JP2991977B2 - Conductor roll for electroplating and method of manufacturing the same - Google Patents

Conductor roll for electroplating and method of manufacturing the same

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JP2991977B2
JP2991977B2 JP8264693A JP26469396A JP2991977B2 JP 2991977 B2 JP2991977 B2 JP 2991977B2 JP 8264693 A JP8264693 A JP 8264693A JP 26469396 A JP26469396 A JP 26469396A JP 2991977 B2 JP2991977 B2 JP 2991977B2
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composite carbide
electroplating
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【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、鋼板などの連続電
気めっき装置に用いられるコンダクターロールにかか
り、とくに耐食性と耐磨耗性の両方の特性に優れる電気
めっき用コンダクターロールと、その製造方法に関する
ものである。本発明にかかる上記コンダクターロール
は、水溶液や溶融塩などを電解質とする電解洗浄、陽極
酸化、電解スケール処理、電解研磨などの電気化学工業
の分野で用いられるコンダクターロールにも適用可能で
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a conductor roll for use in a continuous electroplating apparatus for a steel plate or the like, and more particularly to a conductor roll for electroplating which is excellent in both corrosion resistance and abrasion resistance, and a method for producing the same. Things. The above-described conductor roll according to the present invention is also applicable to a conductor roll used in the field of the electrochemical industry such as electrolytic cleaning using an aqueous solution or a molten salt as an electrolyte, anodization, electrolytic scale treatment, and electrolytic polishing.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、電気めっき装置に用いられるコン
ダクターロールとしては、(1) 特開昭58−102838号公
報、特開昭58−133398号公報、特開昭62−6756号公報な
どに見られるような通電性に優れた銅および銅合金、ハ
ステロイC合金のような耐食性に優れた材料を使うも
の、(2) 特開昭51−28511 号公報、特開昭58−221298号
公報などに見られるような、ロール表面にCu, Ni−W合
金、Ni−P合金などの電気めっき皮膜もしくは無電解め
っき皮膜を形成したもの、(3) 特開昭60−46395 号公報
に開示のように、ロール表面にCuまたはCu合金の電気め
っき皮膜を形成した後、その上にCo−Mo−Cr合金の溶射
皮膜を形成したり、また、特開平4−346693号公報のよ
うにロール表面にNiおよびその合金、もしくはCoおよび
その合金の電気めっき皮膜を処理した後、その上に2〜
20wt%Co−80〜92wt%WCサーメット溶射皮膜を形成する
ことにより、電気めっき皮膜と溶射皮膜を積層すること
によって耐食性と耐磨耗性を付与したもの、(4) 特開平
1−198460号公報、特開平2−4952号公報などに見られ
るように、ロール表面に耐食性および耐磨耗性材料を、
実質的に酸素を含まない雰囲気中で溶射して皮膜形成し
たもの、(5) その他、特開平1−177389号公報のように
耐食性合金を溶接肉盛りしたロール、特開平1−208406
号公報のように耐食性, 耐磨耗性合金粉末を用いてロー
ル本体を形成した後、これをHIP処理 (熱間静水圧加
圧処理) したもの、などが使用されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, conductor rolls used in an electroplating apparatus are disclosed in (1) JP-A-58-102838, JP-A-58-133398, JP-A-62-6756, and the like. And those using materials having excellent corrosion resistance such as copper and copper alloys having excellent electrical conductivity, such as Hastelloy C alloy, and (2) JP-A-51-28511 and JP-A-58-221298. An electroplated film such as Cu, Ni-W alloy, Ni-P alloy or an electroless plated film formed on the roll surface, as seen in (3) JP-A-60-46395. After forming an electroplating film of Cu or a Cu alloy on the roll surface, a thermal spray coating of a Co-Mo-Cr alloy is formed thereon, or Ni is coated on the roll surface as disclosed in JP-A-4-346693. And its alloy, or an electroplating film of Co and its alloy,
20% by weight of Co-80 to 92% by weight WC cermet spray coating, which is provided with corrosion resistance and abrasion resistance by laminating an electroplating film and a spray coating, (4) JP-A-1-198460 As shown in JP-A-2-4952, a corrosion-resistant and abrasion-resistant material is provided on the roll surface.
A film formed by thermal spraying in an atmosphere substantially free of oxygen; (5) other rolls in which a corrosion-resistant alloy is welded as in JP-A-1-177389, JP-A-1-208406
As described in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H10-209, a roll body is formed by using a corrosion-resistant and abrasion-resistant alloy powder and then subjected to HIP processing (hot isostatic pressing).

