JP2992166B2 - 炭化物系溶射膜の形成方法 - Google Patents
炭化物系溶射膜の形成方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、各種耐摩耗部材（例え
ば、ロール，ポンプのロータなど）の製造に際して、部
材表面への硬質炭化物の溶射膜の形成方法に関する。
ば、ロール，ポンプのロータなど）の製造に際して、部
材表面への硬質炭化物の溶射膜の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、各種耐摩耗部材の製造に際し
て、部材表面に炭化物と結合金属との溶射膜を形成する
ことは広く知られており、さらに、溶射膜を熱間等方加
圧処理（ＨＩＰ）により緻密化することも、例えば、特
開昭６１−１５９５６６号公報、特開平３−７９７５１
号公報等に記載されている。
て、部材表面に炭化物と結合金属との溶射膜を形成する
ことは広く知られており、さらに、溶射膜を熱間等方加
圧処理（ＨＩＰ）により緻密化することも、例えば、特
開昭６１−１５９５６６号公報、特開平３−７９７５１
号公報等に記載されている。
【０００３】また、特開平４−１０３７５０号公報に
は、Ｓｉ＋Ｂ＋Ｃ成分を含有させ、窒化物、硼化物、炭
化物を合成させて、硬化、強化させることが記載されて
いる。
は、Ｓｉ＋Ｂ＋Ｃ成分を含有させ、窒化物、硼化物、炭
化物を合成させて、硬化、強化させることが記載されて
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】かかる炭化物と結合金
属からなる溶射材をプラズマ炎のような高熱で溶融し、
溶射するに際しては、大気中の酸素により溶射材中の炭
素がＣＯ，ＣＯ2 となり、材料中の炭素量が減少する傾
向がある。
属からなる溶射材をプラズマ炎のような高熱で溶融し、
溶射するに際しては、大気中の酸素により溶射材中の炭
素がＣＯ，ＣＯ2 となり、材料中の炭素量が減少する傾
向がある。
【０００５】脱炭量は、大気プラズマ溶射が最も多く、
減圧プラズマ溶射や高速炎溶射では少なくなるなど溶射
の方法により異なるが、いずれの溶射方法でも炭素量が
減少する傾向は同じである。
減圧プラズマ溶射や高速炎溶射では少なくなるなど溶射
の方法により異なるが、いずれの溶射方法でも炭素量が
減少する傾向は同じである。
【０００６】溶射材中の炭素が減少すると、図１のＷ−
Ｃｏ−Ｃ系の状態図に示されているように、Ｃｏ3 Ｗ3
Ｃ，Ｃｏ6 Ｗ6 Ｃ，Ｃｏ2 Ｗ4 Ｃのような結合金属との
複炭化物が形成される。この複炭化物は、溶射時にも形
成されるが、溶射後の結合強化や強度向上のための熱処
理によって、溶射直後の非平衡状態から平衡状態への変
態の進行によって多く形成され、材料の特性が劣化した
ものとなる。
Ｃｏ−Ｃ系の状態図に示されているように、Ｃｏ3 Ｗ3
Ｃ，Ｃｏ6 Ｗ6 Ｃ，Ｃｏ2 Ｗ4 Ｃのような結合金属との
複炭化物が形成される。この複炭化物は、溶射時にも形
成されるが、溶射後の結合強化や強度向上のための熱処
理によって、溶射直後の非平衡状態から平衡状態への変
態の進行によって多く形成され、材料の特性が劣化した
ものとなる。
【０００７】この種の炭化物の形成は、結合金属の減少
により高温での塑性変形が起こりにくくなり、熱間等方
加圧処理による緻密化に際し、処理温度が高くなった
り、気孔が残留し易くなる。
により高温での塑性変形が起こりにくくなり、熱間等方
加圧処理による緻密化に際し、処理温度が高くなった
り、気孔が残留し易くなる。
【０００８】この複炭化物の形成は、溶射膜の靱性を高
めるべき結合金属が硬くて脆い炭化物となり、溶射膜の
