JPH0521967B2 - - Google Patents
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- JPH0521967B2 JPH0521967B2 JP19090385A JP19090385A JPH0521967B2 JP H0521967 B2 JPH0521967 B2 JP H0521967B2 JP 19090385 A JP19090385 A JP 19090385A JP 19090385 A JP19090385 A JP 19090385A JP H0521967 B2 JPH0521967 B2 JP H0521967B2
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- Japan
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- roll
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- sprayed
- coating
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Landscapes
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
本発明は連続熱処理炉内に配設され、鋼板を焼
鈍し搬送するためのロールであつて、特に高温耐
摩耗性とビルドアツプ防止に優れた熱処理炉用ロ
ール（以下ハースロールという）に関するもので
ある。 （従来の技術） 熱処理炉内に配設されるハースロールは600〜
1300℃の酸化性又は還元性雰囲気温度で長時間連
続して被熱処理材を焼鈍し、搬送させるためにそ
の表面は摩耗を受けたり、また被熱処理材の付着
酸化物や鉄粉がロール表面に凝着堆積していわゆ
るビルドアツプを形成したりしている。 このような摩耗やビルドアツプによる凹凸がハ
ースロール上に発生すると、被熱処理材である鋼
板が搬送される間に疵付けられて、品質の低下の
原因となつている。このような鋼板の品質低下を
防止するために、定期的に操業を中断して熱処理
炉内を冷却した後、作業者が炉内に入つてハース
ロールの表面を研削手入れをしたり、ロールその
ものを取り替えたりしている。 このため従来からハースロールの材質を高クロ
ム、高ニツケル含有の耐熱合金に改良したり、あ
るいは特公昭57−29549号公報等で記載されてい
るように、ロール表面にジルコニアやアルミナ等
のセラミツクスを溶射被覆したりしていた。 しかし耐熱合金の改良でも凝着堆積に起因する
ビルドアツプの発生防止には効果が薄く、またジ
ルコニアやアルミナの溶射被覆層は高温雰囲気中
で粒子間強度が劣化して皮膜自体の剥離が生成す
るという欠点から、高温耐摩耗性とビルドアツプ
の防止において充分に満足し得るものになつてい
ない。 （発明が解決しようとする問題点） 本発明者等はこれら酸化性又は還元性雰囲気中
で使用されるハースロールに適用すべき高温耐摩
耗性に優れ、かつビルドアツプ防止の効果の大き
い被覆材料及び被覆方法を種々の研究の結果、ハ
ースロール基体との密着性に優れ、剥離すること
なく、かつ高温強度にも優れた被覆ロールを見出
し、本発明を完成した。 すなわち本発明は酸化性又は還元性雰囲気中に
配設されて使用するに際して優れた高温耐摩耗性
とビルドアツプ防止効果の大きい被覆層をロール
表面に形成したハースロールを提供することを目
的になされたものである。 （問題点を解決するための手段） 本発明は硼化ジルコニウムよりなるセラミツク
被覆を有する熱処理炉用ロールを要旨とするもの
である。 以下本発明について詳細に述べる。 ハースロールの基体は耐熱鋳鋼で作られる。こ
れらの基体にはその表面部に硼化ジルコニウムよ
りなるセラミツク被覆が溶射法により施こされ
る。 本発明において溶射原料に硼化ジルコニウムを
用いたのはセラミツクの中でも耐食性、耐摩耗性
に優れ、かつ融点が高く耐熱性に優れる上に熱伝
導率が大きいことから金属基体に被覆する場合、
溶射施工後の冷却時に溶射被膜中に熱応力を残留
させることが少ないため、有利であると考えたか
