JPS60211030A - 電気亜鉛メツキ用ロ−ル - Google Patents

電気亜鉛メツキ用ロ−ル

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JPS60211030A
JPS60211030A JP6820284A JP6820284A JPS60211030A JP S60211030 A JPS60211030 A JP S60211030A JP 6820284 A JP6820284 A JP 6820284A JP 6820284 A JP6820284 A JP 6820284A JP S60211030 A JPS60211030 A JP S60211030A
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今村 公平
Shoichi Tatsuta
龍田 昭一
Katsunobu Segawa
功悦 瀬川
Kazuto Terai
寺井 和人
Takao Takayama
高山 隆男
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、鋼板の薄板に電気亜鉛メッキを施す〜 のに使用する通電ロールの改良に関する。
近年、亜鉛メッキ鋼板の製造に、電気メッキが多用され
るようになった。 電気亜鉛メッキは、亜鉛イオンの存
在する水溶液中に浸漬された通電ロールに薄板を接触さ
せながら通過させることによって行なう。 この通電ロ
ールは、通電下で酸性など苛酷な条件の水溶液中にあっ
て、高速で通過する鋼板と接触するため、高い耐摩耗性
と耐食性とが要求される。
従来、このロール材料としては、5US316やN1基
合金、あるいはN+ −cr−vo金合金たとえば特開
昭57−60044号)が使用されてきたが、前二者は
耐摩耗性が不十分であって、たとえば7日間程度の短期
間の使用でロール表面に著しい肌荒れが生じ、再研磨の
必要がある。
後者は、これより長期にわたって使用できるが、使用原
料、とくにMOが高価であるため、ロールはきわめて高
価なものとなる。
本発明者らは、N+ −cr−MO合金の耐食耐摩耗性
を低下させることなく、高価なMOの使用量を低減した
電気亜鉛メッキ用の通電ロールを提供することを意図し
て研究した結果、Orをある程度以上に増量し、若干の
Nb +Ta 、AIおよびT1を添加することにより
、上記の目的が達成でき、しかも従来よりすぐれた耐食
耐摩耗性が得られることを見出して本発明に至った。
本発明の電気亜鉛メッキ用ロールは、C:O。
10%以下、Si :2.09GjX下、Mn:2.0
%W下、Cr : 20.O〜30.0%、MOニア。
0〜12.0%、Nbおよび(または)Ta:1゜O〜
5.0%、Al:0.5%以下およびT1 二0.5%
以下を含有し、Fe:5,0%以下であって、残部が実
質的にN1からなる合金で製造したことを特徴とする。
Ni −Cr−MO合金において、Cr量を^めること
により相対的に低いMO含有量でも耐食性が得られる事
実を示せば、添付図面のグラフのとおりである。 グラ
フの「通電上腐食量」は、後に実施例に関して説明する
亜鉛メッキ液中で通電状態においたときの腐食量である
。 C「の含有量が17.5%の場合は、MOが18%
以上あってもなお腐食量が大きいが、Cr:21〜23
%の合金にあっては、MOが7〜8%程度で、はるかに
低い腐食量が実現することが理解されるであろう。
上記の合金は、上記の基本組成に加えて、ざらにV:3
.0%以下、W:3.0%以下、Mg:0.1%以下、
Z「二0.1%以下、B:0.01%以下、N:0.2
%以下およびCu:2.0%以下の1種または2種以上
を合計で″10.0%以下含有し、Fe:5.0%以下
、Co:5.0%以下を含有してもよい。
上記の合金組成を選択した理由は、つぎのとおりである
。 まず基本組成についていえば、C:0.10%以下 Cはロールに硬さを与え、含有量が増加するに従って硬
さが高くなり耐摩耗性はよくなるが、一方で耐食性は低
くなる傾向があるので、0.10%までとする。
Si:2.0%以下 脱酸に必要であるが、含有量が2.0%を超えると靭延
性が劣る。
Mn:2.0%以下 熱間加工性をよくする元素であるが、2.0%を超える
存在は耐食性を損う。
Cr : 20.0〜30.0% N1およびMOとともにマトリクスを構成し、強固な不
動態化被膜を形成して高い耐食性を実現する。 この効
果は20%以上のOrの存在より著しくなるが、30.
