JP2001254163A - ＮｉまたはＮｉ合金基体に対するＡｌまたはＡｌ合金の被覆法 - Google Patents
ＮｉまたはＮｉ合金基体に対するＡｌまたはＡｌ合金の被覆法Info
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- JP2001254163A JP2001254163A JP2000404242A JP2000404242A JP2001254163A JP 2001254163 A JP2001254163 A JP 2001254163A JP 2000404242 A JP2000404242 A JP 2000404242A JP 2000404242 A JP2000404242 A JP 2000404242A JP 2001254163 A JP2001254163 A JP 2001254163A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】ＮｉまたはＮｉ基合金基体に高温環境下の耐酸
化性を付加させるため、ＡｌまたはＡｌ合金を溶融・被
覆して、表面を高濃度のＡｌ成分にすることにより、安
定な酸化皮膜を形成させる。 【解決手段】ＮｉまたはＮｉ基合金基体の表面に被覆材
としてのＡｌまたはＡｌ合金をフッ化物フラックスを介
して載置し、不活性ガス雰囲気中で加熱し、Ａｌまたは
Ａｌ合金を溶融させて基体に被覆する。被覆材としては
粒状物または箔状物を用いる。
化性を付加させるため、ＡｌまたはＡｌ合金を溶融・被
覆して、表面を高濃度のＡｌ成分にすることにより、安
定な酸化皮膜を形成させる。 【解決手段】ＮｉまたはＮｉ基合金基体の表面に被覆材
としてのＡｌまたはＡｌ合金をフッ化物フラックスを介
して載置し、不活性ガス雰囲気中で加熱し、Ａｌまたは
Ａｌ合金を溶融させて基体に被覆する。被覆材としては
粒状物または箔状物を用いる。
Description
【０００１】［産業上の利用分野］本発明はＮｉまたは
Ｎｉ基合金基体基体に高温環境化の耐酸化性を付加させ
るため、ＡｌまたはＡｌ合金の基体表面への溶融・被覆
に関する。
Ｎｉ基合金基体基体に高温環境化の耐酸化性を付加させ
るため、ＡｌまたはＡｌ合金の基体表面への溶融・被覆
に関する。
【０００２】［従来の技術及びその問題点］Ａｕ，Ｐｔ
等の貴金属を除き、殆どの金属は大気中の酸素によっ
て、酸化が進行し、その環境が高温になるほど著しくな
る。また大気中の酸素以外の各種ガス雰囲気下でも浸炭
や窒化等が起こる。大気中での高温酸化は酸素が基体で
あるＦｅに拡散し、内部に酸素原子が侵入するためで、
拡散が進むとスケールとなって成長する。この酸素原子
の侵入を抑止するのに効果があるのが酸化皮膜で、ステ
ンレス鋼の場合はＣｒ２Ｏ３，Ａｌの場合はＡｌ２Ｏ３
である。従って耐酸化性合金と称する基体は殆どＣｒ，
Ａｌが関与している。この耐酸化性を付加する方法とし
て、先ず基体表面に耐酸化性の金属を被覆する方法と耐
酸化性金属元素を基材に添加し合金化する方法とに大別
されるが、前者はＦｅ基体へのＡｌ，Ｃｒ被覆であり、
後者はＦｅ基体へＣｒ，Ｎｉ，Ａｌ，Ｍｏ等を添加した
ステンレス鋼等の合金である。先ずＦｅ基体に被覆する
方法として、溶融Ａｌ中に基体を浸漬するＡｌＤｉｐ法
があるが、その他にもカロライジング、メッキ、溶射等
があり、とくにＡｌＤｉｐ法によるＡｌ被覆鋼板は普遍
的に使用されている。しかし基体の酸洗による前処理
や、被覆後のフラックス残渣除去の後処理等、環境問題
等を含めて非常に煩雑な工程によって行われるので、簡
単にＡｌ被覆することが出来ない欠点を有している。
等の貴金属を除き、殆どの金属は大気中の酸素によっ
て、酸化が進行し、その環境が高温になるほど著しくな
る。また大気中の酸素以外の各種ガス雰囲気下でも浸炭
や窒化等が起こる。大気中での高温酸化は酸素が基体で
あるＦｅに拡散し、内部に酸素原子が侵入するためで、
拡散が進むとスケールとなって成長する。この酸素原子
の侵入を抑止するのに効果があるのが酸化皮膜で、ステ
ンレス鋼の場合はＣｒ２Ｏ３，Ａｌの場合はＡｌ２Ｏ３
である。従って耐酸化性合金と称する基体は殆どＣｒ，
Ａｌが関与している。この耐酸化性を付加する方法とし
て、先ず基体表面に耐酸化性の金属を被覆する方法と耐
酸化性金属元素を基材に添加し合金化する方法とに大別
されるが、前者はＦｅ基体へのＡｌ，Ｃｒ被覆であり、
後者はＦｅ基体へＣｒ，Ｎｉ，Ａｌ，Ｍｏ等を添加した
ステンレス鋼等の合金である。先ずＦｅ基体に被覆する
方法として、溶融Ａｌ中に基体を浸漬するＡｌＤｉｐ法
があるが、その他にもカロライジング、メッキ、溶射等
があり、とくにＡｌＤｉｐ法によるＡｌ被覆鋼板は普遍
