JP2001335905A - Continuous hot dip metal coating apparatus, and roll and bearing therefor - Google Patents
Continuous hot dip metal coating apparatus, and roll and bearing thereforInfo
- Publication number
- JP2001335905A JP2001335905A JP2000162365A JP2000162365A JP2001335905A JP 2001335905 A JP2001335905 A JP 2001335905A JP 2000162365 A JP2000162365 A JP 2000162365A JP 2000162365 A JP2000162365 A JP 2000162365A JP 2001335905 A JP2001335905 A JP 2001335905A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- roll
- metal plating
- bearing
- weight
- plating apparatus
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は新規な連続溶融金属
めっき装置とそれに用いるロール及び軸受に係わり、よ
り詳しくは鋼帯表面にＡｌ含有率１５重量％以上の溶融
めっきを施す連続溶融金属めっき装置において、ロール
軸部及び軸受部の摺動機能を向上させることにより鋼板
の品質向上ならびに軸受寿命を延長させる溶融金属めっ
き装置とそれに用いるロール及び軸受に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a novel continuous hot-dip metal plating apparatus and a roll and a bearing used for the same, and more particularly, to a continuous hot-dip metal plating apparatus for applying hot-dip plating with an Al content of 15% by weight or more to a steel strip surface. The present invention relates to a hot-dip metal plating apparatus for improving the quality of a steel sheet and extending the life of a bearing by improving the sliding function of a roll shaft portion and a bearing portion, and a roll and a bearing used therefor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】連続溶融金属めっき装置のロール軸受の
軸部及び軸受部には耐食性に優れたステンレス鋼、超硬
合金、サーメット等の材料がスリーブや肉盛溶接の形で
用いられてきた。しかし、これらの材料でも亜鉛-アル
ミニウムめっき浴（Ｚｎ-55％Ａｌ）やアルミニウムめ
っき浴（Al-10％Si）中で回転させると４日間程度で摩
耗が進み、ロール軸と軸受間にガタが生じ、それに伴い
ロールやめっき装置が振動し、めっき特性を著しく低下
させるという問題があった。その原因としては、ステン
レス鋼、超硬、サーメット等の比較的耐食性の優れた材
料でもめっき浴による腐食を皆無にすることは難しく、
そのため、めっき装置の稼動時のロール軸受には機械的
摩擦による摩耗と同時に溶融金属による腐食摩耗が生じ
て、摩耗量を増大させていることがわかつた。特に、腐
食がある程度進行すると軸部及び軸受部の摺動面には腐
食ピットが生じ、摩耗を加速することもわかった。2. Description of the Related Art Materials such as stainless steel, cemented carbide, and cermet, which have excellent corrosion resistance, have been used in the form of sleeves or overlay welding for shafts and bearings of roll bearings of a continuous hot-dip metal plating apparatus. However, even when these materials are rotated in a zinc-aluminum plating bath (Zn-55% Al) or an aluminum plating bath (Al-10% Si), wear progresses in about four days, and there is play between the roll shaft and the bearing. This causes a problem that the rolls and the plating apparatus vibrate accordingly, thereby significantly reducing the plating characteristics. As a cause, it is difficult to eliminate corrosion caused by the plating bath even with materials having relatively excellent corrosion resistance, such as stainless steel, carbide, and cermet.
For this reason, it has been found that the roll bearing during the operation of the plating apparatus is corroded and abraded by the molten metal simultaneously with the abrasion due to the mechanical friction, thereby increasing the amount of abrasion. In particular, it was also found that when the corrosion progressed to some extent, corrosion pits were formed on the sliding surfaces of the shaft portion and the bearing portion, and accelerated wear.
【０００３】従って、これら軸受の摩耗を少なくするに
は、溶融金属に対する耐食性に優れた材料を選定する必
要がある。その点セラミックスの中には溶融金属にほと
んど腐食を受けないものがあり、そのようなセラミック
スは連続溶融金属めっき用ロール軸受として最適材料と
いえる。溶融金属中で使用するセラミックス製の摺動材
料としては、特開平3-253547号公報では、ロール軸部に
サーメットの溶射材、軸受部に窒化珪素を使用する。特
開平5-221756号公報ではサイアロン(Ｓｉａｌｏｎ)とＣ
／Ｃコンポジットを組合せる方法。また、Journal of t
he Ceramic Society of Japan ,105 〔2〕 (1997), P13
6〜140「亜鉛めっき浴中におけるホウ化チタン(ＴｉＢ
２)/サイアロン複合セラミックスの摩擦・摩耗特性」及
び特開平8-48985号公報では、サイアロンとＴｉＢ２複
合セラミックスを組合せる方法がある。更に、特開平６
-346208号公報、特開平11-61369号公報、特開平11-2563
00号公報には、摺動面にセラミックスを設けることが示
されている。Therefore, in order to reduce the wear of these bearings, it is necessary to select a material having excellent corrosion resistance to molten metal. In this respect, some ceramics hardly corrode by molten metal, and such ceramics can be said to be the most suitable material for roll bearings for continuous molten metal plating. As the ceramic sliding material used in the molten metal, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-253547, a cermet sprayed material is used for a roll shaft portion, and silicon nitride is used for a bearing portion. JP-A-5-221756 discloses that Sialon and C
Method of combining / C composite. Also, Journal of t
he Ceramic Society of Japan, 105 (2) (1997), P13
6 to 140 "titanium boride (TiB
2) / Friction / Wear Characteristics of Sialon Composite Ceramics ”and JP-A-8-48985 discloses a method of combining Sialon and TiB2 composite ceramics. Further, Japanese Unexamined Patent Publication No.
