JPH07300642A

JPH07300642A - 被覆用材料及びこの材料が被覆された金属浴浸漬用部材

Info

Publication number: JPH07300642A
Application number: JP11018594A
Authority: JP
Inventors: Koji Uda; 厚司右田; Takaaki Iwamoto; 隆明岩本; Tatsuo Shimatani; 竜男島谷
Original assignee: OSAKA WELDING KOGYO KK; Sumitomo Metal Mining Co Ltd; Nippon Steel Hardfacing Corp
Current assignee: OSAKA WELDING KOGYO KK; Sumitomo Metal Mining Co Ltd; Nippon Steel Hardfacing Corp
Priority date: 1994-04-27
Filing date: 1994-04-27
Publication date: 1995-11-14

Abstract

(57)【要約】【目的】少なくともこれまでに実用化されてきたＣｏ
基自溶合金の被覆層と同程度の耐摩耗性を有し、かつ、
前記のＣｏ基自溶合金被覆層やステライト被覆層では得
られなかった溶融金属腐食耐性の高い表面被覆層を形成
することのできる被覆用材料と、この被覆用材料を用い
て製造される金属浴浸漬用部材とを提供する。【構成】重量％にて、Ｃが０．３〜１．５％であり、
Ｓｉが１．５〜３．５％であり、Ｃｒが２．０〜２４．
０％であり、Ｍｏが１０．０〜４５．０％であり、Ｗが
３．０〜７．０％であり、Ｂが２．５〜４．５％であ
り、Ｎｉが１．０〜４．０％であり、Ｍｎが０．１〜
０．５％であり、Ｃｕが０．３〜１．２％であり、Ｆｅ
が０．１〜２．０％であり、残部がＣｏ及び不可避的不
純物である組成物からなる被覆用材料。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、連続溶融金属めっき処
理工程にて使用されるシンクロール、サポートロール及
びそれらの軸受け部品等で代表される金属浴浸漬用部材
を製造する場合に、上記部材の表面を被覆して金属浴中
に浸漬された部材が浸蝕されるのを防止する被覆用材料
と、前記被覆用材料が被覆された金属浴浸漬用部材に関
する。

【０００２】

【従来の技術】自動車、家電製品、屋外構造物等に利用
されている鋼板は、一般に表面処理鋼板が主流を占めて
おり、その大部分は溶融亜鉛連続めっきや溶融アルミニ
ウム連続めっき等の溶融金属連続めっきにより製造され
ている。

【０００３】これらの場合、浴槽中を連続的に通過する
鋼板を支持し、案内し、さらには、鋼板の表面に加工さ
れるめっき厚さの均一度を保持する等の目的をもって、
シンクロール、サポートロール、これらのロールの回転
軸を支持する軸受け部品等が溶融金属を貯えている溶融
金属浴槽中に常時浸漬され、非常に過酷な条件下にて配
備されている。

【０００４】シンクロール、サポートロール、ロールの
回転軸を支持する軸受け部品等のこれらの部材は、従来
から、その耐食性と耐摩耗性とを観点として、ステンレ
ス鋼や高Ｃｒ鋼を用いて製造されていた。

【０００５】しかしながら、そのいづれもが、１週間以
内程のごく短時間で溶融金属と反応して、表面を腐食さ
れ、磨耗損失も高い状態を示していた。

【０００６】さらに、前記のシンクロールを例にとって
見ると、表面が浸蝕をうけたシンクロールの表面には、
通常肌荒れと呼称されている多くの凹凸模様が発生す
る。

【０００７】この凹凸模様が発生したシンクロール表面
に接して搬送された鋼板の表面には、シンクロールの表
面に発生した凹凸模様が転写されて押疵を構成される様
になって商品価値を低下させ、さらには、これを避けて
出荷する場合の製品歩留まりを低下させていた。

【０００８】また、前記の軸受け部品についても、これ
らの部品の磨耗や腐食の量が所定量を上回るようになる
と、金属浴中を通過する鋼板やロール自体にも振動を与
える様になり、ロールの回転不良を引き起こすと共に、
走行する鋼板の不安定化等も引き起こしていた。

【０００９】そこで、従来より、これらの溶融金属浴中
にて作動する部材については、溶融金属に対する耐食性
（以下、「溶融金属腐食耐性」という）や耐摩耗性を付
加させた部材を得るため、ＳＵＳ３１６Ｌステンレス鋼
の表面に溶射被覆層や肉盛り溶接層を施工する等、特定
の被覆材料で表面を被覆した部材を作製してその目的を
果たしていた。

【００１０】この場合に用いられる部材表面の被覆層形
成用の材料例としては、溶射被覆層形成の場合にはＪＩ
ＳＨ８３０３により規定された市販のＣｏ基自溶合
金が、さらに、プラズマ粉体肉盛り溶接層形成の場合に
はＣｏ合金のステライトが挙げられる。

【００１１】しかしながら、前記のＣｏ基自溶合金やス
テライト等の組成範囲の被覆材料では、溶融金属腐食耐
性や耐摩耗性に優れた緻密な組織構造をもった被覆層を
形成させることは不可能である。

【００１２】従って、通常の操業条件下にては溶融金属
浴中にて使用される部材の耐用期間は２週間程度でしか
なく、短期間の操業毎にめっき工程の稼働を停止して、
損耗部材の補修交換を行っているが、このことが装置の
回転率を低いものとし、結果的に表面処理鋼板の生産性
を著しく低下させる要因ともなっている。

