JPH0647717B2 - Preheating device in continuous dry plating equipment - Google Patents

Preheating device in continuous dry plating equipment

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JPH0647717B2
JPH0647717B2 JP18837288A JP18837288A JPH0647717B2 JP H0647717 B2 JPH0647717 B2 JP H0647717B2 JP 18837288 A JP18837288 A JP 18837288A JP 18837288 A JP18837288 A JP 18837288A JP H0647717 B2 JPH0647717 B2 JP H0647717B2
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JP
Japan
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dry plating
heating
continuous dry
preheating device
coating
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征夫 井口
康宏 小林
一弘 鈴木
文仁 鈴木
恒夫 長嶺
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川崎製鉄株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、長尺薄板用の連続ドライプレーティング設
備の前処理設備としての予備加熱装置に関し、とくに予
備加熱手段の配列に工夫を加えることによって板形状変
化がなく、しかも密着性に優れたコーティング被膜の形
成を可能ならしめようとするものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a preheating device as a pretreatment facility for continuous dry plating equipment for long thin plates, and in particular, by devising an arrangement of preheating means. It aims to form a coating film that does not change in plate shape and has excellent adhesion.

(従来の技術) 近年、プラズマを利用したコーティング技術が著しく進
歩し、各方面でその利用が広まりつつある。かかるコー
ティング技術を利用したものとしては、たとえば磁気記
録薄膜や各種耐摩耗性、耐食性コーティング、さらには
装飾用コーティングなどが挙げられる。
(Prior Art) In recent years, the coating technology using plasma has made remarkable progress, and its use is spreading in various fields. Examples of applications of such coating technology include magnetic recording thin films, various abrasion resistant and corrosion resistant coatings, and decorative coatings.

通常、プラズマを利用すると、金属および半金属等の蒸
発物質をイオン化又は活性化し、かつ高い運動エネルギ
ーを付与することができるため、蒸着被膜と基板との密
着性が高くしかも膜質が良好なものが得られる。
Usually, when plasma is used, vaporized substances such as metals and semimetals can be ionized or activated, and high kinetic energy can be imparted. Therefore, a film having high adhesion between the vapor-deposited film and the substrate and having good film quality can be used. can get.

プラズマ・コーティング法としてはマグネトロンスパッ
タ法、イオンプレーティング法およびプラズマCVD法な
どがあり、最近では真空アークを利用したマルティ・ア
ーク法やホロー・カーソド(Hollow Cathode Discharg
e,HCD)法などが開発されている。
The plasma coating method includes magnetron sputtering method, ion plating method and plasma CVD method, and recently, Maruti arc method using a vacuum arc and Hollow Cathode Discharg method.
e, HCD) method has been developed.

(発明が解決しようとする課題) この発明は、上記のようなドライプレーティング法によ
って、大表面積を有する長尺薄板を連続Air-to-Air方式
で処理する場合に、従来まだ充分な検討が行なわれてい
なかったコーティング前の予備加熱についての研究成果
を開示するものである。
(Problems to be Solved by the Invention) In the present invention, when a long thin plate having a large surface area is processed by a continuous Air-to-Air system by the dry plating method as described above, sufficient examination is conventionally conducted. It discloses the results of research on preheating before coating, which had not been done.

すなわち従来、連続Air-to-Air方式のドライプレーティ
ング設備では、コーティング前の予備加熱処理としてサ
ブストレート表面上にエレクトロンビーム(EB)による加
熱処理が施されていたが、大表面積を有する長尺薄板の
表面上にEB加熱処理を施した場合、薄板表面の局部にお
ける急激な温度上昇に伴って薄板の変形たとえば膜のび
や耳のびを生じていた。
That is, in the past, in continuous air-to-air dry plating equipment, heat treatment by electron beam (EB) was performed on the surface of the substrate as a preheat treatment before coating, but a long thin plate with a large surface area. When the EB heat treatment was applied to the surface of the thin plate, the thin plate was deformed due to a rapid temperature increase locally on the surface of the thin plate, such as film stretch and ear loss.

