JP3182623B2 - 火炎吹付により被覆を行うためのリボンおよび基体に準結晶相を溶着するための使用方法 - Google Patents

火炎吹付により被覆を行うためのリボンおよび基体に準結晶相を溶着するための使用方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は火炎吹付被覆用のリボン
またはビードに関する。
【０００２】さらに詳しくは、本発明は基体上に表面準
結晶合金被覆、すなわち少なくとも３０重量％の準結晶
相が存在する特別な結晶学的組織を有する合金の表面準
結晶合金被覆を溶着するのを可能になすリボンに関す
る。この型式のアルミニウム合金は例えばヨーロッパ公
開公報ＥＰ−Ａ−０ ３５６ ２８７に記載されてい
る。
【０００３】本発明においては、「準結晶相」なる用語
によって次のもの、すなわち １）通常トランスレーション対称性（ｔｒａｎｓｌａｔ
ｉｏｎ ｓｙｍｍｅｔｒｙ）、すなわちオーダー（ｏｒ
ｄｅｒ）５、８、１０および１２の回転軸線を有する対
称性とは調和しない回転対称性を有するもので、この対
称性は放射線の回折（ｄｅｆｒａｃｔｉｏｎ）によって
検出されるものである。これの参考は例えばポイントグ
ループ（ｐｏｉｎｔ ｇｒｏｕｐ）ｍ反転３ 反転５の
二十面体相（ｉｃｏｓａｈｅｄｒａｌ ｐｈａｓｅ）
（ボディー・シェクトマン、アイ・ブレッヒ、ディー・
グラティス、ジェー・ダブリュー・カーン、長範囲の配
向オーダーを有し、トランスレーション対称性を有しな
い金属相（ＭｅｔａｌｌｉｃＰｈａｓｅ ｗｉｔｈ Ｌ
ｏｎｇ−Ｒａｎｇｅ Ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ ａｎｄ
Ｎｏ Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｍｅｔｒ
ｙ）、フィジカル・レビュー・レターズ、第５３巻、第
２０号、１９８４年、第１９５１−１９５３頁参照）お
よびポイントグループ１０／ｍｍｍの十角形相（ｄｅｃ
ａｇｏｎａｌｐｈａｓｅ）（エル・ベンダスキー、一次
元トランスレーション対称性および十重回転軸線（Ｔｅ
ｎｆｏｌｄ Ｒｏｔａｔｉｏｎ Ａｘｉｓ）を有する準
結晶、フィジカル・レビュー・レターズ、第５５巻、第
１４号、１９８５年、第１４６１−１４６３頁参照）に
記載されている。真の十角形相のＸ線回折パターンは
「十角形準結晶の組織に対する回折による研究、ジェー
・エム・デュボア、シー・ジャノー、ジ・パネティー
ア、アー・ピアネリ、フィジカル・レターズ、Ａ１１７
−８（１９８６）、第４２１−４２７頁」に公開されて
いる。
【０００４】２）結晶学的組織がトランスレーション対
称性と調和して保持されるが、電子回折パターンにおい
て回折像を有し、これの対称性が回転軸線５、８、１０
または１２に密接している点で真の結晶である近似的相
または化合物。を包含している。
【０００５】これらの相の内、ヨーロッパ公開公報ＥＰ
−Ａ−０ ３５６ ２８７に記載されている合金組成に
属する原子組成Ａｌ65Ｃｕ20Ｆｅ10Ｃｒ5 を有するアル
ミニウム合金を特徴付ける斜方晶系相Ｏ1 が例示的に参
照されるが、この合金組成の格子パラメーターはナノメ
ーターで、ａo (1) ＝２．３６６、ｂo (1) ＝１．２６
７、ｃo (1) ＝３．２５２である。この斜方晶系相Ｏ1
は十角形相の近似物であると言われている。このもの
は、そのＸ線回折パターンを十角形相のＸ線回折パター
ンと区別することができない程十角形相に極めて密に近
似している。
【０００６】また原子数がＡｌ64Ｃｕ24Ｆｅ12に近い組
成を有する合金内に存在する斜方六面体相のパラメータ
