JPS6199649A - 通電ロ−ル用合金 - Google Patents

通電ロ−ル用合金

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JPS6199649A
JPS6199649A JP22255784A JP22255784A JPS6199649A JP S6199649 A JPS6199649 A JP S6199649A JP 22255784 A JP22255784 A JP 22255784A JP 22255784 A JP22255784 A JP 22255784A JP S6199649 A JPS6199649 A JP S6199649A
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利明 石井
Arata Komitsu
好光 新
Akio Kuhara
久原 昭男
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電気めっき設備等に使用される通電ロール用
合金に関する。
〔従来技術と問題点〕
連続電気亜鉛めっき等の電気めっき設備における通電ロ
ールは、所要の通電性のほかに、酸性溶液から成るめっ
き浴に対する腐食抵抗と、めっき浴中を連続的に通過す
る被めっき鋼板(通板材)との接触に耐える摩耗抵抗を
備えていなければならない。
従来より、そのロール胴部(ロールシェル)の構成材料
として、通電性と、めっき浴に対する耐食性の点から、
5O3−14やS U S−316等のニッケル含有ス
テンレス合金が専ら使用され、これらの合金の鋳造品や
鍛造品の溶体化処理材から成るスリーブをロール胴部と
する通電ロールが用いられてきた。
しかしながら、これらの従来ロールは、耐食性および耐
摩耗性が十分でなく、通電中におけるめっき浴による腐
食や通板材による摩耗に起因して比較的短期間に胴部表
面に肌荒れが生じ易い。
ことに、昨今の高速めっき法においては、ラインの高速
度化、大通電量化、およびめっき浴組成の低p H化等
、通電ロールの使用環境が苛酷化しており、かかるめっ
き操業に使用される通電ロールは、例えば1 、000
〜50,0OOAの高電流通電状態のちとにpH1〜3
の強酸性めっき浴(しかも、その浴温は50〜70℃と
高温である)による腐食と、150〜200m/分の高
速度通板材の接触による摩耗とが複雑に相乗して作用す
る。
このため、ロール胴部の肌荒れによる耐用寿命の低下が
著しく、それに伴いロールの取替え頬度が増大し、その
都度めっきラインの操業中断を余儀なくされると共に、
ロールを再生使用するための再研磨加工に膨大な費用が
必要となっている。
〔発明の課題〕
上記通電ロールの使用条件の苛酷化に対処し、電気めっ
き操業能率の向上、メインテナンスコストの削減、およ
びめっき品質の向上を図るには、通電性を損なわずに通
電ロールの胴部表面の安定性・耐久性を高めることが必
要である。
本発明は、かかる観点から通電ロールの胴部表面の安定
性・耐久性を高めるための、耐食性および耐摩耗性のす
ぐれた通電ロール用合金を提供するものである。
1       〔技術的手段および作用〕本発明に係
る通電ロール用合金は、C: 0.15%以下、Si:
2.0%以下、Mn:2.0%以下、Cr : 15.
O〜30.0%、M Q : 4.0〜10.0%、A
l:0.2〜2.0%、F e : 10.0%以下、
およびNb:0.1〜3.0%またはT i : 0.
05〜2.0%、残部実質的にNiからなる。なお、本
明細書中、%は特記なき限り重■%を意味する。
本発明合金の成分限定理由は次のとおりである。
C:0.15%以下 C含有量は、耐食性の点からは少い程、有利であるか、
耐摩耗性の点からは多い程有利である。
耐食性を損なわないためには0.15%を越えてはなら
ない。また、単純な摩耗現象に対処するための摩耗抵抗
を確保するには少くとも0.005%を必要とするが、
本発明合金の対象とする通電ロールのように高電流通電
状態下に腐食と摩耗が相乗作用する使用条件に対しては
、C量の下限を特に規定する必要はない、従って、C量
は0.15%以下とする。好ましくは、0.10%以下
である。
S i : 2.0%以下 Siは、合金溶製時の脱酸、および鋳造時の湯流れ性等
の鋳造性改善等のために適量加えられる示、その含有量
は2.0%をこえる必要はない。
Mn:2.0%以下 MnはSiと同様に、合金溶湯の脱酸、鋳造性改善等の
ために適量加えられる。その量は2.0%をこえる必要
はない。
Cr : 15.O〜30.0% Crは、Ni、MoおよびAlとの金属間化合物の析出
により硬度を高める作用をなす。また、強固な不動態化
皮膜を形成せしめ耐食性の向上に奏効する。これらの効
果を得るには少くとも、15.0%の含有を必要とする
。含有量の増加とともに上記効果は強められるが、過度
に含有すると、材料の靭性の低下をみるので、30.0
