JPS6137955A - 溶融金属溶用ロール及びその製造方法 - Google Patents
溶融金属溶用ロール及びその製造方法Info
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- JPS6137955A JPS6137955A JP15850284A JP15850284A JPS6137955A JP S6137955 A JPS6137955 A JP S6137955A JP 15850284 A JP15850284 A JP 15850284A JP 15850284 A JP15850284 A JP 15850284A JP S6137955 A JPS6137955 A JP S6137955A
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Classifications
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- C23C2/003—Apparatus
- C23C2/0034—Details related to elements immersed in bath
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- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Coating By Spraying Or Casting (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は水プラズ→溶射装置による溶融金属浴用ロー
ル（以下、浴用ロールと言う。）の製造法に関するもの
で、主に溶融金属鍍金浴槽におけるシンクロール及びサ
ポートロール等に使用されるものである。従来より上述
の浴用ロールは金属素地そのままであり、耐熱、耐食性
に優れたステンレス鋼や高クロム鋼等を使用してきたが
長期に使用すると溶融金属の侵食作用によりロール表面
に傷が生じ、メッキ鋼板等にも欠陥品を生むことになっ
た。
ル（以下、浴用ロールと言う。）の製造法に関するもの
で、主に溶融金属鍍金浴槽におけるシンクロール及びサ
ポートロール等に使用されるものである。従来より上述
の浴用ロールは金属素地そのままであり、耐熱、耐食性
に優れたステンレス鋼や高クロム鋼等を使用してきたが
長期に使用すると溶融金属の侵食作用によりロール表面
に傷が生じ、メッキ鋼板等にも欠陥品を生むことになっ
た。
そのため防食としての種々の手段が講じられてきたが最
近、耐食、耐摩耗、耐熱の向上を目的としてロール表面
に自溶性合金や、セラミックス材の溶射コーティングが
試用されている。しかしながら膜厚が１〜３ｍｍ程度の
薄膜溶射のため、母材との密着力、粒子間結合力等様々
な問題が在り溶射本来の性能を十分発揮していないのが
現状である。最悪の場合、ロールの表面合金層又は、セ
ラミックス層に亀裂及び剥離が発生し十分な耐食の効果
を得ることができず、かえってロールの寿命を短縮し、
メッキ鋼板等にも傷を生じることにもなりかねない。
近、耐食、耐摩耗、耐熱の向上を目的としてロール表面
に自溶性合金や、セラミックス材の溶射コーティングが
試用されている。しかしながら膜厚が１〜３ｍｍ程度の
薄膜溶射のため、母材との密着力、粒子間結合力等様々
な問題が在り溶射本来の性能を十分発揮していないのが
現状である。最悪の場合、ロールの表面合金層又は、セ
ラミックス層に亀裂及び剥離が発生し十分な耐食の効果
を得ることができず、かえってロールの寿命を短縮し、
メッキ鋼板等にも傷を生じることにもなりかねない。
そこで、本発明は、」二足問題を根本から解消した、耐
食、耐熱、耐摩耗、難濡れ性にすぐれた画期的な溶融金
属浴用ロールを提供し、メツキラインの生産性の向上に
寄与する。
食、耐熱、耐摩耗、難濡れ性にすぐれた画期的な溶融金
属浴用ロールを提供し、メツキラインの生産性の向上に
寄与する。
本発明の最も大きな＃′ｊ徴とするところは、被溶射材
の形状を丸棒とし、その丸棒の直径をジャーナル部分の
