JPH08208358A - カーボン表層の改質方法 - Google Patents
カーボン表層の改質方法Info
- Publication number
- JPH08208358A JPH08208358A JP2772195A JP2772195A JPH08208358A JP H08208358 A JPH08208358 A JP H08208358A JP 2772195 A JP2772195 A JP 2772195A JP 2772195 A JP2772195 A JP 2772195A JP H08208358 A JPH08208358 A JP H08208358A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- carbon
- substance
- carbide
- roll
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
- C04B41/5053—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials non-oxide ceramics
- C04B41/5057—Carbides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/00482—Coating or impregnation materials
- C04B2111/00577—Coating or impregnation materials applied by spraying
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/0087—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for metallurgical applications
- C04B2111/00887—Ferrous metallurgy
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 カーボン表層に硬質の炭化物層を均一に形成
する。 【構成】 Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｍｏの
いずれかを含む物質をカーボン基材１の表面に溶射して
溶射層２を形成する。溶射層２の上に、溶射層２の物質
より融点が高く、熱膨張率の小さな物質の被覆層３を形
成する。被覆層３の物質の融点以下の温度で加熱し、カ
ーボン基材１の表層に炭化物層を形成する。
する。 【構成】 Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｍｏの
いずれかを含む物質をカーボン基材１の表面に溶射して
溶射層２を形成する。溶射層２の上に、溶射層２の物質
より融点が高く、熱膨張率の小さな物質の被覆層３を形
成する。被覆層３の物質の融点以下の温度で加熱し、カ
ーボン基材１の表層に炭化物層を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱処理炉で用いられる
搬送用ロールや、鋼板冷却用の冷却ロール、あるいは通
電加熱用の通電ロールなどに用いられるカーボン材に耐
摩耗性を付与するための表層改質方法に関する。
搬送用ロールや、鋼板冷却用の冷却ロール、あるいは通
電加熱用の通電ロールなどに用いられるカーボン材に耐
摩耗性を付与するための表層改質方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】金属の焼鈍、例えば冷延鋼板の連続焼鈍
で使用される炉内のハースロールは、炉の雰囲気温度が
高く、接触する鋼板が雰囲気温度より低い場合、ロール
の中央部は温度が低くエッジの方が高温になり、温度分
布がつく。この温度分布に応じ、ロールのプロフィール
には熱膨張により中央がへこみエッジが高い凹型のクラ
ウンを生じる。逆に、炉の雰囲気温度より高温の鋼板と
接触する場合や、加熱された鋼板を冷却するために使用
される冷却ロール、あるいは通電加熱に使われる通電ロ
ールなどは、ロール温度が鋼板よりも低く、高温の鋼板
と接触した部分は高温に熱せられるが、鋼板と接触しな
