JP2002173758A

JP2002173758A - 溶射用粉末およびそれを用いて溶射皮膜された部品

Info

Publication number: JP2002173758A
Application number: JP2000368279A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Itsukaichi; 剛五日市; Satoru Osawa; 悟大澤
Original assignee: Fujimi Inc
Current assignee: Fujimi Inc
Priority date: 2000-12-04
Filing date: 2000-12-04
Publication date: 2002-06-21

Abstract

(57)【要約】【課題】耐食性と耐摩耗性に優れた表面を溶射形成す
るための溶射用粉末およびそれを用いて溶射皮膜された
部品を提供する。【解決手段】粉末全体重量に対し、７０〜９５重量％
のセラミックス相と、５〜３０重量％の金属相から構成
されており、前記セラミックス相は、その全重量に対
し、６０〜９９重量％のタングステンカーバイドと、
１〜４０重量％のクロムカーバイドを含み、また、前記
金属相は、その全重量に対し、４０〜７０重量％のＮｉ
と、１０〜３５重量％のＣｒ、および１０〜２５重量％
のＭｏを含む溶射用粉末、およびそれにより表面を溶射
された部品。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、部品表面に溶射皮
膜を形成するための溶射粉末、および、前記溶射粉末に
よる、溶射皮膜が表面に形成された部品に関するもので
あり、さらに詳しくは、本発明は、摩耗及び腐食を受け
る化学処理用スラリーポンプのインペラーや、そのベア
リング表面などに代表されるような金属部品、つまり腐
食環境下において作動する耐摩耗部品の表面改質に使用
される溶射粉末および、前記溶射粉末を用いて優れた耐
食性、耐摩耗性の溶射皮膜を表面に形成された部品に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】各種産業機械や一般向け機械の金属製部
品において、求められる耐食性、耐摩耗性などの特性
は、その用途により多岐に亘っている。しかしながら、
金属製部品を構成する金属材料自体による対策では、そ
の要求特性を十分に満たされない場合が多く、これに換
わって、表面改質によりこの問題を解決しようとする場
合が多い。

【０００３】溶射法は、物理的蒸着法や化学的蒸着法な
どとともに、実用化されている表面改質技術の一つであ
る。溶射法は、基材の寸法に制限がなく広い面積の基材
に対しても一様な皮膜を形成できること、皮膜の形成速
度が大きいこと、現場施工が容易であること、比較的容
易に厚い皮膜が形成できることなどの特徴を有するた
め、近年、各種の産業にその適用が拡大し、極めて重要
な表面改質技術となってきた。

【０００４】通常、「溶射」と同様の意味で、「肉盛
り」や「スプレー」といった言葉が使用されることがあ
る。これらの言葉の明確な定義はなく、また、これらに
使用される粉末に関しても大きな区別はなく、溶射皮膜
形成用の粉末であっても溶射用に限定されるわけではな
い。従って、本発明における「溶射粉末」とは、「肉盛
り」や「スプレー」などの用途にも供されるものである
ことは言うまでもない。

【０００５】タングステンカーバイド（以下、ＷＣとい
う）は、硬度が極めて高く、耐摩耗性に優れているが、
ＷＣ単体での溶射は、次のような理由で非常に困難であ
る。即ち、溶射により皮膜を形成する場合、粉末を軟
化、もしくは溶融させる必要があり、ＷＣ単体の場合
は、減圧環境下もしくは不活性ガス雰囲気下での溶射に
おいて、軟化、溶融させるのに、２，５００℃以上まで
高温に加熱しなければならず、脱炭によるＷ₂Ｃなどの
脱炭相の生成も避けられない。また、ＷＣを大気中で溶
射する場合、ＷＣは軟化、溶融する前に大気中の酸素と
反応して、脱炭および酸化され、Ｗ₂ＯやＷを生成して
しまい、目的とする溶射皮膜を得ることができない。