-346208, JP-A-11-61369, JP-A-11-2563
Japanese Patent Publication No. 00 discloses that a ceramic is provided on a sliding surface.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】従来技術の前述の特開
平3-253547号公報では、材料の組合せの点について配慮
がなされておらず、セラミックス同志の摺動時に焼き付
き、片当り等によるクラック、割れ等が発生する問題が
あった。つまり、セラミックスは溶融金属に対する耐食
性に優れる反面、溶融金属との濡れ性が劣るために、セ
ラミックスをめっき浴中のロール摺動部材として用いた
場合には、摺動面においては溶融金属による潤滑はほと
んどなく、乾式摩擦になって摩擦係数が高くなることが
わかった。In the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. HEI 3-253547, no consideration is given to the combination of materials. There was a problem that cracks and the like occurred. In other words, while ceramics are excellent in corrosion resistance to molten metal, they have poor wettability with molten metal, so when ceramic is used as a roll sliding member in a plating bath, lubrication by molten metal on the sliding surface is difficult. It was found that there was almost no dry friction and the coefficient of friction increased.
【０００５】特開平5-221756号公報に見られるサイアロ
ンとＣ／Ｃコンポジットの組合せは、カーボンの固体潤
滑性により摩擦係数の安定化と耐摩耗性を向上させる
が、Ａｌ量の多いめっき浴になると浴中に硬い粒子のド
ロス(Fe-Al合金、Hv≒7GPa）が生成する。これが介在し
て摺動するとＣ／Ｃコンポジットが摩耗する。[0005] The combination of Sialon and C / C composite disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-221756 stabilizes the coefficient of friction and improves wear resistance due to the solid lubricity of carbon. Then, dross of hard particles (Fe-Al alloy, Hva7GPa) is generated in the bath. If this intervenes and slides, the C / C composite will be worn.
【０００６】また、Journal of the Ceramic Society o
f Japan ,105 〔2〕 (1997), P136〜140「亜鉛めっき浴
中におけるサイアロンとＴｉＢ2複合セラミックスの摩
擦・摩耗特性」及び特開平8-48985号公報に見られるサ
イアロンとＴｉＢ2複合セラミックスの組合せは、Ｔｉ
Ｂ2と溶融亜鉛との濡れによる液体潤滑性による摩擦係
数の安定化と耐摩耗性を向上させるが、Ａｌの含有量が
多いめっき浴の場合や摺動速度の遅い時では摩擦係数が
高くなる。[0006] Also, the Journal of the Ceramic Society o
f Japan, 105 [2] (1997), P136~140 "Friction and Wear Characteristics of sialon and TiB 2 composite ceramics in the zinc plating bath" and sialon and TiB 2 composite ceramics found in JP-A 8-48985 Patent Publication The combination is Ti
B 2 and is wetted improves the stability and the abrasion resistance of liquid lubricity due to friction coefficient due to the molten zinc, the friction coefficient becomes high when a slow or when a sliding speed of the plating bath containing a large amount of Al .
【０００７】又、摺動面にセラミックスを用いた例で
は、セラミックスの特定の組合せについて全く示されて
いない。[0007] In the example using ceramics for the sliding surface, no specific combination of ceramics is shown.
【０００８】本発明の目的は、溶融めっき浴、特にＡｌ
を多く含むめっき浴と濡れ性が良く、かつ溶融めっき浴
に侵されにくい特性を兼ね備え、更に、溶融めっき浴を
潤滑剤として低摩擦、低摩耗の溶融金属めっき装置とそ
れに用いるロール及び軸受を提供することにある。An object of the present invention is to provide a hot-dip plating bath,
A hot-dip plating bath with low friction and low wear by using a hot-dip bath as a lubricant, and a roll and a bearing for use in the hot-dip bath, which has good wettability and is resistant to hot-dip bath. Is to do.
【０００９】[0009]
【発明が解決するための手段】本発明は、Ａｌ１５〜９
０重量％及びＺｎ１０重量％以上を含むＡｌ−Ｚｎ基合
金、又はＳｉ５〜１５重量％及びＡｌ８０重量％以上を
含むＡｌ基合金から成る溶融金属めっき浴中で軸受に支
持されて回転するロールを有する連続溶融金属めっき装
置において、前記ロールの軸部及び軸受部の少なくとも
一方の摺動面がＺｒＢ2３０〜７０体積％を含む複合セ
ラミックスから成ることを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to Al15-9.
It has a roll supported by a bearing and rotated in a hot-dip metal plating bath comprising an Al-Zn-based alloy containing 0% by weight and 10% by weight or more of Zn or an Al-based alloy containing 5 to 15% by weight of Si and 80% by weight or more of Al. in a continuous molten metal plating apparatus, at least one of the sliding surfaces of the shaft portion and the bearing portion of the roll, characterized by comprising a composite ceramic containing 2 30-70 vol% ZrB.
【００１０】上述のＡｌ含有率を有する亜鉛又は珪素合
金のめっきを施す連続溶融金属めっき装置において、摺
動面を溶融Ａｌと濡れ性が良く、かつ溶融Ａｌに侵され
にくい特性を兼ね備えたロール軸受で、溶融Ａｌを潤滑
剤とした低摩擦、低摩耗とするものである。In a continuous molten metal plating apparatus for plating zinc or a silicon alloy having the above-described Al content, a roll bearing having a property that the sliding surface has good wettability with molten Al and is hardly corroded by molten Al. Thus, low friction and low wear are achieved by using molten Al as a lubricant.
【００１１】他方の摺動面はサーメット等の耐食性に優
れた材料とすることができるが、ＺｒＢ2複合セラミッ
クスあるいは他のセラミックス とするのが特に好まし
い。更に、連続溶融金属めっき装置において、ロールの
軸部の摺動面及び軸受部の摺動面をいずれもセラミック
スとし、少なくとも一方の摺動面を前述のZrB2を含む複
合セラミックスとすることによって、より好適に達成さ
れる。The other sliding surface can be made of a material having excellent corrosion resistance such as cermet, but it is particularly preferable to use ZrB 2 composite ceramics or other ceramics. Furthermore, by the continuous molten metal plating apparatus, both the sliding surfaces of the sliding surfaces and the bearing portion of the shaft portion of the roll and ceramics, at least one of the sliding surfaces a composite ceramic containing ZrB 2 above, It is more preferably achieved.