らである。 本発明者等は連続焼鈍炉のハースロールの高温
耐摩耗性とビルドアツプの発生を調査するために
下記の実験を行つた。 SUS310Sを素材とし、直径120mm、胴長100mm
のミニロールを製作し、表面に硼化ジルコニウム
を0.4mm厚さに溶射被覆した。これを800℃の酸化
雰囲気および還元雰囲気中で75×500×10（mm）の
SS41鋼板と端部支点による自重荷重で回転接触
させ、高温耐摩耗性とビルドアツプ発生度合を調
査した。尚、試験に用いた評価装置の概略図を第
１図に示した。 実施例 １ ZrO2を0.4mmの厚さで溶射被覆したハースロ
ール ZrO2−25wt％SiO2を0.42mmの厚さで溶射被
覆したハースロール Al2O3を0.38mmの厚さで溶射被覆したハース
ロール ZrB2を0.4mmの厚さで溶射被覆したハースロ
ール 前述の４種のハースロールについてそれぞれ酸
化性および還元性雰囲気における各種セラミツク
溶射試料の摩耗量とビルドアツプ発生率を第１表
に示した。
鈍し搬送するためのロールであつて、特に高温耐
摩耗性とビルドアツプ防止に優れた熱処理炉用ロ
ール（以下ハースロールという）に関するもので
ある。 （従来の技術） 熱処理炉内に配設されるハースロールは600〜
1300℃の酸化性又は還元性雰囲気温度で長時間連
続して被熱処理材を焼鈍し、搬送させるためにそ
の表面は摩耗を受けたり、また被熱処理材の付着
酸化物や鉄粉がロール表面に凝着堆積していわゆ
るビルドアツプを形成したりしている。 このような摩耗やビルドアツプによる凹凸がハ
ースロール上に発生すると、被熱処理材である鋼
板が搬送される間に疵付けられて、品質の低下の
原因となつている。このような鋼板の品質低下を
防止するために、定期的に操業を中断して熱処理
炉内を冷却した後、作業者が炉内に入つてハース
ロールの表面を研削手入れをしたり、ロールその
ものを取り替えたりしている。 このため従来からハースロールの材質を高クロ
ム、高ニツケル含有の耐熱合金に改良したり、あ
るいは特公昭57−29549号公報等で記載されてい
るように、ロール表面にジルコニアやアルミナ等
のセラミツクスを溶射被覆したりしていた。 しかし耐熱合金の改良でも凝着堆積に起因する
ビルドアツプの発生防止には効果が薄く、またジ
ルコニアやアルミナの溶射被覆層は高温雰囲気中
で粒子間強度が劣化して皮膜自体の剥離が生成す
るという欠点から、高温耐摩耗性とビルドアツプ
の防止において充分に満足し得るものになつてい
ない。 （発明が解決しようとする問題点） 本発明者等はこれら酸化性又は還元性雰囲気中
で使用されるハースロールに適用すべき高温耐摩
耗性に優れ、かつビルドアツプ防止の効果の大き
い被覆材料及び被覆方法を種々の研究の結果、ハ
ースロール基体との密着性に優れ、剥離すること
なく、かつ高温強度にも優れた被覆ロールを見出
し、本発明を完成した。 すなわち本発明は酸化性又は還元性雰囲気中に
配設されて使用するに際して優れた高温耐摩耗性
とビルドアツプ防止効果の大きい被覆層をロール
表面に形成したハースロールを提供することを目
的になされたものである。 （問題点を解決するための手段） 本発明は硼化ジルコニウムよりなるセラミツク
被覆を有する熱処理炉用ロールを要旨とするもの
である。 以下本発明について詳細に述べる。 ハースロールの基体は耐熱鋳鋼で作られる。こ
れらの基体にはその表面部に硼化ジルコニウムよ
りなるセラミツク被覆が溶射法により施こされ
る。 本発明において溶射原料に硼化ジルコニウムを
用いたのはセラミツクの中でも耐食性、耐摩耗性
に優れ、かつ融点が高く耐熱性に優れる上に熱伝
導率が大きいことから金属基体に被覆する場合、
溶射施工後の冷却時に溶射被膜中に熱応力を残留
させることが少ないため、有利であると考えたか
らである。 本発明者等は連続焼鈍炉のハースロールの高温
耐摩耗性とビルドアツプの発生を調査するために
下記の実験を行つた。 SUS310Sを素材とし、直径120mm、胴長100mm
のミニロールを製作し、表面に硼化ジルコニウム
を0.4mm厚さに溶射被覆した。これを800℃の酸化
雰囲気および還元雰囲気中で75×500×10（mm）の
SS41鋼板と端部支点による自重荷重で回転接触