【０００６】そのため、通常はＣｏやＮｉ等の金属、ま
たはそれらを含む合金を結合材として、ＷＣと混合、も
しくは複合化したサーメット材料を使用している。なか
でも、結合材にＮｉ合金を使用したＷＣ−Ｎｉ合金溶射
粉末からなる溶射皮膜は、優れた耐食性・耐摩耗性を示
し、産業界で広く使われ始めている。サーメット（Ｃｅ
ｒｍｅｔ）とは、ＣｅｌａｍｉｃとＭｅｔａｌのはじめ
の三文字をつなぎ合わせた合成語で、具体的には硬質の
セラミクス粒子を金属マトリックスで結合させた、高硬
度、高靱性を有した複合材料である。工具材料の分野で
は、ＴｉＣ系およびＴｉ（ＣＮ）系サーメットを指す
が、広義にはＷＣ−Ｎｉ合金をはじめとするセラミック
ス−金属複合全般を含む。

【０００７】これらの溶射粉末は、一般に以下のプロセ
スにより作製される。まず、各原料粉末を混合し、これ
に有機バインダー（例えばＰＶＡ：ポリビニルアルコー
ル）と水系溶媒（水またはアルコール等の溶剤）を加え
スラリー状態とする。次にそのスラリーを噴霧造粒機等
を用いて球形の顆粒粉末に造粒する。

【０００８】更に、造粒した顆粒粉末を、有機バインダ
ーを完全に除去するため、脱脂を行った後、適度な機械
的強度を粉末に持たせるために真空またはアルゴンガス
雰囲気下において焼結する。原料粉末にＮｉ、Ｃｏ、Ｃ
ｒまたはそれらの合金などの金属粉末、Ｃｒ３Ｃ２、Ｃ
ｒ７Ｃ３、Ｃｒ２３Ｃ６などのクロムカーバイド（以
下、ＣｒＣという）や、ＷＣなどの炭化物セラミックス
を使用する場合、焼結時にその酸化を起こさせないよう
にする必要があり、真空またはアルゴンガス雰囲気下で
焼結を行うことにより、この酸化の問題を排除すること
ができる。

【０００９】更にまた、焼結の後、ボールミル等の解砕
機を用いて解砕する。この解砕を行うことにより、顆粒
一個々々が分離し、球形の粉末を得ることができる。次
に、解砕の後、使用する溶射装置の種類や出力に応じて
必要な粒度の溶射粉末を得るために分級を行う。この分
級の方法は、ふるいによる方法の他に、気流による分級
方法等が知られている。

【００１０】例えば、特許第２，８４４，３９２号（以
下、引例１という）には、基板上の耐食性硬化肉盛り用
の焼結されたスプレー粉末が開示されており、この焼結
された粉末は、前記焼結された粉末の７５〜９０重量パ
ーセントの間の量のＷＣと、１．６〜７．５重量パーセ
ントの間の量のＭｏと、０〜２重量パーセントの間の量
のＦｅと、０．０３重量パーセント以下の量のＷＣ中に
結合されたＣ以外のＣと、４．４重量パーセント以下の
量のＣｒと、０．２５重量パーセント以下の量のＭｎ
と、０．６３重量パーセント以下の量のＣｏと、０．２
５重量パーセント以下の量のＳｉと、１．４重量パーセ
ント以下の量のＷＣ中に結合されたＷ以外のＷと、残り
はＮｉとより成り、前記焼結された粉末の少なくとも
３．４重量パーセントはＮｉであることを特徴とする焼
結されたスプレー粉末が開示されている。

【００１１】また、特許第３，０４２，８３６号（以
下、引例２という）は、金属製ロールの表面に、ＷＣと
ＴｉＣ，ＮｂＣおよびＴａＣのうちから選ばれたいずれ
か１種以上の炭化物との複合炭化物９６〜７０ｗｔ％
と、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｒ−Ｎｉ合金、Ｃｒ−Ｃｏ合金のう
ちから選ばれたいずれか１種以上の金属成分４〜３５ｗ
ｔ％とからなる複合炭化物サーメットの溶射皮膜を形成
したことを特徴とする電気めっき用コンダクターロール
を開示している。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、発明者らは、
引例１および２に記載の各先行技術を用いて、基材に溶
射を行った硬化皮膜について、各種試験を行った結果、
以下に示すような欠点や問題点があることがわかった。
即ち、サーメットの耐食性を考える場合には、セラミッ
クス相、金属相それぞれの耐食性ばかりでなく、セラミ
ックス相と金属相との界面にある結合相の耐食性をも重
視しなければならないということである。

