耐食性ロールおよびその製造方法
【課題】塩酸，クロム酸，リン酸等の酸薬液飛散下での溶射皮膜の寿命を延長できる耐食性ロールおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】第１の方法は耐食性ロールであり、ロール１の表面に形成された第１層として硬化肉盛の溶接被覆層２と、第２層としてＮｉ系の超合金系による溶射被覆層３と、第３層としてＷＣ―ＮｉＣｒ溶射被覆層４と、セラミック系流体を被覆表面に流し込んで焼成した封孔処理層とを備える。第２の方法は耐食性ロールの製造方法であり、ロール１の表面に第１層として硬化肉盛溶接加工を行い、次いで、機械加工、研磨加工をおこない、次いで、第２層としてＮｉ系の超合金系による溶射加工を行い、次いで、第３層としてＷＣ―ＮｉＣｒ溶射加工を行い、次いで、研磨加工をおこない、次いで、セラミック系流体を被覆表面に流し込んで焼成する封孔処理を行う。
【解決手段】第１の方法は耐食性ロールであり、ロール１の表面に形成された第１層として硬化肉盛の溶接被覆層２と、第２層としてＮｉ系の超合金系による溶射被覆層３と、第３層としてＷＣ―ＮｉＣｒ溶射被覆層４と、セラミック系流体を被覆表面に流し込んで焼成した封孔処理層とを備える。第２の方法は耐食性ロールの製造方法であり、ロール１の表面に第１層として硬化肉盛溶接加工を行い、次いで、機械加工、研磨加工をおこない、次いで、第２層としてＮｉ系の超合金系による溶射加工を行い、次いで、第３層としてＷＣ―ＮｉＣｒ溶射加工を行い、次いで、研磨加工をおこない、次いで、セラミック系流体を被覆表面に流し込んで焼成する封孔処理を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐食性ロールおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
酸洗ラインの酸タンク入側には、ストリップ張力を測定するテンションメータロールが設置されているが、トラブル等で運転停止した場合に酸タンク内の塩酸が逆流して、テンションメータロールに飛散することがある。酸によるロールの腐食を防止するためには、ゴムライニングが有効である。しかし、ストリップによる偏摩耗が発生して、ロールの平行度が保てず、正確に測定できない。
【０００３】
このような問題を解決するため、従来例１ではロール表面に溶射を施してきた。即ち、
ＳＣＭの丸棒から素材取りをして機械加工と研磨加工を施しロールを得る。このロールの表面に第１層としてＮｉ系の超合金系による溶射加工を行う。次いで、第２層としてＷＣ―ＮｉＣｒ溶射加工を行う。次いで、研磨加工をおこなう。次いで、シリコン系流体を被覆表面に流し込み封孔処理を行った。
【０００４】
また、従来例２として特許文献１の技術は耐摩耗性、耐食性に優れたデフレクタロールであり、ロール表面にＮｉ，Ｃｒおよび炭化物からなる溶射被覆層が形成されたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１１８７０７号公報。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来例１の技術では十分な耐酸性を得ることができず、塩酸が皮膜に侵入して母材より溶射被膜が剥離しやすく、使用して１〜６ヶ月程度の寿命しかなかった。
また、従来例２の技術でも十分な耐酸性を得ることができなかった。
【０００７】
本発明は上記課題を解決し、塩酸，クロム酸，リン酸等の酸薬液飛散下での溶射皮膜の寿命を延長できる耐食性ロールおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の課題解決手段の第１は耐食性ロールであり、ロールの表面に形成された第１層として硬化肉盛の溶接被覆層と、第２層としてＮｉ系の超合金系による溶射被覆層と、第３層としてＷＣ―ＮｉＣｒ溶射被覆層と、セラミック系流体を被覆表面に流し込んで焼成した封孔処理層とを備える。
【０００９】
本発明の課題解決手段の第２は耐食性ロールの製造方法であり、ロールの表面に第１層として硬化肉盛溶接加工を行い、次いで、機械加工、研磨加工をおこない、次いで、第２層としてＮｉ系の超合金系による溶射加工を行い、次いで、第３層としてＷＣ―ＮｉＣｒ溶射加工を行い、次いで、研磨加工をおこない、次いで、セラミック系流体を被覆表面に流し込んで焼成する封孔処理を行うものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によりロールの母材に硬化肉盛を施したことにより、セラミック系流体の流し込み後に行なわれる熱処理での母材の硬化低下が防止でき、溶射皮膜の剥離が防止できる。また、溶射後にセラミック系流体を被覆表面に流し込んで焼成する封孔処理を行うので、溶射気孔を塞ぎ、塩酸の母材への侵入防止効果を向上させることができた。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明ロールの一実施例の概略正面図である。