上記のような形状不良の発生は、たとえば磁気特性が評
価対象となる一方向性けい素鋼板のコーティング処理に
とって極めて有害で、磁束密度の劣化を招くなどその悪
影響は著しい。従って、コーティング処理に至る前に、
その解決を図ることが、とくに表面積が大きい薄鋼板に
とって重要である。
The occurrence of the above-mentioned shape defect is extremely harmful to the coating treatment of the unidirectional silicon steel sheet whose magnetic characteristics are to be evaluated, and its adverse effects such as deterioration of the magnetic flux density are significant. Therefore, before reaching the coating process,
It is important to solve this problem especially for thin steel sheets having a large surface area.

(課題を解決するための手段) さて発明者らは、連続Air-to-Air方式のドライプレーテ
ィングにおいて、コーティング被膜の密着性向上の観点
からは少なくともEB加熱装置が不可欠との基本認識に立
脚して、予備加熱装置につき種々の検討を加えた。
(Means for Solving the Problems) Based on the basic recognition that the continuous air-to-air dry plating is essential, at least the EB heating device is essential from the viewpoint of improving the adhesion of the coating film. Therefore, various studies were made on the preheating device.

その結果、EB加熱装置の前後にホットローラーを配し、
鋼板を徐々に加熱することにより、薄板の加熱時におけ
る変形が効果的に防止されることの知見を得た。
As a result, hot rollers are placed before and after the EB heating device,
It was found that by gradually heating the steel sheet, deformation of the thin sheet during heating can be effectively prevented.

この発明は、上記の知見に立脚するものである。The present invention is based on the above findings.

すなわちこの発明は、長尺の薄板に連続してドライプレ
ーティングを施す連続ドライプレーティング装置の入側
差圧室と最初のコーティング室との間に配置される薄帯
の予備加熱装置であって、少なくとも1基のエレクトロ
ンビーム加熱装置とこのエレクトロンビーム装置を狭ん
でその前後に配設されたホットローラーからなる連続ド
ライプレーティング設備における予備加熱装置である。
That is, the present invention is a thin strip preheating device arranged between the inlet side differential pressure chamber and the first coating chamber of a continuous dry plating device for continuously performing dry plating on a long thin plate, It is a preliminary heating device in a continuous dry plating facility comprising one electron beam heating device and hot rollers arranged in front of and behind the electron beam device.

以下この発明を具体的に説明する。The present invention will be specifically described below.

第1図に、この発明に従う予備加熱装置の好適例を組み
込んだ連続ドライプレーティング設備の要部を模式図で
示す。図中記号A,B,Cでそれぞれ、入側差圧室、予
備加熱装置およびコーティング装置を示し、Sは鋼板、
Gはガイドロール、a-1〜a-7は真空差圧用シールロール
である。このシールロールは鋼板Sのガイドロールも兼
ねていて、同図に示したように鋼板Sを内部に導きつつ
順次に真空度を上げる(Air-to-Air方式)ことによって
10-4〜10-6Torr程度の高真空を実現することができる。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a main part of a continuous dry plating facility incorporating a preferred example of the preheating device according to the present invention. Symbols A, B, and C in the figure respectively denote an inlet-side differential pressure chamber, a preheating device, and a coating device, S is a steel plate,
G is a guide roll, and a-1 to a-7 are vacuum differential pressure seal rolls. This seal roll also serves as a guide roll for the steel plate S, and as shown in the figure, by gradually increasing the degree of vacuum while guiding the steel plate S inside (Air-to-Air method).
A high vacuum of about 10 −4 to 10 −6 Torr can be realized.

そしてb-1およびb-4がホットローラーであって、これら
のホットローラーb-1,b-4は、この例で2基配置された
鋼板の上面および下面加熱用のEB加熱装置b-2,b-3を挟
んでその前後に配設され、かかるb-1〜b-4で加熱装置を
構成する。
Further, b-1 and b-4 are hot rollers, and these hot rollers b-1 and b-4 are EB heating devices b-2 for heating the upper surface and the lower surface of the two steel plates arranged in this example. , B-3 are placed in front of and behind them, and b-1 to b-4 constitute a heating device.

