JPH07268594A

JPH07268594A - 溶融金属めっき浴浸漬部材とその製造方法

Info

Publication number: JPH07268594A
Application number: JP6283765A
Authority: JP
Inventors: Tomio Kondo; 富男近藤; Masashi Takaso; 正志高祖
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1994-02-10
Filing date: 1994-11-17
Publication date: 1995-10-17
Anticipated expiration: 2014-01-13
Also published as: JP2845144B2

Abstract

(57)【要約】【目的】溶融亜鉛めっき浴の浸漬部材 (シンクロー
ル、サポートロール) 表面への合金層、異物の付着を抑
制し、めっき品質を改善する。【構成】部材10の表面上に、Co、Ni、その合金の１種
以上を５〜30重量％含み、残部が炭化物から成るサーメ
ット皮膜からなる厚さ20〜200 μｍの第１溶射層12と、
安定化ジルコニアの粉末60〜90体積％と、ジルコニア30
〜60重量％、チタニア０〜30重量％、残部アルミナから
なる硬質セラミックの粉末10〜40体積％との混合粉末を
溶射して形成したセラミック皮膜からなる厚さ20〜200
μｍの第２溶射層14とを設け、さらに第２溶射層をB
₂O₃, P₂O₅, およびSiO₂の１種以上の酸化物からなるガ
ラス質封孔層16で封孔する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えばシンクロー
ル、サポートロール等の溶融金属めっき浴浸漬部材とそ
の製造方法、特に溶融亜鉛、溶融アルミニウム、溶融
錫、溶融亜鉛・アルミニウム合金等の溶融金属めっき浴
に対し、優れた耐侵食性と、耐異物付着性およびロール
整備性、ならびにすぐれた耐熱衝撃性を有する、溶融金
属めっき浴浸漬部材およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、耐食性、溶接性および塗装性に優
れた溶融金属めっき鋼板等の表面処理鋼板は、自動車、
土木、建築用あるいは家電用等に需要が急速に拡大して
いる。この表面処理鋼板の製造法としては、主として連
続溶融亜鉛めっき法、連続溶融アルミニウムめっき法等
の連続溶融金属めっき法が採用されている。

【０００３】連続溶融金属めっき法では、図１に示す通
り、連続炉において機械的性質を調整され、そして表面
を清浄、活性化された鋼帯１が、スナウト２を介して溶
融金属めっき槽３中に浸漬され、浴中のシンクロール４
によって進行方向が転換され、サポートロール５、６を
経由して溶融金属めっき槽３から引き上げられた後、ワ
イピングノズル７から気体を噴射して過剰のめっき液を
除去してめっき付着量が調整され、その後トップロール
８を経由して常温まで冷却される。

【０００４】かかる連続溶融金属めっき法において、溶
融金属めっき槽３の浴中に浸漬されるシンクロール４、
サポートロール５、６等の溶融金属めっき浴浸漬部材
は、溶融金属と直接接触し、また溶融金属が付着した高
温のめっき鋼帯１と接触する。このため、溶融金属めっ
き浴浸漬部材に要求される性質としては、次のような要
求特性が満足されることが要求される。

【０００５】溶融金属による侵食が発生し難いこと。めっき鋼帯との接触による摩耗が少ないこと。浴中に浮遊するFe−Zn合金であるドロス成分等が部材
表面に合金層として付着、生成し難いこと。一旦付着した溶融金属、あるいは合金層を剥離、除去
するロール整備が容易であるというロール整備性が優れ
ていること。めっき浴浸漬部材としての使用寿命が長く、低コスト
で、しかも高温の溶融金属中に浸漬した際の熱衝撃に良
く耐えること。