い部分は温度が低くなり、凸型のクラウンが生じる。こ
のような状態では、鋼板にも温度分布、張力分布がつき
やすく、形状が悪化し耳波や絞りなどが生じやすくな
る。また、鋼板の幅が変わった場合にはロールのプロフ
ィールが変化し、鋼板形状が不安定になりやすく、ロー
ルのプロフィールが安定するまで低速で操業しなければ
ならないなどの問題があった。
で使用される炉内のハースロールは、炉の雰囲気温度が
高く、接触する鋼板が雰囲気温度より低い場合、ロール
の中央部は温度が低くエッジの方が高温になり、温度分
布がつく。この温度分布に応じ、ロールのプロフィール
には熱膨張により中央がへこみエッジが高い凹型のクラ
ウンを生じる。逆に、炉の雰囲気温度より高温の鋼板と
接触する場合や、加熱された鋼板を冷却するために使用
される冷却ロール、あるいは通電加熱に使われる通電ロ
ールなどは、ロール温度が鋼板よりも低く、高温の鋼板
と接触した部分は高温に熱せられるが、鋼板と接触しな
い部分は温度が低くなり、凸型のクラウンが生じる。こ
のような状態では、鋼板にも温度分布、張力分布がつき
やすく、形状が悪化し耳波や絞りなどが生じやすくな
る。また、鋼板の幅が変わった場合にはロールのプロフ
ィールが変化し、鋼板形状が不安定になりやすく、ロー
ルのプロフィールが安定するまで低速で操業しなければ
ならないなどの問題があった。
【０００３】また、通電ロールではロールにクラウンが
生じると鋼板への接触圧力が部分的に低下する結果、鋼
板と通電ロールの間でスパークが発生し、鋼板、通電ロ
ール双方に溶融痕が生じ、製品品質の低下、ロール寿命
の低下をもたらすという問題があった。
生じると鋼板への接触圧力が部分的に低下する結果、鋼
板と通電ロールの間でスパークが発生し、鋼板、通電ロ
ール双方に溶融痕が生じ、製品品質の低下、ロール寿命
の低下をもたらすという問題があった。
【０００４】このように、ロールのプロフィールの変化
は種々の不都合が生じる原因となる。そこで、ロール表
面温度を均一にするため、特開昭５７−１３６７９３号
公報には、ロール表面に磁束密度が高くなる部分の抵抗
値が大きくなるように導電性磁性体膜を形成し、誘導加
熱をした場合に一様な温度分布を得ることが記載されて
いる。また、特開昭６１−７９７３３号公報には、ロー
ル表面を導電性セラミックで通電加熱可能に構成した搬
送ロールは、導電性セラミックに通電し、抵抗加熱によ
りロールの幅方向の温度分布を均一化することができる
と記載されている。
は種々の不都合が生じる原因となる。そこで、ロール表
面温度を均一にするため、特開昭５７−１３６７９３号
公報には、ロール表面に磁束密度が高くなる部分の抵抗
値が大きくなるように導電性磁性体膜を形成し、誘導加
熱をした場合に一様な温度分布を得ることが記載されて
いる。また、特開昭６１−７９７３３号公報には、ロー
ル表面を導電性セラミックで通電加熱可能に構成した搬
送ロールは、導電性セラミックに通電し、抵抗加熱によ
りロールの幅方向の温度分布を均一化することができる
と記載されている。
【０００５】しかしながら、このようにロール表面温度
だけを均一にしようとしても、ロール表面温度と異なる
温度の物質がロールと接触すればやはりロール表面温度
分布は不均一になるとともに、軸受けからロールまで各
部へ熱が移動するので、ロール内部まで温度を均一化す
ることは困難であり、ロールのプロフィールを均一化す
ることは難しい。
だけを均一にしようとしても、ロール表面温度と異なる
温度の物質がロールと接触すればやはりロール表面温度
分布は不均一になるとともに、軸受けからロールまで各
部へ熱が移動するので、ロール内部まで温度を均一化す
ることは困難であり、ロールのプロフィールを均一化す
ることは難しい。
【０００６】これに対し、熱伝導率が高く熱膨張係数の
小さなカーボン材を用いれば、雰囲気温度によらずプロ
フィールをほぼ一定に保つことが可能となる。しかし、
カーボン材は形状安定性に優れるが、柔らかいため摩耗
が激しいという問題がある。摩耗に対しては、溶射など
によりセラミックスや金属、サーメット層を表層に形成
する方法があるが、カーボンは他の物質とは反応しにく
いこと、熱膨張係数が小さいこと等により溶射が難し
く、溶射ができても皮膜とカーボンとの密着強度が弱い
という問題がある。
小さなカーボン材を用いれば、雰囲気温度によらずプロ