【0003】しかし、上記の各先行技術については、以
下に示すような欠点や課題があり、その解決策が望まれ
ている。のロール材質に関しては、銅およびその合金
は通電性は良好であるが、耐食性, 耐磨耗性に乏しく、
また、耐食性に優れたNi基合金 (例えば、ハステロイC
合金:16Cr−4W−5Fe−17Mo−残Ni) は、高価である
うえ軟質 (ビッカース硬さ200 前後) で耐磨耗性が悪い
という問題点がある。のロール表面にNiまたはCr電気
めっきを施したものは、膜厚が薄いうえ、酸性のめっき
液に腐食されやすいという問題点がある。のNiおよび
その合金やCoおよびその合金を電気めっきした後、その
上に耐磨耗性を有する硬質の炭化物サーメット (WC−Co
系) を溶射被覆したものは、耐磨耗性は優れているもの
の、溶射皮膜の気孔部を通して侵入した酸性のめっき液
によって、アンダーコートの電気めっき膜が腐食される
ため、長期間の使用に耐えないという問題点がある。
の実質的に酸素を含まない雰囲気中で溶射する方法で
は、溶射皮膜の貫通気孔が著しく減少するため、皮膜材
料が保有する耐食性および耐磨耗性を比較的良く発揮さ
せることができる利点がある。しかし、実質的に酸素を
含まない雰囲気を構成する装置が高価であり、また装置
の大きさに制約があるため、大型ロールに対し成膜でき
ないなどの問題点がある。の耐食性、耐磨耗性合金の
肉盛溶接は、肉盛ビードの形状が鋼板のめっき面に転写
され易く、製品の不良率が増加する欠点がある。その
他、HIP処理ロールは、製造コストが高く、実用化が
困難であるなどの問題点が知られている。
However, each of the above-mentioned prior arts has the following drawbacks and problems, and a solution is desired. Regarding the roll material, copper and its alloys have good electrical conductivity, but poor corrosion resistance and wear resistance.
In addition, Ni-based alloys with excellent corrosion resistance (for example, Hastelloy C
Alloy: 16Cr-4W-5Fe-17Mo-Ni remaining is expensive and soft (Vickers hardness around 200) and has poor abrasion resistance. Rolls with Ni or Cr electroplating on the roll surface have problems that the film thickness is thin and that the roll surface is easily corroded by an acidic plating solution. Ni and its alloys and Co and its alloys are electroplated and then abrasion-resistant hard carbide cermet (WC-Co
(Sprayed) has excellent abrasion resistance, but the acidic plating solution that has penetrated through the pores of the sprayed coating corrodes the undercoating electroplated film. There is a problem that it cannot stand.
The method of spraying in an atmosphere substantially free of oxygen has the advantage that the corrosion resistance and abrasion resistance possessed by the coating material can be exhibited relatively well because through-holes in the sprayed coating are significantly reduced. . However, there is a problem that a device that forms an atmosphere substantially free of oxygen is expensive, and the size of the device is limited, so that a film cannot be formed on a large roll. In the overlay welding of corrosion-resistant and wear-resistant alloys, there is a disadvantage that the shape of the overlay bead is easily transferred to the plated surface of the steel sheet, and the defect rate of the product increases. In addition, HIP processing rolls are known to have problems such as high production cost and difficulty in practical use.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
各従来技術が抱えている下記の欠点、問題点を解消でき
る技術を開発することにあり、とくに普通の炭化物のサ
ーメットを溶射した従来のコンダクターロールの上述し
た技術的課題、即ち、耐食性と耐磨耗性のいずれかが劣
るという欠点を克服することにある。また、本発明の目
的は、新規な溶射技術の適用によって低通電抵抗皮膜を
確実に施工するための方法を提案することにある。すな
わち、 (1) ロール表面に形成した、WC, Cr3C2, TiC, NbC, TaC
などの炭化物とCo, Ni, Crなどの金属を混合 (含両成分
を焼成後粉砕) した炭化物サーメットの皮膜は、めっき
液に対してたぬ特有の化学的安定性と硬度とを示すこと
から、耐磨耗性, 耐食性皮膜としての性能を発揮するこ
とが期待できる。しかしながら、昨今の電気めっき処理
は、生産性の向上のため、めっき液に大電流を流す必要
から、低pH化の傾向がある。そのために、めっき液の
腐食度が非常に強く、従来の単一の炭化物からなる普通
の炭化物サーメット溶射皮膜では十分な耐食性が維持で
きなくなっている。 (2) また、従来の方法によって大気中で成膜された炭化
物サーメット溶射皮膜は、多数の貫通気孔が存在してい
るため、めっき液が内部に侵入することによってロール
母材の腐食が進行し、その結果として、溶射皮膜と母材
との結合力がなくなって皮膜の剥離が起こる。 (3) 上記(2) の腐食現象を防止するため、アンダーコー
トとして耐食性を有する電気めっきを施工し (例えば、
特開昭60−46395 号公報、特開平4−346693号公報) 、
その上に溶射皮膜を被覆する方法があるが、プロセスの
異なる表面処理皮膜を重ねることはコストアップとなる
ほか、電気めっき皮膜面に溶射皮膜を直接形成すること
が困難になるために、実施するブラスト処理によっては
電気めっき皮膜に多数の欠陥が発生する。従って、電気
めっきを施しても十分な耐食性を発揮することができな
い。 (4) その上、アンダーコートとして電気めっき皮膜を形
成したり、また、耐食合金を溶射皮膜することは、通電
抵抗の増加を招くこととなるので、好ましいものではな
い。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to develop a technique which can solve the following disadvantages and problems of the above prior arts. It is an object of the present invention to overcome the above-mentioned technical problem of the conductor roll, that is, the disadvantage that either the corrosion resistance or the abrasion resistance is inferior. Another object of the present invention is to propose a method for reliably applying a low-current-resistance coating by applying a novel thermal spraying technique. That is, (1) WC, Cr 3 C 2 , TiC, NbC, TaC formed on the roll surface
Carbide cermet film, which is obtained by mixing carbides such as Co, Ni, and Cr (both components are baked and then pulverized), exhibits unique chemical stability and hardness against plating solution. It can be expected to exhibit performance as a wear-resistant and corrosion-resistant film. However, the recent electroplating process tends to lower the pH since a large current needs to be applied to the plating solution in order to improve productivity. Therefore, the degree of corrosion of the plating solution is very strong, and it is not possible to maintain sufficient corrosion resistance with a conventional carbide cermet sprayed coating made of a conventional single carbide. (2) In the case of a sprayed carbide cermet film formed in the air by the conventional method, since a large number of through-holes are present, the corrosion of the roll base material proceeds due to the penetration of the plating solution into the inside. As a result, the bonding force between the thermal spray coating and the base material is lost, and the coating peels off. (3) In order to prevent the corrosion phenomenon of (2) above, apply corrosion-resistant electroplating as an undercoat (for example,
JP-A-60-46395, JP-A-4-346693),
There is a method of coating a thermal spray coating on top of that, but stacking a surface treatment film with a different process increases the cost and it is difficult to form a thermal spray coating directly on the electroplating film surface, so it is performed Many defects occur in the electroplating film depending on the blasting process. Therefore, even if electroplating is performed, sufficient corrosion resistance cannot be exhibited. (4) In addition, it is not preferable to form an electroplating film as an undercoat or to spray-coat a corrosion-resistant alloy, since this results in an increase in current-carrying resistance.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、前述したよう
な単体の炭化物サーメットを溶射した従来のコンダクタ
ーロールが抱えている技術的課題を、次のような考え方
の下に開発した解決手段の採用によって解決するもので
ある。 (1) 金属製基材ロール表面に溶射するための炭化物サー
メット溶射材料として、WCとCr3C2 からなる複合炭化物
粉と、Cr, Cr−Co, Cr−Niから選ばれる1種以上の金属
・合金からなる耐食性と耐磨耗性を有する複合炭化物サ
ーメット溶射材料を用いる。 (2) 溶射は、大気中で熱源としては可燃性ガスの燃焼炎
または爆発エネルギーを用い、前記複合炭化物サーメッ
ト溶射材料粉末を大気中において熱源中の飛行速度が24
0m/sec以上になる条件の下で焼成させることによって、
めっき液の侵入径路となる気孔のない緻密な溶射皮膜を
形成させる。 (3) 溶射粒子の飛行速度を240m/sec以上に調整して形成
した溶射皮膜は、多数の炭化物粒子がロール母材表面に
突きささるため、通電抵抗が小さく、大電流による生産
性向上が容易となる。 (4) WCをCr3C2 と共存させることによって、WCの高硬度
による耐磨耗性の向上、Cr3C2 の高耐食性の両者の特徴
を都合よく利用することができる。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the technical problems of a conventional conductor roll sprayed with a single carbide cermet as described above, based on the following concept. It can be solved by adoption. (1) Carbide cermet sprayed material for thermal spraying on the surface of a metal substrate roll, composite carbide powder composed of WC and Cr 3 C 2 and one or more metals selected from Cr, Cr-Co, Cr-Ni Uses a composite carbide cermet sprayed material having corrosion resistance and wear resistance made of an alloy. (2) Thermal spraying uses a combustion flame or explosion energy of a combustible gas as a heat source in the atmosphere, and the composite carbide cermet sprayed material powder has a flight speed in the heat source of 24 in the atmosphere.
By firing under the condition of 0 m / sec or more,
A dense thermal spray coating without pores, which serves as a path for the plating solution to enter, is formed. (3) The thermal spray coating formed by adjusting the flight speed of the thermal spray particles to 240 m / sec or more has a small current-carrying resistance because a large number of carbide particles pierce the surface of the roll base material. It will be easier. (4) The coexistence of WC with Cr 3 C 2 makes it possible to conveniently utilize the characteristics of both the high wear resistance of WC and the high corrosion resistance of Cr 3 C 2 .

【0006】すなわち、本発明は、金属製ロールの表面
に、WCおよびCr3C2 からなる複合炭化物と、Cr, Cr−Co
合金およびCr−Ni合金のなかから選ばれる1種または2
種以上の金属・合金とからなる複合炭化物サーメットの
溶射皮膜を形成したことを特徴とする耐食性および耐磨
耗性に優れる電気めっき用コンダクターロールである。
That is, according to the present invention, a composite carbide composed of WC and Cr 3 C 2
One or two selected from alloys and Cr-Ni alloys
A conductor roll for electroplating, which is excellent in corrosion resistance and abrasion resistance, characterized in that a sprayed coating of a composite carbide cermet comprising at least one kind of metal or alloy is formed.

【0007】本発明において、上記複合炭化物サーメッ
ト溶射皮膜は、複合炭化物の含有量が96〜70wt%で、金
属・合金の含有量が4〜35wt%の範囲にあることが好ま
しい。
[0007] In the present invention, the sprayed composite carbide cermet coating preferably has a composite carbide content of 96 to 70 wt% and a metal / alloy content of 4 to 35 wt%.

