KR101615613B1 - 서밋 용사분말, 용융금속도금 배스용 롤 및 용융금속도금 배스 중 부품 - Google Patents

서밋 용사분말, 용융금속도금 배스용 롤 및 용융금속도금 배스 중 부품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내마모성, 인성, 내용융금속성, 내열충격성이 뛰어난 치밀한 용사피막을 생성하는 것을 과제로 한다. 용융금속도금 배스용 롤의 롤 표면에 용사되는 서밋 용사분말로서, W를 포함하는 제1 붕화물과, Cr을 포함하는 제2 붕화물과, W, Cr 및 Co를 적어도 포함하는 바인더 합금입자와, 불가피적 불순물로 이루어지고, 그 서밋 용사분말 100질량%에 대하여, B가 4.5질량% 이상 8.5질량% 이하이며, W가 50질량% 이상 85질량% 이하인 것을 특징으로 한다.

Description

서밋 용사분말, 용융금속도금 배스용 롤 및 용융금속도금 배스 중 부품{Cermet thermal spray powder, roller for molten metal plating bath, article in molten metal plating bath}
본원발명은, 용융금속도금 배스용 롤 및 롤 표면에 용사되는 서밋 용사분말 등에 관한 것이다.
강판 표면에 서밋 피막을 형성하는 방법으로서, 아연, 알루미늄, 아연·알루미늄 합금 등의 용융금속이 수용된 포트 내에 강판을 침지시키는 방법이 알려져 있다. 이 포트에는, 강판을 연속 도금하기 위한 용융금속 배스 중 롤(예를 들어, 싱크롤)이 설치되어 있고, 이 용융금속 배스 중 롤은 용융금속에 의하여 용해·부식될 우려가 있다. 그 때문에, 부식대책으로서, 롤 표면을 보호용 용사피막으로 덮는 방법이 알려져 있다.
용융금속 배스 중 롤의 용사피막 형성방법으로서, 특허문헌 1은, 중량%로 5~15%의 Co를 포함하고, 잔부가 텅스텐 탄화물, 티탄 탄화물, 니오브 탄화물, 몰리브덴 탄화물의 1종 또는 2종 이상, 및 텅스텐 붕화물, 몰리브덴 붕화물, 티탄 붕화물의 1종 또는 2종 이상 및 불가피적 불순물로 이루어지는 용사층을 롤 표면에 가지는 용융금속용 침지부재를 개시한다.
특허문헌 2는, 중량비로 B:2.5~4.0%, Co:15.0~30.0%, Cr:5.0~10.0%, Mo:3.0~6.0%를 포함하고, 잔부 W와 불가피적 불순물로 구성된 복합분말 조성물로 이루어지는 붕화물계 서밋 용사용 분말을 개시한다.
특허문헌 3은, 중량비로 Mo:30.0% 이상, B:5.0~12.0%, Co:10.0~40.0%, Cr:16.0~25.0% 및 불가피적 불순물로 구성되는 복합분말 조성물로 이루어지는 붕화물계 서밋 용사용 분말을 개시한다.
선행기술문헌
(특허문헌)
특허문헌 1: 일본특허공보 제2553937호 명세서
특허문헌 2: 일본특허공보 제3134768호 명세서
특허문헌 3: 일본특허공보 제4359442호 명세서
하지만, 특허문헌 1의 구성에서는, 바인더인 Co단체(單體) 금속이 용사피막 중에 존재하기 때문에, Zn-Al 등의 용융금속 중에 침지시켰을 때, Co가 용융금속에 용출되기 쉬워, 용사피막의 용손(溶損)이나 박리가 발생하여, 도금 배스용 용사피막으로서의 성능을 발휘할 수 없어지는 경우가 있다. 또한, 1회 사용 후의 배스 중 용사롤을 연속 재사용하기 위하여, 황산, 인산 등의 산성액체를 사용하여서, 용사피막에 부착된 도금금속을 화학적으로 제거하는 경우가 있다. 그때, 용사피막 중에 남은 Co단체 금속이 산에 용해되거나 하여, 용사피막이 부식되어서, 배스 중 용사롤을 재사용할 수 없게 된다.