なおc-1は集束コイル、c-2はるつぼ、c-3は棒状の蒸発
物質、c-4はL字型のHCDガンである。
Note that c-1 is a focusing coil, c-2 is a crucible, c-3 is a rod-shaped evaporation material, and c-4 is an L-shaped HCD gun.

この発明の予備加熱装置では、まず前段のホットローラ
ーb-1で鋼板を100〜200℃程度まで加熱する。ついでEB
装置を用いて、鋼板表面上にビームを照射、走査させる
ことによって鋼板の温度を200〜800℃程度まで上げると
共に鋼板の表面を清浄にして、後続のコーティング工程
における鋼板と蒸着膜との密着性の向上を図る。
In the preheating device of the present invention, first, the steel plate is heated to about 100 to 200 ° C. by the hot roller b-1 in the preceding stage. Then EB
By using a device to irradiate and scan the surface of the steel sheet with a beam to raise the temperature of the steel sheet to about 200 to 800 ° C and clean the surface of the steel sheet, the adhesion between the steel sheet and the vapor deposition film in the subsequent coating process To improve.

そして後段のホットローラーb-4では、コーティング処
理温度まで、板変形を伴わずに加熱する必要があり、そ
のためには温度むらが小さく、高精度で温度分布制御が
可能なホットローラーを使用することが好ましい。
And in the hot roller b-4 in the latter stage, it is necessary to heat up to the coating processing temperature without plate deformation, for that purpose use a hot roller that has small temperature unevenness and can control temperature distribution with high accuracy. Is preferred.

第2図に、かかるホットローラーの好適例を断面で示
す。図中1,10,11はローラ軸、2,3,6,7はロー
ル胴端面、4,5はロール胴部、8,16はロール内の大
気、9はロール内加熱用ヒータで、これは両端部と中央
部との分離制御が可能なしくみになっている。12,13,
14は摺動リング、15はパイプである。上記のホットロー
ラーにおいては、ヒータ9を両端部と中央部とに3分割
しそれぞれ個別に制御することが、鋼板の板幅方向にわ
たる均一加熱を施す上で極めて有利である。
FIG. 2 shows a cross section of a preferred example of such a hot roller. In the figure, 1, 10 and 11 are roller shafts, 2, 3, 6 and 7 are end faces of the roll body, 4, 5 are roll body parts, 8 and 16 are atmospheres inside the roll, and 9 is a heater for heating inside the roll. Has a mechanism that allows control of separation between both ends and the central part. 12, 13,
Reference numeral 14 is a sliding ring, and 15 is a pipe. In the above-mentioned hot roller, it is extremely advantageous to divide the heater 9 into the two end portions and the central portion and individually control each in order to uniformly heat the steel sheet in the width direction.

(作用) この発明の予備加熱装置は、EB加熱装置を含めその前後
に配設したホットローラーで鋼板を徐々に加熱すること
によって、板変形を回避したところに大きな特徴がある
が、その他EB加熱によって鋼板表面を清浄化し、鋼板と
コーティング被膜との密着性の向上を図り得るという利
点もある。
(Operation) The preheating device of the present invention is characterized in that the plate deformation is avoided by gradually heating the steel plate with the hot rollers arranged before and after the EB heating device. This also has the advantage that the surface of the steel sheet can be cleaned and the adhesion between the steel sheet and the coating film can be improved.

