JP3035209B2 - Corrosion resistant material and method for producing the same - Google Patents

Corrosion resistant material and method for producing the same

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JP3035209B2
JP3035209B2 JP8039187A JP3918796A JP3035209B2 JP 3035209 B2 JP3035209 B2 JP 3035209B2 JP 8039187 A JP8039187 A JP 8039187A JP 3918796 A JP3918796 A JP 3918796A JP 3035209 B2 JP3035209 B2 JP 3035209B2
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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、酸性、塩基性、酸
化性、還元性などを有する水溶液や海水、下水などの処
理を行う設備などに適用される耐食性材料及びその製造
方法に関し、特に、溶融塩めっきを施すめっき槽や、溶
融塩めっきの施された材料を搬送するロールなどのよう
な溶融塩処理設備に用いられる材料に適用すると有効で
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a corrosion-resistant material applicable to facilities for treating aqueous solutions having acidic, basic, oxidizing, reducing, etc., seawater, sewage and the like, and a method for producing the same. It is effective when applied to materials used in molten salt processing equipment such as a plating tank for performing molten salt plating and a roll for transporting the material subjected to molten salt plating.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車用、土木・建築用構造部材、家電
製品などでは、耐食性、溶接性、塗装性などに優れた表
面処理鋼板の需要が急速に拡大している。このような表
面処理鋼板では、溶融亜鉛めっき、電気亜鉛めっき、溶
融アルミニウムめっきなどを施したものが主流となって
いる。最近では、これら亜鉛やアルミニウムなどのめっ
きに比較してさらに高耐食性を有する溶融塩を用いた合
金めっきが開発されつつある。
2. Description of the Related Art In automobiles, structural members for civil engineering and construction, home electric appliances, and the like, demand for surface-treated steel sheets excellent in corrosion resistance, weldability, paintability and the like is rapidly expanding. Among such surface-treated steel sheets, those subjected to hot-dip galvanizing, electrogalvanizing, hot-dip aluminum plating, and the like have become mainstream. Recently, alloy plating using a molten salt having higher corrosion resistance than zinc and aluminum plating is being developed.

【0003】溶融塩めっきは、一般的にハロゲン化物含
有電解質を用いて行われている。このため、このような
溶融塩めっきを施す設備では、ハロゲン化物に対して耐
食性や耐熱性などを有するポリイミド樹脂からなる塗膜
やシート状の成形品をめっき槽や電極部などに設けるよ
うにしている。また、このような溶融塩めっきの施され
た鋼板を搬送するロールなどの部材では、耐摩耗性を考
慮してアルミナ溶射が施され、さらに、防食目的でガラ
ス系材料などによる封孔処理が施されている。
[0003] Molten salt plating is generally performed using a halide-containing electrolyte. For this reason, in equipment for performing such molten salt plating, a coating film or a sheet-like molded product made of a polyimide resin having corrosion resistance and heat resistance to halides is provided in a plating tank or an electrode portion. I have. In addition, members such as rolls for transporting steel sheets subjected to the molten salt plating are sprayed with alumina in consideration of abrasion resistance, and are further subjected to sealing treatment with a glass-based material for corrosion protection. Have been.

【0004】つまり、溶融塩めっきを施す設備では、例
えば、図2(a)に示すように、めっき槽11の内面に
ポリイミド樹脂製のシート12を貼り付けることによ
り、めっき槽11の内面の溶融塩による腐食などを上記
シート12で防ぐようにしたり、図2(b)に示すよう
に、溶融塩めっきの施された鋼板を搬送するロール13
の外周面にアルミナからなる被膜14をプラズマ溶射法
で設けてロール13の耐摩耗性を改善すると共に、上記
被膜14の表面にガラス系のシーリング材15を真空シ
ーリング法や大気シーリング法などで設けて上記被膜1
4の耐食性を改善しているのである。
[0004] That is, in a facility for performing molten salt plating, for example, as shown in FIG. 2A, a sheet 12 made of a polyimide resin is adhered to the inner surface of the plating tank 11 to melt the inner surface of the plating tank 11. The sheet 12 prevents corrosion due to salt or the like, or as shown in FIG.
A coating 14 made of alumina is provided on the outer peripheral surface of the roll 13 by a plasma spraying method to improve the wear resistance of the roll 13, and a glass-based sealing material 15 is provided on the surface of the coating 14 by a vacuum sealing method or an atmospheric sealing method. The above coating 1
4 has improved corrosion resistance.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】前述したような処理を
施した溶融塩処理設備の材料には、次のような問題があ
った。 (1)塗膜形成材料 基材が溶接構造物などであると、均一な塗布が困難で
あり、膜厚に大きなバラツキが生じてしまう。 基材と塗膜との間に密着性を向上させるためのアンカ
効果が充分に作用しないため、使用中の温度によって、
塗膜が剥離しやすい。 膜厚が比較的薄いので、疵などを生じると基材表面が
容易に露出してしまう。
The material of the molten salt treatment equipment which has been subjected to the above-described treatment has the following problems. (1) Coating film forming material When the base material is a welded structure or the like, it is difficult to uniformly apply the coating material, and a large variation occurs in the film thickness. Because the anchor effect to improve the adhesion between the substrate and the coating film does not work sufficiently, depending on the temperature during use,
The coating is easy to peel off. Since the film thickness is relatively thin, the surface of the base material is easily exposed when a flaw or the like is generated.