フィールをほぼ一定に保つことが可能となる。しかし、
カーボン材は形状安定性に優れるが、柔らかいため摩耗
が激しいという問題がある。摩耗に対しては、溶射など
によりセラミックスや金属、サーメット層を表層に形成
する方法があるが、カーボンは他の物質とは反応しにく
いこと、熱膨張係数が小さいこと等により溶射が難し
く、溶射ができても皮膜とカーボンとの密着強度が弱い
という問題がある。
【０００７】そのため、密着強度を高める方法として、
カーボンと反応し炭化物を形成する材料を表層に形成
し、熱処理により炭化物層を形成させる方法が考えられ
る。この方法であれば、表層の物質とカーボンは反応に
より連続的に濃度勾配が変化して密着するため密着強度
を高めることが可能となる。
カーボンと反応し炭化物を形成する材料を表層に形成
し、熱処理により炭化物層を形成させる方法が考えられ
る。この方法であれば、表層の物質とカーボンは反応に
より連続的に濃度勾配が変化して密着するため密着強度
を高めることが可能となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、炭化物を形成
するためには、反応させようとする物質の融点以上に加
熱しないと反応が進みにくい。そして、平板などの場合
には、特に問題なく炭化物層を形成できるが、円筒材や
立体などの場合には、炭化物を形成しようとする物質が
溶けて流動すると厚みが不均一になりやすく、ひどい場
合には流れ出てカーボン表面に全く残らないこともあ
る。
するためには、反応させようとする物質の融点以上に加
熱しないと反応が進みにくい。そして、平板などの場合
には、特に問題なく炭化物層を形成できるが、円筒材や
立体などの場合には、炭化物を形成しようとする物質が
溶けて流動すると厚みが不均一になりやすく、ひどい場
合には流れ出てカーボン表面に全く残らないこともあ
る。
【０００９】図２は、炭化物を形成する物質を円筒状の
カーボン基材１上に溶射したものを示す断面図である。
このカーボン基材１を加熱してゆくと、炭化反応させる
物質の溶射層２の温度は融点に達し、流動が始まり、図
３に示すように重力で下方に流動し、溶射層２の厚みが
不均一になり、生成する炭化物層の厚さが不均一にな
る。この流動を防止するためには容器が必要となるが、
一般に炭化物を形成する物質は融点が高く、容器の材質
が問題となる。
カーボン基材１上に溶射したものを示す断面図である。
このカーボン基材１を加熱してゆくと、炭化反応させる
物質の溶射層２の温度は融点に達し、流動が始まり、図
３に示すように重力で下方に流動し、溶射層２の厚みが
不均一になり、生成する炭化物層の厚さが不均一にな
る。この流動を防止するためには容器が必要となるが、
一般に炭化物を形成する物質は融点が高く、容器の材質
が問題となる。
【００１０】そこで本発明は、円筒材や立体などのカー
ボン表層に炭化物を形成する場合、炭化物を形成しよう
とする物質が溶けて厚みの不均一さを生じたり、炭化反
応が起こらない無反応部などの欠陥が生じたりしないカ
ーボン表層の改質方法を提供する。
ボン表層に炭化物を形成する場合、炭化物を形成しよう
とする物質が溶けて厚みの不均一さを生じたり、炭化反
応が起こらない無反応部などの欠陥が生じたりしないカ
ーボン表層の改質方法を提供する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、カーボン基材
と該カーボン基材と炭化反応する物質とを加熱により反
応させ、該カーボン基材の表層に炭化物を形成する方法
において、炭化反応させる物質をカーボン基材表面に溶
射して溶射層を形成した後、該溶射層上に、炭化反応さ
せる物質より融点が高く、かつ熱膨張率が炭化反応させ
る物質以下の物質の被覆層を形成し、該被覆層の融点以
下の温度で加熱してカーボン基材表層に炭化物層を形成
するカーボン表層の改質方法である。上記炭化反応させ
る物質としては、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｚｒ、
Ｍｏのいずれかを含む物質を使用するのが好ましい。
と該カーボン基材と炭化反応する物質とを加熱により反
応させ、該カーボン基材の表層に炭化物を形成する方法
において、炭化反応させる物質をカーボン基材表面に溶
射して溶射層を形成した後、該溶射層上に、炭化反応さ