【図２】図１の部分拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施例を図面に基づき説明する。
図１，２において、本発明の第１は、酸洗ラインの酸タンク入側に設置された、ストリップ張力を測定するテンションメータロール１１とデフレクタロール１２である。このロールは、ロール母材１の表面に形成された第１層２として硬化肉盛溶接被覆層２と、第２層３としてＮｉ系の超合金系による溶射被覆層３と、第３層４としてＷＣ―ＮｉＣｒ溶射被覆層４と、セラミック系流体を被覆表面に流し込んで焼成した封孔処理層５とを備える。
【００１３】
また、本発明の第２は、前記ロールの製造方法である。ロール母材１の表面に第１層２として硬化肉盛溶接加工を行い、次いで、機械加工、研磨加工をおこない、次いで、第２層３としてＮｉ系の超合金系による溶射加工を行い、次いで、第３層４としてＷＣ―ＮｉＣｒ溶射加工を行い、次いで、研磨加工をおこない、次いで、セラミック系流体を被覆表面に流し込んで焼成する封孔処理を行うのである。
【実施例】
【００１４】
Ｓ３５Ｃの丸棒から素材取りをして機械加工と研磨加工を施し、
胴部外径 ３４６ｍｍ、胴長 ２１００ｍｍ のロールを得た。
このロール母材１の表面に第１層２として硬化肉盛を、サブマージアーク溶接法で行った。即ち、表面に盛り上げた微細な粒状のフラックスの中に、ＳＵＳ４２０からなる溶接棒を突き込んでアーク溶接を行った。硬化層の厚さ（推定値）は３ｍｍ、硬度（推定値）はＨＳ６０〜７０であった。
【００１５】
次いで、普通旋盤で機械加工、円筒研磨機で研磨加工を行った。
【００１６】
次いで、第２層３として溶射加工を高速フレーム溶射法（ＨＶＯＦ溶射法）で行った。
即ち、溶射ガン燃焼室の圧力を高めることによって高速火焔を発生させ、この燃焼炎ジェット流の中心に、耐酸液性を得るためにアトマイズ法で製作した平均粒子径２０〜３０
μｍのＮｉ系合金粉末材料を供給し、溶融または半溶融状態にし、高速で連続溶射する。溶射層の厚さ（推定値）は、溶射層の剥離リスクを低くするため、一般的な厚みである７０〜１３０μｍとした。硬度（推定値）はＨＶ４００〜５００であった。
【００１７】
次いで、第３層４として溶射加工を高速フレーム溶射法（ＨＶＯＦ溶射法）で行った。
即ち、溶射ガン燃焼室の圧力を高めることによって高速火焔を発生させ、この燃焼炎ジェット流の中心に、耐摩耗性を得るために造粒焼結法で製作した平均粒子径２０〜３０
μｍのＷＣ―ＮｉＣｒ系粉末材料を供給し、溶融または半溶融状態にし、高速で連続溶射する。溶射層の厚さ（推定値）は、溶射層の剥離リスクを低くするため、一般的な厚みである７０〜１３０μｍとした。硬度（推定値）はＨＶ１０００〜１１００であった。
【００１８】
次いで、円筒研磨機で研磨加工を行った。表面粗さはＲｙ６.３μｍであった。
【００１９】
次いで、封孔処理を行った。即ち、セラミック系流体を被覆表面に流し込み、５００度で焼成し、この流体流し込みと焼成の工程を３回行った。
【００２０】
ここで、セラミック系流体として、Ｃｒ２Ｏ３系のＺＡＣシール（商品名）を使った。この商品の製造販売者は次のものである。
会社名称： トーカロ株式会社
会社住所： 兵庫県東灘区深江北町4丁目13番4号。
【００２１】
このロールを酸洗ラインの酸タンク入側に設置し、ストリップ張力を測定するテンションメータロール１１とデフレクタロール１２として組み込み、１年６ヶ月間にわたり使用し、その後、新しいものと交換した。従来のものと比較して約３倍以上寿命が延びたことになる。
【００２２】
本発明は前記した実施例や実施態様に限定されず、特許請求の範囲および範囲を逸脱せずに種々の変形を含む。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明は、耐食性ロールおよびその製造方法に利用される。
【符号の説明】
【００２４】
１ ロール母材
２ 第１層
３ 第２層
４ 第３層
５ 第４層
１１ テンションメータロール
１２ デフレクタロール
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐食性ロールおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