용사피막의 밀착력, 입자간 결합력을 저하시키지 않고, 용사피막 중의 Co단체를 줄이는 방법으로서, 용사 프레임의 열에너지를 사용하여 용사재료의 일부를 서로 반응시킴으로써, Co3W3C 등의 복탄화물, 복붕화물(즉, 세라믹)을 생성하는 방법을 생각할 수 있다. 하지만, 복탄화물은, 연한 Co3W3C(ŋ상)를 포함하므로, 용사피막의 인성(靭性)이 저하되어, 크랙이 발생한다. 그리고, Zn-Al 등의 용융금속은 이 크랙을 침입 경로로 하여, 기재 경계면에 침입하여서 용사피막을 박리에 이르게 한다.
그리고, 특허문헌 2에서는, 바인더가 Co, Cr, Mo로 이루어지는 단체 금속이므로, 용사피막 중에 소량의 Co, Cr, Mo 단체 금속이 남는다. 이들의 잔존한 Cr, Mo는, 고온의 환경 하에서 산화되기 쉬우므로, 장기적으로는 용사피막의 열화를 초래하기 쉽다. 또한, 상술한 바와 같이, Co 등의 단체 금속은 내용융 금속부식성이 낮기 때문에, 용사피막이 박리에 이를 가능성이 높다.
또한, 특허문헌 3은, Mo를 주로 한 성분계이므로, 치밀한 용사피막을 형성하는 것이 어렵다. 그리고, 고온의 환경에서 장시간 사용되는 경우, 용사피막의 인성이 저하되어, 용사피막이 갈라지기 쉬워진다. 따라서, 특허문헌 3의 용사용 분말에 의하여 용사된 롤을 용융아연에 침지하였을 때, 용사피막 중에 아연이 조기에 침투하여, 박리에 이를 가능성이 높다.
그리고, 배스 중 롤의 용사피막에 요구되는 성질로서, 내균열성, 즉 인성이 요구된다. 예를 들어, 싱크롤에는, 강판의 사행(蛇行) 및 슬립, 롤 표면으로의 드로스의 부착 등을 방지하기 위하여, 그루브가 형성되어 있으며, 이 그루브의 바닥에 소재와 용사피막의 열팽창 차이에 의하여 발생하는 응력 집중이 일어나기 쉬워, 그루브의 바닥에 용사피막에 있어서 균열이 발생하기 쉽다는 것이 알려져 있다. 더욱이, 배스 중 롤은, 메인터넌스시에 고온 용융금속으로부터 끌어올려지므로, 가열 및 냉각의 반복에 강한 것, 즉 내열충격성을 구비하고 있을 필요가 있다.
그래서, 본원발명은, 내마모성, 인성, 내용융금속성, 내열충격성이 뛰어난 치밀한 용사피막을 생성하는 것이 가능한 서밋 용사분말 및 용융금속 배스 중 롤을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본원의 발명자 등은, 상기 과제를 예의 검토하여, 하기 지식을 얻기에 이르렀다.
본원발명은, 용융금속도금 배스용 롤의 롤 표면에 용사되는 서밋 용사분말로서, W를 포함하는 제1 붕화물과, Cr을 포함하는 제2 붕화물과, W, Cr 및 Co를 적어도 포함하는 바인더 합금입자와, 불가피적 불순물로 이루어지고, 그 서밋 용사분말 100질량%에 대하여 B가 4.5질량% 이상 8.5질량% 이하이며, W가 50질량% 이상 85질량% 이하인 것을 특징으로 한다.
제1 붕화물에 포함되는 W와, 제2 붕화물에 포함되는 전이금속(Cr)이 포함된 바인더 합금입자를 이용함으로써, 용사시에 붕화물 입자와 바인더 합금입자의 습윤성이 향상되어, 치밀한 용사피막이 되기 쉬우며, 또한 용사피막에 포함되는 복붕화물의 생성을 촉진할 수 있다.
본원발명은, 용융금속도금 배스용 롤의 롤 표면에 용사되는 서밋 용사분말로서, W를 포함하는 제1 붕화물과, Co를 포함하는 제2 붕화물과, W, Cr 및 Co를 적어도 포함하는 바인더 합금입자와, 불가피적 불순물로 이루어지고, 그 서밋 용사분말 100질량%에 대하여, B가 4.5질량% 이상 8.5질량% 이하이며, W가 50질량% 이상 85질량% 이하인 것을 특징으로 한다.
