JPS6223968A

JPS6223968A - 電気めつき用高耐食高耐摩耗性通電ロ−ル合金

Info

Publication number: JPS6223968A
Application number: JP16326885A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Ishii; 利明石井; Arata Komitsu; 好光　新
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1985-07-23
Filing date: 1985-07-23
Publication date: 1987-01-31

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、耐食性および耐摩耗性等にすぐれた電気めっ
き用通電ロール合金に関する。

〔従来技術〕

連続電気亜鉛めっき等の電気めっき装置における通電ロ
ールは、１ｍ電性のほかに、酸性液であるめっき沿に対
する腐食抵抗や、めっき沿中を連続移送される被めっき
鋼板（通板材）との接触に耐える摩耗抵抗を備えている
ことが必要である。また、通電ロール（使用中、陰極と
なる）の表面には、亜鉛等のめっき金属が付着し易いの
で、その付着金属を取り除く必要上、ロール表面は常に
研磨されており、従って耐研磨摩耗性にもすぐれている
ことが要求される。

従来より、この通電ロールの胴部（ロールシェル）構成
材料としては、純ニッケルからなるもの、またはＪＩＳ
　　ＳＣ３Ｉ４、ＳＯ３３１６等のニッケル含有ステン
レス鋼の鋳造品もしくは鍛造品の溶体化熱処理材からな
るものが専ら使用されている。

〔解決しようとする問題点〕

しかるに、」二記従来の通電ロールは、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沿による腐
食や通板材による摩耗、特にエッヂ部の摩耗が生じ易い
。殊に、昨今の高速めっき操業においては、通板材の高
速移送、大通電量化、およびめっき沿組成の低ｐ　Ｈ化
等、使用環境の苛酷化に伴い、腐食と摩耗によるロール
胴部の肌荒れによる寿命の低下傾向が著しい。

このため、通電ロールの取替え頬度が増し、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
を再生使用するだめの再研磨加工に多大の費用が必要と
なっている。

本発明はかかる事情に対処すべく、改良された耐食性・
耐摩耗性等を有する通電ロール用合金を提供しようとす
るものである。

〔技術的手段および作用〕

本発明にかかる第１の通電ロール用合金は、Ｃ：０．’
１％以下、Ｓｉ：２．０％以下、Ｍｎ：２．０％以下、
Ｃｒ　：　２０．０−３０．０％、Ｎ　ｉ　：　４．０
〜１０．０％、Ｍ　ｏ　　：　２．０　〜６．０　　％
、Ｃｏ　　：　０．５　〜２．０　　％、Ｎ：０，１〜
０．３％、残部実質的にＦｅからなり、フェライト相が
３０〜７０％（面積率）を占めるフエライト−オーステ
ナイト二相組織を有する。

また、本発明に係る第２のｉｍ電ロール合金は、上記の
各成分元素と共に、Ｗ：０．５〜３．０％、Ｎｂ：Ｑ、
５〜２．０％から選ばれる１種もしくは２種の元素を含
有し、フェライト相が３０〜７０％（面積率）であるフ
エライト−オーステナイト二相組織を有するものである
。

本発明合金の成分限定理由は次のとおりである。

成分含有量を示ず％は重量％である。

Ｃ：Ｑ、ｌ　％以下Ｃは耐摩耗性改善効果を有する。但し、含有量が０．１
　％を越えると、耐食性の低下が著しくなるので、０．
１　％を上限とする。耐食性をより高度に保持するには
、０．０３％以下に制限することが望ましい。

Ｓｌ：２．０％以下３ｉは合金溶湯の脱酸剤であり、また鋳造性の改善効果
を有する。そのための量は２．０％を越える必要はない
。

Ｍｎ：２．０％以下Ｍｎは合金溶湯の脱酸・脱硫剤であり、また鋳造性の改
善に有効である。その量は、２．０％以下であってよい
。

Ｃｒ　：　２０．０−３０．０％Ｃｒは耐酸性向上効果を有する。また、耐摩耗性の改善
効果を有する。含有量が２０．０％に満たないと、めっ
き沿に対する耐食性が十分でない。含有量を増すと共に
、耐食性および耐摩耗性の向−にをみるが、３０．０％
を越えると、材質の脆弱化を招くので３０．０％を上限
とする。

