JPH07173591A - 溶融亜鉛めっき用ポットロール及びその製造方法 - Google Patents
溶融亜鉛めっき用ポットロール及びその製造方法Info
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- JPH07173591A JPH07173591A JP31852593A JP31852593A JPH07173591A JP H07173591 A JPH07173591 A JP H07173591A JP 31852593 A JP31852593 A JP 31852593A JP 31852593 A JP31852593 A JP 31852593A JP H07173591 A JPH07173591 A JP H07173591A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 亜鉛に対して反応性が極めて遅い窒化珪素皮
膜を、しかも極めて簡便な方法によって、ロール表面近
傍のみ形成させることによる耐熱衝撃性、機械的特性の
優れた溶融亜鉛めっきロールを提供すること。 【構成】 溶融亜鉛めっき浴中で鋼板を搬送または保持
するために使用する溶融亜鉛めっき用ポットロールの表
面にＳｉ皮膜を形成させた後、高温、高圧下で窒素ガス
雰囲気の容器内で該窒素ガスをＳｉ皮膜界面に拡散さ
せ、窒化珪素を形成させてなる溶融亜鉛めっき用ポット
ロール及びその製造方法。 【効果】 従来ロールに比較してロール寿命延長が図ら
れ、ロール取替周期の延長に伴うライン稼働率向上によ
る生産性の向上及び整備費の削減等が得られる。
膜を、しかも極めて簡便な方法によって、ロール表面近
傍のみ形成させることによる耐熱衝撃性、機械的特性の
優れた溶融亜鉛めっきロールを提供すること。 【構成】 溶融亜鉛めっき浴中で鋼板を搬送または保持
するために使用する溶融亜鉛めっき用ポットロールの表
面にＳｉ皮膜を形成させた後、高温、高圧下で窒素ガス
雰囲気の容器内で該窒素ガスをＳｉ皮膜界面に拡散さ
せ、窒化珪素を形成させてなる溶融亜鉛めっき用ポット
ロール及びその製造方法。 【効果】 従来ロールに比較してロール寿命延長が図ら
れ、ロール取替周期の延長に伴うライン稼働率向上によ
る生産性の向上及び整備費の削減等が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は溶融亜鉛めっき浴中で鋼
板を搬送または保持するための溶融亜鉛めっき用ポット
ロール及びその製造方法に関するものである。
板を搬送または保持するための溶融亜鉛めっき用ポット
ロール及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、冷延鋼板を熱処理炉内で還元後、
溶融亜鉛めっき浴に浸漬して、鋼板表面に亜鉛をめっき
する設備において、溶融亜鉛めっき浴中で鋼板を保持し
ながら鋼板の通板方向を下向きから、上向きに変えるた
めに使用する溶融亜鉛めっきロールの鋼板による摩耗を
防止するために、通常はステンレス系の材料が使用され
ている。しかし、この場合にロールは溶融亜鉛に浸漬さ
れ、また浴組成と金属層を形成するために、ロール表面
に凹凸を生じ、めっき製品に疵を発生させることから、
これまでのロール材質の他に溶射によるサーメットやセ
ラミックスのコーテイングが提案されている。
溶融亜鉛めっき浴に浸漬して、鋼板表面に亜鉛をめっき
する設備において、溶融亜鉛めっき浴中で鋼板を保持し
ながら鋼板の通板方向を下向きから、上向きに変えるた
めに使用する溶融亜鉛めっきロールの鋼板による摩耗を
防止するために、通常はステンレス系の材料が使用され
ている。しかし、この場合にロールは溶融亜鉛に浸漬さ
れ、また浴組成と金属層を形成するために、ロール表面
に凹凸を生じ、めっき製品に疵を発生させることから、
これまでのロール材質の他に溶射によるサーメットやセ
ラミックスのコーテイングが提案されている。
【０００３】すなわち、特開昭５９−１５３８７５号公
報のように、ロール表面にＷ１０〜３０％，Ｎｉ１５％
以下のＣｏ基自溶合金を溶射し、合金皮膜を形成せしめ
た溶融亜鉛めっき浴中ロールや特開平１−２２５７６１
号公報のように、ロール表面にサーメットの被覆層を有