ーａr ＝３．２０８ｎｍ、γ＝３６°が参照される（エ
ム・オーディエおよびピー・ギョット、準結晶における
擬似二十面体対称性の微晶質ＡｌＦｅＣｕ相、編集者エ
ム・ヴィ・ジャリックおよびエス・ラントクヴィスト、
ワールド・サイエンティフィック、シンガポール、１９
８９年）。
【０００７】この相は二十面体相の近似的相である。
【０００８】また原子数がＡｌ63Ｃｕ17.5Ｃｏ17Ｓｉ2
の合金内に存在するナノメーターにてそれぞれのパラメ
ーターａo (2) ＝３．８３、ｂo (2) ＝０．４１、ｃo
(2)＝５．２６およびａo (3) ＝３．２５、ｂo (3) ＝
０．４１、ｃo (3) ＝９．８を有する斜方晶系相Ｏ2 お
よびＯ3 、および原子数でＡｌ63Ｃｕ8 Ｆｅ12Ｃｒ12の
組成の合金を形成するナノメーターにてパラメーターａ
o (4) ＝１．４６、ｂ o (4) ＝１．２３、ｃo (4) ＝
１．２４の斜方晶系相Ｏ4 が参照される。
【０００９】また極めて頻繁に２つの準結晶相または近
似的な相とともに共存することが観察されている立方晶
系相Ｃが参照される。若干の合金Ａｌ−Ｃｕ−Ｆｅおよ
びＡｌ−Ｃｕ−Ｃｒ内に形成されるこの相は、アルミニ
ウムの位置に対する型式Ｃｓ−Ｃｌ組織相および格子パ
ラメーターａ1 ＝０．２９７ｎｍの合金元素の化学的順
位効果（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｏｒｄｅｒ ｅｆｆｅｃ
ｔ）による超格子構造より成っているのである。
【００１０】この立方晶系相の回折パターンは公開され
ている（シー・ドング・ジ・エム・デュボア、エム・ド
ゥボアスュー・シー・ジャノー、二十面体準結晶相Ａｌ
65Ｃｕ20Ｆｅ15の包晶的成長のニュートロン回折による
研究、原子数が組成Ａｌ65Ｃｕ20Ｆｅ15の立方晶系相試
料に対するジャーナル・フィジックスの凝縮された物質
（Ｃｏｎｄｅｎｓｅｄ Ｍａｔｔｅｒ）、２ （１９９
０年）、６３３９−６３６０頁）。
【００１１】また相ＣおよびＨの結晶の間の電子顕微鏡
により察されるエピタクシーの関係および結晶格子のパ
ラメーターを関連させる簡単な関係すなわち
【数１】 （４．５％以内まで）および CH =3√3 a1/2 （２．５
％以内まで）によって示されるような相Ｃから直接に誘
導される六角形組織相Ｈが参照される。この相は４０重
量％Ｍｎを含むＡｌ−Ｍｎ合金にて示されるような、Φ
ＡｌＭｎで示される六角形相の同一構造型のものである
（エム・エイ・テイラー、アルミニウム−マンガン二成
分系における金属間相、アクタ・メタラルジカ８（１９
６０年）２５６頁）。
【００１２】立方晶系、これの超格子構造およびこれに
よって誘導される相は近い組成の準結晶相の近似的な相
の種類を構成している。
【００１３】その特別な結晶学的組織とは別に、この合
金は、種々の基体に対する保護または硬化表面被覆の形
態の特に興味のある特別な特性を有する準結晶相を有す
るのである。
【００１４】従ってこれらの合金は良好な摩擦および硬
度特性および３００℃を超える温度における良好な安定
性を有する。これらの合金はまた摩耗、引っ掻き作用、
衝撃、腐食および空洞化に対する良好な抵抗力が酸化お
よび腐食に対する保護作用とともに求められるような分
野に使用されることができる。例えば大なる電気抵抗ま
たは熱伝導特性のような他の特性は電磁的連結作用また
は熱障壁のようなものを含む加熱装置に利用できるので
ある。
【００１５】従来、これらの準結晶合金を基体に対する
被覆の形態で利用するためには、先ず種々の元素から準
結晶合金を準備し、続いて研磨（ｇｒｉｎｄｉｎｇ）ま
たは微粒化によって研磨し、または噴霧化によってこの
