(57)【要約】  本発明は、ドクターブレード、コータブレード又はクレーピングブレードを製造するためのスチールバンド（１）であって、重量パーセントで１〜３％のＣ、４〜１０％のＣｒ、１〜８％のＭｏ、２.５〜１０％のＶ、並びに通常の量の残りの必須の鉄及びコンタミナントを含むようなスチール組成物を有し、粉末冶金処理を用いて製造されるスチールバンド（１）に関するものである。更に、本発明は、このスチールバンド製のドクターブレード、コータブレード又はクレーピングブレード、及びその製造方法にも関するものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドクターブレード、コータブレード又はクレーピングブレードを製造するためのスチールバンド（１）において、
ａ）重量パーセントで、
１〜３％のＣ、
４〜１０％のＣｒ、
１〜８％のＭｏ、及び
２.５〜１０％のＶ、
並びに、任意選択的に、微量から最大で１.１％のＳｉ及び／又は微量から最大で１％のＭｎ及び／又はＭｏの代わりの２％〜１６％のＷ及び／又は微量から最大で１２％のＣｏを含むと共に、通常の量で残りの鉄及びコンタミナントを含むようなスチール組成を有し、
ｂ）前記スチールバンドは粉末冶金処理を用いて形成され、
ｃ）前記スチールバンドは０.０５〜１.２ｍｍの厚さを有し、且つ、
ｄ）冷間圧延処理を用いて形成される、
スチールバンド。
【請求項２】
１０〜２５０ｍｍの幅を有する請求項１に記載のスチールバンド。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のスチールバンドにおいて、前記スチール組成が１.５〜３％のＣを含むようなスチールバンド。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れか一項に記載のスチールバンドにおいて、前記スチール組成が０.８〜１.１％のＳｉ、好ましくは１.０％のＳｉを含むようなスチールバンド。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れか一項に記載のスチールバンドにおいて、前記スチール組成が０.４〜０.５％のＭｎを含むようなスチールバンド。
【請求項６】
請求項１ないし５の何れか一項に記載のスチールバンドにおいて、前記スチール組成にコンタミナント超えるＷが含まれないようなスチールバンド。
【請求項７】
請求項１ないし６の何れか一項に記載のスチールバンドにおいて、前記スチール組成がコンタミナント超えるＣｏを含まないようなスチールバンド。
【請求項８】
請求項１ないし７の何れか一項に記載のスチールバンドにおいて、前記スチール組成が６〜１０％のＣｒ、好ましくは６.５〜８.５％のＣｒを含むようなスチールバンド。
【請求項９】
請求項１ないし８の何れか一項に記載のスチールバンドにおいて、前記スチール組成が１〜２％のＭｏ、好ましくは１.５％のＭｏを含むようなスチールバンド。
【請求項１０】
請求項１ないし９の何れか一項に記載のスチールバンドにおいて、前記スチール組成が４〜１０％のＶを含むようなスチールバンド。
【請求項１１】
請求項１に記載のスチールバンドにおいて、前記スチール組成が１.０〜２.５％のＣ、好ましくは１.２〜２.３％のＣを含むようなスチールバンド。
【請求項１２】
請求項１１に記載のスチールバンドにおいて、前記スチール組成が微量から最大で１％のＳｉ、好ましくは０.５％のＳｉを更に含むようなスチールバンド。
【請求項１３】
請求項１１又は請求項１２に記載のスチールバンドにおいて、前記スチール組成が微量から最大で１％のＭｎ、好ましくは０.３％のＭｎを更に含むようなスチールバンド。
【請求項１４】
請求項１１ないし１３の何れか一項に記載のスチールバンドにおいて、前記スチール組成が４〜５％のＣｒ、好ましくは４.２％のＣｒを含むようなスチールバンド。
【請求項１５】
請求項１１ないし１４の何れか一項に記載のスチールバンドにおいて、前記スチール組成が４〜８％のＭｏ、好ましくは６〜７％のＭｏを含むようなスチールバンド。
【請求項１６】
請求項１１ないし１５の何れか一項に記載のスチールバンドにおいて、前記スチール組成が６〜７％のＷ、好ましくは６.４〜６.５％のＷを含むようなスチールバンド。
【請求項１７】
請求項１１ないし１６の何れか一項に記載のスチールバンドにおいて、前記スチール組成が２〜７％のＶ、好ましくは３.０〜６.５％のＶを含むようなスチールバンド。
【請求項１８】
請求項１１ないし１７の何れか一項に記載のスチールバンドにおいて、前記スチール組成がコンタミナント超えるＣｏを含まないようなスチールバンド。
【請求項１９】
請求項１１ないし１７の何れか一項に記載のスチールバンドにおいて、前記スチール組成が７〜１２％のＣｏ、好ましくは８〜１１％のＣｏを更に含むようなスチールバンド。
【請求項２０】
重量パーセントで、
１〜３％のＣ、
４〜１０％のＣｒ、
１〜８％のＭｏ、及び
２.５〜１０％のＶ、
並びに、任意選択的に、微量から最大で１.１％のＳｉ及び／又は微量から最大で１％のＭｎ及び／又はＭｏの代わりの２％〜１６％のＷ及び／又は微量から最大で１２％のＣｏを含むと共に、通常の量で残りの鉄及びコンタミナントを含むようなスチール組成を有するスチールバンドであって、
