JPH024950A - 耐食性および耐摩耗性に優れた表面処理鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、耐食性および耐摩耗性に優れた表面処理鋼
板の製造方法に関し、とくに製鉄所で使用されるテーブ
ルローラーや各種ガイドなど高温酸化性雰囲気下で使用
され、しかも優れた耐摩耗性が必要とされる部材の製造
に適用して好適なもので、ある。

（従来の技術） 最近、鋼材の表面緒特性の改善法として、溶射被覆技術
が注目を浴びている。

たとえば特開昭６０−１０３１６９号公報には、金属お
よびセラミックスを含む溶射層を熱処理することによっ
て耐摩耗性を向上させる方法が提案されている。

また特開昭５９−１５３５０６号公報には、金属又はセ
ラミックスを含む金属を溶射したのち、熱処理を施すこ
とによって溶射被膜の密着性を向上させる方法が開示さ
れている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら上記の方法を含め、溶射法で得られた被膜
中には気孔が存在することから、この気孔に起因して、
使用環境によっては母材界面の腐食または高温酸化によ
って被膜の密着力が低下し、甚だしい場合には被膜のは
く離を生じるところに問題を残していた。

この発明は、上記の問題を有利に解決するもので、溶射
法による耐摩耗性被膜の欠点である、母財界面の腐食や
高温酸化による被膜はく離を、耐摩耗性を損うことなし
に有利に防止した表面処理鋼板の製造方法を提案するこ
とを目的とする。

（課題を解決するための手段） さて発明者らは、上記の問題を解決すべく鋭意研究を重
ねた結果、耐摩耗性改善のための金属やセラミック含有
金属の溶射に先立ら、下地層として高耐食性金属をベー
スとした低融点合金を溶射し、この下地層を軟化または
再溶融させてち密化することが、所期した目的の達成に
関し極めて有効であることの知見を得た。

この発明は、上記の知見に立脚するものである。

すなわちこの発明は、鋼材の表面に、被覆第１層として
高耐食性金属をベースとした低融点合金を溶射し、つい
で被覆第２層として高融点高耐食性合金又はセラミック
スを含有する該合金を溶射し、しかるのち８００〜１３
００’Ｃの温度で加熱処理して第１層をち密化すること
から成る耐食性および耐摩耗性に優れた表面処理鋼板の
製造方法である。

（作　用） この発明において、被覆第１層は、耐食性に冨むのであ
ることば当然に必要であるが、とくに被膜形成後の熱処
理によって軟化又は再溶融してち密化し、母材の腐食、
酸化を防く上がらは、低融点である必要がある。かよう
な低融点高耐食性合金としては、耐食性向上成分として
、Ｎｉ、　ＣｏおよびＦｃのうらから選んだ少なくとも
一種：　７０ｗｔχ（以下単に％で示す）以上と、融点
低下成分としてＳｉ、　　ＰおよびＢのうちから選んだ
少なくとも一種：５％以上を併せて含有しているものが
好適である。さらにこの合金系において、耐食性の一層
の向上を図るためにＣｒを２０％以下程度含有させるこ
とはより有利である。なおかがる被覆第１層の膜厚は２
０〜１００μｍ程度とするのが好ましい。というのは膜
厚が２０μｍに満たないと均一な被膜が得にくく、一方
１１００ｕを超えると再溶融処理時に熱応力によって被
膜のはく離を生じゃすいからである。

次に被覆筒２・層としては、上記のような被覆筒１層の
ち密化熱処理によっても溶解せず、溶射被膜の特徴であ
る内部気孔に起因した高耐摩耗性を維持できるような高
融点でかつ耐食性に富むものである必要があり、かよう
な被覆材としては、ＮｉＣｏ、　Ｆｅ、　Ｃｒを９８％
以上含有する高融点高耐食性合金、さらにはこの合金に
セラミックス粉末を７５％以下の範囲で添加したものが
有利に適合する。なおセラミックス粉末の含有量を７５
％以下の範囲に限定したのは、７５％を超えると被膜そ
のものの強度の低下を招き、使用中に被膜のはく離を生
じるおそれが大きいからである。なお、この被覆第２層
の膜厚が２００μｍに満たないと摩耗による被膜の寿命
が短くなる不利があり、一方４００μｍを超えると再溶
融処理時に被膜のはく離を生じやすいので、膜厚は２０
０〜４００μｍ程度とするのが好ましい。

さらに被覆第１層のち密化熱処理は、８００−１３００
℃程度の温度範囲で行う必要がある。というのは処理温
度が８００℃に満たないと第１層被膜のち密化が十分で
はなく、一方１３００″Ｃを超えると加熱炉の損傷を招
くおそれが大きいからである。

なおこのようなち密化熱処理によって、被覆第２層の高
強度化が同時に図れる利点もある。

第１図ａにこの発明に従って２層溶射被覆を施したとき
の溶射被膜の断面構造を、また同図すには熱処理後の被
膜断面構造を示す。

同図すより明らかなように、熱処理を施すことによって
、第１層のち密化が図れると共に、母材と第１層および
第１層と第２層間に拡散層が形成され、密着性の向上が
図られている。

（実施例） 寸法１０Ｘ５０Ｘ１００　ｍｍまたは４０ｍｍφＸ４０
ｍｍ！！、の５Ｓ４１の表面に、第１表に示す種々の成
分組成になる溶射材を、第２表に示す組合わせで２層溶
射被覆した。その後同じく第２表に示す条件で熱処理を
施した。この熱処理はＡｒ雰囲気の管状電気炉で行い、
被覆材の装入、抽出は３００　’Ｃ以下、また冷却は炉
冷とした。

かくして得られた２層溶射被覆材の耐摩耗性、耐食性お
よび密着性について調べた結果を、第２表に併記する。

第２表に示した成績より明らかなように、被覆第１層中
におけるＳｉ、　　Ｐ、　Ｂなどの融点低下成分が５％
に満たない比較例１，２（実験Ｎｏ、１９．２０）は、
熱処理を施しても第１層が十分にはち密化せず、塩水噴
霧試験において錆の発生が認められた。

また比較例３（実験Ｎｏ、２１　）は、第２Ｎ中のセラ
ミックス量が約８０％と高かったために第２層の高強度
化が図れず、密着性に劣っていた。比較例４（実験ＮＯ
，２２）は、第２層合金中のｌ’ｅ、　Ｃｏ、　Ｃｒ、
　Ｎｉの合計量が９８％に満たなかったため、熱処理に
よって第２層もち密化され内部空孔が消失したので、耐
摩耗性が劣化した。さらに比較例５（実験Ｎｏ、２３　
）は、熱処理温度が７５０℃と低かったことから、第１
層のし密化が図れず、耐食性および密着性とも良好な結
果は得られなかった。

これに対し、この発明に従い得られた適合例１〜１日は
いずれも、耐摩耗性、而（食性および密着性とも良好な
結果が得られた。

（発明の効果） かくしてこの発明によれば、溶射被膜のもつ優れた耐摩
耗性を損うことなしに、耐食性および密着性を格段に向
上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ、ｂはそれぞれ、ち密化熱処理前後における溶
射被膜の断面構造を示した模式図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、鋼材の表面に、被覆第１層として高耐食性金属をベ
   ースとした低融点合金を溶射し、ついで被覆第２層とし
   て高融点高耐食性合金又はセラミックスを含有する該合
   金を溶射し、しかるのち８００〜１３００℃の温度で加
   熱処理して第１層をち密化することを特徴とする耐食性
   および耐摩耗性に優れた表面処理鋼板の製造方法。