【0008】本発明において、上記複合炭化物サーメッ
トの溶射皮膜中における複合炭化物は、WCが98.5〜70wt
%、Cr3C2 が1.5 〜35wt%の割合で構成されていること
が好ましい。
In the present invention, the composite carbide in the sprayed coating of the composite carbide cermet has a WC of 98.5 to 70 wt.
% And Cr 3 C 2 in a proportion of 1.5 to 35 wt%.

【0009】本発明において、上記複合炭化物中には、
溶射材料の製造工程あるいは溶射熱源中において生成す
る、W2C, W6C2.54, Co3W3C, Co6W6Cおよび Co2W4C のい
ずれか1種以上の炭化物の他、Cr3C2 やCr23C6, Cr7C3
などの炭化クロム化合物を含有することが好ましい。
[0009] In the present invention, in the composite carbide,
In addition to one or more of the carbides of W 2 C, W 6 C 2.54 , Co 3 W 3 C, Co 6 W 6 C and Co 2 W 4 C generated in the manufacturing process of the thermal spray material or in the thermal spray heat source, Cr 3 C 2 , Cr 23 C 6 , Cr 7 C 3
It is preferable to contain a chromium carbide compound such as

【0010】次に、本発明は、金属製ロールの表面に対
し、実質的にWCとCr3C2 からなる複合炭化物に、Cr, Cr
−Co合金、Cr−Ni合金から選ばれるいずれか1種または
2種以上の金属・合金を添加してなる複合炭化物サーメ
ット溶射材料粒子 (3〜60μm) を、可燃性ガスの燃焼
炎もしくは可燃性ガスの爆発エネルギー熱源を用いて、
該粒子の飛行速度が秒速で240m以上になるような溶射条
件の下で溶射することを特徴とする耐食性および耐磨耗
性に優れる電気めっき用コンダクターロールの製造方法
を提案する。
Next, the present invention relates to a method of forming a composite carbide substantially consisting of WC and Cr 3 C 2 on the surface of a metal roll,
-Combined carbide cermet sprayed material particles (3 to 60 µm) to which one or more metals or alloys selected from the group consisting of Co alloys and Cr-Ni alloys are added, are used to burn flammable gas or flammable gas Using the gas explosion energy heat source,
A method for producing a conductor roll for electroplating, which is excellent in corrosion resistance and abrasion resistance, is characterized by spraying under spraying conditions such that the flight speed of the particles is 240 m or more per second.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる電気めっき
用コンダクターロールの表面に形成する耐食性と耐磨耗
性の両方の特性が共に優れる緻密質の複合炭化物サーメ
ットの溶射皮膜の作用機構およびその成膜方法について
説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The action mechanism of a sprayed coating of a dense composite carbide cermet formed on the surface of a conductor roll for electroplating according to the present invention and having both excellent corrosion resistance and abrasion resistance characteristics, A method for forming a film will be described.

【0012】(1) WCとCr3C2 との複合炭化物のサーメッ
ト溶射皮膜 一般に、溶射材料としての炭化物には、TiC, ZrC, HfC,
VC, NbC, WC, BC, SiC, Cr3C2 などがある。しかしなが
ら、これらの炭化物は、単独では多孔質で密着性に乏し
い皮膜しか形成できない。従って、特殊な例を除き、C
o, Cr, Niなどの金属と混合した, いわゆる炭化物サー
メットとして成膜しているものが大部分である。一般
に、炭化物は硬質で耐磨耗性に優れているが、金属等と
共存させたサーメットの溶射皮膜の場合、硬さが炭化物
単独のものと比較すると軟質化する傾向にある。発明者
らの実験によると、溶射熱源や溶射条件にもよるが、大
気中で形成した皮膜の中では、WC−Coサーメットが最も
硬く、ビッカース硬さで1000〜1300、Cr3C2 −Ni−Crサ
ーメット皮膜で 700〜900 の範囲にあり、それぞれの炭
化物単独の硬さに比較するとかなり低い値を示してい
る。ただし、どの炭化物サーメット溶射皮膜も、金属溶
射皮膜やロール母材に比較するとなお高硬質で、耐磨耗
性は良好であると言える。
(1) Cermet sprayed coating of composite carbide of WC and Cr 3 C 2 In general, carbide as a spray material includes TiC, ZrC, HfC,
VC, NbC, WC, BC, SiC, and the like Cr 3 C 2. However, these carbides alone can form only a porous and poorly adherent film. Therefore, except for special cases, C
Most of them are formed as so-called carbide cermets mixed with metals such as o, Cr, and Ni. In general, carbides are hard and have excellent abrasion resistance. However, in the case of a cermet sprayed film coexisting with a metal or the like, the hardness tends to be softer than that of carbide alone. According to the experiments by the inventors, WC-Co cermet is the hardest among the films formed in the atmosphere, depending on the thermal spraying heat source and thermal spraying conditions, and has a Vickers hardness of 1000 to 1300, and Cr 3 C 2 -Ni. -The Cr cermet coating is in the range of 700 to 900, which is considerably lower than the hardness of each carbide alone. However, it can be said that any of the carbide cermet sprayed coatings is still higher in hardness and better in wear resistance than metal sprayed coatings and roll base materials.

【0013】しかし、このような炭化物も耐食性につい
ては、まさに炭化物の種類によっても大きな差異はある
が、いずれも不十分である。例えば、1種の炭化物のみ
と金属からなる従来の炭化物サーメットでは耐食性が悪
く、従って、従来の炭化物サーメットに耐食性と耐磨耗
性を兼備させることは困難である。
[0013] However, the corrosion resistance of such carbides is also insufficient, although there is a great difference depending on the type of carbide. For example, a conventional carbide cermet comprising only one type of carbide and a metal has poor corrosion resistance. Therefore, it is difficult to make the conventional carbide cermet have both corrosion resistance and wear resistance.

【0014】そこで、本発明では、サーメットの主成分
となる炭化物について、それを1種だけに限定して用い
るのではなく、WCとCr3C2 とを共存させた複合炭化物と
して用いることに着目した。それは、例えばWC単体では
高硬度で耐磨耗性に優れているものの、耐食性に乏しい
という欠点に対し、もしCr3C2 を複合化させることがで
きれば単独のものでは得られない予期できない効果が得
られるからである。すなわち、発明者らは、WCだけでは
不足する耐食性をCr3C2 の複合化によって補償する一
方、Cr3C2 単独では耐磨耗性がやや劣る点をWCの複合化
によって対処し、これらを複合炭化物とすることによ
り、めっき液に対して卓越した性能を有する溶射皮膜を
形成させることに成功したのである。なお、金属成分と
しては、Crは必須のもので、Cr単体もしくはCo−Cr、Cr
−Niなどの合金を使用することによって、耐食性と耐磨
耗性とを兼備したサーメット溶射皮膜を形成することが
できる。
Therefore, in the present invention, attention is paid not to using only one kind of carbide as a main component of the cermet but to use it as a composite carbide in which WC and Cr 3 C 2 coexist. did. For example, although WC alone has high hardness and excellent abrasion resistance, it has the disadvantage of poor corrosion resistance, but if Cr 3 C 2 can be compounded, unexpected effects that can not be obtained by itself can be obtained. Because it is obtained. In other words, the present inventors compensate for the corrosion resistance that is insufficient with WC alone by combining Cr 3 C 2 , while addressing the point that the wear resistance is slightly inferior with Cr 3 C 2 alone by combining WC. By using as a composite carbide, it was possible to form a thermal sprayed coating having excellent performance on a plating solution. In addition, as a metal component, Cr is indispensable, Cr alone or Co-Cr, Cr
By using an alloy such as -Ni, a cermet sprayed coating having both corrosion resistance and wear resistance can be formed.