(実施例) 実施例1 C:0.043%、Mn:0.33%、S:0.012%およびP:0.00
8%を含有する低炭素冷延鋼板(板厚:0.3mm)の表面を
脱脂後、前掲第1図に示したAir-to-Air方式の連続ドラ
イプレーティング設備を用い、下記の条件下に予備加熱
を行ったのちHCD法(コーティング室の真空度:3×10
-5Torr)によってCrNを0.8μm厚にコーティングした。
(Example) Example 1 C: 0.043%, Mn: 0.33%, S: 0.012% and P: 0.00
After degreasing the surface of a low carbon cold-rolled steel sheet (sheet thickness: 0.3 mm) containing 8%, use the air-to-air continuous dry plating equipment shown in Fig. 1 above and prepare for the following conditions. After heating, HCD method (vacuum degree in coating chamber: 3 x 10
-5 Torr) was used to coat CrN to a thickness of 0.8 μm.

前段ホットローラーによる加熱温度:150℃ 上面加熱用EBによる加熱温度:300℃ 下面加熱用EBによる加熱温度:450℃ 後段ホットローラーによる加熱温度:460℃ 上記のコーティング処理において、板変形は全くなく、
また密着性についても180°曲げを3回行ってもはく離
が生ぜず、極めて良好であった。
Heating temperature by the first-stage hot roller: 150 ° C Heating temperature by the EB for the upper surface heating: 300 ° C Heating temperature by the EB for the lower-surface heating: 450 ° C Heating temperature by the second-stage hot roller: 460 ° C There is no plate deformation in the above coating treatment,
Also, the adhesion was extremely good, because no peeling occurred even after 180 ° bending three times.

実施例2 C:0.048%、Si:3.39%、Mn:0.072%、Al:0.026
%、S:0.022%、N:0.0065%、Sn:0.05%およびC
u:0.1%を含有するけい素鋼用熱延板(板厚:20mm)
に、1100℃、3分間の中間焼鈍を挟んで2回の冷間圧延
を施して0.20mm厚の最終板厚とした。ついで840℃の湿
水素中で脱炭を兼ねる1次再結晶焼鈍を施したのち、85
0℃から1150℃まで8℃/hの昇温速度で昇温してゴス
方位の2次再結晶を発達させ、引続き1230℃で8時間の
純化焼鈍を施した。
Example 2 C: 0.048%, Si: 3.39%, Mn: 0.072%, Al: 0.026
%, S: 0.022%, N: 0.0065%, Sn: 0.05% and C
u: Hot rolled sheet for silicon steel containing 0.1% (sheet thickness: 20 mm)
Then, it was cold-rolled twice with intermediate annealing at 1100 ° C. for 3 minutes to obtain a final plate thickness of 0.20 mm. Then, after performing a primary recrystallization annealing that also serves as decarburization in wet hydrogen at 840 ° C, 85
The temperature was raised from 0 ° C. to 1150 ° C. at a heating rate of 8 ° C./h to develop secondary recrystallization in the Goss orientation, followed by purification annealing at 1230 ° C. for 8 hours.

その後、鋼板表面の酸化物を酸洗によって除去したの
ち、電界研磨により中心線平均粗さRaで0.06μmの鏡面
状態に仕上げた。
After that, the oxide on the surface of the steel sheet was removed by pickling, and then it was finished by electropolishing to a mirror surface state with a center line average roughness Ra of 0.06 μm.

ついで前掲第1図に示したAir-to-Air方式の連続ドライ
プレーティング設備を用いて、約1.2μm厚さのTiN張力
被膜を被成した。
Then, using the air-to-air type continuous dry plating equipment shown in FIG. 1 above, a TiN tension film having a thickness of about 1.2 μm was formed.

このときの予備加熱は、前段ホットローラーで100℃ま
で昇温し、ついで上面加熱用EBで250℃まで、下面加熱
用EBで400℃まで昇温したのち、後段ホットローラーで4
20℃まで昇温する条件で行った。なお鋼板両端部と中央
部の温度差は5℃以内で、このときには板の変形は全く
なかった。
Preheating at this time was performed by raising the temperature to 100 ° C with the front stage hot roller, then to 250 ° C with the upper surface heating EB, and to 400 ° C with the lower surface heating EB, and then using the latter stage hot roller.
It was performed under the condition that the temperature was raised to 20 ° C. The temperature difference between the both ends of the steel plate and the central part was within 5 ° C., and there was no deformation of the plate at this time.