0%を超えると飽和し、一方で靭延性が低下する。
Moニア、O〜12.0% 耐食性にとって最も重要な元素であるが、高価なため、
なるべく低い含有量に止めたいことは、前記のとおりで
ある。 本発明のロールの材料は20%以上のCrを含
有するので、MOの効果は、前述したグラフにみるとお
り、7.0%以上の含有量で得られる。 耐食性はMO
の増加とともに増大するが、これもグラフに示すように
12%内外で飽和し、しかも靭延性の低下がはじまる。
Nbおよび(または)Ta :1.O〜5.0%これら
はいずれも炭化物を形成し、結晶粒界へのOr炭化物の
析出を防止し、耐食性の向上に寄与する。 また、加工
硬化を促進して耐摩耗性を向上させるためにも必要な元
素である。 これらの効果は1.0%以上の添加で得ら
れるが、5.0%を超えると飽和する。
AI 0.5%以下 TI:0.5%以下 これらは脱酸剤として役立つとともに、ロールの硬さを
増して耐摩耗性を向上させるが、0.5%を超える添加
は耐食性と靭延性を低下させる金属間化合物の形成をも
たらす。
Fe :5.0%以下 耐食性を低めるので有用な存在ではないが、5.0%ま
ではさしつかえない。
Ni :残部 マトリクスをオーステナイト組織とし、かつ耐食性を向
上させるために必要である。 40%以上の存在が望ま
しい。 なお、Ni中には不純物としてCOが含有され
ることが多いが、5.0%以内は許容される。
前記した任意添加元素の役割と組成範囲の限定理由は、
つぎのとおりである。
V:3.0%以下 W:3.0%以下 これらは、前記したNbやTaと同様の作用をする。 
その効果は3.0%を超えると飽和する。
Mg:0.1%以下 Zr :0.1%以下 脱酸と作用と同時に結晶粒を微細化する効果を有し、熱
間加工性を改善する。 0.1%を超える添加は、それ
以上の利益をもたらさない。
B:0.01%以下 MQおよびZrと同様に、結晶粒微細化効果がある。 
上記の限界を超える添加は、金属間化合物の形成、ひい
ては脆化を結果する。
N:0.2%以下 耐食性、とくにロールの使用環境である硫酸亜鉛溶液中
での耐孔食性を高める。 多虐になると窒化物を形成し
、0.2%を超えるとかえって耐食性が悪くなる。
Cu:2.0%以下 Nと同様の耐食性向上効果があるが、熱間加工性をそこ
なうので、2.0%までの添加に止める。
上記の合金材料から電気亜鉛メッキ用通電ロールを製造
するには、既知の方法、たとえば鋳造−熱間鍛造−機械
加工によればよい。 その際、温間(たとえば500〜
800℃)または冷間の表面加工(プレスまたは表面打
撃)により表面に加工歪みを与え、結晶粒を微細化して
表面硬変を^めることが好ましい。 いずれの製法によ
ってもロール機械加工により仕上げる必要があるので、
数1の削りしろをとっても効果が残るような厚さに、上
記の硬化を実現させるべきである。 表面の硬化は、耐
食性の若干の低下をひきおこすことがあるが、耐摩耗性
の向上が著しく、この利益は耐食性低下の不利益を十分
に補うものである。
従って、温間または冷間の表面加工は一般に有用という
ことができるが、その採否はロールの使用条件に応じて
決定すればよいことは容易に理解されるであろう。
本発明に従ってMOの使用量を減らしてコストを低減し
たロールが、従来のNl −Or −Mo合金に匹敵す
る耐食性耐摩耗性を有することを、下記の実施例により
実証する。
丸i1 第1表に示す組成の合金を溶製した。
N001〜10は本発明に従う合金組成の材料No、1
1は従来のN1合金であり、 No、12は従来のNl −Cr −Mo合金であり、
No、13〜15は比較例である。
このうちNO33、NO,7、N009およびNo、1
1、No、12の材料から、電気亜鉛メツキ用の通電ロ
ールを製造した。 NO19の材料は、鋳造−熱間加工
(プレス鍛造)−機械加工による製法(9A)と、熱間
加工に続いて冷間プレス鍛造により表面層の硬化を行な
う製法と、2種の製法(9B)でロールにした。
第1表 に虹−−片一 江 ML 旦L 肚(11ユ」〕−んL
L 0.04 G、10 0.10 22.5 7.2
 3.52 0.03 0.15 G、15 22.6
 10.0 3.6 0.053 0.05 0.2G
 0.20 21.2 12.0 3.5 0.304
 0.04 G、15 0.30 22.48.03.
55 0.03 0.25 0.30 22.0 7.