【0006】(2)シート貼付材料 基材が複雑形状物などであると、均一な貼り付けが困
難となってしまう。 シート間の継ぎ目から溶融塩が浸入しやすく、長期間
にわたる耐食性の維持が困難である。
(2) Sheet sticking material If the base material is a complicated shape or the like, uniform sticking becomes difficult. The molten salt easily penetrates from the seam between the sheets, and it is difficult to maintain the corrosion resistance for a long time.

【0007】(3)アルミナ被膜及びガラス系シーリン
グ材適用材料 溶射法により被膜内に必ず形成されてしまう微細な気孔
を封じるようにシーリング材を当該被膜表面に含浸させ
ているものの、当該シーリング材は、上記被膜の表面近
傍の気孔しか浸透せず、上記被膜の内部の気孔(クロー
ズドポア)に浸透しないため、当該被膜の表面近傍の気
孔のみ封じている。また、シーリング材に用いられてい
る溶媒が乾燥時に蒸発することにより、被膜の気孔とシ
ーリング材との間にわずかな隙間が生じてしまう。この
ため、被膜表面のわずかな摩耗でも、シーリング材によ
る防食効果が著しく低下してしまうので、短期間で使用
不能となりやすかった。
(3) Alumina coating and glass-based sealing material application material A sealing material is impregnated on the surface of the coating so as to seal fine pores which are necessarily formed in the coating by a thermal spraying method. Since only the pores near the surface of the coating penetrate and do not penetrate the pores (closed pores) inside the coating, only the pores near the surface of the coating are sealed. In addition, since the solvent used for the sealing material evaporates during drying, a slight gap is generated between the pores of the coating and the sealing material. For this reason, even if the coating film surface is slightly worn, the anticorrosion effect of the sealing material is remarkably reduced, so that the coating material is likely to become unusable in a short period of time.

【0008】このような問題は、溶融塩処理設備に適用
される材料に限らず、酸性、塩基性、酸化性、還元性な
どを有する水溶液や海水、下水などのように腐食性の高
い環境で用いられる設備の材料などであれば、上述と同
様に起こり得ることである。このようなことから、本発
明は、腐食性の高い環境下でも長期間にわたって耐食性
を維持することができる耐食性材料及びその製造方法を
提供することを目的とした。
[0008] Such a problem is not limited to materials applied to molten salt treatment equipment, but also in highly corrosive environments such as aqueous solutions having acidic, basic, oxidizing and reducing properties, seawater and sewage. As long as the material of the equipment to be used is the same as described above. Accordingly, an object of the present invention is to provide a corrosion-resistant material capable of maintaining corrosion resistance for a long period of time even in a highly corrosive environment and a method for producing the same.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】前述した課題を解決する
ための、本発明による耐食性材料は、基材と、前記基材
上に設けられ、当該基材に対して高密着性を有すると共
に高耐食性を有するNi基合金またはMCrAlX合金
(但し、MはNiまたはCo、XはY,Hf,Ce,L
a,Si,Ta,Ptのうちの少なくとも1種類)から
なる合金層と、前記合金層上に設けられるアルミナ層
と、前記アルミナ層上に設けられるガラス層とを備えて
なることを特徴とする。
Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, a corrosion-resistant material according to the present invention is provided on a substrate and has a high adhesion to the substrate and a high adhesion. Ni-base alloy or MCrAlX alloy with corrosion resistance
(However, M is Ni or Co, X is Y, Hf, Ce, L
a, Si, Ta, Pt)
An alloy layer made of a alumina layer provided on the alloy layer, characterized by comprising a glass layer provided on said alumina layer.

【0010】上述した耐食性材料においては、前記ガラ
ス層がSiO 2 を主成分とし、Na 2 Oを除いた他の酸
化物を含有するガラス材料からなることを特徴とする。
In the above-described corrosion-resistant material, the glass
The other layer is mainly composed of SiO 2 and other acids except Na 2 O.
Of a glass material containing a compound .

【0011】また、前述した課題を解決するための、本
発明による耐食性材料の製造方法は、基材に対して高密
着性を有すると共に高耐食性を有するNi基合金または
MCrAlX合金(但し、MはNiまたはCo、Xは
Y,Hf,Ce,La,Si,Ta,Ptのうちの少な
くとも1種類)を上記基材に熱プラズマ溶射法で溶射し
て当該基材上に合金層を設けた後、当該合金層にアルミ
ナを熱プラズマ溶射法で溶射して当該合金層上にアルミ
ナ層を設け、当該アルミナ層にガラスを熱プラズマ溶射
法で溶射して当該アルミナ層上にガラス層を設けること
を特徴とする。
Further, in order to solve the above-mentioned problems, a method for producing a corrosion-resistant material according to the present invention provides a Ni-based alloy having high adhesion to a substrate and high corrosion resistance.
MCrAlX alloy (where M is Ni or Co, X is
Y, Hf, Ce, La, Si, Ta, Pt
At least one kind) is sprayed on the base material by a thermal plasma spraying method to form an alloy layer on the base material, and then the alumina is sprayed on the alloy layer by a thermal plasma spraying method. A layer is provided, and glass is sprayed on the alumina layer by a thermal plasma spraying method to provide a glass layer on the alumina layer.