【００１３】これらの問題を解決するための方法とし
て、特開平５−１６３５５９号公報にＷ、又はＭｏ、又
はＷ−Ｍｏ合金からなる部材、さらには、重量％で、
Ｗ、又はＭｏ、又はＷ−Ｍｏ合金が１５．０〜５０．０
％であって、残部がＦｅ又はＣｏからなる部材等が開示
されている。また、特開平１−１０８３３５号公報にＣ
ｏ、Ｆｅ又はＣｕを基として、Ｂ、Ｓｉ、Ｍｏ、Ｎｉ、
Ｃｒを配合した耐食性の浸漬部材が開示されている。

【００１４】しかしながら、これらの部材の利用によっ
て溶融金属浴による腐食に対する性質に向上が認められ
たものの、耐摩耗性に関しては満足する結果が得られず
結果として充分な成果は得られていない。これに関し、
特開平１−１０８３３４号公報では、特開平１−１０８
３３５号公報の浸漬部材に対しＷを添加している。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる問題
点に鑑み、少なくともこれまでに実用化されてきたＣｏ
基自溶合金の被覆層と同程度の耐摩耗性を有し、かつ、
前記のＣｏ基自溶合金被覆層やステライト被覆層では得
られなかった溶融金属腐食耐性の高い表面被覆層を形成
することのできる被覆用材料と、この被覆用材料を用い
て製造される金属浴浸漬用部材とを前記先行技術とは異
なる技術的思想で提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記の課
題を解決するべく、Ｃｏ基自溶合金の被覆層とＦｅ基自
溶合金の被覆層とを対象に鋭意研究開発を重ねた結果、
溶融金属腐食耐性や耐磨耗性を高めるためには、自溶合
金の溶射被覆層を再溶融処理する際にＣｏ若しくはＦｅ
を主体とする素地（マトリックス）中に形成されるＭｏ
−Ｃｒ−Ｗ−Ｃｏ系又はＭｏ−Ｃｒ−Ｗ−Ｆｅ系の複硼
化物、或いはＭｏ−Ｃｒ−Ｃｏ系又はＭｏ−Ｃｒ−Ｆｅ
系の複硼化物が有効であることと、さらに、これらの複
硼化物を緻密にして適量、しかも均一に素地中に分散さ
せて形成させるためには、同族元素であるＭｏ、Ｃｒ及
びＷに最適添加範囲の存在することを見出だした。

【００１７】その結果、従来のＣｏ基自溶合金やステラ
イトの被覆処理によっては得られない高い溶融金属腐食
耐性と耐摩耗性とを具備した被覆用材料と、この被覆用
材料を用いて被覆処理した金属浴浸漬用部材を発明する
に至った。

【００１８】以下に本発明の詳細を記述する。

【００１９】すなわち、本発明は、重量％にて、Ｃが
０．３〜１．５％であり、Ｓｉが１．５〜３．５％であ
り、Ｃｒが２．０〜２４．０％であり、Ｍｏが１０．０
〜４５．０％であり、Ｗが３．０〜７．０％であり、Ｂ
が２．５〜４．５％であり、Ｎｉが１．０〜４．０％で
あり、Ｍｎが０．１〜０．５％であり、Ｃｕが０．３〜
１．２％であり、Ｆｅが０．１〜２．０％であり、残部
がＣｏ及び不可避的不純物である被覆用材料である。

【００２０】また、重量％にて、Ｃが０．３〜１．５％
であり、Ｓｉが１．５〜３．５％であり、Ｃｒが２．０
〜２４．０％であり、Ｍｏが１０．０〜４５．０％であ
り、Ｗが３．０〜７．０％であり、Ｂが２．５〜４．５
％であり、Ｎｉが１．０〜４．０％であり、Ｍｎが０．
１〜０．５％であり、Ｃｕが０．３〜１．２％であり、
Ｆｅが０．１〜２．０％であり、残部がＣｏ及び不可避
的不純物である粉末組成物からなり、粒度が１２０〜３
５０メッシュに分級され、溶射被覆層を形成する際に使
用される被覆用材料である。

【００２１】さらに、重量％にて、Ｃが０．３〜１．５
％であり、Ｓｉが１．５〜３．５％であり、Ｃｒが２．
０〜２４．０％であり、Ｍｏが１０．０〜４５．０％で
あり、Ｗが３．０〜７．０％であり、Ｂが２．５〜４．
５％であり、Ｎｉが１．０〜４．０％であり、Ｍｎが
０．１〜０．５％であり、Ｃｕが０．３〜１．２％であ
り、Ｆｅが０．１〜２．０％であり、残部がＣｏ及び不
可避的不純物である組成物によって表面が被覆されてい
る金属浴浸漬用部材である。

【００２２】一方、重量％にて、Ｃが０．３〜１．５％
であり、Ｓｉが１．５〜３．５％であり、Ｃｒが２．０
〜２４．０％であり、Ｍｏが１０．０〜４５．０％であ
り、Ｗが３．０〜７．０％であり、Ｂが２．５〜４．５
％であり、Ｎｉが１．０〜４．０％であり、Ｍｎが０．
１〜０．５％であり、Ｃｕが０．３〜１．２％であり、
Ｆｅが０．１〜２．０％であり、残部がＣｏ及び不可避
的不純物である組成物であり、かつ、ＣｒとＭｏとＷと
の合計が３８．０〜５３．０％である被覆用材料が好ま
しい。

【００２３】また、重量％にて、Ｃが０．３〜１．５％
であり、Ｓｉが１．５〜３．５％であり、Ｃｒが２．０
〜２４．０％であり、Ｍｏが１０．０〜４５．０％であ
り、Ｗが３．０〜７．０％であり、Ｂが２．５〜４．５
％であり、Ｎｉが１．０〜４．０％であり、Ｍｎが０．
１〜０．５％であり、Ｃｕが０．３〜１．２％であり、
Ｆｅが０．１〜２．０％であり、残部がＣｏ及び不可避
的不純物である粉末組成物であり、かつ、ＣｒとＭｏと
Ｗとの合計が３８．０〜５３．０％であり、粒度が１２
０〜３５０メッシュに分級され、溶射被覆層を形成する
際に使用される被覆用材料が好ましい。