【0015】本発明において用いる上記複合炭化物と
は、主としてWCとCr3C2 とからなり、他は不可避混入不
純物だけである。従って、WCとCr3C2 とからなる複合炭
化物のサーメットとは、遊離状態の炭素を含むWC粒子と
Cr3C2 粒子との混合物中に、Cr, Cr−Ni合金, Cr−Co合
金などの粉末を添加混合した後、900 ℃以上の高温で焼
結し、その焼結品を粉砕することによって得られるもの
であり、これを溶射用粉末材料としたものである。な
お、焼結条件や金属成分の種類、さらにその添加量によ
っては、生成する炭化クロムは、多量のCr3C2 以外にCr
23C6, Cr7C3 などが生成するが、いずれの炭化物も本発
明の目的に適うものであって、使用可能である。
The composite carbide used in the present invention is mainly composed of WC and Cr 3 C 2 , and the others are only unavoidable impurities. Therefore, a composite carbide cermet composed of WC and Cr 3 C 2 is defined as WC particles containing free carbon.
Powders such as Cr, Cr-Ni alloy and Cr-Co alloy are added to the mixture with Cr 3 C 2 particles and mixed, then sintered at a high temperature of 900 ° C or higher, and the sintered product is pulverized. It is obtained as a powder material for thermal spraying. Incidentally, sintering conditions and the type of the metal component, the more the amount of addition, chromium carbide to be generated is, Cr in addition to a large amount of Cr 3 C 2
Although 23 C 6 , Cr 7 C 3 and the like are formed, any of the carbides is suitable for the purpose of the present invention and can be used.

【0016】この意味において、本発明においてCr3C2
の化学式で示している炭化クロム化合物とは、Cr23C6,
Cr7C3 の化学式を有する炭化クロムをも含むものであ
る。
In this sense, in the present invention, Cr 3 C 2
The chromium carbide compound represented by the chemical formula of Cr 23 C 6 ,
It also includes chromium carbide having a chemical formula of Cr 7 C 3 .

【0017】同様に、サーメット中に金属質としてCoを
含む場合には、WCと反応して生成する化合物:Co3W3Cや
Co6W6C, Co2W4Cなど、さらにはWCが分解したW2C, W6C25
などが生成するが、これらの炭化物は、本発明の複合炭
化物を製造する工程中において生成することが多いの
で、これらの化合物も本発明の範囲であり、事実、これ
らの化合物を生成含有させることによって、一面におい
て本発明の効果が発生しているとも言える。なお、上記
の各種炭化物は、溶射熱源中においても生成することが
あるが、これらは本発明の目的に何ら支障を及ぼすもの
ではない。
Similarly, when Co is contained as a metal in the cermet, a compound formed by reacting with WC: Co 3 W 3 C or
Co 6 W 6 C, Co 2 W 4 C, etc., and WC decomposed W 2 C, W 6 C 25
However, since these carbides are often generated during the process of producing the composite carbide of the present invention, these compounds are also within the scope of the present invention, and in fact, these compounds are formed and contained. Thus, it can be said that the effect of the present invention is generated in one aspect. The above-mentioned various carbides may be generated even in a thermal spraying heat source, but they do not affect the object of the present invention at all.

【0018】次に、本発明の上記複合炭化物の組成につ
いて説明する。この複合炭化物は、WC:98.5〜70wt%に
対しCr3C2 を 1.5〜35wt%の割合で混合したものがよ
く、特に、Cr3C2 は3〜20wt%の範囲が好適である。そ
の理由は、Cr3C2 が1.5 wt%より含有量が少ないと耐食
性に乏しく、一方35wt%より多いと耐磨耗性が低下する
傾向にあるため好ましくないからである。
Next, the composition of the composite carbide of the present invention will be described. This composite carbide is preferably a mixture of WC: 98.5 to 70 wt% and Cr 3 C 2 at a ratio of 1.5 to 35 wt%, and particularly, Cr 3 C 2 is preferably in a range of 3 to 20 wt%. The reason is that if the content of Cr 3 C 2 is less than 1.5 wt%, the corrosion resistance is poor, while if it is more than 35 wt%, the abrasion resistance tends to decrease, which is not preferable.

【0019】一方、上記複合炭化物に加えるCr, Cr−Co
合金, Cr−Ni合金などの金属成分は、それぞれ単独また
は2種以上を4〜35wt%の範囲で含有するように添加混
合する。特に、10〜25wt%が好適である。この理由は、
金属成分の含有量が4wt%よりも少ないサーメット溶射
皮膜は、溶射粒子の相互結合力および密着性が低いほ
か、気孔率が高くなる。一方、この金属成分の含有量が
35wt%よりも多く含む溶射皮膜は硬さが低下し、耐磨耗
性に劣る傾向があるので好ましくない。
On the other hand, Cr, Cr-Co
Metal components such as alloys and Cr-Ni alloys are added alone or in a mixture of two or more kinds in a range of 4 to 35 wt%. In particular, 10 to 25% by weight is suitable. The reason for this is
A cermet spray coating having a metal component content of less than 4 wt% has a low porosity as well as a low mutual bonding force and adhesion of the spray particles. On the other hand, the content of this metal component is
Thermal spray coatings containing more than 35 wt% are not preferred because of their reduced hardness and poor abrasion resistance.

【0020】(2) 溶射粒子の高速飛行速度化による高密
度, 低通電抵抗皮膜の形成 上述した複合炭化物サーメット溶射材料を用いて、耐食
性と耐磨耗性の両方に優れるコンダクターロール用溶射
皮膜を形成するには、それに適した溶射方式と溶射条件
の選択が必要である。本発明において、その溶射方式と
しては、可燃性ガス (含液体燃料) を熱源とする高速フ
レーム溶射法もしくは爆発溶射法が適している。この
点、プラズマ溶射法は、熱源温度が高いため複合炭化物
中のWC粒子の酸化が激しく、形成される溶射皮膜中にWC
酸化物が混在することとなり、これが気孔率を上げ、め
っき液の内部侵入を助けるので適当でない。この点、高
速フレーム溶射法や爆発溶射法は、可燃性ガスの燃焼フ
レームの温度が2000〜2700℃の範囲にあり、3000℃以上
となることはないので、WCも過度に加熱されず、酸化物
の生成量が実用上許容し得る程度に抑制されるので好ま
しいと言える。
(2) Formation of a high-density, low-current-resistance coating by increasing the speed of flight of sprayed particles By using the above-described composite carbide cermet sprayed material, a sprayed coating for conductor rolls having both excellent corrosion resistance and abrasion resistance is formed. For forming, it is necessary to select a suitable thermal spraying method and thermal spraying conditions. In the present invention, as the thermal spraying method, a high-speed flame spraying method or an explosive thermal spraying method using a combustible gas (liquid fuel) as a heat source is suitable. In this regard, in the plasma spraying method, the WC particles in the composite carbide are strongly oxidized due to the high heat source temperature, and WC is contained in the formed thermal spray coating.
Oxides are mixed, which increases the porosity and helps the plating solution to enter the inside, which is not appropriate. In this regard, in the high-speed flame spraying method and the explosive spraying method, the temperature of the combustible gas combustion flame is in the range of 2000 to 2700 ° C. and is not higher than 3000 ° C. Therefore, the WC is not excessively heated and oxidized. This can be said to be preferable because the production amount of the product is suppressed to a practically acceptable level.

