JP3005624B2 - Electroplating roll - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、耐食性、耐摩耗性に優
れた相対密度が９５％以上で純度９９％以上の高純度金
属クロムからなる電気めっき用ロール等に関するもので
あり、詳細には、亜鉛、鉄、ニッケル、マンガンあるい
はこれらの合金を硫酸塩あるいは塩酸塩の水溶液中から
鋼板上に連続的に電気めっきする際に使用する通電ロー
ルであり、ロールの外周部あるいは全体が実質的に純度
９９％以上の高純度金属クロムからなる電気めっき用ロ
ールに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a roll for electroplating made of high-purity metallic chromium having a relative density of 95% or more and a purity of 99% or more, which is excellent in corrosion resistance and abrasion resistance. , Zinc, iron, nickel, manganese or an alloy thereof is a current-carrying roll used when continuously electroplating a steel sheet from an aqueous solution of sulfate or hydrochloride, and the outer periphery of the roll or substantially the whole is substantially The present invention relates to a roll for electroplating made of high-purity metallic chromium having a purity of 99% or more.

【０００２】[0002]

【従来の技術】電気めっき用ロールは、自動車用、家電
用、建材用及び缶用等の薄板めっき鋼板の製造ラインに
通電用ロールとして用いられるものであり、最も一般的
な電気亜鉛めっきは、亜鉛イオンを含むめっき液中に浸
漬された通電ロールにより鋼板に通電し、めっきを行な
う。この通電ロールはめっき液中での耐食性、電気化学
的な安定性、良電気伝導性、鋼板との接触に対する耐摩
耗性が要求される。2. Description of the Related Art Electroplating rolls are used as energizing rolls in production lines for thin-plated steel sheets for automobiles, home appliances, building materials, cans, and the like. An electric current is applied to the steel sheet by an energizing roll immersed in a plating solution containing zinc ions to perform plating. The current-carrying roll is required to have corrosion resistance in a plating solution, electrochemical stability, good electric conductivity, and abrasion resistance against contact with a steel sheet.

【０００３】従来、これらの要求に対してニッケル基合
金が主に使用されてきた。しかし、これらはめっき液中
での静的な耐食性はあるものの、通電状態における耐食
性に対しては充分な効果が得られていない。これは、通
電ロールの回転にともない周期的にロール表面に電流が
印加され、電流が印加されている領域では還元反応が生
じ、被めっき鋼板との非接触領域では金属の溶出が発生
する。通電ロールはこの現象がサイクリックに生じ、回
転した数に比例して摩耗が進行する。これらの対策とし
て、ニッケル基合金に種々の元素の添加が試みられてい
るが（例えば特願昭５７−Ｏ６００４４号、特願昭６０
−２１１０３０号等）、充分な効果は得られていない。Heretofore, nickel-based alloys have been mainly used to meet these requirements. However, although these have static corrosion resistance in a plating solution, they have not been able to obtain a sufficient effect on the corrosion resistance in an energized state. This is because a current is periodically applied to the roll surface with the rotation of the energizing roll, a reduction reaction occurs in a region where the current is applied, and metal elution occurs in a non-contact region with the steel plate to be plated. This phenomenon occurs cyclically in the energizing roll, and wear progresses in proportion to the number of rotations. As a countermeasure, various elements have been added to a nickel-based alloy (for example, Japanese Patent Application No. 57-O60044, Japanese Patent Application No.
-21030) and the sufficient effect has not been obtained.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、鋼板に電気
めっきを施すために使用される通電ロールの減耗防止を
図るものであり、従来技術の問題点に対して金属クロム
を使用することで解決を図るものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention aims to prevent the wear of a current-carrying roll used for electroplating a steel sheet, and solves the problems of the prior art by using metallic chromium. It is intended to solve it.

