JPH08175828A

JPH08175828A - フロートガラス製造用ロール

Info

Publication number: JPH08175828A
Application number: JP6322148A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Iino; 勝彦飯野; Masao Furuta; 正夫古田; Masayuki Tomita; 雅之富田; Yasushi Yamaguchi; 裕史山口; Teppei Sakamoto; 鉄兵坂元; Hidenori Mitsui; 英伯三井; Masayuki Sakane; 政幸坂根
Original assignee: Kubota Corp; Nippon Sheet Glass Co Ltd; Osaka Fuji Corp
Current assignee: Kubota Corp; Nippon Sheet Glass Co Ltd; Osaka Fuji Corp
Priority date: 1994-12-26
Filing date: 1994-12-26
Publication date: 1996-07-09
Anticipated expiration: 2020-06-29
Also published as: JP3664450B2

Abstract

(57)【要約】【目的】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，レアロール等の搬送ロールについて、
溶融錫の腐食作用等に対する抵抗性を高め、耐久性を改
善する。【構成】ロール胴部の金属基材の表面に、保護膜とし
て、Ｃｒ１０〜４０％，Ａｌ：２〜２０％，Ｙ：０．１
〜２％，Ｔｉ：２〜２０％，残部実質的にＣｏからなる
合金の溶射皮膜を形成する。膜厚は、約０．０５〜０．
５mmであってよい。

Description

【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（２５
Ｃｒ−２０Ｎｉ−Ｆｅ）や、ＨＨ材（１３Ｃｒ−２６Ｎ
ｉ−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,A
l: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Ｃｒ₂Ｏ₃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、Ａｌ₂Ｏ₃膜の生成を促進する。この効果は、１
０％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、Ａｌ₂Ｏ₃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（Ｃｏ₃Ｙ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】

【００１７】表１に示したように、従来材に相当するN
o.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。ＥＰ
ＭＡ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（ＭＣ
ｒＡｌＸ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。

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Claims

【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：１
０〜４０％，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。