【0021】上記の高速フレーム溶射法などにおいて
は、溶射材料の粒径の大きさを制御することも大切であ
る。それは、溶射粒子の加熱による温度上昇の程度は、
粒子の大きさ, すなわち粒径によって変化するからであ
る。本発明の目的に適合する溶射材料の粒径は3〜60μ
m の範囲にあるのが好ましく、特に8〜40μm の粒径が
最適である。この理由は、粒径が3μm より小さいと粉
末の流動性が悪いために、溶射ガンへの安定した供給が
困難なうえ、高速フレーム中においてもフレームの中心
からはなれて飛散され易いので適当でない。一方、粒径
が60μm より大きい場合には、高速フレーム中で粒子の
内部にまで加熱することができず、したがってこのよう
な粒子の多い皮膜では多孔質となる欠点がある。
In the high-speed flame spraying method described above, it is also important to control the size of the particle diameter of the sprayed material. That is, the degree of temperature rise due to heating of spray particles is
This is because it varies depending on the particle size, that is, the particle size. The particle size of the sprayed material suitable for the purpose of the present invention is 3 ~ 60μ
m, and a particle size of 8 to 40 μm is most suitable. The reason for this is that if the particle size is smaller than 3 μm, the fluidity of the powder is poor, so that it is difficult to stably supply the powder to the spray gun, and it is not appropriate because it is easily separated from the center of the flame even in a high-speed flame. On the other hand, when the particle size is larger than 60 μm, it is not possible to heat the inside of the particles in the high-speed frame, and therefore, there is a disadvantage that such a film containing many particles becomes porous.

【0022】次に、本発明では、適当な粒径に調整され
た上記複合炭化物サーメット溶射材料を用い、高速フレ
ーム中の粒子 (3〜60μm) の飛行速度が240m/sec以上
の速度となるように、被溶射体 (ロール表面) に吹きつ
けて皮膜を形成させる。このように複合炭化物サーメッ
ト粒子を高速度で吹きつけると、以下に詳しく説明する
ような現象によって、緻密で密着性がよく、そのうえ通
電抵抗の小さい溶射皮膜を形成することができる。
Next, in the present invention, the above-mentioned sprayed composite carbide cermet material adjusted to an appropriate particle size is used so that the flying speed of the particles (3 to 60 μm) in the high-speed frame is 240 m / sec or more. Then, a film is formed by spraying the material to be sprayed (roll surface). When the composite carbide cermet particles are sprayed at a high speed in this manner, a dense and high-adhesion thermal spray coating having a low electric resistance can be formed by the phenomenon described in detail below.

【0023】 高速度で吹き付けられた複合炭化物サ
ーメット粒子の多くは、ロール母材に深く突き刺さった
ような状態となり、その上にサーメット粒子が堆積して
皮膜を形成することとなる。このため、ロールと溶射粒
子は、アンダーコートなどの通電抵抗の増大を招くよう
な皮膜がなくとも密着性のよい皮膜が形成されるうえ、
両者が直接強く接触しているため、通電抵抗の小さい皮
膜となる。 上述のように高速吹付けを行うことから、ロール表
面に達する複合炭化物サーメットの粒子はその表面に多
数突きささった状態となる (図1参照) 。すなわち、溶
射材料の粒子がロール基材の表面に多数突きささる一
方、この粒子の中には粒子が突きささったまま破壊され
た状態を示しているものもある。ここで、図中の11はロ
ール母材、12は複合炭化物サーメット粒子がロール母材
に突きささっている状態、13は複合炭化物サーメット粒
子が突きささった後破壊されロール母材中にめり込んだ
部分が残留している状態を示すものである。このような
状態で溶射されたロール表面は、母材の露出部が殆んど
なくなり、たとえ多少の貫通気孔を有する複合炭化物サ
ーメット溶射皮膜がこの上に形成されたとしても、めっ
き液と直接に接触するようなことがなく、良好な耐食性
を発揮することとなる。
Many of the composite carbide cermet particles sprayed at a high speed are in a state where they are deeply pierced into the roll base material, and the cermet particles are deposited thereon to form a film. For this reason, a roll and thermal spray particles form a film with good adhesion even without a film that causes an increase in current-carrying resistance such as an undercoat.
Since both are in direct strong contact, a film having a small electric resistance is obtained. Since the high-speed spraying is performed as described above, a large number of composite carbide cermet particles reaching the roll surface are in contact with the surface (see FIG. 1). That is, while a large number of particles of the thermal spray material strike against the surface of the roll base material, some of the particles show a state in which the particles are destroyed while still pushing. Here, in the figure, 11 is a roll base material, 12 is a state in which composite carbide cermet particles are in contact with the roll base material, and 13 is a portion which is broken after the composite carbide cermet particles are in contact with and is embedded in the roll base material. Indicates a state where remains. The roll surface sprayed in such a state has almost no exposed portion of the base material, and even if a composite carbide cermet sprayed film having some through pores is formed thereon, it is directly in contact with the plating solution. There will be no contact, and good corrosion resistance will be exhibited.

【0024】以上の現象は溶射粒子の飛行速度、すなわ
ちロール表面に衝突する運動エネルギーと密接な関係が
ある。粒子の飛行速度が240m/sec以上では、前記の現
象が適切に再現され、240m/sec以下では粒子の突きささ
りが不十分であるため、皮膜の形成ができても皮膜の気
孔部を通して内部へ侵入しためっき液によってロール母
材が腐食されることとなるので不適である。
The above phenomenon is closely related to the flying speed of the spray particles, that is, the kinetic energy of collision with the roll surface. When the flight speed of the particles is 240 m / sec or more, the above phenomenon is appropriately reproduced, and when the flight speed is 240 m / sec or less, the penetration of the particles is insufficient, so that even if the film can be formed, it enters the inside through the pores of the film. It is not suitable because the roll base material is corroded by the infiltrating plating solution.

【0025】図2は、このような不適切な溶射を行った
状態の皮膜を模式的に示したもので、ロール母材21の表
面には溶射粒子が突きささったり22、これが破壊されて
一部がロール母材中にめり込んでいるもの23の他、さら
にはロール表面に付着しているもの24が不連続に存在す
るため、ロール表面の露出部25が多くなっている。
FIG. 2 schematically shows a film in a state where such inappropriate thermal spraying has been performed. The thermal spray particles impinge on the surface of the roll base material 21 or 22. Since there is a discontinuous portion 24 that adheres to the roll surface in addition to the portion 23 that is recessed into the roll base material, the exposed portion 25 of the roll surface is increased.

【0026】なお、フレーム中を飛行する溶射粒子の飛
行速度は、レーザストロボを用いて設定された距離を飛
行する時間を測定することによって行い、測定値を1秒
間当たりの速度に換算したものである。ただ、この方法
においても、秒速450m/sec以上の速度の測定は困難であ
ったため、本発明の溶射粒子適用飛行速度は240m/sec以
上と規定した。
The flying speed of the spray particles flying in the frame is obtained by measuring the time of flight over a set distance using a laser strobe, and the measured value is converted into the speed per second. is there. However, even with this method, it was difficult to measure a speed of 450 m / sec or more per second, and therefore the sprayed particle application flight speed of the present invention was specified to be 240 m / sec or more.

【0027】以上説明したような溶射条件で成膜した複
合炭化物サーメット溶射皮膜の厚さは50μm でもロール
母材の露出が認められず、たとえ皮膜に多少の気孔が認
められても優れた耐食性を示すので、本発明の溶射皮膜
の最適厚さは50〜300 μm の範囲にあるのがよい。50μ
m より薄い皮膜では、溶射後表面研磨する必要が生じた
場合、機械工作に長時間を要するので好ましいものでな
い。一方、300 μm 以上の厚膜を形成しても皮膜特性が
劣化することは少ないが、経済的に得策でない。
Even if the thickness of the sprayed composite carbide cermet coating film formed under the above-mentioned spraying conditions is 50 μm, the roll base material is not exposed, and even if some pores are found in the coating, excellent corrosion resistance is obtained. As indicated, the optimum thickness of the thermal spray coating of the present invention should be in the range of 50-300 μm. 50μ
In the case of a film thinner than m, if the surface needs to be polished after thermal spraying, it takes a long time for machining, which is not preferable. On the other hand, even if a thick film having a thickness of 300 μm or more is formed, the film characteristics are rarely deteriorated, but this is not economically advantageous.