【０００５】本発明の要旨は次の通りである。金属クロ
ムは耐硫酸性に優れた金属であり、特に相対密度が９５
％以上で純度９９％以上（残部は不可避的不純物）の高
純度金属クロムは、硫酸中における電流パルスによる電
食に対しても非常に高い耐食性を有していることが見出
された。そこでこの高い耐食性を有した高純度クロムか
らなる電気めっき用ロールを発明するに至った。高純度
クロムからなるめっき用ロールは従来公知のニッケル基
合金からなるロールと比較して、耐摩耗性も良好であ
る。そして、さらに電気めっき用ロールとして用いた際
の通電による電食に対しても高い耐食性を有している。
これらの電気めっき液としては塩酸浴、硫酸浴等があ
り、めっき材しても亜鉛、鉄、ニッケル、マンガン等の
金属あるいは合金などがある。なお、上記の「相対密
度」は、高純度金属クロム成形体の比重を、空隙のない
電融品の比重で割って１００を掛けた（％）値で表わし
たものであって、１００％から相対密度を引いた値は空
隙率を表わす。 The gist of the present invention is as follows. Metal chromium is a metal having excellent sulfuric acid resistance, and particularly has a relative density of 95%.
It has been found that high-purity metal chromium having a purity of at least 99% and a purity of at least 99% (the remainder is inevitable impurities) has very high corrosion resistance even to electrolytic corrosion caused by a current pulse in sulfuric acid. Thus, the inventors have invented an electroplating roll made of high-purity chromium having high corrosion resistance. Plating rolls made of high-purity chromium also have better wear resistance than conventional rolls made of a nickel-based alloy. Further, it has high corrosion resistance against electrolytic corrosion caused by energization when used as an electroplating roll.
These electroplating solutions include a hydrochloric acid bath and a sulfuric acid bath, and plating materials include metals such as zinc, iron, nickel and manganese and alloys. Note that the above “Relative density”
"Degree" means the specific gravity of the high-purity metallic chrome
It is divided by the specific gravity of the electrofused product and multiplied by 100.
The value obtained by subtracting the relative density from 100% is empty
Represents porosity.

【０００６】本発明のロールは、耐食性を向上させるた
め、金属Ｃｒの純度は９９％以上が必要であり、好まし
くは９９．５％以上、さらに好ましくは９９．７％以上
の純度であることがよい。純度が９９％より低い場合
は、十分な耐食性を期待することができず、また、機械
加工性に悪影響を及ぼし、溶接による材料劣化を生じる
可能性があるため本発明の目的は達成されない。また、
これと同時に、成型体の相対密度が９５％以上であるこ
とが必要であり、９５％以下では、伝導性、耐食性、強
度の劣化を生じる可能性がある。In order to improve the corrosion resistance of the roll of the present invention, the purity of the metal Cr needs to be 99% or more, preferably 99.5% or more, more preferably 99.7% or more. Good. When the purity is lower than 99%, sufficient corrosion resistance cannot be expected, and further, the workability is adversely affected, and the material may be deteriorated by welding, so that the object of the present invention is not achieved. Also,
At the same time, it is necessary that the relative density of the molded body is 95% or more, and if it is 95% or less, there is a possibility that conductivity, corrosion resistance, and strength are deteriorated.

【０００７】これらのことから、本発明のロールは、相
対密度が９５％以上で純度９９％以上の高純度金属クロ
ムからなることが必要である。For these reasons, it is necessary that the roll of the present invention be made of high-purity metallic chromium having a relative density of 95% or more and a purity of 99% or more.

【０００８】本発明の電気めっき用ロールは、自動車
用、家電用、建材用及び缶用の各種めっき薄板鋼板のラ
インに通電用ロールとして従来から用いられている材料
を用いたロールに代って用いられる。以下に製法の一例
を述ベるが、本発明の製法はこの方法に限定されるもの
ではない。The roll for electroplating according to the present invention is an alternative to a roll using a material conventionally used as an energizing roll in a line of various types of plated thin steel sheets for automobiles, home appliances, building materials and cans. Used. An example of the production method is described below, but the production method of the present invention is not limited to this method.

【０００９】本発明の電気めっき用ロールの素材の製造
には、出発原料として、純度９９％以上の高純度金属粉
末が用いられる。かかる高純度の金属クロム粉末は、電
解法により得られたもの、又はアルミテルミット法、酸
化クロムの水素還元法等により得られるが、いずれの方
法により得られた粉末でもかまわず、純度が９９％以上
であればどのような製法により得られた粉末を用いても
何等問題はない。In the production of the material for the electroplating roll of the present invention, a high-purity metal powder having a purity of 99% or more is used as a starting material. Such a high-purity metal chromium powder is obtained by an electrolytic method, or obtained by an aluminum thermite method, a hydrogen reduction method of chromium oxide, or the like. The powder obtained by any method may have a purity of 99%. There is no problem even if the powder obtained by any manufacturing method is used as described above.

【００１０】このようにして得られた金属クロム粉末を
ロールのコアとなるステンレス鋼あるいは鉄の芯と共に
耐真空性、耐熱性を有した密封容器に封入する。この容
器は特にその材質、形状とも厳密な制限を受けるもので
はないが、経済性を考慮するならばステンレス製、又
は、軟鋼製の容器が用いられる。The chromium metal powder thus obtained is enclosed in a sealed container having vacuum resistance and heat resistance together with a stainless steel or iron core serving as a roll core. This container is not particularly limited in its material and shape, but a stainless steel or mild steel container is used in consideration of economy.