前記スチールバンドは粉末冶金処理を用いて形成され、
前記スチールバンドが、５００〜６００ＨＶ、好ましくは５７５〜５８５ＨＶの硬度及び／又は０.３ｍｍ／前記バンドの３０００ｍｍ長の直線性を持つような作用エッジ（１０、２０）を更に有する、
スチールバンド。
【請求項２１】
重量パーセントで、
１〜３％のＣ、
４〜１０％のＣｒ、
１〜８％のＭｏ、及び
２.５〜１０％のＶ、
並びに、任意選択的に、微量から最大で１.１％のＳｉ及び／又は微量から最大で１％のＭｎ及び／又はＭｏの代わりの２％〜１６％のＷ及び／又は微量から最大で１２％のＣｏを含むと共に、通常の量で残りの鉄及びコンタミナントを含むようなスチール組成を有するスチールバンドであって、
前記スチールバンドは粉末冶金処理を用いて形成され、
作用エッジ（１０、２０）が硬化される、好ましくはレーザビームにより硬化される、
スチールバンド。
【請求項２２】
重量パーセントで、
１〜３％のＣ、
４〜１０％のＣｒ、
１〜８％のＭｏ、及び
２.５〜１０％のＶ、
並びに、任意選択的に、微量から最大で１.１％のＳｉ及び／又は微量から最大で１％のＭｎ及び／又はＭｏの代わりの２％〜１６％のＷ及び／又は微量から最大で１２％のＣｏを含むと共に、通常の量で残りの鉄及びコンタミナントを含むようなスチール組成を有するスチールバンド（１）から製造されるコータブレードであって、
前記スチールバンドは粉末冶金処理を用いて形成され、
前記コータブレードが、０.２５〜０.６４ｍｍの厚さを有する、
コータブレード。
【請求項２３】
重量パーセントで、
１〜３％のＣ、
４〜１０％のＣｒ、
１〜８％のＭｏ、及び
２.５〜１０％のＶ、
並びに、任意選択的に、微量から最大で１.１％のＳｉ及び／又は微量から最大で１％のＭｎ及び／又はＭｏの代わりの２％〜１６％のＷ及び／又は微量から最大で１２％のＣｏを含むと共に、通常の量で残りの鉄及びコンタミナントを含むようなスチール組成を有するスチールバンド（１）から製造されるドクターブレードであって、
前記スチールバンドは粉末冶金処理を用いて形成され、
前記ドクターブレードが、０.１５〜１.０ｍｍの厚さを有する、
ドクターブレード。
【請求項２４】
重量パーセントで、
１〜３％のＣ、
４〜１０％のＣｒ、
１〜８％のＭｏ、及び
２.５〜１０％のＶ、
並びに、任意選択的に、微量から最大で１.１％のＳｉ及び／又は微量から最大で１％のＭｎ及び／又はＭｏの代わりの２％〜１６％のＷ及び／又は微量から最大で１２％のＣｏを含むと共に、通常の量で残りの鉄及びコンタミナントを含むようなスチール組成を有するスチールバンド（１）から製造されるクレーピングブレードであって、
前記スチールバンドは粉末冶金処理を用いて形成され、
前記クレーピングブレードが、０.２５〜１.２ｍｍの厚さを有する、
クレーピングブレード。
【請求項２５】
コータブレード、ドクターブレード又はクレーピングブレードを製造する方法において、該方法が、
ａ）請求項１ないし２１の何れか一項に記載のスチール組成を持つスチールブロックを粉末冶金製造するステップ、
ｂ）前記スチールブロックをスチールバンドに熱間圧延するステップ、及び
ｃ）前記スチールバンドを最大で１.２の厚さのバンド（１）に冷間圧延するステップ、
を、この順に有する方法。
【請求項２６】
請求項２５に記載の方法において、前記冷間圧延するステップがエッジ支持体を用いてなされるような方法。
【請求項２７】
請求項２５又は請求項２６に記載の方法において、前記冷間圧延するステップの後に、硬化ステップが９５０℃〜１０５０℃の温度で実行され、これに５５０℃〜６５０℃の温度における焼き戻しステップが後続するような方法。
【請求項２８】
請求項２７に記載の方法において、前記冷間圧延するステップ、前記硬化ステップ及び前記焼き戻しステップが、連続的処理で実行されるような方法。
【請求項２９】
請求項２７又は請求項２８に記載の方法において、前記硬化ステップが冷却ステップを有し、該冷却ステップにおいて前記バンド（１）が冷却板の間で１５０℃〜２５０℃の温度まで冷却されるような方法。
【請求項３０】
請求項２５ないし２９の何れか一項に記載の方法において、前記バンド（１）の作用エッジ（１０、２０）が硬化される、好ましくはレーザビームにより硬化されるような方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コータブレード（coater blade）、ドクターブレード（doctor blade）及びクレーピングブレード（creping blade）の製造のための材料として使用される０.０５〜１.２ｍｍの厚さを持つ冷間圧延バンドに関する。
【背景技術】
【０００２】
製紙工業においては、紙ウェブ（紙匹）をコーティングスリップで被覆するために薄く長いブレードの形状のコータブレード又はドクターブレードが使用される。これらのブレードは移動する紙ウェブに押圧され、両面被覆が行われる場合は、通常、該紙ウェブの反対側においてカウンタ（相手側）ローラ又はブレードにより後圧が掛けられる。均一且つ最高品質の被覆を得るために、斯かるコータブレードは真っ直ぐでなければならない。通常の仕様は、コータブレードの加工されたエッジが、完全な直線性から３０００ｍｍのコータブレード長当たり０.３ｍｍより多くずれてはならないというものである。