【００２４】その上、重量％にて、Ｃが０．３〜１．５
％であり、Ｓｉが１．５〜３．５％であり、Ｃｒが２．
０〜２４．０％であり、Ｍｏが１０．０〜４５．０％で
あり、Ｗが３．０〜７．０％であり、Ｂが２．５〜４．
５％であり、Ｎｉが１．０〜４．０％であり、Ｍｎが
０．１〜０．５％であり、Ｃｕが０．３〜１．２％であ
り、Ｆｅが０．１〜２．０％であり、残部がＣｏ及び不
可避的不純物であり、かつ、ＣｒとＭｏとＷとの合計が
３８．０〜５３．０％である組成物によって表面が被覆
されている金属浴浸漬用部材が好ましい。

【００２５】さらに、重量％にて、Ｃが０．３〜１．５
％であり、Ｓｉが１．５〜３．５％であり、Ｃｒが２．
０〜２４．０％であり、Ｍｏが１０．０〜４５．０％で
あり、Ｗが３．０〜７．０％であり、Ｂが２．５〜４．
５％であり、Ｎｉが１．０〜４．０％であり、Ｍｎが
０．１〜０．５％であり、Ｃｕが０．３〜１．２％であ
り、残部がＦｅ及び不可避的不純物である組成物であ
り、かつ、ＣｒとＭｏとＷとの合計が３８．０〜５３．
０％である被覆用材料も好ましい。

【００２６】そして、重量％にて、Ｃが０．３〜１．５
％であり、Ｓｉが１．５〜３．５％であり、Ｃｒが２．
０〜２４．０％であり、Ｍｏが１０．０〜４５．０％で
あり、Ｗが３．０〜７．０％であり、Ｂが２．５〜４．
５％であり、Ｎｉが１．０〜４．０％であり、Ｍｎが
０．１〜０．５％であり、Ｃｕが０．３〜１．２％であ
り、残部がＦｅ及び不可避的不純物である粉末組成物で
あり、かつ、ＣｒとＭｏとＷとの合計が３８．０〜５
３．０％であり、粒度が１２０〜３５０メッシュに分級
され、溶射被覆層を形成する際に使用される被覆用材料
も好ましい。

【００２７】その上、重量％にて、Ｃが０．３〜１．５
％であり、Ｓｉが１．５〜３．５％であり、Ｃｒが２．
０〜２４．０％であり、Ｍｏが１０．０〜４５．０％で
あり、Ｗが３．０〜７．０％であり、Ｂが２．５〜４．
５％であり、Ｎｉが１．０〜４．０％であり、Ｍｎが
０．１〜０．５％であり、Ｃｕが０．３〜１．２％であ
り、残部がＦｅ及び不可避的不純物であり、かつ、Ｃｒ
とＭｏとＷとの合計が３８．０〜５３．０％である組成
物によって表面が被覆されている金属浴浸漬用部材も好
ましい。

【００２８】

【作用】本発明材料及び部材の成分構成は上記のように
なるが、以下に、それぞれの成分限定の理由について述
べる。

【００２９】Ｃ：本発明は、Ｍｏ、Ｃｒ及びＷと結合し
て微細な複炭化物を形成すると共に、素地（マトリック
ス）中に固溶して被覆層全体の硬さを高め、耐摩耗性の
向上に寄与するＣを０．３〜１．５重量％含有させてい
ることにより、この材料を用いて加工した加工部材の耐
摩耗性は向上する。

【００３０】Ｃの含有量が０．３重量％未満では炭化物
の生成量が少ないために充分な耐摩耗性が得られない。
なお、Ｃの含有量を０．７重量％以上にするのが炭化物
生成量確保の点からは好ましい。逆に、１．５重量％を
超えると、炭化物の生成量が多くなり過ぎて溶融金属に
よる腐食量が増す。すなわち、溶融金属腐食耐性が低下
すると共に、靱性も低下するので好ましい結果が得られ
なくなる。

【００３１】Ｓｉ：本発明は、脱酸剤として効果を示
し、自溶性、耐摩耗性、硬度等の性質を向上させるＳｉ
を１．５〜３．５重量％含有させていることにより、所
定の性能を示すことを可能にしている。従って、Ｓｉの
含有量が１．５％未満では所定の成果が得られず、ま
た、３．５重量％を超えて含有する場合には逆に、被覆
層の硬さが高くなり過ぎて脆くなり、後工程の機械加工
や使用時において、部材の被覆層に割れ不良や剥離現象
が発生し易くなる。

【００３２】Ｍｏ：本発明は、Ｃｒ、Ｗ、Ｃｏ及びＦｅ
と共に、ＣやＢと結合して微細な複炭化物及び複硼化物
を形成し、溶融金属腐食耐性を向上させる性質を有する
Ｍｏを１０．０〜４５．０重量％含有せしめることによ
り、溶融金属腐食耐性を大幅に向上させる。特に、Ｍｏ
−Ｃｒ−Ｗ−Ｃｏ（Ｆｅ）からなる複硼化物は溶融金属
耐性を著しく向上させる。

【００３３】Ｍｏの含有量が１０．０重量％未満では前
記の複複硼化物を形成するＣｒ、Ｂ及びＷをどの様に調
整しても充分な成果は得られず、逆に、４５重量％を超
えて添加すると、融点が上昇して材料の自溶性が損なわ
れると共に、被覆層の脆化現象が進行して被覆層の割れ
や剥離を招き易くなる。