【００１３】界面の結合相が腐食してしまうと、炭化物
粒子の脱離が起こり耐食性が著しく低下することであ
り、また、セラミックス相がＷＣ単体の場合には、この
界面の結合相にはＷが固溶され、しかもＷは、腐食環境
下で溶出しやすい傾向を持っていることがわかった。

【００１４】引例１のスプレーパウダーに関しては、耐
摩耗性は良好であるが、セラミックス相がＷＣ単体であ
るため、金属結合相中に固溶したＷが腐食環境下で溶出
しやすい傾向にあり、充分な耐食性を得ることができな
いという問題点がある。

【００１５】また、引例２のコンダクターロールに関し
ては、金属成分がＣｒ、Ｎｉ、Ｃｒ−Ｎｉ合金、Ｃｒ−
Ｃｏ合金のうちから選ばれた１種以上であるため、これ
らを用いた場合は、充分な耐食性を得ることができな
い。

【００１６】更に、引例２においては、「焼結条件や金
属成分の種類、更に、その添加量によっては、生成する
炭化物は、例えば、Ｃｒを含有する場合、Ｃｒ₃Ｃ₂、Ｃ
ｒ₇Ｃ₃ 、Ｃｒ₂₃Ｃ₆ などが生成する。」と、クロムカ
ーバイトの存在を示唆しているが、こうした現象は、Ｗ
Ｃの分解によるＷ₂Ｃの発生や、金属結合相の組成変化
を招き、これらは耐摩耗性、耐食性を劣化させるという
恐れがあることが明らかになった。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の主要な目的は、
前記各従来技術が抱えている欠点、問題点を解消するも
のであり、優れた耐食性・耐摩耗性を有する硬化皮膜を
形成するための溶射粉末を提供することである。また、
本発明の他の目的は、金属部品に優れた耐食性・耐摩耗
性を与えるべくその表面に前記溶射粉末を使用した溶射
硬化皮膜を形成した部品を提供することである。

【００１８】即ち、本発明は、これらの課題を解決する
ものであり、粉末全体重量に対し、７０〜９５重量％の
セラミックス相と、５〜３０重量％の金属相から構成さ
れており、前記セラミックス相は、セラミックス相の全
重量に対して、６０〜９９重量％のタングステンカーバ
イドと、１〜４０重量％のクロムカーバイドを含み、ま
た、前記金属相は、金属相の全重量に対し４０〜７０重
量％のＮｉと、１０〜３５重量％のＣｒ、および１０〜
２５重量％のＭｏを含む溶射用粉末である。

【００１９】また、前記金属相を、金属相の全重量に対
し、４０〜６０重量％のＮｉと、２０〜３５重量％のＣ
ｒ、および、１５〜２５重量％のＭｏを含むことを特徴
とする溶射用粉末であり、更に、前記金属相を、金属相
の全重量に対し、５０〜７０重量％のＮｉと、１０〜２
０重量％のＣｒと、１０〜２０重量％のＭｏと、３〜５
重量％のＷ、および、１〜３重量％のＣｏを含むことを
特徴とする溶射用粉末である。

【００２０】また、本発明は、皮膜の全体重量に対し、
７０〜９５重量％のセラミックス相と、５〜３０重量％
の金属相から構成されており、前記セラミックス相は、
セラミックス相の全重量に対し、６０〜９９重量％のタ
ングステンカーバイドと、１〜４０重量％のクロムカー
バイドを含み、また前記金属相は、金属相の全重量に対
し４０〜７０重量％のＮｉと、１０〜３５重量％のＣｒ
および、１０〜２５重量％のＭｏを含む溶射皮膜を被覆
された部品により解決するものである。