強度と靱性の低下を招く。このため、溶射後の加工が困
難となる。
めるべき結合金属が硬くて脆い炭化物となり、溶射膜の
強度と靱性の低下を招く。このため、溶射後の加工が困
難となる。
【０００９】また、この複炭化物は、アルカリに極めて
溶解しやすく、アルカリ雰囲気中での耐食性が極端に低
下する。
溶解しやすく、アルカリ雰囲気中での耐食性が極端に低
下する。
【００１０】さらに、炭素量が少ない場合には、例えば
ＷＣ−Ｃｏ系ではＷＣの分解によるＷの析出が起こる。
Ｗは、金属中でも最も熱膨張率が小さく、台金と溶射膜
の熱膨張率の差による残留応力の形成が大きくなり、溶
射膜の強度低下を来す。
ＷＣ−Ｃｏ系ではＷＣの分解によるＷの析出が起こる。
Ｗは、金属中でも最も熱膨張率が小さく、台金と溶射膜
の熱膨張率の差による残留応力の形成が大きくなり、溶
射膜の強度低下を来す。
【００１１】また、母材と溶射膜の熱膨張率の差による
残留応力を緩和するために、母材側では硬質粒子を少な
くして結合金属を多くし、表面側では硬さを増すために
硬質粒子を多くし、結合金属を少なくする方法がよく採
られ、熱間等方加圧処理した緻密な被膜を形成するに際
して有効な手段である。
残留応力を緩和するために、母材側では硬質粒子を少な
くして結合金属を多くし、表面側では硬さを増すために
硬質粒子を多くし、結合金属を少なくする方法がよく採
られ、熱間等方加圧処理した緻密な被膜を形成するに際
して有効な手段である。
【００１２】しかし、溶射時に脱炭すると、熱間等方加
圧処理時に結合金属は複炭化物を形成し、残留応力緩和
の効果を著しく損なう。
圧処理時に結合金属は複炭化物を形成し、残留応力緩和
の効果を著しく損なう。
【００１３】また、溶射膜中の炭素量が減少すると、前
述した複炭化物の形成のほか、炭化物の金属／炭素比が
大きい炭化物が形成されることがある。たとえば、Ｃｒ
3 Ｃ2 がＣｒ7 Ｃ3 となる変化である。このとき、炭化
物の熱膨張率は１１．７×１０-6／℃から９．４×１０
-6／℃に減少し、鋼を母材とする溶射膜の形成に、とく
に溶射後に熱処理を伴う場合には、熱膨張差による残留
応力が大きくなり、不利となる。
述した複炭化物の形成のほか、炭化物の金属／炭素比が
大きい炭化物が形成されることがある。たとえば、Ｃｒ
3 Ｃ2 がＣｒ7 Ｃ3 となる変化である。このとき、炭化
物の熱膨張率は１１．７×１０-6／℃から９．４×１０
-6／℃に減少し、鋼を母材とする溶射膜の形成に、とく
に溶射後に熱処理を伴う場合には、熱膨張差による残留
応力が大きくなり、不利となる。
【００１４】このような変態に伴う不都合も、溶射材中
に炭素分を添加配合するか、溶射後の溶射体に添加配合
することで、所定の炭化物と結合金属からなる溶射体と
し、解決することができる。
に炭素分を添加配合するか、溶射後の溶射体に添加配合
することで、所定の炭化物と結合金属からなる溶射体と
し、解決することができる。
【００１５】本発明において解決すべき課題は、金属、
セラミックス基体上に炭化物と結合金属からなる溶射材
を溶射して硬質皮膜を形成するに当たって、炭化物の分
解脱炭および結合金属との複炭化物形成による特性の劣
化を防止するための手段を提供することにある。
セラミックス基体上に炭化物と結合金属からなる溶射材
を溶射して硬質皮膜を形成するに当たって、炭化物の分
解脱炭および結合金属との複炭化物形成による特性の劣
化を防止するための手段を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、IV、Ｖ、
VI族金属の炭化物と結合金属からなる溶射材の溶射に際
して、溶射材中に、炭化物の脱炭量に見合う分だけ炭素