【０００６】このような要求に応えられるめっき浴浸漬
部材としては、表面にJIS H8303(1976) に規定されたCo
基自溶合金を溶射したロール、特公昭58−37386 号公報
に開示された10％以上のWCあるいはCrC 、TiC の１種ま
たは２種以上を含み、残部が熱間耐食性金属、その酸化
物あるいはこれらの２種以上および不可避的不純物から
なる0.1 〜2.4 mmの厚さの表面被覆層を有する部材、特
公平２−43819 号公報に開示された表面にZrO₂:20 〜60
重量％および残部Al₂O₃ からなるセラミック被覆層を施
した部材、特公平２−55502 号公報に開示のように表面
にサーメット被覆層を有する部材であって、その被覆層
がCo:5〜28％を含むWC−Co系サーメット材料による気孔
率が1.8 ％以下の溶射被覆層である部材、あるいは、実
開平３−63565 号公報に開示の酸化物または炭化物を主
成分とするセラミック溶射皮膜を形成した鋼鉄製ロール
の表面に化学的緻密化処理皮膜を形成したロール等、多
くの提案が行われている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにCo基自溶合金を溶射したロールおよび特公平２−43
819 号公報に開示の部材は、それ以前の表面無処理ロー
ルに比較すると、めっき浴浸漬部材として長寿命を有し
ているものの、２週間程度使用すると溶射皮膜中の皮膜
成分の一部が溶融めっき金属と反応して、部材表面に合
金層を生じたり、あるいは皮膜内に存在する微細間隙や
気孔に溶融金属が侵入することによって部材表面の皮膜
が局部的に剥離し、部材基材が露呈して溶融金属と反応
して合金層を形成し、その結果、ロール寿命の低下を招
いていた。

【０００８】さらに、健全な皮膜部であってもめっき浴
中に浮遊するFe−Zn合金であるドロス成分が表面に局部
的に付着・成長して、局部的に合金層を形成する結果、
周囲の健全部とめっき鋼帯に対するめっき特性が異な
り、めっき鋼帯に不均一模様を生じたり、付着生成物に
よる押し込み疵を生じるため、めっき鋼板の表面品質を
著しく低下させることとなる。

【０００９】また、特公昭58−37386 号公報に開示の部
材は、WC、CrC 、TiC などの炭化物を使用するため、め
っき金属に対する耐食性に優れているが、この炭化物の
みでは部材基材に対する密着性等の機械的強度に乏し
く、共存する金属成分の添加が不可欠となる。しかし添
加金属の種類によっては、めっき金属と冶金・拡散反応
を起こして浸食されることがある。

【００１０】金属酸化物や金属炭化物は、物性として溶
融めっき金属に対し耐食性を有するが、部材表面保護を
目的として溶射皮膜のような被覆層を形成して実用に供
するには、被覆層そのものが耐溶融亜鉛性を持つと同時
に、溶融めっき金属に対する環境遮断性を有し、部材を
溶融めっき金属から保護する必要がある。

【００１１】しかし、従来技術における溶融金属浸漬部
材は、皮膜成分に金属を含有するか、あるいは皮膜内に
溶融めっき金属が侵入するに十分な気孔が存在するた
め、皮膜構成化学成分の特性で耐溶融めっき金属性に優
れているとしても、その機能を十分に発揮できる状態に
ないのが実状である。

【００１２】さらに、耐溶融めっき金属性に優れている
特公平２−55502 号公報の部材においても、微少なドロ
ス成分の局部的な付着があって、これがめっき鋼帯に転
写され、例えば自動車外装用途に使われるような高度な
表面均一性を要求されるめっき鋼板の用途に対しては十
分ではない。

【００１３】さらに、実開平３−63565 号公報に開示の
部材は、部材表面の溶射皮膜上に化学的緻密化処理皮膜
を形成させることによって、特公昭58−37386 号公報、
特公平２−55502 号公報の部材よりも合金層付着性を改
善したものであるが、低アルミニウム％含有のZnめっき
浴においては、軽微な合金層付着を生じ、問題の完全解
決に至らないのが実態である。