するロールとして、Ｃｏを５〜２８ｗｔ％混合してなる
ＷＣ−Ｃｏ系サーメット材料による気孔率が１．８％以
下の溶射被覆層をした溶融金属めっき浴用ロール、並び
に特開平３−９４９８４号公報のように、基材の表面層
を、Ｃｏ基合金と炭化物との混合粉末を用いる肉盛溶接
によって形成されるところの溶融Ｃｏ基合金マトリック
ス中に炭化物が分散した状態の複合肉盛溶着層にて形成
した耐溶融金属性にすぐれた複合肉盛溶着層被覆部材、
更には各種の酸化物系セラミックス等が知られている。
報のように、ロール表面にＷ１０〜３０％，Ｎｉ１５％
以下のＣｏ基自溶合金を溶射し、合金皮膜を形成せしめ
た溶融亜鉛めっき浴中ロールや特開平１−２２５７６１
号公報のように、ロール表面にサーメットの被覆層を有
するロールとして、Ｃｏを５〜２８ｗｔ％混合してなる
ＷＣ−Ｃｏ系サーメット材料による気孔率が１．８％以
下の溶射被覆層をした溶融金属めっき浴用ロール、並び
に特開平３−９４９８４号公報のように、基材の表面層
を、Ｃｏ基合金と炭化物との混合粉末を用いる肉盛溶接
によって形成されるところの溶融Ｃｏ基合金マトリック
ス中に炭化物が分散した状態の複合肉盛溶着層にて形成
した耐溶融金属性にすぐれた複合肉盛溶着層被覆部材、
更には各種の酸化物系セラミックス等が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来技術である特開昭５９−１５３８７５号公報のよ
うな自溶性合金の場合は固溶体を形成するＣｏ及びＮｉ
が溶出する。また、特開平１−２２５７６１号公報のよ
うなサーメット材料の接合材として添加しているＣｏ，
Ｎｉを含む高粘度の化合物を形成するＣｏあるいはＮｉ
濃度のある高いロール界面近傍ではゲル状になって、鋼
板に押し疵を付与したり、または化合物が鋼板に付着し
てめっき後の亜鉛が凝固した後、ロールにより疵が付与
されるという問題がある。
た従来技術である特開昭５９−１５３８７５号公報のよ
うな自溶性合金の場合は固溶体を形成するＣｏ及びＮｉ
が溶出する。また、特開平１−２２５７６１号公報のよ
うなサーメット材料の接合材として添加しているＣｏ，
Ｎｉを含む高粘度の化合物を形成するＣｏあるいはＮｉ
濃度のある高いロール界面近傍ではゲル状になって、鋼
板に押し疵を付与したり、または化合物が鋼板に付着し
てめっき後の亜鉛が凝固した後、ロールにより疵が付与
されるという問題がある。
【０００５】更には、特開平３−９４９８４号公報のよ
うな、Ｃｏ基合金と炭化物との混合粉末を用いる肉盛溶
接によって形成されるところの溶融Ｃｏ基合金マトリッ
クス中に炭化物が分散した状態の複合肉盛溶着層および
酸化物系セラミックスの場合、特にセラミックスの場合
には、セラミックスそのものに靱性がないために、ロー
ル母材との熱膨張差を起こして剥離や亀裂ないしは脱落
を生ずるという問題がある。
うな、Ｃｏ基合金と炭化物との混合粉末を用いる肉盛溶
接によって形成されるところの溶融Ｃｏ基合金マトリッ
クス中に炭化物が分散した状態の複合肉盛溶着層および
酸化物系セラミックスの場合、特にセラミックスの場合
には、セラミックスそのものに靱性がないために、ロー
ル母材との熱膨張差を起こして剥離や亀裂ないしは脱落
を生ずるという問題がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述した問題を解決する
ために、発明者らは鋭意研究を重ねた結果、亜鉛に対し
て反応性が極めて遅い窒化珪素皮膜を、しかも極めて簡
便な方法によって、ロール表面近傍のみ形成させること
によって、亜鉛等金属との反応性の低い、耐熱衝撃性、
機械的特性の優れた溶融亜鉛めっきロールを提供するこ
とにある。その発明の要旨とするところは、 （１）溶融亜鉛めっき浴中で鋼板を搬送または保持する
ために使用する溶融亜鉛めっき用ポットロールの表面に
Ｓｉ皮膜を形成させた後、高温、高圧下で窒素ガス雰囲
気の容器内で該窒素ガスをＳｉ皮膜界面に拡散させ、窒
化珪素を形成させてなる溶融亜鉛めっき用ポットロー
ル。
ために、発明者らは鋭意研究を重ねた結果、亜鉛に対し
て反応性が極めて遅い窒化珪素皮膜を、しかも極めて簡
便な方法によって、ロール表面近傍のみ形成させること
によって、亜鉛等金属との反応性の低い、耐熱衝撃性、