分を添加配合することを特徴とする。
VI族金属の炭化物と結合金属からなる溶射材の溶射に際
して、溶射材中に、炭化物の脱炭量に見合う分だけ炭素
分を添加配合することを特徴とする。
【００１７】また、第２の発明は、IV、Ｖ、VI族金属の
炭化物と結合金属からなる溶射膜に、溶射膜を形成する
炭化物の脱炭量に見合う分だけ炭素分を添加配合するこ
とを特徴とする。
炭化物と結合金属からなる溶射膜に、溶射膜を形成する
炭化物の脱炭量に見合う分だけ炭素分を添加配合するこ
とを特徴とする。
【００１８】また、第３の発明は、IV、Ｖ、VI族金属の
炭化物と結合金属からなる溶射材を溶射し、さらにこの
溶射膜に熱処理を加える場合において、溶射材の溶射に
際して溶射材中にあるいは溶射膜の熱処理に際して溶射
膜中に、炭化物の脱炭量に見合うだけ炭素分を添加配合
することを特徴とする。
炭化物と結合金属からなる溶射材を溶射し、さらにこの
溶射膜に熱処理を加える場合において、溶射材の溶射に
際して溶射材中にあるいは溶射膜の熱処理に際して溶射
膜中に、炭化物の脱炭量に見合うだけ炭素分を添加配合
することを特徴とする。
【００１９】結合金属としては、通常炭化物の結合材と
して用いられているＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｎｉ−Ｃｒ等の
鉄族金属あるいは、その合金を任意用いることができ
る。
して用いられているＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｎｉ−Ｃｒ等の
鉄族金属あるいは、その合金を任意用いることができ
る。
【００２０】添加配合する炭素の配合量としては、溶射
後の複炭化物の発生量が問題にならない程度の炭素量と
し、好ましくは、所定の炭化物と結合金属の相となるよ
うに炭素量を調整する。
後の複炭化物の発生量が問題にならない程度の炭素量と
し、好ましくは、所定の炭化物と結合金属の相となるよ
うに炭素量を調整する。
【００２１】添加する炭素としては、粉砕黒鉛，球晶黒
鉛，カーボンブラック等を使用できるが、とくに、酸化
し難い黒鉛粉末を使用するのがよい。
鉛，カーボンブラック等を使用できるが、とくに、酸化
し難い黒鉛粉末を使用するのがよい。
【００２２】また、添加配合する炭素は、黒鉛粉末と結
合金属をメカノフュージョンによって混合して得た黒鉛
粉末表面に結合金属の被覆層を形成した粒子を用いるこ
とができる。
合金属をメカノフュージョンによって混合して得た黒鉛
粉末表面に結合金属の被覆層を形成した粒子を用いるこ
とができる。
【００２３】
【作用】本発明は、溶射材中に炭素を含有せしめること
によって、雰囲気を炭化雰囲気とし、溶射中、炭化物中
の炭素の消耗を防止することができ、あるいは形成され
た溶射膜の熱処理時に、復炭することが可能となる。
によって、雰囲気を炭化雰囲気とし、溶射中、炭化物中
の炭素の消耗を防止することができ、あるいは形成され
た溶射膜の熱処理時に、復炭することが可能となる。
【００２４】
実施例ｌ 軟鋼からなる基体上に、ＷＣ−Ｃｏ系の溶射材の溶射膜
を形成するに当たって、本発明を適用した例について説
明する。
を形成するに当たって、本発明を適用した例について説
明する。
【００２５】粒子径が１０ミクロンのＷＣ粉末８３重量
％と、２ミクロン径のＣｏ粉末１７重量％とからなる混
合粉末を、大気プラズマ溶射装置で溶射電流値８００ア
ンペア、アークガスにＡｒを使用した条件で、２ｍｍ厚
に溶射膜を形成し、１１００℃で保持時問ｌ時間、Ａｒ
ガス雰囲気の条件で熱処理を行った。この溶射膜をＸ線
回折により相の同定をすると、Ｃｏ6 Ｗ6 ＣとＷＣの２
相を主とし、さらにＣｏ2 Ｗ4 Ｃ，Ｗの相が検出され