径のみにしたところである。すなわち本来、胴長部とし
て形成されている金属部材の部分をすべてセラミックス
材を水プラズマ溶射装置によりコーティングすることの
みで形成する。
の形状を丸棒とし、その丸棒の直径をジャーナル部分の
径のみにしたところである。すなわち本来、胴長部とし
て形成されている金属部材の部分をすべてセラミックス
材を水プラズマ溶射装置によりコーティングすることの
みで形成する。
かくして、上述の様な構造を有する金属浴用ロールは、
従来考えられる浴用ロールとは太きく異った特徴を提供
する。
従来考えられる浴用ロールとは太きく異った特徴を提供
する。
すなわち、膜厚が２０〜３０ｍｍ程度に形成できる為、
焼結製セラミックス材に非常に近いものを溶射によって
製造することを可能とした。以前より焼結製セラミック
ス部材に、関する優れた特性についてｌｆ、周知のこと
であり、確かにセラミックスロールも一部で製作、試用
されている。しかしながら、焼結によるセラミックス部
材は衝撃力に非常にもろいという靭性に劣る欠点を有し
ており、特に張力のかかるロールにとっては、重大な問
題となる。さらに製造方法において大きさや形状にも限
界がありまた、コスト面においても非常に高価なものと
なり、メツキライン等に対するロールへの使用は、望め
ない。
焼結製セラミックス材に非常に近いものを溶射によって
製造することを可能とした。以前より焼結製セラミック
ス部材に、関する優れた特性についてｌｆ、周知のこと
であり、確かにセラミックスロールも一部で製作、試用
されている。しかしながら、焼結によるセラミックス部
材は衝撃力に非常にもろいという靭性に劣る欠点を有し
ており、特に張力のかかるロールにとっては、重大な問
題となる。さらに製造方法において大きさや形状にも限
界がありまた、コスト面においても非常に高価なものと
なり、メツキライン等に対するロールへの使用は、望め
ない。
本発明のセラミックスを施した溶融金属浴用ロールは母
材本体である金属の性質とコーティングを施したセラミ
ックス材の性質という両者の優れた特性を兼ね備えたも
のとなる。
材本体である金属の性質とコーティングを施したセラミ
ックス材の性質という両者の優れた特性を兼ね備えたも
のとなる。
以下に本発明の溶融金属浴用ロールの製造法について説
明する。
明する。
ロールの母材となる丸棒の材質であるが、従来であれば
ステンレス鋼、高クロム鋼等の高価なものが使用されて
きたが、本発明の場合コーティング膜厚が２０〜３０ｍ
ｍの為、母材までの溶融金属の侵食が皆無となり、特に
母材の選択は必要とせず比較的、安価な材質が利用でき
る。
ステンレス鋼、高クロム鋼等の高価なものが使用されて
きたが、本発明の場合コーティング膜厚が２０〜３０ｍ
ｍの為、母材までの溶融金属の侵食が皆無となり、特に
母材の選択は必要とせず比較的、安価な材質が利用でき
る。
■ まず母材の前処理であるが、表面にある程度の粗さ
を持たせるのが望ましい。これは、第一層目の多孔性金
属層との密着力の向上を目的としたもので、グリッドブ
ラストにより粗面加工を施す。
を持たせるのが望ましい。これは、第一層目の多孔性金
属層との密着力の向上を目的としたもので、グリッドブ
ラストにより粗面加工を施す。
表面粗度は平均１ ｏｏ＝程度のものとなる。
さらに、メッキ浴槽内における、ロールの熱膨張による
コーティング層の影響を最小限に抑える為、また被覆層
との密着面積を広げ密着力の強化を図る為、粗面加工を
施す以前に母材表面に第１図の様な表面加工を施す。
コーティング層の影響を最小限に抑える為、また被覆層
との密着面積を広げ密着力の強化を図る為、粗面加工を
施す以前に母材表面に第１図の様な表面加工を施す。
■ 次に母材表面部に金属のプラズマ、アークまたはフ
レーム溶射によりこれらの金属の多孔性被覆層を形成す
る。これは、第二層の多孔性セラミックス層との密着力
を向上させることを目的とする。
レーム溶射によりこれらの金属の多孔性被覆層を形成す
る。これは、第二層の多孔性セラミックス層との密着力
を向上させることを目的とする。
使用される金属としては、ニッケルーアルミ合金、ニッ