合金の粉末を形成することが必要で、次にこれが、例え
ばプラズマトーチを使用して基体上に溶着または吹付け
られるようになされていたのである。
【００１６】このような手順は満足なものではあるが、
吹付けられる準結晶合金の量が少ない場合には面倒であ
る欠点がある。何故ならばこの合金の粉末を予め作るこ
とが必要であり、しかも一方では多くの合金の組成が望
まれるからである。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、準結晶合金
を製造する事前の作業を回避できて、また任意に予め規
定された組成の準結晶合金被覆を形成するのに適した準
結晶合金被覆を火炎吹付によって形成するのに使用でき
るビードまたはリボンを提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決する為の手段】本発明により構成される火
炎吹付被覆リボンは、有機結合剤および準結晶合金を形
成できる粉末または粉末混合物を組込んだコアより成っ
ていて、このコアが有機材料の鞘体によって包囲される
ようになっている。
【００１９】このリボンコアはまた火炎吹付作業の間に
粉末粒子が完全に融解されるまでにこれらの粉末粒子を
ともに結合させることのできる鉱物性結合剤を含むのが
有利である。鉱物性結合剤の１つの例として、アルミナ
繊維のような耐火性酸化物繊維が参照される。
【００２０】前述のようなリボンの組織は甚だ有利であ
る。何故ならば吹付けトーチに連続的に供給するのを可
能になす可撓性のリボンを得られるようになすために有
機結合剤および鞘体の材料を適当に選択することができ
るからである。
【００２１】さらに、このようなリボンには準結晶合金
を形成することのできる粉末混合物を使用できるから、
コア内に入れられる粉末の量を適当に配合することによ
って何れの任意な合金の組成も形成されることができる
のである。
【００２２】従って、本発明によるリボンによって、種
々の変化した組成を有する準結晶合金の被覆の製造が面
倒ではなくなり、望まれるように実施できるのである。
【００２３】このようなリボンにおいては、有機結合剤
および鞘体の有機材料は、例えば燃焼によって吹付け作
業の間にトーチ内で容易に消滅され得るように選択され
るのである。
【００２４】使用できる有機結合剤および有機材料はメ
チルセルロース、ヒドロキシセルロース、ヒドロキシエ
チルメチルセルロースおよびカルボキシメチルセルロー
スのようなセルロース誘導体およびポリビニルアルコー
ルおよびポリメタクリル酸のようなポリマーである。
【００２５】若干の場合には、リボンのコアは水および
／または有機可塑剤を含み、これが例えば蒸発および／
またはか焼によって火炎吹付作業の間に容易に消滅され
ることができるようになされるのである。
【００２６】可塑剤の例はグリセロール、エチレンギリ
コールおよびトリエタノールアミンである。コア内の有
機結合剤の重量比は一般に４０％を超過しない。コアが
鉱物性結合剤を含む場合には、その含有量は重量で６％
以下であるのが望ましい。
【００２７】本発明によるリボンの第１の実施例によれ
ば、コアは準結晶合金を形成できる唯１種の粉末を含ん
でいるが、この粉末は、 −ＸがＣｕおよびＣｏの中から選ばれた少なくとも１つ
の元素を示し、 −ＭがＦｅ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｍｏ、
Ｖ、Ｍｇ、Ｚｎ、ＧａおよびＰｄを含む群の内の１つま
たはそれ以上の元素を示し、 −ＮがＷ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｒｈ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｙ、
