(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハースローラーの外周面に耐熱合金粉末と酸化物セラミック粉末が混合された組成の溶射材料が溶射された構造からなり、該耐熱合金粉末の組成が、
炭素：0〜２質量％、Ｃｒ：0〜10質量％、Ｃｏ及び／又はＮｉ：66〜70質量％、
Ａｌ：８〜15質量％、Ｗ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｆｅから選ばれた１種又は２種以
上の元素：計10〜15質量％
であって、これら各成分の合計が100質量％になり、該酸化物セラミック粉末は、該合金粉末100質量部に対して10〜70質量部の割合で混合された組成からなることを特徴とする高温ハースローラー。
【請求項２】
上記セラミックが、Ｙ2Ｏ3，ＺｒＯ2−ＣａＯ，ＺｒＯ2−Ｙ2Ｏ3，Ａｌ2Ｏ3，ＺｒＯ2−Ａｌ2Ｏ3の中から選ばれた１種又は２種以上のセラミックである請求項１に記載の高温ハースローラー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高温の連続焼鈍炉内に設置されて鋼板などの搬送に用いられる搬送用ローラー(ハースローラー)に係り、更にくわしくは、800℃以上でもビルドアップの発生がすくなく、かつ耐用寿命の長いハースローラーに係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
鋼板などの焼鈍には、炉内にハースローラーを設置した連続焼鈍炉が使用されている。熱処理温度は600〜1200℃、雰囲気は弱酸化ないしは還元雰囲気で、ローラーはかかる温度・雰囲気で回転しながら鋼板と接触している。したがってローラー表面は摩耗しやすく、かつ鋼板の表面に付着した酸化物や鉄粉が表面に固着して、いわゆるビルドアップと称せられる現象が発生する。
【０００３】
ビルドアップを防止するために、表面にセラミックをコーティングしたローラーが提案されている(特開昭６４−２５８)。特開昭６４−２５８号に開示されたローラーではビルドアップの発生は大幅に抑制できるが、皮膜はもろく、熱衝撃で剥離する欠点を有していた。
特開昭６０−１４８６１号に提案されている耐熱合金皮膜は耐剥離性は優れているが、ビルドアップの抑制は満足できるものではない。
又ビルドアップの発生しにくい皮膜形成材料として下記に示すサーメット材料が提案され実用に供されている。
1)  ５〜20％のＣｒ2Ｏ3・Ａｌ2Ｏ3とＣｏＮｉＣｒＡｌＹからなる溶射材料
(特開平２−２７０９５５)
2)  51〜95ｖｏｌ％のＡｌ2Ｏ3とＭＣｒＡｌＹ(ＭはＦｅ，Ｎｉ，Ｃｏ)
(特開昭６３−１９９８５７)
3)  30〜80％のＺｒＳｉＯ4と、ＭＣｒＡｌＹ(ＭはＦｅ，Ｎｉ，Ｃｏ)に加えて
クロム酸化学緻密化処理(特開昭６３−４７３７９)
4)  40％ＳiＯ2とＭＣｒＡｌＹ(ＭはＦｅ，Ｎｉ，Ｃｏ)
(特開昭６３−４７３７９)
5)  Ａｌ2Ｏ3・ＭｇＯを最上層とするＡｌ2Ｏ3・ＭｇＯ＋結合金属の多層皮膜
（特開昭６０−５６０５８）
【０００４】
上述のように各種サーメットが被覆されるようになってハースローラーの課題の多くは解決されてきた反面、又新たな問題も起こってきた。
それは、近年800℃以上の高温で使用されるＣＡＬやＣＧＬと称せられる一部の製造ラインのハースローラーでは、鋼板表面の酸化マンガンとローラー表面の溶射皮膜の耐熱合金が反応して皮膜が劣化し、ローラーの耐摩耗性と耐ビルドアップ性が低下して寿命が著しく低下する問題である。
【０００５】
【発明が解決ようとする課題】
本発明はかかる問題に鑑みてなされたもので、その目的は、上記したＣＡＬやＣＧＬ等の800℃以上の高温のラインで使用しても耐摩耗性と耐ビルドアップ性の低下の少ない皮膜を被覆したハースローラーを提供せんとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記問題に関して鋭意研究を行った結果、次の知見を得た。
すなわち、800℃以上の高温で鋼板表面の酸化マンガンとハースローラーの皮膜の中のクロムが反応して、反応生成物(複合酸化物)を生成し、これが皮膜の劣化をもたらすことがわかった。
本発明は以上の知見をもとになされたもので、次の構成からなる。
(1) ハースローラーの外周面に耐熱合金粉末と酸化物セラミック粉末が混合された組成の溶射材料が溶射された構造からなり、該耐熱合金粉末の組成が、
炭素：0〜２質量％、Ｃｒ：0〜10質量％、Ｃｏ及び／又はＮｉ：66〜70質量％、
Ａｌ：８〜15質量％、Ｗ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｆｅから選ばれた１種又は２種以
上の元素：計10〜15質量％
であって、これら各成分の合計が100質量％になり、該酸化物セラミック粉末は、該合金粉末100質量部に対して10〜70質量部の割合で混合された組成からなることを特徴とする高温ハースローラー。
(2) 上記セラミックが、Ｙ2Ｏ3，ＺｒＯ2−ＣａＯ，ＺｒＯ2−Ｙ2Ｏ3，Ａｌ2Ｏ3，ＺｒＯ2−Ａｌ2Ｏ3の中から選ばれた１種または２種以上のセラミックである(1)に記載の高温ハースローラー。
