熔融金属镀浴用部件制造技术

一种熔融金属镀浴用部件，其在含有50质量％以上的Al的熔融Zn‑Al镀浴或熔融Al镀浴中使用，包括：由铁素体系不锈钢构成的基材，所述铁素体系不锈钢含有：C：0.10质量％以上0.50质量％以下、Si：0.01质量％以上4.00质量％以下、Mn：0.10质量％以上3.00质量％以下、Cr：15.0质量％以上30.0质量％以下、Nb、V、Ti及Ta的合计：0.9质量％以上5.0质量％以下、余部为Fe及不可避免的杂质构成，以铁素体相为主相，且具有含有晶界析出碳化物的组织，Nb系碳化物、Ti系碳化物、V系碳化物、Ta系碳化物及它们的复合碳化物相对于所述晶界析出碳化物为30％以上的面积率；以及熔射覆膜，其以覆盖所述基材的表面的至少一部分的方式设置，所述熔射覆膜由陶瓷覆膜和/或金属陶瓷覆膜构成。

Parts for molten metal plating bath

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】熔融金属镀浴用部件
本专利技术涉及熔融金属镀浴用部件。更详细而言，涉及含有50质量％以上的Al的熔融Zn-Al镀浴或熔融Al镀浴中所使用的熔融金属镀浴用部件。
技术介绍
熔融锌镀覆设备中的容器、输送用泵、导辊(sinkroll)、支撑辊、搅拌用夹具等镀浴用材料由于受到熔融锌导致的流动磨损和腐蚀作用，所以期望由对熔融锌的抵抗力大的材料构成的材料。作为这样的材料，例如，在专利文献1中提出了一种耐熔融锌腐蚀性优异的合金，其含有：以重量％计，C：0.1％以下、Si：1.5～5.0％、Mn：2.5～5.5％、Cr：10～15％、Ni：0.5％以下、以及选自Mo：2.0％以下、Nb：2.0％以下、W：2.0％以下、Ti：2.0％以下及B：1.0％以下构成的组中的1种或2种以上元素，余量实质上为Fe。另外，作为对熔融锌导致的腐蚀抵抗力大的合金，在专利文献2中提出了一种耐熔融锌腐蚀性优异的合金，其含有：C：0.40％以下、Si：1.50～3.50％、Mn：20％以下、Cr：3.0～20.0％、以及选自Ni：5.0％以下、Mo：5.0％以下、W：5.0％以下、Nb：2.0％以下、Ti：1.0％以下、V：1.0％以下、Al：1.0％以下中的1种或2种以上元素，余量实质上为Fe。另一方面，近年来，作为新的镀覆技术，开发了在含有Al的熔融Al-Zn合金镀浴中浸渍构件或部件、并且实施Al-Zn合金镀覆的处理法并实用化。但是，存在如下问题：将目前用作熔融Zn镀浴(浴温：410～500℃)的浴槽材料的合金直接使作熔融Al-Zn浴的浴槽材料时，熔损显著、浴槽的寿命显著缩短。特别是，在熔融Al-Zn合金镀浴中，Al含量多时，浴槽的寿命缩短。因此，在专利文献3中，作为在含有3～10重量％的Al的熔融Al-Zn合金镀浴用部件中所使用的铸造物，提出了一种耐熔损性优异的熔融Al-Zn镀浴槽用铸铁铸造物，其特征在于，具有含有C：2.0～4.0％、Si：2.0～5.0％、Mn：0.1～3.0％、Cr：3.0～25.0％、余部为Fe及不可避免的杂质构成的组成。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平6-228711号公报专利文献2：日本特开昭55-79857号公报专利文献3：日本特开2000-104139号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题但是，在熔融Al-Zn镀浴中，有时从钢带或浴中部件中熔出来的Fe与镀浴中的Al、Zn反应，在镀浴中产生称为浮渣(dross)的粒状物(主要是Fe-Al合金等粒子)。浮渣在作为熔融金属镀浴用部件的导辊或支撑辊等的表面产生(附着)时，有时在利用该辊进行钢带的输送时产生损伤钢带等不良情况。该问题在Al的含量为50质量％以上的Al-Zn镀浴以及Al镀浴中特别容易发生，成为多年的课题。