【００３４】Ｃｒ：本発明は、Ｍｏと同様にして、Ｗ、
Ｃｏ及びＦｅと共に、ＣやＢと結合して微細な複炭化物
及び複硼化物を形成し、溶融金属による腐食現象を軽減
する性質を有するＣｒを２．０〜２５．０重量％含有せ
しめることにより、溶融金属腐食耐性を向上し、部材の
使用時における耐摩耗性も改善する。

【００３５】Ｃｒの添加量が２．０重量％未満では目的
を達成できず、逆に２５．０重量％を超えると、靱性の
低下と融点の上昇とにより自溶性を低下させると共に、
加工面にブローホール等の施工欠陥を招き易い。

【００３６】Ｗ：本発明は、ＣｒやＭｏと同様に、Ｂと
結合した複硼化物を形成して、溶融金属腐食耐性を向上
させると共に、耐摩耗性をも高め、その上、ＣｏやＦｅ
の素地中に固溶して被覆層全体の強度を高める性質をも
ったＷを３．０〜７．０％含有させて、被覆層の特性を
改善している。Ｗが３．０重量％未満では添加の効果が
明瞭で無く、逆に、Ｗが７．０重量％を超えると材料の
融点が高くなって自溶性を阻害したり製造が困難にな
る。

【００３７】そして、同族の元素であるＭｏと、Ｃｒ
と、Ｗとの合計を３８．０〜５３．０重量％と限定する
ことによって、被覆層の脆化や剥離現象を抑制してい
る。

【００３８】Ｂ：本発明は、Ｓｉと同様に材料に対して
自溶性を与え、かつ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｗと結合して複硼化
物を形成し、溶融金属による腐食を軽減する性質を有す
るＢを２．５〜４．５重量％含有しているため、大幅に
溶融金属腐食耐性を向上させると共に、耐摩耗性も合わ
せて改善できる。

【００３９】Ｂが２．５重量％未満では被覆層の硬さが
低下して目的とする耐摩耗性が得られず、逆に４．５重
量％を超えると被覆層は脆さを増して、剥離や割れを生
じ易くなる。

【００４０】Ｎｉ：本発明は、ＣｏやＦｅの素地中に固
溶して被覆層全体の靱性を向上する作用をもつＮｉを
１．０〜４．０重量％含有しているため、被覆層が脆さ
を示す恐れはない。

【００４１】Ｎｉが１．０重量％未満の場合には被覆層
の脆さが避けられず、逆に、４．０重量％を超える場合
には被覆層全体の溶融金属腐食耐性を低下させる。

【００４２】Ｍｎ：本発明は、材料に対して脱酸剤とし
て効果を示すと共に、湯流れ性を向上させ、自溶性を与
えるＭｎを０．１〜０．５重量％含有せしめたことによ
り、再溶解時の作業を容易にする。

【００４３】ただし、Ｍｎの添加量が０．１重量％未満
では添加する効果が認められず、逆にＭｎの添加量が
０．５重量％を超えると溶融金属腐食耐性が劣ってく
る。

【００４４】Ｃｕ：本発明は、固層−液層温度範囲を狭
くし、複硼化物の形成を助長するための元素であるＣｕ
を０．３〜１．２重量％添加したことにより、被覆層の
耐摩耗性を向上させる。

【００４５】Ｃｕは、Ｃｏマトリックス中に固溶し、前
記の複炭化物及び複硼化物の形成を促し、組織的に安定
させる元素である。また、高温環境下に於いても、Ｃｕ
の存在により、これらの複炭化物及び複硼化物は安定し
た状態になるため、優れた溶融金属腐食耐性と耐摩耗性
を得ることができる。

【００４６】しかしながら、そのＣｕ量が０．３重量％
未満では、固相ー液相温度範囲が大きくなるため、再溶
融処理された被覆層が凝固する際、複炭化物及び複硼化
物は偏析し易くなる。また、これらが形成される量も不
十分となるため、Ｃｏマトリックスの占める面積が広く
なり、所望の溶融金属腐食耐性及び耐摩耗性が得られな
くなる。

【００４７】逆に、１．２重量％を超えるＣｕの添加は
複炭化物及び複硼化物の形成効果が大きくなることによ
る被覆層の脆化も招き、さらに、高温において酸化が激
しくなったり、自溶性も阻害されるため好ましくない。

【００４８】Ｆｅ：本発明でＣｏを素地とする場合に
は、素地中に固溶して被覆層全体の強度を高めるＦｅを
０．１〜２．０重量％添加することにより、好ましい結
果を示している。

【００４９】Ｃｏを素地とし、Ｆｅの添加量が０．１重
量％未満では添加の効果が認められず、逆に、Ｆｅの添
加量が２．０重量％を超えると、被覆層の耐摩耗性をか
えって低下させる。

【００５０】本発明では、Ｃｏ又はＦｅを基とした浸漬
部材において、適量のＭｎを脱酸剤として使用し、そし
て、適量のＣｕを添加することにより、少量のＮｉでも
耐食性、耐摩耗性を確保できるようにし、かつ、Ｎｉが
多いことによる脆性を防止した。

【００５１】

【実施例】

［実施例１］高周波誘導真空溶解炉を用いて真空溶解し
て得た１７４０℃の溶湯から、Ｃが１．０８重量％であ
り、Ｓｉが２．９０重量％であり、Ｃｒが２２．０重量
％であり、Ｍｏが１７．２重量％であり、Ｗが４．０６
重量％であり、Ｂが３．０５重量％であり、Ｎｉが１．
５９重量％であり、Ｍｎが０．１９重量％であり、Ｃｕ
が０．４４重量％であり、残部がＣｏと不可避的不純物
である合金粉末を水アトマイズ法によって作製し、この
合金粉末を乾燥の後、振動式分級機にて１２０〜３５０
メッシュの合金粉末を分級し、粉末式フレーム溶射ガン
を用いて、ステンレス鋼の基板上に２〜３ｍｍの厚さの
被覆層を形成した。

【００５２】その後、酸素ーアセチレン・バーナーを用
いて１１５０℃で再加熱する再溶融処理を行って、ステ
ンレス鋼の基板上に自溶合金被覆層を形成し、機械加工
と表面研磨により、表面に形成された酸化物層を除去す
る仕上げ加工をして試験片とした。

【００５３】この場合、図１のＥＰＭＡを用いた金属組
織写真図に示すように、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｓｉ−Ｎｉよりな
る素地中に、主としてＭｏ−Ｃｒ−Ｗ−Ｃｏよりなる数
多くの微細な複硼化物が緻密に、かつ、均一に分散した
状態を呈している。

【００５４】この場合の試験片被覆層の硬度はビッカー
ス硬度で９６０であり、上記のようにして得られた被覆
層を形成した試験片を４７０℃のＺｎ−０．１５重量％
Ａｌ組成の溶融亜鉛浴中に９６時間浸漬した後、１０％
塩酸で酸洗いし、その腐食減量を測定したところ、１．
８０ｍｇ／ｃｍ² であり、一方、スガ式磨耗試験機を用
い、ＪＩＳＨ８５０３第９項に規定された試験方
法にしたがって、相手材はＳｉＣ研磨紙３２０番、試験
荷重は０．７ｋｇｆ、往復回数は１６００回として行っ
た耐摩耗性測定結果としては、１．７１ｍｇ／ｃｍ² の
磨耗減量しか得られず、本発明の有効性が立証された。
なお、溶融亜鉛中浸漬腐食試験には、公知の浸漬腐食試
験装置を使用した。

【００５５】［実施例２］Ｃが０．５０重量％であり、
Ｓｉが１．８７重量％であり、Ｃｒが２．５７重量％で
あり、Ｍｏが３６．６重量％であり、Ｗが３．３６重量
％であり、Ｂが３．７６重量％であり、Ｎｉが１．５２
重量％であり、Ｍｎが０．３７重量％であり、Ｃｕが
０．４７重量％であり、Ｆｅが１．３７重量％であり、
残部がＣｏと不可避的不純物である組成の合金粉末を作
製した他は、実施例１と同様にして溶射、再溶融処理及
び仕上げ加工を行った場合、その硬度はビッカース硬度
で９８５であり、実施例１と同様にその腐食減量を測定
したところ、１．４０ｍｇ／ｃｍ² であり、一方、スガ
式磨耗試験機を用いて行った耐摩耗性測定結果として
は、１．５５ｍｇ／ｃｍ² の磨耗減量しか得られず、本
発明の有効性が立証された。

【００５６】［実施例３］Ｃが０．７１重量％であり、
Ｓｉが３．３２重量％であり、Ｃｒが２．７３重量％で
あり、Ｍｏが４２．８重量％であり、Ｗが６．３４重量
％であり、Ｂが４．０５重量％であり、残部がＣｏと不
可避的不純物である組成の合金粉末を作製した他は、実
施例１と同様にして溶射、再溶融処理及び仕上げ加工を
行った場合、その硬度はビッカース硬度で１０２１であ
り、実施例１と同様にその腐食減量を測定したところ、
２．００ｍｇ／ｃｍ² であり、一方、スガ式磨耗試験機
を用いて行った耐摩耗性測定結果としては、１．３７ｍ
ｇ／ｃｍ² の磨耗減量しか得られず、本発明の有効性が
立証された。

【００５７】［実施例４］Ｃが０．８０重量％であり、
Ｓｉが２．８４重量％であり、Ｃｒが１９．７重量％で
あり、Ｍｏが２３．８重量％であり、Ｂが３．６２重量
％であり、Ｎｉが１．６９重量％であり、Ｍｎが０．２
８重量％であり、Ｃｕが０．４２重量％であり、Ｆｅが
０．１２重量％であり、残部がＣｏと不可避的不純物で
ある組成の合金粉末を作製した他は、実施例１と同様に
して溶射して被覆層を形成した。

【００５８】そして、Ａｒ雰囲気中で１２５０℃で３０
分する再溶融処理を行い、自溶合金被覆層を形成し、さ
らに表面研磨や機械加工により酸化物を除去する仕上げ
加工を行って試験片を得た場合、その硬度はビッカース
硬度で９７６であり、実施例１と同様にその腐食減量を
測定したところ、０．２９ｍｇ／ｃｍ² であり、一方、
スガ式磨耗試験機を用いて行った耐摩耗性測定結果とし
ては、１．６０ｍｇ／ｃｍ² の磨耗減量しか得られず、
本発明の有効性が立証された。

【００５９】［実施例５］Ｃが０．８３重量％であり、
Ｓｉが１．７９重量％であり、Ｃｒが１４．３重量％で
あり、Ｍｏが２０．４重量％であり、Ｗが４．７９重量
％であり、Ｂが３．１４重量％であり、Ｎｉが３．００
重量％であり、Ｍｎが０．３６重量％であり、Ｃｕが
１．０４重量％であり、残部がＦｅと不可避的不純物で
ある組成の合金粉末を作製した他は、実施例４と同様に
して溶射、再溶融処理及び仕上げ加工を行った場合、そ
の硬度はビッカース硬度で８３５であり、実施例１と同
様にその腐食減量を測定したところ、３．１２ｍｇ／ｃ
ｍ² であり、一方、スガ式磨耗試験機を用いて行った耐
摩耗性測定結果としては、１．３３ｍｇ／ｃｍ² の磨耗
減量しか得られず、本発明の有効性が立証された。

【００６０】［比較例１］Ｃが１．２８重量％であり、
Ｓｉが２．７６重量％であり、Ｃｒが１９．０重量％で
あり、Ｗが１４．５重量％であり、Ｂが２．５５重量％
であり、Ｎｉが１２．３重量％であり、Ｍｎが０．１２
重量％であり、Ｃｕが０．３４重量％であり、Ｆｅが
０．１５重量％であり、残部がＣｏと不可避的不純物で
ある組成の市販の合金粉末を使用した他は、実施例１と
同様にして溶射、再溶融処理及び仕上げ加工を行った場
合、試験片の硬度はビッカース硬度で７９２でしかな
く、さらに、４７０℃のＺｎ−０．１５重量％Ａｌの溶
融亜鉛浴中に７２時間浸漬した後の腐食減量を測定した
ところ、１２．１０ｍｇ／ｃｍ² もあり、一方、スガ式
磨耗試験機を用いて行った耐摩耗性測定結果としては、
２．５０ｍｇ／ｃｍ² の磨耗減量が示され、本発明に比
較してはるかに劣る性質の被膜層しか生成し得なかっ
た。

【００６１】なお、図２に比較例１による場合のＥＰＭ
Ａによる金属組織写真図を示すが、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｓｉ−
Ｎｉの素地中にＣｒ−Ｗ−Ｃｏよりなる微細な複硼化物
（写真中、黒い粒）と複炭化物（写真中、白い柱状粒）
が均一に分散しているものの、その量は実施例１に比較
して少なく、視野の中で前記素地の占める面積が多くな
っており、充分な溶融金属腐食耐性が得られていない。

【００６２】［比較例２］Ｃが０．６５重量％であり、
Ｓｉが１．８１重量％であり、Ｃｒが２７．４重量％で
あり、Ｍｏが９．８０重量％であり、Ｗが３．９９重量
％であり、Ｂが３９重量％であり、Ｎｉが５．０６重量
％であり、残部がＣｏと不可避的不純物である組成の合
金粉末を得た他は実施例１と同様にして溶射、再溶融処
理及び仕上げ加工を行った場合、その硬度はビッカース
硬度で７１０でしかなく、さらに、比較例１と同様にそ
の腐食減量を測定したところ、９．６６ｍｇ／ｃｍ² も
あり、一方、スガ式磨耗試験機を用いて行った耐摩耗性
測定結果としては、２．８１ｍｇ／ｃｍ² の磨耗減量が
示され、本発明に比較してはるかに劣る性質の被膜層し
か生成し得なかった。

【００６３】［比較例３］Ｃが１．５０重量％であり、
Ｓｉが１．２０重量％であり、Ｃｒが３０．４重量％で
あり、Ｍｏが０．０１重量％であり、Ｗが８．２０重量
％であり、Ｎｉが０．０４重量％であり、Ｍｎが０．６
６重量％であり、Ｆｅが０．０１重量％であり、残部が
Ｃｏと不可避的不純物である組成の合金粉末をガスアト
マイズ法により８０〜２８０メッシュに作製し、プラズ
マ粉体肉盛溶接により被覆層を形成した。その硬度はビ
ッカース硬度で５２０でしかなく、さらに、比較例１と
同様にその腐食減量を測定したところ、３２．５４ｍｇ
／ｃｍ² もあり、一方、スガ式磨耗試験機を用いて行っ
た耐摩耗性測定結果としては、７．９６ｍｇ／ｃｍ²の
磨耗減量が示され、本発明に比較してはるかに劣る性質
の被膜層しか生成し得なかった。

【００６４】［比較例４］Ｃが０．２５重量％であり、
Ｓｉが２．００重量％であり、Ｃｒが２７．２重量％で
あり、Ｍｏが４．８８重量％であり、Ｎｉが２．８４重
量％であり、Ｆｅが２．００重量％であり、残部がＣｏ
と不可避的不純物である組成の合金粉末を比較例３と同
様にして作製し、プラズマ粉体肉盛溶接により被覆層を
形成した。その硬度はビッカース硬度で５００でしかな
く、さらに、比較例１と同様にその腐食減量を測定した
ところ、１３．５６ｍｇ／ｃｍ² もあり、一方、スガ式
磨耗試験機を用いて行った耐摩耗性測定結果としては、
８．３５ｍｇ／ｃｍ² の磨耗減量が示され、本発明に比
較してはるかに劣る性質の被膜層しか生成し得なかっ
た。

【００６５】［比較例５］Ｃが０．９７重量％であり、
Ｓｉが１．１５重量％であり、Ｃｒが１３．４重量％で
あり、Ｗが１９．６重量％であり、Ｂが３．６６重量％
であり、Ｎｉが３．４２重量％であり、残部がＦｅと不
可避的不純物である組成の合金粉末を使用し、実施例１
と同様にして被覆層を形成した。そしてＡｒ雰囲気の加
熱炉にて１２５０℃にて３０分保持する再溶融処理を行
って自溶合金被覆層とし、表面研磨や機械加工で酸化物
を除去する仕上げ加工を行って試験片とした。その硬度
はビッカース硬度で１０４１をしめしたものの、比較例
１と同様にその腐食減量を測定したところ、１２．４０
ｍｇ／ｃｍ² もあり、一方、スガ式磨耗試験機を用いて
行った耐摩耗性測定結果としては、１．２３ｍｇ／ｃｍ
² の磨耗減量が示され、本発明に比較して劣る性質の被
膜層しか生成し得なかった。

