耐Ｍｎ积聚性、耐热冲击性、耐磨耗性优良的炉底辊及其喷镀材料制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种长寿命的炉底辊，其具有相对于Ｍｎ系物质的优良的耐积聚性，且耐热冲击性、耐磨耗性也优良。一种对炉底辊的表面进行喷镀的喷镀材料，其特征在于，包括含有Ａｌ的能够在９００℃以上使用的耐热金属（包括合金）、一种或二种以上的稀土元素（Ｓｃ、Ｙ、镧及镧系元素）以及元素周期表的ⅢＢ族、除Ｚｒ、Ｈｆ及Ｆｅ之外的过渡金属的复合氧化物，设Ａｌ的含量为Ａ（摩尔）、稀土元素（Ｓｃ、Ｙ、镧及镧系元素）的含量为Ｂ（摩尔）时，满足０．３≤（Ａ／Ｂ）≤４．０的条件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于搬送配设在连续热处理炉内的钢板的炉底辊及其喷镀材料，尤其 是涉及耐Mn积聚性、耐热冲击性、耐磨耗性优良的炉底辊及其喷镀材料。
技术介绍
配设在钢板的热处理炉内的炉底辊在600 1300°C的弱氧化性或还原性氛围气 中长时间使用。因此，要求炉底辊的表面主要具有如下的特性1)在钢板上附着有Fe氧化物或铁粉，在搬送钢板时，这些Fe氧化物或铁粉粘附 堆积在炉底辊的表面，形成积聚。另外，近几年由于高强度钢的增加或炉操作条件其它的变 化，Mn氧化物的积聚成为了问题。因此，要求炉底辊具有对于Fe及Mn系物质的耐积聚性。2)在连续炉的内部设置有不同的温度区域，在连续炉内搬送的钢板随上述温度区 域而发生温度变化。因此，要求与钢板接触的炉底辊具有对于因温度变化而产生的剥离、裂 纹等的耐热冲击性。3)搬送时，由于钢板与炉底辊接触，所以炉底辊发生滑动磨耗，因此要求炉底辊具 有耐磨耗性。如果这些特性不充分的话，则由于滑动磨耗、积聚、热冲击，炉底辊表面的膜有可 能发生剥离。而且，当钢板与该膜剥离后的炉底辊接触时，钢板的表面就会产生瑕疵，从而 成为质量下降的原因。作为防止炉底辊表面的膜剥离的现有技术，公开有下述的方法。专利文献1公开 了一种具有由Ti系氮化物或Ti系碳化物形成的陶瓷膜的耐积聚性和耐磨耗性优良的热处 理炉用辊。Ti系氮化物、Ti系碳化物是耐磨耗性、耐积聚性优良的物质。专利文献3公开一种炉底辊，其具有表面覆盖层，该表面覆盖层由表层和作为表 层的基底的结合用金属层两层构成，其中，该表层具有由在1400°C稳定的金属氧化物(除 铁氧化物外)层覆盖的TiN颗粒分散到由900°C的耐热金属构成的金属(除铁及铁合金外) 基体中而成的微小组织。通过使膜金属陶瓷化和在膜与辊母材之间设有结合层，能够提高 膜的耐磨耗性及耐热冲击性。另外，期望利用金属覆盖TiN来防止喷镀时TiN发生氧化，且 覆盖金属成为氧化物而具有耐磨耗性，并提高耐积聚性。专利文献2公开了一种炉底辊，其具有喷镀膜，该喷镀膜由A1含量10at%以下， (Al+Cr)含量13at%以上且31at%以下的通式MCrAlY(式中，M为选自Fe、Ni及Co中的至 少一种金属元素)的耐热合金中混合有重量比5 90%的耐氧化锰反应性低的氧化物而成 的金属陶瓷喷镀材料形成。专利文献4公开了一种炉底辊的表面覆盖材料，其是在合金中分散有选自氧化物 系陶瓷、碳化物系陶瓷及硼化物系陶瓷中的一种或数种陶瓷5 80质量％而得到的复合材 料，其中，该合金含有Cr 5 35质量％、C :3质量％以下，且含有选自Ni 3 25质量％、 W :3 25质量％及Ta 3 25质量％中的一种或二种以上合计3 40质量％，其余部分为Co及不可避免的杂质而成的，该表面覆盖材料的特征在于，复合材料中的A1成分以A1 换算计为1质量％以下。专利文献5公开了一种喷镀粉末，其是将合金粉末及陶瓷粉末混合而成的、对辊 表面喷射而形成膜的炉内辊用喷镀粉末，其特征在于，上述合金粉末由相对于合金粉末总 量，A1为3 8maSS%、其余部分选自Co和Ni中的一种以上形成，相对于喷镀粉末总量为 40 80mass%，上述陶瓷粉末由相对于喷镀粉末总量分别为10 30mass%的Y203和Cr3C2 形成。专利文献1专利文献2专利文献3专利文献4专利文献
技术实现思路