【0028】なお、本発明の複合炭化物サーメット溶射
皮膜を被成するロール母材の材質としては、Cuおよびそ
の合金、ハステロイCなどのNi基合金、SUS304, SUS316
などのステンレス鋼、炭素鋼などの比較的軟質で溶射材
料が効果的に突きささるものであればよく、特に限定さ
れるものではない。
The roll base material for forming the composite carbide cermet sprayed coating of the present invention may be Cu and its alloys, Ni-based alloys such as Hastelloy C, SUS304, SUS316
The material is not particularly limited as long as it is a relatively soft material such as stainless steel, carbon steel, or the like, to which the sprayed material can be effectively pressed.

【0029】[0029]

【実施例】【Example】

実施例1 本実施例では、高速フレーム溶射装置を用い、複合炭化
物サーメット溶射材料の粒子の飛行速度を変化させなが
ら、SS400 鋼板 (幅50mm×長さ100 mm×厚さ5mm) 上
に、厚さ100 μm の皮膜を形成した後、これを塩水噴霧
試験 (JIS Z 2371(1988))に供し、96時間後の外観を観
察することによって赤さびの発生状態を調査した。この
試験は、100 μm 厚程度の溶射皮膜では必ず貫通気孔が
あり、塩水がこの気孔部を通して内部へ侵入し、このと
き、表面(SS 400)鋼板が露出しているとこれと反応して
赤さびを発生する原理を利用したものである。 (1) 溶射材料:74wt%WC-4wt%Cr3C2-7wt%Cr-15wt%Ni (2) 溶射材料の飛行速度:120m/sec〜450m/sec
Example 1 In this example, a high-speed flame spraying device was used to change the flight speed of the particles of the composite carbide cermet sprayed material while changing the thickness on an SS400 steel plate (50 mm wide × 100 mm long × 5 mm thick). After forming a 100 μm film, the film was subjected to a salt spray test (JIS Z 2371 (1988)), and the appearance of red rust was examined by observing the appearance after 96 hours. In this test, the sprayed coating with a thickness of about 100 μm always has through-pores, and the salt water penetrates into the interior through these pores. At this time, if the surface (SS 400) steel plate is exposed, it reacts with this and causes red rust. Is based on the principle of generating (1) the spray material: 74wt% WC-4wt% Cr 3 C 2 -7wt% Cr-15wt% Ni (2) flying speed of spray material: 120m / sec~450m / sec

【0030】表1は、塩水噴霧試験96時間後の溶射試験
片の外観状況を観察した結果を要約したものである。こ
の結果から明らかなように、同質の溶射材料を用いて
も、その飛行速度の小さい比較例の試験片(No.4, 5, 6)
では多量の赤さびが発生し、皮膜に気孔が存在するとと
もに、侵入した塩水がSS 400鋼板と反応していることが
うかがえる。これに対し、本発明の溶射材料の飛行速度
を大きくし、強い衝突エネルギーで成膜した試験片(No.
1, 2, 3)では、赤さびの発生は殆んど認められず優れた
耐食性を発揮しているのがわかる。すなわち、本発明に
かかる複合炭化物溶射皮膜では、たとえ気孔が含まれて
いても、SS 400鋼板の表面は溶射粒子が突きささり、鋼
板の露出部を実用上差し支えない程度に少なくしている
効果が現れている。
Table 1 summarizes the results of observing the appearance of the thermal spray test specimen after 96 hours of the salt spray test. As is evident from the results, even when using the same thermal spray material, the test piece of the comparative example whose flight speed is small (No. 4, 5, 6)
It shows that a lot of red rust was generated, pores existed in the film, and the invading salt water reacted with the SS400 steel plate. In contrast, the flying speed of the thermal spray material of the present invention is increased, the test piece (No.
In 1, 2, and 3), it was found that the occurrence of red rust was hardly recognized, and that excellent corrosion resistance was exhibited. That is, in the composite carbide sprayed coating according to the present invention, even if it contains pores, the sprayed particles pierce the surface of the SS 400 steel sheet, and the effect of reducing the exposed portion of the steel sheet to such an extent that it does not hinder practical use is obtained. Is appearing.

【0031】[0031]

【表1】 [Table 1]

【0032】実施例2 本実施例では、炭化物としてWCとこれにCr3C2 を添加し
た複合炭化物サーメット溶射皮膜の耐食性について調査
した。溶射法、試験片母材、皮膜厚さなどは実施例1と
同様であり、相違する項目のみ下記に示した。 (1) 溶射材料: (高速フレーム溶射法により成膜) a.比較例 92wt%WC-8wt%Co 88wt%WC-12wt%Co 73wt%WC-7wt%Cr-20wt%Ni b.本発明 81.5wt%WC-1.5wt%Cr3C2-8wt%Cr-10wt%Ni 74wt%WC-4wt%Cr3C2-7wt%Cr-15wt%Ni 67wt%WC-15wt%Cr3C2-10wt%Cr-8wt%Co 53wt%WC-27wt%Cr3C2-15wt%Cr-5wt%Co また、参考のため金属質のみの溶射皮膜も同条件で作製
した。 (2) 溶射材料の飛行速度:比較例は 180〜200m/sec、本
発明は 240〜280m/sec (3) 腐食試験条件: 1モルのNa2SO4を基本液とし、これにH2SO4 を添加
してpH 1.0およびNaOHを用いてpH12に調整した腐食
試験液を準備した。前者のpH1.0 は、強酸性のめっき
液中での耐食性、後者のpH12.0はアルカリ洗浄環境を
考慮したものである。 浸漬条件:25℃の試験液中に10日間連続して試験片
を浸漬し、液中に溶出する金属イオンの有無を目視観察
した。すなわち、WCの溶解は水和酸化物 (例えば WO3
2H2O, W2O4・2H2O) を生成してその量に比例した緑色、
Cr3C2 はCr3+イオンの淡緑色を示すことから定性的に判
断することができる。なお、目視による判断ができない
場合は、試験液を化学分析に供して金属イオン量を測定
した。
Example 2 In this example, the corrosion resistance of a composite carbide cermet sprayed coating obtained by adding WC as a carbide and Cr 3 C 2 thereto was investigated. The thermal spraying method, the base material of the test piece, the film thickness and the like are the same as those in Example 1, and only the different items are shown below. (1) Thermal spray material: (Film is formed by high-speed flame spray method) a. Comparative Example 92wt% WC-8wt% Co 88wt% WC-12wt% Co 73wt% WC-7wt% Cr-20wt% Ni b. The present invention 81.5wt% WC-1.5wt% Cr 3 C 2 -8wt% Cr-10wt% Ni 74wt% WC-4wt% Cr 3 C 2 -7wt% Cr-15wt% Ni 67wt% WC-15wt% Cr 3 C 2 -10wt% Cr-8wt% Co 53wt % WC-27wt% Cr 3 C 2 -15wt% Cr-5wt% Co Further, spray coating metallic only for reference was also prepared under the same conditions. (2) Flight speed of thermal sprayed material: 180 to 200 m / sec in the comparative example, 240 to 280 m / sec in the present invention (3) Corrosion test conditions: 1 mol of Na 2 SO 4 was used as a basic solution, and H 2 SO 4 was added to prepare a corrosion test solution adjusted to pH 1.0 and pH 12 using NaOH. The former pH 1.0 is for corrosion resistance in a strongly acidic plating solution, and the latter pH 12.0 is for an alkaline cleaning environment. Immersion conditions: The test piece was immersed in a test solution at 25 ° C. for 10 consecutive days, and the presence or absence of metal ions eluted in the solution was visually observed. That is, the dissolution of WC is based on hydrated oxides (eg, WO 3
2H 2 O, W 2 O 4・ 2H 2 O)
Cr 3 C 2 can be qualitatively determined from the light green color of Cr 3+ ions. When it was not possible to make a visual judgment, the test solution was subjected to chemical analysis to measure the amount of metal ions.

