JPH0243819B2 - - Google Patents
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- JPH0243819B2 JPH0243819B2 JP59237500A JP23750084A JPH0243819B2 JP H0243819 B2 JPH0243819 B2 JP H0243819B2 JP 59237500 A JP59237500 A JP 59237500A JP 23750084 A JP23750084 A JP 23750084A JP H0243819 B2 JPH0243819 B2 JP H0243819B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C30/00—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
- C23C30/005—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process on hard metal substrates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/003—Apparatus
- C23C2/0034—Details related to elements immersed in bath
- C23C2/00342—Moving elements, e.g. pumps or mixers
- C23C2/00344—Means for moving substrates, e.g. immersed rollers or immersed bearings
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Coating With Molten Metal (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
本発明はメツキ用溶融金属例えば溶融アルミ、
溶融亜鉛に対し優れた熱間耐食性及び耐熱衝撃性
を有する溶融金属メツキ浴用浸漬部材に関するも
のである。 （従来技術） 一般に鋼板の溶融アルミメツキを行う場合、浴
槽は勿論のこと、ポツトロール、イグジツトロー
ル等メツキ浴と直接接触する多くの溶融アルミ浴
浸漬部材が設置される。この溶融アルミ浴に接す
るロール、ロールハンガー、或はアルミ浴容器等
は侵食が激しく、メツキ製品への疵の発生、生産
性の低下等の問題が生じている。 例えばアルミメツキ浴中に浸漬されているポツ
トロールは一般にダクタイル鋳鉄が使用されてお
り、溶融アルミ浴中で被メツキ材の帯鋼板をガイ
ドしながら回転している。このロールは高温の溶
融アルミによつて侵食され、ロール表面が凹凸状
となり薄板材の表面に疵を発生させる原因とな
る。このためロールの材質を変更したり、或はロ
ール表面に特公昭58−25468号公報のようにWC
あるいはさらにCrC，TiC等を混合した溶射被覆
した溶融金属浸漬部材が使用されている。また特
公昭56−39709号公報のようにWSi溶射したロー
ルも使用されている。しかし、これらは耐食性を
満足しても、ロール母材と被覆材との線膨張率差
が使用温度範囲で相対的に大きくなる特定温度域
があり、加熱、冷却の熱衝撃により、被覆層の剥
離を起こし、長期間の繰返し使用を満足し得るも
のでなかつた。 （考案が解決しようとする問題点） 本発明は、上記のような問題から、溶融金属メ
ツキ浴中の浸漬部材に適用すべき耐食性に優れ、
かつ浸漬部材の母材となる鉄、鋼との線膨張率差
が相対的に変化しない被覆材料を施した長期繰返
し使用可能な溶融金属メツキ浴用浸漬部材を提供
するものである。 （問題点の解決手段） その要旨は鉄鋼材料に、ZrO2：20〜60％（重
量）と残部Al2O3からなるセラミツク被覆層、あ
るはさらにTiO2とY2O3の１種または２種を含有
するにおいてTiO2はTiO2／Al2O3比率で0.15以
下、Y2O3はY2O3／ZrO2比率で0.25以下からなる
セラミツク被覆層を施した溶融金属メツキ浴用浸
漬部材である。 （作用） 以下、本発明について詳細に説明する。本発明
において溶融金属メツキ浴用浸漬部材は、例えば
鋼板への溶融アルミメツキを行うに際してメツキ
浴中に浸漬設置されるポツトロール、メツキロー
ル或はこれらの取付部材等溶融アルミに直接接触
されるものである。これらの基体は銑鉄或は鋼
（鉄鋼材料）で作られ、その表面部にZrO220〜60
重量％、残部Al2O3よりなる組成を溶射してセラ
ミツク被覆層を施す。 本発明においてAl2O3は、溶融金属との合金反
応がなく、濡れ性も小さい材料でかつ、高融点材
料でないと目的を達することはできない。また使
用中に摩耗を受けるので高硬度も要求される。こ
の様な条件を満足し比較的安価で安定した材料と
して基本材料とした。またZrO2は、Al2O3の破壊
に対する抵抗を与え、かつ強度を付与しながら耐
摩耗性を向上する。Zr2O3の含有はいかなる配合
でも耐摩耗性を向上させるというものでない。 第１図はAl2O3−ZrO2共晶系材料からなる各種
