JPH06228721A - 耐溶融金属侵食性シール材およびその製造方法 - Google Patents
耐溶融金属侵食性シール材およびその製造方法Info
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- JPH06228721A JPH06228721A JP4349799A JP34979992A JPH06228721A JP H06228721 A JPH06228721 A JP H06228721A JP 4349799 A JP4349799 A JP 4349799A JP 34979992 A JP34979992 A JP 34979992A JP H06228721 A JPH06228721 A JP H06228721A
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 一般構造材に耐亜鉛侵食性を付与し、あるい
は溶射膜上に適用して耐食性あるいは耐濡れ性を向上さ
せるシール材とその製造方法の提供。 【構成】 無水珪酸を15ないし50重量部、好ましくは30
ないし50重量部に対し、重燐酸アルミニウム85ないし50
重量部、好ましくは70ないし50重量部を含む混合水溶液
を被シール材に塗布後、200 〜600 ℃の温度で熱処理を
行い、被シール材上にその場で形成することを特徴とす
る。
は溶射膜上に適用して耐食性あるいは耐濡れ性を向上さ
せるシール材とその製造方法の提供。 【構成】 無水珪酸を15ないし50重量部、好ましくは30
ないし50重量部に対し、重燐酸アルミニウム85ないし50
重量部、好ましくは70ないし50重量部を含む混合水溶液
を被シール材に塗布後、200 〜600 ℃の温度で熱処理を
行い、被シール材上にその場で形成することを特徴とす
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、溶融亜鉛メッキ設備に
おいて、溶融亜鉛に浸漬あるいは接して使用される各種
部材に主として適用される耐溶融金属侵食性、特に耐溶
融亜鉛侵食性に優れたシール材およびその製造方法に関
する。
おいて、溶融亜鉛に浸漬あるいは接して使用される各種
部材に主として適用される耐溶融金属侵食性、特に耐溶
融亜鉛侵食性に優れたシール材およびその製造方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】溶融亜鉛は鋼材等の金属部材に対する侵
食性が高く、かつ表面張力が低く粘度も低いので、マイ
クロメーター単位の微小間隙にも容易に侵入する性質が
ある。
食性が高く、かつ表面張力が低く粘度も低いので、マイ
クロメーター単位の微小間隙にも容易に侵入する性質が
ある。
【０００３】したがって、部材の材質改良のために、例
えば特開昭56-112447 に開示されている部材のような特
殊な鋼種の開発あるいは、例えば特開平1-225761に開示
されている部材のようにＷＣ−Ｃｏ系のサーメットの溶
射被覆層を設ける溶射法の適用などが提案され、あるい
は実用化されている。
えば特開昭56-112447 に開示されている部材のような特
殊な鋼種の開発あるいは、例えば特開平1-225761に開示
されている部材のようにＷＣ−Ｃｏ系のサーメットの溶
射被覆層を設ける溶射法の適用などが提案され、あるい
は実用化されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開昭56-112447 に開示された耐溶融亜鉛鋼は基本的に鉄
基合金であり、耐食性が十分でなく、また構造材として
用いられるためコスト高となる。
開昭56-112447 に開示された耐溶融亜鉛鋼は基本的に鉄
基合金であり、耐食性が十分でなく、また構造材として
用いられるためコスト高となる。
【０００５】一方溶射法の適用には、主に自溶性合金あ
るいはＷＣ−Ｃｏなどの溶射が用いられるが、ピンホー
ルを通じての亜鉛の侵入、金属結合相の優先溶出などに
より十分な耐食性能が得られない。
るいはＷＣ−Ｃｏなどの溶射が用いられるが、ピンホー
ルを通じての亜鉛の侵入、金属結合相の優先溶出などに
より十分な耐食性能が得られない。
【０００６】また、例えば特願平4-148211により提案さ
れたＭｏＢのように、亜鉛に侵食されない材質を溶射被
膜として用いた場合には、表面の粗面あるいは気孔に機
械的に亜鉛が噛み込む場合がある。