제1 붕화물에 포함되는 W와, 제2 붕화물에 포함되는 전이금속(Co)이 포함된 바인더 합금입자를 이용함으로써, 용사시에 붕화물 입자와 바인더 합금입자의 습윤성이 향상되어, 치밀한 용사피막이 되기 쉬우며, 또한 용사피막에 포함되는 복붕화물의 생성을 촉진할 수 있다.
본원발명은, 용융금속도금 배스용 롤의 롤 표면에 용사되는 서밋 용사분말로서, W를 포함하는 제1 붕화물과, Ti를 포함하는 제2 붕화물과, W, Ti 및 Co를 적어도 포함하는 바인더 합금분자와, 불가피적 불순물로 이루어지고, 그 서밋 용사분말 100질량%에 대하여, B가 4.5질량% 이상 8.5질량% 이하이며, W가 50질량% 이상 85질량% 이하인 것을 특징으로 한다.
제1 붕화물에 포함되는 W와, 제2 붕화물에 포함되는 전이금속(Ti)이 포함된 바인더 합금입자를 이용함으로써, 용사시에 붕화물 입자와 바인더 합금입자의 습윤성이 향상되어, 치밀한 용사피막이 되기 쉬우며, 또한 용사피막에 포함되는 복붕화물의 생성을 촉진할 수 있다.
여기에서, 상술한 구성에 있어서, 제1 및 제2 붕화물에 포함되는 B가 8.5질량%를 넘으면, 용사피막의 인성 및 내열충격성이 저하한다. 제1 및 제2 붕화물에 포함되는 B가 4.5질량% 미만이 되면, 복붕화물의 생성량이 적어져서, 용사피막의 기공이 많아진다. 그리고, 붕화물, 복붕화물이 적어지므로, 경도가 낮아, 용사피막의 내마모성의 저하를 초래한다. 따라서, 제1 및 제2 붕화물에 포함되는 B는 4.5질량% 이상 8.5질량% 이하로 제한된다.
W가 50질량% 미만이 되면, 롤 표면을 향하는 용사입자의 운동 에너지가 작으므로, 치밀한 용사피막을 생성할 수 없다. W가 85질량%를 넘으면, 단위질량당 용사피막을 형성하는 데에 필요한 열에너지가 상승하므로, 용사피막의 기공이 상승하여, 막형성 보류가 대폭 저하된다. 따라서, 서밋 용사분말 100질량%에 대하여, W는 50질량% ~ 85질량%로 제한된다.
상술한 서밋 용사분말은, 배스 중 롤의 롤 표면에 용사할 수 있다. 배스 중 롤은, 고온용융 아연 도금배스(약 450℃), 용융 알루미늄 도금배스(700~800℃) 내에 설치된다. 배스 중 롤에는, 싱크롤, 서포트롤이 포함된다. 배스 중 롤을 회전 동작시켜서 강판을 고온용융 아연 도금배스 등의 안을 통과시킴으로써, 강판의 표면에 균일한 아연 도금, 알루미늄 도금을 실시할 수 있다. 용사방법에는, 고속 가스 프레임 용사법, 플라즈마 용사법 등 공지의 방법을 사용할 수 있다. 또한, 상술한 서밋 용사분말은, 용융금속 도금배스 중 부품의 표면에 용사할 수 있다. 배스 중 부품에는, 예를 들어 배스 중 롤의 베어링, 축 슬리이브가 포함된다.
상술한 서밋 용사분말을 용사함으로써, CoWB, CoW2B2 및 WB의 총합량이 50질량%에서 질량92%, CoCrW 합금입자를 25질량% 이하 포함하는 용사피막을 롤 표면에 구비한 용융금속도금 배스용 롤을 제공할 수 있다. 이러한 경우, B는 4.5질량% 이상 8.5질량% 이하이며, W는 50질량% 이상 85질량% 이하이다.
본원발명에 따르면, 내마모성, 인성, 내용융금속성, 내산세성(酸洗性) 및 내열충격성이 뛰어난 치밀한 용사피막을 형성 가능한 서밋 용사분말을 제공할 수 있다.