た。この溶射膜の炭素量は、溶射材の状態で５．１重量
％であったものが溶射膜では２．９重量％であり、溶射
時の脱炭量は２．２重量％であった。また、熱処理によ
る脱炭量はほとんどなかった。
％と、２ミクロン径のＣｏ粉末１７重量％とからなる混
合粉末を、大気プラズマ溶射装置で溶射電流値８００ア
ンペア、アークガスにＡｒを使用した条件で、２ｍｍ厚
に溶射膜を形成し、１１００℃で保持時問ｌ時間、Ａｒ
ガス雰囲気の条件で熱処理を行った。この溶射膜をＸ線
回折により相の同定をすると、Ｃｏ6 Ｗ6 ＣとＷＣの２
相を主とし、さらにＣｏ2 Ｗ4 Ｃ，Ｗの相が検出され
た。この溶射膜の炭素量は、溶射材の状態で５．１重量
％であったものが溶射膜では２．９重量％であり、溶射
時の脱炭量は２．２重量％であった。また、熱処理によ
る脱炭量はほとんどなかった。
【００２６】この結果に基づいて、上記組成を有するＷ
ＣとＣｏとの粉末に、粒子径が８ミクロンの黒鉛を加
え、ボールミルでｌ時間の条件で混合し、上記の条件で
溶射、熱処理を行った。混合物の組成は、ＷＣ７９．３
重量％、Ｃｏ１６．３重量％、黒鉛４．４重量％であっ
て、ＷＣとＣｏの所定組成の重量比が８３：１７の上記
溶射材９５．６重量％に対して、炭素量が４．４重量％
多いものであった。
ＣとＣｏとの粉末に、粒子径が８ミクロンの黒鉛を加
え、ボールミルでｌ時間の条件で混合し、上記の条件で
溶射、熱処理を行った。混合物の組成は、ＷＣ７９．３
重量％、Ｃｏ１６．３重量％、黒鉛４．４重量％であっ
て、ＷＣとＣｏの所定組成の重量比が８３：１７の上記
溶射材９５．６重量％に対して、炭素量が４．４重量％
多いものであった。
【００２７】この溶射材を、上記の黒鉛を余分に加えな
い溶射材と同様の条件で軟鋼に溶射したところ、溶射膜
の炭素量が５．ｌ重量％となり、さらに上記と同じ条件
で熱処理したところ、ＷＣとＣｏの２相からなる優良な
溶射膜を得ることができた。
い溶射材と同様の条件で軟鋼に溶射したところ、溶射膜
の炭素量が５．ｌ重量％となり、さらに上記と同じ条件
で熱処理したところ、ＷＣとＣｏの２相からなる優良な
溶射膜を得ることができた。
【００２８】実施例２ 実施例ｌで述べた２種の溶射材を実施例ｌと同じ条件で
溶射して試料を作成した。この２試料を温度１１００℃
で熱間等方加圧処理を施した。試片は軟鋼の缶に封入
し、圧力媒体としてＡｒガスを用い、圧力はｌ００ＭＰ
ａ、保持時間は１時問の条件とした。この結果、Ｃｏ6
Ｗ6 ＣとＷＣの２相を主とする試料は気孔が残留し完全
に緻密化せず、ＷＣとＣｏの２相からなる溶射膜のみが
完全に緻密化した。溶射膜の炭素量を調整するとこで、
低い温度で熱問等方加圧処理により緻密化することがで
きた。
溶射して試料を作成した。この２試料を温度１１００℃
で熱間等方加圧処理を施した。試片は軟鋼の缶に封入
し、圧力媒体としてＡｒガスを用い、圧力はｌ００ＭＰ
ａ、保持時間は１時問の条件とした。この結果、Ｃｏ6
Ｗ6 ＣとＷＣの２相を主とする試料は気孔が残留し完全
に緻密化せず、ＷＣとＣｏの２相からなる溶射膜のみが
完全に緻密化した。溶射膜の炭素量を調整するとこで、
低い温度で熱問等方加圧処理により緻密化することがで
きた。
【００２９】熱間等方加圧処理の温度を１２００℃とす
ると、２種の試料ともに完全に緻密化した。この試料に
ついて圧痕法により破壊靱性値の測定をしたところ、炭
素量を調整しない試料では８ＭＰａ（ｍ）0.5 、調整し
た試料では２０ＭＰａ（ｍ）0.5 となった。溶射膜の炭
素量を調整した上で熱間等方加圧処理することにより、
靱性の高い優良な溶射膜を形成することができた。
ると、２種の試料ともに完全に緻密化した。この試料に