【００１２】他方の摺動面に用いるセラミックスは、酸
化物、炭化物、窒化物またはほう化物からなるセラミッ
クスとすることができる。これらのセラミックスとして
は、高温のめっき浴中での使用を考えると、アルミナ
（Ａｌ2Ｏ3）ジルコニア（ＺｒＯ2）等の酸化物、炭化
珪素（ＳｉＣ）、炭化チタン（ＴｉＣ）等の炭化物、窒
化珪素（Ｓｉ3Ｎ4）、サイアロン（Ｓｉａｌｏｎ）等の
窒化物、ホウ化チタン（ＴｉＢ2）、ホウ化ジルコニウ
ム（ＺｒＢ2）等のほう化物セラミックスが好ましい。The ceramic used for the other sliding surface can be an oxide, a carbide, a nitride, or a boride. Considering use of these ceramics in a high-temperature plating bath, oxides such as alumina (Al 2 O 3 ) zirconia (ZrO 2 ), carbides such as silicon carbide (SiC) and titanium carbide (TiC), Preference is given to nitrides such as silicon nitride (Si 3 N 4 ) and Sialon, and boride ceramics such as titanium boride (TiB 2 ) and zirconium boride (ZrB 2 ).
【００１３】本発明のＺｒＢ2を含む複合セラミックス
はＺｒＢ2と,ＳｉＣ、サイアロン及びＳｉ3Ｎ4いずれか
との複合セラミックスで、ＳｉＣの場合の焼結助剤とし
てＡｌ2Ｏ3を含む特定の組合せとし、特に、体積率で、
ＺｒＢ2 ３０〜８０％、好ましくは４０〜６０％、Ｓｉ
Ｃ１５〜６９％、好ましくは４０〜５９％及びＡｌ2Ｏ3
１〜５％、好ましくは２〜３％を含むものである。The composite ceramic containing ZrB 2 of the present invention is a composite ceramic of ZrB 2 and any one of SiC, Sialon and Si 3 N 4, and a specific combination containing Al 2 O 3 as a sintering aid in the case of SiC. And, in particular, by volume ratio,
ZrB 2 30-80%, preferably 40-60%, Si
C 15-69%, preferably 40-59% and Al 2 O 3
It contains 1 to 5%, preferably 2 to 3%.
【００１４】本発明は、体積率で、ＺｒＢ2 ３０〜８０
％、ＳｉＣ１５〜６９％及びＡｌ2Ｏ3 １〜５％を含む
ことを特徴とする溶融金属めっき装置用セラミックスに
ある。According to the present invention, ZrB 2 is 30 to 80% by volume.
%, 15 to 69% of SiC and 1 to 5% of Al 2 O 3 .
【００１５】本発明は、金属製ロールの軸部摺動面に、
体積率で、ＺｒＢ2 ３０〜８０％、ＳｉＣ１５〜６９％
及びＡｌ2Ｏ3 １〜５％を含むセラミックスが形成され
ていることを特徴とする溶融金属めっき装置用ロールに
ある。According to the present invention, the shaft sliding surface of a metal roll is provided with:
By volume, ZrB 2 30~80%, SiC15~69%
And a molten metal plating apparatus for roll, wherein that the Al 2 O 3 ceramics containing 1-5% are formed.
【００１６】本発明は、金属製軸受の軸受摺動面に、体
積率で、ＺｒＢ2 ３０〜８０％、ＳｉＣ１５〜６９％及
びＡｌ2Ｏ3 １〜５％を含むセラミックスが形成されて
いることを特徴とする溶融金属めっき装置用軸受にあ
る。According to the present invention, a ceramic containing 30 to 80% by volume of ZrB 2 , 15 to 69% of SiC and 1 to 5% of Al 2 O 3 is formed on a sliding surface of a metal bearing. The present invention is directed to a bearing for a molten metal plating apparatus.
【００１７】本発明は、Ａｌ，Ａｌ基合金、Ｚｎ基合
金、Ａｌ１５〜９０重量％及びＺｎ１０重量％以上を含
むＡｌ−Ｚｎ基合金及びＳｉ５〜１５重量％及びＡｌ８
０重量％以上を含むＡｌ基合金のいずれかから成る溶融
金属めっき浴中で金属製軸受に支持されて回転する金属
製ロールを有する連続溶融金属めっき装置において、前
記ロールはその軸部にサイアロン焼結体から成るスリー
ブが装着され、前記軸部を受ける軸受部の摺動面にＺｒ
Ｂ2 ３０〜８０体積％を含む複合セラミックス焼結体が
装着されていることを特徴とする。The present invention relates to an Al, Al-based alloy, a Zn-based alloy, an Al-Zn-based alloy containing 15 to 90% by weight of Al and 10% by weight or more of Zn, 5 to 15% by weight of Si, and Al8
In a continuous hot-dip metal plating apparatus having a metal roll that is supported and rotated by a metal bearing in a hot-dip metal plating bath made of any of an Al-based alloy containing 0% by weight or more, the roll has a sialon-baked shaft on its shaft. A sleeve made of a united body is mounted, and Zr
A composite ceramic sintered body containing 30 to 80% by volume of B 2 is mounted.
【００１８】本発明に係るロールと軸受には、シンクロ
ールあるいはサポートロール（スタビライジングロール
やコレクトロール）のように溶融金属中、特にＡｌ含有
率が１５重量％、好ましくは２０重量％以上のめっき浴
中で軸受に支持されて回転するロールと軸受に適用され
る。The rolls and bearings according to the present invention are preferably plated with molten metal such as sink rolls or support rolls (stabilizing rolls or collect rolls) having an Al content of 15% by weight, preferably 20% by weight or more. Applied to rolls and bearings that rotate while being supported by bearings in a bath.
【００１９】Ａｌ基合金からなる溶融金属めっき浴の組
成として、Ａｌが１００重量％のもの、前述のＳｉを含
むものが適用される。又、Ｚｎ基合金からなる溶融金属
めっき浴の組成として、重量でＡｌ0.05〜0.3%,0.5〜1.
