JPH0289593A - 熱処理炉用ハースロールの表面肉盛溶接材料 - Google Patents
熱処理炉用ハースロールの表面肉盛溶接材料Info
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- JPH0289593A JPH0289593A JP24058388A JP24058388A JPH0289593A JP H0289593 A JPH0289593 A JP H0289593A JP 24058388 A JP24058388 A JP 24058388A JP 24058388 A JP24058388 A JP 24058388A JP H0289593 A JPH0289593 A JP H0289593A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
- B23K35/3046—Co as the principal constituent
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、熱処理炉内における鋼材搬送用ロール(ハー
スロール)表面に耐ビルドアツプ性を付与するための肉
盛溶接材料に関する。
スロール)表面に耐ビルドアツプ性を付与するための肉
盛溶接材料に関する。
鋼板連続焼鈍炉等の鋼材熱処理炉(炉温:約600〜1
300°C)におけるハースロールとして、従来より耐
熱鋳鋼、代表的にはJIS G5122 S CH2S
、5CH22等の高Cr−高Ni系、またはそのFeの
一部がY、Co、W等で置換された高級耐熱鋳鋼からな
るロールが使用されてきた。
300°C)におけるハースロールとして、従来より耐
熱鋳鋼、代表的にはJIS G5122 S CH2S
、5CH22等の高Cr−高Ni系、またはそのFeの
一部がY、Co、W等で置換された高級耐熱鋳鋼からな
るロールが使用されてきた。
高温雰囲気炉内における上記ハースロールの実使用上量
も問題となるのは、そのロール表面にビルドアップが生
じ易いことである。ビルドアップは、ハースロールに担
持されて搬送される鋼材の表面酸化物(スケール)や金
属粉がロール表面に付着し、化学反応により凝着してロ
ール表面に肌荒れ・損傷を生じる現象であり、−旦ピル
ドアップが発生すると、後続する鋼材の表面に疵が付き
、その品質や歩留りを著しく低下させる原因となる。
も問題となるのは、そのロール表面にビルドアップが生
じ易いことである。ビルドアップは、ハースロールに担
持されて搬送される鋼材の表面酸化物(スケール)や金
属粉がロール表面に付着し、化学反応により凝着してロ
ール表面に肌荒れ・損傷を生じる現象であり、−旦ピル
ドアップが発生すると、後続する鋼材の表面に疵が付き
、その品質や歩留りを著しく低下させる原因となる。
この対策として、近時はハースロール表面に、Cr5A
l、Yを含むNi基合金(35Cr −10A1−0.
5Y−Ni系)の被覆層を形成し、あるいはアルミナ(
A l z O3)やジルコニア(ZrOi)等のセラ
ミックを溶射被覆することも試みられている。
l、Yを含むNi基合金(35Cr −10A1−0.
5Y−Ni系)の被覆層を形成し、あるいはアルミナ(
A l z O3)やジルコニア(ZrOi)等のセラ
ミックを溶射被覆することも試みられている。
〔発明が解決しようとする課題]
前記Ni基合金でハースロール表面を被覆することによ
りビルドアップ減少効果を得ることはできるが、工00
0°Cをこえる高温域における効果は小さく、しかもそ
の被覆層は溶射により形成されるので、ロール母材表面
との密着性が低く、剥離し易い欠点がある。またセラミ
ック溶射皮膜は、鋼材表面スケールの溶融物に対する濡
れ性が小さく、卓抜したビルドアップ抵抗性を示すけれ
ども、機械的・熱的衝撃による亀裂・剥離を生じ易く、
ロール保護膜としての安定性に乏しい。
りビルドアップ減少効果を得ることはできるが、工00
0°Cをこえる高温域における効果は小さく、しかもそ
の被覆層は溶射により形成されるので、ロール母材表面
との密着性が低く、剥離し易い欠点がある。またセラミ
ック溶射皮膜は、鋼材表面スケールの溶融物に対する濡
れ性が小さく、卓抜したビルドアップ抵抗性を示すけれ
ども、機械的・熱的衝撃による亀裂・剥離を生じ易く、
ロール保護膜としての安定性に乏しい。
本発明は上記問題点を解決することを目的としてなされ
たものである。
たものである。
〔課題を解決するための手段および作用〕本発明に係る
ハースロール表面肉盛層形成用溶接材料は、Al:0.