【００１４】ここに、本発明の目的は、溶融金属めっき
浴中に浸漬した場合、特に溶融亜鉛めっき浴において、
めっき浴組成の如何に関わらず、部材表面への合金層、
異物の付着を抑制でき、しかも皮膜剥離等の耐熱衝撃性
に優れた溶融金属めっき浴浸漬部材とその製造方法を提
供することにある。

【００１５】さらに、本発明の別の目的は、仮に軽度の
合金層および異物の付着を生じたとしても、その付着異
物の除去が極めて容易で、且つ、耐酸洗性およびロール
整備性に優れ、併せて長寿命化によるコスト低減が可能
なめっき浴浸漬部材とその製造方法を提供することにあ
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記目的
を達成すべく鋭意試験研究を行った。その結果、それら
の目的を達成する手段として、サーメット皮膜と安定化
ジルコニア系硬質セラミック皮膜との組合せによる表面
被覆が特に優れた特性を発揮することを知り、本発明を
完成した。

【００１７】ここに、本発明によれば、鋼製ロールなど
の溶融金属めっき浴浸漬部材の表面に、(i) 例えば、高
速ガス炎溶射法、プラズマ溶射法等の溶射手段を用い
て、Co、Niおよびその合金の１種又は２種以上を５〜30
重量％含み、残部が炭化物 (例えば、WC, Cr₃C₂ 等のク
ロムカーバイド、TiC, ZrC, NbC, VC, TaC, Mo₂C, SiC,
HfC の１種または２種以上) から成るサーメット皮膜
を第１溶射層として20〜200 μm の厚みに溶射し; (ii)
この溶射皮膜の上に、同様の溶射法により、イットリ
ア、マグネシアおよびカルシアの少なくとも１種の添加
により安定化されたジルコニアの粉末60〜90体積％と、
ジルコニア30〜60重量％、チタニア０〜30重量％、残部
アルミナから成り、好ましくはチタニア／アルミナ重量
比が0.75以下である、硬質セラミックの粉末10〜40体積
％との混合粉末を溶射して、20〜200μm の厚みのセラ
ミック皮膜の第２溶射層を形成し; (iii) 第２溶射層で
ある上層のセラミック皮膜表面に存在する気孔やクラッ
クを封孔するために、焼成によりB₂O₃, P₂O₅, またはSi
O₂のガラスを形成しうる少なくとも１種の物質を含有す
る封孔液を第２溶射層に含浸させた後、焼成してB₂O₃,
P₂O₅, およびSiO₂の少なくとも１種の酸化物からなるガ
ラスを形成する封孔処理を行う。

【００１８】この封孔処理は、ほう酸またはりん酸の水
溶液、水ガラス、シリカゾル、アルキルシリケートのア
ルコール溶液などの水系またはアルコール系の封孔液を
塗布、噴霧などの方法で第２溶射層に含浸させた後、 2
00〜550 ℃の温度で焼成することにより実施できる。必
要であれば、封孔処理を複数回反復してもよい。

【００１９】

【作用】図２は、本発明の溶融金属めっき浴浸漬部材の
表面皮膜構造の概略説明図である。母地である浸漬部材
10の例は、シンクロール、サポートロールなどの鋼製ロ
ール、あるいはベアリングなどのロールの駆動もしくは
支持部材である。この浸漬部材10の材質は熱膨張率が第
１溶射層のそれにできるだけ近いものが好ましい。例え
ば、SUS 403(マルテンサイト系ステンレス鋼) である。
浸漬部材は、本発明に従って溶射により被覆する前に、
ショットブラストなどの慣用手段により表面を粗面化し
ておくことが好ましい。

【００２０】素地の浸漬部材10の表面には、第１溶射層
12である厚さ20〜200 μm 、好ましくは50〜150 μm の
サーメット皮膜が設けられる。第１溶射層の厚さが20μ
ｍ未満では目的が達成できず、一方200 μｍを超えて厚
すぎると剥離が生じるおそれがある。好ましくは50〜15
0 μｍである。

