JPS62230962A - シングルフエ−サ用段ロ−ル及びその製造方法 - Google Patents

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〕 未発１［＋７は片面段コールシートを制；ｈ丁Ａシング
ルフェーサに適用される段ロール及びその製造方法に関
する。

〔従来の技術〕

シングルフェーサは通常第５図に略示的断面図を示すよ
うな構造となっている。即ち、第５図で１は上段ロール
、２は下段ロール、３は圧力ロール、４　ｉｄ　’１１
　付ロール、５はメータロール、６は糊容器、７は芯祇
、８はライナ、９は片面段ぎ−ルシートをそれぞれ示す
。

先ス前記シングルフェーサでの片面段コールシート９の
製造工程について説明すると、芯祇７は上段ロール１側
に供給され、上段ロール１と下段ロール２の噛合部に噛
込まれて波形状に成形されたシートとなシ、次に芯紙７
は下段ロール２の回転とともに移送され、糊容器６内の
糊が糊付ロール４ですくい上げられ、メータロール５で
瑚膜調驚が行われた後、糊付ロール４によって芯紙７の
段頂部に糊付けされる。一方圧力ロール３側に供給され
たライナ８と前記：ｉ’、’ｊ’＝付けされた芯紙７は
、下［ｏ−ル２，１−庄カロール３の加圧部において接
着されて、片面段ゼールシート９となる。

従来、段ロール１，２の母材は、通常、普通側或は合金
屑で製作され、歯部は硬質クロムめっき、ＷＣ系溶射、
レーザ焼入等の表面処理がなされる。この理由は、前記
したように芯紙７の波形成形過程において、第６図（第
５図のＸ部拡大断面図）に示すように芯紙７は両段ロー
ル１，２の噛合いの中に段頂部を滑りながら引込まれる
ことになるため、歯部の耐摩耗性が必要とされることに
よる。

〔発明が解決しようとする間ｍ点〕

従来の段ロールでは次のような問題点があった。

従来、段ロールへの表面処理で一般的に多用されている
のは、硬質クロムめっきである。硬質クロムめっきでは
ＩＩｖ９００程度の硬度をもつ皮膜が得られ、比絞的高
い靭性をもつため芯紙７に含有されるＡノ２０３．５ｉ
０２等硬質不純物の噛み込み等によって生起される歯部
の変形に伴う剥離が生じ難いことと、施工コストの安さ
が賞月されている理由である。

ところが、近年段ゼール原祇の低級化に伴い段ロールの
摩耗が激しくなる傾向にあり、硬質クロムめっきに優る
耐摩耗性のある段ロールが要望されている。そこで硬質
クロムめっきより更に高い耐摩耗性が期待できる表面処
理として、一般的に考えられる方法にＷＣやセラミック
等の溶射があり、近年実用にも供されている。

現在の所ＷＣやセラミックの溶射に実用されている溶射
法としては、電気スパークによる爆発溶射法がある。こ
の溶射法は第７図に示すように溶射ノズル１０’から電
気スパークによるプラズマ炎１１’で溶射材を溶射する
ものであるが、次のような欠点を有していた。

（１）　　第７図に示す如く火炎１１′のパターンが大
きく、段ロール１，２の歯頂部Ｌ１歯底部Ｎ全面に瞬間
的に溶射材が被覆される。このことは、段ロールの如く
複雑な形状品に対しては、良好な皮膜は形成されにくく
膜厚のバラツキ、低密着力化を生じる傾向にある。発明
者らのテストによれば、爆発溶射の場合１Ｌ部皮１摸厚
に対しＭは約４割、Ｎ部は無効粒子の付着により、気孔
の多い皮膜となり品質上の間ｍ点が顕在した。