目前，积聚的主要成分是Fe，但近年来由于高强度钢的增加，炉操作条件其它的变 化，积聚的主要成分从Fe逐渐变化成Mn。但是，在专利文献1的构成中，由Ti系氮化物或Ti系碳化物形成的喷镀膜在喷镀 时容易氧化，气孔多，从而变得非常脆弱。因此，由于搬送钢板时的滑动磨耗，喷镀膜有可能 从辊表面剥离。因此，难以长时间使用炉底辊。另外，在专利文献3的构成中，不能充分防止喷镀中TiN的氧化，且喷镀材料的飞 行时间也很短(数msec等级)，因此覆盖金属几乎不被氧化，耐积聚性不一定充分。另外， 利用电镀、PVD、CVD、机械合金等方法，需要以金属覆盖TiN颗粒，结果使成本提高，在经济 性方面存在问题。另外，在专利文献2的构成中，当MCrAlY的比例多时，虽然耐热冲击性、耐磨耗性 提高，但不能充分得到通过限定Al、Cr含量而得到的耐积聚性。另外，当陶瓷的比例多时， 耐热冲击性、耐磨耗性不充分。另外，在专利文献4的构成中，通过使A1接近0%，能够防止因A1引起的积聚，但 膜的耐氧化性差，结果使磨耗速度加快等，不能发挥充分的效果。另外，在专利文献5的构成中，为了弥补专利文献4的缺点，与专利文献2相比减 少了基体的A1，设定为3 8%，且没有Cr，但由于含有一定程度的A1，所以不能充分防止 积聚，由于没有Cr，耐氧化性也差，其结果是不能发挥充分的效果。如上所述，在现有的方法中，不能满足全部的上述要求的特性。本专利技术就是为了解 决这样的课题而做出的，其目的在于提供一种长寿命的炉底辊，该炉底辊具有对于Mn系物 质优良的耐积聚性，且耐热冲击性、耐磨耗性也优良。为了解决上述课题，本申请专利技术提供一种对炉底辊的表面进行喷镀的喷镀材料， 其特征在于，包括含有A1的能够在900°C以上使用的耐热金属(包括合金)、和一种或二 种以上的稀土元素(Sc、Y、镧及镧系元素)以及元素周期表的IIIB族、除Zr、Hf及Fe之外 的过渡金属的复合氧化物，设A1的含量为A(摩尔)、稀土元素(Sc、Y、镧及镧系元素)的含 量为B (摩尔)时，满足0. 3彡(A/B)彡4. 0的条件。日本特开昭63-250449号公报 日本特开平8-67960号公报 日本特开平10-195547号公报 日本特开平2002-256363号公报 日本特开平2003-27204号公报作为上述过渡金属，可以使用0、0)、附、01、恥^0、1^^中的任一个。作为上述 耐热金属，可以使用MAI (M包括元素周期表的III B族、除Ag、Cu及Mn之外的过渡金属的两 种以上)、或MAl(RE) (M包括元素周期表的III B族、除Ag、Cu及Mn之外的过渡金属的两种 以上，(RE)包括稀土元素的一种)。上述喷镀材料能够对炉底辊的辊表面喷镀。上述辊表面的喷镀膜的膜厚优选设定 为lOiim以上、1000 iim以下。根据本专利技术，能够提供一种具备对于Mn系物质的优良的耐积聚型、耐热冲击性、 耐磨耗性，而且长寿命的炉底辊。附图说明图1是评价耐Mn积聚性的试验机的概略图；图2是评价耐磨耗性的试验机的概略图。符号说明11、1231 TP11AU2A 31A 喷镀膜21 旋转辊22 砂纸具体实施例方式以下，对作为本专利技术实施方式的耐Mn积聚性、耐热冲击性、耐磨耗性优良的炉底 辊进行详细说明。(创作本专利技术的经过)本专利技术的专利技术人的研究结果确认，在炉底辊表面生成的MnAl复合氧化物主要为 积聚的起点。推测该MnAl复合氧化物是通过存在于辊表面附近的A1或氧化生成的A1203 和由钢板生成的MnO发生如下的反应而生成的。其中，在炉底辊的表层形成有含A1的喷镀 膜，由炉底辊搬送的钢板中含有Mn。2Al+3MnO — Al203+3Mn (A1 还原 MnO 而生成 A1203)Mn+l/202 — MnO (Mn 的再氧化)2Al+3/202 — A1203 (A1 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种喷镀材料，对炉底辊的表面进行喷镀，其特征在于，所述喷镀材料包括：含有Ａｌ的能够在９００℃以上使用的耐热金属（包括合金）、和一种或二种以上的稀土元素（Ｓｃ、Ｙ、镧及镧系元素）以及元素周期表的ⅢＢ族、除Ｚｒ、Ｈｆ及Ｆｅ之外的过渡金属的复合氧化物，设Ａｌ的含量为Ａ（摩尔）、稀土元素（Ｓｃ、Ｙ、镧及镧系元素）的含量为Ｂ（摩尔）时，满足０．３≤（Ａ／Ｂ）≤４．０的条件。

【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：重光辰洋，安冈淳一，
申请(专利权)人：日铁表面硬化株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[]