JP2000178708A - Ｎｉ基自溶性合金皮膜の補修方法およびその装置 - Google Patents
Ｎｉ基自溶性合金皮膜の補修方法およびその装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】母材の表面に形成したＮｉ基自溶性合金皮膜を
補修する場合において、溶射施工中におけるＮｉ基自溶
性合金被膜の剥離がなく、旧皮膜層と新皮膜層との密着
性の良いＮｉ基自溶性合金の溶射皮膜を効率良く形成す
る補修方法とその装置を提供する。 【解決手段】補修する既存のＮｉ基自溶性合金皮膜を除
去することなく、既存の皮膜を所定の温度に加熱した
後、皮膜上にガス粉末式溶射法により、Ｎｉ基自溶性合
金を溶射すると同時に、溶射皮膜に溶融処理を施すＮｉ
基自溶性合金皮膜の補修方法。既存の皮膜を約５００〜
１０００℃の温度範囲に加熱するだけでよく、Ｎｉ基自
溶性合金皮膜を溶射施工することができ、溶射施工時に
おける剥離や、高温耐摩耗性の雰囲気での熱サイクルに
よる耐熱衝撃性が良好であり、かつＮｉ基自溶性合金の
溶射皮膜の補修を安価に実施することができる。
補修する場合において、溶射施工中におけるＮｉ基自溶
性合金被膜の剥離がなく、旧皮膜層と新皮膜層との密着
性の良いＮｉ基自溶性合金の溶射皮膜を効率良く形成す
る補修方法とその装置を提供する。 【解決手段】補修する既存のＮｉ基自溶性合金皮膜を除
去することなく、既存の皮膜を所定の温度に加熱した
後、皮膜上にガス粉末式溶射法により、Ｎｉ基自溶性合
金を溶射すると同時に、溶射皮膜に溶融処理を施すＮｉ
基自溶性合金皮膜の補修方法。既存の皮膜を約５００〜
１０００℃の温度範囲に加熱するだけでよく、Ｎｉ基自
溶性合金皮膜を溶射施工することができ、溶射施工時に
おける剥離や、高温耐摩耗性の雰囲気での熱サイクルに
よる耐熱衝撃性が良好であり、かつＮｉ基自溶性合金の
溶射皮膜の補修を安価に実施することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ボイラ伝熱管用炭
素鋼、合金鋼の鋼管（ＳＴＢ、ＳＴＢＡ）等よりなる母
材上に形成したＮｉ基自溶性合金皮膜を補修する場合
に、既存のＮｉ基自溶性合金皮膜を予熱した後、該皮膜
上にＮｉ基自溶性合金の溶射皮膜を積層するＮｉ基自溶
性合金皮膜の補修方法とそれを実施する装置に関する。
素鋼、合金鋼の鋼管（ＳＴＢ、ＳＴＢＡ）等よりなる母
材上に形成したＮｉ基自溶性合金皮膜を補修する場合
に、既存のＮｉ基自溶性合金皮膜を予熱した後、該皮膜
上にＮｉ基自溶性合金の溶射皮膜を積層するＮｉ基自溶
性合金皮膜の補修方法とそれを実施する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｎｉ基自溶性合金は、ボイラ伝熱管用炭
素鋼、合金鋼の鋼管（ＳＴＢ、ＳＴＢＡ）等の耐熱、耐
摩耗性を必要とする表面に、しばしば高温耐摩耗性材料
よりなる自溶性合金の溶射施工が行われている。しか
し、高温で、かつ摩耗性の雰囲気で用いられるＮｉ基自
溶性合金皮膜も長時間使用すると摩耗を受け、徐々に減
肉される。このため、母材にＮｉ基自溶性合金を溶射施
工して形成した耐熱、耐摩耗性皮膜の補修方法として、
まず、減肉し損傷したＮｉ基自溶性合金皮膜をブラスト
処理、あるいはグラインダー処理等で、母材が露出する
程度にまでＮｉ基自溶性合金皮膜を除去し、下地処理、
および金属を溶かして微粒となしたものを吹き付けて皮
膜を形成するガス粉末式溶射法等の火炎溶射法により、
Ｎｉ基自溶性合金皮膜を形成した後、さらに上記溶射皮
膜の溶融処理を行うことにより、Ｎｉ基自溶性合金皮膜
の補修を行っていた。
素鋼、合金鋼の鋼管（ＳＴＢ、ＳＴＢＡ）等の耐熱、耐
摩耗性を必要とする表面に、しばしば高温耐摩耗性材料
よりなる自溶性合金の溶射施工が行われている。しか
し、高温で、かつ摩耗性の雰囲気で用いられるＮｉ基自
溶性合金皮膜も長時間使用すると摩耗を受け、徐々に減
肉される。このため、母材にＮｉ基自溶性合金を溶射施
工して形成した耐熱、耐摩耗性皮膜の補修方法として、
まず、減肉し損傷したＮｉ基自溶性合金皮膜をブラスト
処理、あるいはグラインダー処理等で、母材が露出する
程度にまでＮｉ基自溶性合金皮膜を除去し、下地処理、
および金属を溶かして微粒となしたものを吹き付けて皮
膜を形成するガス粉末式溶射法等の火炎溶射法により、
Ｎｉ基自溶性合金皮膜を形成した後、さらに上記溶射皮
膜の溶融処理を行うことにより、Ｎｉ基自溶性合金皮膜
の補修を行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ｎｉ基
自溶性合金被膜は、常温でビッカース硬度Ｈｖが７００
〜９００と高く、非常に硬いため、この皮膜を母材が露
出するところまで減肉し除去するには、多大の労力と時
間を要していた。これに加えて、高温耐摩耗性材料とし
て用いられるＮｉ基自溶性合金の皮膜設計は、皮膜の膜
厚には限界があるため、高温耐摩耗性については、母材
の厚さと皮膜の厚さを合計することにより算出してい
た。この皮膜設計を考慮すると、上記皮膜を減肉する場
合において母材に深い傷や大きな凹凸を与えると、母材
と皮膜との合計厚さで計算された高温耐摩耗性の寿命を
著しく縮めることになるという問題があった。また、上
記皮膜上にブラスト処理（下地処理）を施し、ガス粉末
式溶射法によりＮｉ基自溶性合金皮膜を形成した後、溶
融処理を行う方法や、直接、ガス粉末式溶射法でＮｉ基
自溶性合金を形成し、その後、溶融処理を施す方法も考
えられた。しかし、減肉するＮｉ基自溶性合金皮膜のＨ
ｖが７００〜９００と極めて硬いため、上記Ｎｉ基自溶
性合金の溶射方法では、溶射施工中における皮膜層の剥
離が生じ、溶射施工の効率が著しく低下するという問題
があった。また、Ｎｉ基自溶性合金のガス粉末式溶射後
に、皮膜の溶融処理を行っても、旧皮膜層と新皮膜層と
の密着性の低下により、高温耐摩耗性皮膜として使用す
る場合には、熱サイクルにより生じる熱衝撃によって剥
離が生じることがあって、Ｎｉ基自溶性合金皮膜の溶射
による補修施工には種々の問題があった。
自溶性合金被膜は、常温でビッカース硬度Ｈｖが７００
〜９００と高く、非常に硬いため、この皮膜を母材が露
出するところまで減肉し除去するには、多大の労力と時
間を要していた。これに加えて、高温耐摩耗性材料とし
て用いられるＮｉ基自溶性合金の皮膜設計は、皮膜の膜
厚には限界があるため、高温耐摩耗性については、母材
の厚さと皮膜の厚さを合計することにより算出してい
た。この皮膜設計を考慮すると、上記皮膜を減肉する場
合において母材に深い傷や大きな凹凸を与えると、母材
と皮膜との合計厚さで計算された高温耐摩耗性の寿命を
著しく縮めることになるという問題があった。また、上
記皮膜上にブラスト処理（下地処理）を施し、ガス粉末
式溶射法によりＮｉ基自溶性合金皮膜を形成した後、溶
融処理を行う方法や、直接、ガス粉末式溶射法でＮｉ基
自溶性合金を形成し、その後、溶融処理を施す方法も考
えられた。しかし、減肉するＮｉ基自溶性合金皮膜のＨ
ｖが７００〜９００と極めて硬いため、上記Ｎｉ基自溶
性合金の溶射方法では、溶射施工中における皮膜層の剥
離が生じ、溶射施工の効率が著しく低下するという問題
があった。また、Ｎｉ基自溶性合金のガス粉末式溶射後
に、皮膜の溶融処理を行っても、旧皮膜層と新皮膜層と
の密着性の低下により、高温耐摩耗性皮膜として使用す
る場合には、熱サイクルにより生じる熱衝撃によって剥
離が生じることがあって、Ｎｉ基自溶性合金皮膜の溶射
による補修施工には種々の問題があった。
【０００４】本発明の目的は、上記従来技術における問
題点を解消するものであって、母材の表面に形成したＮ
ｉ基自溶性合金皮膜を補修する場合において、ガス粉末
式溶射等の火炎溶射法により溶射施工中におけるＮｉ基
自溶性合金被膜の剥離を確実に防止し、旧皮膜層と新皮
膜層との密着性の良いＮｉ基自溶性合金の溶射皮膜を効
率良く、かつ安価に形成する補修方法と、それを実施す
る装置を提供することにある。
題点を解消するものであって、母材の表面に形成したＮ
ｉ基自溶性合金皮膜を補修する場合において、ガス粉末
式溶射等の火炎溶射法により溶射施工中におけるＮｉ基
自溶性合金被膜の剥離を確実に防止し、旧皮膜層と新皮
膜層との密着性の良いＮｉ基自溶性合金の溶射皮膜を効
率良く、かつ安価に形成する補修方法と、それを実施す
る装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記本発明の目的を達成
するために、本発明は特許請求の範囲に記載のような構
成とするものである。すなわち、請求項１に記載のよう
に、母材上に形成されたＮｉ基自溶性合金皮膜を補修す
る方法であって、補修する既存のＮｉ基自溶性合金皮膜
を除去することなく、該既存の皮膜を所定の温度に加熱
した後、該皮膜上にＮｉ基自溶性合金を溶射して溶射皮
膜を形成すると同時に、該溶射皮膜に溶融処理を施す工
程を含むＮｉ基自溶性合金皮膜の補修方法とするもので
ある。また、請求項２に記載のように、請求項１に記載
の補修方法で形成したＮｉ基自溶性合金皮膜の上に、該
Ｎｉ基自溶性合金皮膜を所定の温度に加熱した後、Ｎｉ
基自溶性合金を溶射して溶射皮膜を形成すると同時に、
該溶射皮膜に溶融処理を施す工程を、１回以上、繰り返
して行い、所定の合計膜厚に積層するＮｉ基自溶性合金
皮膜の補修方法とするものである。また、請求項３に記
載のように、請求項１において、補修する既存の皮膜の
加熱温度は５００〜１０００℃もしくは６００〜１００
０℃の温度範囲に制御するＮｉ基自溶性合金皮膜の補修
方法とするものである。また、請求項４に記載のよう
に、請求項１において、補修する既存の皮膜の加熱温度
は、該既存の皮膜の硬さがビッカース硬度Ｈｖで６００
以下となる温度（図１からほぼ５００℃以上）に加熱す
るＮｉ基自溶性合金皮膜の補修方法とするものである。
また、請求項５に記載のように、請求項１ないし請求項
４のいずれか１項に記載のＮｉ基自溶性合金皮膜の補修
方法を実施する装置であって、補修する既存のＮｉ基自
溶性合金皮膜の加熱温度範囲を調整する非接触型の温度
検出制御手段と、上記既存のＮｉ基自溶性合金皮膜の加
熱温度が５００〜１０００℃の範囲外となった時、およ
びＮｉ基自溶性合金の溶射粉末の溶射直後の温度が、該
Ｎｉ基自溶性合金の融点以上となった時に、上記Ｎｉ基
自溶性合金の溶射粉末の供給を停止する制御手段を少な
くとも備えたＮｉ基自溶性合金皮膜の補修装置とするも
のである。本発明は、請求項１〜請求項４のいずれか１
項に記載のように、母材上に形成されているＮｉ基自溶
性合金皮膜に加熱処理（５００〜１０００℃の温度範囲
もしくはＨｖで６００以下となる温度）を施し、この予
熱した皮膜の上に、ガス粉末式溶射法等の火炎溶射法に
よりＮｉ基自溶性合金を溶射して皮膜層を形成すると同
時に、この皮膜層に溶融処理を施すことにより、従来技
術における問題点である溶射施工中、あるいは高温耐摩
耗性雰囲気中の熱サイクル（熱衝撃）による剥離現象を
確実に防止することができる効果がある。また、本発明
は、請求項５に記載のように、母材上の既存のＮｉ基自
溶性合金皮膜を所定の温度範囲に加熱する装置は、例え
ばガスバーナで加熱を行い、次に、上記加熱処理を施し
た既存のＮｉ基自溶性合金皮膜上に、例えば、ガス粉末
式溶射法等の火炎溶射法により、Ｎｉ基自溶性合金皮膜
を約１ｍｍ程度の合計膜厚に積層した溶射皮膜を形成す
る。この時の温度管理は、ガス粉末式溶射法等の火炎溶
射装置に非接触型の温度計を設置して温度を検出し、設
定の温度領域外となった時、もしくは溶射直後が融点以
上になった場合には、温度センサが感知して、溶射粉末
供給用のバルブを閉に作動させ、溶射用のＮｉ基自溶性
合金の供給を自動的に停止できる手段を備えているの
で、溶射施工を自動的に管理することができ、また母材
が複雑な形状をしている場合においても、溶射施工を自
動的に管理できる効果がある。本発明のＮｉ基自溶性合
金皮膜の補修方法において、Ｎｉ基溶射合金は多層構造
に積層するものであって、その積層数はμｍ単位の合計
膜厚で管理するため、Ｎｉ基溶射合金皮膜の積層数につ
いては特に限定するものではなく、ＪＩＳ Ｈ８３０３
−１９９４において規定されている、４.品質、４.１外
観、４.２皮膜断面の組織、４.３溶射材料の化学成分お
よび配合比、４.４皮膜厚さ、４.５皮膜の引張強さ、
４.６皮膜硬さ、４.７密着性の規定に基づくものであ
る。Ｎｉ基自溶性合金の溶射皮膜の硬度（Ｈｖ）と温度
との関係を図１に示す。図において、Ｎｉ基自溶性合金
は約５００℃でＨｖはほぼ６００以下となり、８００℃
では Ｈｖはほぼ１００以下であり、室温ではＨｖは約
８００以上を示す。本発明者らによる知見によれば、Ｎ
ｉ基自溶性合金は、常温における溶射では皮膜硬度が高
いため溶射粒子は上手く積層されないが、図１および表
１に示すように、約５００〜１０００℃付近では上手く
積層されるものと考えられる。さらに、より好ましい加
熱温度範囲は６００〜１０００℃付近である。また、上
限の温度が融点を超えると溶射皮膜の積層は不可能とな
るため、溶射直後の温度はＮｉ基自溶性合金の融点以下
となることが必要である。表１に、既存の溶射皮膜の加
熱温度と施工中の剥離の有無、および皮膜積層後の耐熱
衝撃性を示す。
するために、本発明は特許請求の範囲に記載のような構
成とするものである。すなわち、請求項１に記載のよう
に、母材上に形成されたＮｉ基自溶性合金皮膜を補修す
る方法であって、補修する既存のＮｉ基自溶性合金皮膜
を除去することなく、該既存の皮膜を所定の温度に加熱
した後、該皮膜上にＮｉ基自溶性合金を溶射して溶射皮
膜を形成すると同時に、該溶射皮膜に溶融処理を施す工
程を含むＮｉ基自溶性合金皮膜の補修方法とするもので
ある。また、請求項２に記載のように、請求項１に記載
の補修方法で形成したＮｉ基自溶性合金皮膜の上に、該
Ｎｉ基自溶性合金皮膜を所定の温度に加熱した後、Ｎｉ
基自溶性合金を溶射して溶射皮膜を形成すると同時に、
該溶射皮膜に溶融処理を施す工程を、１回以上、繰り返
して行い、所定の合計膜厚に積層するＮｉ基自溶性合金
皮膜の補修方法とするものである。また、請求項３に記
載のように、請求項１において、補修する既存の皮膜の
加熱温度は５００〜１０００℃もしくは６００〜１００
０℃の温度範囲に制御するＮｉ基自溶性合金皮膜の補修
方法とするものである。また、請求項４に記載のよう
に、請求項１において、補修する既存の皮膜の加熱温度
は、該既存の皮膜の硬さがビッカース硬度Ｈｖで６００
以下となる温度（図１からほぼ５００℃以上）に加熱す
るＮｉ基自溶性合金皮膜の補修方法とするものである。
また、請求項５に記載のように、請求項１ないし請求項
４のいずれか１項に記載のＮｉ基自溶性合金皮膜の補修
方法を実施する装置であって、補修する既存のＮｉ基自
溶性合金皮膜の加熱温度範囲を調整する非接触型の温度
検出制御手段と、上記既存のＮｉ基自溶性合金皮膜の加
熱温度が５００〜１０００℃の範囲外となった時、およ
びＮｉ基自溶性合金の溶射粉末の溶射直後の温度が、該
Ｎｉ基自溶性合金の融点以上となった時に、上記Ｎｉ基
自溶性合金の溶射粉末の供給を停止する制御手段を少な
くとも備えたＮｉ基自溶性合金皮膜の補修装置とするも
のである。本発明は、請求項１〜請求項４のいずれか１
項に記載のように、母材上に形成されているＮｉ基自溶
性合金皮膜に加熱処理（５００〜１０００℃の温度範囲
もしくはＨｖで６００以下となる温度）を施し、この予
熱した皮膜の上に、ガス粉末式溶射法等の火炎溶射法に
よりＮｉ基自溶性合金を溶射して皮膜層を形成すると同
時に、この皮膜層に溶融処理を施すことにより、従来技
術における問題点である溶射施工中、あるいは高温耐摩
耗性雰囲気中の熱サイクル（熱衝撃）による剥離現象を
確実に防止することができる効果がある。また、本発明
は、請求項５に記載のように、母材上の既存のＮｉ基自
溶性合金皮膜を所定の温度範囲に加熱する装置は、例え
ばガスバーナで加熱を行い、次に、上記加熱処理を施し
た既存のＮｉ基自溶性合金皮膜上に、例えば、ガス粉末
式溶射法等の火炎溶射法により、Ｎｉ基自溶性合金皮膜
を約１ｍｍ程度の合計膜厚に積層した溶射皮膜を形成す
る。この時の温度管理は、ガス粉末式溶射法等の火炎溶
射装置に非接触型の温度計を設置して温度を検出し、設
定の温度領域外となった時、もしくは溶射直後が融点以
上になった場合には、温度センサが感知して、溶射粉末
供給用のバルブを閉に作動させ、溶射用のＮｉ基自溶性
合金の供給を自動的に停止できる手段を備えているの
で、溶射施工を自動的に管理することができ、また母材
が複雑な形状をしている場合においても、溶射施工を自
動的に管理できる効果がある。本発明のＮｉ基自溶性合
金皮膜の補修方法において、Ｎｉ基溶射合金は多層構造
に積層するものであって、その積層数はμｍ単位の合計
膜厚で管理するため、Ｎｉ基溶射合金皮膜の積層数につ
いては特に限定するものではなく、ＪＩＳ Ｈ８３０３
−１９９４において規定されている、４.品質、４.１外
観、４.２皮膜断面の組織、４.３溶射材料の化学成分お
よび配合比、４.４皮膜厚さ、４.５皮膜の引張強さ、
４.６皮膜硬さ、４.７密着性の規定に基づくものであ
る。Ｎｉ基自溶性合金の溶射皮膜の硬度（Ｈｖ）と温度
との関係を図１に示す。図において、Ｎｉ基自溶性合金
は約５００℃でＨｖはほぼ６００以下となり、８００℃
では Ｈｖはほぼ１００以下であり、室温ではＨｖは約
８００以上を示す。本発明者らによる知見によれば、Ｎ
ｉ基自溶性合金は、常温における溶射では皮膜硬度が高
いため溶射粒子は上手く積層されないが、図１および表
１に示すように、約５００〜１０００℃付近では上手く
積層されるものと考えられる。さらに、より好ましい加
熱温度範囲は６００〜１０００℃付近である。また、上
限の温度が融点を超えると溶射皮膜の積層は不可能とな
るため、溶射直後の温度はＮｉ基自溶性合金の融点以下
となることが必要である。表１に、既存の溶射皮膜の加
熱温度と施工中の剥離の有無、および皮膜積層後の耐熱
衝撃性を示す。
【０００６】
【表１】
【０００７】本発明のＮｉ基自溶性合金の溶射皮膜およ
び溶射材料は、ＪＩＳ Ｈ ８３０３−１９９４において
規定されているとおり、溶射材料の化学成分および配合
比（５.３項）の概要は、次の表２、表３に示されると
おりであり、ＳＦＮｉ１〜５、ＳＦＣｏ１〜２、ＳＦＷ
Ｃ１〜４に示される組成範囲のものが好ましく用いられ
る。
び溶射材料は、ＪＩＳ Ｈ ８３０３−１９９４において
規定されているとおり、溶射材料の化学成分および配合
比（５.３項）の概要は、次の表２、表３に示されると
おりであり、ＳＦＮｉ１〜５、ＳＦＣｏ１〜２、ＳＦＷ
Ｃ１〜４に示される組成範囲のものが好ましく用いられ
る。
【０００８】
【表２】
【０００９】
【表３】
【００１０】
【発明の実施の形態】〈実施の形態１〉本発明の実施の
形態について、図面を用いて説明する。図２は本実施の
形態１におけるガス粉末式溶射法によるＮｉ基自溶性合
金の溶射皮膜の補修方法を示す模式図である。母材とし
て、径４５ｍｍ×長さ５００ｍｍのボイラチューブ（Ｓ
ＴＢ３４０）３の全面に、Ｎｉ基自溶性合金からなる既
存のＮｉ基自溶性合金皮膜１が約０.５ｍｍの膜厚に形
成されている試験片を用い、該既存のＮｉ基自溶性合金
皮膜１を加熱せずに常温の場合と、約２００℃、約４０
０℃、約６００℃、約８００℃および約１０００℃にそ
れぞれ加熱した場合について、該既存のＮｉ基自溶性合
金皮膜１の上に、補修後のＮｉ基自溶性合金皮膜２を、
ガス粉末式溶射法によりＮｉ基自溶性合金を約１ｍｍ
（合計膜厚約１.５ｍｍ）積層し補修した。なお、積層
膜厚は任意に決められるものであり、μｍ単位で、１０
００〜５０００μｍ（１〜５ｍｍ）以上の範囲において
も可能である。既存のＮｉ基自溶性合金皮膜の加熱温度
と、溶射施工中の剥離の有無および補修後のＮｉ基自溶
性合金皮膜の耐熱衝撃性を、表１に示す。なお、表中の
溶射施工中の剥離の項の○印は「剥離無し」、△印は
「少し剥離有り」、×印は「剥離有り」を示し、耐熱衝
撃性の項の○印は耐熱衝撃性が「良好」、×印は「不
可」を示す。表１から明らかなように、既存のＮｉ基自
溶性合金皮膜の加熱温度を、約５００〜１０００℃とす
ると、溶射施工中の剥離は全く無く、かつ耐熱衝撃性も
良好であった。耐熱衝撃性は、表１に示すそれぞれの加
熱温度に設定した炉内で約２０分間加熱保持し、その
後、炉から取り出し空冷（自然放冷）して皮膜の破損
（剥離）状況から良否を判断した。なお、試料Ｎｏ.
４、５、６の加熱温度が６００〜１０００℃で溶射した
Ｎｉ基自溶性合金皮膜の断面組織を、顕微鏡断面組織試
験（ＪＩＳ Ｈ８６６５の６.溶射材料の分析試験によ
る）により調査した結果、未溶融組織、ピンホール、気
孔、割れ、その他、使用上の有害な欠陥は見当らず、品
質の良好な積層構造が得られた。
形態について、図面を用いて説明する。図２は本実施の
形態１におけるガス粉末式溶射法によるＮｉ基自溶性合
金の溶射皮膜の補修方法を示す模式図である。母材とし
て、径４５ｍｍ×長さ５００ｍｍのボイラチューブ（Ｓ
ＴＢ３４０）３の全面に、Ｎｉ基自溶性合金からなる既
存のＮｉ基自溶性合金皮膜１が約０.５ｍｍの膜厚に形
成されている試験片を用い、該既存のＮｉ基自溶性合金
皮膜１を加熱せずに常温の場合と、約２００℃、約４０
０℃、約６００℃、約８００℃および約１０００℃にそ
れぞれ加熱した場合について、該既存のＮｉ基自溶性合
金皮膜１の上に、補修後のＮｉ基自溶性合金皮膜２を、
ガス粉末式溶射法によりＮｉ基自溶性合金を約１ｍｍ
（合計膜厚約１.５ｍｍ）積層し補修した。なお、積層
膜厚は任意に決められるものであり、μｍ単位で、１０
００〜５０００μｍ（１〜５ｍｍ）以上の範囲において
も可能である。既存のＮｉ基自溶性合金皮膜の加熱温度
と、溶射施工中の剥離の有無および補修後のＮｉ基自溶
性合金皮膜の耐熱衝撃性を、表１に示す。なお、表中の
溶射施工中の剥離の項の○印は「剥離無し」、△印は
「少し剥離有り」、×印は「剥離有り」を示し、耐熱衝
撃性の項の○印は耐熱衝撃性が「良好」、×印は「不
可」を示す。表１から明らかなように、既存のＮｉ基自
溶性合金皮膜の加熱温度を、約５００〜１０００℃とす
ると、溶射施工中の剥離は全く無く、かつ耐熱衝撃性も
良好であった。耐熱衝撃性は、表１に示すそれぞれの加
熱温度に設定した炉内で約２０分間加熱保持し、その
後、炉から取り出し空冷（自然放冷）して皮膜の破損
（剥離）状況から良否を判断した。なお、試料Ｎｏ.
４、５、６の加熱温度が６００〜１０００℃で溶射した
Ｎｉ基自溶性合金皮膜の断面組織を、顕微鏡断面組織試
験（ＪＩＳ Ｈ８６６５の６.溶射材料の分析試験によ
る）により調査した結果、未溶融組織、ピンホール、気
孔、割れ、その他、使用上の有害な欠陥は見当らず、品
質の良好な積層構造が得られた。
【００１１】〈実施の形態２〉図３に、本実施の形態２
におけるガス粉末式溶射法によるＮｉ基自溶性合金の溶
射皮膜の補修方法を示す。本実施の形態２においては、
溶射装置４に非接触型の温度計９を取付け、さらに溶射
装置４の進行方向に対して、５００℃〜１０００℃の加
熱温度範囲外となった場合、あるいは溶射直後の温度が
融点以上となった場合に、溶射用の自溶性合金粉末の供
給を自動的に停止できる手段を備えるものである。これ
により、既存のＮｉ基自溶性合金皮膜の加熱温度の調
整、溶射する自溶性合金皮膜の温度の調整、および自溶
性合金皮膜の溶融処理温度の調整等、Ｎｉ基自溶性合金
皮膜の溶射施工を自動的に制御し管理できることが判っ
た。なお、Ｎｉ基自溶性合金皮膜の顕微鏡組織は、実施
の形態１と同様の品質の良好な積層構造が得られた。
におけるガス粉末式溶射法によるＮｉ基自溶性合金の溶
射皮膜の補修方法を示す。本実施の形態２においては、
溶射装置４に非接触型の温度計９を取付け、さらに溶射
装置４の進行方向に対して、５００℃〜１０００℃の加
熱温度範囲外となった場合、あるいは溶射直後の温度が
融点以上となった場合に、溶射用の自溶性合金粉末の供
給を自動的に停止できる手段を備えるものである。これ
により、既存のＮｉ基自溶性合金皮膜の加熱温度の調
整、溶射する自溶性合金皮膜の温度の調整、および自溶
性合金皮膜の溶融処理温度の調整等、Ｎｉ基自溶性合金
皮膜の溶射施工を自動的に制御し管理できることが判っ
た。なお、Ｎｉ基自溶性合金皮膜の顕微鏡組織は、実施
の形態１と同様の品質の良好な積層構造が得られた。
【００１２】〈実施の形態３〉図４に、本実施の形態３
におけるガス粉末式溶射法によるＮｉ基自溶性合金の溶
射皮膜の補修方法を示す。溶射装置４の進行方向の手前
に非接触型温度計９を取付け、既存のＮｉ基自溶性合金
皮膜の加熱温度の調整、および溶射する自溶性合金皮膜
の温度の調整等を行う方法である。本実施の形態は、作
業者が手動で、容易に加熱温度や溶射施工を管理できる
ようにしたものであって、複雑な形状をした母材に対す
るＮｉ基自溶性合金の溶射皮膜の補修に好適に用いられ
る。なお、Ｎｉ基自溶性合金皮膜の顕微鏡組織は、実施
の形態１と同様の品質の良好な積層構造が得られた。以
上の実施の形態では、火炎溶射法の中のガス粉末式溶射
法について述べたが、ガス溶線式あるいは電気溶線式の
火炎溶射法であっても、同様の効果が得られることを確
認している。
におけるガス粉末式溶射法によるＮｉ基自溶性合金の溶
射皮膜の補修方法を示す。溶射装置４の進行方向の手前
に非接触型温度計９を取付け、既存のＮｉ基自溶性合金
皮膜の加熱温度の調整、および溶射する自溶性合金皮膜
の温度の調整等を行う方法である。本実施の形態は、作
業者が手動で、容易に加熱温度や溶射施工を管理できる
ようにしたものであって、複雑な形状をした母材に対す
るＮｉ基自溶性合金の溶射皮膜の補修に好適に用いられ
る。なお、Ｎｉ基自溶性合金皮膜の顕微鏡組織は、実施
の形態１と同様の品質の良好な積層構造が得られた。以
上の実施の形態では、火炎溶射法の中のガス粉末式溶射
法について述べたが、ガス溶線式あるいは電気溶線式の
火炎溶射法であっても、同様の効果が得られることを確
認している。
【００１３】
【発明の効果】本発明のＮｉ基自溶性合金の溶射皮膜の
補修方法によれぱ、既存の皮膜を除去する必要がなく、
既存の皮膜を約５００〜１０００℃の温度範囲に加熱す
るだけで、Ｎｉ基自溶性合金皮膜を溶射施工することが
でき、溶射施工時における剥離や、高温耐摩耗性の雰囲
気での熱サイクルによる耐熱衝撃性が良好であって、Ｎ
ｉ基自溶性合金の溶射皮膜の剥離を防ぐことが可能とな
り、そのうえＮｉ基自溶性合金の溶射皮膜の補修を安価
に実施することができる。
補修方法によれぱ、既存の皮膜を除去する必要がなく、
既存の皮膜を約５００〜１０００℃の温度範囲に加熱す
るだけで、Ｎｉ基自溶性合金皮膜を溶射施工することが
でき、溶射施工時における剥離や、高温耐摩耗性の雰囲
気での熱サイクルによる耐熱衝撃性が良好であって、Ｎ
ｉ基自溶性合金の溶射皮膜の剥離を防ぐことが可能とな
り、そのうえＮｉ基自溶性合金の溶射皮膜の補修を安価
に実施することができる。
【図１】本発明のＮｉ基自溶性合金溶射皮膜の硬度と温
度の関係を示すグラフ。
度の関係を示すグラフ。
【図２】本発明の実施の形態１で例示したガス粉末式溶
射法によるＮｉ基自溶性合金の溶射皮膜の補修方法を示
す模式図。
射法によるＮｉ基自溶性合金の溶射皮膜の補修方法を示
す模式図。
【図３】本発明の実施の形態２で例示したガス粉末式溶
射法によるＮｉ基自溶性合金の溶射皮膜の補修方法を示
す模式図。
射法によるＮｉ基自溶性合金の溶射皮膜の補修方法を示
す模式図。
【図４】本発明の実施の形態３で例示したガス粉末式溶
射法によるＮｉ基自溶性合金の溶射皮膜の補修方法を示
す模式図。
射法によるＮｉ基自溶性合金の溶射皮膜の補修方法を示
す模式図。
１…既存のＮｉ基自溶性合金皮膜 ２…補修後のＮｉ基自溶性合金皮膜 ３…ボイラチューブ（ＳＴＢ３４０） ４…溶射装置 ５…粉末供給ホース ６…燃焼ガス供給ホース ７…エアー供給ホース ８…溶射制御装置 ９…非接触型温度計 １０…ノズル １１…溶射装置の進行方向
Claims (5)
- 【請求項１】母材上に形成されたＮｉ基自溶性合金皮膜
を補修する方法であって、補修する既存のＮｉ基自溶性
合金皮膜を除去することなく、該既存の皮膜を所定の温
度に加熱した後、該皮膜上にＮｉ基自溶性合金を溶射し
て溶射皮膜を形成すると同時に、該溶射皮膜に溶融処理
を施す工程を含むことを特徴とするＮｉ基自溶性合金皮
膜の補修方法。 - 【請求項２】請求項１に記載の補修方法で形成したＮｉ
基自溶性合金皮膜の上に、該Ｎｉ基自溶性合金皮膜を所
定の温度に加熱した後、Ｎｉ基自溶性合金を溶射して溶
射皮膜を形成すると同時に、該溶射皮膜に溶融処理を施
す工程を、１回以上、繰り返して行い、所定の合計膜厚
に積層することを特徴とするＮｉ基自溶性合金皮膜の補
修方法。 - 【請求項３】請求項１において、補修する既存の皮膜の
加熱温度は５００〜１０００℃もしくは６００〜１００
０℃の温度範囲に制御することを特徴とするＮｉ基自溶
性合金皮膜の補修方法。 - 【請求項４】請求項１において、補修する既存の皮膜の
加熱温度は、該既存の皮膜の硬さがビッカース硬度Ｈｖ
で６００以下となる温度であることを特徴とするＮｉ基
自溶性合金皮膜の補修方法。 - 【請求項５】請求項１ないし請求項４のいずれか１項に
記載のＮｉ基自溶性合金皮膜の補修方法を実施する装置
であって、補修する既存のＮｉ基自溶性合金皮膜の加熱
温度範囲を調整する非接触型の温度検出制御手段と、上
記既存のＮｉ基自溶性合金皮膜の加熱温度が５００〜１
０００℃の範囲外となった時、およびＮｉ基自溶性合金
の溶射粉末の溶射直後の温度が、該Ｎｉ基自溶性合金の
融点以上となった時に、上記Ｎｉ基自溶性合金の溶射粉
末の供給を停止する制御手段を少なくとも備えたことを
特徴とするＮｉ基自溶性合金皮膜の補修装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34834898A JP3556492B2 (ja) | 1998-12-08 | 1998-12-08 | Ｎｉ基自溶性合金皮膜の補修装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34834898A JP3556492B2 (ja) | 1998-12-08 | 1998-12-08 | Ｎｉ基自溶性合金皮膜の補修装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000178708A true JP2000178708A (ja) | 2000-06-27 |
| JP3556492B2 JP3556492B2 (ja) | 2004-08-18 |
Family
ID=18396427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34834898A Expired - Fee Related JP3556492B2 (ja) | 1998-12-08 | 1998-12-08 | Ｎｉ基自溶性合金皮膜の補修装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3556492B2 (ja) |
-
1998
- 1998-12-08 JP JP34834898A patent/JP3556492B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3556492B2 (ja) | 2004-08-18 |
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