(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【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（２５Ｃｒ−２０Ｎｉ−Ｆｅ）や、ＨＨ材（１３Ｃｒ−２６Ｎｉ−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,Al: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 Ｏ3 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 Ｏ3 膜の生成を促進する。この効果は、１０％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 Ｏ3 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】
0003664450.tif 000002
【００１７】
表１に示したように、従来材に相当するNo.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。ＥＰＭＡ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（ＭＣｒＡｌＸ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。
【図１】
0003664450.tif 000003