セラミツク被覆層をプラズマ溶射法で形成させ研
摩紙粒度＃320による平面摩耗試験（JIS H8615
を参考とした）を行い、Al2O3の耐摩耗度を指数
100として比較したものを示す。すなわちZrO2が
20〜60％で高い値を示す。これは被膜粒子同志が
強固に結合しているためで、このことにより耐剥
離性をも向上させる。また第２図は各温度におけ
る鉄鋼母材と被覆層との線膨張率差を示したもの
で、ZrO2が20〜60％で鉄鋼との線膨張率差が高
温域まで精なく加熱、冷却の熱衝撃に対して耐剥
離性が良好な結果を示す。 すなわち本発明において含有させるZrO2は、
被覆した部材におけるセラミツク層と母材との相
対線膨張差が常温〜800℃においてほとんど一定
値である範囲から20〜60％に限定した。 さらに本発明は上記のセラミツク被覆層の結
合、強度を補強する目的でAl2O3に対してTiO2
を、ZrO2に対してはY2O3を安定化剤として添加
する。それぞれの添加量はTiO2がTiO2／Al2O3
で比率0.15以下、Y2O3がY2O3／ZrO2で比率0.25
以下である。これらの比率を上まわる配合で添加
した場合は被覆した部材におけるセラミツク層と
母材との相対線膨率に変化を生じる欠点がある。 第３図に25重量％ZrO2残部Al2O3からなるセラ
ミツクにTiO2を添加皮膜の、また第４図に50重
量％ZrO2残部Al2O3からなるセラミツクスに
Y2O3を添加した皮膜の耐剥離回数を示した。 なお耐剥離回数とは、700℃の溶融Al浴に皮膜
したテストピースを浸漬し30分後引きあげ冷却
後、アルカリ洗浄を行い、このサイクルを１回と
し、皮膜に何らかの異状が生じるまでの回数とし
た。TiO2添加にあつてはTiO2／Al2O3が比率で
0.15を超えると急激に耐剥離回数が低下するこ
と、Y2O3添加にあつてはY2O3／ZrO2が比率で
0.25を超えると急激に耐剥離回数が低下すること
が判る。 上記組成のセラミツク材料にて部材表面に形成
させる被覆厚さは確実な防食効果を得るために約
0.1mm以上とするのが好ましい。ただし、あまり
厚くすると被覆層の内部応力が大きくなり、線膨
張率とは別に熱衝撃に対して剥離しやすくなる。
したがつて1.2mm以下がよい。 またセラミツク被覆が施工される部材との密着
力をより強固にするため、基体とセラミツク層と
の間に１層もしくは２層以上の中間層を設ければ
被覆安定性がより向上される。 上記のような本発明は、溶融金属メツキ浴中に
使用したが３回の加熱、冷却を繰返し使用しても
何等の変化も認められず、長期の耐用回数を得る
ことができる。 （実施例） 次に本発明の実施例を説明する。
溶融亜鉛に対し優れた熱間耐食性及び耐熱衝撃性
を有する溶融金属メツキ浴用浸漬部材に関するも
のである。 （従来技術） 一般に鋼板の溶融アルミメツキを行う場合、浴
槽は勿論のこと、ポツトロール、イグジツトロー
ル等メツキ浴と直接接触する多くの溶融アルミ浴
浸漬部材が設置される。この溶融アルミ浴に接す
るロール、ロールハンガー、或はアルミ浴容器等
は侵食が激しく、メツキ製品への疵の発生、生産
性の低下等の問題が生じている。 例えばアルミメツキ浴中に浸漬されているポツ
トロールは一般にダクタイル鋳鉄が使用されてお
り、溶融アルミ浴中で被メツキ材の帯鋼板をガイ
ドしながら回転している。このロールは高温の溶
融アルミによつて侵食され、ロール表面が凹凸状
となり薄板材の表面に疵を発生させる原因とな
る。このためロールの材質を変更したり、或はロ
ール表面に特公昭58−25468号公報のようにWC
あるいはさらにCrC，TiC等を混合した溶射被覆
した溶融金属浸漬部材が使用されている。また特
公昭56−39709号公報のようにWSi溶射したロー
ルも使用されている。しかし、これらは耐食性を
満足しても、ロール母材と被覆材との線膨張率差
が使用温度範囲で相対的に大きくなる特定温度域
があり、加熱、冷却の熱衝撃により、被覆層の剥
離を起こし、長期間の繰返し使用を満足し得るも
のでなかつた。 （考案が解決しようとする問題点） 本発明は、上記のような問題から、溶融金属メ
ツキ浴中の浸漬部材に適用すべき耐食性に優れ、
かつ浸漬部材の母材となる鉄、鋼との線膨張率差
が相対的に変化しない被覆材料を施した長期繰返
し使用可能な溶融金属メツキ浴用浸漬部材を提供
するものである。 （問題点の解決手段） その要旨は鉄鋼材料に、ZrO2：20〜60％（重
量）と残部Al2O3からなるセラミツク被覆層、あ
るはさらにTiO2とY2O3の１種または２種を含有
するにおいてTiO2はTiO2／Al2O3比率で0.15以
下、Y2O3はY2O3／ZrO2比率で0.25以下からなる
セラミツク被覆層を施した溶融金属メツキ浴用浸
漬部材である。 （作用） 以下、本発明について詳細に説明する。本発明
において溶融金属メツキ浴用浸漬部材は、例えば
鋼板への溶融アルミメツキを行うに際してメツキ
浴中に浸漬設置されるポツトロール、メツキロー
ル或はこれらの取付部材等溶融アルミに直接接触
されるものである。これらの基体は銑鉄或は鋼
（鉄鋼材料）で作られ、その表面部にZrO220〜60
重量％、残部Al2O3よりなる組成を溶射してセラ
ミツク被覆層を施す。 本発明においてAl2O3は、溶融金属との合金反