5〜15%、Cr:30〜60%、残部は実質的にCo
からなり、所望によりCoの一部が、Nb:0.5〜1
0%、Zr:0.5〜10%、Mo:0.5〜10%、
W:0.5〜10%、Y : 0.1〜1%の群から選
ばれる1種ないしは2種以上、合計10%以下の元素を
以て置換されている化学成分組成を有している。
ハースロール表面肉盛層形成用溶接材料は、Al:0.
5〜15%、Cr:30〜60%、残部は実質的にCo
からなり、所望によりCoの一部が、Nb:0.5〜1
0%、Zr:0.5〜10%、Mo:0.5〜10%、
W:0.5〜10%、Y : 0.1〜1%の群から選
ばれる1種ないしは2種以上、合計10%以下の元素を
以て置換されている化学成分組成を有している。
本発明の肉盛溶接材料の成分限定理由は次のとおりであ
る。
る。
Co : Ba1ance
Coは高温強度が高(、またCrとの合金化により良好
な耐酸化性を示す元素であり、本発明において肉盛層の
高温特性を確保するための基本成分である。
な耐酸化性を示す元素であり、本発明において肉盛層の
高温特性を確保するための基本成分である。
!’1.70.5〜15%
Alは高温雰囲気において肉盛層の表面に緻密で極めて
安定な酸化皮膜を形成する。その酸化皮膜は、鋼材の表
面酸化物(スケール)との反応性が小さく、肉盛層に良
好な耐ビルドアツプ性を付与する。この効果は、0.5
%以上のA42含有により得られる。 A1.@の増加
に伴ってその効果は向上するが、多量の添加に伴って、
溶接欠陥(ブロホール、割れ等)が生じ易くなり、また
肉盛層の靭性・延性の低下をみるので、15%を上限と
する。
安定な酸化皮膜を形成する。その酸化皮膜は、鋼材の表
面酸化物(スケール)との反応性が小さく、肉盛層に良
好な耐ビルドアツプ性を付与する。この効果は、0.5
%以上のA42含有により得られる。 A1.@の増加
に伴ってその効果は向上するが、多量の添加に伴って、
溶接欠陥(ブロホール、割れ等)が生じ易くなり、また
肉盛層の靭性・延性の低下をみるので、15%を上限と
する。
好ましくは、1〜10%以下である。
Cr :30〜60%
Crは、Coとの合金化により肉盛層の耐酸化性を高め
るほか、肉盛層表面に高温での安定性にすぐれた酸化皮
膜を形成する。その酸化皮膜も、鋼材の表面スケールと
肉盛層との反応を抑制し、ビルドアップ抵抗性を高める
。この効果は、含有量30%以上において顕著にあられ
れる。しかし、60%をこえると、溶接性が低下し、割
れが生じ易くなるほか、肉盛層が脆弱化するので、60
%を上限とする。
るほか、肉盛層表面に高温での安定性にすぐれた酸化皮
膜を形成する。その酸化皮膜も、鋼材の表面スケールと
肉盛層との反応を抑制し、ビルドアップ抵抗性を高める
。この効果は、含有量30%以上において顕著にあられ
れる。しかし、60%をこえると、溶接性が低下し、割
れが生じ易くなるほか、肉盛層が脆弱化するので、60
%を上限とする。
本発明の溶接肉盛材料は、必要に応じて添加される下記
元素の1種または2種以上を含有する。
元素の1種または2種以上を含有する。
2種以上を複合含有する場合の合計の含有量の上限を1
0%としたのは、それらの元素の多量添加に伴う耐酸化
性の低下をさけるためである。
0%としたのは、それらの元素の多量添加に伴う耐酸化
性の低下をさけるためである。
Nb:0.5〜10%
Nbは肉盛層の高温強度の向上に寄与する。その効果は
0.5%から認められ、含有量の増加に伴って強められ
るが、10%をこえると肉盛層の耐酸化性が低下するの
で、0,5〜10%とする。好ましくは1〜8%である
。なお、Nbは通常Taを付随する。Taは本発明にお
いてNbと同効物質であるので、本明細書のNbの表示
は、Nb単体のほか、Taを付随するNbを意味し、そ
の場合のNb含有量の規定は両元素の合計量を意味して
いるものとする。
0.5%から認められ、含有量の増加に伴って強められ
るが、10%をこえると肉盛層の耐酸化性が低下するの
で、0,5〜10%とする。好ましくは1〜8%である
。なお、Nbは通常Taを付随する。Taは本発明にお
いてNbと同効物質であるので、本明細書のNbの表示
は、Nb単体のほか、Taを付随するNbを意味し、そ