【0012】上述した耐食性材料の製造方法において
は、前記アルミナ層上に前記ガラス層を設ける際、前記
アルミナ層を200〜400℃の温度に加熱しながら前
記ガラスを上記アルミナ層上に溶射することを特徴とす
る。
In the method for producing a corrosion-resistant material described above, when the glass layer is provided on the alumina layer, the glass is sprayed on the alumina layer while heating the alumina layer to a temperature of 200 to 400 ° C. It is characterized by.

【0013】上述した耐食性材料の製造方法において
は、前記アルミナ層上に前記ガラス層を設けた後、当該
ガラス層を前記ガラスの軟化温度以上に加熱することを
特徴とする。
In the above-described method for producing a corrosion-resistant material, after the glass layer is provided on the alumina layer, the glass layer is heated to a temperature higher than the softening temperature of the glass.

【0014】上述した耐食性材料においては、前記ガラ
スがSiO 2 を主成分とし、Na 2 Oを除いた他の酸化
物を含有していることを特徴とする。
In the above corrosion-resistant material, the glass
Other oxides containing SiO 2 as the main component and excluding Na 2 O
It is characterized by containing a substance .

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明による耐食性材料及びその
製造方法の実施の形態を図1を用いて説明する。なお、
図1は、その材料の構成を表す模式断面図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a corrosion-resistant material and a method for manufacturing the same according to the present invention will be described with reference to FIG. In addition,
FIG. 1 is a schematic sectional view showing the configuration of the material.

【0016】図1に示すように、鉄鋼系材料からなる基
材1上には、当該基材1に対して高密着性を有すると共
に高耐食性を有する合金層2が設けられている。合金層
2上には、耐食性および電気絶縁性に優れたアルミナ層
3が設けられている。アルミナ層3上には、耐食性、電
気絶縁性および耐摩耗性に優れたガラス層4が設けられ
ている。
As shown in FIG. 1, on a substrate 1 made of a steel material, an alloy layer 2 having high adhesion to the substrate 1 and high corrosion resistance is provided. An alumina layer 3 having excellent corrosion resistance and electrical insulation is provided on the alloy layer 2. On the alumina layer 3, a glass layer 4 having excellent corrosion resistance, electrical insulation and abrasion resistance is provided.

【0017】つまり、基材1の表面に第一層として合金
層2、第二層としてアルミナ層3、第三層としてガラス
層4を設けることにより、電気絶縁性、耐食性、耐摩耗
性を有する材料を積層した構造としたのである。合金層
2は、基材1との密着性に優れている。アルミナ層3
は、溶融塩、ハロゲン化物およびこれらの塩の加水分解
によって生成する強酸に対する耐食性に優れると共に、
電気絶縁性に優れている。ガラス層4は、アルミナ層3
に存在するごく微小、微量の気孔から浸透する腐食媒体
の浸入に対する耐食性に優れると共に、電気絶縁性に優
れている。
That is, by providing the alloy layer 2 as the first layer, the alumina layer 3 as the second layer, and the glass layer 4 as the third layer on the surface of the substrate 1, it has electrical insulation, corrosion resistance and wear resistance. The structure was made by laminating materials. The alloy layer 2 has excellent adhesion to the substrate 1. Alumina layer 3
Has excellent corrosion resistance against molten salts, halides and strong acids generated by hydrolysis of these salts,
Excellent electrical insulation. The glass layer 4 is composed of the alumina layer 3
It has excellent corrosion resistance against the penetration of a corrosive medium penetrating from very small or minute pores existing in the steel, and also has excellent electrical insulation properties.

【0018】このような耐食性材料は、基材1表面の洗
浄及び溶射皮膜の密着性を向上する目的で予めショット
ブラストを行った後、熱プラズマ溶射法により合金層2
を溶射形成し、次いで熱プラズマ溶射法によりアルミナ
層3を溶射形成し、さらに熱プラズマ溶射法によりガラ
ス層4を溶射形成して多層皮膜構造とすることにより得
られる。
Such a corrosion-resistant material is subjected to shot blasting in advance for the purpose of cleaning the surface of the base material 1 and improving the adhesion of the sprayed coating, and then to the alloy layer 2 by a thermal plasma spraying method.
Is formed by thermal spraying, then the alumina layer 3 is formed by thermal spraying, and the glass layer 4 is further formed by thermal spraying to form a multilayer coating structure.