機械的特性の優れた溶融亜鉛めっきロールを提供するこ
とにある。その発明の要旨とするところは、 （１）溶融亜鉛めっき浴中で鋼板を搬送または保持する
ために使用する溶融亜鉛めっき用ポットロールの表面に
Ｓｉ皮膜を形成させた後、高温、高圧下で窒素ガス雰囲
気の容器内で該窒素ガスをＳｉ皮膜界面に拡散させ、窒
化珪素を形成させてなる溶融亜鉛めっき用ポットロー
ル。
【０００７】（２）溶融亜鉛めっき浴中で鋼板を搬送ま
たは保持するために使用する溶融亜鉛めっき用ポットロ
ールの表面にＳｉ皮膜を形成させた後、温度８００〜１
２００℃、圧力５００〜２０００ｋｇ／ｃｍ2 の窒素ガ
スの雰囲気下で、該窒素ガスをＳｉ皮膜界面に拡散させ
て窒化珪素を形成させたことを特徴とする溶融亜鉛めっ
き用ポットロールの製造方法にある。
たは保持するために使用する溶融亜鉛めっき用ポットロ
ールの表面にＳｉ皮膜を形成させた後、温度８００〜１
２００℃、圧力５００〜２０００ｋｇ／ｃｍ2 の窒素ガ
スの雰囲気下で、該窒素ガスをＳｉ皮膜界面に拡散させ
て窒化珪素を形成させたことを特徴とする溶融亜鉛めっ
き用ポットロールの製造方法にある。
【０００８】
【作用】以下本発明について図面に従って詳細に説明す
る。図１は本発明に係る溶融亜鉛めっき用ポットロール
の斜視図である。図１に示すように、溶融亜鉛めっき用
ロール２表面に窒化珪素を有する皮膜１を被覆した溶融
亜鉛めっき用ポットロールを示す。符号３はロール本体
の鏡板であり、４はロール本体の軸を示す。このような
構造のもとに、ロール本体の表面にＳｉ3 Ｎ4等の窒化
珪素を被覆するものであるが、窒化珪素は１７００℃で
昇華するために、従来においては、溶射法で皮膜を形成
することはむずかしく、窒化珪素の溶射粉の粒の周囲に
他の低融点材料をあらかじめ付着させておき、これを助
結材にして低温のフレームで溶射する方法が取られてい
るが、この方法では純度の高い窒化珪素を形成させるこ
とが出来ないことから、本発明においては、ロール表面
に金属Ｓｉ皮膜を減圧下にて溶射して形成させる。ま
た、皮膜形成に溶射法を用いるのは５０〜１００μｍの
皮膜を得る方法としては最も適しているからである。
る。図１は本発明に係る溶融亜鉛めっき用ポットロール
の斜視図である。図１に示すように、溶融亜鉛めっき用
ロール２表面に窒化珪素を有する皮膜１を被覆した溶融
亜鉛めっき用ポットロールを示す。符号３はロール本体
の鏡板であり、４はロール本体の軸を示す。このような
構造のもとに、ロール本体の表面にＳｉ3 Ｎ4等の窒化
珪素を被覆するものであるが、窒化珪素は１７００℃で
昇華するために、従来においては、溶射法で皮膜を形成
することはむずかしく、窒化珪素の溶射粉の粒の周囲に
他の低融点材料をあらかじめ付着させておき、これを助
結材にして低温のフレームで溶射する方法が取られてい
るが、この方法では純度の高い窒化珪素を形成させるこ
とが出来ないことから、本発明においては、ロール表面
に金属Ｓｉ皮膜を減圧下にて溶射して形成させる。ま
た、皮膜形成に溶射法を用いるのは５０〜１００μｍの
皮膜を得る方法としては最も適しているからである。
【０００９】そのようにして、ロール表面に金属Ｓｉ皮
膜を溶射して形成させる場合、金属Ｓｉの界面にごく薄
いＳｉＯ2 の皮膜を溶射中に形成する場合がある。その
場合には窒素の侵入を阻害することになるため、取り除
く必要がある。この金属表面にＳｉＯ2 の皮膜形成を防
ぐためには、減圧下でＳｉ溶射する必要がある。このよ
うにして、ロール表面に金属Ｓｉ皮膜を溶射して形成さ
せた後、高温、高圧力の窒素雰囲気炉で処理を行う。す
なわち、窒素雰囲気温度を８００〜１２００℃とする。
８００℃未満では窒素の拡散速度が極めて遅く、従って
限られた時間での浸透深さが極めて浅いためである。ま
た、上限温度を１２００℃としたのは、１２００℃を越
えるとロール母材のオーステナイト又はフェライト又は
マルテンサイト系の金属が軟化し、炉内で自重により変
形するためである。
膜を溶射して形成させる場合、金属Ｓｉの界面にごく薄
いＳｉＯ2 の皮膜を溶射中に形成する場合がある。その
場合には窒素の侵入を阻害することになるため、取り除
く必要がある。この金属表面にＳｉＯ2 の皮膜形成を防