【０００３】
この要件を満たすためには、細条が硬化処理及び焼き戻し処理（tempering）の間に（当該スチール細条が、これらの処理を受けなければならない場合）変形するのを回避するようなスチール合金を選択する必要がある。この点に関して合金スチールの方が非合金スチールよりも多くの問題を生じることは既知の事実であり、このことは、幾つかの異なる相互作用し合う合金元素を含むようなスチール合金の場合は特にそうである。コータブレードにおける最も普通の材料は、伝統的に、炭素鋼である。このようなスチールの典型的な組成は、例えば、（重量％で）１.００％のＣ、０.３０％のＳｉ、０.４０％のＭｎ、０.１５％のＣｒ、並びに通常の割合の残部の鉄及びコンタミナントである。例えば（重量％で）０.３８％のＣ、０.５％のＳｉ、０.５５％のＭｎ、１３.５％のＣｒ、１.０％のＭｏなる主組成、並びに通常の割合の残部の鉄及びコンタミナントを有するスチール等の、マルテンサイト・ステンレススチールもコータブレードを作製するために使用される。
【０００４】
製紙工業においては、紙上に一定量のクレーピングを得るために、クレーピングブレードも上述したものと同様の条件下で使用される。上述したものに対するのと同様に、これらのクレーピングブレードに対しても、加工エッジの直線性に対し高い要求が設定される。
【０００５】
印刷工業においても、スクレーパ（scraper）として知られている帯状の展延工具（spreading tool）が使用される。これらは、製紙工業において使用されるコータブレードと類似している。これらスクレーパも直線性の点で高い要件を満たさねばならない。スクレーパ及びコータブレードの両方において、同様の材料が使用されている。
【０００６】
コータブレードは、表面塗布材料に研磨性染料を使用することにより、及び基体の紙によりエッジが大きく摩滅される。ドクターブレードも、斯かるドクターブレードにより塗布される塗布インク内の色染料により大きく歪まされる。このように、コータブレード及びドクターブレードの両者とも、高い耐摩耗性及び結果としての長寿命を有することが望ましい。
【０００７】
しかしながら、炭素鋼の及びマルテンサイト・ステンレススチールの何れのドクターブレードも、この条件を満たしていない。従って、紙マシンの数時間の運転の後にはブレードを交換するというのが標準的な作業である。勿論、これは、ブレードを交換する際の生産のロスにより欠点となる。
【０００８】
ヨーロッパ特許第EP0672761B1号には、（重量％で）０.４６％〜０.７０％のＣ、０.２％〜１.５％のＳｉ、０.１％〜２.０％のＭｎ、１.０％〜６.０％のＣｒ、０.５％〜５％のＭｏ、０.５％〜１.５％のＶ、最大で０.０１％のＢ、最大で１.０％のＮｉ、最大で０.２％のＮｂ、並びに通常の割合の残部の鉄及びコンタミナントを含む組成のスチールが記載されている。該スチールは、薄い冷間圧延バンドを製造するのに適しており、硬化され且つ焼き戻しされた条件で、ドクターブレード及び／又はコータブレードを製造するために使用することができる。当該冷間圧延処理は、１０００℃におけるオーステナイト化による硬化処理工程、及びこれに続く２４０℃から２７０℃の間の温度における鉛浴内での焼き戻し処理工程を含む。この材料のドクター及び／又はコータブレードは良好な耐摩耗性及び直線性を有し、寿命は１２ないし１６時間である。
【０００９】
合金スチールの耐摩耗性が非合金スチールのものより高くなり得ることも知られている。これは、特定の工具スチール及び構造スチールにおいて有利である。幾つかの例は、プラスチック金型における案内ピン、並びに例えば高温でのアルミニウム押し出し用のノズル及びタービンブレード、鍛造工具、切断工具又は同様の製品であってブロック又は棒状材料から形成される熱間加工スチールに関して特許出願公開第61-41749号に並びに米国特許第4,743,426号及び同第2,565,264号に記載された合金スチールである。しかしながら、この種のスチール合金はコータ及びドクターブレード並びにクレーピングブレード用の薄い、冷間圧延され、硬化され且つ焼き戻しされるようなバンドの製造には使用されない。これは、恐らくは、当該バンドの冷間圧延及び熱処理の間に亀裂の発生、直線性からのズレ及び同様の欠陥につながるような大きな問題が生じ得、かくして該材料はコータ及び／又はドクターブレード又はクレーピングブレードには不適であるからであろう。
【００１０】
ドクターブレードの寿命を増加させる既知の方法は、エッジをセラミック層で被覆することである。これは、有効寿命を大幅に増加させる。しかしながら、これらのドクターブレードは非常に高価であり、従って普及していない。
【００１１】
国際特許出願公開第WO02/35002号に記載された他の異なる方法では、バイメタルドクターブレードが提案されている。この場合、コータブレードの基体バンドは強靱な弾性スチールを有し、当該ドクターブレードの寿命を増加させるために、該基体バンド上にＨＳＳの耐摩耗性条片が被着される。これらのバイメタルドクターブレードは、それらの材料差により、基体バンドからエッジへの遷移部における剛性に関して問題を有する。更に、このようなバイメタルコータブレードは製造に費用がかかり、それに応じて高価となる。