ついて圧痕法により破壊靱性値の測定をしたところ、炭
素量を調整しない試料では８ＭＰａ（ｍ）0.5 、調整し
た試料では２０ＭＰａ（ｍ）0.5 となった。溶射膜の炭
素量を調整した上で熱間等方加圧処理することにより、
靱性の高い優良な溶射膜を形成することができた。
【００３０】実施例３ 実施例ｌの黒鉛粉末を単純にＷＣ粉末とＣo 粉末に加え
た溶射材を用い、同じ条件で溶射して１０個の試片を作
成し、溶射膜の炭素量を測定したところ、4.９重量％か
ら５．３重量％の範囲でばらついた。
た溶射材を用い、同じ条件で溶射して１０個の試片を作
成し、溶射膜の炭素量を測定したところ、4.９重量％か
ら５．３重量％の範囲でばらついた。
【００３１】そこで、８ミクロンの黒鉛粉末２１．３重
量％と２ミクロンのＣｏ粉末７８．７重量％をメカノフ
ュージョンで混合して、黒鉛粉末粒子の表面にＣｏ粉末
粒子が分散したＣ−Ｃｏメカノフュージョン粉末を調製
した。
量％と２ミクロンのＣｏ粉末７８．７重量％をメカノフ
ュージョンで混合して、黒鉛粉末粒子の表面にＣｏ粉末
粒子が分散したＣ−Ｃｏメカノフュージョン粉末を調製
した。
【００３２】この粉末２０．７重量％とＷＣ粉末７９．
３重量％（ＷＣ：Ｃｏ：Ｃが重量比で７９．３：１６．
３：４．４となる）に配合して、ボールミル混合し溶射
材とした。
３重量％（ＷＣ：Ｃｏ：Ｃが重量比で７９．３：１６．
３：４．４となる）に配合して、ボールミル混合し溶射
材とした。
【００３３】この溶射材を、実施例ｌと同様の条件で軟
鋼に溶射したところ、溶射膜の炭素量が５．８重量％と
なり、さらに上記と同じ条件で熱処理したところ、ＷＣ
とＣｏの２相に遊離黒鉛が生じた溶射膜ができた。
鋼に溶射したところ、溶射膜の炭素量が５．８重量％と
なり、さらに上記と同じ条件で熱処理したところ、ＷＣ
とＣｏの２相に遊離黒鉛が生じた溶射膜ができた。
【００３４】つぎに、８ミクロンの黒鉛粉末１６．３重
量％と２ミクロンのＣｏ粉末８３．７重量％をメカノフ
ュージョンで混合して、黒鉛粉末粒子の表面にＣｏ粉末
粒子が分散したＣ−Ｃｏメカノフュージョン粉末を調整
した。
量％と２ミクロンのＣｏ粉末８３．７重量％をメカノフ
ュージョンで混合して、黒鉛粉末粒子の表面にＣｏ粉末
粒子が分散したＣ−Ｃｏメカノフュージョン粉末を調整
した。
【００３５】この粉末１９．７重量％とＷＣ粉末８０．
３重量％（ＷＣ：Ｃｏ：Ｃが重量比で８０．３：１６．
４：３．３となる）に配合して、ボールミル混合し溶射
材とした。
３重量％（ＷＣ：Ｃｏ：Ｃが重量比で８０．３：１６．
４：３．３となる）に配合して、ボールミル混合し溶射
材とした。
【００３６】この溶射材を、上記の黒鉛を余分に加えな
い溶射材と同様の条件で軟鋼に溶射したところ、溶射膜
の炭素量が５．ｌ重量％となり、さらに上記と同じ条件
で熱処理したところ、ＷＣとＣｏの２相からなる優良な
溶射膜を得ることができた。
い溶射材と同様の条件で軟鋼に溶射したところ、溶射膜
の炭素量が５．ｌ重量％となり、さらに上記と同じ条件
で熱処理したところ、ＷＣとＣｏの２相からなる優良な
溶射膜を得ることができた。
【００３７】この溶射材を用い、同じ条件で溶射して１
０個の試片を作成し、溶射膜の炭素量を測定したとこ
ろ、５．０５重量％から５．１５重量％の間でばらつ
き、いずれの試片も熱処理後、ＷＣとＣｏの２相の溶射
膜とすることができた。
０個の試片を作成し、溶射膜の炭素量を測定したとこ
ろ、５．０５重量％から５．１５重量％の間でばらつ
き、いずれの試片も熱処理後、ＷＣとＣｏの２相の溶射
膜とすることができた。
【００３８】黒鉛粉末をＷＣとＣｏに単純に混合するよ
りも、黒鉛とＣｏをあらかじめメカノフュージョンによ