酸洗ラインの酸タンク入側には、ストリップ張力を測定するテンションメータロールが設置されているが、トラブル等で運転停止した場合に酸タンク内の塩酸が逆流して、テンションメータロールに飛散することがある。酸によるロールの腐食を防止するためには、ゴムライニングが有効である。しかし、ストリップによる偏摩耗が発生して、ロールの平行度が保てず、正確に測定できない。
【０００３】
このような問題を解決するため、従来例１ではロール表面に溶射を施してきた。即ち、
ＳＣＭの丸棒から素材取りをして機械加工と研磨加工を施しロールを得る。このロールの表面に第１層としてＮｉ系の超合金系による溶射加工を行う。次いで、第２層としてＷＣ―ＮｉＣｒ溶射加工を行う。次いで、研磨加工をおこなう。次いで、シリコン系流体を被覆表面に流し込み封孔処理を行った。
【０００４】
また、従来例２として特許文献１の技術は耐摩耗性、耐食性に優れたデフレクタロールであり、ロール表面にＮｉ，Ｃｒおよび炭化物からなる溶射被覆層が形成されたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１１８７０７号公報。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来例１の技術では十分な耐酸性を得ることができず、塩酸が皮膜に侵入して母材より溶射被膜が剥離しやすく、使用して１〜６ヶ月程度の寿命しかなかった。
また、従来例２の技術でも十分な耐酸性を得ることができなかった。
【０００７】
本発明は上記課題を解決し、塩酸，クロム酸，リン酸等の酸薬液飛散下での溶射皮膜の寿命を延長できる耐食性ロールおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の課題解決手段の第１は耐食性ロールであり、ロールの表面に形成された第１層として硬化肉盛の溶接被覆層と、第２層としてＮｉ系の超合金系による溶射被覆層と、第３層としてＷＣ―ＮｉＣｒ溶射被覆層と、セラミック系流体を被覆表面に流し込んで焼成した封孔処理層とを備える。
【０００９】
本発明の課題解決手段の第２は耐食性ロールの製造方法であり、ロールの表面に第１層として硬化肉盛溶接加工を行い、次いで、機械加工、研磨加工をおこない、次いで、第２層としてＮｉ系の超合金系による溶射加工を行い、次いで、第３層としてＷＣ―ＮｉＣｒ溶射加工を行い、次いで、研磨加工をおこない、次いで、セラミック系流体を被覆表面に流し込んで焼成する封孔処理を行うものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によりロールの母材に硬化肉盛を施したことにより、セラミック系流体の流し込み後に行なわれる熱処理での母材の硬化低下が防止でき、溶射皮膜の剥離が防止できる。また、溶射後にセラミック系流体を被覆表面に流し込んで焼成する封孔処理を行うので、溶射気孔を塞ぎ、塩酸の母材への侵入防止効果を向上させることができた。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明ロールの一実施例の概略正面図である。
【図２】図１の部分拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施例を図面に基づき説明する。
図１，２において、本発明の第１は、酸洗ラインの酸タンク入側に設置された、ストリップ張力を測定するテンションメータロール１１とデフレクタロール１２である。このロールは、ロール母材１の表面に形成された第１層２として硬化肉盛溶接被覆層２と、第２層３としてＮｉ系の超合金系による溶射被覆層３と、第３層４としてＷＣ―ＮｉＣｒ溶射被覆層４と、セラミック系流体を被覆表面に流し込んで焼成した封孔処理層５とを備える。
【００１３】
また、本発明の第２は、前記ロールの製造方法である。ロール母材１の表面に第１層２として硬化肉盛溶接加工を行い、次いで、機械加工、研磨加工をおこない、次いで、第２層３としてＮｉ系の超合金系による溶射加工を行い、次いで、第３層４としてＷＣ―ＮｉＣｒ溶射加工を行い、次いで、研磨加工をおこない、次いで、セラミック系流体を被覆表面に流し込んで焼成する封孔処理を行うのである。
【実施例】
【００１４】
Ｓ３５Ｃの丸棒から素材取りをして機械加工と研磨加工を施し、
胴部外径 ３４６ｍｍ、胴長 ２１００ｍｍ のロールを得た。
このロール母材１の表面に第１層２として硬化肉盛を、サブマージアーク溶接法で行った。即ち、表面に盛り上げた微細な粒状のフラックスの中に、ＳＵＳ４２０からなる溶接棒を突き込んでアーク溶接を行った。硬化層の厚さ（推定値）は３ｍｍ、硬度（推定値）はＨＳ６０〜７０であった。
【００１５】
次いで、普通旋盤で機械加工、円筒研磨機で研磨加工を行った。
【００１６】
次いで、第２層３として溶射加工を高速フレーム溶射法（ＨＶＯＦ溶射法）で行った。