【００１１】また、ロールの芯に異材を用いることなく
全て金属クロムを用いてもかまわない。この方法では金
属粉末を密封容器に封入後１０^-3ｍｍＨｇ以下まで真空
排気を行ない封止する。[0011] Further, metal chromium may be used for the roll core without using a dissimilar material. In this method, the metal powder is sealed in a sealed container by evacuating to 10 ⁻³ mmHg or less after sealing.

【００１２】次に上記真空処理を行なった後１０００〜
１２００℃、８００〜１０００ａｔｍで熱間静水加圧加
工することによりち密な組織を有する成型体が得られ
る。この後、ロールの芯の加工を施し、表面を研磨し、
本発明のロールが得られる。Next, after performing the above vacuum processing,
By performing hot isostatic pressing at 1200 ° C. and 800 to 1000 atm, a molded body having a dense structure can be obtained. After that, the core of the roll is processed, the surface is polished,
A roll according to the invention is obtained.

【００１３】本発明の電気めっき用ロールは以上のよう
な方法で得られるが、製法としてはこの方法に限定され
るものではなく、別の一例として高周波溶解炉あるいは
アーク溶解炉等の種々の溶解法を用いインゴットを作製
し、熱間圧延等の塑性加工を施して得た純度９９％以上
のクロム板材を、ステンレス鋼あるいは鉄製のコアに覆
装し溶接等により接合して得ることもできる。The electroplating roll of the present invention can be obtained by the above-mentioned method, but the production method is not limited to this method. As another example, various melting methods such as a high-frequency melting furnace or an arc melting furnace can be used. A chromium plate material having a purity of 99% or more obtained by producing an ingot using a method and subjecting it to plastic working such as hot rolling or the like can be covered with a stainless steel or iron core and joined by welding or the like.

【００１４】本発明により、鋼板に電気めっきを施すた
めに使用される通電ロールの寿命の大幅延長が可能とな
り、生産性の向上だけでなく、電気めっき鋼板の品質向
上にも大きく寄与している。According to the present invention, the life of a current-carrying roll used for electroplating a steel sheet can be greatly extended, which not only improves the productivity but also greatly contributes to the quality improvement of the electroplated steel sheet. .

【００１５】[0015]

【実施例】次に、本発明の実施例を説明するが、これら
の実施例は本発明を何等限定するものではない。Next, examples of the present invention will be described, but these examples do not limit the present invention in any way.

【００１６】実施例１ 純度９９．８３％のクロム粉末を用い、１０００℃、８
００ａｔｍで熱間静水加圧加工によりインゴット（相対
密度９７％）を作成し、これを加工してロール（サイ
ズ：直径３６０ｍｍ，長さ１８００ｍｍ）を得た。Example 1 A chromium powder having a purity of 99.83% was used at 1000.degree.
An ingot (relative density: 97%) was prepared by hot isostatic pressing at 00 atm, and processed to obtain a roll (size: 360 mm in diameter, 1800 mm in length).

【００１７】このようにして製造した電気めっき用ロー
ルの材料について、以下の表１に示す条件で、通電下で
の腐食試験を実施した。The material of the roll for electroplating thus manufactured was subjected to a corrosion test under the conditions shown in Table 1 below while energized.

【００１８】[0018]

【表１】 [Table 1]

【００１９】上記の通電ロール用材料の「通電下での腐
食減量」を以下の表２に示した。また比較のために、金
属クロムの純度，相対密度を表２のように変えた他は同
様にしてロールを作製し、同様の腐食試験を行なってそ
の結果を表２に示した。更に、従来例の組成を有する電
気めっき用ロールについて同様の腐食試験を行なってそ
の結果を表２に示した。The "corrosion loss under energization" of the above-mentioned energizing roll material is shown in Table 2 below. For comparison, rolls were prepared in the same manner except that the purity and relative density of metallic chromium were changed as shown in Table 2, and the same corrosion tests were performed. The results are shown in Table 2. Further, the same corrosion test was performed on the electroplating roll having the composition of the conventional example, and the results are shown in Table 2.