ケルークロム合金、ステンレス鋼等がある。
ケルークロム合金、ステンレス鋼等がある。
膜厚は、０．２〜０．３ｍｍａ度が望ましい。
■ さらにこの層上にセラミックス形成可能な金属酸化
物を水プラズマ溶射装置によりこれらの多孔性セラミッ
クス被覆層を形成する。
物を水プラズマ溶射装置によりこれらの多孔性セラミッ
クス被覆層を形成する。
ここで、施工法を水プラズマ溶射法に限定した理由は、
以前より普及しているガスプラズマ溶射の場合は、Ａｒ
、Ｈｅ、Ｈ２、Ｎ２ 、などの高価な作動ガスを用いる
のに対し、水プラズマ溶射の場合は安価な水を利用する
ため経済的であり、その溶射能力はガスプラズマ溶射の
１０倍にも及ぶものである。すなわち、その最大溶射膜
厚において５０ｍｍまで形成が可能である水プラズマ溶
射でのみ本案は施工できるものである。
以前より普及しているガスプラズマ溶射の場合は、Ａｒ
、Ｈｅ、Ｈ２、Ｎ２ 、などの高価な作動ガスを用いる
のに対し、水プラズマ溶射の場合は安価な水を利用する
ため経済的であり、その溶射能力はガスプラズマ溶射の
１０倍にも及ぶものである。すなわち、その最大溶射膜
厚において５０ｍｍまで形成が可能である水プラズマ溶
射でのみ本案は施工できるものである。
また、セラミックス溶射材料としては、アルミナ、ジル
コニア、チタニア、マグネシア、シリカ等の金属酸化物
またはそれらの混合もしくはその他の金属酸化物を用い
て行う。さらに溶融金属の種類や温度及び、その他の施
工条件に応じて、セラミックス材料の粒度を徐々に変化
させて溶射を施したり、数種のセラミ・ソクス材ネ：Ｉ
による多層被覆層の形成も可能である。
コニア、チタニア、マグネシア、シリカ等の金属酸化物
またはそれらの混合もしくはその他の金属酸化物を用い
て行う。さらに溶融金属の種類や温度及び、その他の施
工条件に応じて、セラミックス材料の粒度を徐々に変化
させて溶射を施したり、数種のセラミ・ソクス材ネ：Ｉ
による多層被覆層の形成も可能である。
次に本発明の実施例について説明する。
実施例 溶融亜鉛メッキ設備内シンクロール母材は５４
５Ｃの丸棒とする。
５Ｃの丸棒とする。
胴長部となる溶射被覆面にネジ切り加工を施す。
（刃先角６０’ピッチ０．４）
更にグリッドプラストで粗面処理をした後に、溶射施工
を施す。
を施す。
第一層目としてニッケルーアルミ合金を、アーク溶射ガ
ンにて膜厚０．２ｍｍに被覆する。
ンにて膜厚０．２ｍｍに被覆する。
使用金属の組成、溶射条件等は表、■の通りである。
上記の被覆の層上に第２層としてアルミナ系セラミック
ス材料を水プラズマ溶射装置を用いて膜厚２０ ｍ ｍ
に被覆する。溶射条件、セラミックス材料特性は表、２
の通りである。
ス材料を水プラズマ溶射装置を用いて膜厚２０ ｍ ｍ
に被覆する。溶射条件、セラミックス材料特性は表、２
の通りである。
表、１
表、２
次に、形成されたロール表面は溶射施工独特の粗さを有
している為、３８程度の研削研磨加工を施す。
している為、３８程度の研削研磨加工を施す。
これは、メッキ製品の傷の発生防止と耐濡れ性の向上を
目的としたものである。
目的としたものである。
以上の様にして提供された溶融亜鉛メッキ設備内シンク
ロールの使用結果を表、３に示す。
ロールの使用結果を表、３に示す。
表、３
ｔか従来のシンクロール
■本発明によるシンクロール
表、３に示す様に従来のものと比較して耐久性が飛躍的
に延びる結果が得られた。
に延びる結果が得られた。
これは、本発明の特長とする２ ０ ｍ ｍという厚い
セラミック被覆層が、強固な粒子間結合力を生み亜鉛浴
中でも剥離、脱落することなく安定した侵食防止効果を
発揮したと考えられ約５週間経過後も何ら支障が無く継
続して使用中である。
セラミック被覆層が、強固な粒子間結合力を生み亜鉛浴
中でも剥離、脱落することなく安定した侵食防止効果を
発揮したと考えられ約５週間経過後も何ら支障が無く継
続して使用中である。
以上の様な結果より、本発明の効果及び特徴を説明する
。
。
すなわち、従来の耐熱耐食性合金で製作したものを使用
した場合、約１週間で溶融亜鉛の侵食作用によりロール