실시예를 나타내고, 본 발명에 대하여 보다 구체적으로 설명한다. 복수의 실시예 및 비교예의 각각에 대하여, 내마모성, 인성, 내용융금속성, 내산세성, 내열충격성 및 기공률을 평가하였다. 표 1은 실시예 1 내지 8의 내마모성, 인성, 내산세성, 내열충격성 및 기공률을 평가한 시험 데이터이고, 각 실시예의 붕화물 및 바인더 합금입자의 조성을 병기하고 있다. 표 2는 비교예 1 내지 10에 대하여 내마모성, 인성, 내산세성, 내열충격성 및 기공률을 평가한 시험 데이터이며, 각 비교예의 붕화물 및 바인더 합금입자의 조성을 병기하고 있다. 표 3은 실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 10의 내용융금속성을 평가한 시험 데이터이다. 표 4는 실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 10의 용사피막의 화학조성 및 주요한 결정상을 나타내고 있다.
제1
붕화물		 제2
붕화물		 바인더
합금입자		 내마모성 인성 내산세성 내열충격성 기공률
실시예 1 WB
(69.3%)		 CrB2
(13.7%)		 CoCrW합금
(17%)		 ○ ○ ○ ○ ○
실시예 2 WB
(70%)		 CrB2
(7%)		 스테라이트#6
(23%)		 ○ ○ ○ ○ ○
실시예 3 WB
(61.2%)		 CrB2
(17%)		 스테라이트#12
(21.8%)		 ○ ○ ○ ○ ○
실시예 4 WB
(54.3%)		 CoB2
(12%)		 CoCrW합금
(33.7%)		 ○ ○ ○ ○ ○
실시예 5 WB
(64%)		 CoB2
(11.4%)		 스테라이트#6
(34.6%)		 ○ ○ ○ ○ ○
실시예 6 WB
(52%)		 TiB2
(14.2%)		 CoWTi합금
(33.8%)		 ○ ○ ○ ○ ○
실시예 7 WB
(67.3%)		 TiB2
(13%)		 CoWTi합금
(19.7%)		 ○ ○ ○ ○ ○
실시예 8 WB
(83%)		 CrB2
(8%)		 CoCrW합금
(9%)		 ○ ○ ○ ○ ○
출발재료 바인더 내마모성 인성 내열충격성 내산세성 기공률
비교예 1 WC(88.8%) Co(11.2%) ○ × × ○ ○
비교예 2 WC(34%)
WB(17%)		 Co(11.2%) ○ × × × ○

비교예 3
WB(70%)		 Co(18%)
Cr(8%)
Mo(4%)
△
×
△
×
○
비교예 4 WB(66.8%)
CrB2(8.8%)		 Co(16.7%)
Cr(7.7%)		 ○ ○ × △ ○
비교예 5 WB(76.3%) 스테라이트#6
(23.7%)		 × △ × ○ ×
비교예 6 MoB(15%) Co(15%)
Cr(17%)		 △ × × × ○
비교예 7 MoB(57%)
CrB2(10%)		 Co(22%)
Cr(11%)		 △ × × △ ○
비교예 8 WB(50%)
CrB2(40%)		 CoCrW합금
(10%)		 ○ × × △ ×
비교예 9 WB(52%)
CrB2(8%)		 CoCrW합금
(40%)		 × ○ ○ ○ ○
비교예 10 WB(91%)
TiB2(4.5%)		 CoTiW합금
(4.5%)		 △ ○ ○ △ ×
200시간 300시간 400시간 500시간 평가
실시예 1 ○ ○ ○ ○ ○
실시예 2 ○ ○ ○ ○ ○
실시예 3 ○ ○ ○ ○ ○
실시예 4 ○ ○ ○ ○ ○
실시예 5 ○ ○ ○ ○ ○
실시예 6 ○ ○ ○ ○ ○
실시예 7 ○ ○ ○ ○ ○
실시예 8 ○ ○ ○ ○ ○
비교예 1 ○ × ／ ／ ×
비교예 2 ○ × ／ ／ ×
비교예 3 ○ ○ × ／ ×
비교예 4 ○ ○ × ／ ×
비교예 5 ○ △ × ／ ×
비교예 6 ○ × ／ ／ ×
비교예 7 ○ ○ × ／ ×
비교예 8 ○ ○ △ × ×
비교예 9 ○ ○ ○ △ △
비교예 10 ○ △ × ／ ×

화학성분(wt%) 주요
결정층
W Cr Co B Ti Mo C 기타
실시예 1 66.60% 15.70% 11.60% 6.10% CoW2B2,
CrB2,CrB,Co(Cr)
실시예 2 66.80% 12.30% 15.10% 5.30% 0.20% <1.0% CoW2B2
CrB2,CrB,Co(Cr)