即ち、溶射ガン燃焼室の圧力を高めることによって高速火焔を発生させ、この燃焼炎ジェット流の中心に、耐酸液性を得るためにアトマイズ法で製作した平均粒子径２０〜３０
μｍのＮｉ系合金粉末材料を供給し、溶融または半溶融状態にし、高速で連続溶射する。溶射層の厚さ（推定値）は、溶射層の剥離リスクを低くするため、一般的な厚みである７０〜１３０μｍとした。硬度（推定値）はＨＶ４００〜５００であった。
【００１７】
次いで、第３層４として溶射加工を高速フレーム溶射法（ＨＶＯＦ溶射法）で行った。
即ち、溶射ガン燃焼室の圧力を高めることによって高速火焔を発生させ、この燃焼炎ジェット流の中心に、耐摩耗性を得るために造粒焼結法で製作した平均粒子径２０〜３０
μｍのＷＣ―ＮｉＣｒ系粉末材料を供給し、溶融または半溶融状態にし、高速で連続溶射する。溶射層の厚さ（推定値）は、溶射層の剥離リスクを低くするため、一般的な厚みである７０〜１３０μｍとした。硬度（推定値）はＨＶ１０００〜１１００であった。
【００１８】
次いで、円筒研磨機で研磨加工を行った。表面粗さはＲｙ６.３μｍであった。
【００１９】
次いで、封孔処理を行った。即ち、セラミック系流体を被覆表面に流し込み、５００度で焼成し、この流体流し込みと焼成の工程を３回行った。
【００２０】
ここで、セラミック系流体として、Ｃｒ２Ｏ３系のＺＡＣシール（商品名）を使った。この商品の製造販売者は次のものである。
会社名称： トーカロ株式会社
会社住所： 兵庫県東灘区深江北町4丁目13番4号。
【００２１】
このロールを酸洗ラインの酸タンク入側に設置し、ストリップ張力を測定するテンションメータロール１１とデフレクタロール１２として組み込み、１年６ヶ月間にわたり使用し、その後、新しいものと交換した。従来のものと比較して約３倍以上寿命が延びたことになる。
【００２２】
本発明は前記した実施例や実施態様に限定されず、特許請求の範囲および範囲を逸脱せずに種々の変形を含む。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明は、耐食性ロールおよびその製造方法に利用される。
【符号の説明】
【００２４】
１ ロール母材
２ 第１層
３ 第２層
４ 第３層
５ 第４層
１１ テンションメータロール
１２ デフレクタロール
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロールの表面に形成された第１層として硬化肉盛溶接被覆層と、第２層としてＮｉ系の超合金系による溶射被覆層と、第３層としてＷＣ―ＮｉＣｒ溶射被覆層と、セラミック系流体を被覆表面に流し込んで焼成した封孔処理層とを備える耐食ロール。
【請求項２】
ロールの表面に第１層として硬化肉盛溶接加工を行い、次いで、機械加工、研磨加工をおこない、次いで、第２層としてＮｉ系の超合金系による溶射加工を行い、次いで、第３層としてＷＣ―ＮｉＣｒ溶射加工を行い、次いで、研磨加工をおこない、次いで、セラミック系流体を被覆表面に流し込んで焼成する封孔処理を行う耐食ロールの製造方法。
【請求項１】
ロールの表面に形成された第１層として硬化肉盛溶接被覆層と、第２層としてＮｉ系の超合金系による溶射被覆層と、第３層としてＷＣ―ＮｉＣｒ溶射被覆層と、セラミック系流体を被覆表面に流し込んで焼成した封孔処理層とを備える耐食ロール。
【請求項２】
ロールの表面に第１層として硬化肉盛溶接加工を行い、次いで、機械加工、研磨加工をおこない、次いで、第２層としてＮｉ系の超合金系による溶射加工を行い、次いで、第３層としてＷＣ―ＮｉＣｒ溶射加工を行い、次いで、研磨加工をおこない、次いで、セラミック系流体を被覆表面に流し込んで焼成する封孔処理を行う耐食ロールの製造方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１３−６７８３６（Ｐ２０１３−６７８３６Ａ）
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０７５７５（Ｐ２０１１−２０７５７５）
【出願日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【出願人】（０００００４５８１）日新製鋼株式会社 (1,178)
【出願人】（０００１０９８７５）トーカロ株式会社 (127)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【出願人】（０００００４５８１）日新製鋼株式会社 (1,178)
【出願人】（０００１０９８７５）トーカロ株式会社 (127)
【Ｆターム（参考）】
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