【0033】表2は、溶射皮膜の試験液中への溶出量を
取りまとめたものである。比較例の皮膜 (No.1, 2, 3)
は、酸性液でもアルカリ液に対してもWCの溶解が認めら
れた。これに対し、WCにTiC, NbC, TaC などの炭化物を
添加した本発明の複合炭化物サーメット皮膜の溶出は極
めて少なく、比較例の10〜30%程度にとどまっており、
優れた耐食性を示すことが判明した。なお、金属成分と
してはCoの耐食性が最も劣り、Niはアルカリ性に強いが
酸性液では若干溶出し、Crは両液に対し平均した耐食性
を示すことがうかがわれた。
Table 2 summarizes the amounts of the sprayed coatings eluted into the test solution. Comparative example film (No.1, 2, 3)
For, dissolution of WC was observed in both acidic and alkaline solutions. On the other hand, the elution of the composite carbide cermet film of the present invention in which carbides such as TiC, NbC, and TaC are added to WC is extremely small, and is about 10 to 30% of the comparative example.
It was found to show excellent corrosion resistance. As a metal component, it was found that Co had the lowest corrosion resistance, Ni was strong in alkalinity, but eluted slightly in an acidic solution, and Cr exhibited an average corrosion resistance to both solutions.

【0034】[0034]

【表2】 [Table 2]

【0035】実施例3 本実施例では、複合炭化物サーメット溶射皮膜の低pH
の腐食液が存在する環境下で摩耗試験を行い、皮膜の耐
腐食摩耗性を調査した。 (1) 試験装置 図3は、供試皮膜の摩耗試験に用いたテーバ試験機にお
ける試験部の概要を示したものである。直径120 mm、厚
さ5 mmのSS 400鋼板製の円板31を母材とし、この上面に
各種の供試皮膜32を100 μm 厚に施工した。円板上の供
試皮膜には、SiC 製の円板型砥石33が二対配設され、そ
れぞれ1 kgの荷重で皮膜面へ押しつけられるようになっ
ている。この状態で鋼製円板は右回転 (毎分30回) する
一方、砥石自身は左回転しつつ運転することによって、
供試皮膜は砥石によって強制的に摩擦されるようになっ
ている。本実施例では、1モルのNa2SO4を含む液を硫酸
によってpHを1.0 に調整したものを腐食液とし、これ
を1分間に50〜60滴供試皮膜面に滴下させることによっ
て腐食作用と摩耗作用が共存するように工夫した。この
ような試験装置を用い、鋼製円板の回転数と供試皮膜の
重量減少量を測定することによって、耐腐食摩耗性を評
価した。 (2) 供試溶射皮膜 (溶射法は高速フレーム溶射法) 88wt%WC-12wt%Co 74wt%WC-4wt%Cr3C2-7wt%Cr-15wt%Ni (本発明) 67wt%WC-15wt%Cr3C2-10wt%Cr-8wt%Co(本発明)
Example 3 In this example, the low pH of the composite carbide cermet sprayed coating was measured.
The abrasion test was performed in an environment in which a corrosive liquid was present, and the corrosion wear resistance of the film was investigated. (1) Test apparatus FIG. 3 shows an outline of a test section in a Taber tester used for a wear test of a test film. A disk 31 made of SS 400 steel plate having a diameter of 120 mm and a thickness of 5 mm was used as a base material, and various test films 32 were applied to the upper surface thereof to a thickness of 100 μm. The test coating on the disk is provided with two pairs of SiC disk-type grinding wheels 33, each of which is pressed against the coating surface with a load of 1 kg. In this state, the steel disc rotates clockwise (30 times per minute), while the grindstone itself rotates counterclockwise,
The test film is forcibly rubbed by the grindstone. In this example, a solution containing 1 mol of Na 2 SO 4 was adjusted to a pH of 1.0 with sulfuric acid to obtain a corrosive solution, and 50 to 60 drops of the solution were dropped per minute to the surface of the test film. And wear action coexist. The corrosion wear resistance was evaluated by measuring the number of rotations of the steel disk and the weight loss of the test film using such a test apparatus. (2) Test spray coating (spray spray method is high-speed flame spray method) 88wt% WC-12wt% Co 74wt% WC-4wt% Cr 3 C 2 -7wt% Cr-15wt% Ni (invention) 67wt% WC-15wt % Cr 3 C 2 -10wt% Cr-8wt% Co (this invention)

【0036】表3は、鋼製円板を3000回回転させた後の
重量減少量を比較したものである。この結果から明らか
なように、比較例のWC−Coサーメット皮膜(No.1)は、腐
食液のない条件下では優れた耐磨耗性を示し、重量減少
量は最も少ない。しかし、pH10の腐食液が滴下されてい
る環境では重量減少量が大きく、耐腐食磨耗性に乏しい
ことがわかる。これに対し、本発明の皮膜は、乾燥状態
の非腐食性環境では比較的摩耗量は多いが、腐食液が存
在するところでは皮膜の耐食性が有利に作用するため、
比較例の皮膜より格段に摩耗量が少なくなっており、電
気めっき用コンダクターロールのような環境において優
れた耐食, 耐磨耗性を発揮することが期待できる。
Table 3 compares the weight loss after rotating the steel disc 3000 times. As is clear from these results, the WC-Co cermet film (No. 1) of the comparative example shows excellent abrasion resistance under the condition without corrosive liquid, and has the least weight loss. However, it can be seen that in an environment where a pH 10 corrosive solution is dropped, the weight loss is large and the corrosion and abrasion resistance is poor. On the other hand, the coating of the present invention has a relatively large amount of wear in a dry, non-corrosive environment, but the corrosion resistance of the coating works advantageously in the presence of a corrosive liquid.
The amount of abrasion is much smaller than that of the film of the comparative example, and it can be expected to exhibit excellent corrosion resistance and abrasion resistance in an environment such as a conductor roll for electroplating.

【0037】[0037]

【表3】 [Table 3]

【0038】実施例4 本実施例では、実際の連続電気めっき装置のコンダクタ
ーロール (寸法:直径200 mm, 長さ1000mmのハステロイ
C製ロール) に、下記の溶射皮膜を200 μm 厚に形成し
たものを連続1000時間使用して実用性を評価した。 (1) 溶射材料 (高速フレーム溶射法によって 240〜270m
/secの飛行速度で成膜) 88wt%WC-12wt%Co (比較例) 81.5wt%WC-1.5wt%Cr3C2-8wt%Cr-10wt%Ni (本発明) (2) 電気めっき条件 めっき液:硫酸亜鉛 400g/l, 硫酸ナトリウム70g/
l pH:1.2 〜1.3 温度:50℃ 電流密度:20A/dm2
Example 4 In this example, the following sprayed film was formed to a thickness of 200 μm on a conductor roll (has a roll made of Hastelloy C having a diameter of 200 mm and a length of 1000 mm) of an actual continuous electroplating apparatus. Was used for continuous 1000 hours to evaluate the practicality. (1) Thermal spray material (240-270m by high-speed flame spraying method)
88wt% WC-12wt% Co (comparative example) 81.5wt% WC-1.5wt% Cr 3 C 2 -8wt% Cr-10wt% Ni (invention) (2) Electroplating conditions Plating solution: zinc sulfate 400g / l, sodium sulfate 70g /
l pH: 1.2 to 1.3 Temperature: 50 ° C Current density: 20 A / dm 2