的に使用されている。しかし基体の酸洗による前処理
や、被覆後のフラックス残渣除去の後処理等、環境問題
等を含めて非常に煩雑な工程によって行われるので、簡
単にＡｌ被覆することが出来ない欠点を有している。
【０００３】一方、基体に耐酸化性の金属元素を添加す
る方法として、例えばＦｅ−Ｃｒ，Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ合
金等はステンレス鋼の名称で広く知られているが、Ｆｅ
へのＣｒ，Ｎｉの添加は極めて有効である。これは基体
表面にＣｒ２Ｏ３等の不働態皮膜が生成されるためで、
その皮膜が非常に緻密で強固であることが酸素原子の侵
入を防ぐ役割を果たしている。しかし、これらステンレ
ス鋼の耐熱・耐酸化性もたかだか８００℃以下のもので
あり、それ以上の温度になると皮膜効果が発揮出来ずス
ケールを発生してしまう。それを改善するためにＦｅ−
Ｃｒ，Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ系合金にＡｌの添加が行われ、
Ｃｒ２Ｏ３より強力なＡｌ２Ｏ３皮膜を生成させて耐酸
化性を向上させたステンレス鋼もあるが、Ａｌは多量に
添加するほど耐酸化性は改善されるが、一方では加工性
を著しく低下させる欠点も生じて来る。つぎにフェライ
ト系耐熱鋼の中でもＦｅ−１２％Ｃｒは発電用タービン
やボイラー等の構成材料として重要であるが、Ｃｒ成分
が低いため耐酸化性が十分といえず６００℃以上での使
用は困難で、より性能の向上が要望されている。またＮ
ｉ及びＮｉ合金の中で例えばニクロム電熱材やスーパー
アロイ等はさらに高温の耐酸化性が要求されている。本
発明の主旨は前述の基体に、被覆材としてＡｌまたはＡ
ｌ合金を溶融・被覆して、表面を高濃度のＡｌ成分にす
ることにより、安定な酸化皮膜を形成させて、高温環境
に強い金属基体を提供することにある。
る方法として、例えばＦｅ−Ｃｒ，Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ合
金等はステンレス鋼の名称で広く知られているが、Ｆｅ
へのＣｒ，Ｎｉの添加は極めて有効である。これは基体
表面にＣｒ２Ｏ３等の不働態皮膜が生成されるためで、
その皮膜が非常に緻密で強固であることが酸素原子の侵
入を防ぐ役割を果たしている。しかし、これらステンレ
ス鋼の耐熱・耐酸化性もたかだか８００℃以下のもので
あり、それ以上の温度になると皮膜効果が発揮出来ずス
ケールを発生してしまう。それを改善するためにＦｅ−
Ｃｒ，Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ系合金にＡｌの添加が行われ、
Ｃｒ２Ｏ３より強力なＡｌ２Ｏ３皮膜を生成させて耐酸
化性を向上させたステンレス鋼もあるが、Ａｌは多量に
添加するほど耐酸化性は改善されるが、一方では加工性
を著しく低下させる欠点も生じて来る。つぎにフェライ
ト系耐熱鋼の中でもＦｅ−１２％Ｃｒは発電用タービン
やボイラー等の構成材料として重要であるが、Ｃｒ成分
が低いため耐酸化性が十分といえず６００℃以上での使
用は困難で、より性能の向上が要望されている。またＮ
ｉ及びＮｉ合金の中で例えばニクロム電熱材やスーパー
アロイ等はさらに高温の耐酸化性が要求されている。本
発明の主旨は前述の基体に、被覆材としてＡｌまたはＡ
ｌ合金を溶融・被覆して、表面を高濃度のＡｌ成分にす
ることにより、安定な酸化皮膜を形成させて、高温環境
に強い金属基体を提供することにある。
【０００４】［問題を解決するための手段］上記の目的
を達成するために開発された本発明のＡｌ被覆方法は、
Ａｌ粒子とフッ化物フラックスの混合物をＮｉまたはＮ
ｉ基合金基体に塗布し、不活性ガス雰囲気下でＡｌ被覆
材を加熱・溶融させる。またＡｌ粒子の代りにＡｌ箔を
用いる場合は、基体及び／またはＡｌ箔に予めフラック
スを塗布した後、Ａｌ箔を必要な面に貼り合せ、同様に
不活性ガス雰囲気下で加熱・溶融させる。この際フッ化
物フラックスの介在は必須条件であり、フラックスがな
ければ非酸化雰囲気下でもＡｌは溶融しても基体に対し
ては全く濡れを生じない。本発明に使用するフラックス
の組成としては、ＮａＦ−ＡｌＦ３−ＫＦ−ＬｉＦのフ
ッ化物を使用する。操作温度は被覆材の融点以上、基材
の融点以下の温度で行なうことが出来る。しかし基材と
被覆材の反応により合金を作り、融点降下することもあ
るので、被覆材の融点以下でも操作する場合がある。Ａ
ｌ粒子を用いる場合は粒子の径及び酸素量が皮膜の性状
に影響し１５０μｍ以下の粒子が好ましく、粒子の酸素
量は１％以下が好ましい。Ａｌ箔を用いる場合も同様
で、箔の厚さは被覆層の厚さに関係し、３０μｍ以下が
