JPH08175828A - フロートガラス製造用ロール - Google Patents

フロートガラス製造用ロール

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JPH08175828A
JPH08175828A JP6322148A JP32214894A JPH08175828A JP H08175828 A JPH08175828 A JP H08175828A JP 6322148 A JP6322148 A JP 6322148A JP 32214894 A JP32214894 A JP 32214894A JP H08175828 A JPH08175828 A JP H08175828A
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勝彦 飯野
Masao Furuta
正夫 古田
Masayuki Tomita
雅之 富田
Yasushi Yamaguchi
裕史 山口
Teppei Sakamoto
鉄兵 坂元
Hidenori Mitsui
英伯 三井
Masayuki Sakane
政幸 坂根
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Nippon Sheet Glass Co Ltd
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    • C03B35/14Transporting hot glass sheets or ribbons, e.g. by heat-resistant conveyor belts or bands
    • C03B35/16Transporting hot glass sheets or ribbons, e.g. by heat-resistant conveyor belts or bands by roller conveyors
    • C03B35/18Construction of the conveyor rollers ; Materials, coatings or coverings thereof
    • C03B35/181Materials, coatings, loose coverings or sleeves thereof
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 板ガラスのフロート製造ラインにおけるリフ
トアウトロール,レアロール等の搬送ロールについて、
溶融錫の腐食作用等に対する抵抗性を高め、耐久性を改
善する。 【構成】 ロール胴部の金属基材の表面に、保護膜とし
て、Cr10〜40%,Al:2〜20%,Y:0.1
〜2%,Ti:2〜20%,残部実質的にCoからなる
合金の溶射皮膜を形成する。膜厚は、約0.05〜0.
5mmであってよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、板ガラスのフロート製
造ラインにおけるリフトアウトロールやレアロール等の
搬送ロールの耐久性の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】板ガラスのフロート製造ラインにおい
て、ガラス溶融炉から溶融錫(Sn)の浴槽に供給され
る溶融ガラスは、錫浴表面を浮遊前進しつつ所定の厚さ
と幅寸法を有する平坦で滑らかなガラスリボンとなって
錫浴槽から導出され、リフトアウトロールやレアロール
等の搬送ロールに担持されて徐冷ゾーンに移送される。
上記リフトアウトロール等の搬送ロールは、高温状態の
ガラスリボンと接触し、約600〜650℃の高温度に
さらされるので、そのロール胴部を、HK40材(25
Cr−20Ni−Fe)や、HH材(13Cr−26N
i−Fe)等の耐熱合金鋼で形成したものが使用されて
いる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】フロートガラス製造ラ
インの搬送ロールは、錫浴を通過したガラスリボンの接
触により、ロール胴部表面に溶融錫が付着する。溶融錫
は、ほとんどのステンレス鋼を腐食する程の極めて強い
腐食性を有している。このため、搬送ロールの胴部は、
溶融錫の腐食作用による肌荒れ,凹凸等の表面劣化を生
じ易い。ロールの胴部表面が腐食により劣化すると、そ
の表面状態が、ガラスリボンの下面に転写され、また腐
食反応生成物がガラスリボンを汚染する等の不都合を生
じ、ガラス品質や製造歩留りの低下等をきたす原因とな
る。本出願人は、上記搬送ロールの溶融錫に対する耐食