【００２１】この第１溶射層の上には、第２溶射層14で
ある、厚さ20〜200 μm 、好ましくは50〜150 μm のセ
ラミック皮膜が設けられる。第２溶射層も、厚さ20μｍ
未満では十分でなく、200 μｍ超では剥離などの問題が
生じるおそれがある。このセラミック皮膜の表面は封孔
処理がされており、これは便宜上、封孔処理層16として
図示する。

【００２２】溶射方法としては、プラズマ溶射、高速ガ
ス炎溶射、爆発溶射、アーク溶射等いずれの方法を採用
しても良い。第１溶射層のサーメット皮膜は、Co、Niお
よびその合金 (例、Ni−Cr合金) から選ばれた１種又は
２種以上の金属成分を５〜30重量％、好ましくは10〜20
重量％含み、残部が炭化物、好ましくはWC, Cr₃C₂, Ti
C, ZrC, NbC, VC, TaC, Mo₂C,SiC, HfC の１種または２
種以上から成る。金属成分が上記範囲を外れると５重量
％未満では剥離しやすく、30重量％を超えるとめっき金
属に対する耐食性が劣化する。炭化物はめっき金属に対
する耐食性のために配合するが、炭化物としては、特に
WCが好ましい。

【００２３】第２溶射層のセラミック皮膜は、イットリ
ア、マグネシアおよびカルシアの少なくとも１種、好ま
しくはイットリアの添加により安定化されたジルコニア
の粉末60〜90体積％、好ましくは70〜80体積％と、30〜
60重量％、好ましくは40〜50重量％のジルコニアと、場
合によりチタニア30重量％以下、好ましくは20重量％以
下とを含み、残部アルミナから成る硬質セラミック粉末
10〜40体積％、好ましくは20〜30体積％との混合粉末を
溶射して形成される。すなわち、第２溶射層の溶射に用
いる混合粉末の組成は次の通りである。カッコ内は好適
割合である。

【００２４】I. 安定化ジルコニアの粉末 60〜90体積
％ (70〜80体積％) II. 〜からなる硬質セラミック粉末 10〜40体積％
(20〜30体積％) ジルコニア 30〜60重量％ (40〜50重量％）チタニア０〜30重量％ (０〜20重量％) 残部アルミナジルコニア粉末への安定化元素であるイットリア、マグ
ネシアおよび／またはカルシアの添加量は、通常配合さ
れる程度であれば特に制限なく、例えばジルコニアとの
合計に対し、総計で５〜20重量％程度で十分である。

【００２５】硬質セラミック粉末中のジルコニアは60重
量％を超えると硬さが不足となり、30重量％より少ない
と剥離しやすくなることがある。一方、所望により加え
られるチタニアの含有量が30％を超えると剥離しやすく
なる。好ましくはジルコニア40〜50重量％、チタニア０
〜20重量％である。

【００２６】また、第２溶射層の出発混合粉末における
硬質セラミック粉末の配合量が10〜40体積％の範囲を外
れる（従って、安定化元素を含むジルコニアの粉末が60
〜90体積％の範囲を外れる）と、所期の効果が十分発揮
されない。

【００２７】本発明において、第１溶射層にサーメット
系の皮膜を採用したのは、第２溶射層のセラミック皮膜
は現在の溶射技術では比較的皮膜内に気孔が多く、時と
して貫通欠陥のような皮膜欠陥を発生させ、皮膜剥離、
合金層付着のようなトラブルを発生させる可能性がある
のに対し、サーメット皮膜の場合、現在の溶射技術にお
いても、既に気孔等が比較的少なく緻密な皮膜を得られ
るからであり、それによりトラブル時のロール母材の保
護を行う。