れたＭｏＢのように、亜鉛に侵食されない材質を溶射被
膜として用いた場合には、表面の粗面あるいは気孔に機
械的に亜鉛が噛み込む場合がある。
【０００７】以上のような溶射法適用の欠点を補う方法
として、水ガラスあるいはコロイド状無水珪酸によるシ
ールが有効であることが知られている。
として、水ガラスあるいはコロイド状無水珪酸によるシ
ールが有効であることが知られている。
【０００８】しかしながら、それらの耐用性能は必ずし
も十分ではなく、耐久性に優れた厚い下地の溶射層が必
須とされている。
も十分ではなく、耐久性に優れた厚い下地の溶射層が必
須とされている。
【０００９】そこで本発明の目的は、一般構造材に耐溶
融亜鉛侵食性を付与し、あるいは溶射膜上に適用して耐
食性あるいは耐濡れ性を向上させるシール材、同シール
材の製造に好都合な水溶液、同シール材の製造方法およ
び同シール材でシールした金属部材等を提供することに
ある。
融亜鉛侵食性を付与し、あるいは溶射膜上に適用して耐
食性あるいは耐濡れ性を向上させるシール材、同シール
材の製造に好都合な水溶液、同シール材の製造方法およ
び同シール材でシールした金属部材等を提供することに
ある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者達は、上記目的
を達成すべく、従来の水ガラスやコロイド状無水珪酸に
よるシール材よりも高い耐久性をもつシール材として重
燐酸アルミニウムに着目して研究を進め、この重燐酸ア
ルミニウムを主体にした水溶液にコロイド状無水珪酸を
添加して調製し、これを被シール材に塗布した後、ある
一定範囲の温度で焼成することにより製造したシール材
は、溶融亜鉛浴に対して優れた耐久性を示すことを見出
し本発明に到達した。
を達成すべく、従来の水ガラスやコロイド状無水珪酸に
よるシール材よりも高い耐久性をもつシール材として重
燐酸アルミニウムに着目して研究を進め、この重燐酸ア
ルミニウムを主体にした水溶液にコロイド状無水珪酸を
添加して調製し、これを被シール材に塗布した後、ある
一定範囲の温度で焼成することにより製造したシール材
は、溶融亜鉛浴に対して優れた耐久性を示すことを見出
し本発明に到達した。
【００１１】したがって本発明は第１に、無水珪酸を15
ないし50重量％、好ましくは30ないし50重量％含み、残
部が重燐酸アルミニウムおよび不可避不純物からなるこ
とを特徴とする耐溶融金属侵食性、特に耐溶融亜鉛侵食
性に優れたシール材：第２に、無水珪酸を15ないし50重
量％、好ましくは30ないし50重量％含み、残部が重燐酸
アルミニウムおよび不可避不純物である緻密な皮膜を表
面に形成した金属基材からなることを特徴とする耐溶融
金属侵食性部材、特に耐溶融亜鉛侵食性部材；第３に、
無水珪酸15ないし50重量部（好ましくは30ないし50重量
部）と重燐酸アルミニウム85ないし50重量部（好ましく
は無水珪酸との対応において70ないし50重量部）との混
合体100 重量部が100 ないし400 重量部の水に溶解また
は懸濁されていることを特徴とする耐溶融金属侵食性シ
ール材形成用水溶液、特に耐溶融亜鉛侵食性シール材形
成用水性液；第４にコロイド状無水珪酸および重燐酸ア
ルミニウムの水溶液を出発原料とし、該水溶液を被シー
ル部材に塗布後、200 ないし600 ℃の温度で熱処理を行
うことを特徴とする耐溶融金属侵食性、特に耐溶融亜鉛
侵食性に優れたシール材およびそれらの製造方法を提供
することである。
ないし50重量％、好ましくは30ないし50重量％含み、残
部が重燐酸アルミニウムおよび不可避不純物からなるこ
とを特徴とする耐溶融金属侵食性、特に耐溶融亜鉛侵食
性に優れたシール材：第２に、無水珪酸を15ないし50重
量％、好ましくは30ないし50重量％含み、残部が重燐酸
アルミニウムおよび不可避不純物である緻密な皮膜を表
面に形成した金属基材からなることを特徴とする耐溶融
金属侵食性部材、特に耐溶融亜鉛侵食性部材；第３に、
無水珪酸15ないし50重量部（好ましくは30ないし50重量
部）と重燐酸アルミニウム85ないし50重量部（好ましく
は無水珪酸との対応において70ないし50重量部）との混
合体100 重量部が100 ないし400 重量部の水に溶解また
は懸濁されていることを特徴とする耐溶融金属侵食性シ
ール材形成用水溶液、特に耐溶融亜鉛侵食性シール材形
成用水性液；第４にコロイド状無水珪酸および重燐酸ア
ルミニウムの水溶液を出発原料とし、該水溶液を被シー