【００１２】
このようなドクター及びコータブレードの寿命を増加させるために、例えばモリブデン（Ｍｏ）、バナジウム（Ｖａ）、クロム（Ｃｒ）又はタングステン（Ｗ）等の炭化物形成成分の含有量を増加させることが考えられる。しかしながら、これらの成分は、従来の製造工程における溶解物の固化の間においてスチール内に大きな炭化物を形成する傾向がある。
【００１３】
このような大きな炭化物はドクター及びコータブレードにおいては望ましくない。何故なら、斯かるブレードの使用の間において、硬い炭化物結晶の周囲の材料が該炭化物結晶自体に比較して高い摩耗度を有するからである。従って、或る使用時間の後に、エッジにおいて上記の大きな炭化物結晶がブレードの周囲のスチールから突出する。これは、紙の表面に掻き傷を生じさせ、又は紙の被覆に縞を生じさせ得る。更に、前記炭化物結晶により、通常はプラスチックにより被覆された相手側ローラが損傷されかねない。
【００１４】
コータブレード及びドクターブレードは、最初はブロックから高温バンドへと熱間圧延され、該高温バンドは０.０５ｍｍないし１.２ｍｍの厚さ及び１０ｍｍないし２５０ｍｍの幅を持つスチールバンドへ冷間圧延される。しかしながら、従来製造された高炭化物含有量のスチールバンドは、冷間成形に対して限られた可能性しか有していない。これらスチールバンドは脆くなる傾向があり、上述した寸法に冷間成形される場合、斯かるスチールバンドは成形後に、しばしば、亀裂を示す。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
従って、本発明の課題は、ドクター、コータ及びクレーピングブレード用のスチールバンドであって、増加された寿命を有し、費用効率的に製造することができるようなスチールバンドを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上述した課題は、請求項１に記載のスチールバンド、請求項２２ないし２４の何れか一項に記載のコータブレード、ドクターブレード若しくはクレーピングブレード、又は請求項２５に記載の斯かるブレードを製造する方法により解決される。
【００１７】
特に、上記課題は、ドクターブレード、コータブレード又はクレーピングブレードを製造するためのスチールバンドであって、重量パーセントで、
１〜３％のＣ、
４〜１０％のＣｒ、
１〜８％のＭｏ、
２.５〜１０％のＶ、
並びに通常の量及び割合で残りの実質的な鉄及びコンタミナントを含むスチール組成を有し、上記スチールバンドが粉末冶金方法を用いることにより製造されるようなスチールバンドにより解決される。
【００１８】
上記粉末冶金製造方法によれば、上記組成のスチールであって、高炭化物含有量を有しながら、脆弱にならず又は亀裂を発生させることなくドクターブレード、コータブレード又はクレーピングブレード用のスチールバンドに変形することが可能なスチールバンドを形成することができる。以下においては、ドクターブレード、コータブレード及びクレーピングブレードは“ブレード”なる用語で要約される。更に、本発明によるスチールバンドは、非常に多数の小さな炭化物結晶を有し、かくして、斯かるスチールバンドから形成されるブレードはエッジで均一に摩耗し、紙における傷の形成又は紙の被覆における縞の形成が現れることがない。加えて、本発明によるスチールバンドのブレードは、費用のかかる高価な製造方法を使用することなしで高耐摩耗性を有する。バイメタルドクターブレードでは現れるような強度の問題も、本発明によるスチールバンドの一体的材料では現れ得ない。
【００１９】
好ましくは、当該スチールバンドは０.０２５ないし１.２ｍｍの厚さ及び／又は１０ないし２５０ｍｍの幅を有する。
【００２０】
好ましい実施例においては、当該スチールバンドは冷間圧延方法を用いることにより製造される。マイクロ構造の微細粒状度により、上記寸法への冷間圧延が可能になる。
【００２１】
当該スチール組成の他の成分は従属請求項に記載されている。好ましい実施例においては、当該スチール組成は、下記の成分を下記の重量割合で累算的に又は代替的に有する、
１.５〜３％のＣ、
微量ないし最大で１.１％のＳｉ、好ましくは０.８〜１.１％のＳｉ、より好ましくは１.０％のＳｉ、
微量ないし最大で１％のＭｎ、好ましくは０.４〜０.５％のＭｎ、
コンタミナント以下のＷ、
Ｍｏの代わりの２〜１６％のＷ、
微量以下のＣｏ、
微量ないし最大で１２％のＣｏ、
６〜１０％のＣｒ、好ましくは６.５〜８.５％のＣｒ、
１〜２％のＭｏ、好ましくは１.５％のＭｏ、
４〜１０％のＶ、
１.０〜２.５％のＣ、好ましくは１.２〜２.３％のＣ、
１％のＳｉ、好ましくは０.５％のＳｉ、
微量ないし最大で１％のＭｎ、好ましくは０.３％のＭｎ、
４〜５％のＣｒ、好ましくは４.２％のＣｒ、
４〜８％のＭｏ、好ましくは６〜７％のＭｏ、
６〜７％のＷ、好ましくは６.４〜６.５％のＷ、
２〜７％のＶ、好ましくは３.０〜６.５％のＶ、及び／又は
７〜１２％のＣｏ、好ましくは８〜１１％のＣｏ。
【００２２】
