JP2706934B2 - Surface coating method - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ロール，板，管等の母材の内面又は外面若
しくは内外両面に該母材と材質が異なる金属層（以下、
異種金属層という）又は樹脂層の被膜を形成する方法に
関するものである。 〔従来の技術〕 従来、腐食や摩耗の雰囲気にさらされるロール，板、
管等に、耐腐食性や耐摩耗性に優れた金属や樹脂の層を
被膜として形成し、使用に供することが行なわれてい
る。 而して、ロール，板，管等の内面又は外面若しくは内
外両面に異種金属や樹脂の層からなる被膜を被覆する場
合、従来は溶射や溶接によりそれらの層を形成してい
た。 〔考案が解決しようとする課題〕 然し乍ら、上記従来の方法は次のような難点がある。 即ち、溶射，溶接共にそのための特別な準備を必要と
するばかりでなく、その作業に熟練を要し、ムラのない
製品を得るためには、熟練した作業員によるか、自動化
に頼らなければならず、また、溶射の場合は粉末溶融処
理が、溶射、再溶融と２工程あるため、被膜の酸化
度が高いという難点があり、一方、溶接は重なり部を生
じて被膜の特性上好ましくないという難点がある。 更に、溶射，溶接ともに、内面処理の場合、非処理物
の径や長さに制約を受けるし、作業時には粉塵，光，騒
音等の公害を発生するほか、機器のメインテナンスが必
要なため、その費用が高くつくという共通の難点がある
のである。 その他、外枠や中子を用いて被膜を形成する方法にお
いては、被膜となるべき粉末等が完全に溶融するまで前
記枠等を使用しなければならず、溶融処理後に枠等を取
り外すのは極めて困難である。特に、枠や中子に金属製
のものを用いた場合は、溶融した粉末等が母材へと同様
に前記枠等に拡散接合して密着するため、それらを取り
外すことは困難を極めて、製品の品質に悪影響を及ぼす
おそれがある。 〔課題を解決するための手段〕 本発明は上述のような従来技術の問題点を解決し、ロ
ール，板，管等の内面又は外面若しくは内外両面に容易
に良質の被膜を形成することのできる表面被膜形成法を
提供することを目的としてなされたもので、その構成
は、ロール，板，管等の母材の内面又は外面若しくは内
外両面に該母材と材質が異なる金属層又は樹脂層の被膜
を形成する方法において、母材の被膜を形成すべき部分
の周りに形成すべき膜厚より大きい間隙を持たせてセラ
ミックス製又は金属製等の枠を配し、これら母材と枠の
間に自溶合金や樹脂の粉末若しくはシートを隙間なく充
填した後、前記母材の内面又は外面若しくは内外両面か
ら前記充填粉末等が焼結状態を呈するまで加熱し、しか
る後、前記枠を取外し、更にこれら焼結状態になった前
記粉末等を溶融状態になるまで昇温することにより、母
材表面に該母材と材質が異なる金属層又は樹脂層の被膜
を形成することを特徴とするものである。 〔発明の作用〕 即ち、本発明は、Ni基又はCo基,Cu基等の自溶合金又
はこれらにセラミック粉末を含ませたもの、或は樹脂等
の粉末若しくはシート状のものを用いて、ロール，板，
管等の内面又は外面若しくは内外両面に耐食性，耐摩耗
性に優れた被膜を形成しようとするものであって、例え
ば、母材の被膜を形成すべき部分の周りに枠を設け、こ
れら母材と枠の間隙に被膜となるべき粉末等を充填した
後、任意の加熱源、例えば高周波加熱コイルを逐次移動
しながら又は固定したまま一度に、前記粉末が焼結状粉
末に変化する温度になるまで加熱し、その後、枠を取り
外して再び加熱することにより溶融処理を行ない、溶融