せる物質より融点が高く、かつ熱膨張率が炭化反応させ
る物質以下の物質の被覆層を形成し、該被覆層の融点以
下の温度で加熱してカーボン基材表層に炭化物層を形成
するカーボン表層の改質方法である。上記炭化反応させ
る物質としては、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｚｒ、
Ｍｏのいずれかを含む物質を使用するのが好ましい。
【００１２】
【作用】本発明は、はじめにカーボン基材の上に炭化物
を形成しようとする物質、たとえばＴｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｎ
ｂ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｍｏのいずれかを含む物質を溶射して
溶射層を形成する。その後、アルゴンや窒素などの雰囲
気中で加熱を行うと徐々にカーボンと溶射層の物質が炭
化反応を始める。炭化反応は、炭化物を形成しようとす
る物質の融点まで加熱し、この物質を溶融させた状態に
維持しておくともっとも進行しやすく、生成する炭化物
もカーボンとの界面よりカーボンの中へ拡散していくた
め、生成した炭化物とカーボンとの密着強度が向上す
る。
を形成しようとする物質、たとえばＴｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｎ
ｂ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｍｏのいずれかを含む物質を溶射して
溶射層を形成する。その後、アルゴンや窒素などの雰囲
気中で加熱を行うと徐々にカーボンと溶射層の物質が炭
化反応を始める。炭化反応は、炭化物を形成しようとす
る物質の融点まで加熱し、この物質を溶融させた状態に
維持しておくともっとも進行しやすく、生成する炭化物
もカーボンとの界面よりカーボンの中へ拡散していくた
め、生成した炭化物とカーボンとの密着強度が向上す
る。
【００１３】本発明は、図１に示すように、炭化反応さ
せる物質の溶射層２の上に、この炭化反応させる物質よ
り融点が高く、かつ熱膨張率がこの物質以下の物質で被
覆層３を形成することにより、被覆層３に溶融した炭化
反応させる物質の流動を防止するための容器の役目をさ
せる。これにより、溶射層２を融点以上に加熱しても、
外側の被覆層３が膨張しにくく形状が保たれるため流動
せず、均一な炭化物皮膜が形成できる。
せる物質の溶射層２の上に、この炭化反応させる物質よ
り融点が高く、かつ熱膨張率がこの物質以下の物質で被
覆層３を形成することにより、被覆層３に溶融した炭化
反応させる物質の流動を防止するための容器の役目をさ
せる。これにより、溶射層２を融点以上に加熱しても、
外側の被覆層３が膨張しにくく形状が保たれるため流動
せず、均一な炭化物皮膜が形成できる。
【００１４】被覆層３を形成する物質と炭化反応させる
物質の熱膨張率は、両者がほぼ等しいと被覆層３に熱応
力が加わりにくいので好ましい。被覆層３の熱膨張率が
炭化反応させる物質の熱膨張率よりも小さい場合には、
炭化反応させる物質が熱膨張により被覆層３を破壊しよ
うとするため、被覆層３の材料に強度が強い物を選ぶ
か、被覆層３の厚みを厚くすることにより破壊を防止す
る。
物質の熱膨張率は、両者がほぼ等しいと被覆層３に熱応
力が加わりにくいので好ましい。被覆層３の熱膨張率が
炭化反応させる物質の熱膨張率よりも小さい場合には、
炭化反応させる物質が熱膨張により被覆層３を破壊しよ
うとするため、被覆層３の材料に強度が強い物を選ぶ
か、被覆層３の厚みを厚くすることにより破壊を防止す
る。
【００１５】炭化反応させる物質の溶射層２およびその
外側の被覆層３は、溶射などで形成することができる。
炭化反応させる物質としては、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｎｂ、
Ｃｒ、Ｚｒ、Ｍｏ単体あるいはその化合物、混合物を用
いるとよい。本発明の場合、炭素の拡散、溶射が安定し
てできる厚みから考えると、溶射層２の厚みは２ｍｍ以
下が望ましい。また、被覆層３としては、高融点物質で
ある炭化物、窒化物などのうち、炭化反応させる物質よ
り融点が高く、熱膨張率が低い物質を適宜選べば良い。
被覆層３の厚みは溶射層２の厚みより厚い方がよく、経
