熔融金属镀浴用辊子制造技术

一种熔融金属镀浴用辊子，由与钢板接触的中空状主体部、和与所述主体部接合的轴部构成，其中，至少所述主体部由常温下的热传导率为５０Ｗ／（ｍ.Ｋ）以上的氮化硅系陶瓷构成，所述主体部的平均表面粗糙度Ｒａ为１～２０μｍ。优选通过热压配合进行主体部与轴部的接合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及浸渍在对钢板实施镀锌等镀金属的浴中而使用的沉没辊(sink roll)和支持辊(support roll)等的辊子。
技术介绍
连续熔融镀锌装置具有如图7所示的典型结构。该连续熔融镀锌装置具有收容熔融锌浴3的浴槽4；浸渍在熔融锌浴3的表层部分，用于防止导入在熔融锌浴3内的钢板1的氧化的突出物(snout)2；配置在熔融锌浴3中的沉没辊5；在熔融锌浴3内位于沉没辊5的上方的支持辊6、6；位于比熔融锌浴3的表面仅靠上方一点的气体摩擦接触喷嘴(gas wipingnozzle)7。沉没辊5自身不被施加外部驱动力，通过与移动的钢板1的接触而被驱动。而且，支持辊6、6，其一方是与外部马达(未图示)连接的驱动辊，另一方是非驱动辊。另外，支持辊也存在不被施加外部驱动力的无驱动类型。沉没辊5以及一对支持辊6、6安装在框架(未图示)上，总是作为一体浸渍在熔融锌浴3内。钢板1经过突出物2进入到熔融锌浴3内，经由沉没辊5而改变行进方向。从熔融锌浴3中上升的钢板1被一对支持辊6、6夹持，保持其平衡并防止发生翘曲和振动。气体摩擦接触喷嘴7对从熔融锌浴3出来的钢板1喷吹高速气体。通过高速气体的气压和喷吹角度，来将附着在钢板1上的熔融锌的厚度调整均匀。这样，可获得被实施了熔融锌镀敷的钢板1’。由于在熔融金属镀浴中所使用的沉没辊和支持辊，处于由于熔融金属引起的显著腐蚀性的环境下，所以，以往至今是由具有优异的耐腐蚀性的不锈钢或铬系耐热钢等铁系材料形成。但是，这些辊中存在有下述缺点，即由于长时间浸渍在熔融金属浴中，使得其表面被侵蚀，所以导致容易磨损。因此，提出了一种熔融金属镀浴用辊子，其由耐腐蚀性、耐热性以及耐磨损性优异的陶瓷构成钢板所接触的辊子主体部。特开平5-195178号公开了一种支持辊，其在熔融金属镀浴中与钢带接触旋转，由钢制中空辊，和以喷镀在所述钢制中空辊表面的氧化物或碳化物为主要成分的陶瓷皮膜构成，在所述陶瓷皮膜的表面上形成表面粗糙度为1.0～30μm的暗区(dull)。如果将喷镀陶瓷皮膜的表面粗糙度Ra形成为1.0～30μm，则会增大辊子与钢板之间的摩擦力，可防止辊子的旋转不良，和钢板由此而产生的缺陷。但是，由于在铁系材料制辊子母材的表面上喷镀了陶瓷，所以，由于母材与陶瓷皮膜的热膨胀率之差，会在陶瓷皮膜上产生裂缝(crack)，使得辊子从该处被侵蚀，存在会被显著磨损的缺点。由于如果磨损显著，则无法维持辊子的圆度，会在辊子和钢板上产生振动，所以，不能够得到均匀镀敷厚度的钢板。因此，以往在连续使用1～2周之后，需要停止镀敷作业，来更换磨损了的辊子。这样不仅会使熔融金属镀敷的生产率显著下降，还会导致镀敷成本的增加。特开2001-89836号公开了一种熔融金属镀浴用辊子，其以氮化硅系陶瓷分别形成中空状的辊子主体部和轴部，通过嵌合或螺合将轴部接合在辊子主体部的两端部。由于该辊子其整体由陶瓷形成，所以，具有优越的耐腐蚀性、耐热性和耐磨损性。另外，特开2001-89837号公开了一种连续熔融金属镀敷用辊子，其以氮化硅系陶瓷分别形成中空状的辊子主体部和轴部，通过嵌合或螺合将轴部接合在辊子主体部的两端部，在轴部的外周上形成用于排出熔融金属的孔。并且，特开平2003-306752号公开了一种连续熔融金属镀敷用辊子，其由陶瓷分别形成中空状的辊子主体部、轴部以及驱动离合器部，将轴部嵌合在辊子主体部的两端部，使得在辊子主体部的内面和轴部的外面之间具有间隙，并且在将驱动离合器部嵌合在驱动侧的轴部上，使得驱动侧的轴部外面与驱动离合器部的内面之间具有间隙的同时，通过螺钉或销等部件将各自的嵌合部固定。