ル部材に塗布後、200 ないし600 ℃の温度で熱処理を行
うことを特徴とする耐溶融金属侵食性、特に耐溶融亜鉛
侵食性に優れたシール材およびそれらの製造方法を提供
することである。
【００１２】
【作用】重燐酸アルミニウム［Ａｌ（ＰＯ3 ）3 ］は、
特に400 ℃以上で使用される場合、シリカ（ＳｉＯ2 ）
や水ガラスに比較し、溶融亜鉛に対し構造的により高い
耐久性をもち、また被シール部材として用いられる金属
基材との熱膨脹係数の整合性もよく、さらに溶融亜鉛や
溶融アルミニウムなどの溶融金属と低い濡れ特性を有す
る。
特に400 ℃以上で使用される場合、シリカ（ＳｉＯ2 ）
や水ガラスに比較し、溶融亜鉛に対し構造的により高い
耐久性をもち、また被シール部材として用いられる金属
基材との熱膨脹係数の整合性もよく、さらに溶融亜鉛や
溶融アルミニウムなどの溶融金属と低い濡れ特性を有す
る。
【００１３】しかしながらシール材を形成するにあたり
水溶液として重燐酸アルミニウムのみ含んだものを使用
すると、熱処理中に発砲を生ずる。
水溶液として重燐酸アルミニウムのみ含んだものを使用
すると、熱処理中に発砲を生ずる。
【００１４】そのため、亜鉛浴に浸漬後の経過時間によ
る耐久性の評価から少なくとも15％、好ましくは30％以
上のシリカをコロイド状無水珪酸として添加する必要が
ある。なお、シール材の主体となる重燐酸アルミニウム
が50% 未満になると上記のような重燐酸アルミニウムの
特性が得られなくなるためシリカの添加は50% を限度と
する。
る耐久性の評価から少なくとも15％、好ましくは30％以
上のシリカをコロイド状無水珪酸として添加する必要が
ある。なお、シール材の主体となる重燐酸アルミニウム
が50% 未満になると上記のような重燐酸アルミニウムの
特性が得られなくなるためシリカの添加は50% を限度と
する。
【００１５】また焼成温度を200 〜600 ℃に限定した理
由は、200 ℃未満では十分に水分が蒸発せず、使用時亜
鉛の融点（約420 ℃）まで急加熱された場合にはシール
用に適用された皮膜にクラックを生じ、一方、600 ℃以
上では母材あるいは溶射層の酸化が進行するからであ
る。
由は、200 ℃未満では十分に水分が蒸発せず、使用時亜
鉛の融点（約420 ℃）まで急加熱された場合にはシール
用に適用された皮膜にクラックを生じ、一方、600 ℃以
上では母材あるいは溶射層の酸化が進行するからであ
る。
【００１６】
【実施例１〜３】図１は示差熱天秤を用いて、表１に示
した各水溶液の第１次脱水反応における吸熱曲線を測定
したグラフ、図２は棒状試料にシール材製造用水溶液を
塗布し、450 ℃で焼成した後、亜鉛浴試験に用いられた
試験装置の模式断面図であって、これらの図を参照して
以下説明する。
した各水溶液の第１次脱水反応における吸熱曲線を測定
したグラフ、図２は棒状試料にシール材製造用水溶液を
塗布し、450 ℃で焼成した後、亜鉛浴試験に用いられた
試験装置の模式断面図であって、これらの図を参照して
以下説明する。
【００１７】固形成分としてＳｉＯ2 48重量部およびＡ
ｌ（ＰＯ3 ）3 52重量部を含む水溶液を調製した後、吸
熱曲線を測定した結果は図１に示すの曲線の通りであ
り、発泡は見られなかった。また亜鉛浴浸漬試験の結果
は表２に示す通りであった。
ｌ（ＰＯ3 ）3 52重量部を含む水溶液を調製した後、吸
熱曲線を測定した結果は図１に示すの曲線の通りであ
り、発泡は見られなかった。また亜鉛浴浸漬試験の結果
は表２に示す通りであった。
【００１８】固形成分としてＳｉＯ2 29重量部およびＡ
ｌ（ＰＯ3 ）3 71重量部を含む試料から調製した水溶液
の吸熱曲線は同図のの曲線の通りであり、亜鉛浴浸漬
試験の結果は表２に示す通りであった。
ｌ（ＰＯ3 ）3 71重量部を含む試料から調製した水溶液
の吸熱曲線は同図のの曲線の通りであり、亜鉛浴浸漬
試験の結果は表２に示す通りであった。
【００１９】固形成分としてＳｉＯ2 15重量部およびＡ
ｌ（ＰＯ3 ）3 85重量部を含む試料から調製した水溶液
の吸熱曲線は同図のの曲線の通りであり、吸熱曲線上
に、発泡に対応する細かな凹凸が温度75〜160 ℃の間に
見られたが浸漬試験の結果は表２に示す通りであり、10
00時間の経時変化はなかった。
ｌ（ＰＯ3 ）3 85重量部を含む試料から調製した水溶液
の吸熱曲線は同図のの曲線の通りであり、吸熱曲線上