本专利技术人为了避免这样的问题而进行了深入研究，完成了基于新的技术思想的本专利技术。用于解决问题的技术方案(1)本专利技术的熔融金属镀浴用部件在含有50质量％以上的Al的熔融Zn-Al镀浴或熔融Al镀浴中使用，其包括：由铁素体系不锈钢构成的基材，所述铁素体系不锈钢含有C：0.10质量％以上0.50质量％以下、Si：0.01质量％以上4.00质量％以下、Mn：0.10质量％以上3.00质量％以下、Cr：15.0质量％以上30.0质量％以下、Nb、V、Ti及Ta的合计：0.9质量％以上5.0质量％以下、余部由Fe及不可避免的杂质构成，以铁素体相为主相，且具有含有晶界析出碳化物的组织，Nb系碳化物、Ti系碳化物、V系碳化物、Ta系碳化物及它们的复合碳化物相对于所述晶界析出碳化物为30％以上的面积率；以及熔射覆膜，其以覆盖所述基材的表面的至少一部分的方式设置，所述熔射覆膜由陶瓷覆膜和/或金属陶瓷覆膜构成。所述熔融金属镀浴用部件具备：由特定组成的铁素体系不锈钢构成的基材、以及以覆盖该基材的表面的至少一部分的方式设置的由陶瓷覆膜和/或金属陶瓷覆膜构成的熔射覆膜。如后所述，所述铁素体系不锈钢其单独显示出一定的耐熔损性，但是通过在由该铁素体系不锈钢构成的基材的表面上进一步设置由陶瓷覆膜和/或金属陶瓷覆膜构成的熔射覆膜，可以降低部件表面上的合金析出反应(浮渣附着)。另外，通过设置熔射覆膜，可以提高部件表面的耐磨损性，并且可以降低与钢带接触所导致的磨损。因此，与没有设置熔射覆膜的情况相比，所述熔融金属镀浴用部件可以长时间使用。另外，所述熔融金属镀浴用部件即使由于长期使用而在熔射覆膜上产生了浮渣附着，也可以仅将该熔射覆膜除去后进行再涂布，从而可以再利用。另外，所述熔融金属镀浴用部件中，所述熔射覆膜的热膨胀系数与由所述铁素体系不锈钢构成的基材的热膨胀系数接近，因此，不易在所述熔射覆膜上产生裂纹，或者不易在所述基材和所述熔射覆膜之间产生剥离。含有高纯度Al的熔融Zn-Al镀浴由于Al的熔点高，因此，有必要在550℃以上这样的高温下作业，一直以来，作为浴中材料，主要使用相对于熔融Zn-Al显示出优异耐腐蚀性的高铬含量的奥氏体系不锈钢(例如SUS316L)。但是，奥氏体系不锈钢与金属陶瓷材料或陶瓷材料的热膨胀系数大大不同，因此，若在由奥氏体系不锈钢构成的基材上形成由这些材料构成的熔射覆膜，则在暴露于550℃以上的高温时，熔射覆膜不能追随于基材的膨胀，在熔射覆膜中产生裂纹或剥离，从而不能发挥熔射覆膜本来的功能。与此相对，尽管作为所述基材的材料而开发的铁素体系不锈钢为铁素体系不锈钢，但是，其相对于熔融Zn-Al显示出优异的耐腐蚀性、同时其热膨胀系数与金属陶瓷材料或陶瓷材料相近。即，由于所述基材由特定组成的铁素体系不锈钢构成，因此，即使采用由陶瓷覆膜和/或金属陶瓷覆膜构成的熔射覆膜来进行被覆，在熔射覆膜中也不易产生裂纹或剥离，万一，即使在熔射覆膜中产生裂纹，镀浴成分(熔融金属成分)侵入至基材表面，基材自身也不易与镀浴成分反应。需要说明的是，在所述基材中，晶界析出碳化物是指从液相或固相中析出的碳化物。(2)在所述熔融金属镀浴用部件的所述基材中，所述铁素体系不锈钢可以为铸钢。(3)在所述熔融金属镀浴用部件的所述基材中，在所述铁素体系不锈钢为铸钢的情况下，优选的是，所述晶界析出碳化物相对于所述组织为5％以上30％以下的面积率。(4)在所述熔融金属镀浴用部件的所述基材中，在所述铁素体系不锈钢为铸钢的情况下，优选的是，所述Nb系碳化物、所述Ti系碳化物、所述V系碳化物、所述Ta系碳化物及它们的复合碳化物相对于所述组织为3％以上的面积率。(5)在所述熔融金属镀浴用部件的所述基材中，所述铁素体系不锈钢可以为锻钢。(6)在所述熔融金属镀浴用部件的所述基材中，在所述铁素体系不锈钢为锻钢的情况下，优选的是，所述Nb系碳化物、所述Ti系碳化物、所述V系碳化物、所述Ta系碳化物及它们的复合碳化物相对于所述组织为3％以上的面积率。...

