鉛／Ｗで示され
る比較例に係るＷ膜を形成した黒鉛では，剥離強度が７
ＭＰａと小さかった。また，本発明の実施例２に係る加
工試片を擦りあわせても，目視で判る傷は付かなかっ
た。
とモリブデンは概ね１２００℃程度で加熱すると合金化
する。また，タングステンとモリブデンとの合金の夫々
組成比は，ＷＦ6 及びＭｏＦ6 のガスの組成比で決め得
ることができる。表３で示すように，本発明の実施例２
に係る方法によって得た被覆膜は，剥離強度が３１．５
ＭＰａと大きく，母材表面における剥離も見られず，チ
ッピングもなかった。これに対して，黒鉛／Ｗで示され
る比較例に係るＷ膜を形成した黒鉛では，剥離強度が７
ＭＰａと小さかった。また，本発明の実施例２に係る加
工試片を擦りあわせても，目視で判る傷は付かなかっ
た。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように，本発明では，黒鉛
母材の表面に，その母材と熱膨張のマッチングするタン
グステン・モリブデン合金を含む防食層をＣＶＤ法によ
り被覆したので，Ｚｎメッキ浴等の耐腐食性材料として
供し得る。しかも，下地層の中間相に炭化相防止のため
の金属Ｒｅ層を施し，剥離不安を解消した亜鉛を含む溶
融金属に対する耐腐食性材料及びその製造方法を提供す
ることができる。
母材の表面に，その母材と熱膨張のマッチングするタン
グステン・モリブデン合金を含む防食層をＣＶＤ法によ
り被覆したので，Ｚｎメッキ浴等の耐腐食性材料として
供し得る。しかも，下地層の中間相に炭化相防止のため
の金属Ｒｅ層を施し，剥離不安を解消した亜鉛を含む溶
融金属に対する耐腐食性材料及びその製造方法を提供す
ることができる。
【００３８】また，本発明では，Ｒｅ源としては市販の
ＲｅＦ6 ガスでも良いし，ＲｅＣｌ6 でも良い。また，
金属ＲｅとＣｌ2 ガスの反応で得られたＲｅＣｌ6 ガス
によることもできる。いずれもＣＶＤにより，直接緻密
な層を被覆生成し，且つかなり薄い厚さでその耐腐食効
果を期待できる。
ＲｅＦ6 ガスでも良いし，ＲｅＣｌ6 でも良い。また，
金属ＲｅとＣｌ2 ガスの反応で得られたＲｅＣｌ6 ガス
によることもできる。いずれもＣＶＤにより，直接緻密
な層を被覆生成し，且つかなり薄い厚さでその耐腐食効
果を期待できる。
【００３９】本発明では，耐腐食性に有効なタングステ
ン・モリブデン合金を含む防食層は，ＷＦ6 ，ＭｏＦ6
のガス組成を調整することで，例えば，Ｍｏが６０ｗｔ
％から５ｗｔ％で残部がＷからなるものを形成すること
ができる亜鉛を含む溶融金属に対する耐腐食性材料とそ
の製造方法とを提供することができる。
ン・モリブデン合金を含む防食層は，ＷＦ6 ，ＭｏＦ6
のガス組成を調整することで，例えば，Ｍｏが６０ｗｔ
％から５ｗｔ％で残部がＷからなるものを形成すること
ができる亜鉛を含む溶融金属に対する耐腐食性材料とそ
の製造方法とを提供することができる。
【図１】本発明の実施例に係る亜鉛を含む溶融金属に対
する耐腐食性材料を製造するためのＣＶＤ装置の概略的
構成を示す図である。
する耐腐食性材料を製造するためのＣＶＤ装置の概略的
構成を示す図である。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は耐腐食性材料の剥離強度試
験法を概略的に示す図である。
験法を概略的に示す図である。
１ 試料片（基板） １０ 反応室 １１ 試料回転軸 １２ 第１のノズル １３ 第２のノズル １４，１５，１６，２１，２５，２６，２７ 配管 １７，１８，２８，２９ 流量計 １９ Ｈ2 ガスボンベ ２０ ＲｅＦ6 ガスボンベ ２２ 加熱コイル ２３ 反応管 ２４ Ｒｅペレット ３０ 塩化部 ３１ 塩素ガスボンベ ３２ アルゴンガスボンベ ３３ 高周波コイル ３４ 高周波電源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−82765（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−279744（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−50073（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−188551（ＪＰ，Ａ) 特公 昭60−8575（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭56−28351（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (5)
- 【請求項１】 黒鉛からなる母材と，前記母材上に形成
された炭化物相防止層と，前記炭化物相防止層上に形成
された５〜６０ｗｔ％のＭｏ，残部がＷの合金からなる
防食層を有し，前記母材と前記防食層との剥離強度が少
なくとも２０ＭＰａであることを特徴とする亜鉛を含む
溶融金属に対する耐腐食性材料。 - 【請求項２】 請求項１記載の亜鉛を含む溶融金属に対
する耐腐食性材料において，前記炭化物相防止層は，Ｒ
ｅ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒｕのうちから選択された少くとも一
種を含む金属又は合金からなることを特徴とする亜鉛を
含む溶融金属に対する耐腐食性材料。 - 【請求項３】 母材を黒鉛とし，該母材上にＣＶＤ法に
よって，炭化物相防止層を施した後，モリブデン・タン
グステン合金を含む防食層をＣＶＤ法によって被覆する
ことを特徴とする亜鉛を含む溶融金属に対する耐腐食性
材料の製造方法。 - 【請求項４】 請求項３記載の亜鉛を含む溶融金属に対
する耐腐食性材料の製造方法において，前記黒鉛は，ア
ルコール中で超音波洗浄したものであることを特徴とす
る亜鉛を含む溶融金属に対する耐腐食性材料の製造方
法。 - 【請求項５】 請求項３記載の亜鉛を含む溶融金属に対
する耐腐食性材料の製造方法において，前記炭化物相防
止層，前記防食層のうちの少なくとも一方は，金属弗化
物又は金属塩化物を用いて形成されていることを特徴と
する亜鉛を含む溶融金属に対する耐腐食性材料の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4167421A JP2617154B2 (ja) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | 亜鉛を含む溶融金属に対する耐腐食性材料およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4167421A JP2617154B2 (ja) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | 亜鉛を含む溶融金属に対する耐腐食性材料およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0610134A JPH0610134A (ja) | 1994-01-18 |
| JP2617154B2 true JP2617154B2 (ja) | 1997-06-04 |
Family
ID=15849391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4167421A Expired - Lifetime JP2617154B2 (ja) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | 亜鉛を含む溶融金属に対する耐腐食性材料およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2617154B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5577263A (en) * | 1995-03-22 | 1996-11-19 | Alliedsignal Inc. | Chemical vapor deposition of fine grained rhenium on carbon based substrates |
| KR100657537B1 (ko) * | 2005-11-10 | 2006-12-14 | (주)프리미어 코리아 | 높이 조절이 가능한 용기 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS608575A (ja) * | 1984-02-20 | 1985-01-17 | Hitachi Ltd | 四方切換弁 |
-
1992
- 1992-06-25 JP JP4167421A patent/JP2617154B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0610134A (ja) | 1994-01-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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