させ、高温耐摩耗性とビルドアツプ発生度合を調
査した。尚、試験に用いた評価装置の概略図を第
１図に示した。 実施例 １ ZrO2を0.4mmの厚さで溶射被覆したハースロ
ール ZrO2−25wt％SiO2を0.42mmの厚さで溶射被
覆したハースロール Al2O3を0.38mmの厚さで溶射被覆したハース
ロール ZrB2を0.4mmの厚さで溶射被覆したハースロ
ール 前述の４種のハースロールについてそれぞれ酸
化性および還元性雰囲気における各種セラミツク
溶射試料の摩耗量とビルドアツプ発生率を第１表
に示した。
【表】
第１表より硼化ジルコニウムよりなる溶射皮膜
は、大気中を除いて還元雰囲気中では著しく優れ
た耐ビルドアツプ性を示しており、耐摩耗性にお
いても同様の効果が見られた。大気雰囲気中でや
や特性が劣るのはZrB2がZrO2とB2O3に分解し、
溶射強度が落ちるものと推測されるが、従来のア
ルミナもしくはジルコニアより優れた効果を発揮
するものと予想される。 次に耐剥離性について調査するために下記の実
験を行つた。30×50×10（mm）のSUS310Sの素材
に硼化ジルコニウムをはじめとする各種セラミツ
クを0.05mm〜1.3mmの範囲の厚さに溶射被覆した。
各試料を95％N2−５％H2の還元雰囲気炉内に放
置し、サイクル焼鈍を行い、剥離に至る時間を調
査した。実験中の温度パターンを第２図に示し
た。 実施例 ２ ZrO2を0.40mmの厚さに溶射した試料 ZrO2−25wt％SiO2を0.41mmの厚さに溶射し
た試料 Al2O3を0.42mmの厚さに溶射した試料 ZrB2を0.05mmの厚さに溶射した試料 ZrB2を0.405mmの厚さに溶射した試料 ZrB2を0.650mmの厚さに溶射した試料 ZrB2を1.2mmの厚さに溶射した試料 ZrB2を1.3mmの厚さに溶射した試料 第２表に前記８種類の各セラミツク溶射に関す
る剥離発生時間を示した。
は、大気中を除いて還元雰囲気中では著しく優れ
た耐ビルドアツプ性を示しており、耐摩耗性にお
いても同様の効果が見られた。大気雰囲気中でや
や特性が劣るのはZrB2がZrO2とB2O3に分解し、
溶射強度が落ちるものと推測されるが、従来のア
ルミナもしくはジルコニアより優れた効果を発揮
するものと予想される。 次に耐剥離性について調査するために下記の実
験を行つた。30×50×10（mm）のSUS310Sの素材
に硼化ジルコニウムをはじめとする各種セラミツ
クを0.05mm〜1.3mmの範囲の厚さに溶射被覆した。
各試料を95％N2−５％H2の還元雰囲気炉内に放
置し、サイクル焼鈍を行い、剥離に至る時間を調
査した。実験中の温度パターンを第２図に示し
た。 実施例 ２ ZrO2を0.40mmの厚さに溶射した試料 ZrO2−25wt％SiO2を0.41mmの厚さに溶射し
た試料 Al2O3を0.42mmの厚さに溶射した試料 ZrB2を0.05mmの厚さに溶射した試料 ZrB2を0.405mmの厚さに溶射した試料 ZrB2を0.650mmの厚さに溶射した試料 ZrB2を1.2mmの厚さに溶射した試料 ZrB2を1.3mmの厚さに溶射した試料 第２表に前記８種類の各セラミツク溶射に関す
る剥離発生時間を示した。
【表】
している。
第２表より溶射被覆の厚さは、1.3mmまで厚く
すると溶射被覆内に熱応力が残留し、素材から剥
離し易くなるが、1.2mm以下の溶射被覆ではいず
れも従来のアルミナ、ジルコニア等に比べ、耐剥
離性が優れている。これはアルミナ、ジルコニア
が1000℃近傍で結晶構造の変態を生じる危険性が
あるためであり、硼化ジルコニウムは結晶構造が
1500℃まで安定なことに起因している。 一方、溶射被覆の厚さは0.05mmより薄いと被覆
が摩耗した時に硼化ジルコニウムの効果がなくな
つてビルドアツプの防止がなされなくなることか
ら、被覆の厚さは、0.05〜1.2mmの範囲内で良い
結果が得られ、最適の厚さは0.3〜0.6mmである。 本発明において素材と被覆との密着性をさらに
向上させるために素材とセラミツク層との間に両
者の中間の大きさの熱膨張係数をもつ中間層を１
層もしくは２層以上設ければ、被覆安定性がより
向上される。中間層はたとえば、硼化ジルコニウ