【００２８】さらに、第２溶射層にセラミック皮膜を採
用したのは、セラミックは、溶融金属との濡れ性が低
く、溶融金属やドロス成分との反応性を示さないため、
合金層等の異物付着抑制に優れていることによる。特に
本発明のジルコニア系セラミック溶射皮膜は、溶融金属
めっき浴浸漬部材として、溶融めっき金属との低濡れ
性、耐侵食性、耐摩耗性、耐熱衝撃性、耐異物付着性に
優れている。

【００２９】また、第２溶射層の表面に封孔処理を施し
たのは、上述のようにセラミック溶射皮膜は溶融めっき
金属との濡れ性が劣るという長所を有する反面、現在の
溶射技術ではその溶射皮膜内に微小の気孔やクラックを
生じ易く、この部分に溶融めっき金属が侵入し、皮膜破
壊に至るという問題を有しているので、封孔によりかか
る問題を解消するためである。

【００３０】封孔処理は、B₂O₃, P₂O₅, またはSiO₂の供
給源となる少なくとも１種の化合物(封孔剤) を含有す
る封孔液を第２溶射層のセラミック皮膜に含浸させて、
封孔液をセラミック皮膜の表面に開口した気孔やクラッ
クに浸透させた後、焼成して封孔剤を脱水、縮合、重合
および／または溶融を経てガラス化することにより行
う。従って、封孔処理後にB₂O₃, P₂O₅, およびSiO₂の少
なくとも１種の酸化物系のガラス質封孔層が形成され
る。これらのガラス質封孔層は、耐酸性を有し、めっき
金属との濡れ性が比較的低いという特徴を有する。

【００３１】セラミック皮膜内 (すなわち、その気孔や
クラック内) に存在するガラスの体積比は、その皮膜の
気孔率によって適宜決定される。本発明の場合、好まし
くは、セラミック皮膜内に存在するガラス質は 0.5〜５
体積％である。ガラス質封孔層の厚みは特に制限されな
いが、通常は 0.5〜10μｍと非常に薄い。

【００３２】本発明に使用する封孔剤の例としては、焼
成によりSiO₂、P₂O₅、またはB₂O₃系ガラスを形成できる
ものであれば特定のものに制限されない。封孔剤は、セ
ラミック皮膜表面の微細な気孔、クラックに容易に浸透
可能なように、溶液またはコロイド溶液 (ゾル) 状の封
孔液として使用する。使用可能な封孔液の例としては、
シリカをベースとしたゾル (シリカゾル) 、ほう酸水溶
液、りん酸水溶液、水ガラス、アルキルシリケートもし
くはその部分加水分解物のアルコール溶液等が挙げられ
る。

【００３３】りん酸水溶液またはほう酸水溶液は、気孔
やクラックの中に含浸させた後、加熱すると、溶媒であ
る水が蒸発して、気孔等の中にりん酸またはほう酸の固
形物が残る。さらに温度を上げてやると、ガラス化し
て、P₂O₅またはB₂O₃からなるガラスが生成する。このガ
ラスは、溶融金属めっき浴浸漬部材としての使用条件下
では溶射皮膜内の気孔やクラック中でも安定して存在す
る。一方、SiO₂の供給源を含む封孔液としては、シリカ
ゾル、水ガラス、アルキルシリケートもしくはその部分
加水分解物のアルコール溶液が例示される。

【００３４】シリカゾルとは、シリカ (SiO₂) のコロイ
ド粒子を水またはアルコール系の分散媒に分散させたも
のであり、コロイド粒子は非常に小さい(0.005〜0.3 μ
m)ので、液体とともに溶射皮膜表面の数μm 程度の気孔
やクラックの中にも入り込むことができる。その後、焼
成して液体を気化、蒸発させると、コロイド粒子の凝集
体が残ってガラス化し、ガラス化したSiO₂が気孔やクラ
ックを塞ぐ。

【００３５】水ガラスは、二酸化珪素とアルカリとを融
解して得られる珪酸アルカリ塩を水に溶解したもので、
主に、アルカリにNa₂Oを用いる珪酸ソーダである。気孔
やクラック中に含浸させた後、加熱して水分を除去する
と、耐火性でガラス状のNa₂O・n-SiO₂が残る。