【００２１】更に、前記金属相を、金属相の全重量に対
し、４０〜６０重量％のＮｉと、２０〜３５重量％のＣ
ｒおよび、１５〜２５重量％のＭｏを含むことを特徴と
する溶射皮膜を被覆された部品により、更にまた、前記
金属相を、金属相の全重量に対し５０〜７０重量％のＮ
ｉと、１０〜２０重量％のＣｒと、１０〜２０重量％の
Ｍｏと、３〜５重量％のＷおよび、１〜３重量％のＣｏ
を含むことを特徴とする溶射皮膜を被覆した部品によ
り、これを解決する。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明における優れた耐食
性、耐摩耗性を有する溶射皮膜として使用される粉末、
および前記溶射粉末を使用して溶射皮膜を表面に形成さ
れた部品について説明する。本発明は、耐摩耗性に優れ
たＷＣ、耐食性に優れた合金、及びそれらの界面結合相
の耐食性を向上させるためのクロムカーバイドの組み合
わせにより、耐食性と耐摩耗性を兼ね備えた皮膜を、そ
の表面に形成することができる溶射粉末である。

【００２３】即ち、非常に高い耐食性を有するＮｉ４０
〜７０重量％と、Ｃｒ１０〜３５重量％、および、Ｍｏ
１０〜２５重量％を含み、更に好ましくは、Ｎｉ、Ｃ
ｒ、Ｍｏの合計重量が９０重量％以上である合金（以
下、耐食性Ｎｉ基合金という）を使用することにより、
溶射皮膜の耐食性を向上させるものである。

【００２４】更に、前記耐食性Ｎｉ基合金は、それがい
かなる用途に利用されるかによって、より好ましい組成
が存在する。例えば、塩酸や硫酸等による腐食の激しい
環境において使用される場合には、それらの厳しい環境
で優れた耐食性を示す、例えば、Ｎｉ−１５．５Ｃｒ−
１６．０Ｍｏ−３．７Ｗ−１．５Ｃｏ合金粉末のような
ものが好ましい。更にまた、高温での酸化性、耐浸性な
どに対処する場合には、例えば、Ｎｉ−２８．０Ｃｒ−
２０．０Ｍｏ合金粉末のようなものが好ましいものとな
る。

【００２５】なお、合金粉末が、合金粉末の製造課程に
おいて混入する不純物、また微粉末化をしやすくするた
め、およびその他の目的のための添加物として、例えば
Ｂ、Ｃ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｔｉのようなものを
それぞれ０〜３重量％程度含むこともあるが、本発明の
溶射粉末は、これらを含んでいても、同様の性能、効果
を得ることができる。

【００２６】なお、前記の合金中における数字は、それ
ぞれの金属の含有量を重量％で示したものであり、例え
ば、Ｎｉ−２０Ｃｒ−１０Ｃｏ合金とは、２０重量％の
Ｃｒと１０重量％のＣｏを含み、残部がＮｉ、つまり７
０重量％のＮｉを含む合金であることを示す。

【００２７】また、本発明は、界面の結合相中へのＷの
固溶を、耐食性の高いＣｒに置き換えて固溶させること
により、耐食性を向上させるものである。即ち、Ｃｒ₃
Ｃ₂、Ｃｒ₇Ｃ₃、Ｃｒ₂₃Ｃ₆ などのクロムカーバイト
（以下、ＣｒＣという）を添加することにより、耐食性
を向上させることができる。

【００２８】ＣｒＣは、セラミックス相の１重量％を占
める程度の添加で、Ｗの結合相への固溶を大幅に抑制す
ることができるため、耐食性は大きく向上する。本発明
においては、セラミックス相はセラミックス相の全重量
の６０〜９９重量％のＷＣとセラミックス相の全重量の
１〜４０重量％のＣｒＣで構成される。

【００２９】ＷＣがセラミックス相の全重量の６０重量
％未満であり、ＣｒＣがセラミックス相の全重量の４０
重量％を超えると、溶射効率が低下し、更に溶射により
形成される被膜が著しく低下し、充分な耐摩耗性を得る
ことができない恐れがある。また、ＷＣがセラミックス
相の全重量の９９重量％を超え、ＣｒＣがセラミックス
相の全重量の１重量％未満であると、界面の結合相に固
溶されるＷ量が多くなり、腐食環境下における結合相中
のＷが溶出し、セラミックス粒子の脱離を招き、充分な
耐食性が得られない。