실시예 3 59.70% 20.60% 13.10% 6.10% 0.30% <1.0% CoW2B2
CrB2,CrB,Co(Cr)
실시예 4 54.60% 5.50% 33.70% 6.20% CoW2B2,WCoB,CoCrB,
CoB,Co(Cr)
실시예 5 52.60% 9.70% 31.00% 6.10% 0.30% <1.0% CoW2B2,WCoB,CoCrB,
실시예 6 52.30% 25.80% 7.30% 14.60% CoW2B2,WCoB,TiB2,
TiB,Co(Cr)
실시예 7 65.60% 15.90% 7.80% 10.70% CoW2B2,WCoB,
TiB2,TiB,Co(Cr)
실시예 8 79.10% 8.10% 6.50% 6.30% WB,WCoB,CrB,CrB2
비교예 1 83.40% 11.20% 5.40% WC,Co3W3C,W2C
비교예 2 78.10% 17.00% 1.90% 3.00% WC,Co3W3C,CoWB,
W2C,Co
비교예 3 66.10% 8.00% 18.00% 3.90% 4.00% CoW2B2,Co,Co3Mo,
Co7Mo6
비교예 4 63.10% 15.10% 16.70% 5.10% CoW2B2,Co,Cr
비교예 5 75.20% 6.00% 14.00% 4.40% 0.20% <1.0% CoW2B2,Co(Cr)
비교예 6 17.00% 15.00% 6.90% 61.10% MoB,MoCoB,Co,Cr
비교예 7 19.40% 22.00% 7.40% 51.20% MoB,MoCoB,CrB,
CrB2,Co,Cr
비교예 8 47.70% 36.10% 6.80% 9.40% CoW2B2,CrB2,WB
비교예 9 52.80% 13.30% 29.50% 4.40% WCoB,CrB2,CrB,
Co(Cr)
비교예 10 86.40% 3.46% 6.40% 3.74% WB,TiB2,TiB,WCoB
용사법으로서, 등유와 고압산소의 연소 프레임을 열원으로 한 고속 가스 프레임 용사법을 이용하였다. 내마모성은, 스가 마모시험기에 의하여 JISH8503에 준거하여 평가하였다. 하중 29.4N, 시험지 SiC#320으로 2000 왕복 슬라이딩 운동시켰을 때의 테스트 피스의 중량 변화에 의하여, 내마모성을 평가하였다. 용사피막의 내마모성은 100DS/mg 이하의 경우에 ×로 평가하고, 100~200DS/mg의 경우에 △로 평가하며, 300DS/mg 이상의 경우에 ○로 평가하였다.
인성은 용사피막이 생성된 테스트 피스를 두께방향으로 절단하고, 경면연마를 행하여, 마이크로 비커스 경도시험기에 의하여, 용사피막의 단면에 9.8N의 하중을 부여하여 압흔을 형성하고, 압흔의 주위에 있어서의 갈라짐의 유무를 평가하였다. 갈라짐이 인정되지 않은 경우에는, 인성이 양호로 하여 ○로 평가하였다. 갈라짐이 약간 인정된 경우에는, 인성이 다소 불충분으로 하여 △로 평가하였다. 갈라짐이 확실히 인정된 경우에는, 인성이 불량으로 하여 ×로 평가하였다.
내용융금속성은, 하기 실험에 의하여 평가하였다. 서밋 용사분말을 테스트 피스 표면에 용사하고, 이 용사된 테스트 피스를 450℃의 아연도금배스에 소정시간 침지시킨 후 끌어올려, 테스트 피스를 냉각한 후, 용사피막 표면에 부착된 아연을 박리하는 것이 가능한지 아닌지를 확인하였다. 침지시간은 200시간, 300시간, 400시간, 500시간으로 하고, 이 순서로 각각의 테스트 피스에 대하여 시험을 실시하였다. 아연도금 배스로부터 끌어올린 테스트 피스의 표면에 부착된 아연을 박리한 후, 용사피막의 박리 혹은 용손이 인정된 경우에는, 그 시점에서 시험을 중지하였다. 박리 혹은 용손이 인정되지 않은 경우에는, 내용융 금속성이 양호로 하여 ○로 평가하고, 계속하여 침지시험을 행하였다. 시험 중에 용사피막 표면에 부착된 아연이 고착되어, 외부힘으로 제거할 수 없는 경우에는, 아연이 용사피막과 반응하였다고 생각하고, 내용융금속성이 다소 불충분으로 하여 △로 평가하였다. 용사피막의 박리가 인정된 경우에는, 내용융금속성이 불량으로 하여 ×로 평가하였다. 한편, 용사피막에 아연이 고착되는 현상은, 박리로 진행하기 전 단계에서 일어나는 현상으로 생각되고 있다.