状被膜を形成することができ、これを冷却，固化するこ
とにより母材の表面に被膜を形成することができる。 〔実施例〕 次に本発明方法の実施例を図により説明する。 第１図は母材としてロールを用い、その表面に焼結状
金属粉末を付着形成する過程を示し、第２図は前記焼結
状金属粉末を溶融，溶着させて母材表面に耐食，耐摩耗
に優れた皮膜を形成する過程を示したものであり、その
詳細について説明すれば、次の通りである。 母材１の周りに枠２を設け、この間隙に被膜を形成す
るための金属粉末４を充填した後、任意の加熱源、例え
ば高周波誘導加熱コイル３を逐次移動しながら、もしく
は固定したまま一度に、前記粉末４が焼結状金属粉末５
に変化する温度になるまで加熱する。通常、この温度は
金属粉末４が溶融する温度よりも数百度（樹脂粉末の場
合は数十度）も低く、粉末の性質は勿論、母材１の性質
も一切損なうことなく、処理を行なうことができる。 この後、枠２を例えばＡ方向へ抜き去り、次の溶融処
理工程へと進むのであって、従来の中子式や外枠式のも
のは、溶融処理後、それらを取り外すのであるが、前述
のように、この時点では既に強固な被膜が形成されてお
り、且つ金属枠にあっては母材へと同様、拡散，接合に
よって被膜が枠等にも強力に密着しており、取外し処理
は困難を極め、特に、中子式のものは同じ理由から、く
り抜き等によるしかこれを除去する術がなかったのに対
し、本発明方法では、粉末４が焼結状態５を呈してはい
るものの、溶融一体化した被膜の場合とは比較にならぬ
程小さな力で、枠２を取り外すことが可能である。 最も好ましい場合には、第１図のような処理を施した
後、母材１を持ち上げただけで枠２が自重でＡ方向へ抜
け落ちるといったこともある。 従って、当然、枠や中子等の破損は生じることなく、
それらは何度でも使用が可能となる。 第１図の過程で母材１の外周に焼結状粉末５の層を形
成した後、加熱コイル３により、前記焼結粉末５の層を
逐次もしくは一度に加熱溶解することにより溶融状粉末
の被膜層６を形成することができるのであり、これを冷
却することにより、母材１の外面に強固な耐食性，耐摩
耗性被膜を形成することができる。 尚、上記実施例においては加熱源として高周波誘導加
熱コイルを用いたが、他のガス加熱や加熱炉で加熱する
ようにしてもよい。 実際に、下記のロールの表面に、下記の仕様で被膜を
形成したところ、形成された被膜は極めて良好なもので
あった。 ライニング必要部：φ348×l1200 外枠内径寸法：φ351×l1200 粉末:MSFNi5 Ni基自溶合金 焼結方法：高周波誘導外面加熱 800℃ 加熱条件：周波数2KHz 移動速度2mm/s 電力量40KWh 焼結後ライニング部寸法：φ351×l1200 溶融後 〃 ：φ350.4×l1200 研磨後 〃 ：φ350×l1200 〔発明の効果〕 本発明は上述の通りであるから、ロール，板，管等の
内面又は外面若しくは内外両面に異種金属層又は樹脂層
の被覆を形成する方法として好適である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a metal layer having a material different from that of a base material such as a roll, a plate, a pipe, or the like on an inner surface, an outer surface, or an inner and outer surface.