性の改善策として、既出願において、Co−Cr−Al
−Y系合金(Cr;15-30%,Al;5-16%,Y;0.1-1%,Co;Bal)の
溶射皮膜をロール胴部表面に形成し、その被覆保護効果
による改良された腐食抵抗性を有する搬送ロールを提供
した(特開平4−260629号公報)。本発明は、上
記溶射皮膜の溶融錫に対する腐食抵抗性を更に改良した
フロートガラス製造用搬送ロールを提供するものであ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明のフロートガラス
製造用ロールは、ロール胴部の金属基材表面に、Cr:
10〜40%,Al:2〜20%,Ti:2〜20%,
Y:0.1〜2%,残部実質的にCoからなるコバルト
合金の溶射皮膜が形成されていることを特徴としてい
る。
【0005】
【作用】MCrAlX合金系〔M:鉄族元素(Fe,Co,Ni)、Cr,A
l:酸化皮膜形成元素、X:酸化皮膜を補強する元素(希土
類元素等)〕は、ガスタービン翼等の耐熱材料として知
られている材種であるが、この合金系をベースとする上
記成分構成を有するCo-Cr-Al-Ti-Y 合金は、溶融錫に対
する濡れ性や、腐食反応に対する抵抗性等において、前
記公報に開示されたCo-Cr-Al-Y合金を凌ぐ卓抜した特性
を示す。本発明の搬送ロールは、胴部表面に形成された
上記合金からなる溶射皮膜の被覆保護効果として、溶融
錫の付着、および腐食損傷,膜内透過に等に対する高度
の抵抗性を備え、ロール胴部の健全な表面状態が安定に
保持される。
【0006】本発明のロール胴部を被覆保護する溶射皮
膜合金の成分限定理由は次のとおりである。 Cr:10〜40% Crは、保護性酸化膜であるCr2 3 膜を生成し、溶
融錫に対する腐食抵抗性をもたらす。また、Alを活性
化し、Al2 3 膜の生成を促進する。この効果は、1
0%以上の添加により得られる。しかし、40%を越え
ると、溶射皮膜の延性が乏しくなり、実機使用におい
て、熱衝撃等による亀裂・剥離等を生じ易くなるので、
これを上限とする。
【0007】Al:2〜20% Alは、Al2 3 の保護性酸化膜を形成して溶融錫に
対する耐腐食性を高める。この効果を得るには、少なく
とも2%を必要とする。しかし、その量が多くなると、
溶射施工上の困難(溶射時の皮膜の亀裂発生等)をきた
すので、20%を超えてはならない。
【0008】Ti:2〜20% Tiは、TiO2 の保護性酸化膜を形成し、溶融錫に対
する腐食抵抗性を強化する。この効果は2%以上の添加
により得られるが、多量に添加すると、溶射皮膜の耐熱
衝撃性が低下し、耐亀裂・剥離性の不足を招く。このた
め、20%を上限とする。
【0009】Y:0.1〜2% Co−Cr−Al系に対するYの添加は、上記酸化皮膜
の密着性,高温耐食性,溶融錫の拡散浸透阻止能等を高
め、その保護膜機能を強化する。この効果は、固溶限を
こえる量のYの添加(Co3 Yが粒界に優先析出する)
により得られる。このため、Yは0.1%以上の添加を
必要とする。しかし、多量に添加すると、延性の低下を
きたすので、2%を上限とする。
【0010】Co:バランス成分 Coは、鉄族元素のなかでも、特に溶融錫との反応性の
小さく安定な元素である。Coをバランス成分とするこ
とにより、溶融錫に対する高度の腐食抵抗性を確保する
ことが可能となる。
【0011】上記コバルト基合金の溶射皮膜をロール胴
部の基材表面に形成する溶射施工は、ガスプラズマ溶
射、水プラズマ溶射、ジェットコート溶射、アーク溶射
等の各種溶射法を適用して行うことができる。就中、ガ
スプラズマ溶射やジェットコート溶射法は、緻密性の高
い皮膜(気孔率約5〜10%)を形成できる点で有利で
ある。溶射皮膜の膜厚は約0.05〜0.5mm程度であ
ってよい。ロール胴部の基材の材種は、従来のロール胴
部材と同様の耐熱合金鋼(HK40,HH材等)であっ
てむろん構わないが、本発明では、上記溶射皮膜の被覆
保護効果として、ガラスリボンや雰囲気ガスとの接触が
遮断されるので、従来のロールに要求されるような高度
の耐熱性を必要とせず、それよりグレードの低い合金鋼
を適用することもできる。
【0012】図1は、本発明のロールの断面構造を模式
的に示している。(11) は胴部基材であり、両端開口部
に軸部材(15,15 )が嵌着固定されている。(12)は、
胴部基材(11) の表面を被覆保護する溶射皮膜である。
その搬送用ロールは、胴部基材(11)である円筒体(例
えば, 遠心力鋳造管に機械加工を加えたもの)に軸部材
(15,15 )を取付け、胴部基材(11)の表面に、適宜の
予備処理(溶射皮膜の密着性を高めるためのサンドブラ
スト等)を施したうえ、溶射施工し、ついで溶射皮膜