【００３０】本発明における粉末は、ＷＣ、ＣｒＣを含
むセラミックス相が溶射粉末の全体重量の７０〜９５重
量％、耐食性Ｎｉ基合金からなる金属相が溶射粉末全体
重量体の５〜３０重量％で構成される。セラミックス相
が溶射粉末の全体重量の７０重量％未満であり、金属相
が溶射粉末全体重量の３０重量％を超えると、溶射によ
り形成される皮膜の硬度と耐摩耗性が著しく低下して、
実用に供せられない恐れがある。

【００３１】また、セラミックス相が溶射粉末全体重量
の９５重量％を超え、金属相が溶射粉末全体の５重量％
未満であると、セラミックス粒子のバインダーとして作
用する金属相の量が不足し、溶射により形成される皮膜
の靭性が低下するとともに、基材との密着性も低下し
て、剥離しやすくなる。

【００３２】本発明の溶射粉末は、その製造方法には特
に制限はないが、前記［従来の技術］段落における例で
も示したように、各原料粉末を混合、造粒した球形の顆
粒粉末を、脱脂、焼結、解砕、分級して得ることができ
る粒径の揃った球形の粉末が好ましい。その際、焼結は
９００℃以上で、５時間以上行うことが好ましい。実際
の焼結温度は、組成により適切な設定が必要であるが、
焼結時間を一定温度で５時間以上焼結することにより、
均一で硬質な球状粒子を得ることができる。

【００３３】また、造粒して得られる顆粒の粒度分布
は、５〜７５μｍであることが好ましい。即ち、粒度分
布５〜７５μｍの顆粒を焼結し、解砕、分級することに
より、高速フレーム溶射に適した粒度分布が６〜６３μ
ｍの溶射粉末を得ることができる。また、条件を変更す
ることにより必要に応じて、粒度分布６〜３８μｍ、１
０〜４５μｍ、１５〜４５μｍ、１５〜５３μｍ、２０
〜６３μｍの各溶射粉末を作製し、溶射装置の種類や出
力に応じて使い分けることができる。尚、ここでいう
「粒度分布」とは、レーザ回折式粒度測定機を用いて求
められたＤ₅ 〜Ｄ₉₅の値を示す。

【００３４】このようにして、粒度分布が１５〜４５μ
ｍであり、組成がセラミックス相（ＷＣ８０重量％、Ｃ
ｒＣ２０重量％）８５重量％、金属相（Ｎｉ−１５．５
Ｃｒ−１６．０Ｍｏ−３．７Ｗ−１．５Ｃｏ−０．９Ｓ
ｉ−０．２Ｍｎ−０．１Ｃ）１５重量％である溶射粉末
を作製し、ＴＡＦＡ社製の高速フレーム溶射装置である
ＪＰ−５０００において溶射された皮膜のビッカース硬
度は１，１００〜１，３００ｋｇ／ｍｍ²に達し、良好
な耐摩耗性、耐食性を示す。この本発明の溶射粉末を用
いて、高速フレーム溶射を行うことにより、溶射皮膜中
の気孔率は１％以下と少なく、緻密な溶射皮膜を得るこ
とができる。

【００３５】

【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳細に
説明するが、本発明は、これらの実施例により何ら限定
されるものではない。＜溶射粉末の作製＞表１に示す組成の溶射粉末（実施例
１〜６、比較例１〜９）を、造粒、焼結した後、解砕、
分級を行い、粒度範囲が１５〜４５μｍとなるように粒
度調整を行った。作製条件は以下の通りである。

【００３６】作製条件：造粒装置噴霧型造粒機造粒後の粉末の粒度範囲５〜７５μｍ脱脂、焼結装置真空脱脂焼結炉焼結条件Ａｒ雰囲気下で１，２５０℃にて５時間解砕装置ボールミル式解砕機分級装置振動式篩い機、気流分級機

【００３７】

【表１】

【００３８】実施例１〜６は、本発明に適合する実施例
である。比較例１〜４は、ＣｒＣの添加量が本発明の適
用範囲を外れた場合である。比較例５、６引例１に準じ
た組成物である。比較例７は、市販されているＷＣ−２
０％ＣｒＣ−７％Ｎｉに準じた組成物である。比較例
８、９は、引例３に準じた組成物である。