但是，在特开2001-89836号、特开2001-89837号以及特开平2003-306752号中所使用的氮化硅系陶瓷，都是由例如87重量％的α-Si3N4、5重量％的Al2O3、3重量％的AlN和5重量％的Y2O3构成的硅铝氧氮耐热陶瓷(sialon)，由于其热传导率不过为17W/(m·K)左右，所以，耐热冲击性不足。因此，如果浸渍到熔融金属浴中，会有被热冲击破坏之虞。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种熔融金属镀浴用的氮化硅系陶瓷辊子，该辊子具有高耐热冲击性，可防止在使用时由于热冲击的破坏，并且，减少与钢板的打滑，能够可靠地追随钢板行进速度的变化。即，本专利技术的熔融金属镀浴用辊子，其特征在于，由与钢板接触的中空状主体部、和与所述主体部接合的轴部构成，至少所述主体部由常温下的热传导率为50W/(m·K)以上的氮化硅系陶瓷构成，所述主体部的平均表面粗糙度Ra为1～20μm。所述氮化硅系陶瓷是以氮化硅为主要成分的烧结体，优选该烧结体中的铝含有量为0.2重量％以下，氧含有量为5重量％以下。并且，所述氮化硅系陶瓷的相对密度为98％以上，常温的4点弯曲强度为700MPa以上。优选所述氮化硅系陶瓷的系数R为600以上。优选所述主体部的内面由两端侧的大径区域和中央的小径区域构成，所述轴部具有小径部、凸缘部和大径部，所述轴部的大径部接合在所述主体部的大径区域上。优选在所述轴部上形成有多道穿过所述大径部以及所述凸缘部的长度方向槽部，在所述轴部与所述主体部的两端部接合的状态下，所述槽部形成与所述辊子的内部连通的孔。在本专利技术的熔融金属镀浴用辊子中，优选所述轴部的大径部通过热压配合与所述主体部的内面的大径区域接合。优选所述主体部的大径区域和所述轴部的大径部的热压配合率在0.01/1000～0.5/1000的范围内。优选所述主体部的小径区域的内径Sb与主体部的大径区域的内径Sa之比为0.9以上而小于1.0。优选在辊子轴线方向上，所述主体部的大径区域比所述轴部的大径部长，因此，在所述主体部的小径区域的端部与所述轴部的内端之间存在间隙。该间隙作为退让部，起到避开所述主体部的小径区域和所述轴部的大径区域的前端部接触的作用。优选所述轴部的大径部的有效长度LS(热压配合长度)与所述轴部的大径部的外径DS(热压配合直径)之比为0.5～2.0。而且，优选所述主体部的外径Sout与所述轴部的小径部的外径Ds之比为2～10。由于本专利技术的熔融金属镀浴用辊子，由高热传导率的氮化硅系陶瓷形成，所以，在实际的连续熔融金属镀敷生产线中，辊子表面和内部的传热快，不容易引起由于热应力引起的裂纹或破坏。即，本专利技术的辊子具有优异的耐热冲击性。至少需要与钢板接触的、最要求耐热冲击性的主体部由高热传导率的氮化硅系陶瓷构成。以使热膨胀率完全相同为目的，优选主体部和轴部两者都由高热传导率的氮化硅系陶瓷构成，根据使用条件等，轴部也可以由高热传导率的氮化硅系陶瓷以外的陶瓷形成。对此，由于特开2001-89836号、特开2001-89837号以及特开平2003-306752号中所记载的以往的氮化硅系陶瓷，在常温下的热传导率都不过是17W/(m·K)左右，所以，在连续熔融金属镀敷生产线中使用时，其耐热冲击性不足。本专利技术中所使用的氮化硅系陶瓷在常温下具有50W/(m·K)以上的热传导率，其原因是降低了作为杂质而存在的铝和氧的含有量。由于本专利技术的熔融金属镀浴用辊子，其主体部的大径区域和轴部的大径部通过热压配合接合在一起，所以，即使长时间浸渍在熔融金属镀浴中，轴部也不会从主体部脱离，可进行长时间的连续熔融金属本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种熔融金属镀浴用辊子，由与钢板接触的中空状主体部、和与所述主体部接合的轴部构成，其中，至少所述主体部由常温下的热传导率为５０Ｗ／（ｍ.Ｋ）以上的氮化硅系陶瓷构成，所述主体部的平均表面粗糙度Ｒａ为１～２０μｍ。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：滨吉繁幸，野上信悟，杉山茂祯，
申请(专利权)人：日立金属株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]