在热浸镀金属浴中配置的浴中用机械材料制造技术

利用以Ｓｉ↓［３］Ｎ↓［４］：７０～９５％、Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］：２～１０％、ＡｌＮ：１～１０％、Ｙ↓［２］Ｏ↓［３］：１～１０％和不可避免的杂质组成的组合物形成热浸镀金属浴中用各种机械材料，能够大幅度地延长至在制品上产生缺陷的作业时间。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于例如在除铜以外的热浸镀锌、热浸镀铝或者热浸镀锌铝合金等有色金属主体的镀敷中使用的各种浴中机械材料，尤其在以氮化硅(Si3N4)作为主成分的组合物形成的热浸镀金属浴中配置的浴中用各种机械材料〔例如浴中辊(支承辊、同步辊等)、辊轴承、辊支架、熔化箱、スナウト、浴中泵、推力挡盖等〕。
技术介绍
以往，作为在热浸镀锌、热浸镀铝或者热浸镀锌铝合金中使用的各种浴中机械材料，通常多是低碳钢、高铬钢或者SUS316L等耐熔融金属腐蚀性材料。在要求比上述耐熔融金属腐蚀性材料更耐蚀性的场合，一般是在上述金属材料制机器、机械材料表面使用W、Co、Mo、Cr等各种耐蚀性金属、氧化物、硼化物、氮化物、碳化物、氟化物等的单独或者混合物，或进行利用焊接的熔敷，或利用喷镀形成保护膜。在此情况下，在高质量制品上不引起缺陷，上述机器、机械材料能够连续使用的寿命期限是15～90天。为了提高制造业中的生产率，需要不使制品质量低劣，使设备经长时间运转。在热浸镀金属作业中，为了适应这样的要求，在与浴的管理的同时，要求在浴中使用的机器、机械材料能连续使用的寿命应该长。本专利技术的目的在于，消除上述以往技术中存在的问题，提供经6个月以上的长时间，能稳定使用的热浸镀金属浴中用各种机械材料。专利技术的公开为了达到上述目的，本专利技术人等反复进行深入研究，结果发现，利用以与熔融金属不反应的材料而且容易加工的氮化硅作为主成分的组合物形成在热浸镀金属浴中用的各种机械材料是有效果的，从而完成了本专利技术。基于上述认识而完成的本专利技术的要旨在于，以Si3N470～95％、Al2O32～10％、AlN1～10％、Y2O31～10％和不可避免的杂质组成的组合物形成作为特征的在热浸镀浴中配置的辊、轴承、辊支架、熔化箱、スナウト、浴中泵、推力挡盖等浴中用机械材料。对附图的简要说明附图说明图1说明使用本专利技术辊的热浸镀金属装置的断面图。图2是表示本专利技术的支承辊的轴承部分的实施例的侧面图。图3是表示本专利技术的支承辊的轴承部分的其他实施例的侧面图和轴承的断面图。图4是在本专利技术同步辊的轴承部分组合轴承的说明图。符号的说明1镀敷钢板2熔融金属浴3スナウト4同步辊5同步辊架6支承辊7支承辊架8熔化箱9锅10 支承辊壳体11 带螺旋状沟的轴12 轴端面沟13 凸状轴端面14 轴承15 同步辊16 同步辊轴17 同步辊支架18 同步辊轴承19 同步辊推力挡盖实施本专利技术的最佳方式说明本专利技术的构成和作用。高寿命化的本专利技术热浸镀金属浴中用各种机械材料，以与熔融金属不反应的材料、为了工业的使用而容易加工的氮化硅作为主成分的组合物形成。一般说来，为了弥补作为氮化硅的缺点的耐冲击性和强度的不足，设计成与金属组合，但金属和陶瓷的热膨胀系数的差别大，作为在热浸镀金属浴中用各种机械材料是不成功的。本专利技术，仅以以氮化硅作为主成分的陶瓷组合物形成，能发挥足够的耐冲击性和强度地设计而得到解决。即，以氮化硅作为主成分的陶瓷组合物形成的辊支持轴和辊轴承发生接触摩擦，在得不到足够寿命的场合，在辊支承轴表面设置螺旋状的沟并辊在上述支承轴端面设置一个或一个以上的沟，通过该沟熔融金属进入在辊支承轴表面和轴承内面之间，两者不发生直接接触，而且以熔融金属作为润滑液。通常，使用金属氧化物、金属碳化物、金属硼化物、金属氟化物等陶瓷的场合的滚动轴承，在滚珠和滚针中使用陶瓷，在内环和外环中使用金属，或者进行相反组合，而制造并使用是已知的。上述的情况主要有二个缺点。其中一个缺点是，以陶瓷形成的部位达到长寿命化，但金属部分像以往那样是短寿命的，对作为本专利技术目的的机器、机械材料的长寿命化没有贡献。