【0019】ここで、各層についてさらに詳細に説明す
る。合金層2は、基材1との密着性の向上を図るもので
あり、Ni基合金またはMCrAlX合金(但し、Mは
NiまたはCo、XはY,Hf,Ce,La,Si,T
a,Ptのうちの少なくとも1種類)からなる。Ni基
合金としては、NiCr(Ni:20〜80wt%、C
r:80〜20wt%)が汎用的である。この組成とし
ては、標準的な80wt%Ni−20wt%Crが多
い。さらなる密着性および耐食性向上を図る場合には、
MCrAlX合金が適している。その組成も多くのもの
から選定できるが、本発明の目的には、Cr:5〜70
wt%、Al:1〜29wt%、M成分ではNi:1〜
75wt%、Co:1〜60wt%、X成分では0.1
〜3wt%の範囲とした合金が好適である。また、膜厚
としては、20〜100μmが実用的である。20μm
以下では、皮膜の安定性に欠けてしまう。また、この層
の目的は密着性確保のためであり、あまり厚くするとコ
ストアップ要因になり不経済であるため、上限を100
μmとしたが、その制限は特にない。
Here, each layer will be described in more detail. The alloy layer 2 is for improving the adhesion to the substrate 1 and is made of a Ni-based alloy or a MCrAlX alloy (where M is Ni or Co, X is Y, Hf, Ce, La, Si, T
a, Pt). As the Ni-based alloy, NiCr (Ni: 20 to 80 wt%, C
(r: 80 to 20 wt%) is generally used. As this composition, there are many standard 80 wt% Ni-20 wt% Cr. To further improve adhesion and corrosion resistance,
MCrAlX alloy is suitable. The composition can be selected from many, but for the purpose of the present invention, Cr: 5 to 70
wt%, Al: 1 to 29 wt%, M component: Ni: 1 to 29 wt%
75 wt%, Co: 1 to 60 wt%, and 0.1% for the X component
Alloys in the range of ~ 3 wt% are preferred. Further, the thickness is practically 20 to 100 μm. 20 μm
Below, the stability of a film lacks. The purpose of this layer is to secure adhesion, and if the thickness is too large, it increases the cost and is uneconomical.
μm, but there is no particular limitation.

【0020】アルミナ層3は、基材1の環境からの防食
を図ると共に、ガラス層4との親和性がよく、さらに電
気絶縁性を有している。このアルミナ層3は、性能上高
純度が好ましく、溶射用として通常使用されている中で
最も高い純度のものを使用するとよく、実用的には98
%以上が好ましい。膜厚としては、電気絶縁性と耐食性
を目的とするため、50μm〜数百μmが適している。
50μm以下では、皮膜の安定性に欠けてしまう。上限
は200μm程度であるとより好ましい。なぜなら、ア
ルミナ層3が余り厚いと、熱膨張差により割れや剥離の
問題を生じる可能性があるからである。また、使用中の
溶融塩の浸透や洗浄時の洗浄液の浸透防止のためには緻
密性が重要である。このため、アルミナ層3の溶射用粉
末は、平均粒径が小さく、度分布範囲の狭いものが好
ましいものの、溶射条件によっては、その制限は特に受
けない。溶射法としては、大気中での実施が一般的であ
るが、緻密性をより向上させる場合には、減圧(低圧)
溶射による方法を適用するとよい。
The alumina layer 3 prevents corrosion from the environment of the substrate 1, has a good affinity with the glass layer 4, and has an electrical insulation property. The alumina layer 3 is preferably of high purity in terms of performance, and it is preferable to use the highest purity among those usually used for thermal spraying.
% Or more is preferable. A film thickness of 50 μm to several hundred μm is suitable for the purpose of electrical insulation and corrosion resistance.
If it is less than 50 μm, the stability of the film will be lacking. The upper limit is more preferably about 200 μm. This is because if the alumina layer 3 is too thick, there is a possibility that cracks and peeling problems may occur due to a difference in thermal expansion. Denseness is important for preventing the penetration of the molten salt during use and the penetration of the washing liquid during washing. Therefore, the thermal spray powder of the alumina layer 3 has an average particle diameter is small, though having a narrow particle size distribution range is preferred, depending on the spraying conditions, the restriction is no particular. In general, the thermal spraying method is carried out in the atmosphere, but when the denseness is to be further improved, the pressure is reduced (low pressure).
It is preferable to apply a thermal spraying method.

【0021】ガラス層4は、アルミナ層3と同様に電気
絶縁性を有すると共に、無気孔であり耐食性に優れてい
る。さらに、比較的硬い皮膜であり、耐摩耗性にも優れ
ている。このガラス層4は、従来用いられていたガラス
材料と異なり、溶射後のガラス層4の熱膨張係数が基材
1の熱膨張係数に近い材料を使用する。また、溶射前の
アルミナ層3などの加熱を従来の温度(600〜750
℃)までにすることなく200℃〜400℃の加熱温度
にとどめることにより、作業性のよい環境、即ち、低温
度で溶射を行いながらも、アルミナ層3との密着性を向
上させることができると共に、気孔や割れのない緻密で
滑らかな皮膜を得ることができる。溶射方法としては、
多くのプロセスから選定できるが、熱プラズマ溶射法が
最適である。上記加熱温度を200℃〜400℃として
熱プラズマ溶射を行えば、ガラス層4をほとんど無気孔
とすることができるが、さらに安全性を考慮して、溶射
後にガラス層4を当該ガラスの軟化温度以上に加熱すれ
ば、完全な無気孔被膜とすることができる。
The glass layer 4 has the same electrical insulating properties as the alumina layer 3 and is nonporous and excellent in corrosion resistance. Further, it is a relatively hard film and has excellent wear resistance. The glass layer 4 is different from a conventionally used glass material in that a material having a thermal expansion coefficient close to that of the substrate 1 after thermal spraying is used. The heating of the alumina layer 3 and the like before thermal spraying is performed at a conventional temperature (600 to 750).
By maintaining the heating temperature at 200 ° C. to 400 ° C. without increasing the temperature to 200 ° C.), it is possible to improve the adhesion with the alumina layer 3 while performing thermal spraying in an environment with good workability, that is, at a low temperature. At the same time, a dense and smooth film without pores or cracks can be obtained. As a spraying method,
There are many processes to choose from, but thermal plasma spraying is the best. When the above-mentioned heating temperature is set to 200 ° C. to 400 ° C. and the thermal plasma spraying is performed, the glass layer 4 can be made almost void-free. By heating as described above, a completely non-porous film can be obtained.