好ましくは、上記スチールバンドは、５００ないし６００ＨＶ、好ましくは５７５ないし５８５ＨＶの硬度、及び／又は０.３ｍｍ／３０００ｍｍバンド長の直線度を持つ作用エッジを有するようにする。
【００２３】
他の実施例では、上記作用エッジは硬化（好ましくは、レーザビームにより硬化）される。これは、真空環境を使用しないで、材料への熱エネルギの非常に集中された導入が可能となるという利点を有している。
【００２４】
本発明によるスチールバンドから製造されるコータブレードは、好ましくは、０.２５ないし０.６４ｍｍの厚さを有する。本発明によるスチールバンドから製造されるドクターブレードは、好ましくは、０.１５ないし１.０ｍｍの厚さを有する。本発明によるスチールバンドから製造されるクレーピングブレードは、好ましくは、０.２５ないし１.２ｍｍの厚さを有する。
【００２５】
前記課題は、更に、コータブレード、ドクターブレード又はクレーピングブレードを製造する方法であって、
ａ）本発明によるスチール組成を持つスチールブロックを粉末冶金製造するステップ、
ｂ）前記スチールブロックをスチールバンドに熱間圧延するステップ、及び
ｃ）前記スチールバンドを最大で１.２ｍｍの厚さを持つバンドに冷間圧延するステップ、
をこの順に有するような方法により解決される。
【００２６】
好ましくは、前記冷間圧延するステップは、エッジ支持体により実施される。
【００２７】
他の好ましい実施例においては、前記冷間圧延するステップの後に、硬化ステップが９５０℃ないし１０５０℃の温度で実施され、５５０℃ないし６５０℃の温度における焼き戻しステップが後続する。
【００２８】
好ましくは、上記冷間圧延するステップ、硬化ステップ及び焼き戻しステップは連続した処理において実施される。
【００２９】
更に好ましい硬化ステップは冷却ステップを有し、該ステップにおいて前記バンドは冷却板の間において１５０ないし２５０℃の温度まで冷却される。
【００３０】
好ましくは、前記バンドの作用エッジは、硬化される、好ましくはレーザビームにより硬化される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の好ましい実施例を、図面を参照して説明する。
【００３２】
前述したように、本発明は、冷間圧延され、硬化され且つ焼き戻しされたバンドの形態でブレード（コータブレード及びドクターブレード、スクレーパ、クレーピングブレード、ブレード、ドクターナイフ、ワイパ）を製造するための特別な組成を持つ特別なスチール合金に関するものである。
【００３３】
図１は、出荷に供されるような、コイル巻き状態における本発明によるスチールバンド１の三次元図を示す。図３は、寸法を明らかにしている。典型的には、幅Ｂは１０ｍｍと２５０ｍｍとの間にあり、コータブレードの厚さは０.０５ｍｍと１.２ｍｍとの間にあり、典型的な場合においては０.２５ｍｍと０.６４ｍｍとの間にある。ドクターブレードの場合、上記厚さは典型的な場合においては０.１５ｍｍと１.０ｍｍとの間にあり、クレーピングブレードは０.２５ないし１.２ｍｍなる典型的な厚さを有する。
【００３４】
図３に示されるように、ブレードの加工されたエッジ２０は直線的（即ち、９０°なる角度を有する）とすることができる。しかしながら、エッジ１０は図２に示されるようにテーパ状とすることもできる。これは、コータブレード用に及びドクターブレード用にも同様に使用されるエッジの形状である。
【００３５】
異なる合金成分の含有量及び斯かる成分の該特定の使用分野のためのスチールに関する意味を以下に詳細に説明する。
【実施例１】
【００３６】
本発明の第１実施例によれば、当該スチールには、永久的な変形を受けることなく紙ウェブ又はインク塗布ローラに押圧されるのに耐えるほど充分な基本硬度を該スチールに付与するため、及び焼き戻しの間においてＭＣ炭化物を形成するために、炭素が充分な量で存在しなければならない。ＭＣ炭化物は析出硬化を、従って改善された耐摩耗性をもたらす。従って、炭素含有量は少なくとも１.０％、好ましくは１.５％とすべきである。最大炭素含有量は３％である。
【００３７】
当該スチールには、焼き戻しの間において析出により非常に小さなＭＣ炭化物を形成するためにバナジウムが存在すべきである。これらのＭＣ炭化物は、本発明によるドクターブレードの驚くほど良好な耐摩耗性の主たる原因であると考えられる。これら炭化物はサブマイクロスコピック尺度のものであり、これは１〜３μｍの間の大きさのオーダの最大寸法を意味する。ＭＣ炭化物の充分に高い体積割合を提供するために、バナジウム含有量は少なくとも４％Ｖとすべきである。該バナジウム含有量は１０％Ｖを超えてはならない。
【００３８】
クロム含有量は、当該スチールに充分な硬化性を付与するために、即ち空気焼き入れの間又はオーステナイト化後にマルテンサイトに転換させるために、少なくとも６％Ｃｒ、好ましくは少なくとも６.５％Ｃｒとすべきである。しかしながら、クロムも炭化物を形成するものであり、これが、スチール母材内の炭素に対してバナジウムと競合させる。クロム含有量が多いほど、バナジウム炭化物は安定でなくなる。しかしながら、クロム炭化物は、望ましく且つ上述した量のバナジウムにより形成することが可能な析出硬化をもたらすことはない。また、多い量のクロムは保持されたオーステナイトに関する大きな危険性も生じる。このように、当該スチールにおけるクロム含有量は１０％に、好ましくは多くても８.５％に制限される。
