JP2017066465A - 溶射用粉末及び溶射皮膜の形成方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態の溶射用粉末は、所定粒子径の一次粒子を凝集して得られる二次粒子を含んでなる。本実施形態の溶射用粉末を構成する二次粒子の平均押し込み硬さの下限は、4500N/mm2以上、好ましくは5000N/mm2以上、より好ましくは5500N/mm2以上である。平均押し込み硬さが4500N/mm2以上の場合、特に、低温プロセス溶射であっても耐久性に優れる皮膜を形成することができる。二次粒子の平均押し込み硬さの上限は、16500N/mm2以下、好ましくは16000N/mm2以下、より好ましくは15000N/mm2以下である。平均押し込み硬さの上限を16500N/mm2以下とすることにより、成膜性を向上できる。また、特に、低温プロセス溶射において、これまでと異なる溶射材料を使用することが可能となり、酸化を抑制した皮膜を形成したり、密着強度等の皮膜特性に優れた皮膜の形成が可能となる。
本実施形態の溶射用粉末は、平均押し込み硬さが4500〜16500N/mm2である二次粒子を含んでなり、該二次粒子の顆粒強度が10MPa以上であり、前記二次粒子を構成する一次粒子の平均粒子径が5μm以下である。かかる溶射用粉末を用いた場合、例えば低温プロセス溶射であっても成膜性を向上させることができ、また、耐久性に優れる皮膜を形成することができる。また、従来、低温プロセス溶射を行うことは困難であった押し込み硬さが高い材料を用いて、低温プロセス溶射を行うことが可能となった。それにより、酸化を抑制した皮膜形成と同時に、密着強度等の皮膜特性を向上させた皮膜形成ができるようになった。
(1)上記実施形態では、平均押し込み硬さが4500〜16500N/mm2である二次粒子を含んでなり、該二次粒子の顆粒強度が10MPa以上であり、前記二次粒子を構成する一次粒子の平均粒子径が5μm以下である溶射用粉末を構成した。したがって、かかる溶射用粉末を用いて溶射した場合、成膜性を向上させることができる。また、成膜速度を向上させることができる。さらには、耐久性に優れる皮膜を形成することができる。
・上記実施形態の溶射用粉末は、本発明の所定のパラメータを満たす溶射用粉末以外の成分を含むことを許容する。ただし、本発明の所定のパラメータを満たす溶射用粉末以外の成分の含有量はできるだけ少ないことが好ましく、5質量%未満がより好ましく、1質量%未満がさらに好ましい。
下記表1に示される材料からなる各実施例及び比較例の溶射用粉末を調製し、表2又は表3に示すコールドスプレーの各条件で、各溶射用粉末を基材表面に溶射した。溶射用粉末の製造方法は、造粒−焼結法の場合、表1に示される材料A、又は材料Aを含む粉末と材料Bを含む粉末を所定の割合で含む混合物を、3.6質量%ポリビニルアルコール(PVA)水溶液に分散させてスラリーを調製し、そのスラリーを噴霧造粒機を用いて気流中に噴霧し、乾燥させることで造粒粉末を作製した。そして、その造粒粉末を、不活性雰囲気中で、各材料の融点未満の温度で焼結し、さらに必要に応じてボールミルを用いて解砕及び分級することにより調製した。
比較例2は、材料Aを含む粉末を、溶融して冷却凝固させた後に粉砕し、その後必要に応じて分級することにより調製した。
表1に示される材料A又はBの“平均粒子径”欄(平均一次粒子径)は、走査電子顕微鏡(SEM)を用いて粒子の断面を観察することにより得られる粒子の断面画像を用いて測定した。二次粒子の“平均粒子径”欄(平均二次粒子径)は、レーザ回折/散乱式粒度測定器(堀場製作所社製、LA−300)を用いて測定した。
表1に示される“組成変動”欄には、溶射用粉末として材料A及びBから形成される複合粒子が用いられた場合に、成膜後の皮膜組成の変動が大きいか否かについて評価した結果を示す。溶射用粉末及び溶射皮膜の化学組成の測定は、島津製作所社製の蛍光X線分析装置“LAB CENTER XRF−1700”とLECO社製の炭素分析装置“WC−200”及び窒素酸素分析装置“ON736”を用いて行った。溶射前の溶射用粉末における押し込み硬さが高い材料の含有比率(1)に対し、溶射後の皮膜に含まれる押し込み硬さが高い材料の含有比率(2)とした場合、(1)/(2)が70%以上の場合を良(○)、70%未満の場合を不良(×)として評価した。
(a)前記溶射用粉末を溶射して得られた溶射皮膜。(b)前記溶射は、1000℃以下の溶射法が適用されて形成された溶射皮膜。従って、この(a)(b)に記載の発明によれば、これまでと異なる溶射材料を使用することが可能となり、酸化を抑制した皮膜を形成したり、密着強度等の皮膜特性に優れた皮膜の形成が可能となる。(c)前記溶射用粉末をコールドスプレー、特に高圧型コールドスプレーにより溶射して溶射皮膜を形成する溶射皮膜の形成方法。この場合、コールドスプレー、特に高圧型コールドスプレーにより溶射皮膜を形成することができる。
Claims (7)
- 平均押し込み硬さが4500〜16500N/mm2である二次粒子を含んでなり、
該二次粒子の顆粒強度が10MPa以上であり、
前記二次粒子を構成する一次粒子の平均粒子径が5μm以下である溶射用粉末。 - 前記二次粒子が、金属粒子を含んでなる請求項1に記載の溶射用粉末。
- さらに、前記二次粒子が、セラミックス粒子を含んでなる請求項2に記載の溶射用粉末。
- 前記二次粒子が、造粒−焼結粒子を含んでなる請求項1〜3のいずれか一項に記載の溶射用粉末。
- 前記二次粒子の平均粒子径が、40μm以下である請求項1〜4のいずれか一項に記載の溶射用粉末。
- 1000℃以下の溶射法に適用される請求項1〜5のいずれか一項に記載の溶射用粉末。
- 請求項1〜6のいずれか一項に記載の溶射用粉末を溶射して溶射皮膜を形成する溶射皮膜の形成方法。
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JP2011017079A (ja) * | 2009-06-10 | 2011-01-27 | Fujimi Inc | 溶射用粉末及び溶射皮膜の形成方法 |
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