り黒鉛の周囲にＣｏが被覆した粉末を調整した方が、溶
射時の脱炭量が小さくかつ安定的となり、溶射、熱処理
後にＷＣとＣｏの２相組織とすることが容易になった。
りも、黒鉛とＣｏをあらかじめメカノフュージョンによ
り黒鉛の周囲にＣｏが被覆した粉末を調整した方が、溶
射時の脱炭量が小さくかつ安定的となり、溶射、熱処理
後にＷＣとＣｏの２相組織とすることが容易になった。
【００３９】実施例４ 溶射後の形成された溶射膜の復炭に係る第２の発明の実
施例である。
施例である。
【００４０】実施例ｌの黒鉛を加えない溶射材を用い、
同様の条件で溶射し、２ｍｍ厚の溶射膜を形成した。こ
の試料に熱間等圧加圧処理を施した。試料は、処理に先
立ち軟鋼缶に封入を行った。
同様の条件で溶射し、２ｍｍ厚の溶射膜を形成した。こ
の試料に熱間等圧加圧処理を施した。試料は、処理に先
立ち軟鋼缶に封入を行った。
【００４１】軟鋼の缶に封入する際に、缶と試料の間に
１．黒鉛粉末、２．黒鉛フェルトを充填した。また、
３．軟鋼の缶の内壁と溶射膜の双方に黒鉛を分散した塗
料を塗布、乾燥したのち、封入した試料も作成した。比
較試料として、４．軟鋼缶にそのまま溶射試料を封入し
た試料も作成した。
１．黒鉛粉末、２．黒鉛フェルトを充填した。また、
３．軟鋼の缶の内壁と溶射膜の双方に黒鉛を分散した塗
料を塗布、乾燥したのち、封入した試料も作成した。比
較試料として、４．軟鋼缶にそのまま溶射試料を封入し
た試料も作成した。
【００４２】これらの試料を温度と保持時間を変えて、
ｌ００ＭＰａ、Ａｒガス中で熱間等方加圧処理した。処
理後の試料を切り出し光学顕微鏡で観察したところ、溶
射膜の表面が炭化し、ＷＣとＣｏの２相組織となってい
た。熱間等方加圧処理の条件と表面の炭化した層の厚さ
の関係を表ｌに示す。このように、浸炭雰囲気中で熱処
理することで、溶射材に黒鉛を加えるのと同様に、溶射
膜中の炭素量を増加し、ＷＣとＣｏの２相からなる優良
な溶射膜を形成することができた。軟鋼缶にそのまま封
入した試料は、炭化によるＷＣとＣｏの２相組織が形成
されなかったばかりでなく、溶射膜と軟鋼缶が反応し溶
射膜が破壊した。
ｌ００ＭＰａ、Ａｒガス中で熱間等方加圧処理した。処
理後の試料を切り出し光学顕微鏡で観察したところ、溶
射膜の表面が炭化し、ＷＣとＣｏの２相組織となってい
た。熱間等方加圧処理の条件と表面の炭化した層の厚さ
の関係を表ｌに示す。このように、浸炭雰囲気中で熱処
理することで、溶射材に黒鉛を加えるのと同様に、溶射
膜中の炭素量を増加し、ＷＣとＣｏの２相からなる優良
な溶射膜を形成することができた。軟鋼缶にそのまま封
入した試料は、炭化によるＷＣとＣｏの２相組織が形成
されなかったばかりでなく、溶射膜と軟鋼缶が反応し溶
射膜が破壊した。
【００４３】
【表１】 実施例５ 軟鋼からなる基体上に、Ｃｒ3 Ｃ2 −Ｎｉ系の溶射材の
溶射膜を形成するに当たって、本発明を適用した例につ
いて説明する。
溶射膜を形成するに当たって、本発明を適用した例につ
いて説明する。
【００４４】粒子径が１０ミクロンのＣｒ3 Ｃ2 粉末７
５重量％と、２ミクロン径のＮｉ−Ｃｒ合金（Ｎｉ／Ｃ
ｒの重量比＝８０／２０）粉末２５重量％とからなる混
合粉末を、大気プラズマ溶射装置で溶射電流値８００ア
ンペア、アークガスにＡｒを使用した条件で、２ｍｍ厚
に溶射膜を形成し、１１００℃で保持時間１時間、Ａｒ
ガス雰囲気の条件で熱処理を行った。この溶射膜をＸ線
回折により相の同定をするとＣｒ7 Ｃ3 とＮｉ−Ｃｒ合
金相が検出された。この溶射膜の炭素量は、溶射材の状
態で１０・０重量％であったものが溶射膜では６．８重
量％であり、溶射時の脱炭量は３．２重量％であった。
