JPS6123755A - 熱処理炉用ロ−ル - Google Patents

熱処理炉用ロ−ル

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JPS6123755A
JPS6123755A JP59144176A JP14417684A JPS6123755A JP S6123755 A JPS6123755 A JP S6123755A JP 59144176 A JP59144176 A JP 59144176A JP 14417684 A JP14417684 A JP 14417684A JP S6123755 A JPS6123755 A JP S6123755A
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JP
Japan
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roll
al2o3
heat
heat treating
cr2o3
Prior art date
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Pending
Application number
JP59144176A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinichi Tamura
信一 田村
Hatsuo Taira
初雄 平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP59144176A priority Critical patent/JPS6123755A/ja
Publication of JPS6123755A publication Critical patent/JPS6123755A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/32Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at more than 1550 degrees C
    • B23K35/327Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at more than 1550 degrees C comprising refractory compounds, e.g. carbides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/04Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
    • C23C2/12Aluminium or alloys based thereon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/04Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
    • C23C4/10Oxides, borides, carbides, nitrides or silicides; Mixtures thereof
    • C23C4/11Oxides

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)
  • Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

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】 ・(産業上の利用分野) 本発明は、熱処理炉用ロール、特に各種金属板、例えば
珪素鋼板、ステンレス板、アルミニウム板。
その他合金板、銅およびその合金板等の熱処理において
、雰囲気温度300〜1200℃の範囲で好適に使用し
うる熱処理炉用ロールに関するものである。
(従来の技術) 従来、この種の熱処理炉用ロールとしては、(1)高ク
ロム、高ニツケル含有の耐熱合金製ロールを水冷または
、非水冷で直接被熱処理材を支持し、搬送に用いる金属
ロール、 (2)前記(1)の耐熱合金製ロール表面にkt203
1ZrOz l 5102 p SIC等のセラミック
スを溶着被覆したもの、又は、セラミック、セラミック
ファイバーをスリープ状にして、被熱処理材を支持し搬
送に用いるセラミックロール、 (3)黒鉛又は黒鉛質繊維をスリープ状にして被熱処理
材を支持し、搬送に用いるカーがンロール、等が考案さ
れ使用されている。
しかし、これら何れの炉内ロールにおいても、希望する
特性をすべて満足するに至っていない。
即ち、水冷金属ロールにおいてはロール表面温度の低下
によシ、ロールビ、ファツジの発生には効果があるが、
水冷による熱量損失が非常に大きくなるという欠点があ
る・ また、非水冷金属ロールにおいては、水冷による熱量損
失は解消できるものの炉内温度(ロール温度)が800
℃以上の高温下においては、ロールピックアップの多発
によシ、被熱処理材に押疵をつける等の品質低下をまね
く結果となる。
前記、耐熱合金ロールのロールピックアクゾ防止を図る
手段として、耐熱合金製ロール表面に種種のセラミ、ク
スの溶着被膜を施した場合あるいはスリーブ状にして使
用するロールにおいては、セラミックスとしてSiCf
用いた場合、特に800℃以上の高温焼鈍を必要とする
珪素鋼、ステンレス鋼のストリップの熱処理に際し、ロ
ール表面上に鉄粉もしくは鉄酸化物物体が付着し、被熱
処理材に疵をつけるロールピックアップが発生しやすい
。この傾向は強環元性の雰囲気中において著しい発生と
なる。
また、炭素質スリーブロールを用いた場合は、炉内のわ
ずかな酸素や水蒸気によって酸化損耗が進行し耐用性が
低下するため、炉内を非酸化性雰囲気にしなければなら
ず煩雑な操作が要求されかつ装置コストが高くなると同
時に炭素質スリーブロールの使用範囲が非酸化性雰囲気
に限定される。
さらに′、Al2O3質、 ZrO□質等のセラミック
スを溶着被覆したロール又は之等をスリーブ状にしたロ
ールの場合、之等のセラミックの熱膨張係数が大きく熱
処理炉の急速な昇温あるいは炉温変動を生じた場合、ス
ポーリング性破壊やクラックの発生による耐用性の低下
を起こす。また、特公昭57−8847号公報等で提案
されている溶融5IO2質スリーブは、熱膨張係数が小
さいため、耐スポーリング抵抗は大きいが1000℃以
上で長時間使用量ると、溶融SjO□質の結晶形態は、
非晶質から結晶化が進み、低膨張性を失い耐用しなくな
る。