験的には溶射層２の厚みの２倍以上が望ましい。
外側の被覆層３は、溶射などで形成することができる。
炭化反応させる物質としては、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｎｂ、
Ｃｒ、Ｚｒ、Ｍｏ単体あるいはその化合物、混合物を用
いるとよい。本発明の場合、炭素の拡散、溶射が安定し
てできる厚みから考えると、溶射層２の厚みは２ｍｍ以
下が望ましい。また、被覆層３としては、高融点物質で
ある炭化物、窒化物などのうち、炭化反応させる物質よ
り融点が高く、熱膨張率が低い物質を適宜選べば良い。
被覆層３の厚みは溶射層２の厚みより厚い方がよく、経
験的には溶射層２の厚みの２倍以上が望ましい。
【００１６】上記のようにして形成した炭化物層は、カ
ーボンから連続的に濃度勾配ができやすくなるため、カ
ーボンとの熱膨張率差を徐々に緩和することができ、耐
熱衝撃性に優れる。また、反応によりカーボンと強固に
結びつくことから、カーボンとの密着強度も溶射などに
比べ大幅に向上する。
ーボンから連続的に濃度勾配ができやすくなるため、カ
ーボンとの熱膨張率差を徐々に緩和することができ、耐
熱衝撃性に優れる。また、反応によりカーボンと強固に
結びつくことから、カーボンとの密着強度も溶射などに
比べ大幅に向上する。
【００１７】炭化反応が終了し炭化物層を形成したカー
ボン基材は、最表層を研磨、研削などにより落とし、炭
化物層を露出させてもよいし、使用上の支障がなければ
そのまま被覆層を残してもよい。
ボン基材は、最表層を研磨、研削などにより落とし、炭
化物層を露出させてもよいし、使用上の支障がなければ
そのまま被覆層を残してもよい。
【００１８】
【実施例】以下、実施例に基づき本発明を説明する。
【００１９】
【実施例１】供試カーボン基材には、３０００℃で焼成
した熱伝導率が１４０〔Ｗ／ｍ2 Ｋ〕、線膨張係数が１
×１０-6〔１／℃〕の外径５０ｍｍ、長さ１００ｍｍの
円筒状基材を用いた。
した熱伝導率が１４０〔Ｗ／ｍ2 Ｋ〕、線膨張係数が１
×１０-6〔１／℃〕の外径５０ｍｍ、長さ１００ｍｍの
円筒状基材を用いた。
【００２０】試料１は実施例として、このカーボン基材
表面にプラズマ溶射により、炭化反応させる物質として
Ｔｉ（融点１９３３℃、熱膨張率９×１０-6〔１／
℃〕）の溶射層を５０μｍ形成し、さらにその上にＴｉ
Ｃ（融点３４３０℃、熱膨張率７．４×１０-6〔１／
℃〕）の被覆層をプラズマ溶射により１００μｍ形成し
た。比較例として、試料２は上記カーボン基材上にプラ
ズマ溶射により炭化反応させる物質としてＴｉの溶射層
を５０μｍ形成しただけとし、試料３は上記カーボン基
材上にプラズマ溶射により炭化反応させる物質としてＴ
ｉの溶射層を５０μｍ形成し、さらにその上にプラズマ
溶射によりＺｒＯ2 （融点２９８８℃、熱膨張率１１．
８×１０-6〔１／℃〕）の被覆層を１００μｍ形成し
た。
表面にプラズマ溶射により、炭化反応させる物質として
Ｔｉ（融点１９３３℃、熱膨張率９×１０-6〔１／
℃〕）の溶射層を５０μｍ形成し、さらにその上にＴｉ
Ｃ（融点３４３０℃、熱膨張率７．４×１０-6〔１／
℃〕）の被覆層をプラズマ溶射により１００μｍ形成し
た。比較例として、試料２は上記カーボン基材上にプラ
ズマ溶射により炭化反応させる物質としてＴｉの溶射層
を５０μｍ形成しただけとし、試料３は上記カーボン基
材上にプラズマ溶射により炭化反応させる物質としてＴ
ｉの溶射層を５０μｍ形成し、さらにその上にプラズマ
溶射によりＺｒＯ2 （融点２９８８℃、熱膨張率１１．
８×１０-6〔１／℃〕）の被覆層を１００μｍ形成し
た。
【００２１】各試料をカーボン電極を用いた炉に入れ、
Ａｒ雰囲気中で２０００℃で２時間加熱熱処理した。そ
の後冷却し、外観を検査し、断面成分をＸ線により解析
した。また、耐スポール性を評価するため、窒素中で５
００℃まで加熱した後室温の油に投下し、剥離するまで
の投下回数を最高５０回を限度として調査した。
Ａｒ雰囲気中で２０００℃で２時間加熱熱処理した。そ
の後冷却し、外観を検査し、断面成分をＸ線により解析
した。また、耐スポール性を評価するため、窒素中で５
００℃まで加熱した後室温の油に投下し、剥離するまで
の投下回数を最高５０回を限度として調査した。
【００２２】表１に示すように、実施例による試料１