(12)の膜面に研削・研摩等の仕上げ加工を加えて製造
される。
【0013】
【実施例】
〔1〕供試材の製作 耐熱鋼( 0.4C-20.3 Ni-25.1 Cr- Fe, HK40相当
材) からなる遠心力鋳造管材(機械加工後サイズ:外径
50×長さ70×肉厚7,mm)を基材とし、その外側周面に溶
射施工したうえ、溶射皮膜面に研磨加工を加えて供試材
とする。 〔2〕溶融錫浴浸漬試験 上記円筒状供試材を垂直姿勢に保持し、その下部をフロ
ートガラス製造ラインの溶融錫浴(浴温度:約650
℃)に、44日間浸漬する。表1に、各供試材の溶射皮
膜の組成、および浸漬試験の結果を示す。
【0014】供試材No.1〜5は発明例、No.11 〜17は比
較例であり、No.11 〜14は本発明と異なる組成を有する
MCrAlX系合金の溶射皮膜、No.15 はステライト♯
6合金(30%Cr-4%W-1%C-Co) の溶射皮膜、No.16 はサー
メットからなる溶射皮膜、No.17 は溶射皮膜の形成を省
略した例である。溶射施工は、いずれもジェットコート
溶射法で行い、溶射皮膜厚は0.1 mmとした。
【0015】表中、「皮膜表面状態」の欄は、溶射皮膜
面の溶融錫の付着、および膜表面の腐食損傷状態の目視
観察結果、「溶融錫浸透状況」の欄は、溶融錫の膜内透
過状況のEPMAによる観察結果であり、各欄の記号は
下記のとおりである。「基材の反応層厚」欄の数値は、
皮膜を透過した溶融錫の腐食作用により生じた基材表面
の腐食層厚(μm)を示している。 「錫付着状況」欄 ○…付着皆無ないし極微量、膜の腐食損傷なし △…部分的な付着および軽微の腐食反応が観察される ×…比較的広い領域に亘つて付着、腐食反応顕著 「溶融錫侵入状況」 ○…侵入なし △…微量の浸透あり ×…浸透顕著
【0016】
【表1】
【0017】表1に示したように、従来材に相当するN
o.17(HK40相当材の円筒体、溶射皮膜なし)は、溶融
錫の腐食作用による著しい表面損傷が生じている。EP
MAによれば、その腐食反応層はNi分の略全量が溶出
し、Snに置換された組織に変化していることが観察さ
れる。表面の錫の付着も顕著である。No.11 〜14(MC
rAlX合金系の溶射皮膜を形成)のうち、No.11 〜13
は、皮膜面の錫の付着,腐食損傷,錫の浸透等と、基材
の腐食損傷を生じ、No.14 では基材の腐食には至ってい
ないものの、錫の付着, 膜内への侵入および膜面の腐食
を生じている。また、No.15 (ステライト合金の溶射皮
膜形成)、およびNo.16 (WC-Co 系サーメットの溶射皮
膜形成) では、溶融錫の付着、皮膜の腐食および錫の侵
入を生じ、基材にも腐食反応が生じている。これに対
し、発明例No.1〜5は、皮膜面の錫の付着、腐食および
侵入は殆ど観察されず、基材の腐食防止効果もほぼ完全
に達成されている。
【0018】
【発明の効果】本発明のフロートガラス製造用ロール
は、溶射皮膜の被覆保護効果として、溶融錫に対する改
良された腐食抵抗性を有し、溶融錫の付着や膜内への浸
透が抑制防止され、平滑美麗な表面状態を保持すること
ができ、ガラス品質の高位安定化、ロールメンテナンス
の軽減、および生産性の向上等に寄与するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明ロールの断面構造を模式的に示す
軸方向断面図である。
【符号の説明】
11:胴部基材 12:溶射皮膜 15:ロール軸。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古田 正夫 大阪府枚方市中宮大池1丁目1番1号 株 式会社クボタ枚方製造所内 (72)発明者 富田 雅之 大阪府枚方市中宮大池1丁目1番1号 株 式会社クボタ枚方製造所内 (72)発明者 山口 裕史 大阪府枚方市中宮大池1丁目1番1号 株 式会社クボタ枚方製造所内 (72)発明者 坂元 鉄兵 兵庫県尼崎市常光寺1丁目9番1号 大阪 富士工業株式会社内 (72)発明者 三井 英伯 兵庫県尼崎市常光寺1丁目9番1号 大阪 富士工業株式会社内 (72)発明者 坂根 政幸 兵庫県尼崎市常光寺1丁目9番1号 大阪 富士工業株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ロール胴部の金属基材表面に、Cr:1
    0〜40%,Al:2〜20%,Ti:2〜20%,
    Y:0.1〜2%,残部実質的にCoからなるコバルト
    基合金の溶射皮膜が形成されていることを特徴とするフ
    ロートガラス製造用ロール。
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