5%, 3〜5%及び40〜７0%、好ましくはＡｌ50〜60％を含
むＺｎ基合金の他、前述のＡｌを含むものが適用され
る。As the composition of the hot-dip metal plating bath composed of an Al-based alloy, those having Al of 100% by weight and those containing Si described above are applied. Further, as a composition of a hot-dip metal plating bath composed of a Zn-based alloy, Al is 0.05 to 0.3% by weight, 0.5 to 1.
In addition to a Zn-based alloy containing 5%, 3 to 5% and 40 to 70%, preferably Al 50 to 60%, those containing Al described above are applied.
【００２０】サイアロン焼結体として、重量で、Ｓｉ3
Ｎ480〜90%,Ｙ2Ｏ35〜10%,Ａｌ2Ｏ33〜7%,ＡｌＮ1〜5%
を含むものが好ましい。As a sialon sintered body, Si 3 is used by weight.
N 4 80~90%, Y 2 O 3 5~10%, Al 2 O 3 3~7%, AlN1~5%
Is preferred.
【００２１】[0021]
【発明の実施の形態】（実施例１）ロール軸と軸受との
摺動面における摩擦係数が摩耗に大きく影響するので、
Ａｌの含有率を変えためっき浴中で摩擦・摩耗試験によ
る検証を行った。試験法は、回転円盤（回転側試験片）
の側面に試料（固定側試験片）を押し付ける摩擦・摩耗
試験法により行った。(Embodiment 1) The coefficient of friction on the sliding surface between a roll shaft and a bearing greatly affects wear.
Verification was performed by a friction / wear test in a plating bath in which the Al content was changed. The test method is a rotating disk (rotating side test piece)
The test was performed by a friction / wear test method in which a sample (fixed-side test piece) was pressed against the side surface of the sample.
【００２２】図１は、摩擦・摩耗試験装置の概略図であ
る。上下に移動可能な加熱炉1には、坩堝2（サイアロン
製）が設置されその中にめっき浴3が入っておりヒータ
ー4で加熱されている。回転側試験片5は回転軸6の先端
に取り付けて、トルクコンバーター7を介してモーター8
によって回転駆動される。その回転速度は回転計9によ
って検出される。一方、固定側試験片10は、支持体11の
先端に固定され、シリンダー12内にエアーを入れて一定
の荷重を負荷できる。寸法変化はダイヤルゲージ１３に
よって計測される。試験条件は以下のとおりである。FIG. 1 is a schematic diagram of a friction / wear test apparatus. A heating furnace 1 that can be moved up and down is provided with a crucible 2 (made by Sialon), in which a plating bath 3 is contained and heated by a heater 4. The rotating side test piece 5 is attached to the tip of the rotating shaft 6 and the motor 8 is connected via a torque converter 7.
Is driven to rotate. The rotation speed is detected by the tachometer 9. On the other hand, the fixed-side test piece 10 is fixed to the tip of the support 11 and can apply a certain load by introducing air into the cylinder 12. The dimensional change is measured by the dial gauge 13. The test conditions are as follows.
【００２３】回転側試験片 ： 外径 100ｍｍ、幅 7ｍ
ｍ、固定側試験片 ： 5×5×10ｍｍ、面圧 ： 0.98ＭＰ
ａ、摺動速度： 15.7m/min、試験めっき浴と温度： 表
１。 表１ Rotating side test piece: outer diameter 100 mm, width 7 m
m, fixed-side test piece: 5 x 5 x 10 mm, surface pressure: 0.98MP
a, Sliding speed: 15.7 m / min, test plating bath and temperature: Table 1. Table 1
【００２４】回転側試験片には、試験めっき浴中で溶損
し難く、強度や靭性に優れ、しかも常圧焼結で高い相対
密度が得られ、大型部品の作りやすいサイアロン（β-S
i5.5Al0.5O0.5N7.5）を用いた。Sialon (β-S), which is hard to be melted in a test plating bath, has excellent strength and toughness, has a high relative density by normal pressure sintering, and is easy to produce large parts,
i 5.5 Al 0.5 O 0.5 N 7.5 ) was used.
【００２５】固定側試験片は、Ｃ／Ｃコンポジット、ホ
ウ化チタン(ＴｉＢ2)含有複合セラミックス、ホウ化ジ
ルコニウム(ＺｒＢ2)含有複合セラミックスをそれぞれ
用いた。 Ｃ／Ｃコンポジットは市販のものを用いた。As the fixed test piece, a C / C composite, a composite ceramic containing titanium boride (TiB 2 ), and a composite ceramic containing zirconium boride (ZrB 2 ) were used. A commercially available C / C composite was used.
【００２６】ＴｉＢ2含有複合セラミックスは、サイアロ
ン造粒粉とＴｉＢ2粉（平均粒径：7μm）とを、ＴｉＢ2
の体積率が50％になるように秤量した。これにアセトン
を加えて、ボールミルで混合し乾燥した後、100メッシ
ユのふるいを通して整粒した。整粒粉末を29.4MPaの圧
力で直径60mm、厚さ約７ｍｍの円板状に成形し、黒鉛型
中に入れて、窒素ガス雰囲気中でホットプレス焼結し
た。焼結条件は、温度1750℃、保持時間1時間、加圧圧
力29.4MPa とした。The TiB 2 -containing composite ceramic is obtained by mixing sialon granulated powder and TiB 2 powder (average particle size: 7 μm) with TiB 2
Was weighed so that the volume ratio of the mixture became 50%. Acetone was added thereto, mixed with a ball mill and dried, and then sized through a 100 mesh sieve. The sized powder was formed into a disk having a diameter of 60 mm and a thickness of about 7 mm at a pressure of 29.4 MPa, placed in a graphite mold, and subjected to hot press sintering in a nitrogen gas atmosphere. The sintering conditions were a temperature of 1750 ° C., a holding time of 1 hour, and a pressure of 29.4 MPa.