（２）不連続溶射（スパークのため）であり、膜厚の不
均一、ポツプマーク（うろこ状）による精度不良（膜厚
、表面粗度、ウネリ等）を引起こしがちである。

（３）大気中溶射及び還元性ガス等を使用しない溶射の
ため粒子酸化を生じ、粒子間結合の低下に伴う皮膜の靭
性低下を生じる傾向にある。

（４）　　溶射に長時間を必要とし製造コストが大とな
シ、かつ量産性に適応していない。

なお、従来のクロムめっきにおいても複雑な段部へのめ
つきであるから電流密度が均一化されずめつき膜厚が不
均一になるという問題点を有している。

以上述べたように、段ロールは苛酷な使用条件下に置か
れるため耐摩耗性と同時に異物かみ込み等の衝撃によっ
て破壊・剥離し難い靭性並びに耐久性を向上させるため
の均一皮膜が要求されていた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記従来の問題点を解消し、耐摩耗性、靭性
共に覆れかつ均一な皮膜を被覆させたシングルフェーサ
用段ロール及びその製造方法を提供するもので、周回に
還元性ガスを燃料とした高速ガス炎で、炭火物系サーメ
ット材を溶射被覆してなること及び母材を所定形状に加
工した後、還元性ガスを燃料とした高速ガス炎で炭火物
系サーメット材を溶射する溶射ノズルを、母材の軸芯を
通る線と母材の段部ピッチ円との交点を狙って前記軸芯
を通る線に対して±４５度以内の傾斜角度で配置し、同
溶射ノズルと前記母材を相対的に移動して、母材表面に
炭火物系サーメット材を溶射被覆してなることを間ｍ点
を解決するための手段としている。

〔実施例〕 第１図及び第２図に本実施例による段ロール段部への溶
射被層方法の概念を表わす図を示す。

両図とも、表面処理過程における段ロールの側断面を表
わし、第１図は第２図の局部的拡大図となっている。図
において、１は段ロール本体であり、予め所定形状に加
工されているｏｌｏは高速ガス炎溶射機の溶射ノズル、
１１は水素（ＩＩ２）等題元性ガスを燃料としたＷ　Ｃ
−Ｃｏ、ｗＣ−Ｎｉ−Ｏｒ等炭火物系サーメット材の溶
射炎である。溶射ノズル１０は段ロール１の歯筋方向に
ほぼ直角に配置され、かつ段ロール１の軸芯を通る線Ｑ
に対しＯの傾斜角度で上記軸芯を通る線Ｑと段部ピッチ
円Ｐとの交点Ｅ付近を狙って配置される。傾斜角度θは
４５度以内である。

段ロール１への溶射施工は上記のように配置された溶射
ノズル１０より還元性ガスを燃料とした高速ガス炎で炭
火物系サーメット材を溶射しつつ、溶射ノズル１０と段
ロール１との段ロール軸方向及び段ロール回転方向相対
位置関係を連続的に移動させて実行させればよい。具体
的には溶射ノズル】０を上記の角度関係を保持して固定
しておき、段ロール〕を一定速度で回転させながら段ロ
ール軸方向すなわち歯筋方向に一定速度で送るか、ある
いは段ロール１の回転は同様として溶射ノズル１０を段
ロール軸方向に一定速度で送る方法をとる。また、段ロ
ール１は固定支持しておいて、溶射ノズル１０を上記角
度関係を維持しながら段ロール１，２０周上に移動させ
る方法もある。この時、溶射ノズル１０の移動にいわゆ
る溶射ロゼツトを使用すれば、自動化による長時間溶射
が可能で、高能率となる０なお、被覆する膜厚が厚い場
合には上記施工を数回繰り返して行なう。また、このと
きの繰り返し施工に際しては交互にθの正負を逆伝する
と皮膜の均一性をさらに向上させることができる。

溶射ノズル１０の角度θを上記範囲に設定した理由は本
発明者らの実験結果に基づいており、上記範囲では目標
皮膜厚に対しシングルフェーサで要求される膜厚精度が
±１０％以内におさえることができたことによる。また
、本実施例による段部皮膜の断面顕微鏡組織の観察結果
、上記範囲では皮膜密度も高く溶射欠陥は認められず良
好な密着状況を示した。これは前記した如く、高速ガス
溶射の火炎のパターンが小さく、かつ還元性ガス燃料を
使用したことによる酸化減少で粒子の密着力が向上した
結果でおる。なお、溶射ノズル１０の上記角度範囲外で
の施工では、溶射炎の反射が不安定となり膜厚分布のバ
ラツキが拡大し皮膜密度も若干低下する。