ぐためには、減圧下でＳｉ溶射する必要がある。このよ
うにして、ロール表面に金属Ｓｉ皮膜を溶射して形成さ
せた後、高温、高圧力の窒素雰囲気炉で処理を行う。す
なわち、窒素雰囲気温度を８００〜１２００℃とする。
８００℃未満では窒素の拡散速度が極めて遅く、従って
限られた時間での浸透深さが極めて浅いためである。ま
た、上限温度を１２００℃としたのは、１２００℃を越
えるとロール母材のオーステナイト又はフェライト又は
マルテンサイト系の金属が軟化し、炉内で自重により変
形するためである。
【００１０】また、窒素圧力を５００〜２０００ｋｇ／
ｃｍ2 とした。５００ｋｇ／ｃｍ2未満では上述した温
度条件では窒素の侵入深さが浅く、また、２０００ｋｇ
／ｃｍ2 を越える温度にするためには炉の設備費がかさ
み不経済なためである。なお、雰囲気ガスとして窒素ガ
スを用いたのは、窒素がＳｉと反応して共有結合してＳ
ｉ3 Ｎ4 を構成するための必要元素であり、その反応は
下記の反応式によるものである。 ３Ｓｉ＋２Ｎ2 →Ｓｉ3 Ｎ4 図２は本発明に係るロール本体表面の皮膜状態を示す説
明図である。ロール本体２の表面にＳｉ溶射層５を形成
し、その表面にはＳｉ3 Ｎ4 層６を形成させるものであ
る。
ｃｍ2 とした。５００ｋｇ／ｃｍ2未満では上述した温
度条件では窒素の侵入深さが浅く、また、２０００ｋｇ
／ｃｍ2 を越える温度にするためには炉の設備費がかさ
み不経済なためである。なお、雰囲気ガスとして窒素ガ
スを用いたのは、窒素がＳｉと反応して共有結合してＳ
ｉ3 Ｎ4 を構成するための必要元素であり、その反応は
下記の反応式によるものである。 ３Ｓｉ＋２Ｎ2 →Ｓｉ3 Ｎ4 図２は本発明に係るロール本体表面の皮膜状態を示す説
明図である。ロール本体２の表面にＳｉ溶射層５を形成
し、その表面にはＳｉ3 Ｎ4 層６を形成させるものであ
る。
【００１１】
【実施例】溶融亜鉛めっき浴中で鋼板を搬送または保持
するために使用するロール本体表面にプラズマ溶接機に
て、１００μｍの皮膜厚みを有するＳｉを被覆した後、
溶射表面の極微量のＳｉＯ2 層を除去するため、ロール
表面にショットブラストを行い、ロール内の内気を排出
した後、ロールをＨＩＰ処理（熱間静水圧プレス法）容
器内に装入して、窒素に置換した後、温度１０００℃、
窒素圧力２０００ｋｇ／ｃｍ2 で８時間保定した。保定
後のロール部に取り付けたサンプルピースの界面分析し
た結果を図３に示す。図３はロール本体の表面からの距
離とＳｉ層及びＳｉ3 Ｎ4 層との関係を示す図である。
この図に示すようにロール本体表面から２０％の厚さの
箇所でＳｉとＳｉ3 Ｎ4 層が交叉され、その境界より両
者がそれぞれ多く、例えば２０％以下の面はＳｉ3 Ｎ4
が多く存在し、２０％以上の深さの部分はＳｉ層が多い
状態を示す。そして２０％以下の表面層の組成として
は、Ｓｉ3 Ｎ4 が１００％の層厚みが３μｍであり、５
０％以上の領域が５μｍであった。そのロールを連続的
に亜鉛浴中にて使用した結果、従来ロールの寿命は６０
日であってものが、本発明ロールの場合は１８０日、す
なわち３倍の寿命延長を図ることが出来、ロール取替え
の減少及び整備コストの削減を図ることが出来た。
するために使用するロール本体表面にプラズマ溶接機に
て、１００μｍの皮膜厚みを有するＳｉを被覆した後、
溶射表面の極微量のＳｉＯ2 層を除去するため、ロール
表面にショットブラストを行い、ロール内の内気を排出
した後、ロールをＨＩＰ処理（熱間静水圧プレス法）容
器内に装入して、窒素に置換した後、温度１０００℃、
窒素圧力２０００ｋｇ／ｃｍ2 で８時間保定した。保定
後のロール部に取り付けたサンプルピースの界面分析し
た結果を図３に示す。図３はロール本体の表面からの距
離とＳｉ層及びＳｉ3 Ｎ4 層との関係を示す図である。
この図に示すようにロール本体表面から２０％の厚さの
箇所でＳｉとＳｉ3 Ｎ4 層が交叉され、その境界より両
者がそれぞれ多く、例えば２０％以下の面はＳｉ3 Ｎ4
が多く存在し、２０％以上の深さの部分はＳｉ層が多い
状態を示す。そして２０％以下の表面層の組成として
は、Ｓｉ3 Ｎ4 が１００％の層厚みが３μｍであり、５
０％以上の領域が５μｍであった。そのロールを連続的
に亜鉛浴中にて使用した結果、従来ロールの寿命は６０