上記のようにして得られた方向性けい素鋼板の磁気特性
および密着性は次のとおりであった。
The magnetic properties and adhesion of the grain-oriented silicon steel sheet obtained as described above were as follows.

磁気特性……B10:1.94T,W17/50:0.64W/kg 密着性……20mmφで180°曲げを行っても被膜はく離
は全くなかった。
Magnetic property …… B 10 : 1.94T, W 17/50 : 0.64W / kg Adhesion ・ ・ ・ No peeling of coating even after bending 180 ° at 20mmφ.

(発明の効果) かくしてこの発明によれば、長尺薄板の連続ドライプレ
ーティングの際に該薄板を予備加熱するに当り、板形状
を損うことなしに効果的に薄板を予備加熱することがで
き、しかも板表面を清浄化して鋼板とコーティング被膜
との密着性の向上も併せて達成できる。
(Effects of the Invention) Thus, according to the present invention, it is possible to preheat the thin plate effectively during continuous dry plating of the long thin plate without damaging the plate shape. Moreover, the plate surface can be cleaned to improve the adhesion between the steel plate and the coating film.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は、この発明に従う予備加熱装置を組み込んだ連
続ドライプレーティング設備の模式図、 第2図は、ホットローラーの断面図である。 S…鋼板、G…ガイドロール a-1〜a-7…真空差圧用シールロール b-1,b-4…ホットローラー b-2,b-3…上面および下面加熱用のEB加熱装置 c-1…集束コイル、c-2…るつぼ c-3…蒸発物質、c-4…HCDガン 1,10,11…ロール軸 2,3,6,7…ロール胴端面 4,5,…ロール胴部 8,16…ロール内の大気 9…加熱用ヒータ、12,13,14…摺動リング 15…パイプ
FIG. 1 is a schematic view of a continuous dry plating facility incorporating a preheating device according to the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of a hot roller. S ... Steel plate, G ... Guide roll a-1 to a-7 ... Vacuum differential pressure seal roll b-1, b-4 ... Hot roller b-2, b-3 ... EB heating device for heating upper and lower surfaces c- 1 ... Focusing coil, c-2 ... Crucible c-3 ... Evaporated substance, c-4 ... HCD gun 1, 10, 11 ... Roll shaft 2, 3, 6, 7 ... Roll body end face 4,5, ... Roll body 8, 16 ... Atmosphere in roll 9 ... Heating heater, 12, 13, 14 ... Sliding ring 15 ... Pipe

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 文仁 千葉県千葉市川崎町1番地 川崎製鉄株式 会社千葉製鉄所内 (72)発明者 長嶺 恒夫 千葉県千葉市川崎町1番地 川崎製鉄株式 会社千葉製鉄所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Fumihito Suzuki Inventor 1 Kawasaki-cho, Chiba-shi, Chiba Inside Kawasaki Steel Co., Ltd. (72) Inventor Tsuneo Nagamine 1 Kawasaki-cho, Chiba-shi Kawasaki Steel Co., Ltd. Chiba Steel In-house

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】長尺の薄板に連続してドライプレーティン
グを施す連続ドライプレーティング装置の入側差圧室と
最初のコーティング室との間に配置される薄帯の予備加
熱装置であって、少なくとも1基のエレクトロンビーム
加熱装置とこのエレクトロンビーム装置を挟んでその前
後に配設されたホットローラーからなることを特徴とす
る連続ドライプレーティング設備における予備加熱装
置。
1. A preheating device for a ribbon, which is arranged between an inlet-side differential pressure chamber and a first coating chamber of a continuous dry plating device for continuously performing dry plating on a long thin plate, A preliminary heating device in continuous dry plating equipment, comprising one electron beam heating device and hot rollers arranged in front of and behind the electron beam device.
JP18837288A 1988-07-29 1988-07-29 Preheating device in continuous dry plating equipment Expired - Lifetime JPH0647717B2 (en)

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JPH0238554A JPH0238554A (en) 1990-02-07
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