내열충격성은, 평판에 막형성한 용사피막 테스트 피스에 대하여, 가열처리 및 25℃ 수냉처리를 20회 반복하고, 박리의 정도를 조사함으로써 평가하였다. 가열시간은 30분, 가열온도는 500℃로 설정하였다. 수냉시간은, 10분으로 설정하였다. 박리가 인정되지 않은 경우에는, 내열충격성이 양호로 하여 ○로 평가하였다. 박리가 약간 인정된 경우에는, 내열충격성이 다소 불충분으로 하여 △로 평가하였다. 박리가 확실히 인정된 경우에는, 내열충격성이 불량으로 하여 ×로 평가하였다.
내산세성은, 하기 실험에 의하여 평가하였다. 서밋 용사분말을 테스트 피스 표면에 용사하고, 소재부 및 측면의 미용사부를 실리콘 수지에 의하여 방식 코팅하였다. 그 후, 이 테스트 피스를 황산에 침지함으로써, 용사피막을 황산에 노출시켰다. 황산수용액에 7일간 침지한 후 끌어올려, 테스트 피스의 용사피막을 관찰하고, 용사피막의 부상 또는 박리의 유무에 의하여 내산세성을 평가하였다. 산성수용액의 온도는 40℃로 설정하고, 농도는 10체적%로 설정하였다. 박리가 인정되지 않은 테스트 피스는 절단 연마하고, 광학현미경에 의하여 단면 조사를 행하였다. 용사피막의 내산세성은, 황산 침지 후 박리된 경우에 ×로 평가하고, 단면조사에 의한 용사피막의 조직 변화가 발생한 경우에 △로 평가, 박리도 없고 단면 조직의 변화도 없는 경우에 ○로 평가하였다.
기공률은, 화상해석법에 의하여 측정하였다. 용사피막을 절단 연마한 후, 주사형 전자현미경에 의하여 400배의 단면조직 사진 5매를 촬영하였다. 촬영한 단면 조직의 기공부 면적과 단면조직의 총면적의 비율을 구함으로써, 기공률을 산출하였다. 기공률이 1.5% 미만인 경우에는, 용사피막의 치밀성이 높음으로 하여 ○로 평가하였다. 기공률이 3% 초과인 경우에는, 용사피막의 치밀성이 낮음으로 하여 ×로 평가하였다.
비교예 1, 2는, 용사피막 중에 인성이 낮은 결정상인 Co3W3C(ŋ상), W2C, 즉 복탄화물이나 탄화물의 탈탄현상이 일어나, 용사피막에 갈라짐이 발생하였다. 그 때문에, 인성 평가는 ×이었다. 또한, 이들 텅스텐 탄화물을 포함하는 용사피막은, 고온이 되면 산화되기 쉽다. 그 때문에, 내열충격성 평가는 ×이었다.
비교예 3은, Co단체 금속이 용사피막 중에 잔류하므로, 황산 등의 산용액에 용출되기 쉽다. 그 때문에, 내산세성 평가는 ×였다. 비교예 4는, 용사피막에 Co 및 Cr 단체 금속이 잔류하므로, 고온으로 급격하게 산화된다. 그 때문에, 내열충격성 평가는 ×이었다. 비교예 5는, 용사피막의 기공률이 높으므로, 용사피막의 경도가 낮아, 용사피막의 내마모성 및 인성이 나빴다.