【００２７】ＺｒＢ2含有複合セラミックスは、ＺｒＢ2
粉末（3.9μm）とＳｉＣ粉末（3.0μm）とを、ＺｒＢ2
の体積率が50％になるように秤量した。更に、ＳｉＣに
対する焼結助剤として、Ａｌ2Ｏ3をＳｉＣに対して、2w
t％加えた。粉末はいずれも市販品を用いた。これらに
有機バインダーを加えて湿式混合後、16メッシユのふる
いを通して整粒した。整粒粉末を98MPaの圧力で直径110
mm、厚さ約20ｍｍの円板状に成形し、黒鉛型中に入れ
て、減圧気中でホットプレス焼結した。焼結条件は、温
度2050℃、保持時間1時間、加圧力を29.4MＰaとした。The ZrB 2 -containing composite ceramic is made of ZrB 2
Powder (3.9 μm) and SiC powder (3.0 μm) were mixed with ZrB 2
Was weighed so that the volume ratio of the mixture became 50%. Furthermore, as a sintering aid for SiC, Al 2 O 3
t% was added. Commercial powder was used for all powders. An organic binder was added to the mixture, and the mixture was wet-mixed, and then sieved through a 16 mesh sieve. The sized powder has a diameter of 110 at a pressure of 98 MPa.
It was molded into a disk having a thickness of about 20 mm and a thickness of about 20 mm, placed in a graphite mold, and hot-press sintered under reduced pressure. The sintering conditions were a temperature of 2050 ° C., a holding time of 1 hour, and a pressure of 29.4 MPa.
【００２８】図２はＡｌめっき浴中のＡｌ含有率と定常
状態での摩擦係数との関係を示す線図である。摩擦係数
はトルクを測定して求めた。FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the Al content in the Al plating bath and the coefficient of friction in a steady state. The friction coefficient was determined by measuring the torque.
【００２９】サイアロンとＣ／Ｃコンポジットの組合せ
は、0.15〜0.20の範囲の値を示す。この値は、一般に使
用されているめっき浴中でのすべり軸受の摩擦係数とほ
ぼ同等かそれ以下である。これは、Ｃ／Ｃコンポジット
中のカーボンが固体潤滑剤の作用をしたためと考えられ
る。摩耗はいずれも認められなかった。Combinations of sialon and C / C composite exhibit values in the range of 0.15 to 0.20. This value is substantially equal to or less than the friction coefficient of a plain bearing in a generally used plating bath. This is probably because the carbon in the C / C composite acted as a solid lubricant. No abrasion was observed.
【００３０】サイアロンとＴｉＢ2複合セラミックスの
組合せは、0.15〜0.35の範囲の値を示す。Ａｌの含有量
が多くなるにつれて摩擦係数が高くなる傾向を示す。摩
耗はいずれも認められなかった。The combination of Sialon and TiB 2 composite ceramics shows a value in the range of 0.15 to 0.35. The coefficient of friction tends to increase as the content of Al increases. No abrasion was observed.
【００３１】サイアロンとＺｒＢ２複合セラミックスの
組合せは、Ａｌ含有率によって摩擦係数は変化する。Ａ
ｌ含有率が10％以下では0.22〜0.25範囲の値を示し高い
が、Ａｌ含有率が20％以上では0.08〜0.15の範囲の値を
示し低い。このことは、Ａｌ含有率が１５％以上、好ま
しくは20％以上のめっき浴では溶融Ａｌが流体潤滑剤の
作用をしたためと考えられる。試験後、浴から試料を取
出し、摺動面を観察した。その結果、Ａｌ含有率20％以
上のめっき浴の試験浴では、両者とも摺動面に薄いＡｌ
膜が付着していることから、これが潤滑剤として役目を
したものと考えられる。摩耗はいずれも認められなかっ
た。The friction coefficient of the combination of Sialon and ZrB2 composite ceramics changes depending on the Al content. A
When the l content is 10% or less, the value is high in the range of 0.22 to 0.25, but when the Al content is 20% or more, the value is low in the range of 0.08 to 0.15. This is presumably because the molten Al acted as a fluid lubricant in the plating bath having an Al content of 15% or more, preferably 20% or more. After the test, a sample was taken out of the bath and the sliding surface was observed. As a result, in the test bath of the plating bath having an Al content of 20% or more, both of the sliding surfaces have thin Al.
Since the film was attached, it is considered that this served as a lubricant. No abrasion was observed.
【００３２】以上の試験結果から、ＺｒＢ2含有複合セ
ラミックスは１５重量％以上のＡｌを含む溶融めっき浴
との濡れ性が良く、かつ溶融めっき浴に侵されにくいの
で、耐食性の優れた材料と組合せた軸受は摩擦係数が低
く、摩耗も著しく少ないことから実用に供されることが
確認できた。 （実施例２）図３は、本発明の連続溶融金属めっき装置
の概略断面図である。本実施例では、実施例１で得たZr
B2を含む複合セラミックス焼結体をサポートロール（コ
レクトロール）の軸受部に用いた例を示す。鋼板（スト
リップ）14はスナウト15を経て供給されていき、めっき
槽16の中でシンクロール17によって方向を変えられコレ
クトロール18とスタビライジングロール19の間を通して
から、ガスワイピングノズル20によってめっき厚みが調
整される。From the above test results, it can be seen that the ZrB 2 -containing composite ceramic has good wettability with a hot-dip plating bath containing 15% by weight or more of Al and is hardly corroded by the hot-dip plating bath. It was confirmed that the bearing was practically used because of its low coefficient of friction and extremely small wear. (Embodiment 2) FIG. 3 is a schematic sectional view of a continuous hot-dip metal plating apparatus of the present invention. In this example, the Zr obtained in Example 1 was used.
An example in which a composite ceramic sintered body containing B2 is used for a bearing portion of a support roll (collect roll) will be described. The steel sheet (strip) 14 is supplied through a snout 15, the direction is changed by a sink roll 17 in a plating tank 16, and the steel sheet (strip) passes between a collect roll 18 and a stabilizing roll 19. Adjusted.