の場合のNb含有量の規定は両元素の合計量を意味して
いるものとする。
Zr:0.5〜10%
Zrは上記NbおよびTaと同じように肉盛層の高温強
度を高める。この効果を得るには0.5%を必要とし、
その増量に伴って効果の増加をみるが、10%をこえる
と肉盛層の耐酸化性が低くなるので、0.5〜10%と
する。好ましくは1〜8%である。
度を高める。この効果を得るには0.5%を必要とし、
その増量に伴って効果の増加をみるが、10%をこえる
と肉盛層の耐酸化性が低くなるので、0.5〜10%と
する。好ましくは1〜8%である。
Mo:0.5〜10%
MOは肉盛層の強度、特に高温強度を太き(高める。そ
の効果は、0.5%からあられれ、含有量と共に増大す
るが、10%をこえると、低融点酸化物の生成に伴う耐
酸化性の低下を招くので、0.5〜10%とする。好ま
しくは1〜7%である。
の効果は、0.5%からあられれ、含有量と共に増大す
るが、10%をこえると、低融点酸化物の生成に伴う耐
酸化性の低下を招くので、0.5〜10%とする。好ま
しくは1〜7%である。
W:Q、5〜10%
Wは上記Moと同じく肉盛層の高温強度の向上に奏効す
る。この効果を得るには、0.5%以上を必要とするが
、多量の添加は、高温域における肉盛層の耐酸化性の極
端な低下を引き起こすので、10%をこえてはならない
。好ましくは1〜7%である。
る。この効果を得るには、0.5%以上を必要とするが
、多量の添加は、高温域における肉盛層の耐酸化性の極
端な低下を引き起こすので、10%をこえてはならない
。好ましくは1〜7%である。
Y : 0.1−1%
Yは活性金属であり、肉盛層表面の酸化皮膜の密着力を
高め、熱処理炉内の温度変化に伴う酸化皮膜のスポーリ
ング破壊を防止する。この効果は含有量0.1%以上に
おいて得られるが、1%をこえると、溶接性が損なわれ
るので、0.1〜1%とする。好ましくは、0.5〜0
.8%である。
高め、熱処理炉内の温度変化に伴う酸化皮膜のスポーリ
ング破壊を防止する。この効果は含有量0.1%以上に
おいて得られるが、1%をこえると、溶接性が損なわれ
るので、0.1〜1%とする。好ましくは、0.5〜0
.8%である。
本発明の肉盛溶接材料は、粉末として、または棒ないし
ワイヤ形状の圧粉成形体として調製される。ハースロー
ル母材の表面に対する肉盛施工には特別の条件を必要と
せず、その溶接材料を粉末として使用する場合はプラズ
マ粉体溶接法により、また棒ないしワイヤとして使用す
る場合は、TIG溶接、MIG溶接、もしくは被覆アー
ク溶接法等の公知の溶接法により行うことができる。肉
盛層の層厚は、約1−10mm程度であってよい。
ワイヤ形状の圧粉成形体として調製される。ハースロー
ル母材の表面に対する肉盛施工には特別の条件を必要と
せず、その溶接材料を粉末として使用する場合はプラズ
マ粉体溶接法により、また棒ないしワイヤとして使用す
る場合は、TIG溶接、MIG溶接、もしくは被覆アー
ク溶接法等の公知の溶接法により行うことができる。肉
盛層の層厚は、約1−10mm程度であってよい。
なお、ハースロール母材の材質は、従来よりハースロー
ル材料として使用されている耐熱鋳鋼、例えば5CH1
3(C: 0.2〜0.5%、Si:2%以下、Mn
: 2%以下、N i : 11〜14%、Cr:24
〜28%)、S CN22(C: 0.35〜0.45
%、Si:1.75%以下、Mn:1.5%以下、N
i : 19〜22%、Cr23〜27%)等であって
よく、またその他の例として、C: 0.35〜0,4
5%、Si:2%以下、Mn二2%以下、Cr : 2
4〜27%、Ni:22〜25%、Co:14〜18%
、VI:1.B 〜2.3%、残部Fe。
ル材料として使用されている耐熱鋳鋼、例えば5CH1
3(C: 0.2〜0.5%、Si:2%以下、Mn
: 2%以下、N i : 11〜14%、Cr:24
〜28%)、S CN22(C: 0.35〜0.45
%、Si:1.75%以下、Mn:1.5%以下、N
i : 19〜22%、Cr23〜27%)等であって
よく、またその他の例として、C: 0.35〜0,4
5%、Si:2%以下、Mn二2%以下、Cr : 2
4〜27%、Ni:22〜25%、Co:14〜18%
、VI:1.B 〜2.3%、残部Fe。