【0022】また、ガラス層4は、溶射時及び使用時に
おいて割れや剥離を起こさないことが必須条件であると
共に、気孔からの腐食性物質の浸透防止のために無気孔
であることが要求される。このため、ガラス層4の材料
としては、比較的低温で溶射が可能であり、溶射中や溶
射後の冷却時、使用時などに割れや剥離を生じないもの
から選定する必要がある。そこで、下記のようなガラス
材料を用いることとした。 酸やアルカリに比較的強く、基材である鋼との熱膨張
係数が近似した材料、例えば、40〜50wt%SiO
2を主成分とし、これにB23,LiO2,Al23その
他微量の酸化物を添加したガラス材料。 上記よりさらに耐酸性、耐アルカリ性を向上させる
ため、SiO2を65〜75wt%とし、他の成分を
と同様にしたガラス材料。 なお、耐食性向上を図るため、Na2Oは含有されてい
ない方がよい。このような上記のガラス材料は融点が
約560℃、熱膨張係数が12.7×10-6であり、上
記のガラス材料は、融点が620℃、熱膨張係数が1
2.8×10-6である。
It is essential that the glass layer 4 does not crack or peel during thermal spraying and use, and that the glass layer 4 be non-porous in order to prevent penetration of corrosive substances from the pores. You. For this reason, it is necessary to select a material for the glass layer 4 from materials that can be sprayed at a relatively low temperature and that do not cause cracking or peeling during spraying, cooling after spraying, or during use. Therefore, the following glass material was used. A material which is relatively resistant to acids and alkalis and has a thermal expansion coefficient close to that of steel as a base material, for example, 40 to 50 wt% SiO
A glass material containing 2 as a main component, to which B 2 O 3 , LiO 2 , Al 2 O 3 and a small amount of an oxide are added. To improve further the acid resistance, the alkali resistance than the glass material of SiO 2 and 65~75Wt%, were the same as the other components. In order to improve the corrosion resistance, it is better not to contain Na 2 O. Such a glass material has a melting point of about 560 ° C. and a coefficient of thermal expansion of 12.7 × 10 −6 , and the above glass material has a melting point of 620 ° C. and a coefficient of thermal expansion of 1
It is 2.8 × 10 -6 .

【0023】ガラス層4の膜厚は、耐摩耗性及びアルミ
ナ層3の気孔のシーリングを目的とするため、数十μm
〜数百μmが適している。膜厚があまり薄いと(数十μ
m以下)、溶射層に気孔などの欠陥を発生させたり、溶
射後の表面の平滑性が低下してしまうなどの問題を生じ
てしまう。また、あまり厚いと(数百μm以上)、溶射
時の凝固や冷却の際に割れを生じたりしてしまう。従来
の溶射は、溶射材料の融点付近まで基材1などを加熱し
て行っているが、本発明の溶射は、熱プラズマ溶射プロ
セスを採用するため、加熱温度が200〜400℃で十
分である。このため、アルミナ層3にガラスの溶射液滴
が衝突すると同時に溶融したガラス被膜が形成されるよ
うになる。さらに、ガラス層4を炭化水素/酸素の燃焼
フレームや電気炉などでガラス材料の軟化温度以上に加
熱することで気孔が消滅するようになる。
The thickness of the glass layer 4 is several tens μm for the purpose of abrasion resistance and sealing of the pores of the alumina layer 3.
~ Several hundred µm is suitable. If the film thickness is too thin (several tens
m or less), causing problems such as generation of defects such as pores in the sprayed layer and a decrease in the smoothness of the surface after spraying. On the other hand, if it is too thick (several hundred μm or more), solidification during thermal spraying or cracking during cooling may occur. Conventional thermal spraying is performed by heating the base material 1 or the like to a temperature close to the melting point of the thermal sprayed material. However, the thermal spraying of the present invention employs a thermal plasma spraying process, so that a heating temperature of 200 to 400 ° C. is sufficient. . Therefore, a molten glass coating is formed at the same time as the sprayed glass droplet collides with the alumina layer 3. Further, by heating the glass layer 4 to a temperature higher than the softening temperature of the glass material using a hydrocarbon / oxygen combustion frame or an electric furnace, the pores disappear.