また、は等のスリーブの製造過程における焼成において
も結晶形態から1000℃以下の温度でしか焼成できな
いため、焼成後の溶融5102質スリーブは、低強度で
あシ研削による平滑度が出しにくいこと、また、使用中
の機械的衝撃で破壊しやすい等の問題がある。
(発明が解決しようとする問題点) このような実情に鑑み本発明は、耐ロールピックアツプ
性に優れ、かつ耐スポーリング性に優れ、高強度を有す
るとともに高温雰囲気下において、耐用性を発現する熱
処理炉用ロールを提供しよう  ;とするものである。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、高温雰囲気の熱処理炉内において被熱処理材
を支持し、搬送する炉内ロールにおいて、金属板を支持
する表面に、Cr203f、70〜90%含み残部がA
l2O3から成る無機材料の溶着被覆層を設けた熱処理
炉用ロールを要旨とする。
以下、本発明について詳述する。
本発明のロールの被覆層は、Cr20370〜90チ、
残部M2O3からなる。
Cr2O,は一般に、鉄系金属との濡れ性、反応性が悪
いために、高温雰囲気下で焼鈍する熱処理炉の搬送ロー
ルとして使用する場合、材質的に耐ピツクアツプ性に優
れた材料である。
無機材料スリーブ表面あるいは耐熱合金製ロール表面に
溶着被膜を施してなるロールを得るための溶射法におい
ても、Cr2O3単体では、高強度化、緻密化はし難く
、無機材料スリーブ又は耐熱合金製ロール等の母材との
接着強度が充分ではなく母材と溶着被膜との間で剥離し
易く、使用に耐えない。
この問題の解決を図るためには、Cr2O,と結晶形態
、膨張係数が近似しているAl2O3の添加が、溶着被
膜の緻密化、強度の向上に効果があシ、使用に供するこ
とが可能となる。
このことから、本出願人は先に特願昭58−10988
0号によシ、Cr2O3とAl2O3個々の粉末を使用
する場合、Cr2O5t−安定化させるためにAl2O
3量を30〜70チ配合した被覆層を形成してなる熱処
理炉用ロール全提供もだが、本発梼者らは前記のロール
以上に耐ロールピックアツプ性にすぐれたロールを開発
した。すなわち本発明は、事前に溶融凝固もしくは、1
300℃以上で長時間焼成したCr2O3・Al2O3
固溶体を被覆層として使用することによシ、Al2O3
量を10〜30チの少量に減少させることができその結
果、Al2O3量が著しく少なくなって、耐ロールピッ
クアツプ性が大幅に向上することを確めたものである。
前記の固溶体を得る方法は、Cr2O5とAl2O.の
−44μm以下の粉体を、炭素電極を用いたアーク溶融
で溶融凝固させるか、同じ粒径の圧粉体を1300℃以
上で10時間以上焼成させることからなシ、之によって
Cr203−Al2O3の均質固溶体を得ることができ
る。
次にロールビ、クアップ性について、調査を行なった結
果について述べる。
ロールビックアッノ性試験に用いた試料は、表1に示す
ようなCr2O5−Al2O3系の固溶体及び粉末溶射
物および耐熱鋳鋼であ)、これらについてロールピック
アツプ性を調査した。
試験片は50X50割の厚み10walの平板状であシ
、表1に示す′ようにA1〜A8までの試料を用意した
。平板2枚の50X50mの面間にピックアップ原料で
ある鉄酸化物粉末をのせて重ね合わせその上に1 嘘/
 an2の荷重を加え、更にピックアップ原料と2枚の
平板がとすル合わされるような動きを与える。この様な
試験装置を雰囲気制御可能な電気炉中に設置するもので
ある。
ロールピックアツプ性の試験は、雰囲気温度1000℃
、N2(10チ)−N2(90チ)雰囲気で5時間行な
い試験後試料を取シ出してピックアップを発生して込る
部分の面積を画像解析装置を用いて測定する。この値を
2枚の試験片面積(sox50m)で割算したビ、クア
ップ面積の割合をもってピックアップ発生率とした。ぎ
ツクア、プ発生率を第1図に、また試験後の表面性状観
察結果を表2に示した。
表2 試験後の表面状況 第1図に示したビックア、f発生率の幅は10回の試験
におけるバラツキを示している。第1図に示したピック
アップ発生率の小さい順から挙げると、/al : C
r2O,90%−Al2O310%事前溶融。
A2;Cr20380%−A120320 %事前溶融
A 4 : Cr20370%−A−t2o330 %
事前溶融。
A 5 : Cr2O560%−Al2O340%事前
溶融。
A6 : Cr2O,60%−Al2O340%  C
r2O3,Al2O゜2種粉体混合(バラツキ大) 、
48 :耐熱鋳鋼である。
以上の結果からCr 205が70チ以上でピックアッ
プの発生が極めて少なくなる。しかし、Cr2O3量8
0チでもCr203−Al2O.固溶体化させていない
原料で溶射した場合には、剥離が発生する(A3)。
更に固溶体化した原料音用いてもCr 203が90嗟
超(A7.95 % Crz05 )では、剥離を起こ
す。
故に、固溶体化した原料を使用すれば、耐ピツクアツプ
性が極めて良いCr2O5704以上の組成の溶射体が
可能となるが、しかしCr2O390チが限界である。
実施例 耐熱鋳鋼製ロール表面に、原料粉体であるCr205(
80% ) 、 Cr2O3(20%)をアーク溶融し
て作成した固溶体原料及びCr2O,(50%) + 
kt20s(50チ)を混合しただけの原料を浴射し、
表面平滑度が100μm以下になるように研削した熱処
理炉用ロールを用いた。
また、従来品として耐熱鋳鋼ロールを用意した。
上記3種類の熱処理炉用ロールを実際の鋼板熱処理炉(
温度800〜1050℃、N2− H2−H20雰囲気
で2000時間使用した結果を表−3に示す。
表  3 (発明の効果) 上記、実施例の結果からも明らかな如く本発明のロール
は、耐ロールビ、クア、グ性に著しく優“−cz−bo
−y**x長1大きく貢11°1産   □:業楽士益
するところが極めて大である。
【図面の簡単な説明】
第1図は各種試料のピックアップ発生率を示したもので
ある。 第1図 試料Nθ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 金属板を支持する表面に、Cr_2O_370〜90%
    を含み残部がAl_2O_3からなる固溶体化した無機
    材料の被覆層を形成して成る熱処理炉用ロール。
JP59144176A 1984-07-13 1984-07-13 熱処理炉用ロ−ル Pending JPS6123755A (ja)

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Cited By (6)

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