Ｓｉ、Ｇｅおよび稀土類を含む群の内の１つまたはそれ
以上の元素を示し、 −Ｉが１つまたはそれ以上の合金不純物を示し、 −ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅおよびｆが次の関係、すなわち ４８≦ａ＜９２ ０＜ｂ≦３０ ０≦ｃ≦５ ８≦ｄ≦３０ ０≦ｅ≦４ ０≦ｆ≦２ ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＝１００ ｂ＋ｄ＋ｅ≦４５ を満足させるような原子の％を示すものとして、 Ａｌa Ｘb （Ｂ，Ｃ）c Ｍd Ｎe Ｉf の組成の合金粉末になし得るのである。
【００２８】本発明によるリボンのこの実施例は、吹付
けられる準結晶合金の量が著しく大量で、このような合
金の粉末を事前に準備するのに値するような場合にも使
用できる。
【００２９】しかし、この場合には、火炎吹付作業は一
般に粉末合金と正確に同じ組成は有しないが、準結晶沈
着物の特性を有するような準結晶合金被覆が製造される
ようになる。
【００３０】本発明によるリボンの第２の実施例によれ
ば、コアは準結晶合金を形成できる粉末の混合物、例え
ば、ＸがＣｕおよびＣｏの中から選ばれた少なくとも１
つの元素を示し、ＭがＦｅ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｒｕ、
Ｏｓ、Ｍｏ、Ｖ、Ｍｇ、Ｚｎ、ＧａおよびＰｄを含む群
の内の１つまたはそれ以上の元素を示し、またＮがＷ、
Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｒｈ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｙ、Ｓｉ、Ｇｅ
および稀土類を含む群の内の１つまたはそれ以上の元素
を示し、Ｉが１つまたはそれ以上の合金不純物を示すも
のとし、粉末の混合物が、Ｘ、Ｍ、ＮおよびＩが前述に
て与えられた意味を有し、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅおよびｆ
が次の関係、すなわち ４８≦ａ＜９２ ０＜ｂ≦３０ ０≦ｃ≦５ ８≦ｄ≦３０ ０≦ｅ≦４ ０≦ｆ≦２ ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＝１００ ｂ＋ｄ＋ｅ≦４５ を満足させるような原子の％を示するものとして、 Ａｌa Ｘb （Ｂ，Ｃ）c Ｍd Ｎe Ｉf の組成に対応する比率になされた元素Ａｌ、Ｘ、Ｂ、
Ｃ、Ｍ、ＮおよびＩの粉末の混合物である準結晶合金を
形成できる粉末混合物を含んでいる。
【００３１】本発明によるリボンのこの第２の実施例は
遙かに興味のあるものである。何故ならば、この実施例
は甚だ異なる種々の組成を有する準結晶合金の吹付けを
行い得るリボンの製造を容易になすからである。従っ
て、この場合、この実施例は商業的に入手可能のリボン
のコアを製造するために所望の元素に対応する粉末を使
用し、注意深くこれらの粉末を調合して所望の合金組成
を得られるようになすのに充分である。
【００３２】本発明によるこの第２の実施例において
は、また例えば予め合金にされた粉末の形態のような組
合せ形態の合金の少なくとも２つの元素を供給すること
も可能になる。
【００３３】上述の吹付けリボンは通常の方法、特に一
方がコアを構成し、他方が外側鞘体を形成するような２
つのペーストを同時にスピニング（ｓｐｉｎｎｉｎｇ）
することによって準備されることができる。この型式の
方法は仏国公開公報ＦＲ−Ａ−１ ４４３ １４２にさ