【0024】溶融塩処理設備は、通常の操業時には溶融
塩中に水分を含んでいないため、その構成部材が腐食す
ることはほとんどないが、運転後の洗浄(主として水に
よる洗浄)を行うと、この時の水と構成部材などに付着
凝固している溶融塩とが反応して多量の水素酸、例え
ば、HCl、HF、HBr、HIなどが発生してしま
い、構成部材の腐食が進行してしまう。しかしながら、
本発明による耐食性材料を溶融塩処理設備の構成部材に
適用すれば、上述したような環境においても水素酸が基
材まで浸透することはなく、長期間にわたって安定した
操業が可能となる。なお、溶融塩処理設備とは、溶融塩
と接触する可能性がある設備のことであり、その主な構
成部材としては、各種ロール、処理容器、溶融塩循環用
配管、ポンプなどが挙げられる。また、このような溶融
塩処理設備に限らず、酸性、塩基性、酸化性、還元性な
どを有する水溶液や海水、下水などの処理を行う設備な
どにも適用することができる。
During normal operation, the molten salt treatment equipment does not contain moisture in the molten salt, so that its constituents hardly corrode. However, if cleaning after operation (mainly cleaning with water) is performed, At this time, the water reacts with the molten salt adhered to and solidified on the constituent members and the like to generate a large amount of hydrogen acid, for example, HCl, HF, HBr, HI, etc., and the corrosion of the constituent members proceeds. I will. However,
If the corrosion-resistant material according to the present invention is applied to the constituent members of the molten salt treatment facility, the stable operation can be performed for a long period of time without the permeation of the hydrogen acid into the substrate even in the above-described environment. The molten salt processing equipment is equipment that may come into contact with the molten salt, and its main constituent members include various rolls, processing containers, piping for circulating molten salt, pumps, and the like. Further, the present invention is not limited to such a molten salt treatment facility, and may be applied to a facility for treating an aqueous solution having acidic, basic, oxidizing, reducing, or the like, seawater, sewage, and the like.

【0025】[0025]

【実施例】本発明による耐食性材料及びその製造方法の
実施例を以下に示す。・実施例1 (1)耐食性材料の製造 供試体A 基材にSS400を用いて80%Ni−20%Crの合
金を熱プラズマ溶射装置(プラズマガス:Ar,H2
で約75μm溶射した後、ホワイトアルミナ(純度9
9.8%、平均粒径20μm)を上述と同様に熱プラズ
マ溶射法により150μm溶射し、45wt%SiO2
を主成分としてB23,LiO2,CaO,SrO,A
23,TiO2,MgOなどの他の酸化物を含んだガ
ラス材料を150μm溶射した。なお、このガラス溶射
の際のアルミナ層などの加熱温度は約300℃とした。
EXAMPLES Examples of the corrosion-resistant material and the method for producing the same according to the present invention will be described below. - Example 1 (1) thermal spray apparatus of 80% Ni-20% Cr alloy with SS400 to manufacture specimen A base material of the corrosion-resistant material (plasma gas: Ar, H 2)
After spraying about 75 μm with white alumina (purity 9
9.8%, average particle diameter of 20 μm) was sprayed by thermal plasma spraying to a thickness of 150 μm in the same manner as described above, and 45 wt% SiO 2 was sprayed.
With B 2 O 3 , LiO 2 , CaO, SrO, A
A glass material containing another oxide such as l 2 O 3 , TiO 2 , MgO was sprayed at 150 μm. The heating temperature of the alumina layer and the like during the glass spraying was set to about 300 ° C.

【0026】供試体B 基材にSS400を用いて22%Cr−10%Al−1
%Y−残Niよりなる合金を熱プラズマ溶射装置(プラ
ズマガス:Ar,H2)で約100μm溶射した後、ホ
ワイトアルミナ(純度99.8%、平均粒径20μm)
を上述と同様に熱プラズマ溶射法により100μm溶射
し、66wt%SiO2を主成分としてB23,Li
2,CaO,SrO,Al23,TiO2,MgOなど
の他の酸化物を含んだガラス材料を100μm溶射し
た。なお、このガラス溶射の際のアルミナ層などの加熱
温度は約400℃とし、溶射後に720℃で1時間の加
熱を行った。
Specimen B 22% Cr-10% Al-1 using SS400 as a substrate
% Y-alloy consisting of the remaining Ni is sprayed by a thermal plasma spraying apparatus (plasma gas: Ar, H 2 ) to about 100 μm, and then white alumina (purity 99.8%, average particle diameter 20 μm).
Is sprayed by thermal plasma spraying in the same manner as described above to a thickness of 100 μm, and B 2 O 3 , Li containing 66 wt% SiO 2 as a main component.
A glass material containing another oxide such as O 2 , CaO, SrO, Al 2 O 3 , TiO 2 , and MgO was sprayed at 100 μm. The heating temperature of the alumina layer and the like during the glass thermal spraying was set to about 400 ° C., and after the thermal spraying, heating was performed at 720 ° C. for 1 hour.

【0027】供試体C 基材(SS400)にビスマレイミド樹脂を100μm
コーティングした。 供試体D 基材(SS400)にビスマレイミド樹脂を100μm
コーティングした後、ホワイトアルミナ(純度98%、
平均粒径25μm)を大気プラズマ溶射法により200
μm溶射した。 なお、各供試体A〜Dの形状は、直径20mm、長さ2
00mm、先端を半径10mmの球面状のものとした。
Specimen C A bismaleimide resin was coated on the base material (SS400) to a thickness of 100 μm.
Coated. Specimen D 100 μm bismaleimide resin on the substrate (SS400)
After coating, white alumina (98% purity,
The average particle size of 25 μm) was 200
μm was sprayed. The shape of each specimen A to D is 20 mm in diameter and 2 mm in length.
It was made into a spherical shape with a radius of 10 mm and a tip of 00 mm.