【００３９】＜溶射皮膜の特性測定および評価＞実施例
１〜６および比較例１〜９において、溶射皮膜の特性
は、下記の方法により測定および評価した。Ａ．硬度測定および評価下記の溶射条件（１）で形成された溶射皮膜を切断、断
面を研磨により鏡面加工し、溶射皮膜断面のビッカース
硬度を測定した。試験機には、島津製作所製ビッカース
硬度試験機ＨＭＶ−１を用いた。圧子はダイヤモンド製
正四角錐で、対面角は１３６°である。圧子の試験荷重
は０．２ｋｇｆ、負荷後の保持時間は１５秒とした。

【００４０】試験用皮膜の溶射条件および評価基準は、
下記の通りである。ａ）溶射条件（１）溶射機ＴＡＦＡ社製ＨＶＯＦ溶射機ＪＰ−５０００酸素流量１９００ｓｃｐｈ灯油流量５．１ｇｐｈ基材ＳＳ４００鋼板溶射皮膜厚さ３００μｍｂ）評価基準（１） ○：ビッカース硬度（Ｈｖ０．２）の値が、１，１００
以上 ×：ビッカース硬度（Ｈｖ０．２）の値が、１，１００
未満

【００４１】Ｂ．耐食試験（塩酸）および評価下記の溶射条件（２）で形成された溶射皮膜を基材から
切り離し、溶射皮膜のみから成る１５ｍｍ×１５ｍｍ×
０．３ｍｍの試験片を作製し、５０容量％塩酸（濃塩
酸：水＝１：１）中に２４０時間浸漬し、浸漬後の試験
片の重量を浸漬前のそれで除することにより、原重量か
らの損失重量比を測定した。溶液の温度は６０℃に保っ
た。

【００４２】試験用皮膜の溶射条件および評価基準は、
下記の通りである。ａ）溶射条件（２）溶射機ＴＡＦＡ社製ＨＶＯＦ溶射機ＪＰ−５０００酸素流量１９００ｓｃｐｈ灯油流量５．１ｇｐｈ基材ＳＳ４００鋼板溶射皮膜厚さ３００μｍｂ）評価基準（２） ○：損失重量比（％）の値が、１．５未満 ×：損失重量比（％）の値が、１．５以上

【００４３】Ｃ．耐食試験（塩水）および評価下記の溶射条件（３）で形成された溶射皮膜を塩水噴霧
試験（ＪＩＳＺ２３７１）を行い、２４０時間後の
外観を目視により観察し、赤錆の発生状態を調査した。
本試験は、腐食の進行により貫通気孔が形成される
と、基材と塩水の反応により赤錆が発生する原理を利用
したものである。

【００４４】試験用皮膜の溶射条件および評価基準は、
下記の通りである。ａ）溶射条件（３）溶射機ＴＡＦＡ社製ＨＶＯＦ溶射機ＪＰ−５０００酸素流量１９００ｓｃｐｈ灯油流量５．１ｇｐｈ基材ＳＳ４００鋼板（５０ｍｍ×７０ｍｍ×２．３ｍｍ）溶射皮膜厚さ１００μｍｂ）評価基準（３） ○：皮膜表面の変化なし ×：皮膜表面に腐食による赤錆が発生

【００４５】Ｄ．乾式耐摩耗試験および評価下記の溶射条件（４）で形成された溶射皮膜をスガ式摩
耗試験機（ＪＩＳＨ８６８２に記載）を用いて摩耗試
験を行った。評価方法は基準試料の摩耗量（ｍｍ³）に
対する試料の摩耗量（ｍｍ³）の体積比を摩耗比として
算出した。使用した研磨紙はＳｉＣ＃１８０、試験荷重
は３．１５ｋｇｆ、摺動回数は４００回とした。

【００４６】試験用皮膜の溶射条件および評価基準は、
下記の通りである。ａ）溶射条件（４）溶射機ＴＡＦＡ社製ＨＶＯＦ溶射機ＪＰ−５０００酸素流量１９００ｓｃｐｈ灯油流量５．１ｇｐｈ基材ＳＳ４００鋼板（５０ｍｍ×７０ｍｍ×２．３ｍｍ）溶射皮膜厚さ３００μｍｂ）評価基準（４） ○：摩耗比（％）の値が、１５未満 ×：摩耗比（％）の値が、１５以上