5 3.56 0.04 0.30 0.25 22.
5 8.0 1.57 G、65 0.30 0.30
 gs、o 8.2 3.5 0.358 G、03 
0.35 0.21 29.8 8.0 3.49 0
.05 G、22 G、21 21.8 8.12,5
10 0.03 G、31 0.26 22.1 8.
5 2.6 0.2211 0.03 0.50 0.
60 G、50 1.3 − −12 0.04 0.
80 0.50 17.5 19.0 − −13 0
.03 0.15 0.2G 22.5 6.0 3.
5 0.2514 0.04 0.20 0.25 1
7.5 11.5 3.5 G、3015 0.05 
0.25 0.30 21.0 9.7 0.6 −L
L f J!−u )Ei LL −−−4,0残 0.1 − − − 3.5残 0.25− − − 2.5残 MQ : 0.02 − −13 :0.0G32.6残 Zr : 0.02 − − N :0.153.0残 2.52.6 2.8残 0.30−−− 3.2残 m−−2,7残 −−Qo:2.23.4残 01200.30.4 Co : 4.82.5残−一
一一 −残 −0,35−1,8残 0.20− −−2.7残 0.25− − − 3.0残 −−−−4,1残 各供試材について、硬さくビッカース硬さ)、比抵抗、
および通電下での腐食量を測定した。
々 通電下の腐食量は、 (1) 稀硫酸−(l(2804: 22Q 十Na 
2804 :100G )/見 (2) 亜鉛メッキ液・・・(H2SO4: 22Q 
+Fe 2 (804) 3 : 75t) )/Jl
に浸漬し、(液温はいずれも50℃)した供試材を陰極
として、電流密度100mA/cm2で7日間通電し、
減量を測定することによって決定した。
また、試作したロールは、実機テストとして電気亜鉛メ
ッキ槽に使用し、5日ののちとり出してロール中央部に
おける最大腐食摩耗量をしらべた。
以上の結果を、第2表に示す。 本発明のロールが、高
価な従来材にまさるとも劣らない耐食耐摩耗性を有する
ことが、このデータから明らかである。
第2表 硬さ 電気 通電下病食量 実機テストNo、 抵抗 
(o /m 2− hr) IMI□ MLL 工り旦
9Y 希鉄陵 Xヱ土欽 エ(本発明) 1 190 125 0.040 0.082 195
 125 0.030 0.043 210 130 
0.030 0.04 0.054 185 120 
0.038 0.085 200 130 0.035
 0.086 205 135 0.022 0.05
7 210 135 0.015 0.03 0.05
8 195 135 0.014 0.039A 18
5 129 0.036 0.06 0.089B 2
50 135 0.042 0.13 0.0210 
215 140 0.028 0.05(比較例) 11 120 10 1.42 0.42 0.641
2 180 130 0.037 0.11 0.13
13 200 125 0.060 0.1514 2
00 130 0.050 0.1315 185 1
30 0.045 0.10
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の効架を示すものであって、Ni−Cr−
MO合金を亜鉛メッキ液中で通電状態においたときの腐
食量と、MOの含有酸との関係を、高低2種のOr含有
量の合金についてプロットしたグラフである。 特許出願人 新日本製鉄株式会社 同 大同特殊鋼株式会社 代理人 弁理士 須 賀 総 夫 Mo含膚量(%)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) C:0.10%以下、Si:2.0%以下、M
    n:2.0%以下、Cr:20.O〜30.0%、Mo
    ニア、O〜12.0%、Nbおよび(または)Ta :
    1.O〜5.0%、A1 :0.5%以下およびTl;
    0.5%以下を含有し、Fe:5.0%以下であって、
    残部が実質的にN1からなる合金で製造した電気亜鉛メ
    ッキ用ロール。
  2. (2) C;0.10%以下、Si:2.0%以下、M
    n:2.0%以下、Cr:20.0〜30.0%、Mo
    ニア、O〜12.0%、Nbおよび(または>Ta :
     1.0〜5.0%、A1 :0.5%以下、Ti:0
    .5%以下、ならびに、V:3.0%以下、W:3.0
    %以下、Mo:0.1%以下、Zr :Q、1%以下、
    B:0゜01%以下、N:0.2%以下およびCu:2
    ゜0%以下の1種または2種以上を合計で10゜0%以
    下含有し、Fe:5.0%以下、co:5.0%以下で
    あって、残部が実質的にNiからなる合金で製造した電
    気亜鉛メッキ用ロール。
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