【0039】連続1000時間陰極用コンダクターロールと
して使用した後の皮膜表面を観察したところ、比較例の
WC−Coサーメット皮膜は、めっき液の腐食作用によって
表面が荒れ、部分的に溶射粒子の欠落によると見られる
小さなピットが確認された。これに対し、本発明の複合
炭化物サーメット溶射皮膜は、全面にわたって光沢は減
少しているものの、溶射粒子の欠落は全く認められず、
健全な状態を維持していた。
When the surface of the film after being used as a conductor roll for a cathode for continuous 1000 hours was observed, the film of Comparative Example was observed.
The surface of the WC-Co cermet film was roughened by the corrosive action of the plating solution, and small pits were observed, which were thought to be partially due to lack of spray particles. In contrast, the composite carbide cermet sprayed coating of the present invention has a reduced gloss over the entire surface, but lack of spray particles is not observed at all,
He was in good health.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上説明したように、高速フレーム溶射
法によってWCとCr3C2 との複合炭化物サーメットを秒速
240m以上の速度でロール表面に形成した溶射皮膜は、
電気抵抗が小さくかつ溶射粒子がロール表面に突きささ
るようにしてその表面を被覆するので、電気めっき液へ
の露出面がなくなり、複合炭化物中のWCによる耐磨耗性
およびCr3C2 による耐食性の両方を発揮する。従って、
長期間にわたって良好な耐食性と耐磨耗性を発揮する。
このため、連続電気めっき製品の品質を向上するばかり
か、生産性の向上をはかり、低コスト化にも貢献してい
るところが大きい。
As described above, the composite carbide cermet of WC and Cr 3 C 2 is formed at a high speed by the high-speed flame spraying method.
Thermal spray coating formed on the roll surface at a speed of 240 m or more,
Since the electric resistance is low and the sprayed particles are coated on the roll surface so as to touch the roll surface, the surface exposed to the electroplating solution is eliminated, the wear resistance by WC in the composite carbide and the Cr 3 C 2 Demonstrate both corrosion resistance. Therefore,
Exhibits good corrosion resistance and abrasion resistance over a long period of time.
For this reason, not only is the quality of the continuous electroplated product improved, but also the productivity is improved and the cost is greatly reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】高速度で飛行した溶射粒子がロールの表面に突
きささり、粒子によって金属面が被覆されている状態を
示した図である。
FIG. 1 is a view showing a state in which sprayed particles flying at a high speed are pressed against the surface of a roll, and the metal surface is covered with the particles.

【図2】240m/sec未満の飛行速度でロール表面に衝突し
た溶射粒子の状態を模式的に示した図である。
FIG. 2 is a diagram schematically showing a state of spray particles that have collided with a roll surface at a flight speed of less than 240 m / sec.

【図3】溶射皮膜の摩耗試験機の概略図である。FIG. 3 is a schematic view of a thermal spray coating abrasion tester.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11, 21 ロール母材 12, 22 複合炭化物サーメット粒子が突き刺さっている
状態 13 ロールに突きささった後、上部が破壊されて消失し
ているが、下部が残留している複合炭化物サーメット粒
子 23 ロール母材中にめり込んでいる粒子 24 ロール表面に付着している粒子 25 ロール表面の露出部 31 鋼製円板母材 32 供試皮膜 33 SiC製の円板型砥石
11, 21 Roll base material 12, 22 Composite carbide cermet particles pierced 13 Composite carbide cermet particles whose upper part is destroyed and lost after piercing the roll, but the lower part remains 23 Roll base Particles embedded in the material 24 Particles adhering to the roll surface 25 Exposed portion of the roll surface 31 Steel disc base material 32 Test film 33 SiC disc-type grinding wheel

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 金属製ロールの表面に、WCおよびCr3C2
からなる複合炭化物と、Cr, Cr−Co合金およびCr−Ni合
金のなかから選ばれる1種または2種以上の金属・合金
とからなる複合炭化物サーメットの溶射皮膜を形成した
ことを特徴とする耐食性および耐磨耗性に優れる電気め
っき用コンダクターロール。
(1) WC and Cr 3 C 2 are applied on the surface of a metal roll.
Corrosion-resistant coating characterized by forming a sprayed coating of a composite carbide cermet comprising a composite carbide consisting of: and one or more metals and alloys selected from Cr, Cr-Co alloys and Cr-Ni alloys Conductor roll for electroplating with excellent wear resistance.
【請求項2】 上記複合炭化物サーメットの溶射皮膜
は、複合炭化物の含有量が96〜70wt%、金属・合金の含
有量が4〜35wt%の範囲にあることを特徴とする請求項
1に記載の電気めっき用コンダクターロール。
2. The sprayed coating of the composite carbide cermet according to claim 1, wherein the content of the composite carbide is in the range of 96 to 70 wt%, and the content of the metal / alloy is in the range of 4 to 35 wt%. Conductor roll for electroplating.
【請求項3】 上記複合炭化物サーメットの溶射皮膜中
における複合炭化物は、WCが98.5〜70wt%、Cr3C2 が1.
5 〜35wt%の割合で構成されていることを特徴とする請
求項1に記載の電気めっき用コンダクターロール。
3. The composite carbide in the thermal spray coating of the composite carbide cermet has a WC of 98.5 to 70 wt% and a Cr 3 C 2 content of 1.85%.
The conductor roll for electroplating according to claim 1, wherein the conductor roll is constituted at a ratio of 5 to 35 wt%.
【請求項4】 上記複合炭化物中には、溶射材料の製造
工程あるいは溶射熱源中において生成する、W2C, W6C
2.54, Co3W3C, Co6W6Cおよび Co2W4C のいずれか1種以
上の炭化物の他、Cr3C2 やCr23C6, Cr7C3 などの炭化ク
ロム化合物を含有することを特徴とする請求項1に記載
の電気めっき用コンダクターロール。
4. In the composite carbide, W 2 C, W 6 C produced in a process of manufacturing a thermal spray material or in a thermal spray heat source is provided.
2.54 , Co 3 W 3 C, Co 6 W 6 C and Co 2 W 4 C In addition to one or more carbides, chromium carbide compounds such as Cr 3 C 2 , Cr 23 C 6 , Cr 7 C 3 The conductor roll for electroplating according to claim 1, wherein the conductor roll is contained.
【請求項5】 金属製ロールの表面に対し、実質的にWC
とCr3C2 からなる複合炭化物に、Cr, Cr−Co合金、Cr−
Ni合金から選ばれるいずれか1種または2種以上の金属
・合金を添加してなる複合炭化物サーメット溶射材料粒
子 (3〜60μm) を、可燃性ガスの燃焼炎もしくは可燃
性ガスの爆発エネルギー熱源を用いて、該粒子の飛行速
度が秒速で240m以上になるような溶射条件の下で溶射皮
膜を形成することを特徴とする耐食性および耐磨耗性に
優れる電気めっき用コンダクターロールの製造方法。
5. The method according to claim 5, wherein the surface of the metal roll is substantially WC
And consists of Cr 3 C 2 in the composite carbides, Cr, Cr-Co alloys, Cr-
A composite carbide cermet sprayed material particle (3 to 60 μm) made by adding one or more metals or alloys selected from Ni alloys is used as a combustible gas combustion flame or a combustible gas explosion energy heat source. A method for producing a conductor roll for electroplating, which is excellent in corrosion resistance and abrasion resistance, wherein a sprayed film is formed under spraying conditions such that the flying speed of the particles is 240 m or more per second.
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