%を上限とすべきである。より好ましい含有量は15.
0〜25.0%である。
Mo:4.O〜10.0% MOは、耐酸性、殊に硫酸系、塩酸系等の非酸化性の酸
溶液(電気めっき浴はこの系統の溶液゛ごある)に対す
る耐食性の向上に著効を奏する。また、硬度向上・耐摩
耗性の改善効果を有する。これらの効果を発揮させるに
は少くとも4.0%の含有を必要とする。含有量を増す
につれ、その効果も増加ずろ、しかし、10.0%をこ
えると、含有量の増加の割に効果の向上は少くなり、高
価なMOを多量に使用することの経済的不利が増大する
また、靭性が低下する。従って、10.0%を上限とす
る。゛より好ま1.<は、6.0−10.0%に規定さ
れる。
Aj! :Q。2〜2.0% Alは通常脱酸剤として最大0.1χ程度まで添加され
る元素であるが、本発明合金においては、Aりを後記の
NbまたはTiと複合添加することにより、通電状態に
おける耐食性と耐摩耗性、殊に、腐食液中での摩耗抵抗
(耐腐食摩耗性)を著しく向上せしめた点に最も特徴を
有する。この複合効果を十分ならしめるためのAl屋は
、少くとも0.2%であることを要する。含有量を増す
と共に、効果も増大するが、あまり多く含有すると、T
i、Nbとの組合せで非金属介在物(酸化物)Vが多く
なり、合金の???浄度が損なわれるため、安定した品
質を確保することが困難となり、また靭性や溶接性の点
でも好ましくない。従って、2゜0%を上限とすべきで
ある。より好ましい含を量は0.5〜1.5%である。
Fe日0.0%以下 Feは硬度を高める効果を有する。含有量が10.0%
までは耐食性に対する悪影響は特にない。
経済性の点からは、高価なNiO量を節減し、Feを増
量することが有利であるが、耐食性の点から10.0%
を上限とする。好ましくは、4.Q〜10.0%に規定
される。
Nb:0.1〜3.0% NbはANと複合して耐食性と耐摩耗性、とりわけ耐腐
食摩耗性の向上に著効を奏する。AI含を量が0.2〜
2.0%の範囲にあって、Nbの複合効果を発揮させる
には、少なくとも0.1%の含有を必要とする。含有量
の増加に伴ってその効果も増大するが、多量に添加する
と、A1との共存で合金の品質低下をきたすと共に、靭
性、溶接性等の悪化により通電ロールの構造材料として
の適性が損なわれる。従って、3.0%を上限とすべき
である。より、好ましい含有量は、0.5〜2.0%で
ある。
Ti:0.05〜2.0% 7iは上記Nbと同様に、Alとの共存下に耐食性と耐
摩耗性、殊に耐腐食摩耗性を大きく改善する効果を有す
る。へ2含有量が0.2〜2.0%の範囲にあって、T
iの複合添加効果を得るには、少くとも0.05%含有
しなければならない。含有量を増すに伴って複合効果は
増大するが、あまり多量に加えると、/71との共存に
より合金品質の低下、靭性、溶接性の低下が生じるので
、2.0%を上限とする。より好;tしい含有量は0.
1−1.5%である。
上記Nbおよび′1゛iは選択元素としてい7づれか一
方の元素が添加される。
なお、残部を成すNiは、2.5%以下のCOを含有し
ていてもよい。
本発明合金は、その材質的特徴である耐摩耗性および耐
食性を十分に発揮させるために、好ましくは溶体化処理
が施される。溶体化処理は、温度1100〜1200℃
に加熱保持(好ましい例として、1150℃X2Hr)
の後、急冷(好ましくは、水冷)することにより達成さ
れる。
なお、本発明合金からなる通電ロールの胴部(シェル)
は、常法に従って板状体を曲げ加工し、突合せ面を溶接
接合して円筒体として制作するか、あるいは、別法とし
て遠心力鋳造法による鋳造管として制作することができ
る。
〔実施例〕
第1表に示す成分組成を有する各合金を用いて遠心力鋳
造により鋳造管(外径140鰭、肉厚25龍、長さ28
0 、m>を得た。表中、賦香1−11は本発明例、賦
香101〜106は比較例である。比較例のうち、賦香
101はAIとNbまたはTiを複合含有しない例であ
り、賦香102〜104は本発明に規定する各成分元素
をすべて含有しているが、いづれかの元素の含を量(表
中、下線飾付)が本発明の規定から逸脱しているもので
あり、賦香105.106はそれぞれ5C3−14およ
びS OS−316材に相当する従来材である。なお、
賦香110の5US−316材は市販の板材(板厚20
mm)を使用した。
各供試材から試験片を採取し、それぞれ1150℃X2
Hr−水冷の溶体化処理を施したのち、下記の摩耗試験
および腐食試験に付し、第1表に示す結果を得た。
(13摩耗試験 円柱状試験片をめっき浴中、360rpmで回転させな
がら、これを相手材(SGP50A、幅30n)に5k
g/cdの負荷で押付け、2日間連続摩耗させたのち、
その摩耗による重量減少m (g/n()を測定した。
(1)試験片寸法;直径15龍×長さ100龍(11)
めっき浴:硫酸亜鉛400g/I!、塩化亜鉛30g/
j!(硫酸でpH−1,5に調整)。浴温:室温。