【００３９】
モリブデンの含有量は少なくとも１％とし、かくしてモリブデンがバナジウムと一緒にＭＣ炭化物の一部となり得、これら炭化物の形成に肯定的に貢献するようにする。ＭＣ炭化物内にモリブデンが存在するので、これらは硬化処理が行われる場合のオーステナイト化の間に一層容易に溶解し、次いで焼き戻しの間に形成されるＭＣ炭化物の一部となる。しかしながら、モリブデン含有量は、クロム炭化物のように不安定であり且つ高い温度で成長するような有害な量のモリブデン炭化物を形成するほど多くする必要はない。従って、モリブデン含有量は、２％に、好ましくは約１.５％に制限されるべきである。
【００４０】
モリブデンは、通常の方法で、２倍の量のタングステンにより完全に又は部分的に置換することができる。従って、好ましい実施例においては、当該合金組成はコンタミナントレベルより多いタングステンは含むべきでない。
【００４１】
当該スチールにおけるマンガン含有量は、１％に制限され、クロムのように該スチールに所望の硬化性を付与するのに寄与する。好ましくは、マンガンの含有量は０.４〜０.５％である。
【００４２】
スチール内の炭素活性度を増加させると共に、焼き戻しの間において小さなバナジウム炭化物の析出を迅速化するために、シリコン含有量は少なくとも０.８％とすべきである。しかしながら、増加された炭素活性度は、炭化物の一層速い結晶粒粗大化につながり得、結果として当該スチールの軟化が一層速くなる。言い換えると、シリコン含有量が多い場合、焼き戻し曲線は左に移動され、硬度最大点は上側に移動される。しかしながら、当該スチールは、多くても１.１％のシリコン、好ましくは多くても１.０％のシリコンより多くは含んではならない。
【００４３】
ニッケルは、意図する応用領域においては当該スチールに対して如何なる肯定的な貢献ももたらさない。恐らく、ニッケルは当該スチールの熱処理を複雑化し得る。従って、当該スチールはコンタミナントレベルより多くのニッケルを含まないことが最良である。
【００４４】
それ以外では、当該スチールは、実質的に鉄以外は何も含まない。例えばアルミニウム、窒素、銅、コバルト、チタン、ニオブ、硫黄及び燐を含む他の元素は、当該スチール内にはコンタミナントレベルで又は不可避的微量元素としてのみ存在する。
【００４５】
本発明の該第１実施例では、３つの異なるスチール合金が粉末冶金製造され、冷間圧延され、良好な結果で検査された。これらの３つの合金は、０.０５〜１.２ｍｍの厚さ及び１０〜２５０ｍｍの間の幅の薄い細条を形成するように冷間圧延されたもので、コータブレード、ドクターブレード及びクレーピングブレードを製造するために使用することができる。これらスチール合金の公称組成は以下の通りである。
【００４６】
１.５％のＣ、１％のＳｉ、０.４％のＭｎ、８％のＣｒ、１.５％のＭｏ、４％のＶ並びに残りの鉄及び不可避的コンタミナント。
【００４７】
２.１％のＣ、１％のＳｉ、０.４％のＭｎ、６.８％のＣｒ、１.５％のＭｏ、５.４％のＶ並びに残りの鉄及び不可避的コンタミナント。
【００４８】
２.９％のＣ、１％のＳｉ、０.５％のＭｎ、８％のＣｒ、１.５％のＭｏ、９.８％のＶ並びに残りの鉄及び不可避的コンタミナント。
【実施例２】
【００４９】
本発明の第２実施例によれば、当該スチールには、永久的な変形を受けることなく紙ウェブ又はインク塗布ローラに押圧されるのに耐えるほど充分な基本硬度を該スチールに付与するため、及び焼き戻しの間においてＭＣ炭化物を形成するために、炭素が充分な量で存在しなければならない。ＭＣ炭化物は析出硬化を、従って改善された耐摩耗性をもたらす。従って、炭素含有量は少なくとも１.０％のＣ、好ましくは１.２％のＣとすべきである。最大炭素含有量は２.５％のＣ、好ましくは多くて２.３％のＣである。
【００５０】
当該スチールには、焼き戻しの間において析出により非常に小さなＭＣ炭化物を形成するためにバナジウムが存在すべきである。これらのＭＣ炭化物は、当該ドクターブレードの驚くほど良好な耐摩耗性の主たる原因であると考えられる。これら炭化物はサブマイクロスコピック尺度のものであり、これは１〜３μｍの大きさのオーダの最大寸法を意味する。ＭＣ炭化物の充分に高い体積割合を提供するために、バナジウム含有量は少なくとも２.５％Ｖ、好ましくは少なくとも３.０％Ｖとすべきである。該バナジウム含有量は７％Ｖを超えてはならず、好ましくは、当該スチールは最大で６.５％のバナジウムを含むものとする。
【００５１】
この実施例においては、クロムの量は制限される。当該スチールに充分な硬化性を付与するために、即ち空気焼き入れの間又はオーステナイト化後にマルテンサイトに転換させるために、クロム含有量は少なくとも４％Ｃｒとすべきである。しかしながら、クロムも炭化物を形成するものであり、これが、スチール母材内の炭素に対してバナジウムと競合させる。クロム含有量が多いほど、バナジウム炭化物は安定でなくなる。当該スチールにおけるクロム含有量は、５％に達することができる。公称含有量は、約４.２％である。