【００３６】アルキルシリケートとしては、下記の一般
式(1) で示されるテトラアルコキシシランおよび一般式
(2) で示されるトリアルコキシシランが例示できるが、
これらに限定されるものではない。これらのアルキルシ
リケートは、その部分加水分解物の状態でも使用でき
る。

【００３７】Si(OR¹)₄ ・・・・・ (1) R²Si(OR³)₃ ・・・・・ (2) ここで、R¹：炭素数１〜４のアルキル基 R²：炭素数１〜６の炭化水素基 R³：炭素数１〜４のアルキル基アルキルシリケートは１種もしくは２種以上を使用でき
る。好ましいアルキルシリケートは、テトラアルコキ
シシランまたはその部分加水分解物、テトラアルコキ
シシランとトリアルコキシシランとの共部分加水分解
物、およびテトラアルコキシシランの部分加水分解物
とトリアルコキシシランの部分加水分解物との混合物で
ある。アルキルシリケートまたはその部分加水分解物は
アルコール(例、エタノール) 溶液の形で使用すること
ができる。この溶液には、水または加水分解触媒 (例、
塩酸などの酸) を少量添加してもよい。

【００３８】第２溶射層表面の気孔やクラックにこのア
ルキルシリケートを含浸させた後、加熱して水や加水分
解により生じたアルコールを除去すると、シロキサン結
合からなるゲルが生成し、焼成により最終的にガラス化
させると、SiO₂ガラスによる緻密な封孔処理ができる。

【００３９】なお、封孔液は上記のものに限られるわけ
ではなく、これら以外の溶液またはゾルでも、含浸・加
熱硬化させた後で耐酸性のある酸化物が気孔やクラック
を封孔するものであればよい。また、封孔液は、溶射皮
膜表面の微細な気孔やクラックに十分に含浸させるた
め、必要に応じて水やアルコール等の溶媒を加えて粘度
や表面張力を調整することができる。

【００４０】封孔液を第２溶射皮膜表面の気孔やクラッ
クに含浸させる手段としては、ドブ漬け、スプレーによ
る塗布、ハケ塗り等が考えられる。含浸を促進させるた
めに、含浸前に部材を排気してもよい。封孔液を含浸さ
せた後は、気孔やクラック中に残存している封孔剤の溶
媒（水、アルコール等）を蒸発させ、封孔剤を分解させ
てガラス化させるために、必要により自然乾燥した後、
加熱して乾燥・焼成処理を行う。この時、注意すべき点
は、溶媒の急激な蒸発を避けるため、比較的ゆっくりと
昇温するのが望ましい。加熱温度は封孔剤やその溶媒の
種類により異なるが 200から550 ℃であり、保持時間は
0.5〜数時間である。

【００４１】本発明では、溶射皮膜構造を２層で形成さ
せ、第１溶射層に比較的気孔やクラック等を生じにく
く、耐食性に優れたサーメット皮膜を配し、第２溶射層
のセラミック溶射皮膜が万一破壊されても、ロール母材
が侵食を受けることがないよう配慮した。

【００４２】第２溶射層には、溶融めっき金属との濡れ
性が低く、かつ耐熱衝撃性、溶融めっき金属に対する環
境遮断性に優れた酸化物セラミック皮膜を配することに
より、めっき浴浸漬部材として使用した場合に、該部材
を溶融めっき浴より保護すると共に、優れた異物付着防
止性を有するように機能させたものである。

【００４３】さらに、上層の溶射皮膜の表面に封孔層を
設け、溶射皮膜中に存在する気孔やクラックを塞ぐ。そ
の時の封孔剤として、セラミック溶射皮膜と同様めっき
金属との濡れ性が低く、しかも耐酸性も併せ持ったガラ
スを形成できる材料を選択することにより、溶融めっき
金属浴内における耐異物付着性を向上させ、かつ、めっ
き浴より引上げ後の浸漬部材に優れた整備性 (酸洗によ
り容易に付着金属を除去できる) をも兼ね備えることが
可能となった。