好ましい。被覆層の厚さは粒子の場合は塗布量、箔の場
合は厚さによって自由に調整することが出来る。なお使
用する不活性ガスとしては、窒素ガス以外にもアルゴン
（Ａｒ）を使用することも出来るし、さらにこれらの不
活性ガスに還元ガスのような活性ガスを添加した混合ガ
スを使用することも可能である。
を達成するために開発された本発明のＡｌ被覆方法は、
Ａｌ粒子とフッ化物フラックスの混合物をＮｉまたはＮ
ｉ基合金基体に塗布し、不活性ガス雰囲気下でＡｌ被覆
材を加熱・溶融させる。またＡｌ粒子の代りにＡｌ箔を
用いる場合は、基体及び／またはＡｌ箔に予めフラック
スを塗布した後、Ａｌ箔を必要な面に貼り合せ、同様に
不活性ガス雰囲気下で加熱・溶融させる。この際フッ化
物フラックスの介在は必須条件であり、フラックスがな
ければ非酸化雰囲気下でもＡｌは溶融しても基体に対し
ては全く濡れを生じない。本発明に使用するフラックス
の組成としては、ＮａＦ−ＡｌＦ３−ＫＦ−ＬｉＦのフ
ッ化物を使用する。操作温度は被覆材の融点以上、基材
の融点以下の温度で行なうことが出来る。しかし基材と
被覆材の反応により合金を作り、融点降下することもあ
るので、被覆材の融点以下でも操作する場合がある。Ａ
ｌ粒子を用いる場合は粒子の径及び酸素量が皮膜の性状
に影響し１５０μｍ以下の粒子が好ましく、粒子の酸素
量は１％以下が好ましい。Ａｌ箔を用いる場合も同様
で、箔の厚さは被覆層の厚さに関係し、３０μｍ以下が
好ましい。被覆層の厚さは粒子の場合は塗布量、箔の場
合は厚さによって自由に調整することが出来る。なお使
用する不活性ガスとしては、窒素ガス以外にもアルゴン
（Ａｒ）を使用することも出来るし、さらにこれらの不
活性ガスに還元ガスのような活性ガスを添加した混合ガ
スを使用することも可能である。
【０００５】［作用］本発明による被覆方法は、被覆材
としてのＡｌを金属基体の表面で溶融させ、表面をＡｌ
の高濃度にすることによって、安定な酸化皮膜Ａｌ２Ｏ
３を発達させて耐酸化性を向上させる。またこの皮膜層
はＡｌを溶融させて合金化させることから、メッキのよ
うにポーラスでない。以下実施例により説明を進める。
としてのＡｌを金属基体の表面で溶融させ、表面をＡｌ
の高濃度にすることによって、安定な酸化皮膜Ａｌ２Ｏ
３を発達させて耐酸化性を向上させる。またこの皮膜層
はＡｌを溶融させて合金化させることから、メッキのよ
うにポーラスでない。以下実施例により説明を進める。
【０００６】［実施例１］基体として純Ｎｉについて実
施した。被覆材にはＡｌ粒子８０％とフラックス２０％
の混合物を３ｇｒ／ｍ２塗布した後、６８０℃の窒素ガ
ス雰囲気（残存酸素量０．１％以下）中で加熱・溶融し
た。耐酸化性試験は１２００℃で１ｈｒ加熱を行なっ
た。その結果、酸化増量が殆ど認められず、すこぶる耐
酸化性が優れていることがわかった。その他、ニクロム
電熱線、モネルメタル、ニモニック、インコネル、ハス
テロイ等Ｎｉ基合金についても同様な効果がある。
施した。被覆材にはＡｌ粒子８０％とフラックス２０％
の混合物を３ｇｒ／ｍ２塗布した後、６８０℃の窒素ガ
ス雰囲気（残存酸素量０．１％以下）中で加熱・溶融し
た。耐酸化性試験は１２００℃で１ｈｒ加熱を行なっ
た。その結果、酸化増量が殆ど認められず、すこぶる耐
酸化性が優れていることがわかった。その他、ニクロム
電熱線、モネルメタル、ニモニック、インコネル、ハス
テロイ等Ｎｉ基合金についても同様な効果がある。
【０００７】［効果］本発明によるＡｌまたはＡｌ合金
を金属基体に溶融・被覆することによって、著しい耐酸
化性の改善効果が認められた。さらに本発明は極めて少
ないＡｌ量を金属基体に塗布し、それを溶融させること
から、薄い緻密な被覆層が得られる。さらに板、線、
棒、型材、鋳造品、鍛造品等の形状を選ばず、様々な部
品の応用が可能である他、金属基体の全面またはマスキ
ングによって局部だけの被覆も可能である。
を金属基体に溶融・被覆することによって、著しい耐酸
化性の改善効果が認められた。さらに本発明は極めて少
ないＡｌ量を金属基体に塗布し、それを溶融させること
から、薄い緻密な被覆層が得られる。さらに板、線、
棒、型材、鋳造品、鍛造品等の形状を選ばず、様々な部
品の応用が可能である他、金属基体の全面またはマスキ
ングによって局部だけの被覆も可能である。
Claims (4)
- 【請求項１】ＮｉまたはＮｉ基合金基体の表面に被覆材
としてのＡｌまたはその合金をフッ化物フラックスを介
して載置し、不活性ガス雰囲気中で加熱し、前記Ａｌま
たはその合金を溶融させて前記基体に被覆する方法。 - 【請求項２】被覆材としてＡｌまたはその合金の粒状物