に、発泡に対応する細かな凹凸が温度75〜160 ℃の間に
見られたが浸漬試験の結果は表２に示す通りであり、10
00時間の経時変化はなかった。
【００２０】浸漬試験は、図２に示す炉体６に設けられ
た黒鉛るつぼ４内においてヒーター５により470 ℃に保
たれた亜鉛浴３中に、棒状試料１にシール材製造用溶液
を塗布し焼成してシール部分２としたものを浸漬し、一
定時間毎に経時変化を観察した。
た黒鉛るつぼ４内においてヒーター５により470 ℃に保
たれた亜鉛浴３中に、棒状試料１にシール材製造用溶液
を塗布し焼成してシール部分２としたものを浸漬し、一
定時間毎に経時変化を観察した。
【００２１】なお浸漬後の亜鉛付着状況およびシールの
劣化状態を顕微鏡により観察した結果の評価を以下の段
階Ａ〜Ｅで示した。 Ａ：経時変化なし。 Ｂ：クラックが生じ、部分的に微小欠落が見られる。 Ｃ：Ｂにおける微小欠落が拡大、但し広範な下地の露出
はなし。 Ｄ：部分的に下地が露出し、亜鉛が強く付着。 Ｅ：亜鉛が全面に強固に付着し、除去が困難。 以上のうちＡ、ＢおよびＣが使用可能と評価される。
劣化状態を顕微鏡により観察した結果の評価を以下の段
階Ａ〜Ｅで示した。 Ａ：経時変化なし。 Ｂ：クラックが生じ、部分的に微小欠落が見られる。 Ｃ：Ｂにおける微小欠落が拡大、但し広範な下地の露出
はなし。 Ｄ：部分的に下地が露出し、亜鉛が強く付着。 Ｅ：亜鉛が全面に強固に付着し、除去が困難。 以上のうちＡ、ＢおよびＣが使用可能と評価される。
【００２２】
【比較例１】無水珪酸のみの水溶液の吸熱曲線は図１の
の曲線の通りで発泡は見られないが、浸漬試験の結果
は表２に示す通りであり、耐久性は得られない。
の曲線の通りで発泡は見られないが、浸漬試験の結果
は表２に示す通りであり、耐久性は得られない。
【００２３】
【比較例２〜３】ＳｉＯ2 78重量部およびＡｌ（Ｐ
Ｏ3 ）3 22重量部を含む試料から調製された水溶液（図
１の曲線）では発泡は見られないがＳｉＯ2 が50% を
越えるのでＡｌ（ＰＯ3 ）3 の特性が得られない。Ｓｉ
Ｏ2 ４重量部およびＡｌ（ＰＯ3 ）396重量部を含む試
料から調製された水溶液（図１の曲線）では発泡が見
られ、浸漬試験では、500 時間以上で微小欠落が見られ
る。
Ｏ3 ）3 22重量部を含む試料から調製された水溶液（図
１の曲線）では発泡は見られないがＳｉＯ2 が50% を
越えるのでＡｌ（ＰＯ3 ）3 の特性が得られない。Ｓｉ
Ｏ2 ４重量部およびＡｌ（ＰＯ3 ）396重量部を含む試
料から調製された水溶液（図１の曲線）では発泡が見
られ、浸漬試験では、500 時間以上で微小欠落が見られ
る。
【００２４】
【比較例４】Ａｌ（ＰＯ3 ）3 のみから調製された水溶
液では図１のの曲線からわかるように発泡が見られ、
浸漬試験では、700 時間以上で下地が露出するようにな
った。
液では図１のの曲線からわかるように発泡が見られ、
浸漬試験では、700 時間以上で下地が露出するようにな
った。
【００２５】
【比較例５】比較のために水ガラスを塗布、焼成したも
のについて浸漬試験を行ったところ300 時間経過時に亜
鉛が全面に強固に付着するようになった。
のについて浸漬試験を行ったところ300 時間経過時に亜
鉛が全面に強固に付着するようになった。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のシール材
は無水珪酸を15ないし50重量部と重燐酸アルミニウム85
-50 重量部とを含む水溶液を被シール材に塗布し、焼成
して形成されるので、一般構造材に耐溶融亜鉛侵食性を
与え、あるいは溶射膜上に適用して耐食性を与えること
ができる。
は無水珪酸を15ないし50重量部と重燐酸アルミニウム85
-50 重量部とを含む水溶液を被シール材に塗布し、焼成
して形成されるので、一般構造材に耐溶融亜鉛侵食性を
与え、あるいは溶射膜上に適用して耐食性を与えること
ができる。
【図１】示差熱天秤を用いて、表１に示した各水溶液の
第１次脱水反応における吸熱曲線を測定したグラフであ
る。
第１次脱水反応における吸熱曲線を測定したグラフであ
る。
【図２】棒状試料にシール材製造用溶液を塗布、焼成
後、亜鉛浴浸漬試験に用いられた試験装置の模式断面図
である。
後、亜鉛浴浸漬試験に用いられた試験装置の模式断面図
である。
１ 棒状試料 ２ シール部分 ３ 溶融亜鉛浴 ４ 黒鉛るつぼ ５ ヒーター ６ 炉体
【表１】
【表２】