Ｎｉ：４，０〜１０．０％ＮｉはＣｒ量とのバランスによりフェライト量を決定す
る主要な元素の１つであり、また耐食性の改善に有用な
元素でもある。含有量が４．０％に満たないと、フェラ
イト量が過剰となり、耐食性の確保が困難となる。一方
、１０．０％を越えると、フェライト量が不足し、腐食
環境下での耐摩耗性（耐腐食摩耗性）の低下をみるので
、１０．０％を」二限とする。

Ｍｏ：２，０〜６．０％ＭＯは耐食性を改善する重要な元素である。その効果は
、めっき沿に対しては、２．０％以−１＝の添加により
あられれ、含有量の増加と共に強められる。しかし、４
．０％付近から、その効果は飽和し始め、６．０％を越
えると殆ど飽和してしまい、経済性を損なうので、６．
０％を一ト限とする。

Ｃｏ：０．５〜２．０％Ｃｏは耐食性および耐腐食摩耗性の改善に奏効する。そ
の効果は０．５％以上の添加によりあられれる。しかし
、２．０％を越えると、その効果は飽和するので、それ
以上の添加は経済性を損ない、また、Ｃ「、Ｎｉの量と
のバランスを失し、安定な二相組織が得られないので、
２．０％を上限とする。

Ｎ：０．１〜０．３％Ｎは局部耐食性を高める元素であり、特に塩素イオン（
（１！−）を含む腐食環境に対して有効に作用する。こ
の効果を得るには、少なくとｔ）０．］％を必要とする
。しかし、０．３％を越えると、固溶せずに窒化物（Ｃ
ｒＮ等）を形成するために、却って耐食性を悪くするの
で、」−限を０．３％とする。

本発明合金は、上記諸元素のほかに、所望により以下の
２元素の１種もしくは２種を含有する。

Ｗ：０．５〜３．０％Ｗは耐食性、耐摩耗性を高める。特に、耐腐食摩耗性の
改善に著効を奏する。その効果は、０．５％以−にの添
加によりあられれる。しかし、３．０％を越えると、Ｎ
ｉ、Ｍｏ等との量的バランスを失し、金属間化合物が析
出し易くなり、経済性も損なわれるので、３．０％を上
限とする。

Ｎｂ：０．５〜２．０％Ｎｂはオーステナイト相中の固溶Ｃを安定化し、耐食性
の改善に寄与する。その効果は０．５％以トの添加によ
りあられれるが、２．０％を越えても、添加効果は少な
いので、２．０％を−１−限とする。

本発明合金は前記のようにフェライト−オーステナイト
相合金である。フェライト相は耐腐食摩耗性を高める。

その効果は、後記実施例にも示されるよ・うに、フェラ
イト量が面積率で３０％以上を占めることによって顕著
にあられれる。しかし、７０％を越えると、耐食性の低
下をみる。従って、フェライト量は３０〜７０％とする
。

〔実施例〕

第１表に示す成分組成を有する各合金について、腐食試
験および腐食摩耗試験を行い、同表右欄に示す結果を得
た。賦香（陽）１〜１３は本発明例、Ｍｌｏｌ　〜１１
２は比較例である。比較例のうち、階１０１はＳＯ３３
１６相当材、階１０２はＳＣ３Ｉ４相当材であり、ｌｔ
、１０３〜１１２は本発明例と同じ成分元素を含有して
いるが、いずれかの成分含有量（表中、下線付）が本発
明の規定から逸脱している例である。なお、各合金の試
験片は、いずれも１１００°ＣＸ　２　Ｈｒ−水冷の溶
体化処理を施した。