は、熱処理後でも特に外観上の変化は見られなかった。
それに対し、比較例による試料２、３には、図３に示す
ようなＴｉの流動が生じ、カーボンとＴｉの均一な反応
層を形成することができなかった。断面成分について
は、試料１では、カーボン界面付近でカーボンから徐々
にＴｉＣの組成が増え、カーボン基材から約２０μｍを
越えるとすべてがＴｉＣの組成であった。一方、試料
２、３でもＴｉＣが生成されていたが、Ｔｉの流動によ
り皮膜の膜厚が不均一であった。また、耐スポール性試
験では、試料１は母材カーボンと被覆層ＴｉＣとに約７
倍の膨張率の差があるにもかかわらず、最高５０回でも
剥離は生じなかった。それに対し、試料３は加熱中にす
でに皮膜が割れ、油中投下にはいたらなかった。試料２
は皮膜厚みが大幅に変化しており、試験にはいたらなか
った。
は、熱処理後でも特に外観上の変化は見られなかった。
それに対し、比較例による試料２、３には、図３に示す
ようなＴｉの流動が生じ、カーボンとＴｉの均一な反応
層を形成することができなかった。断面成分について
は、試料１では、カーボン界面付近でカーボンから徐々
にＴｉＣの組成が増え、カーボン基材から約２０μｍを
越えるとすべてがＴｉＣの組成であった。一方、試料
２、３でもＴｉＣが生成されていたが、Ｔｉの流動によ
り皮膜の膜厚が不均一であった。また、耐スポール性試
験では、試料１は母材カーボンと被覆層ＴｉＣとに約７
倍の膨張率の差があるにもかかわらず、最高５０回でも
剥離は生じなかった。それに対し、試料３は加熱中にす
でに皮膜が割れ、油中投下にはいたらなかった。試料２
は皮膜厚みが大幅に変化しており、試験にはいたらなか
った。
【００２３】
【表１】
【００２４】
【実施例２】実施例１と同じカーボン基材表面に炭化反
応させる物質としてＣｒ（融点１６００℃、熱膨張率６
×１０-6〔１／℃〕）の溶射層を１００μｍプラズマ溶
射した後、Ｗ（融点３２５０℃、熱膨張率５×１０
-6〔１／℃〕）の被覆層を２００μｍプラズマ溶射で形
成し、Ａｒ雰囲気中で１６００℃×２時間加熱し、カー
ボン基材の上に約２５０μｍの炭化クロム層を得た。
応させる物質としてＣｒ（融点１６００℃、熱膨張率６
×１０-6〔１／℃〕）の溶射層を１００μｍプラズマ溶
射した後、Ｗ（融点３２５０℃、熱膨張率５×１０
-6〔１／℃〕）の被覆層を２００μｍプラズマ溶射で形
成し、Ａｒ雰囲気中で１６００℃×２時間加熱し、カー
ボン基材の上に約２５０μｍの炭化クロム層を得た。
【００２５】
【実施例３】実施例１と同じカーボン基材表面に炭化反
応させる物質としてＮｂ（融点２４７０℃、熱膨張率
８．９×１０-6〔１／℃〕）の溶射層を１００μｍプラ
ズマ溶射した後、Ｗ（融点３２５０℃、熱膨張率５×１
０-6〔１／℃〕）の被覆層を２００μｍプラズマ溶射で
形成し、Ａｒ雰囲気中で２５００℃×２時間加熱し、カ
ーボン基材の上に約２２０μｍの炭化ニオブ層を得た。
応させる物質としてＮｂ（融点２４７０℃、熱膨張率
８．９×１０-6〔１／℃〕）の溶射層を１００μｍプラ
ズマ溶射した後、Ｗ（融点３２５０℃、熱膨張率５×１
０-6〔１／℃〕）の被覆層を２００μｍプラズマ溶射で
形成し、Ａｒ雰囲気中で２５００℃×２時間加熱し、カ
ーボン基材の上に約２２０μｍの炭化ニオブ層を得た。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、耐熱衝撃性に強く硬い
皮膜を得ることができ、カーボンの欠点である摩耗に弱
いという性質を克服することができる。たとえば、金属
の連続熱処理炉用のロールを製造すれば、カーボンは低
熱膨張で熱伝導性が非常に高いので高温の被加熱材と接
触しても温度分布があまりつかず、かつ膨張率も小さい
のでサーマルクラウンの発生が抑制できる。そのため接
触不良が回避でき、ストリップなどの変形や温度の不均
一を防止できる。鋼板の連続焼鈍炉などで使用すれば、
板幅が変更になってもロールのプロフィールは安定して
いるため板形状の悪化を防止でき、また蛇行などの発生
も防止できる。そのため、ライン速度をおとさずに生産
が可能となり、高速搬送も可能になる。さらに、ロール
冷却等へ使用するロールを製造すれば、カーボンの熱伝
導が良いため効率的にかつ形状不良を起こさず冷却が可
能である。通電ロールを製造すれば、加熱して高温にな