表面に肌荒れが生じメッキ製品に不良品発生の恐れが発
生する為ロールを交換しなければならなかった。しかし
ながら本発明のシンクロールは５週間を経過しても使用
できる。従ってロールの交換の為のメツキラインを停止
する回数が減少し生産性の向上が可能となる。
した場合、約１週間で溶融亜鉛の侵食作用によりロール
表面に肌荒れが生じメッキ製品に不良品発生の恐れが発
生する為ロールを交換しなければならなかった。しかし
ながら本発明のシンクロールは５週間を経過しても使用
できる。従ってロールの交換の為のメツキラインを停止
する回数が減少し生産性の向上が可能となる。
また、ロールの取り換えは設備コストの上昇の原因とな
っていた為、直接コストの低減にも寄与する。
っていた為、直接コストの低減にも寄与する。
さらにロールへの溶融金属の侵食を防止しロール表面に
剥離、亀裂等の発生を防止する為、常に良質のメッキ製
品が提供できる。
剥離、亀裂等の発生を防止する為、常に良質のメッキ製
品が提供できる。
■ 第２層のセラミックス被覆層
■ 母材となる金属丸棒
■ 第１層の金属被覆層
第１図は、母材となる金属丸棒のブラストによる表面処
理以前に施す表面加工状態 イ、 ネジ切り加工 口、 ローレット加工 但しピッチ及び深さは、ロールの直径及び長さによって
異る 第２図は、本発明の斜視図 第３図は、本発明の構造を示す断面図 第４図は、第３図の一部拡大図
理以前に施す表面加工状態 イ、 ネジ切り加工 口、 ローレット加工 但しピッチ及び深さは、ロールの直径及び長さによって
異る 第２図は、本発明の斜視図 第３図は、本発明の構造を示す断面図 第４図は、第３図の一部拡大図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、溶融金属浴槽設備内において常時溶融金属浴中に浸
漬され過酷な条件で使用されて いるシンクロール、サポートロール等にお いて耐熱、耐食、耐摩耗、難濡れ性を特徴 とするセラミックスコーティングを施した 溶融金属浴用ロール。 ２、母材となる金属丸棒の表面部に水プラズマ溶射装置
によって膜厚、２０〜３０ｍｍ の溶射被覆を有し、その溶射被覆のみで胴 長部の肉厚が形成されている溶融金属浴用 ロール。 ３、母材となる金属丸棒のうちロールのジャーナルとな
る部分以外の表面部に金属のプ ラズマ、アーク又はフレーム溶射によりこ れらの金属の多孔性被膜層を形成し、この 層上にセラミックス形成可能な金属酸化物 を水プラズマ溶射装置によりセラミックス 層を形成する溶融金属浴用ロール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15850284A JPS6137955A (ja) | 1984-07-28 | 1984-07-28 | 溶融金属溶用ロール及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15850284A JPS6137955A (ja) | 1984-07-28 | 1984-07-28 | 溶融金属溶用ロール及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6137955A true JPS6137955A (ja) | 1986-02-22 |
| JPH0354181B2 JPH0354181B2 (ja) | 1991-08-19 |
Family
ID=15673136
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15850284A Granted JPS6137955A (ja) | 1984-07-28 | 1984-07-28 | 溶融金属溶用ロール及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6137955A (ja) |
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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