【０００７】
【発明の実施の形態】
高温域（800℃以上）では、上述のように酸化マンガンと溶射皮膜内のクロムが反応して複合酸化物を生成し、これが皮膜を劣化させる原因と考えられる。クロムは耐酸化性と耐鉄付着性には有益な元素であるが、酸化マンガンとの耐反応性に劣るので、10％以下が好ましい。10％を超えると酸化マンガンとの反応によって皮膜が劣化して寿命が低下する。
アルミニウムは皮膜表面にアルミナ系の安定した酸化膜を形成し、耐酸化性と耐鉄付着性には極めて有益で、かつ酸化マンガンとの耐反応性にも優れた元素であり、８〜50％の添加が好ましい。８％未満では十分な効果が得られない。
また、50％を超えると合金の融点が下がり、耐熱性が低下するので好ましくない。
Ｗ，Ｍｏ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｆｅは、合計で20％までの添加は皮膜の硬度向上に効果があるが、20％を超えると耐酸化性が劣ってくるので好ましくない。
酸化物は、耐摩耗性と酸化マンガンに対する耐反応性を向上させるのに必須の成分であり、合金粉末100部に対して10〜70部の割合で混合するのが好ましい。
70部を超えると熱衝撃で剥離するようになるので好ましくない。
10部未満では、十分な効果が得られない。
本発明で使用する酸化物セラミックは、酸化マンガンに反応し難く、かつ耐熱、耐摩耗性に優れたＹ2Ｏ3，ＺｒＯ2−ＣａＯ,ＺｒＯ2−Ｙ2Ｏ3，Ａｌ2Ｏ3，ＺｒＯ2−Ａｌ2Ｏ3等のセラミックが好ましい。
【０００８】
これらの溶射粉末は、プラズマ溶射ガン、高速燃焼炎溶射ガン，爆発溶射ガンなどを単独使用あるいは適宜併用することにより好適に溶射できる。
溶射皮膜の厚さは、概ね50〜300μmの範囲が好ましい。
300μmを超える膜厚は、皮膜の剥離を引き起こす。
50μm未満では、十分な耐久性が得られない。
【０００９】
（実施例）
実施例1（耐ビルドアップ性のテスト)
試験片の材質：ＳＵＳ３０４
寸法：50×50×10mm厚
上記試験片の片面に下記表1の▲１▼〜▲５▼の組成の溶射粉末を200μm厚さに溶射した。
また比較材として、耐熱合金の組成が本発明の範囲から外れる組成の溶射粉末を溶射した試料を4種類および従来から使用されているサーメット系材料を溶射した試料３種類を作製した。
【００１０】
試験片は３枚ずつ作製し、1枚は酸化マンガンとの反応性のテスト、１枚は鉄粉の付着性のテスト、１枚は実施例２で行う熱衝撃テストに使用した。
酸化マンガンとの反応性のテスト、鉄粉の付着性のテストは、いずれも研磨した溶射膜の上に酸化マンガンの粉末または鉄粉を載せ、実用炉と同じ雰囲気（２％Ｈ２＋Ｎ２雰囲気）中、1000℃で100時間加熱した。
試験後、皮膜表面の付着状況を観察するとともに、試験片を切断して切断面の顕微鏡観察を行い、酸化マンガンとの反応性および鉄粉の付着性を調べた。
本発明の溶射材料の試験結果は表２に、比較例の結果は表３に示す。
なお、溶射粉末としては耐熱合金の粉末と酸化物セラミックの粉末を表１に記した割合で混合したものを使用した。酸化物セラミックの混合割合は耐熱金属100部に対する割合である。
【００１１】
【表１】
0004229508.tif 000002
【００１２】
【表２】
0004229508.tif 000003
【００１３】
【表３】
0004229508.tif 000004
【００１４】
以上の結果より、本発明例の溶射皮膜は、比較例のものに比べて酸化マンガンとの反応、鉄粉の付着に対して強い抵抗性を有していることが確認できた。
【００１５】
実施例２（皮膜の耐熱衝撃性テスト）
実施例1で作製した試験片について耐熱衝撃性テストを行った。
条件：
1000℃の温度から水冷を繰返す。
ワレが発生するまでの回数で評価した。
結果
本発明例の試験片▲１▼〜▲５▼はいずれも20回までワレが発生しなかった。
このように、本発明例試験片は、耐熱衝撃性においても満足な性能を有することが確認できた。
【００１６】
実施例３
直径900mm，長さ4600mmの鉄鋼の連続焼鈍炉のハースローラーに本発明例▲１▼の組成の溶射材料を200μm溶射し、研磨仕上げした後、連続焼鈍炉の中に取り付けて、２％Ｈ2＋Ｎ2雰囲気中、1000℃で使用し、500時間経過後、1000時間経過後の表面状況を調べた。
500時問後、1000時間後、いずれも表面は平滑で皮膜の剥離もなく、酸化マンガン、鉄粉の付着はなかった。
一方、従来から使用されているサーメット系材料（ＮｉＣｒＡｌＹ100部＋アルミナ11部）を溶射したものでは、酸化マンガンとの反応によって表面が激しく荒らされ、鉄粉も固着していた。
【００１７】
【発明の効果】
以上詳記したように、本発明は、酸化マンガンに対する耐反応性と鉄粉の耐付着性に極めて優れたハースローラーを提供したものである。即ち、本発明ローラーを用いた連続炉においては、ローラーへのビルドアップに起因する通板材表面品質の不具合あるいはこれを避けるための手数のかヽかるハースローラー交換の頻度が大巾に低減するものであり、品質，コストの両面に亘る本発明の貢献が絶大である。