あるいはC: 0.4〜0.6%、S i : 1.7
5%以下、Mn:1.5%以下、Cr:26〜30%、
Ni:46〜50%、W:4〜6%、残部Feからなる
耐熱合金鋼等が挙げられる。
5%以下、Mn:1.5%以下、Cr:26〜30%、
Ni:46〜50%、W:4〜6%、残部Feからなる
耐熱合金鋼等が挙げられる。
本発明の溶接材料を用いて形成されるハースロール表面
被覆肉盛層は後記実施例に示すように高温雰囲気におい
てもすぐれて安定したビルドアップ抵抗性を示す。また
その肉盛層は溶接により形成さ乳るので溶射による被覆
層と異なってロール母材との密着力が強く、実機使用時
に受ける機械的・熱的衝撃に対する抵抗性にもすぐれ、
長期に亘り安定したロール表面保護層として機能する。
被覆肉盛層は後記実施例に示すように高温雰囲気におい
てもすぐれて安定したビルドアップ抵抗性を示す。また
その肉盛層は溶接により形成さ乳るので溶射による被覆
層と異なってロール母材との密着力が強く、実機使用時
に受ける機械的・熱的衝撃に対する抵抗性にもすぐれ、
長期に亘り安定したロール表面保護層として機能する。
(1)供試材の調製
第1表に示す化学成分組織を有する合金粉末(平均粒径
100μm)No、1〜7を肉盛材料とし、プラズマ粉
体溶接法により、耐熱鋳鋼製中空円筒体(外径130m
m、胴長480mm)の円周面に肉盛溶接を行った。中
空筒体は、5CH22相当材(C:0.4%、Si:1
.5%、Mn : 1%、Ni:20%、Cr:25%
)の遠心力鋳造体であり、肉盛層の層厚(表面機械加工
後)は5 mmである。
100μm)No、1〜7を肉盛材料とし、プラズマ粉
体溶接法により、耐熱鋳鋼製中空円筒体(外径130m
m、胴長480mm)の円周面に肉盛溶接を行った。中
空筒体は、5CH22相当材(C:0.4%、Si:1
.5%、Mn : 1%、Ni:20%、Cr:25%
)の遠心力鋳造体であり、肉盛層の層厚(表面機械加工
後)は5 mmである。
(n)ビルドアップ試験
第1図に示すように、中空筒体(1)にアーバー(2)
を嵌装してロールとなし、試験炉(炉温1150”C)
内において、そのロール面に普通鋼々板(S)をのせた
状態でロールを5RPMの回転速度で回転させ、100
0時間経過後のロール胴部表面(肉盛層表面)のビルド
アップ発生の有無を目視観察する。
を嵌装してロールとなし、試験炉(炉温1150”C)
内において、そのロール面に普通鋼々板(S)をのせた
状態でロールを5RPMの回転速度で回転させ、100
0時間経過後のロール胴部表面(肉盛層表面)のビルド
アップ発生の有無を目視観察する。
表中、kl〜7は本発明の溶接肉盛材を使用した例、N
o、10lとNo、 102は比較例であり、No、1
01は代表的ハースロール材である5CH22相当の耐
熱鋳鋼からなる遠心鋳造中空筒体(肉盛なし)をロール
胴部とした例、Nα102は、No、 1〜7のロール
胴部母材と同じ中空筒体の表面にN1−Cr−Affi
−Y系合金被覆層を形成した例である。
o、10lとNo、 102は比較例であり、No、1
01は代表的ハースロール材である5CH22相当の耐
熱鋳鋼からなる遠心鋳造中空筒体(肉盛なし)をロール
胴部とした例、Nα102は、No、 1〜7のロール
胴部母材と同じ中空筒体の表面にN1−Cr−Affi
−Y系合金被覆層を形成した例である。
各供試ロールのビルドアンプ試験結果を第1表右横に示
す。同欄の「○」はビルドアップ発生なし、「××」は
ビルドアップ顕著に発生、「×」はやや軽度であるが、
鋼板の表面疵発生の原因となる程のビルドアンプが発生
したことを意味している。この試験結果から、従来のハ
ースロール(No、 101 )およびN i −Cr
−Al1−Y系合金被覆層を有するロール(NCL10
2)ではビルドアップの発生を避は得ないのに対し、発
明例No、 1〜7は、高温長時間運転においても安定
した耐ビルドアツプ性を有していることがわかる。
す。同欄の「○」はビルドアップ発生なし、「××」は
ビルドアップ顕著に発生、「×」はやや軽度であるが、
鋼板の表面疵発生の原因となる程のビルドアンプが発生
したことを意味している。この試験結果から、従来のハ
ースロール(No、 101 )およびN i −Cr