【００５２】
モリブデンの含有量は少なくとも４％とし、かくしてモリブデンがバナジウムと一緒にＭＣ炭化物を形成し、これら炭化物の形成に肯定的に貢献するようにする。ＭＣ炭化物内にモリブデンが存在するので、これらは硬化処理が行われる場合のオーステナイト化の間に一層容易に溶解し、次いで焼き戻しの間に形成されるＭＣ炭化物の一部となる。しかしながら、モリブデン含有量は、クロム炭化物のように不安定であり且つ高い温度で成長するような有害な量のモリブデン炭化物を形成するほど多くする必要はない。本発明の該第２実施例によれば、モリブデン含有量は、８％Ｍｏに、好ましくは５〜７％の間のＭｏに制限されるべきである。
【００５３】
モリブデンは、通常の方法で、２倍の量のタングステンにより完全に又は部分的に置換することができる。タングステンは耐摩耗性を改善し、硬化温度を上昇させ、耐熱性を改善する。本発明の該第２実施例によれば、当該スチールは６〜７％のＷ、適切には約６.４〜６.５％のタングステンを含む。
【００５４】
当該スチールにおけるマンガン含有量は、１％に制限され、クロムのように該スチールに所望の硬化性を付与するのに寄与する。好ましくは、マンガンの含有量は０.３％Ｍｎである。
【００５５】
スチール内の炭素活性度を増加させると共に、焼き戻しの間において小さなバナジウム炭化物の析出を迅速化するために、シリコン含有量は少なくとも０.８％とすべきである。しかしながら、増加された炭素活性度は、炭化物の一層速い結晶粒粗大化につながり得、結果として当該スチールの軟化が一層速くなる。言い換えると、シリコン含有量が多い場合、焼き戻し曲線は左に移動され、硬度最大点は上側に移動される。しかしながら、当該スチールは、多くても０.８％のシリコン、好ましくは多くても０.５％のシリコンより多くは含んではならない。
【００５６】
ニッケルは、意図する応用領域においては当該スチールに対して如何なる肯定的な貢献ももたらさない。恐らく、ニッケルは当該スチールの熱処理を複雑化し得る。従って、本発明の該第２実施例によれば、当該スチールがコンタミナントレベルより多くのニッケルを含まないことが最良である。
【００５７】
本発明の第２実施例によれば、当該スチールは少なくとも８％の量のコバルトを含有する。コバルトは、当該スチールの熱間加工性を改善する。しかしながら、コバルトは当該スチールを一層脆弱にさせると共に、冷間加工処理における変形硬化（deformation hardening）を上昇させる。このように、当該スチールは１２％より多いコバルトを、好ましくは１１％より多いコバルトを含んではならない。改善された熱間加工性は当該スチールの重要な特性ではないので、この第２実施例によるスチールは実質的に如何なるコバルトも含有しない。
【００５８】
それ以外では、当該スチールは、実質的に鉄以外は何も含まない。例えばアルミニウム、窒素、銅、コバルト、チタン、ニオブ、硫黄及び燐を含む他の元素は、当該スチール内にはコンタミナントレベルで又は不可避的微量元素としてのみ存在する。
【００５９】
本発明の該第２実施例では、３つの異なるスチール合金が粉末冶金方法で形成され、冷間圧延され、良好な結果で検査された。これらの３つの合金は、０.０５〜１.２ｍｍの厚さ及び１０〜２５０ｍｍの間の幅の薄い細条を形成するように冷間圧延されたもので、ブレードを製造するために使用することができる。これらスチール合金の公称組成は以下の通りである。
【００６０】
１.２８％のＣ、０.５％のＳｉ、０.３％のＭｎ、４.２％のＣｒ、５％のＭｏ、６.４％のＷ、３.１％のＶ並びに残りの鉄及び不可避的コンタミナント。
【００６１】
１.２８％のＣ、０.５％のＳｉ、０.３％のＭｎ、４.２％のＣｒ、５％のＭｏ、６.４％のＷ、５.４％のＶ、８.５％のＣｏ並びに残りの鉄及び不可避的コンタミナント。
【００６２】
２.３％のＣ、０.５％のＳｉ、０.３％のＭｎ、４.２％のＣｒ、７％のＭｏ、６.５％のＷ、６.５％のＶ、１０.５％のＣｏ並びに残りの鉄及び不可避的コンタミナント。
【００６３】
本発明によるコータブレード、ドクターブレード又はクレーピングブレードの製造は以下のように実施される。上に及び請求項に記載したような所望の組成を含む合金が、粉末冶金処理を用いて製造される。これによれば、粉末が所望の組成に混合され、熱間静水圧圧縮成型（isostatic pressing）により固体ブランク又はブロックに圧縮される。上記ブランク（又はブロック）は、３〜３.５ｍｍの概略厚の細条に熱間圧延される。次いで、これら細条は、再加熱処理と交互に、１.２ｍｍ未満の所望の厚さまで冷間圧延される。細条１におけるエッジの亀裂を回避するために、該冷間圧延処理は、約３.５ｍｍから１ｍｍまでの厚さ減少で、エッジ支持体を用いて行われる。次いで、冷間圧延された細条１は、該細条が上記冷間圧延において最終的厚さＴに到達した場合に、連続処理で硬化及び焼き戻しされる。
【００６４】
第１実施例の冷間圧延された細条１は、９５０℃〜１０５０℃の間の温度におけるオーステナイト化処理、続く１５０℃〜２５０℃の間の温度まで低下させる冷却板の間での焼き入れ処理、及び５５０℃〜６５０℃での焼き戻し処理を用いて硬化される。
【００６５】