【００６６】［比較例６］Ｓｉが２．６０重量％であ
り、Ｃｒが８．８重量％であり、Ｍｏが３１．３重量％
であり、残部がＣｏと不可避的不純物である組成の合金
線材を用いて爆発溶射により被覆層を形成した他は実施
例１と同様にして行った。被覆層の硬度はビッカース硬
度で４５８を示したに止まり、比較例１と同様にその腐
食減量を測定したところ、１．５０ｍｇ／ｃｍ² であっ
たものの、一方、スガ式磨耗試験機を用いて行った耐摩
耗性測定結果としては、１２．７６ｍｇ／ｃｍ² の磨耗
減量が示され、本発明に比較して劣る性質の被膜層しか
生成し得なかった。

【００６７】［比較例７］Ｓｉが１．３０重量％であ
り、Ｃｒが１８．２重量％であり、Ｗが２１．８重量％
であり、Ｂが３．５重量％であり、残部がＦｅと不可避
的不純物である組成の合金粉末を得て、粉体プラズマ肉
盛溶接により被覆層を形成した。被覆層の硬度はビッカ
ース硬度は５２１を示したにすぎず、比較例１と同様に
その腐食減量を測定したところ、４．８３ｍｇ／ｃｍ²
もあり、一方、スガ式磨耗試験機を用いて行った耐摩耗
性測定結果としては、１５．６８ｍｇ／ｃｍ² の磨耗減
量が示され、本発明に比較してはるかに劣る性質の被膜
層しか生成し得なかった。

【００６８】以上に示したように、本発明による場合は
溶融金属による腐食減量が少なく、また硬度は高く、耐
摩耗性も良好な結果が得られている。

【００６９】これらの結果をまとめて、表１に使用材料
の化学組成を、また、表２に以上の試験結果をそれぞれ
まとめて表示する。

【００７０】

【表１】化学組成例示 No C Si Cr Mo W B Ni Mn Cu Fe Co 実１ 1.08 2.90 22.0 17.2 4.06 3.05 1.59 0.19 0.44 -- 残２ 0.50 1.87 2.57 36.6 3.36 3.76 1.52 0.37 0.47 1.37 残施３ 0.71 3.32 2.73 42.8 6.34 4.05 -- -- -- -- 残４ 0.80 2.84 19.7 23.8 -- 3.62 1.69 0.28 0.42 0.12 残例５ 0.83 1.79 14.3 20.4 4.79 3.14 3.00 0.36 1.04 残 -- １ 1.28 2.76 19.0 -- 14.5 2.55 12.3 0.12 0.34 0.15 残比２ 0.65 1.81 27.4 9.80 3.99 3.39 5.06 -- -- -- 残３ 1.50 1.20 30.4 0.01 8.20 -- 0.04 0.66 -- 0.01 残較４ 0.25 2.00 27.2 4.88 -- -- 2.84 -- -- 2.00 残５ 0.97 1.15 13.4 -- 19.6 3.66 3.42 -- -- 残 -- 例６ -- 2.60 8.8 31.3 -- -- -- -- -- -- 残７ -- 1.30 18.2 -- 21.8 3.30 -- -- -- 残 --

【００７１】

【表２】例硬さ溶融亜鉛耐摩耗性合金の種類被覆方法腐食耐性磨耗減量示 No (Hv) 腐食減量 (mg/cm²) (mg/cm²) 実１ 960 1.80 1.71 Ｃｏ基自溶合金自溶合金溶射２ 985 1.40 1.55 Ｃｏ基自溶合金自溶合金溶射施３ 1021 2.00 1.37 Ｃｏ基自溶合金自溶合金溶射４ 976 0.29 1.60 Ｃｏ基自溶合金自溶合金溶射例５ 835 3.12 1.33 Ｆｅ基自溶合金自溶合金溶射１ 792 12.10 2.50 JIS MSFCo2相当合金自溶合金溶射比２ 710 9.66 2.81 JIS MSFCo1相当合金自溶合金溶射３ 520 32.54 7.96 ステライト合金＃12 フ゜ラス゛マ粉体肉盛溶接較４ 500 13.56 8.35 ステライト合金＃21 フ゜ラス゛マ粉体肉盛溶接５ 1041 12.40 1.23 Fe基自溶合金自溶合金溶射例６ 458 1.50 12.76 Ｃｏ基自溶合金爆発溶射７ 521 4.83 15.68 Ｆｅ基自溶合金フ゜ラス゛マ粉体肉盛溶接

【００７２】

【発明の効果】本発明による場合には、被覆層素地中に
緻密な組織が均一に分散された溶融金属浸漬部材の製造
を容易にし、耐蝕性高く、耐摩耗性にも優れた被覆層を
容易に生産できる被覆材料とこの材料を用いた被覆部材
を提供することによって、各種の溶融金属浴浸漬部材の
寿命を大幅に延長し、表面処理鋼板の生産性を向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１になる被覆層断面のＥＰＭＡによる金
属組織写真（４００倍）である。

