JP5638668B2 - 溶融亜鉛浴部材の表面被覆用材料とその製造方法並びにその部材 - Google Patents
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Description
溶融亜鉛浴部材の表面に被覆層を形成する溶融亜鉛浴部材の表面被覆用材料であって、当該表面被覆層がWC粉末粒子とバインダ金属とで構成され、該バインダ金属がCo中にNi,Si,Mo,Nb,Cr,Taの1種または2種以上を含有させた合金であって、かつ単一相を有する組織の合金である合金組織とで構成されると共に、Coよりも水溶性雰囲気または溶融金属雰囲気における浸漬電位が、50mV以上貴となることを特徴とする溶融亜鉛浴部材の表面被覆用材料。
(2)前記(1)に記載のバインダ金属が、Co中に質量%で、Ni:10〜75%、Si:0.2〜6.0%、Mo:0.2〜15%、Nb:0.2〜11%、Cr:0.2〜11%、Ta:0.2〜5%の1種または2種以上を含有してなる溶融亜鉛浴部材の表面被覆用材料。
(5)溶融亜鉛浴部材の表面を前記(1)〜(4)のいずれか1項に記載の表面被覆用材料で被覆することを特徴とする溶融亜鉛浴部材。
(7)溶融亜鉛浴部材の表面を前記(1)〜(4)のいずれか1項に記載の材料で溶射することにより溶融亜鉛浴部材を得ることを特徴とする溶融亜鉛浴部材の製造方法にある。
上述したように、WC/Coサーメット材での溶損特性について研究した結果、サーメットのバインダ金属に着目し、WCとなじみ性が良好なCoベース合金について、溶融亜鉛中における溶損特性調査により、耐亜鉛溶損性に及ぼす要因についての基礎的検討を行った。その結果、WC/Co溶射膜はCoが溶融亜鉛と相互拡散反応によって溶出することによって表面劣化する他に、この拡散以外にいわゆる局部電池作用による電気化学的な溶出も影響していることを見出した。
図3は、連続溶融亜鉛めっき装置を示す概略図である。この図に示すように、亜鉛めっき用鋼板1はデフレクターロール4を経てめっき槽2の溶融亜鉛浴3中に導入浸漬され、めっき槽2の中央部に設けられているシンクロール5によって浴中で方向を変えた後、スナップロール6と接触しながら亜鉛浴中からサポートロール7を介して引き上げられる。この亜鉛浴上には窒素等の不活性ガスを吹き付けるための噴射ノズル8が設けられ、めっき鋼板の表裏面に不活性ガスを吹き付けて余分な溶融亜鉛を取り除いて所定のめっき付着量に制御する。このような連続溶融亜鉛めっき装置に使用される溶融亜鉛めっき浴浸漬部材としてのシンクロール用(ロール材質:SUS316)表面に、表1に示す組成の被膜となるように、WC粉末とCoとNi,Mo,Si,Nb,Cr,Taの1種または2種以上を含有させた合金粉末とを混合させた後、造粒工程をへて溶射用サーメット粉末を作製した。この表面被覆用材料を溶融亜鉛めっき浴浸漬部材の表面に高速フレーム溶射することで、溶射被膜層を形成した。その後、被膜層の厚さを整えるため研磨処理により被膜厚さ100μmに調整した。得られた試験片について、自然浸漬電位、溶融亜鉛溶損性、WCとのなじみ性、硬さ試験を実施した。
(1)自然浸漬電位
自然浸漬電位は30℃、1%硫酸溶液中において、照合電極として飽和カロメル電極(SCE)を用い、Pt線を対極として、ポテンショスタットを用いて電位と電流を測定し、得られたグラフよりターフェル外挿法によって自然浸漬電位を求めた。
得られた試験片を、溶融亜鉛めっき浴(浴組成:100%Zn、浴温度470℃)中に24時間浸漬した。浸漬後、試験片の被覆断面を光学顕微鏡で観察し、被膜の溶損性については、水酸化ナトリウム水溶液にて付着亜鉛を除去後に重量測定し、試験前重量と比較することで溶融亜鉛試験後減量率を測定し、耐溶融亜鉛溶損性の評価とした。減量率が1.2%以下を◎、1.2%超〜2.2%を○、1.5%超〜2.2%を△、2.2%超を×として評価した。