を用いる請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】被覆材としてＡｌまたはその合金の粒状物
をフラックスと混合して用いる請求項２に記載の方法。 - 【請求項４】被覆材としてＡｌまたはその合金の箔状物
を用いる請求項１に記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000404242A JP2001254163A (ja) | 2000-12-18 | 2000-12-18 | ＮｉまたはＮｉ合金基体に対するＡｌまたはＡｌ合金の被覆法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000404242A JP2001254163A (ja) | 2000-12-18 | 2000-12-18 | ＮｉまたはＮｉ合金基体に対するＡｌまたはＡｌ合金の被覆法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09631197A Division JP3273308B2 (ja) | 1997-03-11 | 1997-03-11 | 金属基体に対するＡｌまたはＡｌ合金の被覆法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001254163A true JP2001254163A (ja) | 2001-09-18 |
Family
ID=18868227
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000404242A Pending JP2001254163A (ja) | 2000-12-18 | 2000-12-18 | ＮｉまたはＮｉ合金基体に対するＡｌまたはＡｌ合金の被覆法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001254163A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011519392A (ja) * | 2008-03-14 | 2011-07-07 | ポステック アカデミー−インダストリー ファンデーション | 浸漬法を利用した疎水性表面を有する３次元形状構造物の製造方法 |
| JP2016510089A (ja) * | 2013-02-13 | 2016-04-04 | レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード | 耐食コーティングを堆積させる方法 |
| JP2016513007A (ja) * | 2013-02-13 | 2016-05-12 | レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード | 懸濁液から耐食コーティングを堆積させる方法 |
-
2000
- 2000-12-18 JP JP2000404242A patent/JP2001254163A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011519392A (ja) * | 2008-03-14 | 2011-07-07 | ポステック アカデミー−インダストリー ファンデーション | 浸漬法を利用した疎水性表面を有する３次元形状構造物の製造方法 |
| US8852448B2 (en) | 2008-03-14 | 2014-10-07 | Postech Academy-Industry Foundation | Method for fabricating 3D structure having hydrophobic surface by dipping method |
| JP2016510089A (ja) * | 2013-02-13 | 2016-04-04 | レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード | 耐食コーティングを堆積させる方法 |
| JP2016513007A (ja) * | 2013-02-13 | 2016-05-12 | レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード | 懸濁液から耐食コーティングを堆積させる方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040511 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040907 |