らに詳しく記載されている。
【００３４】本発明の変形形態によれば、火炎吹付被覆
リボンは無機粉末の混合物により構成されたコアおよび
無機材料の鞘体を含み、この混合物の粉末および鞘体
は、ＸがＣｕおよびＣｏの中から選ばれた少なくとも１
つの元素を示し、ＭがＦｅ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｏｓ、
Ｍｏ、Ｖ、Ｍｇ、Ｚｎ、ＧａおよびＰｄを含む群から選
ばれた１つまたはそれ以上の元素を示し、ＮがＷ、Ｔ
ｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｒｈ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｙ、Ｓｉ、Ｇｅお
よび稀土類を含む群から選ばれた１つまたはそれ以上の
元素を示し、Ｉが１つまたはそれ以上の合金不純物を示
すものとして、全体（鞘体＋粉末の混合物）が準結晶合
金の組成に対応する比率のＡｌ、Ｘ、Ｂ、Ｃ、Ｍ、Ｎお
よびＩの中から選ばれた１つまたはそれ以上の元素によ
って構成されるようになされる。
【００３５】この場合、この準結晶合金の組成はまた、
Ｘ、Ｍ、Ｎ、Ｉ、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅおよびｆが前述に
て与えられた意味を有するものとして次の式、すなわち Ａｌa Ｘb （Ｂ，Ｃ）c Ｍd Ｎe Ｉf に合致するようになすことができる。
【００３６】本発明のこの変形形態においては、鋼、Ａ
ｌ、ＣｕまたはＮｉから鞘体を製造することが特に可能
で、このようにしてトーチに供給するのに適当な可撓性
の、上張りされたワイヤを得るのを可能になす。
【００３７】本発明はまた基体上に準結晶合金被覆を溶
着させるための方法に関し、この方法は酸化性のガス火
炎および／または電弧またはプラズマ吹付けガンを使用
し、このガンに前述の型式の吹付けリボンを供給し、基
体上にリボンの構成成分の火炎内における反応によって
得られた準結晶合金を吹付けることより成っている。
【００３８】本発明による吹付けリボンはこの方法にお
いて甚だ有利である。何故ならばこのようなリボンは熱
的吹付け装置の火炎の中心に準結晶合金の総ての成分元
素を導入し、これらの元素の完全な反応および準結晶合
金の形成を保証するのに適当な火炎内のこれらの元素の
滞留時間を確保できるからである。
【００３９】このようにして準備された準結晶合金は、
微細に分割された滴状体の形態で吹付け装置の供給ガス
によって基体上で微粒化されるのである。リボンのコア
が例えばアルミナ繊維のような鉱物性繊維を含んでいる
場合には、この鉱物性繊維もまた基体上に形成される被
覆内に吹付けられる。しかし、リボンの有機結合剤およ
び鞘体は吹付けの間に蒸発され、合金を形成する反応に
もまた被覆にも影響を与えない。
【００４０】このような準結晶合金を吹付ける方法は粉
末トーチを使用する従来技術の熱的吹付け方法に比較し
て種々の利点を有する。先ず第１に、特別な組成を有す
る準結晶粉末を微粒化する従来技術の作業を、本発明に
よるペーストを形成するために容易に得られる粉末を混
合することより成るような遙かに簡単な作業に置換える
ことによって、従来の面倒な作業を排除することができ
るのである。また甚だ良好な拡散性能を有するさらに簡
単な吹付け装置を使用するのを可能になすのである。最
後に、粉末の混合物を任意に構成する可能性を与え、従
って、何れの所望の合金組成をも得ることができるよう
になすのである。
【００４１】この方法によって得られた準結晶合金の沈
着物は多くの従来技術の沈着物に比較して増大された硬
度および改良された摩擦係数を有する。さらに、これら