【００３３】図４は、本実施例のコレクトロールの軸部
の概略を示した断面図である。コレクトロール18及びロ
ール軸21は耐食性に優れたステンレス鋼（SUS316Ｌ）を
機械加工により製作した。サイアロン製スリーブ22はロ
ール軸部21に嵌合し、先端を押えリング23を挿入してか
ら溶接により固定した。サイアロン製スリーブ22は前述
したものと同じ材質のもので、外径８０ｍｍ、内径６０
ｍｍ、長さ１００ｍｍで摺動面の表面粗さはRa 0.1μm
とした。サイアロン焼結体は実施例１と同じ組成を有す
るものである。FIG. 4 is a sectional view schematically showing a shaft portion of the collect roll of this embodiment. The collect roll 18 and the roll shaft 21 are manufactured by machining stainless steel (SUS316L) having excellent corrosion resistance. The sialon sleeve 22 was fitted to the roll shaft portion 21, the tip of which was inserted with the holding ring 23, and then fixed by welding. The sialon sleeve 22 is made of the same material as described above, and has an outer diameter of 80 mm and an inner diameter of 60 mm.
mm, length 100mm, sliding surface roughness Ra 0.1μm
And The sialon sintered body has the same composition as in Example 1.
【００３４】図５は、コレクトロール用軸受の概略断面
図を示したものである。金属製の受メタル24は、前述の
ロール軸と同じステンレス鋼を機械加工により製作し
た。ＺｒＢ2含有複合セラミックス製ブロック25は受メ
タル24の内側の３カ所に嵌合し固定した。ＺｒＢ2含有
複合セラミックス製ブロック25は前述の実施例１に示し
たものと同じ材質と製法により得たもので、幅２０ｍ
ｍ、厚さ１０ｍｍ、長さ３０ｍｍで、摺動面の表面粗さ
をRa 0.5μmとした。FIG. 5 is a schematic sectional view of a collect roll bearing. As the metal receiving metal 24, the same stainless steel as the above-described roll shaft was manufactured by machining. The ZrB 2 -containing composite ceramic block 25 was fitted and fixed at three places inside the receiving metal 24. The ZrB 2 -containing composite ceramic block 25 was obtained by the same material and the same manufacturing method as those described in the first embodiment, and had a width of 20 m.
m, thickness 10 mm, length 30 mm, and the surface roughness of the sliding surface was Ra 0.5 μm.
【００３５】このロール軸及び軸受を取り付けたコレク
トロールを用いて、溶融めっきを４日間非駆動で稼動を
行った時のロール軸と軸受の摩耗を調べた。めっき条件
は、めっき浴の組成は、重量で、Ｚｎ44.20％、Ａｌ54.
24％、Ｆｅ0.06％、Ｓｉ1.50％である。浴の温度600℃、
鋼板の搬送速度80〜120m/minである。従来例（サイアロ
ン-Ｃ／Ｃコンポジット）の軸受の摩耗が６ｍｍであっ
たのに対し、本実施例ではロールの軸及び軸受の摩耗は
認められなかった。Using the collect roll to which the roll shaft and the bearing were attached, wear of the roll shaft and the bearing when the hot-dip plating was operated without driving for 4 days was examined. The plating conditions were as follows: the composition of the plating bath was 44.20% by weight of Zn, and 54.20% of Al.
24%, Fe 0.06% and Si 1.50%. Bath temperature 600 ℃,
The conveying speed of the steel sheet is 80 to 120 m / min. While the wear of the bearing of the conventional example (Sialon-C / C composite) was 6 mm, the wear of the roll shaft and the bearing was not recognized in this embodiment.
【００３６】[0036]
【発明の効果】本発明によれば、溶融めっき浴、特にＡ
ｌを多く含むめっき浴と濡れ性が良く、かつ溶融めっき
浴に侵されにくい特性を兼ね備え、更に、溶融めっき浴
を潤滑剤として低摩擦、低摩耗の溶融金属めっき装置と
それに用いるロール及び軸受が得られ、溶融金属めっき
装置とそれに用いるロール及び軸受が長寿命になるた
め、連続稼動時間が長く、そのため生産性が向上する。
また、軸受での摩擦係数が低いためサポートロールの補
助的な動力による非駆動化が可能となり、鋼帯への均一
なめっきが出来る。According to the present invention, a hot-dip plating bath, especially A
The combination of a plating bath containing a large amount of l with good wettability and the property of being hardly eroded by the hot-dip plating bath. As a result, the hot-dip metal plating apparatus and the rolls and bearings used for the same have a long life, so that the continuous operation time is long, and thus the productivity is improved.
In addition, since the friction coefficient of the bearing is low, it is possible to deactivate the support roll with auxiliary power, and it is possible to perform uniform plating on the steel strip.
【図１】摩擦・摩耗試験装置の概略図。FIG. 1 is a schematic diagram of a friction / wear test device.
【図２】Ａｌの含有率を変えためっき浴中における摩擦
係数を測定した結果を示す線図。FIG. 2 is a diagram showing a result of measuring a friction coefficient in a plating bath in which an Al content is changed.
【図３】本発明の実施例の連続溶融金属めっき装置の概
略断面図。FIG. 3 is a schematic sectional view of a continuous hot-dip metal plating apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図４】実施例で用いたコレクトロール軸の概略断面
図。FIG. 4 is a schematic sectional view of a collect roll shaft used in an example.
【図５】実施例で用いたコレクトロール用軸受の概略断
面図。FIG. 5 is a schematic sectional view of a collect roll bearing used in the embodiment.