【００２０】[0020]

【表２】 [Table 2]

【００２１】表２の結果から分かるように、本発明に用
いられる組成をもったロール材料は従来品に比較して３
倍以上の耐食性を有している。 実施例２ 純度９９．７％のクロム粉末を用い、上記実施例１と同
様にして１０００℃、８００ａｔｍで熱間静水加圧加工
によりインゴット（相対密度９７％）を作成し、これを
加工してロール（サイズ：直径３６０ｍｍ，長さ１８０
０ｍｍ）を得た。この電気めっき用ロールを実機の電気
亜鉛めっきラインに適用し損耗量を調べた。尚、鋼板厚
さは０．４〜１．６ｍｍであり、めっき浴は硫酸亜鉛め
っき浴を用いて行なった。また比較のためにニッケル基
合金の従来の電気めっき用ロールを用いて同様に損耗量
を調べた。As can be seen from the results in Table 2, the roll material having the composition used in the present invention is 3 times less than the conventional material.
More than twice the corrosion resistance. Example 2 An ingot (relative density 97%) was prepared by hot isostatic pressing at 1000 ° C. and 800 atm using chromium powder having a purity of 99.7% in the same manner as in Example 1 above. Roll (size: 360mm in diameter, 180 in length
0 mm). This roll for electroplating was applied to an actual electrogalvanizing line, and the amount of wear was examined. The thickness of the steel sheet was 0.4 to 1.6 mm, and the plating bath was performed using a zinc sulfate plating bath. For comparison, the amount of wear was similarly examined using a conventional nickel-based alloy roll for electroplating.

【００２２】使用結果を以下の表Зに示すが、本発明の
構成を有する電気めっき用ロールは、従来品に比較して
З倍以上の耐食性を示した。The results of use are shown in Table 1 below, and the electroplating roll having the constitution of the present invention exhibited corrosion resistance of З times or more as compared with the conventional product.

【００２３】[0023]

【表３】 [Table 3]

【００２４】[0024]

【発明の効果】本発明の電気めっき用ロールによれば、
電食等による消耗は従来の材料の１／３以下となり長期
にわたる安定使用が可能である。この結果、ロール交換
によるライン停止時間の大幅な削減となり、製品コスト
の低下、ラインの安定稼動に大きく寄与するだけでな
く、本発明の電気メッキ用ロールを用いた電気めっきを
施された鋼板は、従来品に比べて塗装ののりが良い、溶
接性に優れている等品質上も大きな効果が認められる。According to the roll for electroplating of the present invention,
Consumption due to electrolytic corrosion or the like is less than 1/3 of that of conventional materials, and stable use over a long period of time is possible. As a result, the line stop time due to the roll replacement is greatly reduced, and the cost of the product is reduced, which not only greatly contributes to the stable operation of the line, but also the steel plate that has been subjected to electroplating using the roll for electroplating of the present invention. Greater effects are also observed in quality, such as better paint adhesion and better weldability than conventional products.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小寺 孝正 愛知県東海市東海町５丁目３番地 新日 本製鐵株式会社名古屋製鐵所内 審査官 廣野 知子 (56)参考文献 特開 昭48−97738（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−141593（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−68430（ＪＰ，Ａ) 実開 昭48−4918（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭45−32130（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C25D 1/00 - 7/12 C22C 27/06 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Takamasa Kodera Investigator, Nagoya Works, Nippon Steel Co., Ltd. 5-3-1 Tokai-cho, Tokai-shi, Aichi Prefecture Tomoko Hirono (56) References JP-A-48- 97738 (JP, A) JP-A-55-141593 (JP, A) JP-A-48-68430 (JP, A) JP-A-48-4918 (JP, U) JP-B-45-32130 (JP, B1) (58) Field surveyed (Int. Cl. ⁷ , DB name) C25D 1/00-7/12 C22C 27/06

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 金属クロム粉末を単独にあるいは鋼又は
鉄製のコア材と共に密封容器に封入し、真空処理した後
熱間静水加圧加工して得た、ロール全体又は外周部が相
対密度９５％以上で純度９９％以上の高純度金属クロム
からなる電気めっき用ロール。1. The method according to claim 1, wherein the metal chromium powder is used alone or in steel or
After enclosing in a sealed container with iron core material and vacuum processing
A roll for electroplating obtained by hot isostatic pressing, wherein the entire roll or the outer periphery is made of high-purity metal chromium having a relative density of 95% or more and a purity of 99% or more. 【請求項２】 鋼又は鉄製のコア材の外周に、純度９９
％以上の高純度金属クロム板材を覆装接合した電気めっ
き用ロール。2. A steel material having a purity of 99
Rolls for electroplating bonded with high-purity metallic chromium plate material of more than 10%. 【請求項３】 亜鉛、鉄、ニッケル、マンガンあるいは
これらの合金を硫酸塩等の水溶液中から鋼板上に連続的
に電気めっきする際に使用する請求項１又は２の電気め
っき用ロール。3. The electroplating roll according to claim 1, wherein zinc, iron, nickel, manganese or an alloy thereof is used for electroplating continuously from an aqueous solution of sulfate or the like onto a steel sheet.