【技术保护点】
1.一种熔融金属镀浴用部件，其在含有50质量％以上的Al的熔融Zn-Al镀浴或熔融Al镀浴中使用，包括：/n由铁素体系不锈钢构成的基材，所述铁素体系不锈钢含有：/nC：0.10质量％以上0.50质量％以下、/nSi：0.01质量％以上4.00质量％以下、/nMn：0.10质量％以上3.00质量％以下、/nCr：15.0质量％以上30.0质量％以下、/nNb、V、Ti及Ta的合计：0.9质量％以上5.0质量％以下、/n余部由Fe及不可避免的杂质构成，/n以铁素体相为主相，且具有含有晶界析出碳化物的组织，Nb系碳化物、Ti系碳化物、V系碳化物、Ta系碳化物及它们的复合碳化物相对于所述晶界析出碳化物为30％以上的面积率；/n以及/n熔射覆膜，其以覆盖所述基材的表面的至少一部分的方式设置，所述熔射覆膜由陶瓷覆膜和/或金属陶瓷覆膜构成。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170524 JP 2017-1028321.一种熔融金属镀浴用部件，其在含有50质量％以上的Al的熔融Zn-Al镀浴或熔融Al镀浴中使用，包括：
由铁素体系不锈钢构成的基材，所述铁素体系不锈钢含有：
C：0.10质量％以上0.50质量％以下、
Si：0.01质量％以上4.00质量％以下、
Mn：0.10质量％以上3.00质量％以下、
Cr：15.0质量％以上30.0质量％以下、
Nb、V、Ti及Ta的合计：0.9质量％以上5.0质量％以下、
余部由Fe及不可避免的杂质构成，
以铁素体相为主相，且具有含有晶界析出碳化物的组织，Nb系碳化物、Ti系碳化物、V系碳化物、Ta系碳化物及它们的复合碳化物相对于所述晶界析出碳化物为30％以上的面积率；
以及
熔射覆膜，其以覆盖所述基材的表面的至少一部分的方式设置，所述熔射覆膜由陶瓷覆膜和/或金属陶瓷覆膜构成。


2.根据权利要求1所述的熔融金属镀浴用部件，其中，
所述铁素体系不锈钢为铸钢。


3.根据权利要求2所述的熔融金属镀浴用部件，其中，
在所述基材中，所述晶界析出碳化物相对于所述组织为5％以上30％以下的面积率。


4.根据权利要求3所述的熔融金属镀浴用部件，其中，
在所述基材中，所述Nb系碳化物、所述Ti系碳化物、所述V系碳化物、所述Ta系碳化物及它们的复合碳化物相对于所述组织为3％以上的面积率。


5.根据权利要求1所述的熔融金属镀浴用部件，其中，
所述铁素体系不锈钢为锻钢。


6.根据权利要求5所述的熔融金属镀浴用部件，其中，
在所述基材中，所述Nb系碳化物、所述Ti系碳化物、...

【专利技术属性】
技术研发人员：竹内纯一，永井正也，久保信一，永冶仁，鹫见芳纪，小柳祯彦，高林宏之，竹中康宗，
申请(专利权)人：东华隆株式会社，大同特殊钢株式会社，大同凯思英铸造有限公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP