JP2001020053A - 耐食性被覆及びその形成方法 - Google Patents
耐食性被覆及びその形成方法Info
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Abstract
耐食性向上のためのCr濃度の強化を可能にする技術を
提供すること。 【解決手段】 Ni−Cr合金系被覆を、高Cr濃度合
金を低Cr濃度合金で融結した態様で形成する2相構成
により、被覆の高Cr化を実現した。
Description
イプの内外面などに形成するNi−Cr合金系の耐食性
被覆に関し、該被覆の耐食性を従来にない高レベルに向
上させることのできる技術を提供するものである。
の経済効果を追求する立場から、あるいは、ごみ焼却発
電の高温化といった技術の新展開によって生じる苛酷な
腐食環境への対応策として、耐食性の向上が際限なく求
められている。
化性の腐食環境などでの耐食性を向上させる役割を果た
しているが、被覆材料として用いる場合のCrの配合濃
度は20mass%(以下、単に「%」と記す)に留まってい
た。これは、20%を超えるCr濃度では、被覆材料を加
熱溶融させて行う被覆施工に必要な溶融時の流動性が満
足に得られるように補助成分(たとえば、自溶性を付与
するためのBやSi)を十分に配合すると、壊れにくい
被覆を形成するのに必要な靭性が確保できなくなるなど
の配合制約に依るものと推察される。しかし、前記耐食
性向上要求にも見る通り、技術の停滞が許される状況に
はなく、20%を超えるCrを配合した被覆の実現が切望
されていた。
合金系被覆の耐食性に係る上記事情に鑑みてなされたも
のであって、20%を超えるCr濃度のNi−Cr系合金
による堅牢な被覆を実現することのできる技術の提供を
課題とした。
された本発明の要旨は、主成分相を構成する高Cr濃度
のNi−Cr系合金の粒子が、副成分相を構成する低C
r濃度のNi−Cr系自溶合金によって融結された態様
に被覆層を形成したことを特徴とする耐食性被覆であ
る。なお、こヽで、低Cr濃度とは20%以下のCr濃度
を指すものとし、高Cr濃度とは、副成分相に充てた上
記低Cr濃度の自溶合金よりも5%以上高いCr濃度を
指すものとする。又、主成分相の合金粒子が副成分相の
自溶合金によって融結された態様とは、少なくとも副成
分相の自溶合金が溶融状態を経過して、該自溶合金の凝
固相(即ち副成分相)により主成分相の合金粒子が固結
された態様を指すものとする(両相間に拡散あるいは融
合が生じているケースも包まれる)。
成分相の粒子を包む形で網目状の目地を形成し、該目地
の靭性が被覆全体の靭性を支配する状態となっている。
しかして、上記目地を形成している副成分相を構成する
Cr濃度が20%以下のNi−Cr系自溶合金は、被覆形
成に必要な靭性を元より具えているので、本発明構成の
耐食性被覆の靭性は、主成分相の靭性に拘わりなく確保
される。
ように主成分相合金粒子のCr濃度を選定しても堅牢な
被覆が実現されるところとなって、前記本発明の課題が
解決される。なお、本発明によって得られるCr濃度20
%超のNi−Cr系合金被覆には、Cr濃度20%以下の
合金相が一部混在するが、集中的に存在するものではな
く、後述するように、被覆全体としてのCr濃度の増大
が耐食性の向上に寄与することを実験確認している。
成する合金と副成分相を構成する自溶合金の量目比率
は、限定はされないが、副成分相自溶合金の量目を主成
分相合金の量目の10〜30%とすることが望ましい。10%
未満では副成分相による目地形成が容易でなくなり、30
%超では、副成分相による希釈の度合が大となって被覆
全体としての高Cr化が図りにくヽなるからである。
副成分相自溶合金よりも5%以上高い値に設定する。上
記Cr濃度は、高いほど被覆全体の高Cr化に有利であ
るが、Ni−Cr系合金の基本的特性を減殺しないよう
にNiα相を相応量確保する観点から、上記Cr濃度を
60%以下に留めることが望ましい。なお、上記主成分相
合金には、必要に応じて、耐摩耗性を向上させるための
WC(炭化タングステン)などの補助成分を適宜配合し
てよい。
溶合金としては、通常は、JIS H8303に規定された溶射
用の自溶合金(SFNi1〜5,又はSFWC2〜4)又はこれ
に準ずるものを用いればよいが、限定はされない。主成
分相合金のCr濃度を25%以上に設定する場合には、副
成分相自溶合金のCr濃度を10%以上(JIS自溶合金で
はSFNi3〜5など)としてCr濃度むらを小さくするこ
とが望ましい。
ことによって被覆全体のCr濃度を20%超とすることが
可能となり、又、主成分相合金のCr濃度を50%超とす
ることによって被覆全体のCr濃度を50%以上とするこ
とが可能になる。
満に設定した態様も無用ではない。たとえば、主成分相
合金のCr濃度を20%、副成分相自溶合金のCr濃度を
10%に設定した本発明被覆にあっては、20%Cr被覆に
準じた耐食性と10%Cr被覆と大差のない靭性の両立確
保が可能である。
てよいが、コストメリット,被覆物性などの兼合によ
り、多くの場合0.5〜3mmの範囲が好適である。
金の粉体と副成分相に充てる低Cr自溶合金の粉体を混
合した被覆材料を用意し、被覆対象面に該被覆材料を層
状に付着させた仮被覆層を形成した後、該仮被覆層に溶
融処理を施し、仮被覆層中の少なくとも低Cr自溶合金
に溶融状態を経過させて形成する。
射法(フレーム溶射,プラズマ溶射,高速燃焼炎溶射=
HVOFなど),スラリー塗布法(バインダーを配合した被
覆材料粉体のスラリーを塗布した後、加熱などにより分
散媒及びバインダーを逸散させて被覆材料粉体を定着さ
せる)を例示できる。パイプやタンクの内面について
は、遠心焼結法(被覆材料粉体を装入したパイプ等を回
転させながら加熱して、パイプ等の内面に焼結定着させ
る),遠心配置法(被覆材料粉体を装入したパイプ等を
回転させた状態を維持して粉体をパイプ等の内面に一時
的に付着させておく)も利用できる。
い緻密な被覆層に変成させるとともに、対象面に融着さ
せるために行うものであって、上記低Cr自溶合金の融
点(固相線)以上の温度に加熱して行う。高Cr合金の
融点(固相線)が上記加熱温度よりも高い場合は、高C
r合金は固相のまヽで低Cr自溶合金で融結されること
になり、又、上記加熱温度よりも低い場合には高Cr合
金の一部又は全部が低Cr自溶合金と共に溶融状態を経
過して融結されることとなって、主成分相と副成分相と
が大なり小なり融合した凝固相を生じる。上記溶融処理
の加熱温度は少なくとも低Cr自溶合金の融点に応じて
選定されるものであり、多くの場合、1000〜1250℃の範
囲に好適温度が存在する。
有することを限定要件とはしないが、自溶性を多少なり
とも具備させておくことによって、副成分相に充てた低
Cr自溶合金による融結が容易になる。上記自溶性は、
フラックス形成成分であり且つ融点降下作用のあるBや
Siを支障のない範囲の量目(夫々1〜3%程度)で配
合することにより具備させることができる。
2に記載のNi−Cr系合金(A)〜(E)を使用して表1に
記載の本発明例被覆及び比較例被覆を施して耐食性等を
比較評価した。
組成物中に1hr浸漬 ・被覆靭性:シャルピー試験 <試験結果>表1に併記。表1の結果に見る通り、本発
明例被覆にあっては、耐食性,被覆靭性が共に確保され
ており、又、Cr濃度が20%を超える被覆の耐食性は従来
にない高レベルにあることが確認された。
金系被覆の耐食性の向上を、Cr濃度の強化を可能にし
て達成したものである。即ち、従来は困難であった高C
r濃度被覆が、本発明によって実現されたのである。
っき工程のロール、あるいは、水熱ボイラ火炉の熱交換
用のチューブは、近年、従来にない苛酷な腐食環境に曝
されている。これに対して、装置を高耐食性の合金で構
成するか、又は、装置に高耐食性の金属被覆を施して対
応することとなるが、コストメリットあるいは環境負荷
の観点からは、Ni−Cr系合金などの耐食性金属を必
要最小限の使用に留めることのできる後者の被覆方式が
好ましいとされてきた。
して利用する上での制約が多く、本発明に係るNi−C
r合金系被覆における、耐食性向上のためのCr濃度強
化の困難性がその典型例であった。
記制約を極めて有利に払拭したものである。即ち、耐食
用途における耐食性金属の被覆材料としての利用が、コ
ストメリット,環境負荷の両面から最も好ましい形で実
現されたものであり、産業ならびに民生への貢献が絶大
である。
Claims (5)
- 【請求項1】 主成分相を構成する高Cr濃度のNi−
Cr系合金の粒子が、副成分相を構成する低Cr濃度の
Ni−Cr系自溶合金によって融結された態様に被覆層
を形成したことを特徴とする耐食性被覆。 - 【請求項2】 前記副成分相を構成する自溶合金の量目
を、主成分相を構成する合金の量目の10〜30mass%とし
た、請求項1に記載の耐食性被覆。 - 【請求項3】 前記主成分相を構成する合金のCr濃度
を25〜60mass%とし、副成分相を構成する自溶合金のC
r濃度を10〜20mass%とした、請求項1又は2に記載の
耐食性被覆。 - 【請求項4】 前記高Cr濃度のNi−Cr系合金の粉
体と低Cr濃度のNi−Cr系自溶合金の粉体を混合し
た被覆材料を層状に付着させた仮被覆層を被覆対象面に
形成し、次いで、該仮被覆層中の少なくとも低Cr濃度
自溶合金を溶融させる溶融処理を施して、前記低Cr濃
度合金によって融結された態様の被覆層を得ることを特
徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の耐食性被覆
の形成方法。 - 【請求項5】 前記高Cr濃度のNi−Cr系合金とし
て自溶性を具備させたものを用いることにより、前記低
Cr濃度のNi−Cr系自溶合金による融結を容易にす
る、請求項4に記載の耐食性被覆の形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11192894A JP2001020053A (ja) | 1999-07-07 | 1999-07-07 | 耐食性被覆及びその形成方法 |
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JP11192894A JP2001020053A (ja) | 1999-07-07 | 1999-07-07 | 耐食性被覆及びその形成方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2001020053A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2007255814A (ja) * | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Hokkaido | 火格子 |
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1999
- 1999-07-07 JP JP11192894A patent/JP2001020053A/ja active Pending
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Title |
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溶射技術マニュアル, vol. 第1版第1刷, JPN6008033803, 30 October 1998 (1998-10-30), JP, pages 38, ISSN: 0001081845 * |
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