【0028】(2)試験方法 AlCl3を主成分とする溶融塩中に200℃で16時
間浸漬した後に沸騰水中に8時間浸漬することを繰り返
し、各供試体の表面の外観状況を観察した。その結果を
表1に示す。
(2) Test Method After immersion in a molten salt containing AlCl 3 as a main component at 200 ° C. for 16 hours, immersion in boiling water for 8 hours was repeated, and the appearance of the surface of each specimen was observed. Table 1 shows the results.

【0029】[0029]

【表1】 [Table 1]

【0030】(3)結果 表1からわかるように、供試体Cは、1回目で表層が面
積比で約70%剥離してしまい、供試体Dは、2回目で
赤錆が面積比で約30%発生し、一部皮膜に膨れ現象が
認められた。これに対し、供試体A,Bは、20回繰り
返しても、皮膜の損傷が全く認められなかった。
(3) Results As can be seen from Table 1, the specimen C had the surface layer peeled off by about 70% in area ratio at the first time, and the specimen D had about 30% red rust by area at the second time. %, And a blistering phenomenon was observed in part of the coating. On the other hand, the test pieces A and B did not show any damage to the coating film even after repeated 20 times.

【0031】・実施例2 溶融塩処理設備のシールロールの表面(SS400)に
前述した実施例1の供試体A,Bと同様な処理を施し
た。すなわち、前述した供試体Aと同様な処理を施した
シールロールと、前述した供試体Bと同様な処理を施し
たシールロールとを実機に取り付け、約1ケ月間にわた
って実際に用いた。期間中、水洗を5回行った。その結
果、ロールの表面は損傷が全くなく、鋼板の接触などに
よっても擦り傷などの不具合を生じることがなかった。
Example 2 The surface of the seal roll (SS400) of the molten salt processing equipment was subjected to the same treatment as the above-described specimens A and B of Example 1. That is, a seal roll treated in the same manner as the specimen A and a seal roll treated in the same manner as the specimen B were attached to an actual machine and actually used for about one month. During the period, washing was performed 5 times. As a result, the surface of the roll was not damaged at all, and there was no problem such as abrasion caused by contact with a steel plate.

【0032】[0032]

【発明の効果】本発明の耐食性材料によれば、腐食性の
高い環境下でも長期間にわたって耐食性を維持すること
ができる。このため、例えば、溶融塩処理設備などのよ
うな腐食性の高い物質に晒される設備の構成部材に適用
すれば、長期間にわたって安定した操業が可能となるの
で、稼働効率の向上や保守点検作業の削減などを図るこ
とができ、コスト低減を図ることができる。
According to the corrosion resistant material of the present invention, the corrosion resistance can be maintained for a long period of time even in a highly corrosive environment. Therefore, for example, if it is applied to components of equipment that is exposed to highly corrosive substances, such as molten salt treatment equipment, stable operation can be performed over a long period of time. And the cost can be reduced.

【0033】また、本発明の耐食性材料の製造方法によ
れば、上述したような効果の得られる耐食性材料を容易
に製造することができる。
Further, according to the method for producing a corrosion-resistant material of the present invention, a corrosion-resistant material having the above-described effects can be easily produced.

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

【図1】本発明による耐食性材料の構成を表す模式断面
図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration of a corrosion-resistant material according to the present invention.

【図2】従来の耐食性材料の構成を表す模式断面図であ
る。
FIG. 2 is a schematic sectional view illustrating a configuration of a conventional corrosion resistant material.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基材 2 合金層 3 アルミナ層 4 ガラス層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base material 2 Alloy layer 3 Alumina layer 4 Glass layer