(n)腐食試験 円柱状試験片をめっき浴中に18日間連続浸漬したのち
、腐食による試験片の重量減少量(g/d)を測定した
(i)試験片寸法:直径15龍X長さ50mm・  に
i)めっき浴:硫酸亜鉛400 g’/ l 、塩化亜
鉛30g/l<硫酸でpH=1.5に調整)。浴温ニア
0℃。
(III)試験結果 (1)比較例に示されるように、AlとNbまたはTi
を複合含有しない場合(賦香 101 ) 、および複
合含有しているが、含有量が不足する場合は(賦香10
2〜105 ) 、いづれも、耐摩耗性および耐食性が
十分でないのに対し、所定量のAIとNbまたはTiを
複合含有する本発明例の合金は、摩耗量および腐食量と
もに少なく、良好な耐摩耗性と耐食性を兼備している。
(2)また、本発明例の合金の耐食性、耐摩耗性を従来
材である5US−14相当の比較例No、106、およ
びS U S−316相当の比較例No、 107と対
比する1       2・耐食性″−’:)uNr′
!・従来材″腐食量”′約76、g/n?前後であるの
に対し、本発明例では、最大0゜85 g / rdで
あるから、耐食性は約90倍以上に及ぶ。
また、耐摩耗性についてみると、従来材の摩耗量が約2
5 g / rrr前後であるのに対し、本発明例では
最大0.08g/mであるから、約300倍以上の耐摩
耗性を有していると言える。
電気めっき用通電ロールにあっては、実用上、通板材に
よる摩耗と、めっき浴による腐食とが重複して作用する
ので、実用上の性能の評価は、単なる耐食性よりも、腐
食環境での耐摩耗性を指標とするのが適切であり、この
点から見ると本発明合金は、上記摩耗試験での摩耗量の
比較から、従来材の約90倍以上 がわかる。
〔発明の効果〕
本発明の通電ロール用合金は、耐食性および耐摩耗性に
すぐれ、殊に強酸性腐食環境下で、従来材をはるかに凌
ぐ摩耗抵抗を有する。
本発明合金をロール胴部として構成される電気めっき用
通電ロールは、長期間平滑で美麗な表面状態に保たれ、
従来ロールにまさる耐用命数が保証される。従って、従
来のような顯繁なロールの取替の煩わしさやロールの再
研磨加工に要する費用が大幅に軽減され、長期にわたる
安定した操業が維持されると同時に、得られるめっき製
品の品質の向上・安定化がもたらされる。むろん、電気
めっきは、亜鉛めっきに限らず、錫めっき、ニッケルめ
っき等、各種の電気めっき用通電ロールとして通用する
ことができ、また電気めっきに限られず、電解化成処理
や電解脱脂処理設備等における通電ロールとしても、従
来材にまさる安定性・耐久性の向上に奏効する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)C:0.15%以下、Si:2.0%以下、Mn
    :2.0%以下、Cr:15.0〜30.0%、Mo:
    4.0〜10.0%、Al:0.2〜2.0%、Fe:
    10.0%以下、およびNb:0.1〜3.0%または
    Ti:0.05〜2.0%、残部実質的にNiからなる
    耐食性および耐摩耗性にすぐれた通電ロール用合金。
JP22255784A 1984-10-22 1984-10-22 通電ロ−ル用合金 Granted JPS6199649A (ja)

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JPS6340858B2 JPS6340858B2 (ja) 1988-08-12

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01219134A (ja) * 1988-02-26 1989-09-01 Kubota Ltd 電気メッキ設備における通電ロール用合金
WO1998032887A1 (de) * 1997-01-29 1998-07-30 Krupp Vdm Gmbh Austenitische nickel-chrom-molybdän-silizium-legierung mit hoher korrosionsbeständigkeit gegen heisse chlorhaltige gase und chloride
US10112254B2 (en) 2014-08-21 2018-10-30 Huntington Alloys Corporation Method for making clad metal pipe

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US10112254B2 (en) 2014-08-21 2018-10-30 Huntington Alloys Corporation Method for making clad metal pipe

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