の準結晶合金の沈着物は鉄、銅またはニッケルを基体と
する合金によって金属表面を補強することより成る総て
の摩擦学的応用面において完全に評価されている。
【００４２】また金属−金属、金属−セラミック、また
は金属−著しい接着力を有する酸化物接着剤に対する金
属の下層を作るために本発明による準結晶合金の沈着物
を使用することが可能である。これらの準結晶の沈着物
はまたセラミック層および酸化物層の間の接着層として
使用されることができる。
【００４３】
【実施例】本発明は、以下において本発明を制限をしな
い実施例および添付図に関連してさらに詳しく説明され
る。
【００４４】図１は甚だ図解的に本発明による吹付けリ
ボンまたはビードを使用する吹付けガンの端部を示して
いる。
【００４５】このガンの内部において、本発明による吹
付けリボン１がチャンネル５によって燃焼ガスを供給さ
れる酸化ガス火炎３内に導入されるようになっている。
この火炎３内にて、火炎によって融解されるリボンの端
部１ａがこの火炎内で反応して準結晶合金を形成し、得
られた準結晶合金が管７によって噴射される例えば空気
のような加圧ガスによって滴状体に微粒化されて、これ
が基体上に吹付けられるようになっている。
【００４６】この型式のガンにおいては、燃焼ガスは水
素、アセチレンまたはプロパンと、酸素との混合物にな
すことができ、管７内を流れるガスは加圧空気ジェット
になすことができる。
【００４７】以下の例は本発明による吹付けリボンの製
造方法および軟鋼の基体上に準結晶合金の沈着物を作る
のにこのリボンを使用する方法を示している。
【００４８】例１ この例は、炭素鋼によって作られた同心的セラミックロ
ールを有する混合装置内で次のような原子組成、すなわ
ち Ａｌ62.8Ｃｕ19.5Ｆｅ8.5 Ｃｒ9.1 Ｍｎ0.1 を有する準結晶合金の小さいインゴットを前述の混合装
置内で研磨することによって得られた準結晶合金粉末か
ら吹付けリボンを準備するために本発明の第１の実施例
を使用するものである。
【００４９】このようなリボンを準備するために、研磨
によって得られた２０から１５０μｍまでの粒子寸法を
有する合金粉末９６重量％、ベーマイト４％およびヒド
ロキシエチルメチルセルロースより構成された４％有機
結合剤４％を混合装置内で緊密に混合した。
【００５０】このようにして得られた混合物を基礎にし
て、適当な量の水を加え、次いで１時間の間強烈に混合
を行うことにより第１のペーストの準備が行われた。次
に第１のペーストを準備するのに使用されたのと同じ有
機結合剤を適当な量の水と混合することにより鞘体を形
成するのに使用される第２のペーストが準備された。
【００５１】次いでプレス内でこれらの２つのペースト
の同時スピニングが行われて、外径４．７５ｍｍ、長さ
６０ｍを有する可撓性リボンおよび厚さ０．０１２ｍｍ
の鞘体を得た。
【００５２】図２は出発粉末である準結晶合金の０．１
７８８９ｎｍの波長のＸ線回折パターンを示している。
このパターンは十角形層Ｃ、Ｏ1 およびＯ3 の存在を示
している。
【００５３】例２ この例は例１と同じ作業手順を行って、次の式、すなわ
ち Ａｌ65.2Ｃｕ18.4Ｆｅ8.2 Ｃｒ8.2 の準結晶合金粉末から吹付けリボンを準備したのである
が、この場合、出発生成物はアルゴンジェットで微粒化
することによって得られた２０から１５０μｍまでの分
布の粒子寸法を有する粉末によって構成されていた。
【００５４】この出発合金のＸ線回折パターンが図３に
示されている。この図は、出発粉末に十角形層Ｃ、Ｏ1
およびＯ3 の存在を示している。
【００５５】例３ この例は例２と同じ作業手順を採り、本発明の第１の実