另一个缺点是，在热浸镀金属浴中漂浮2种以上的金属已合金化的硬度极高的浮渣，这种浮渣啮入滚珠和滚针及环中，成为阻力使轴承功能停止。为了避免由浮渣啮入而引起的轴承功能停止，提出滑动轴承，正分别试行或者在一部分正工业化。这些以某些手段将陶瓷固定在以金属形成的轴承的一部分，即与轴接触的部分上来实现。作为该情况的缺点，因为与上述相同的金属部分发生腐蚀，所以陶瓷的基材消失，不产生作为整体的寿命延长。本专利技术一举解决上述的缺点，在轴承的场合是以陶瓷整体形成的滑动轴承，辊的场合也一样，仅在与轴承的接触而产生的磨损剧烈的部分，以及与钢板接触而引起的磨损剧烈的部分不采用陶瓷，以陶瓷整体地形成辊，是可能达到实用化的。本专利技术的热浸镀金属浴中用的各种机械材料，不利用金属和陶瓷的组合而构成，因此由于热膨胀系数的差别而遭受拉力和压缩力也不破损，能够连续长时间使用。下面说明限定形成本专利技术热浸镀金属浴中用各种机械材料的陶瓷的成分和组成范围的理由。Si3N470～95％对于除铜以外的有色熔融金属，具有耐蚀性，耐酸、碱也强。通过少量添加Al2O3、Y2O3等，进行烧结成形。在不到70％时，耐热性、耐蚀性不充分，若超过95％，就不可能烧结成形。Al2O32～10％，Y2O31～10％通过两者一起添加，能够进行主成分的Si3N4的烧结。在不到下限值时，烧结性不充分，若超过上限值，耐热性、耐蚀性降低而丧失实用性。AlN1～10％导热率高，硬度高，有提高强度的效果。在不到1％时，得不到上述效果，若超过10％，则脆性变大，耐冲击性低下。在上述4种以外的物质或者元素作为不可避免的杂质含有时，如果合计量是1％以下，就不损害本专利技术的效果。下面说明本专利技术的实施例，但本专利技术不受这些实施例的限制。实施例1按重量将粉末状(粒度1.2μm)的Si3N487％、AlN3％、Al2O35％，Y2O35％进行配合，以聚乙烯醇缩丁醛作为粘结剂，每100重量份数原料粉末添加0.5重量份数，并进行搅拌，对所得到的混合物施加1000Kg/cm2的压力进行成形，将其在氮气气氛下、在1750℃烧结5小时，得到图3所示的辊(直径250mm、壳体长1900mm、轴部直径90mm、轴长150mm、轴部螺旋深度2mm、间距26mm)和轴承(内径93mm、外径140mm、长120mm)。烧结后的陶瓷辊和轴承的特性如下。弯曲强度 100Kg/mm2表面硬度 Hv 1580耐蚀性(试验液利用熔融锌浴的试样试验)腐蚀减量1mg/月以下耐摩耗性(试验条件实机支承辊轴承)磨耗量 4g/月以下将以实施例1得到的辊和轴承组装在图1的镀敷装置熔融锌浴470℃)中，对平均板宽1200mm、平均板厚1.25mm的冷轧钢板(钢种低碳铝镇静钢，机械性能屈服点(Yp)28Kgf/mm2、抗拉强度(Ts)36Kgf/mm2)，以板材通过平均速度为115m/min连续作业1个月，进行保养后，以相同条件，即使再次将本专利技术辊反复使用6次，在辊的表面也不发生缺陷。为了比较，在与实施例1相同尺寸的SUS316L材料制的辊轴和轴承上施行30μm厚的镀硬铬，以相同的条件进行镀敷作业。因为辊表面皴裂，所以作业开始后在10天不得不更换辊。如上所述，本专利技术的机械材料，无论是有滑动·摩擦的辊、辊轴承、推力挡盖都是极长的寿命，但像辊支架、熔化箱和スナウト，无滑动·摩擦的部分成为半永久的寿命。在这些机械材料适用以往技术的场合，除锅以外，其寿命是2～3年。工业上的应用领域本专利技术像以上所说明的那样而构成，因此得到非常长寿命的热浸镀金属浴中本文档来自技高网...

【技术保护点】
在热浸镀金属浴中配置的浴中用机械材料，其特征在于，由Ｓｉ↓［３］Ｎ↓［４］：７０～９５％、Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］：２～１０％、ＡｌＮ：１～１０％、Ｙ↓［２］Ｏ↓［３］：１～１０％和不可避免的杂质组成的组合物形成。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：须原道宪，佐藤康成，矢城敏则，
申请(专利权)人：日铁表面硬化株式会社，新日本制铁株式会社，日立金属株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]