【図２】比較例１になる被覆層断面のＥＰＭＡによる金
属組織写真（４００倍）である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ２３Ｃ 30/00 Ｂ (72)発明者岩本隆明大阪府茨木市安威２丁目20番11号大阪ウェルディング工業株式会社内 (72)発明者島谷竜男東京都港区新橋５丁目11番３号住友金属鉱山株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重量％にて、Ｃが０．３〜１．５％であ
り、Ｓｉが１．５〜３．５％であり、Ｃｒが２．０〜２
４．０％であり、Ｍｏが１０．０〜４５．０％であり、
Ｗが３．０〜７．０％であり、Ｂが２．５〜４．５％で
あり、Ｎｉが１．０〜４．０％であり、Ｍｎが０．１〜
０．５％であり、Ｃｕが０．３〜１．２％であり、Ｆｅ
が０．１〜２．０％であり、残部がＣｏ及び不可避的不
純物である組成物からなることを特徴とする被覆用材
料。
【請求項２】重量％にて、Ｃが０．３〜１．５％であ
り、Ｓｉが１．５〜３．５％であり、Ｃｒが２．０〜２
４．０％であり、Ｍｏが１０．０〜４５．０％であり、
Ｗが３．０〜７．０％であり、Ｂが２．５〜４．５％で
あり、Ｎｉが１．０〜４．０％であり、Ｍｎが０．１〜
０．５％であり、Ｃｕが０．３〜１．２％であり、Ｆｅ
が０．１〜２．０％であり、残部がＣｏ及び不可避的不
純物である粉末組成物からなり、粒度が１２０〜３５０
メッシュに分級され、溶射被覆に使用されることを特徴
とする被覆用材料。
【請求項３】重量％にて、Ｃが０．３〜１．５％であ
り、Ｓｉが１．５〜３．５％であり、Ｃｒが２．０〜２
４．０％であり、Ｍｏが１０．０〜４５．０％であり、
Ｗが３．０〜７．０％であり、Ｂが２．５〜４．５％で
あり、Ｎｉが１．０〜４．０％であり、Ｍｎが０．１〜
０．５％であり、Ｃｕが０．３〜１．２％であり、Ｆｅ
が０．１〜２．０％であり、残部がＣｏ及び不可避的不
純物である組成物によって表面が被覆されていることを
特徴とする金属浴浸漬用部材。
【請求項４】重量％にて、Ｃが０．３〜１．５％であ
り、Ｓｉが１．５〜３．５％であり、Ｃｒが２．０〜２
４．０％であり、Ｍｏが１０．０〜４５．０％であり、
Ｗが３．０〜７．０％であり、Ｂが２．５〜４．５％で
あり、Ｎｉが１．０〜４．０％であり、Ｍｎが０．１〜
０．５％であり、Ｃｕが０．３〜１．２％であり、Ｆｅ
が０．１〜２．０％であり、残部がＣｏ及び不可避的不
純物である組成物であり、かつ、ＣｒとＭｏとＷとの合
計が３８．０〜５３．０％であることを特徴とする被覆
用材料。
【請求項５】重量％にて、Ｃが０．３〜１．５％であ
り、Ｓｉが１．５〜３．５％であり、Ｃｒが２．０〜２
４．０％であり、Ｍｏが１０．０〜４５．０％であり、
Ｗが３．０〜７．０％であり、Ｂが２．５〜４．５％で
あり、Ｎｉが１．０〜４．０％であり、Ｍｎが０．１〜
０．５％であり、Ｃｕが０．３〜１．２％であり、Ｆｅ
が０．１〜２．０％であり、残部がＣｏ及び不可避的不
純物である粉末組成物であり、かつ、ＣｒとＭｏとＷと
の合計が３８．０〜５３．０％であり、粒度が１２０〜
３５０メッシュに分級され、溶射被覆に使用されること
を特徴とする被覆用材料。
【請求項６】重量％にて、Ｃが０．３〜１．５％であ
り、Ｓｉが１．５〜３．５％であり、Ｃｒが２．０〜２
４．０％であり、Ｍｏが１０．０〜４５．０％であり、
Ｗが３．０〜７．０％であり、Ｂが２．５〜４．５％で
あり、Ｎｉが１．０〜４．０％であり、Ｍｎが０．１〜
０．５％であり、Ｃｕが０．３〜１．２％であり、Ｆｅ
が０．１〜２．０％であり、残部がＣｏ及び不可避的不
純物であり、かつ、ＣｒとＭｏとＷとの合計が３８．０
〜５３．０％である組成物によって表面が被覆されてい
ることを特徴とする金属浴浸漬用部材。
【請求項７】重量％にて、Ｃが０．３〜１．５％であ
り、Ｓｉが１．５〜３．５％であり、Ｃｒが２．０〜２
４．０％であり、Ｍｏが１０．０〜４５．０％であり、
Ｗが３．０〜７．０％であり、Ｂが２．５〜４．５％で
あり、Ｎｉが１．０〜４．０％であり、Ｍｎが０．１〜
０．５％であり、Ｃｕが０．３〜１．２％であり、残部
がＦｅ及び不可避的不純物である組成物であり、かつ、
ＣｒとＭｏとＷとの合計が３８．０〜５３．０％である
ことを特徴とする被覆用材料。
【請求項８】重量％にて、Ｃが０．３〜１．５％であ
り、Ｓｉが１．５〜３．５％であり、Ｃｒが２．０〜２
４．０％であり、Ｍｏが１０．０〜４５．０％であり、
Ｗが３．０〜７．０％であり、Ｂが２．５〜４．５％で
あり、Ｎｉが１．０〜４．０％であり、Ｍｎが０．１〜
０．５％であり、Ｃｕが０．３〜１．２％であり、残部
がＦｅ及び不可避的不純物である粉末組成物であり、か
つ、ＣｒとＭｏとＷとの合計が３８．０〜５３．０％で
あり、粒度が１２０〜３５０メッシュに分級され、溶射
被覆に使用されることを特徴とする被覆用材料。
【請求項９】重量％にて、Ｃが０．３〜１．５％であ
り、Ｓｉが１．５〜３．５％であり、Ｃｒが２．０〜２
４．０％であり、Ｍｏが１０．０〜４５．０％であり、
Ｗが３．０〜７．０％であり、Ｂが２．５〜４．５％で
あり、Ｎｉが１．０〜４．０％であり、Ｍｎが０．１〜
０．５％であり、Ｃｕが０．３〜１．２％であり、残部
がＦｅ及び不可避的不純物であり、かつ、ＣｒとＭｏと
Ｗとの合計が３８．０〜５３．０％である組成物によっ
て表面が被覆されていることを特徴とする金属浴浸漬用
部材。