Claims (7)
- 【請求項１】 無水珪酸を15ないし50重量％含み、残部
が重燐酸アルミニウムおよび不可避不純物からなること
を特徴とする耐溶融金属侵食性シール材。 - 【請求項２】 前記無水珪酸含有量が30ないし50重量％
である請求項１記載のシール材。 - 【請求項３】 前記溶融金属が溶融亜鉛である請求項１
または２記載のシール材。 - 【請求項４】 無水珪酸を15ないし50重量％含み、残部
が重燐酸アルミニウムおよび不可避不純物である緻密な
皮膜を表面に形成した金属基材からなることを特徴とす
る耐溶融金属侵食性部材。 - 【請求項５】 無水珪酸15ないし50重量部と重燐酸アル
ミニウム85ないし50重量部との混合体100 重量部が100
ないし400 重量部の水に溶解または懸濁されていること
を特徴とする耐溶融金属侵食性シール材形成用水溶液。 - 【請求項６】 コロイド状無水珪酸および重燐酸アルミ
ニウムの水溶液を出発原料とし、該水溶液を被シール部
材に塗布後、200 ないし600 ℃の温度で熱処理を行うこ
とを特徴とする耐溶融金属侵食性シール材の製造方法。 - 【請求項７】 前記溶融金属が溶融亜鉛である請求項６
記載の製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4349799A JPH06228721A (ja) | 1992-12-02 | 1992-12-02 | 耐溶融金属侵食性シール材およびその製造方法 |
| US08/142,017 US5736255A (en) | 1992-12-02 | 1993-10-28 | Aluminum phosphate/silicon dioxide-based sealing material |
| ES93119372T ES2129062T3 (es) | 1992-12-02 | 1993-12-01 | Material sellante a base de fosfato de aluminio/dioxido de silicio. |
| EP93119372A EP0600471B1 (en) | 1992-12-02 | 1993-12-01 | An aluminum phosphate/silicon dioxide-based sealing material |
| DE69323161T DE69323161T2 (de) | 1992-12-02 | 1993-12-01 | Versiegelungsmaterial auf Basis von Siliziumdioxid und Aluminiumphosphat |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4349799A JPH06228721A (ja) | 1992-12-02 | 1992-12-02 | 耐溶融金属侵食性シール材およびその製造方法 |
| US08/142,017 US5736255A (en) | 1992-12-02 | 1993-10-28 | Aluminum phosphate/silicon dioxide-based sealing material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06228721A true JPH06228721A (ja) | 1994-08-16 |
Family
ID=26579038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4349799A Pending JPH06228721A (ja) | 1992-12-02 | 1992-12-02 | 耐溶融金属侵食性シール材およびその製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5736255A (ja) |
| EP (1) | EP0600471B1 (ja) |
| JP (1) | JPH06228721A (ja) |
| DE (1) | DE69323161T2 (ja) |
| ES (1) | ES2129062T3 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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