日であってものが、本発明ロールの場合は１８０日、す
なわち３倍の寿命延長を図ることが出来、ロール取替え
の減少及び整備コストの削減を図ることが出来た。
【００１２】
【発明の効果】以上述べたように、本発明による溶融亜
鉛めっきロールを使用することによって、従来ロールに
比較してロール寿命延長が図られることによるロール取
替周期の延長に伴うライン稼働率向上による生産性の向
上及び整備費の削減並びにロール取替えの危険作業の排
除等工業上極めて優れた効果を奏するものである。
鉛めっきロールを使用することによって、従来ロールに
比較してロール寿命延長が図られることによるロール取
替周期の延長に伴うライン稼働率向上による生産性の向
上及び整備費の削減並びにロール取替えの危険作業の排
除等工業上極めて優れた効果を奏するものである。
【図１】本発明に係る溶融亜鉛めっき用ポットロールの
斜視図、
斜視図、
【図２】本発明に係るロール本体表面の皮膜状態を示す
説明図、
説明図、
【図３】ロール本体の表面からの距離とＳｉ層及びＳｉ
3 Ｎ4 層との関係を示す図である。
3 Ｎ4 層との関係を示す図である。
１ 窒化珪素を有する皮膜 ２ 溶融亜鉛めっき用ロール ３ ロール本体の鏡板 ４ ロール本体の軸 ５ Ｓｉ溶射層 ６ Ｓｉ3 Ｎ4 層
Claims (2)
- 【請求項１】 溶融亜鉛めっき浴中で鋼板を搬送または
保持するために使用する溶融亜鉛めっき用ポットロール
の表面にＳｉ皮膜を形成させた後、高温、高圧下で窒素
ガス雰囲気の容器内で該窒素ガスをＳｉ皮膜界面に拡散
させ、窒化珪素を形成させてなる溶融亜鉛めっき用ポッ
トロール。 - 【請求項２】 溶融亜鉛めっき浴中で鋼板を搬送または
保持するために使用する溶融亜鉛めっき用ポットロール
の表面にＳｉ皮膜を形成させた後、温度８００〜１２０
０℃、圧力５００〜２０００ｋｇ／ｃｍ2 の窒素ガスの
雰囲気下で、該窒素ガスをＳｉ皮膜界面に拡散させて窒
化珪素を形成させたことを特徴とする溶融亜鉛めっき用
ポットロールの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31852593A JPH07173591A (ja) | 1993-12-17 | 1993-12-17 | 溶融亜鉛めっき用ポットロール及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31852593A JPH07173591A (ja) | 1993-12-17 | 1993-12-17 | 溶融亜鉛めっき用ポットロール及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07173591A true JPH07173591A (ja) | 1995-07-11 |
Family
ID=18100091
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31852593A Withdrawn JPH07173591A (ja) | 1993-12-17 | 1993-12-17 | 溶融亜鉛めっき用ポットロール及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07173591A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004148494A (ja) * | 2002-10-24 | 2004-05-27 | Hewlett-Packard Development Co Lp | 硬化ナノインプリントスタンプ |
-
1993
- 1993-12-17 JP JP31852593A patent/JPH07173591A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004148494A (ja) * | 2002-10-24 | 2004-05-27 | Hewlett-Packard Development Co Lp | 硬化ナノインプリントスタンプ |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010306 |