(Referred to as a dissimilar metal layer) or a resin layer. [Prior art] Conventionally, rolls, plates,
2. Description of the Related Art A metal or resin layer having excellent corrosion resistance and abrasion resistance is formed on a pipe or the like as a coating film, and is used for use. In the case where a coating made of a different metal or resin layer is coated on the inner surface, outer surface, or both inner and outer surfaces of a roll, a plate, a pipe, or the like, conventionally, these layers have been formed by thermal spraying or welding. [Problem to be Solved by the Invention] However, the above-mentioned conventional method has the following difficulties. In other words, not only special preparations for thermal spraying and welding are required, but also the work requires skill, and in order to obtain a product without unevenness, a skilled worker or relying on automation is necessary. In addition, in the case of thermal spraying, the powder melting treatment has two steps of thermal spraying and re-melting, so there is a disadvantage that the degree of oxidation of the coating is high. On the other hand, welding produces an overlapping portion and is not preferable in terms of the characteristics of the coating. There are difficulties. In addition, in both the thermal spraying and welding, the inner surface treatment is limited by the diameter and length of the non-treated material, which causes pollution such as dust, light, noise, etc. at the time of work, and equipment maintenance is required. The common drawback is the high cost. In addition, in a method of forming a film using an outer frame or a core, the frame or the like must be used until the powder or the like to be a film is completely melted. Extremely difficult. In particular, when a metal material is used for the frame and the core, it is extremely difficult to remove the molten powder and the like because the powder and the like adhere to the frame and the like by diffusion bonding similarly to the base material. May adversely affect the quality of [Means for Solving the Problems] The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, and can easily form a high-quality coating on the inner surface, outer surface, or both inner and outer surfaces of a roll, a plate, a tube, and the like. The purpose of the present invention is to provide a method for forming a surface film, and the structure is such that a metal layer or a resin layer having a material different from that of the base material is formed on the inner surface, the outer surface, or the inner and outer surfaces of the base material such as a roll, a plate, and a tube. In the method of forming a coating, a ceramic or metal frame is provided around the portion of the base material where the coating is to be formed with a gap larger than the thickness to be formed. After filling the powder or sheet of the self-fluxing alloy or resin without gaps, heating until the filled powder or the like exhibits a sintered state from the inner surface or the outer surface or the inner and outer surfaces of the base material, and then remove the frame, In addition, these sintered states The temperature of the resulting powder or the like is raised to a molten state, thereby forming a coating of a metal layer or a resin layer having a material different from that of the base material on the surface of the base material. (Effect of the invention) That is, the present invention, Ni-based or Co-based, self-fluxing alloys such as Cu-based or those containing a ceramic powder in these, or using a powder or sheet-like resin or the like, Rolls, boards,
It is intended to form a coating having excellent corrosion resistance and abrasion resistance on the inner surface, outer surface or inner and outer surfaces of a pipe or the like. For example, a frame is provided around a portion of the base material where the coating is to be formed, and these base materials are provided. After filling the powder or the like to be a film into the gap between the frames, the temperature at which the powder changes to a sintered powder at a time while any moving source, for example, a high-frequency heating coil is sequentially moved or fixed, at a time. Heating, then removing the frame and heating again to perform a melting process to form a molten coating, which can be cooled and solidified to form a coating on the surface of the base material. . Example Next, an example of the method of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a process in which a roll is used as a base material and a sintered metal powder is adhered and formed on the surface of the roll. FIG. This shows the process of forming a film having excellent wear, and the details thereof are as follows. After a frame 2 is provided around a base material 1 and a metal powder 4 for forming a film is filled in the gap, an arbitrary heating source, for example, a high-frequency induction heating coil 3 is sequentially moved or once fixed. The powder 4 is a sintered metal powder 5