った金属と接触してもプロフィールが安定しているた
め、接触不良に伴うスパークの発生を防止でき、摩耗も
少なく長時間安定して使用可能である。また、仮に摩耗
が進んでも表層のみを再処理すれば何度でも母材を使え
るので、経済的である。
皮膜を得ることができ、カーボンの欠点である摩耗に弱
いという性質を克服することができる。たとえば、金属
の連続熱処理炉用のロールを製造すれば、カーボンは低
熱膨張で熱伝導性が非常に高いので高温の被加熱材と接
触しても温度分布があまりつかず、かつ膨張率も小さい
のでサーマルクラウンの発生が抑制できる。そのため接
触不良が回避でき、ストリップなどの変形や温度の不均
一を防止できる。鋼板の連続焼鈍炉などで使用すれば、
板幅が変更になってもロールのプロフィールは安定して
いるため板形状の悪化を防止でき、また蛇行などの発生
も防止できる。そのため、ライン速度をおとさずに生産
が可能となり、高速搬送も可能になる。さらに、ロール
冷却等へ使用するロールを製造すれば、カーボンの熱伝
導が良いため効率的にかつ形状不良を起こさず冷却が可
能である。通電ロールを製造すれば、加熱して高温にな
った金属と接触してもプロフィールが安定しているた
め、接触不良に伴うスパークの発生を防止でき、摩耗も
少なく長時間安定して使用可能である。また、仮に摩耗
が進んでも表層のみを再処理すれば何度でも母材を使え
るので、経済的である。
【図１】溶射層と被覆層を形成した円筒状のカーボン基
材の断面図である。
材の断面図である。
【図２】溶射層のみを形成した円筒状のカーボン基材の
断面図である。
断面図である。
【図３】溶射層のみを形成した円筒状のカーボン基材を
熱処理した後の溶射層の流動を示す断面図である。
熱処理した後の溶射層の流動を示す断面図である。
１ カーボン基材 ２ 溶射層 ３ 被覆層
Claims (2)
- 【請求項１】 カーボン基材と該カーボン基材と炭化反
応する物質とを加熱により反応させ、該カーボン基材の
表層に炭化物を形成する方法において、炭化反応させる
物質をカーボン基材表面に溶射して溶射層を形成した
後、該溶射層上に、炭化反応させる物質より融点が高
く、かつ熱膨張率が炭化反応させる物質以下の物質の被
覆層を形成し、該被覆層の融点以下の温度で加熱してカ
ーボン基材表層に炭化物層を形成するカーボン表層の改
質方法。 - 【請求項２】 上記炭化反応させる物質がＴｉ、Ｔａ、
Ｗ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｍｏのいずれかを含む物質であ
る請求項１記載のカーボン表層の改質方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2772195A JPH08208358A (ja) | 1995-01-25 | 1995-01-25 | カーボン表層の改質方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2772195A JPH08208358A (ja) | 1995-01-25 | 1995-01-25 | カーボン表層の改質方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08208358A true JPH08208358A (ja) | 1996-08-13 |
Family
ID=12228885
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2772195A Withdrawn JPH08208358A (ja) | 1995-01-25 | 1995-01-25 | カーボン表層の改質方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08208358A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5786129A (en) * | 1997-01-13 | 1998-07-28 | Presstek, Inc. | Laser-imageable recording constructions utilizing controlled, self-propagating exothermic chemical reaction mechanisms |