次に、本実施例による段ロールの性能につき実験データ
を示しながら説明する。

まず、段部皮膜の靭性については次のようなテストを行
い、評価した。すなわち、従来の爆発溶射によるＷＣ−
Ｏｏサーメット材溶射皮膜Ａ１高速ガス炎溶射でその燃
料として一般的に使用される炭化水素系ガス（例えばア
セチレンとプロピレン、プロピレン等）を使用して段ロ
ールにＷＣ−ｃｏサーメット材溶射処理を行った皮膜Ｂ
及び本実施例による還元性ガス（本テストでは水素（Ｉ
−ＩＺ）ガス使用）を使用して段ロールにＷ　Ｃ−ｃｏ
サーメット材溶射処理を行った皮膜Ｃの計３種について
、段部の段頂部に直径ＩＱｍの鋼球を押付は局所的に深
さ２５０μｍまで塑性変形させ皮膜のクラックと剥離の
状態を観察した。第３図に、これらの結果を示した。こ
れによると、爆発溶射の皮膜Ａでは塑性変形量１００μ
ｍでクラックが発生し、１５０μｍ以上で圧痕周辺が剥
離し塑性変形増加に伴い皮膜の脱落が進展した。

次に炭化水素系ガスを燃料として使用した高速ガス炎溶
射の皮膜ＢではＡよりわずかに改善されているものの、
同様にクランクと剥離が発生し進展した。

次に本実施例による皮膜Ｃでは、深キ２５０μｍの塑性
変形量までクラック及び剥離は認められなかった。

以上のテストより段部形状への皮膜としては本実施例に
よる溶射方法が最も溌れていることが確認された。

更に耐摩耗性に関する試験をテーパ式試験法にて実施し
た。その結果を第４図に示す。供試材は、爆発溶射皮膜
をＡ１炭化水素を燃料とした高速ガス炎溶射皮膜をＢ１
水素（Ｈ２）を燃料とした高速ガス炎溶射皮膜をＣとし
た。また従来より多く採用されているクロムめっきをＤ
とした。なお、相手側の摩耗輪はＳｉＯ成形品とした。

試験の結果、耐摩耗性はＤが最も悪く、次いでＡｓＢｓ
０の順で水素を燃料とした高速ガス炎溶射皮膜が最も擾
れていた。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明では、高速ガス炎溶射を使用
しているので、火炎ノぞターンが小さく溶射皮膜部の均
一化がはかれ、かつ無効粒子の付着がなく密着力が向上
する。また、高速ガス炎溶射は単位時間当９の溶射量が
大きいため、短時間で溶射が可能となり、製作費が安価
になる。さらに、燃料として還元性ガスを使用するので
、溶射粒子の酸化が減少し、粒子の密着力とともに靭性
が増す。これらにより、段ロールはその表面が耐摩耗性
の高い硬質かつ破壊、剥離し難い高靭性の皮膜となり、
長期間安定した操業ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明一実施例の段ロール歯部に
高速ガス炎溶射状態を示し、第１図は部分拡大説明図、
第２図は全体概略説明図、第３図は各種皮膜の靭性試験
結果を示す説明図、第４図は各種皮膜の摩耗試験結果を
示す説明図、第５図はシングルフェーサの概略構成を示
す側断面図、第６図は第５図のＸ部拡大断面図、第７図
は従来の爆発溶射状態を示す説明図である。 １・・・段ロール本体、１０・・・溶射ノズル、１１・
・・溶射炎、Ｅ・・・交点、Ｐ・・・ピッチ円、Ｑ・・
・線。 第１図 第２図 第３０ ＡＢＣ 第４図 ＢＣＤ 試料 第５図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、周面に、還元性ガスを燃料とした高速ガス炎で、炭
   火物系サーメット材を溶射被覆したことを特徴とするシ
   ングルフエーサ用段ロール。 ２、母材を所定形状に加工した後、還元性ガスを燃料と
   した高速ガス炎で炭火物系サーメット材を溶射する溶射
   ノズルを、母材の軸芯を通る線と母材の段部ピッチ円と
   の交点を狙つて前記軸芯を通る線に対して±４５度以内
   の傾斜角度で配置し、同溶射ノズルと前記母材を相対的
   に移動して、母材表面に炭火物系サーメット材を溶射被
   覆することを特徴とするシングルフエーサ用段ロールの
   製造方法。