応がなく、濡れ性も小さい材料でかつ、高融点材
料でないと目的を達することはできない。また使
用中に摩耗を受けるので高硬度も要求される。こ
の様な条件を満足し比較的安価で安定した材料と
して基本材料とした。またZrO2は、Al2O3の破壊
に対する抵抗を与え、かつ強度を付与しながら耐
摩耗性を向上する。Zr2O3の含有はいかなる配合
でも耐摩耗性を向上させるというものでない。 第１図はAl2O3−ZrO2共晶系材料からなる各種
セラミツク被覆層をプラズマ溶射法で形成させ研
摩紙粒度＃320による平面摩耗試験（JIS H8615
を参考とした）を行い、Al2O3の耐摩耗度を指数
100として比較したものを示す。すなわちZrO2が
20〜60％で高い値を示す。これは被膜粒子同志が
強固に結合しているためで、このことにより耐剥
離性をも向上させる。また第２図は各温度におけ
る鉄鋼母材と被覆層との線膨張率差を示したもの
で、ZrO2が20〜60％で鉄鋼との線膨張率差が高
温域まで精なく加熱、冷却の熱衝撃に対して耐剥
離性が良好な結果を示す。 すなわち本発明において含有させるZrO2は、
被覆した部材におけるセラミツク層と母材との相
対線膨張差が常温〜800℃においてほとんど一定
値である範囲から20〜60％に限定した。 さらに本発明は上記のセラミツク被覆層の結
合、強度を補強する目的でAl2O3に対してTiO2
を、ZrO2に対してはY2O3を安定化剤として添加
する。それぞれの添加量はTiO2がTiO2／Al2O3
で比率0.15以下、Y2O3がY2O3／ZrO2で比率0.25
以下である。これらの比率を上まわる配合で添加
した場合は被覆した部材におけるセラミツク層と
母材との相対線膨率に変化を生じる欠点がある。 第３図に25重量％ZrO2残部Al2O3からなるセラ
ミツクにTiO2を添加皮膜の、また第４図に50重
量％ZrO2残部Al2O3からなるセラミツクスに
Y2O3を添加した皮膜の耐剥離回数を示した。 なお耐剥離回数とは、700℃の溶融Al浴に皮膜
したテストピースを浸漬し30分後引きあげ冷却
後、アルカリ洗浄を行い、このサイクルを１回と
し、皮膜に何らかの異状が生じるまでの回数とし
た。TiO2添加にあつてはTiO2／Al2O3が比率で
0.15を超えると急激に耐剥離回数が低下するこ
と、Y2O3添加にあつてはY2O3／ZrO2が比率で
0.25を超えると急激に耐剥離回数が低下すること
が判る。 上記組成のセラミツク材料にて部材表面に形成
させる被覆厚さは確実な防食効果を得るために約
0.1mm以上とするのが好ましい。ただし、あまり
厚くすると被覆層の内部応力が大きくなり、線膨
張率とは別に熱衝撃に対して剥離しやすくなる。
したがつて1.2mm以下がよい。 またセラミツク被覆が施工される部材との密着
力をより強固にするため、基体とセラミツク層と
の間に１層もしくは２層以上の中間層を設ければ
被覆安定性がより向上される。 上記のような本発明は、溶融金属メツキ浴中に
使用したが３回の加熱、冷却を繰返し使用しても
何等の変化も認められず、長期の耐用回数を得る
ことができる。 （実施例） 次に本発明の実施例を説明する。
【表】
（発明の効果）
本発明のAl2O3−ZrO2系被膜を溶射にて形成さ
せたポツトロールを溶融アルミメツキ浴中にて使
用したところ、従来技術のWC，Al2O3に比べ約
３倍の寿命延長となつた（１回の使用は約５日
間）。 また、メツキロール駆動軸に同様の部材を溶融
アルミメツキ浴中に使用した場合30日の長期使用
に耐え従来のSUS304に比べて６倍の寿命延長と
なつた。
せたポツトロールを溶融アルミメツキ浴中にて使
用したところ、従来技術のWC，Al2O3に比べ約
３倍の寿命延長となつた（１回の使用は約５日
間）。 また、メツキロール駆動軸に同様の部材を溶融
アルミメツキ浴中に使用した場合30日の長期使用
に耐え従来のSUS304に比べて６倍の寿命延長と
なつた。
第１図はAl2O3とZrO2の配合比が耐摩耗指数に
及ぼす影響、第２図は各温度における鉄鋼母材と
被覆層との線膨張率差、第３図は25％ZrO2−75
％Al2O3のセラミツクにTiO2をTiO2／Al2O3比率
で添加した時の耐剥離回数、第４図は50％ZrO2
−50％Al2O3のセラミツクにY2O3をY2O3／ZrO2
比率で添加した時の耐剥離回数を示す。
及ぼす影響、第２図は各温度における鉄鋼母材と
被覆層との線膨張率差、第３図は25％ZrO2−75
％Al2O3のセラミツクにTiO2をTiO2／Al2O3比率
で添加した時の耐剥離回数、第４図は50％ZrO2
−50％Al2O3のセラミツクにY2O3をY2O3／ZrO2
比率で添加した時の耐剥離回数を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 鉄鋼材料に、ZrO2：20〜60％（重量）と残
部Al2O3からなるセラミツク被覆層を施したこと
を特徴とする溶融金属メツキ浴用浸漬部材。 ２ 鉄鋼材料に、ZrO2：20〜60％の他にTiO2，
Y2O3の１種または２種を含有して残部Al2O3から
セラミツク被覆層においてTiO2はTiO2／Al2O3
比率で0.15以下、Y2O3はY2O3／ZrO2比率で0.25
以下からなるセラミツク被覆層を施したことを特