ムと基材の結合材としてCo，Cr，Mo，Ni，Al，
WYなどの耐熱金属を活用し、マトリツクスを
0.05〜0.2mmの厚さで形成させることによつて高
強度かつ密着性の強い溶射被覆を作ることが可能
である。 （発明の効果） 上記実施例に示す如く、本発明ロールは耐ビル
ドアツプ性に著しく優れており、ロール寿命延長
に大きく貢献するものである。
第２表より溶射被覆の厚さは、1.3mmまで厚く
すると溶射被覆内に熱応力が残留し、素材から剥
離し易くなるが、1.2mm以下の溶射被覆ではいず
れも従来のアルミナ、ジルコニア等に比べ、耐剥
離性が優れている。これはアルミナ、ジルコニア
が1000℃近傍で結晶構造の変態を生じる危険性が
あるためであり、硼化ジルコニウムは結晶構造が
1500℃まで安定なことに起因している。 一方、溶射被覆の厚さは0.05mmより薄いと被覆
が摩耗した時に硼化ジルコニウムの効果がなくな
つてビルドアツプの防止がなされなくなることか
ら、被覆の厚さは、0.05〜1.2mmの範囲内で良い
結果が得られ、最適の厚さは0.3〜0.6mmである。 本発明において素材と被覆との密着性をさらに
向上させるために素材とセラミツク層との間に両
者の中間の大きさの熱膨張係数をもつ中間層を１
層もしくは２層以上設ければ、被覆安定性がより
向上される。中間層はたとえば、硼化ジルコニウ
ムと基材の結合材としてCo，Cr，Mo，Ni，Al，
WYなどの耐熱金属を活用し、マトリツクスを
0.05〜0.2mmの厚さで形成させることによつて高
強度かつ密着性の強い溶射被覆を作ることが可能
である。 （発明の効果） 上記実施例に示す如く、本発明ロールは耐ビル
ドアツプ性に著しく優れており、ロール寿命延長
に大きく貢献するものである。
第１図は耐摩耗性及びビルドアツプ性の評価試
験装置の概略図、第２図は耐剥離性実験で行つた
サイクル焼鈍の温度パターンを示す図である。
験装置の概略図、第２図は耐剥離性実験で行つた
サイクル焼鈍の温度パターンを示す図である。
Claims (1)
- １ 硼化ジルコニウムよりなるセラミツク被覆を
有する高温耐摩耗性とビルドアツプ防止に優れた
連続焼鈍炉の熱処理炉用ロール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19090385A JPS6254016A (ja) | 1985-08-31 | 1985-08-31 | 熱処理炉用ロ−ル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19090385A JPS6254016A (ja) | 1985-08-31 | 1985-08-31 | 熱処理炉用ロ−ル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6254016A JPS6254016A (ja) | 1987-03-09 |
| JPH0521967B2 true JPH0521967B2 (ja) | 1993-03-26 |
Family
ID=16265634
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19090385A Granted JPS6254016A (ja) | 1985-08-31 | 1985-08-31 | 熱処理炉用ロ−ル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6254016A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH073058Y2 (ja) * | 1987-09-11 | 1995-01-30 | 大陽工業株式会社 | 無給油ころがりベアリング |
-
1985
- 1985-08-31 JP JP19090385A patent/JPS6254016A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6254016A (ja) | 1987-03-09 |
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