【００４４】その結果、溶融金属めっき浴内におけるめ
っき浴浸漬部材として、合金層等の異物付着を防止でき
るため、めっき浴浸漬部材に起因する、めっき鋼帯の表
面欠陥の発生を完全に防止できることになる。さらに、
めっき浴より引上げ後の該めっき浴浸漬部材の整備につ
いても、酸洗という極めて容易な手段で付着金属を完全
に除去でき、寿命の延長、保有数量の減少等を図れるメ
リットをも有するものである。

【００４５】

【実施例】本発明の実施例を以下に示す。％は特に指定
しない限り、重量％である。図１に示す連続溶融亜鉛め
っきラインのシンクロール４およびサポートロール５、
６について、ロール表面をショットブラストを用いて粗
面化処理した後、高速ガス炎溶射法を用いて、第１溶射
層にWC系の炭化物を含有させたサーメット皮膜 [WC−20
%(Ni-50%Cr)]を約50μm の厚みに溶射した。次に第２溶
射層にジルコニア系のセラミック皮膜 [75vol% (ZrO₂+8
%Y₂O₃) + 25vol% (ZrO₂+55%Al₂O₃)]をプラズマ溶射法を
用いて約 100μm の厚みに溶射した。ロール母材はSUS
403 であった。

【００４６】さらに第２溶射層のセラミック皮膜の封孔
処理として、SiO₂、P₂O₅およびB₂O₃の供給源の１種また
は２種以上を含有する封孔液を塗布し、500 ℃の温度で
１時間焼成し、塗布封孔剤の加熱硬化処理を行った。な
お、SiO₂供給源はテトラエトキシシラン (＝エチルシリ
ケート) であり、そのエタノール溶液を封孔液として使
用した。P₂O₅およびB₂O₃の供給源は、それぞれりん酸お
よびほう酸水溶液であった。

【００４７】上記の表面処理を施したロールを、連続溶
融亜鉛めっきラインのめっき浴に延べ１カ月に渡って使
用する浸漬試験を行った。その試験条件として、例えば
WC−12％Co溶射皮膜と対応できるような溶融めっき条件
を設定した。

【００４８】その結果を表１に示す。比較材および従来
材のWC−12％Co溶射ロールでは合金層の付着・巻き付き
が発生したにもかかわらず、本発明材については、合金
層等の異物付着は皆無であった。

【００４９】また、溶融亜鉛めっき浴から引き上げた
後、ロール表面の付着亜鉛を酸洗によって除去し、皮膜
観察を実施したが、本発明材について皮膜剥離や皮膜摩
耗等の減少は認められず、長期使用後においても健全な
皮膜を保持していたばかりでなく、従来溶射ロールには
行われることのなかった酸洗のようなロール整備法にお
いても十分な耐酸洗性を有していることが判明した。こ
のことは、ロール軸受けを含めて、めっき浴浸漬部材の
メンテナンス精度の向上が容易となることを意味してお
り、かかるロール整備性の改善により、従来亜鉛付着に
より十分に点検できなかっためっき浴浸漬部材を、常に
健全な姿で管理できることとなる。次に、本発明におけ
る皮膜構成を表２の通り変更し、それぞれについて上述
と同様な浸漬試験を行った。結果も表２に示す。

【００５０】

【表１】

【００５１】

【表２】

【００５２】第２層：Ａ材＝[ZrO₂+7%CaO] 75vol% + [Z
rO₂+55%Al₂O₃] 25vol% Ｂ材＝[ZrO₂+8%MgO] 75vol% + [ZrO₂+20%TiO₂+35%Al
₂O₃] 25vol% ◎ : 合金層付着皆無