１…加熱炉、２…坩堝、３…めっき浴、４…ヒーター、
５…回転側試験片、６…回転軸、７…トルクコンバータ
ー、８…モーター、９…回転計、１０…固定側試験片、
１１…支持体、１２…シリンダー、１３…ダイヤルゲー
ジ、１４…鋼板（ストリップ）、１５…スナウト、１６
…めっき槽、１７…シンクロール、１８…コレクトロー
ル、１９…スタビライジングロール、２０…ガスワイピ
ングノズル、２１…ロール軸、２２…サイアロン製スリ
ーブ、２３…押えリング、２４…受けメタル、２５…Ｚ
ｒＢ２複合セラミックス製ブロック。1. Heating furnace, 2. Crucible, 3. Plating bath, 4. Heater,
5: rotating test piece, 6: rotating shaft, 7: torque converter, 8: motor, 9: tachometer, 10: fixed test piece,
11 support, 12 cylinder, 13 dial gauge, 14 steel plate (strip), 15 snout, 16
... Plating tank, 17 ... Sink roll, 18 ... Collect roll, 19 ... Stabilizing roll, 20 ... Gas wiping nozzle, 21 ... Roll shaft, 22 ... Sialon sleeve, 23 ... Pressing ring, 24 ... Receiving metal, 25 ... Z
rB2 composite ceramic block.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川東 民人 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所火力・水力事業部内 Ｆターム(参考） 4G001 BA03 BA22 BA45 BB03 BB22 BB45 BC13 BC42 BD12 BD37 4K027 AA02 AA22 AB44 AB48 AD17 AE03 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Tamito Kawahito 3-1-1 Sachimachi, Hitachi-shi, Ibaraki F-term in the Thermal & Hydropower Division, Hitachi, Ltd. BC42 BD12 BD37 4K027 AA02 AA22 AB44 AB48 AD17 AE03
Claims (9)
以上を含むＡｌ−Ｚｎ基合金、又はＳｉ５〜１５重量％
及びＡｌ８０重量％以上を含むＡｌ基合金から成る溶融
金属めっき浴中で軸受に支持されて回転するロールを有
する連続溶融金属めっき装置において、前記ロールの軸
部及び軸受部の少なくとも一方の摺動面がＺｒＢ2 ３０
〜８０体積％を含む複合セラミックスから成ることを特
徴とする連続溶融金属めっき装置。(1) 15 to 90% by weight of Al and 10% by weight of Zn.
Al-Zn base alloy containing the above, or Si 5 to 15% by weight
In a continuous molten metal plating apparatus having a roll supported and rotated by a bearing in a molten metal plating bath made of an Al-based alloy containing 80% by weight or more of Al and at least one sliding surface of a shaft portion of the roll and a bearing portion There ZrB 2 30
A continuous hot-dip metal plating apparatus comprising a composite ceramic containing up to 80% by volume.
以上を含むＡｌ−Ｚｎ基合金、又はＳｉ５〜１５重量％
及びＡｌ８０重量％以上を含むＡｌ基合金から成る溶融
金属めっき浴中で軸受に支持されて回転するロールを有
する連続溶融金属めっき装置において、前記ロールの軸
部の摺動面及び前記ロールを支える軸受部の摺動面をい
ずれもセラミックスとし、前記摺動面の少なくとも一方
がＺｒＢ2 ３０〜８０体積％を含む複合セラミックスか
ら成ることを特徴とする連続溶融金属めっき装置。2. 15 to 90% by weight of Al and 10% by weight of Zn
Al-Zn base alloy containing the above, or Si 5 to 15% by weight
In a continuous molten metal plating apparatus having a roll supported and rotated by a bearing in a molten metal plating bath composed of an Al-based alloy containing 80% by weight or more of Al and a sliding surface of a shaft portion of the roll, and a bearing for supporting the roll both the sliding surface parts and ceramic, continuous molten metal plating apparatus, at least one of said sliding surfaces is characterized by comprising a composite ceramic containing 2 30 to 80 vol% ZrB.
酸化物、炭化物、窒化物、又はほう化物からなるセラミ
ックスとすることを特徴とする連続溶融金属めっき装
置。3. The continuous hot-dip metal plating apparatus according to claim 1, wherein the other sliding surface is made of ceramics made of oxide, carbide, nitride, or boride.
合セラミックスは、体積率で、ＺｒＢ2 ３０〜８０％、
ＳｉＣ１５〜６９％及びＡｌ2Ｏ3 １〜５％を含むこと
を特徴とする溶融金属めっき装置。4. The composite ceramic according to claim 1, wherein the composite ceramic has a volume ratio of 30 to 80% of ZrB 2 ,
SiC15～69% and Al 2 O 3 the molten metal plating apparatus comprising a 1-5%.
１５〜６９％及びＡｌ2Ｏ3 １〜５％を含むことを特徴
とする溶融金属めっき装置用セラミックス。5. ZrB 2 30 to 80% by volume, SiC
15 to 69% and Al 2 O 3 the molten metal plating apparatus for ceramics which comprises 1-5%.
ＺｒＢ2 ３０〜８０％、ＳｉＣ１５〜６９％、及びＡｌ
2Ｏ3１〜５％を含むセラミックスが形成されていること
を特徴とする溶融金属めっき装置用ロール。6. A volume ratio on a sliding surface of a shaft portion of a metal roll.
ZrB 2 30~80%, SiC15~69%, and Al
A roll for a hot-dip metal plating apparatus, wherein a ceramic containing 1 to 5% of 2 O 3 is formed.
ｒＢ2 ３０〜８０％、ＳｉＣ１５〜６９％及びＡｌ2Ｏ3
１〜５％を含むセラミックスが形成されていることを
特徴とする溶融金属めっき装置用軸受。7. A bearing having a volume ratio of Z on a bearing sliding surface of a metal bearing.
rB 2 30-80%, SiC 15-69% and Al 2 O 3
A bearing for a hot-dip metal plating apparatus, wherein a ceramic containing 1 to 5% is formed.