第２実施例の冷間圧延された細条１は、１０００℃〜１０５０℃の間の温度におけるオーステナイト化処理、続く１５０℃〜２５０℃の間の温度まで低下させる冷却板の間での焼き入れ処理、及び５５０℃〜６５０℃での焼き戻し処理を用いて硬化される。
【００６６】
これには、細条１の表面のブラシ仕上げが後続する。所望ならば、細条１は酸化雰囲気中で焼き戻しすることにより着色することができる。細条１は正しい長さ及び幅Ｂに切断され、エッジ１０、２０は所望のエッジ断面を得るために平削り（planing）及び／又は研削（grinding）により加工される。
【００６７】
本発明による方法によれば、２５０ｍｍまでの幅の冷間圧延細条を、本質的に作用エッジの充分な直線性をあきらめること無しに製造することができる。しかし、斯かる細条の平たさも非常に重要である。作用エッジは、０.３ｍｍ／バンドの３０００ｍｍ長の直線性を有するべきである。標準Pilhojdによれば、平らさは公称細条幅の少なくとも０.３％でなければならない。
【００６８】
更に、上記細条は、作用エッジ１０、２０が、今日これらの用途に利用可能な他の細条と比較して改善された特性、特に改善された耐摩耗性を示すことを特徴としている。
【００６９】
他の実施例によれば、作用エッジ１０、２０は、例えば誘導加熱によるエッジ部の局部的加熱を用いて硬化することができる。好ましくは、例えばレーザ、プラズマ又は電子ビーム硬化処理等の高エネルギビーム硬化処理が用いられ、斯かる硬化処理は作用エッジ１０、２０に当該細条の直線性を悪化させないような明確な硬化区域を付与する。この目的のために、好ましくは、レーザビームが使用される。このようにして硬化された作用エッジ１０、２０は６３０ＨＶ、好ましくは６２０ＨＶまでの改善された硬度を得ることができる。
【００７０】
更に、本発明によるスチールバンドの作用エッジ１０、２０は粉末冶金製造処理故に特に微細なマイクロ構造を有する。図４及び５には、作用エッジ１０、２０におけるマイクロ構造の顕微鏡的断面拡大図が示されている。図４及び５における左側の図は、通常の溶解処理により作製される、従来技術によるマイクロ構造３０を示す。大きな硬質炭化物３４、３６が概念的に示され、これらが周囲の合金に埋め込まれたようになっている。或る使用時間後に、作用エッジ１０、２０は摩耗するが、その場合において、炭化物３４、３６は周囲の材料３２よりひどくは摩耗しない。これにより、表面における炭化物は、符号３６を持つ炭化物で示すように、残部のマイクロ構造から突出する。このような突出する炭化物は、紙の表面上又は相手側ローラ上に掻き傷を、又は紙の被覆に縞を生じさせ、かくして当該ブレードは交換されねばならない。
【００７１】
図４及び５の右側には、本発明による作用エッジ１０、２０のマイクロ構造４０が示されている。該マイクロ構造４０は上記マイクロ構造３０と同じスチール組成を有しているが、粉末冶金処理により製造されている。これにより、微細な良好に分散された炭化物４４が生成され、これらが周囲のマイクロ構造４２内に埋め込まれたようになる。このようなマイクロ構造４０を持つ作用エッジ１０、２０は均一に且つ突出する炭化物３６なしで摩耗し、従って掻き傷又は縞の発生につながることはない。
【００７２】
２５０ｍｍまでの幅を持つ冷間圧延バンドを成功裏に製造するのを可能にする本発明による方法は、複数の小さな細条が同時に作製されるのを可能にする。この場合、幅広の細条１はエッジ１０、２０の加工に先立ち、小さな細条に切断される。このようにして、例えば２つの幅の狭いバンドを、１つの幅広なバンドから単一の冷間圧延処理により得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】図１は、本発明によるスチールバンドのコイル巻きされた状態での三次元図である。
【図２】図２は、本発明によるスチールバンドの、第１エッジ形状を明確にするための部分断面の三次元図である。
【図３】図３は、本発明によるスチールバンドの、寸法及び第２エッジ形状を明確にするための三次元部分断面図である。
【図４】図４は、スチールバンドのエッジ材料の２つの概略三次元顕微鏡的拡大部分断面図であり、従来技術によるスチールバンドが左側に示され、本発明によるスチールバンドが右側に示されている。
【図５】図５は、スチールバンドのエッジ材料の２つの微視的拡大顕微鏡写真断面図であり、従来技術によるスチールバンドが左側に示され、本発明によるスチールバンドが右側に示されている。
【符号の説明】
【００７４】
１  スチールバンド
１０  エッジ
２０  エッジ
３０  マイクロ構造
３２  周囲の材料
３４  炭化物
３６  炭化物
４０  マイクロ構造
４２  周囲のマイクロ構造
４４  炭化物
【図１】
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【図２】
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【図３】
2008506844.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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