| WO2012032858A1 (ja) * | 2010-09-06 | 2012-03-15 | 東洋炭素株式会社 | 炭素材料及びその製造方法 |
-
1995
- 1995-01-25 JP JP2772195A patent/JPH08208358A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5786129A (en) * | 1997-01-13 | 1998-07-28 | Presstek, Inc. | Laser-imageable recording constructions utilizing controlled, self-propagating exothermic chemical reaction mechanisms |
| WO2012032858A1 (ja) * | 2010-09-06 | 2012-03-15 | 東洋炭素株式会社 | 炭素材料及びその製造方法 |
| CN103080048A (zh) * | 2010-09-06 | 2013-05-01 | 东洋炭素株式会社 | 碳材料及其制造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5705272A (en) | Heating member and heat fixing apparatus using the same | |
| PL201065B1 (pl) | Blacha ze stali magnetycznej o zorientowanym ziarnie i sposób wytwarzania blachy ze stali magnetycznej o zorientowanym ziarnie | |
| JPH08208358A (ja) | カーボン表層の改質方法 | |
| US6193800B1 (en) | Glass spraying method and apparatus | |
| JPH06322436A (ja) | カーボンロール | |
| JPH0657873B2 (ja) | 熱処理炉用ロ−ル | |
| JPH0757904B2 (ja) | 熱処理炉用ロールおよびその製造法 | |
| JPS61153227A (ja) | 連続式熱処理炉用セラミツクスロ−ル | |
| JPS58204884A (ja) | セラミツクス製ロ−ル | |
| JPH06306450A (ja) | カーボンロール | |
| JPH07113115A (ja) | カーボンロール | |
| JPH08218116A (ja) | カーボンロール | |
| JPH06346135A (ja) | 黒鉛ロールおよびその製造方法 | |
| JP3203586B2 (ja) | 耐摩耗性カーボンロールおよびその製造方法 | |
| JP3043917B2 (ja) | 耐剥離性、耐摩耗性、耐ビルドアップ性に優れた熱処理炉用ロール | |
| JPH08165514A (ja) | 耐摩耗性カーボンロール | |
| JPS6331531B2 (ja) | ||
| JPH08964B2 (ja) | 熱処理炉用ロ−ル | |
| JPH01122611A (ja) | 高温鋼材用搬送ロール | |
| JPH07291729A (ja) | 耐摩耗性カーボンロールの製造方法 | |
| RU2052537C1 (ru) | Способ изготовления и термической обработки катодных элементов стационарных плазменных двигателей с рабочим каналом | |
| JPH04315A (ja) | 耐ビルドアップ性，耐剥離性および耐摩耗性に優れる高温用搬送ロール | |
| JPH07277862A (ja) | 耐摩耗性カーボンロールおよびその製造方法 | |
| JPH07268488A (ja) | 表面被覆カーボンロールおよびその製造方法 | |
| JPH031097B2 (ja) |
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: 20020402 |