WCとのなじみ性として、CoベースにNiを添加したCo−Ni合金粉末をWC粉末と混合分散させた場合に、Co−Ni合金が単相組織を持ち、WCとのなじみ性が良好なものを○、ほぼ良好を△、Co−Ni合金とWCとのなじみの悪いもの(電子顕微鏡観察により界面で空孔等の存在を確認)を×とした。このようにCo中にNiの含有量を変化させ、そのときの合金粉末でのWCとのなじみ性を評価した。
WCとのなじみ性として、CoにNi,Si,Mo,Nb,Cr,Taの1種または2種以上を添加したCo−Ni,Si,Mo,Nb,Cr,Taの1種または2種以上の合金粉末をWC粉末と混合、造粒させた溶射用粉末を用いて溶射し、該当溶射層を得た試験片の断面観察を金属顕微鏡にて行った。観察により、Co−Ni,Si,Mo,Nb,Cr,Taの1種または2種以上の合金が単相組織を持ち、WCとのなじみ性が良好なものを○、ほぼ良好を△、Co−Ni,Si,Mo,Nb,Cr,Taの1種または2種以上の合金とWCとのなじみの悪いもの(金属顕微鏡による組織観察でWCとバインダ金属との界面で空孔等が存在)を×とした。このようにCo中にNi,Si,Mo,Nb,Cr,Taの1種または2種以上の含有量を変化させ、そのときの合金粉末でのWCとのなじみ性を評価した。
2 めっき槽
3 溶融亜鉛浴
4 デフレクターロール
5 シンクロール
6 スナップロール
7 サポートロール
8 噴射ノズル
特許出願人 山陽特殊製鋼株式会社
代理人 弁理士 椎 名 彊
Claims (7)
- 溶融亜鉛浴部材の表面に被覆層を形成する溶融亜鉛浴部材の表面被覆用材料であって、当該表面被覆層がWC粉末粒子とバインダ金属とで構成され、該バインダ金属がCo中にNi,Si,Mo,Nb,Cr,Taの1種または2種以上を含有させた合金であって、かつ単一相を有する組織の合金である合金組織とで構成されると共に、Coよりも水溶性雰囲気または溶融金属雰囲気における浸漬電位が50mV以上貴となることを特徴とする溶融亜鉛浴部材の表面被覆用材料。
- 請求項1に記載のバインダ金属が、Co中に質量%で、Ni:10〜75%、Si:0.2〜6.0%、Mo:0.2〜15%、Nb:0.2〜11%、Cr:0.2〜11%、Ta:0.2〜5%の1種または2種以上を含有してなる溶融亜鉛浴部材の表面被覆用材料。
- 溶融亜鉛浴部材の表面に被覆層を形成する溶融亜鉛浴部材の表面被覆用材料であって、請求項1または2に記載するバインダ金属が、CoとNi,Si,Mo,Nb,Cr,Taの1種または2種以上を含有させた合金粉末をWC粉末と混合、造粒したことを特徴とする表面被覆用材料。
- 請求項3に記載の表面被覆用粉末により円周面上に形成された表面被覆用材料の厚さが20μm以上1200μm以下の表面層であることを特徴とする溶融亜鉛浴部材の表面被覆用材料。
- 溶融亜鉛浴部材の表面を請求項1〜4のいずれか1項に記載の表面被覆用材料で被覆することを特徴とする溶融亜鉛浴部材。
- 溶融亜鉛浴部材の表面に被覆層を形成する溶融亜鉛浴部材の表面被覆用材料の製造方法であって、Co中にNi,Mo,Si,Nb,Cr,Taの1種または2種以上を含有させた合金粉末をアトマイズ法、または急冷薄帯もしくは鋳造で得た薄帯状や塊状の合金を粉砕する方法によって得た合金粉末をWC粉末と混合し、該混合粉末を造粒することを特徴とする溶融亜鉛浴部材の表面被覆に使用する溶射用混合粉末の製造方法。
- 溶融亜鉛浴部材の表面を請求項1〜4のいずれか1項に記載の材料で溶射することにより溶融亜鉛浴部材を得ることを特徴とする溶融亜鉛浴部材の製造方法。
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