フロントページの続き (72)発明者 重村 貞人 広島県広島市西区観音新町四丁目6番22 号 三菱重工業株式会社 広島研究所内 (72)発明者 安井 豊明 広島県広島市西区観音新町四丁目6番22 号 三菱重工業株式会社 広島研究所内 (72)発明者 上野 静昭 広島県広島市西区観音新町四丁目6番22 号 三菱重工業株式会社 広島製作所内 (72)発明者 山本 康博 大阪府大阪市中央区北浜4丁目5番33号 住友金属工業株式会社内 (72)発明者 服部 武 大阪府大阪市中央区北浜4丁目5番33号 住友金属工業株式会社内 (72)発明者 内田 淳一 大阪府大阪市中央区北浜4丁目5番33号 住友金属工業株式会社内 (72)発明者 原田 良夫 兵庫県神戸市東灘区深江北町四丁目13番 4号 トーカロ株式会社内 (72)発明者 谷 和美 兵庫県神戸市東灘区深江北町四丁目13番 4号 トーカロ株式会社内 (56)参考文献 特開 平7−268594(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23C 4/06 - 4/10 C23C 28/00 Continued on the front page (72) Inventor Sadato Shigemura 4-6-22 Kannonshinmachi, Nishi-ku, Hiroshima-shi, Hiroshima Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Hiroshima Research Laboratory (72) Inventor Toyoaki Yasui 4-6-1 Kannonshinmachi, Nishi-ku, Hiroshima-shi, Hiroshima No. 22 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.Hiroshima Research Institute (72) Inventor Shizuaki Ueno 4-22 Kannon Shinmachi, Nishi-ku, Hiroshima City, Hiroshima Prefecture Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.Hiroshima Works (72) Inventor Yasuhiro Yamamoto Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka 4-5-33 Kitahama Sumitomo Metal Industries, Ltd. (72) Inventor Takeshi Hattori 4-5-33 Kitahama, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka Sumitomo Metal Industries, Ltd. (72) Inventor Junichi Uchida Osaka-shi, Osaka Sumitomo Metal Industries Co., Ltd. 4-5-33 Kitahama, Chuo-ku Sumitomo Metal Industries Co., Ltd. (72) Inventor Yoshio Harada 4-3-1-4 Fukae-Kitacho, Higashinada-ku, Kobe-shi, Hyogo Prefecture Inside Talkaro Co., Ltd. 4-1-4 Fukae-Kitacho, Higashinada-ku, Yokohama-shi The inner (56) Reference Patent flat 7-268594 (JP, A) (58 ) investigated the field (Int.Cl. 7, DB name) C23C 4/06 - 4/10 C23C 28/00

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基材と、 前記基材上に設けられ、当該基材に対して高密着性を有
すると共に高耐食性を有するNi基合金またはMCrA
lX合金(但し、MはNiまたはCo、XはY,Hf,
Ce,La,Si,Ta,Ptのうちの少なくとも1種
類)からなる合金層と、 前記合金層上に設けられるアルミナ層と、 前記アルミナ層上に設けられるガラス層とを備えてなる
ことを特徴とする耐食性材料。
1. A base material, a Ni-based alloy or MCrA provided on the base material and having high adhesion to the base material and high corrosion resistance.
1X alloy (where M is Ni or Co, X is Y, Hf,
At least one of Ce, La, Si, Ta, and Pt
A corrosion-resistant material comprising: an alloy layer made of the above-described (1 ) , an alumina layer provided on the alloy layer, and a glass layer provided on the alumina layer.
【請求項2】 前記ガラス層がSiO 2 を主成分とし、
Na 2 Oを除いた他の酸化物を含有するガラス材料から
なることを特徴とする請求項1に記載の耐食性材料。
2. The method according to claim 1, wherein the glass layer contains SiO 2 as a main component,
2. The corrosion-resistant material according to claim 1, comprising a glass material containing another oxide except for Na2O .
【請求項3】 基材に対して高密着性を有すると共に高
耐食性を有するNi基合金またはMCrAlX合金(但
し、MはNiまたはCo、XはY,Hf,Ce,La,
Si,Ta,Ptのうちの少なくとも1種類)を上記基
材に熱プラズマ溶射法で溶射して当該基材上に合金層を
設けた後、当該合金層にアルミナを熱プラズマ溶射法で
溶射して当該合金層上にアルミナ層を設け、当該アルミ
ナ層にガラスを熱プラズマ溶射法で溶射して当該アルミ
ナ層上にガラス層を設けることを特徴とする耐食性材料
の製造方法。
3. A Ni-based alloy or an MCrAlX alloy having high adhesion to a substrate and high corrosion resistance (however,
M is Ni or Co, X is Y, Hf, Ce, La,
At least one of Si, Ta, and Pt) is sprayed on the base material by a thermal plasma spraying method to form an alloy layer on the base material, and then the alloy layer is sprayed with alumina by a thermal plasma spraying method. Forming an alumina layer on the alloy layer and spraying glass on the alumina layer by a thermal plasma spraying method to provide a glass layer on the alumina layer.
【請求項4】 前記アルミナ層上に前記ガラス層を設け
る際、前記アルミナ層を200〜400℃の温度に加熱
しながら前記ガラスを上記アルミナ層上に溶射すること
を特徴とする請求項3に記載の耐食性材料の製造方法。
4. The method according to claim 3, wherein, when the glass layer is provided on the alumina layer, the glass is sprayed on the alumina layer while heating the alumina layer to a temperature of 200 to 400 ° C. A method for producing the corrosion-resistant material described above.
【請求項5】 前記アルミナ層上に前記ガラス層を設け
た後、当該ガラス層を前記ガラスの軟化温度以上に加熱
することを特徴とする請求項3または4に記載の耐食性
材料の製造方法。
5. The method for producing a corrosion-resistant material according to claim 3, wherein after the glass layer is provided on the alumina layer, the glass layer is heated to a temperature higher than a softening temperature of the glass.
【請求項6】 前記ガラスがSiO 2 を主成分とし、N
2 Oを除いた他の酸化物を含有していることを特徴と
する請求項3から5のいずれかに記載の耐食性材料の製
造方法。
6. The glass according to claim 1, wherein said glass is mainly composed of SiO 2 ,
method for producing a corrosion-resistant material according to claims 3 to one of the 5, characterized by containing other oxides excluding a 2 O.
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