（１３腐食試験（Ａ）　　板状試験片（２０誓ｘ３Ｑ’ｘ　５ｔ、　ｎ
＋）を、５％）１．５０４の沸腋溶液中に６時間浸漬し
、その腐食減量（ｇ　／　ｍ　ｈ　）を測定。

（Ｂ）　　板状試験片（２吋Ｘ３０ＬＸ５Ｌ、勇ｌ）を
、５％ＨｚＳＯｎ十Ｇ＃−１１００００ｐｐ　（ＮａＣ
ｆｆとして添加）の沸Ｒ溶液中に６時間浸漬し、その腐
食減量（ｇ／ｍｈ）を測定。

（ＩＴ）腐食摩耗試験棒状試験片（１５φＸｌ０（１，■）を、めっき湯中、
３６０ｒｐｍで回転させながら、５ＧＰ５０Ａ（幅３０
ｍｍ）を相手材として、５　ｋｇ　／　ｃ−の負荷で押
付け、２日間連続負荷後の重量減少量（ｇ＃）を測定。

めっき沿組成：　Ｚｎ５Ｏ＊　　４００　ｇ／１１−Ｚ
　ｎ　ＣＩｔ　　３０ｇ／　ＩＩ、ＨｇＳ　Ｏａ　　３
０ｇ　／　ＩＩ、沿ａＬ：６０℃ 第１表に示すように、本発明合金と従来材である５Ｃ３
Ｉ４（隘１０１）、ＳＵＳ　　３１６（隘１０２）とを
比較すると、まず５％Ｈ，ＳＯ４沸Ｒ溶液に対沸石溶液
従来材の腐食減量が約４．６ｇ／ｒｒｒｈであるのに対
し、本発明合金では、高々１．２５　ｇ　／　ｒｄ　ｈ
と、従来材の３〜４倍の耐食性を有している。更に、高
濃度の（１−を含む腐食環境に対する従来材と本発明合
金の差はより明確となり、従来材の腐食減量が２５〜２
７ｇ／ｒｒｒｈであるのに対し、本発明合金では、高々
２．１５ｇ／ｎ（ｈと、１２〜１３倍°の腐食抵抗を有
している。また、耐腐食摩耗性についてみると、従来材
の摩耗量が約２５ｇ／ｎ（であるのに対し、本発明合金
のそれは２　ｇ／ｒｒｆを越えず、１３〜１４倍の腐食
摩耗抵抗を有している。

一方、比較例Ｎａ１０３〜１１２は、従来材である５Ｃ
３Ｉ４（階１０１）やｓ　ｕ　３　３１６（Ｎ［１１０
２）に比し改良された特性を有しているが、合金元素の
含有量の適正を欠くため、耐食性および耐摩耗性の総合
評価において本発明合金に及ばない。すなわち、階１〜
３と１１ｋｌ１０５（Ｃｒ不足）　、ｍ１０６（Ｃｒ過
多）との比較から、Ｃｒ量が下限値に満たないと、耐食
性が不足し、また耐腐食摩耗性も低いこと、およびＣｒ
量の増加にしたがい、耐食性、耐腐食摩耗性の向上をみ
るが、上限値を越えると、逆に耐食性が低下することが
わかる。

階２とＮｏ、１０１０７（不足）および隘１１２（Ｍｏ
過多）との比較から、Ｍｏ量が下限値に満たないと、耐
食性の不足をきたすこと、またＭｏ量が上限値を越えて
も、その増量の割には耐食性改善効果は少ないことがわ
かる。

Ｎ［１２、Ｎ１１６と階１１０（Ｃ過多）との比較はＣ
畦の影響を示しており、Ｃ量が多くなると、耐摩耗性の
点では有利であるが、耐食性が損なわれる点で好ましく
ない。

また、ＮＱ１０日に示されるように、Ｎｌが不足すると
、ＣＺ−を含む環境での腐食摩耗抵抗の低下が顕著であ
る。

隘１１〜１３は、Ｗ、Ｎｂの添加効果を示しており、Ｗ
が耐食性および耐腐食摩耗性を高め、特に摩耗抵抗の改
善に有効なこと、Ｎｂも耐食性、耐摩耗性の改善に寄与
していること、更にこれらの元素の複合添加により、耐
食性、耐腐食摩耗性が一層高められることを示している
。