また、熱処理による脱炭量はほとんどなかった。
５重量％と、２ミクロン径のＮｉ−Ｃｒ合金（Ｎｉ／Ｃ
ｒの重量比＝８０／２０）粉末２５重量％とからなる混
合粉末を、大気プラズマ溶射装置で溶射電流値８００ア
ンペア、アークガスにＡｒを使用した条件で、２ｍｍ厚
に溶射膜を形成し、１１００℃で保持時間１時間、Ａｒ
ガス雰囲気の条件で熱処理を行った。この溶射膜をＸ線
回折により相の同定をするとＣｒ7 Ｃ3 とＮｉ−Ｃｒ合
金相が検出された。この溶射膜の炭素量は、溶射材の状
態で１０・０重量％であったものが溶射膜では６．８重
量％であり、溶射時の脱炭量は３．２重量％であった。
また、熱処理による脱炭量はほとんどなかった。
【００４５】この結果に基づいて、上記組成を有するＣ
ｒ3 Ｃ2 とＮｉ−Ｃｒ合金粉末に、粒子径が８ミクロン
の黒鉛を加え、ボールミルで１時間の条件で混合し、上
記の条件で溶射、熱処理を行った。混合物の組成は、Ｃ
ｒ3 Ｃ2 ６８．３重量％、Ｎｉ−Ｃｒ２２．８重量％、
黒鉛８．９重量％であって、Ｃｒ3 Ｃ2 とＮｉ−Ｃｒ合
金の所定組成の重量比が７５：２５の上記溶射材９１．
ｌ重量％に対して、炭素量が８．９重量％多いものであ
った。
ｒ3 Ｃ2 とＮｉ−Ｃｒ合金粉末に、粒子径が８ミクロン
の黒鉛を加え、ボールミルで１時間の条件で混合し、上
記の条件で溶射、熱処理を行った。混合物の組成は、Ｃ
ｒ3 Ｃ2 ６８．３重量％、Ｎｉ−Ｃｒ２２．８重量％、
黒鉛８．９重量％であって、Ｃｒ3 Ｃ2 とＮｉ−Ｃｒ合
金の所定組成の重量比が７５：２５の上記溶射材９１．
ｌ重量％に対して、炭素量が８．９重量％多いものであ
った。
【００４６】この溶射材を、上記の黒鉛を余分に加えな
い溶射材と同様の条件で軟鋼に溶射したところ、溶射膜
の炭素量が１０．４重量％となり、さらに上記と同じ条
件で熱処理したところ、Ｃｒ3 Ｃ2 相とＮｉ−Ｃｒ合金
相の２相からなる優良な溶射膜を得ることができた。
い溶射材と同様の条件で軟鋼に溶射したところ、溶射膜
の炭素量が１０．４重量％となり、さらに上記と同じ条
件で熱処理したところ、Ｃｒ3 Ｃ2 相とＮｉ−Ｃｒ合金
相の２相からなる優良な溶射膜を得ることができた。
【００４７】以上の実施例の他に、炭化物と金属の組成
比を変えて、層状に形成した溶射膜についても同様の効
果が見られた。
比を変えて、層状に形成した溶射膜についても同様の効
果が見られた。
【００４８】
【発明の効果】本発明によって以下の効果を奏する。
【００４９】（ｌ） 炭素量を調整することで、溶射中
の炭化物の脱炭、溶射後の熱処理にともなう複炭化物の
形成が抑制され、溶射膜の強度と靱性が向上する。
の炭化物の脱炭、溶射後の熱処理にともなう複炭化物の
形成が抑制され、溶射膜の強度と靱性が向上する。
【００５０】（２） 炭素量を調整することで、溶射膜
の熱間等方加圧処理の際に生じる複炭化物の形成が抑制
され、低い温度で溶射膜を緻密化することができる。
の熱間等方加圧処理の際に生じる複炭化物の形成が抑制
され、低い温度で溶射膜を緻密化することができる。
【００５１】（３） 炭素量を調整することで、熱処理
にともなう複炭化物の形成が抑制され、硬質粒子と結合
金属の組成を徐々に変えることで、熱膨張率の差による
残留応力の緩和をはかることができる。
にともなう複炭化物の形成が抑制され、硬質粒子と結合
金属の組成を徐々に変えることで、熱膨張率の差による
残留応力の緩和をはかることができる。
【００５２】（４）炭素量を調整することで、熱処理に
伴う熱膨張率の小さい炭化物又は金属の形成が抑制さ
れ、熱膨張差による残留応力の発生を小さくすることが
できる。
伴う熱膨張率の小さい炭化物又は金属の形成が抑制さ