以上を含むＡｌ−Ｚｎ基合金、又はＳｉ５〜１５重量％
及びＡｌ８０重量％以上を含むＡｌ基合金から成る溶融
金属めっき浴中で金属製軸受に支持されて回転する金属
製ロールを有する連続溶融金属めっき装置において、前
記ロールの軸部がサイアロン焼結体から成るスリーブが
装着され、前記軸部を受ける軸受部の摺動面にＺｒＢ2
３０〜８０体積％を含む複合セラミックス焼結体が装着
されていることを特徴とする連続溶融金属めっき装置。8. 15 to 90% by weight of Al and 10% by weight of Zn
Al-Zn base alloy containing the above, or Si 5 to 15% by weight
In a continuous hot-dip metal plating apparatus having a metal roll supported and rotated by a metal bearing in a hot-dip metal plating bath made of an Al-based alloy containing 80% by weight or more of Al, the shaft of the roll is made of a sialon sintered body. ZrB 2 is provided on a sliding surface of a bearing portion for receiving the shaft portion.
A continuous hot-dip metal plating apparatus, comprising a composite ceramic sintered body containing 30 to 80% by volume.
溶融金属めっき浴中で金属製軸受に支持されて回転する
金属製ロールを有する連続溶融金属めっき装置におい
て、前記ロールの軸部がサイアロン焼結体から成るスリ
ーブが装着され、前記軸部を受ける軸受部の摺動面にＺ
ｒＢ2 ３０〜８０体積％を含む複合セラミックス焼結体
が装着されていることを特徴とする連続溶融金属めっき
装置。9. A continuous hot-dip metal plating apparatus having a metal roll supported and rotated by a metal bearing in a hot-dip metal plating bath made of Al, an Al-based alloy or a Zn-based alloy, wherein the shaft of the roll is sialon. A sleeve made of a sintered body is mounted, and Z
A continuous hot-dip metal plating apparatus comprising a composite ceramic sintered body containing 30 to 80% by volume of rB 2 .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000162365A JP2001335905A (en) | 2000-05-31 | 2000-05-31 | Continuous hot dip metal coating apparatus, and roll and bearing therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000162365A JP2001335905A (en) | 2000-05-31 | 2000-05-31 | Continuous hot dip metal coating apparatus, and roll and bearing therefor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001335905A true JP2001335905A (en) | 2001-12-07 |
Family
ID=18666271
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000162365A Pending JP2001335905A (en) | 2000-05-31 | 2000-05-31 | Continuous hot dip metal coating apparatus, and roll and bearing therefor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001335905A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2471751C1 (en) * | 2011-07-06 | 2013-01-10 | Учреждение Российской академии наук Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов имени И.В. Гребенщикова Российской академии наук (ИХС РАН) | Method of producing protective coating and composition of protective coating mixture |
| JP2016030842A (en) * | 2014-07-28 | 2016-03-07 | 新日鐵住金株式会社 | Roller in hot-dip metal plating bath |
| CN112412966A (en) * | 2019-08-20 | 2021-02-26 | 宝山钢铁股份有限公司 | Sliding bearing friction pair for hot-dip production line zinc pot roller based on mixed wear strategy |
-
2000
- 2000-05-31 JP JP2000162365A patent/JP2001335905A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2471751C1 (en) * | 2011-07-06 | 2013-01-10 | Учреждение Российской академии наук Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов имени И.В. Гребенщикова Российской академии наук (ИХС РАН) | Method of producing protective coating and composition of protective coating mixture |
| JP2016030842A (en) * | 2014-07-28 | 2016-03-07 | 新日鐵住金株式会社 | Roller in hot-dip metal plating bath |
| CN112412966A (en) * | 2019-08-20 | 2021-02-26 | 宝山钢铁股份有限公司 | Sliding bearing friction pair for hot-dip production line zinc pot roller based on mixed wear strategy |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhu et al. | Microstructure and high temperature wear of the aluminum matrix composites fabricated by reaction from Al–ZrO2–B elemental powders | |
| JP4709223B2 (en) | Sintered body, manufacturing method thereof, sliding member using the sintered body, film forming material, hot extrusion die, hot extrusion molding apparatus and hot extrusion using the hot extrusion die Molding method | |
| CN108277444B (en) | C/C-ZrC-SiC surface layer iron-based alloy modified composite material and preparation method thereof | |
| JP2003205352A (en) | Member for molten metal, composed of sintered alloy having excellent corrosion resistance and wear resistance to molten metal, its producing method and machine structural member using it | |
| JP2001335905A (en) | Continuous hot dip metal coating apparatus, and roll and bearing therefor | |
| JP3298492B2 (en) | Roll bearing for molten metal plating | |
| JP2012102362A (en) | Boride cermet-based powder for thermal spraying | |
| JPH05287475A (en) | Continuous hot dip metal coating device and method therefor | |
| JPH0544002A (en) | Roll bearing for hot-dip metal coating and its use | |
| JPH0114997B2 (en) | ||
| JP2002180222A (en) | Immersion member for hot dip metal coating bath | |
| JP2002206155A (en) | Immersion member for hot-dip metal coating bath, and its manufacturing method | |
| JP2000129415A (en) | Hot dip metal plating device | |
| JPH05271887A (en) | Continuous hot-dip metal coating roll and plating device using the roll | |
| JP2668054B2 (en) | Roll for continuous molten metal plating equipment and continuous molten metal plating equipment | |
| Teplenko et al. | Structure and Wear Resistance of Coatings on Titanium Alloy and Steels Obtained by Electrospark Alloying with AlN―ZrB2 Material | |
| JPH07330421A (en) | Boron nitride-containing ceramic and its production | |
| JP2959912B2 (en) | Discharge coating composite | |
| JP3464632B2 (en) | Bearings for continuous hot metal plating equipment | |
| JP2007145642A (en) | Immersion member for hot-dip metal plating bath, and manufacturing method of the same | |
| JPH0742562B2 (en) | Roll for continuous molten metal plating and apparatus using the same | |
| JP2001049378A (en) | Wear resistant cemented carbide sintered compact and its manufacture | |
| JP2000034552A (en) | Hot dip metal coating device | |
| JP2593426B2 (en) | Melting zinc erosion resistant alloy and its manufacturing method and application | |
| JP3092887B2 (en) | Surface-finished sintered alloy and method for producing the same |