【００４７】Ｅ．湿式耐摩耗試験および評価下記の溶射条件（５）で作製した溶射皮膜を特開２００
０−１８０３３１号公報に記載の湿式摩耗試験機を用い
て評価した。研磨材にはＡ＃８（ＪＩＳＲ６１１１）
を使用した。これに水を加えてスラリー濃度を８０重量
％とした。基準試料には機械構造用炭素鋼鋼管ＳＴＫＭ
１２Ｃを用いた。溶射皮膜厚さは、３００μｍとした。
評価方法は、基準試料とするＳＳ４００鋼板（５０ｍｍ
×７０ｍｍ×２．３ｍｍ）の摩耗量（ｍｍ³）に対する
試料の摩耗量（ｍｍ³）の体積比を摩耗比として算出し
た。試験時間は、２００時間（摺動距離：５．６７×１
０⁵ｍ）とした。

【００４８】試験用皮膜の溶射条件および評価基準は、
下記の通りである。ａ）溶射条件（５）溶射機ＴＡＦＡ社製ＨＶＯＦ溶射機ＪＰ−５０００酸素流量１９００ｓｃｐｈ灯油流量５．１ｇｐｈ基材機械構造用炭素鋼鋼管ＳＴＭＫ１２Ｃ（２５φ×高さ７５ｍｍ）溶射皮膜厚さ３００μｍｂ）評価基準（５） ○：摩耗比（％）の値が、１０未満 ×：摩耗比（％）の値が、１０以上

【００４９】各試験による評価結果を表２に示す。

【００５０】

【表２】

【００５１】実施例１〜６は全ての試験において良好な
結果であった。耐食性、耐摩耗性が求められる湿式摩耗
試験においては、両特性を兼ね揃えた実施例２、５が特
に良い結果となった。比較例１、３はＣｒＣの添加量が
少ないため、耐摩耗性は高いが、耐食性には問題がある
結果となった。全くＣｒＣを含まない比較例５、６に関
しては、更にその傾向が強く耐食性が著しく低下してい
る。

【００５２】また、比較例２、４は、ＣｒＣの添加量が
多すぎるため、硬度が低下し、耐摩耗性も著しく低下し
ている。比較例７、８、９は、金属相が純Ｎｉもしくは
ＮｉＣｒ合金であるためと考えられるが、耐塩酸、塩水
噴霧試験での耐食性が低いことが問題である。

【００５３】

【発明の効果】本発明の溶射粉末およびそれを用いて溶
射皮膜された部品は、つぎの効果を有している。即ち、
１）粉末全体重量に対し、７０〜９５重量％のセラミッ
クス相と、５〜３０重量％の金属相から構成されてお
り、前記セラミックス相は、セラミックス相の全重量に
対して、６０〜９９重量％のタングステンカーバイド
と、１〜４０重量％のクロムカーバイドを含み、また、
前記金属相は、金属相の全重量に対し４０〜７０重量％
のＮｉと、１０〜３５重量％のＣｒ、および１０〜２５
重量％のＭｏを含む溶射用粉末により、耐食性、耐摩耗
性に優れた溶射皮膜の生成が可能となった。

【００５４】２）前記金属相を、金属相の全重量に対
し、５０〜７０重量％のＮｉと、１０〜２０重量％のＣ
ｒと、１０〜２０重量％のＭｏと、３〜５重量％のＷ、
および、１〜３重量％のＣｏを含むものとする溶射用粉
末により、界面結合相の耐食性を向上させた、耐食性、
耐摩耗性に優れた溶射皮膜の生成が可能となった。

【００５５】３）前記金属相を、金属相の全重量に対
し、５０〜７０重量％のＮｉと、１０〜２０重量％のＣ
ｒと、１０〜２０重量％のＭｏと、３〜５重量％のＷ、
および、１〜３重量％のＣｏを含むものとする溶射用粉
末により、より安定した状態で、界面結合相の耐食性を
向上させた、耐食性、耐摩耗性に優れた溶射皮膜の生成
を可能とした。