れ、熱膨張差による残留応力の発生を小さくすることが
できる。
【図１】 本発明の目的を説明するためのＷ−Ｃｏ−Ｃ
系の状態図である。
系の状態図である。
Claims (3)
- 【請求項１】 IV、Ｖ、VI族金属の炭化物と結合金属か
らなる溶射材の溶射に際して、溶射材中に、炭化物の脱
炭量に見合う分だけ炭素分を添加配合する炭化物系溶射
膜の形成方法。 - 【請求項２】 IV、Ｖ、VI族金属の炭化物と結合金属か
らなる溶射膜に、該溶射膜を形成する炭化物の脱炭量に
見合う分だけ炭素分を添加配合する炭化物系溶射膜の形
成方法。 - 【請求項３】 IV、Ｖ、VI族金属の炭化物と結合金属か
らなる溶射材を溶射し、さらにこの溶射膜に熱処理を加
える場合において、溶射材の溶射に際して溶射材中に、
あるいは溶射膜の熱処理に際して溶射膜中に、炭化物の
脱炭量に見合う分だけ炭素分を添加配合する炭化物系溶
射膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4226203A JP2992166B2 (ja) | 1992-08-25 | 1992-08-25 | 炭化物系溶射膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4226203A JP2992166B2 (ja) | 1992-08-25 | 1992-08-25 | 炭化物系溶射膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0665710A JPH0665710A (ja) | 1994-03-08 |
| JP2992166B2 true JP2992166B2 (ja) | 1999-12-20 |
Family
ID=16841512
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4226203A Expired - Lifetime JP2992166B2 (ja) | 1992-08-25 | 1992-08-25 | 炭化物系溶射膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2992166B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2409524A1 (fr) * | 2002-10-23 | 2004-04-23 | Hydro-Quebec | Particule comportant un noyau a base de graphite recouvert d'au moins une couche continue ou discontinue, leurs procedes d'obtention et leurs utilisations |
| JP6723681B2 (ja) * | 2014-10-20 | 2020-07-15 | 臼井国際産業株式会社 | 摺動用皮膜、摺動部品およびそれらの製造方法 |
| JP6861235B2 (ja) | 2019-04-04 | 2021-04-21 | 日本タングステン株式会社 | プラズマ処理装置用の部材、及び当該部材を備えるプラズマ処理装置 |
-
1992
- 1992-08-25 JP JP4226203A patent/JP2992166B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0665710A (ja) | 1994-03-08 |
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