비교예 6, 7은, 450℃ 이상의 고온에서 24시간 이상으로 열처리되면, 용사 중에 생성된 복붕화물(MoCoB)이 분해된다. 그 때문에, 용사피막이 약해져서, 용사피막의 인성이 저하하여, 용사피막의 인성 및 내열충격성이 나빴다. 그리고, 용사피막 중에 소량의 Co, Cr의 단체 금속이 존재하므로, 내산세성 평가가 × 혹은 △가 되었다.
표 2 및 표 4를 참조하여, 비교예 8의 B의 함유율은, 상한값인 8.5질량%보다 큰 9.40질량%이었다. 용사피막에 과량의 붕화물 혹은 복붕화물이 있기 때문에, 용사피막의 인성이 낮았다. 그 때문에, 내열충격성 평가도 ×가 되었다. 또한, W의 함유율은 하한값인 50질량%보다 낮은 47.7질량%이었기 때문에, 용사입자의 운동 에너지가 낮아, 용사피막 중의 기공이 많아졌다. 그 때문에, 기공률 평가가 ×가 되었다. 비교예 9는, B의 함유율이 하한값인 5질량%보다 낮은 4.40질량%이었다. 그 때문에, 경도가 낮아, 내마모성 평가가 ×가 되었다. 비교예 10의 W의 함유율은, 상한값인 85질량%보다 큰 86.4질량%이었다. 그 때문에, 충분한 용사 열에너지가 주어지지 않아, 용사피막의 기공이 많아졌다. 그 때문에, 기공률 평가는 ×이었다.
실시예 1 내지 8은, 금속 바인더가 경질 입자의 붕화물과 같은 종류의 금속을 함유하는 합금입자이므로, 금속 바인더와 붕화물의 습윤성이 좋아져서, 기공률이 낮은 치밀한 용사피막이 되었다. 또한, 4.5질량%≤B≤8.5질량%, 50질량%≤W≤85질량%를 만족시킴으로써, 내마모성, 인성, 내용융금속성, 내열충격성, 기공율의 모든 평가가 ○이 되었다. 더욱이, 내용융금속성 시험에 있어서, 모든 실시예에서 500시간 침지시켜도, 박리가 인정되지 않았다. 즉, 금속 바인더 중의 Co, Cr 등이 제1 붕화물, 제2 붕화물과 반응함으로써, 용사피막 중에 적극적으로 복붕화물을 생성할 수 있다. 또한, 제1 붕화물, 제2 붕화물과 반응하지 않았던 금속 바인더가 용사피막 중에 합금 상태로 남기 때문에, 내용융 금속부식성, 내열충격성 및 내산세성이 높아진다.

Claims (5)

  1. 용융금속도금 배스용 롤의 롤 표면에 용사되는 서밋 용사분말로서,
    W를 포함하는 제1 붕화물과, Cr을 포함하는 제2 붕화물과, W, Cr 및 Co를 적어도 포함하는 바인더 합금입자와, 불가피적 불순물로 이루어지고, 그 서밋 용사분말 100질량%에 대하여, B가 4.5질량% 이상 8.5질량% 이하이며, W가 50질량% 이상 85질량% 이하인 것을 특징으로 하는 서밋 용사분말.
  2. 용융금속도금 배스용 롤의 롤 표면에 용사되는 서밋 용사분말로서,
    W를 포함하는 제1 붕화물과, Co를 포함하는 제2 붕화물과, W, Cr 및 Co를 적어도 포함하는 바인더 합금입자와, 불가피적 불순물로 이루어지고, 그 서밋 용사분말 100질량%에 대하여, B가 4.5질량% 이상 8.5질량% 이하이며, W가 50질량% 이상 85질량% 이하인 것을 특징으로 하는 서밋 용사분말.
  3. 용융금속도금 배스용 롤의 롤 표면에 용사되는 서밋 용사분말로서,
    W를 포함하는 제1 붕화물과, Ti를 포함하는 제2 붕화물과, W, Ti 및 Co를 적어도 포함하는 바인더 합금입자와, 불가피적 불순물로 이루어지고, 그 서밋 용사분말 100질량%에 대하여, B가 4.5질량% 이상 8.5질량% 이하이며, W가 50질량% 이상 85질량% 이하인 것을 특징으로 하는 서밋 용사분말.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 서밋 용사분말에 의하여 롤 표면이 용사된 용융금속도금 배스용 롤.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 서밋 용사분말에 의하여 표면이 용사된 용융금속도금 배스 중 부품.
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