徴とする溶融金属メツキ浴用浸漬部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59237500A JPS61117260A (ja) | 1984-11-13 | 1984-11-13 | 溶融金属メツキ浴用浸漬部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59237500A JPS61117260A (ja) | 1984-11-13 | 1984-11-13 | 溶融金属メツキ浴用浸漬部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61117260A JPS61117260A (ja) | 1986-06-04 |
| JPH0243819B2 true JPH0243819B2 (ja) | 1990-10-01 |
Family
ID=17016235
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59237500A Granted JPS61117260A (ja) | 1984-11-13 | 1984-11-13 | 溶融金属メツキ浴用浸漬部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61117260A (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU1026688A (en) * | 1987-01-20 | 1988-07-21 | Gte Laboratories Incorporated | A method for depositing composite coatings |
| JPH0516212Y2 (ja) * | 1987-08-21 | 1993-04-28 | ||
| JPH0425855U (ja) * | 1990-06-20 | 1992-03-02 | ||
| US5397650A (en) * | 1991-08-08 | 1995-03-14 | Tocalo Co., Ltd. | Composite spray coating having improved resistance to hot-dip galvanization |
| CA2092235C (en) * | 1992-03-30 | 2000-04-11 | Yoshio Harada | Spray-coated roll for continuous galvanization |
| US5472793A (en) * | 1992-07-29 | 1995-12-05 | Tocalo Co., Ltd. | Composite spray coating having improved resistance to hot-dip galvanization |
| JP3007688B2 (ja) * | 1995-03-08 | 2000-02-07 | トーカロ株式会社 | 複合皮膜を有する部材の製造方法 |
| JP7393961B2 (ja) * | 2020-01-28 | 2023-12-07 | 川研ファインケミカル株式会社 | 耐熱性部材およびその製造方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5456943A (en) * | 1977-10-15 | 1979-05-08 | Asahi Glass Co Ltd | One side molten metal plating device |
| JPS5740885A (en) * | 1980-08-25 | 1982-03-06 | Nippon Denso Co | Ignition plug |
| JPS5925966A (ja) * | 1982-08-03 | 1984-02-10 | Nippon Steel Corp | 浸漬亜鉛メツキ浴中の機器材料 |
-
1984
- 1984-11-13 JP JP59237500A patent/JPS61117260A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5456943A (en) * | 1977-10-15 | 1979-05-08 | Asahi Glass Co Ltd | One side molten metal plating device |
| JPS5740885A (en) * | 1980-08-25 | 1982-03-06 | Nippon Denso Co | Ignition plug |
| JPS5925966A (ja) * | 1982-08-03 | 1984-02-10 | Nippon Steel Corp | 浸漬亜鉛メツキ浴中の機器材料 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61117260A (ja) | 1986-06-04 |
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