【００５３】

【発明の効果】以上述べた通り、本発明の溶射皮膜およ
び封孔処理を施した溶融金属めっき浴浸漬部材は、浸漬
部材表面への合金層等の異物付着が防止でき、例えば自
動車用外装鋼板のような高品質のめっき鋼板の製造が可
能となる。

【００５４】また、浸漬部材の表面を清浄な状態に維持
できるため、異物付着による鋼板の格落ち発生を防止で
き、歩留り向上が図れ、かつ皮膜剥離等の熱衝撃性にも
優れるため浸漬部材の長寿命化が図れる。

【００５５】さらに、合金層等の異物付着防止性に優
れ、且つ耐酸性にも優れるため、めっき浴より引上げ後
の部材の整備性が極めて容易であると共に部材予備保有
数も最小限で済むというメリットも持ち合わせている。
そして、溶融金属めっき浴内での合金層等の異物付着が
防止できるため、スケジュールのチャンスフリー化をも
達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】連続溶融金属めっきラインの概要を示す模式図
である。

【図２】本発明にかかる溶融金属めっき浴浸漬部材の表
面皮膜構造の説明図である。

【符号の説明】

１：鋼帯２：スナウト３：溶融めっき金属槽４：シンクロ
ール５、６：サポートロール７：ワイピン
グノズル８：トップロール 10：部材 12：第１溶射層 14：第２溶射
層 16：封孔層 18：気孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶融金属めっき浴浸漬部材であって、 (i) その表面に設けた、Co、Niおよびその合金の１種ま
たは２種以上を５〜30重量％含み、残部がWC, Cr₃C₂, T
iC, ZrC, NbC, VC, TaC, Mo₂C, SiC, およびHfCよりな
る群から選んだ１種または２種以上の炭化物からなるサ
ーメット皮膜である、厚さ20〜200 μｍの第１溶射層
と; (ii)該第１溶射層の上層として設けた、イットリア、マ
グネシアおよびカルシアの少なくとも１種の添加により
安定化されたジルコニアの粉末60〜90体積％と、ジルコ
ニア30〜60重量％、チタニア０〜30重量％、残部アルミ
ナから成る硬質セラミックの粉末10〜40体積％との混合
粉末を溶射して得たセラミック皮膜であって、厚さ20〜
200 μｍの第２溶射層と; (iii) 該第２溶射層表面を封孔する、B₂O₃, P₂O₅, およ
びSiO₂の少なくとも１種の酸化物からなるガラス質封孔
層とを備えていることを特徴とする、溶融金属めっき浴
浸漬部材。
【請求項２】 (i) 溶融金属めっき浴浸漬部材の表面
に、Co、Niおよびその合金の１種または２種以上を５〜
30重量％含み、残部が WC, Cr₃C₂, TiC, ZrC,NbC, VC,
TaC, Mo₂C, SiC およびHfC よりなる群から選んだ１種
または２種以上の炭化物からなる粉末を溶射して、第１
溶射層として厚さ20〜200 μｍのサーメット皮膜を形成
する工程と; (ii)第１溶射層の上層に、イットリア、マグネシアおよ
びカルシアの少なくとも１種の添加により安定化された
ジルコニアの粉末60〜90体積％と、ジルコニア30〜60重
量％、チタニア０〜30重量％、残部アルミナから成る硬
質セラミックの粉末10〜40体積％との混合粉末を溶射し
て、第２溶射層として厚さ20〜200 μｍのセラミック皮
膜を形成する工程と; (iii) 第２溶射層のセラミック皮膜の表面に、焼成によ
りB₂O₃, P₂O₅またはSiO₂を形成する少なくとも１種の物
質を含有する封孔液を含浸させ、 200〜550 ℃の温度で
焼成してB₂O₃, P₂O₅およびSiO₂の少なくとも１種の酸化
物からなるガラスを形成する封孔処理を１回または複数
回行う工程と、を含むことを特徴とする、溶融金属めっ
き用浸漬部材の製造方法。