−Al1−Y系合金被覆層を有するロール(NCL10
2)ではビルドアップの発生を避は得ないのに対し、発
明例No、 1〜7は、高温長時間運転においても安定
した耐ビルドアツプ性を有していることがわかる。
本発明の肉盛溶接材料を用いてハースロール表面を被覆
することにより、1000°Cをこえる高温使用条件下
にもすぐれて安定した耐ビルドアツプ性を保証すること
ができる。また、その被覆層は溶接肉盛層であるのでロ
ール母材との密着力が強く亀裂・剥離を生じ難い。その
肉盛層の被覆効果により、ハースロールは長期に亘って
肌荒れ等のない健全な表面肌を保持し、ロールメンテナ
ンスに要するコスト・労力の大幅な低減効果と、熱処理
炉の操業効率の向上、被処理鋼材の表面品質・歩留向上
効果が得られる。
することにより、1000°Cをこえる高温使用条件下
にもすぐれて安定した耐ビルドアツプ性を保証すること
ができる。また、その被覆層は溶接肉盛層であるのでロ
ール母材との密着力が強く亀裂・剥離を生じ難い。その
肉盛層の被覆効果により、ハースロールは長期に亘って
肌荒れ等のない健全な表面肌を保持し、ロールメンテナ
ンスに要するコスト・労力の大幅な低減効果と、熱処理
炉の操業効率の向上、被処理鋼材の表面品質・歩留向上
効果が得られる。
第1図は実施例関係のビルドアップ試験要領を示す斜視
説明図である。 l:ハースロール胴部、2ニア−バー、S:鋼板。
説明図である。 l:ハースロール胴部、2ニア−バー、S:鋼板。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、Al:0.5〜15%、およびCr:30〜60%
を含有し、残部は実質的にCoからなる熱処理炉用ハー
スロールの表面肉盛溶接材料。 2、Al:0.5〜15%、Cr:30〜60%、およ
びNb:0.5〜10%、Zr:0.5〜10%、Mo
:0.5〜10%、W:0.5〜10%、Y:0.1〜
1%の群から選ばれる1種ないしは2種以上の元素、合
計10%以下を含有し、残部は実質的にCoからなる熱
処理炉用ハースロールの表面肉盛溶接材料。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24058388A JPH0289593A (ja) | 1988-09-26 | 1988-09-26 | 熱処理炉用ハースロールの表面肉盛溶接材料 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24058388A JPH0289593A (ja) | 1988-09-26 | 1988-09-26 | 熱処理炉用ハースロールの表面肉盛溶接材料 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0289593A true JPH0289593A (ja) | 1990-03-29 |
Family
ID=17061675
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24058388A Pending JPH0289593A (ja) | 1988-09-26 | 1988-09-26 | 熱処理炉用ハースロールの表面肉盛溶接材料 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0289593A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010001859A1 (ja) * | 2008-07-02 | 2010-01-07 | 住友金属工業株式会社 | 高温材搬送用部材 |
-
1988
- 1988-09-26 JP JP24058388A patent/JPH0289593A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010001859A1 (ja) * | 2008-07-02 | 2010-01-07 | 住友金属工業株式会社 | 高温材搬送用部材 |
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