第１図ばＣｏの添加効果を示す（図中の数字は供試合金
の賦香である）。曲線（ａｌは５％１１゜Ｓ　Ｏｓの沸
騰溶液中での腐食減量（ｇ／ｒｒｒ　ｈ）　、（ｈｌは
５％ｎ２ｓ　ｏ、＋　ｃ　Ｉ！−１ｏｏｏｏ　ｐ　ｐ　
ｍの沸騰溶液中での腐食Ｍａｔ　（ｇ　／　ｒｄ　ｔｔ
　＞　、（ｃｌは腐食摩耗量（ｇ／ｉ）を示す。図示の
とおり、Ｃｏは本発明の規定の範囲内の添加により、耐
食性および耐腐食摩耗性に対し有効に作用する。

フェライト量の効果について示すと、第２図のとおりで
ある（図中の数字は、供試合金の賦香を表す）。曲線（
ｂｌは５％１１□Ｓ　Ｏ４十Ｃｌ！　−１１００００ｐ
ｐの沸騰溶液中での腐食滅鼠（ｇ／ｍｈ）、（Ｃ１は腐
食摩耗減量（ｇ／ｒ／）である。フェライト量の増加に
伴って耐食性、耐腐食摩耗性が向トし、上限値を越える
と耐食性の低下をみることがわかる。

〔発明の効果〕

本発明の通電ロール合金は、耐食性および耐摩耗性にず
くれており、強酸性腐食環境下で、従来材であるＳＣ５
Ｉ４やＳ　ＩＪ　Ｓ　　３１６等をはるかに凌ぐ腐食抵
抗および腐食摩耗抵抗を有している。

本発明合金をロール胴部材料として構成される電気めっ
き用通電ロールは、肌荒れが少なく、かつ耐研磨摩耗性
にもすくれているので、長期にわたり平滑美麗な表面状
態が保たれ、従来ロールにまさる耐用寿命を保証する。

従って、従来のような頻繁なロール取替えの煩わしさや
ロールの再研磨加工に要する費用が大幅に軽減すると共
に、安定した連続めっき操業が維持され、かつめっき製
品の品質の向上・安定化の効果も得られる。むろん、電
気めっきは、亜鉛めっきに限られず、錫めっき、ニッケ
ルめっき等、種々の電気めっき用通電ロール合金として
有用である。また、電気めっきのほかに、電解化成処理
、その他の設備におけるｉｍ電ロール合金として使用す
ることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は耐食性、耐腐食摩耗性に対するＣｏ添加効果を
示すグラフ、第２図は耐食性、耐腐食摩耗性に対するフ
ェライト鼠の効果を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ｃ：０．１％以下、Ｓｉ：２．０％以下、Ｍｎ：
２．０％以下、Ｃｒ：２０．０〜３０．０％、Ｎｉ：４
．０〜１０．０％、Ｍｏ：２．０〜６．０％、Ｃｏ：０
．５〜２．０％、Ｎ：０．１〜０．３％、残部実質的に
Ｆｅからなり、フェライト相が３０〜７０％（面積率）
を占めるフェライト−オーステナイト二相組織を有する
電気めっき用高耐食高耐摩耗性通電ロール合金。
（２）Ｃ：０．１％以下、Ｓｉ：２．０％以下、Ｍｎ：
２．０％以下、Ｃｒ：２０．０〜３０．０％、Ｎｉ：４
．０〜１０．０％、Ｍｏ：２．０〜６．０％、Ｃｏ：０
．５〜２．０％、Ｎ：０．１〜０．３％、およびＷ：０
．５〜３．０％、Ｎｂ：０．５〜２．０％。から選ばれ
る１種もしくは２種、残部実質的にＦｅからなり、フェ
ライト相が３０〜７０％（面積率）を占めるフェライト
−オーステナイト二相組織を有する電気めっき用高耐食
高耐摩耗性通電ロール合金。