Heat until the temperature changes to. Usually, this temperature is several hundred degrees lower than the temperature at which the metal powder 4 is melted (several tens degrees in the case of resin powder), and the treatment is performed without impairing not only the properties of the powder but also the properties of the base material 1 at all. Can be. Thereafter, the frame 2 is withdrawn, for example, in the direction A, and the process proceeds to the next melting process. The conventional core type or outer frame type is removed after the melting process. At this point, a strong coating has already been formed at this point, and in the case of a metal frame, the coating adheres strongly to the frame and the like by diffusion and bonding as well as to the base material. Extreme difficulty was found, and in particular, the core type was the only one that could be removed by hollowing out for the same reason. On the other hand, in the method of the present invention, although the powder 4 exhibited the sintered state 5, The frame 2 can be removed with a force that is incomparably small compared to the case of the melt-integrated coating. In the most preferable case, the frame 2 may fall off in the direction A by its own weight only by lifting the base material 1 after performing the processing as shown in FIG. Therefore, naturally, the frame and the core are not damaged,
They can be used any number of times. After a layer of the sintered powder 5 is formed on the outer periphery of the base material 1 in the process of FIG. The coating layer 6 can be formed, and by cooling this, a strong corrosion-resistant and wear-resistant coating can be formed on the outer surface of the base material 1. Although the high-frequency induction heating coil is used as the heating source in the above embodiment, the heating may be performed by another gas heating or a heating furnace. Actually, when a film was formed on the surface of the following roll with the following specifications, the formed film was extremely good. Required lining: φ348 × l1200 Outer frame inner diameter: φ351 × l1200 Powder: MSFNi5 Ni-based self-fluxing alloy Sintering method: High-frequency induction outer surface heating 800 ° C Heating condition: Frequency 2KHz Moving speed 2mm / s Power amount 40KWh Lining after sintering Part size: φ351 × l1200 after melting 〃: φ350.4 × l1200 after polishing 〃: φ350 × l1200 [Effect of the Invention] Since the present invention is as described above, the inner surface or outer surface or both inner and outer surfaces of rolls, plates, tubes, etc. It is suitable as a method for forming a coating of a dissimilar metal layer or a resin layer.

【図面の簡単な説明】 図は本発明方法を実施する状態を示すもので、第１図は
ロールの外面に焼結状粉末の層を形成する状態の右半を
断面とした斜視図、また、第２図は第１図の焼結状粉末
を溶融状粉末の層に形成する状態の右半を断面とした斜
視図である。 １……母材、２……枠、３……高周波誘導加熱コイル、
４……金属粉末、５……焼結状粉末、６……溶融状粉末BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 shows a state in which the method of the present invention is carried out. FIG. 1 is a perspective view in which the right half of a state in which a layer of a sintered powder is formed on the outer surface of a roll is shown in cross section. FIG. 2 is a perspective view showing a cross section of the right half in a state where the sintered powder of FIG. 1 is formed into a layer of molten powder. 1 ... base material, 2 ... frame, 3 ... high frequency induction heating coil,
4 ... Metal powder, 5 ... Sintered powder, 6 ... Molded powder

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 １．ロール，板，管等の母材の内面又は外面若しくは内
外両面に該母材と材質が異なる金属層又は樹脂層の被膜
を形成する方法において、母材の被膜を形成すべき部分
の周りに形成すべき膜厚より大きい間隙を持たせてセラ
ミックス製又は金属製等の枠を配し、これら母材と枠の
間に自溶合金や樹脂の粉末若しくはシートを隙間なく充
填した後、前記母材の内面又は外面若しくは内外両面か
ら前記充填粉末等が焼結状態を呈するまで加熱し、しか
る後、前記枠を取外し、更にこれら焼結状態になった前
記粉末等を溶融状態になるまで昇温することにより、母
材表面に該母材と材質が異なる金属層又は樹脂層の被膜
を形成することを特徴とする表面被膜形成法。(57) [Claims] In a method of forming a coating of a metal layer or a resin layer having a material different from that of the base material on the inner surface, the outer surface, or the inner and outer surfaces of the base material such as a roll, a plate, a pipe, etc. After placing a ceramic or metal frame with a gap larger than the thickness to be formed, filling the base material and the frame with a powder or sheet of self-fluxing alloy or resin without any gap, Is heated from the inner surface or the outer surface or from the inner and outer surfaces until the filling powder or the like exhibits a sintered state, and thereafter, the frame is removed, and the temperature of the powder or the like in the sintered state is further increased until it becomes a molten state. A method of forming a surface coating, comprising forming a coating of a metal layer or a resin layer having a material different from that of the base material on the surface of the base material.