【００５６】４）皮膜の全体重量に対し、７０〜９５重
量％のセラミックス相と、５〜３０重量％の金属相から
構成されており、前記セラミックス相は、セラミックス
相の全重量に対し、６０〜９９重量％のタングステンカ
ーバイドと、１〜４０重量％のクロムカーバイドを含
み、また前記金属相は、金属相の全重量に対し４０〜７
０重量％のＮｉと、１０〜３５重量％のＣｒおよび、１
０〜２５重量％のＭｏを含む溶射皮膜を被覆した部品に
より、腐食環境下において作動し、かつ厳しい耐摩耗性
の要求に適応し得る部品を提供することができる。

【００５７】５）前記金属相が、金属相の全重量に対
し、４０〜６０重量％のＮｉと、２０〜３５重量％のＣ
ｒおよび、１５〜２５重量％のＭｏを含むことを特徴と
する溶射皮膜を被覆した部品により、安定した状態で、
より苛酷な腐食環境下において作動し、かつ厳しい耐摩
耗性の要求に適応し得る部品を提供することができる。

【００５８】６）前記金属相が、金属相の全重量に対し
５０〜７０重量％のＮｉと、１０〜２０重量％のＣｒ
と、１０〜２０重量％のＭｏと、３〜５重量％のＷおよ
び、１〜３重量％のＣｏを含むことを特徴とする溶射皮
膜を被覆した部品により、より安定した状態で、より厳
しい耐食性と耐摩耗性の要求に適応し得る部品を提供す
ることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大澤悟愛知県西春日井郡西枇杷島町地領２丁目１番地の１株式会社フジミインコーポレーテッド内Ｆターム(参考） 4K018 AD06 BA11 BD09 4K031 CB02 CB10 CB14 CB21 CB22 CB23 CB45

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】皮膜形成に用いる溶射用粉末において、粉末全体重量に対し、７０〜９５重量％のセラミックス
相と、５〜３０重量％の金属相から構成されており、前
記セラミックス相は、セラミックス相の全重量に対し
て、６０〜９９重量％のタングステンカーバイドと、１
〜４０重量％のクロムカーバイドを含み、また、前記金
属相は、金属相の全重量に対し４０〜７０重量％のＮｉ
と、１０〜３５重量％のＣｒ、および１０〜２５重量％
のＭｏを含むことを特徴する溶射用粉末。
【請求項２】前記金属相が、金属相の全重量に対し、
４０〜６０重量％のＮｉと、２０〜３５重量％のＣｒ、
および、１５〜２５重量％のＭｏを含むことを特徴とす
る請求項１に記載の溶射用粉末。
【請求項３】前記金属相が、金属相の全重量に対し、
５０〜７０重量％のＮｉと、１０〜２０重量％のＣｒ
と、１０〜２０重量％のＭｏと、３〜５重量％のＷ、お
よび、１〜３重量％のＣｏを含むことを特徴とする請求
項１に記載の溶射用粉末。
【請求項４】表面上に溶射皮膜を形成してなる部品で
あって、前記溶射皮膜が、皮膜の全体重量に対し、７０
〜９５重量％のセラミックス相と、５〜３０重量％の金
属相から構成されており、前記セラミックス相は、セラ
ミックス相の全重量に対し、６０〜９９重量％のタング
ステンカーバイドと、１〜４０重量％のクロムカーバイ
ドを含み、また前記金属相は、金属相の全重量に対し４
０〜７０重量％のＮｉと、１０〜３５重量％のＣｒおよ
び、１０〜２５重量％のＭｏを含むことを特徴する部
品。
【請求項５】前記金属相が、金属相の全重量に対し、
４０〜６０重量％のＮｉと、２０〜３５重量％のＣｒお
よび、１５〜２５重量％のＭｏを含むことを特徴とする
請求項４に記載の部品。
【請求項６】前記金属相が、金属相の全重量に対し５
０〜７０重量％のＮｉと、１０〜２０重量％のＣｒと、
１０〜２０重量％のＭｏと、３〜５重量％のＷおよび、
１〜３重量％のＣｏを含むことを特徴とする請求項４に
記載の部品。