施例による吹付けリボンを準備したが、微粒化によって
得られた２０から１５０μｍまでの分布の粒子寸法を有
する次の式、すなわち Ａｌ70Ｃｕ9 Ｆｅ10.5Ｃｒ10.5 の準結晶合金から出発したのである。
【００５６】図４は出発合金のＸ線回折パターンであっ
て、十角形層Ｃ、Ｏ1 およびＯ3 の存在を示している。
【００５７】例４から９まで これらの例は本発明によるリボンの第２の実施例を使用
するもので、すなわちリボンのコアが別々に作られて、
次の表１に示された特性を有する成分の粉末によって準
備された。
【００５８】
【表１】 ────────────────────────────── 元素 粉末の形状 粒子寸法の範囲 粒 子 （μｍ−μｍ） ────────────────────────────── Ａｌ 不規則 ４５−１５０ Ｂ 球形 １０− ８０ Ｃｏ 球形 ４５− ９０ Ｃｒ 不規則 ２２− ４５ Ｃｕ 丸みを有する ４５−１５０ Ｆｅ 不規則／多孔性 ２５−１１０ Ｎｉ 球形 ４５− ９０
【００５９】これらの準備作業に対しては、第１のペー
ストが比率の異なる成分の粉末の混合物によって準備さ
れて、表２に与えられる原子組成に対応するようになさ
れ、粉末の重量％、繊維および結合剤は例１と同じにな
された以外は例１と同じ作業手順が行われた。微細に分
割されたアルミニウム粉末が先ずステアリン酸を被覆さ
れて大気温度における酸化を防止された。得られたリボ
ンはまた外径４．７５ｍｍおよび鞘体の厚さ０．０１２
ｍｍを有していた。
【００６０】例１０ この例においては、本発明の変形形態に対応する吹付け
リボンの準備が行われた。この場合、１８ｍｍの幅で、
０．３ｍｍの厚さの炭素鋼の鞘体が使用され、この鋼の
帯体に対して表１に与えられた特性を有するアルミニウ
ム、銅およびクロムの粉末の混合物が与えられて、とも
に次の組成、すなわち Ａｌ65.3Ｃｕ18.4Ｆｅ8.2 Ｃｒ8.1 に対応する粉末＋鞘体の混合物を得るようになされた。
【００６１】この帯体は次に圧延されて、機械的附形に
より４．８ｍｍの外径を有するワイヤを得た。
【００６２】例１１から２９まで これらの例は、例１から１０までによって準備された吹
付けリボンを使用して図１に示されたものと同様のワイ
ヤトーチを使用し、次の条件、すなわち −リボン前進速度３００または１６００ｍｍ／ｍｎ、こ
の速度はそれぞれ６００ｇ／ｈおよび３．１ｋｇ／ｈに
近いトーチに対する粉末重量の供給レベルを与え、 −燃焼ガス：酸素とともに水素、アセチレンまたはプロ
パン、 −燃焼／Ｏ2 ガスの流速：それぞれの例に関連して変化
され、 −ガンノズルから基体までの距離：８０または１５０ｍ
ｍ、 で行われた。
【００６３】総ての場合において、基体は５０ｍｍの側
辺の長さおよび２ｍｍの厚さを有し、予めコランダムの
ジェットによって清掃された正方形の軟鋼板によって構
成されていた。それぞれの例に使用された溶着条件は表
３に示されている。
【００６４】上述の溶着に続いて、このようにして得ら
れた被覆は０．１７８８９ｎｍの波長のＸ線回折によっ
て検査され、これらの被覆が準結晶合金に対応するもの
であることが確認された。
【００６５】表３はそれぞれの例にて照合された準結晶
相およびリボンから溶着された、アルミナを考慮に入れ
ないこれらのものの重量部比を示している。この表は本
発明によって吹付けられるリボンが準結晶合金の沈着物
を得るのを容易に可能になすことを明らかに示してい
る。
【００６６】図５から図１２までは例１１、１２、１
４、１８から２０までの沈着物によって得られたＸ線回
折パターンである。
【００６７】例１１に関係する図５はパターンが立方晶
系相Ｃの特性であることを示し、これの回折バンドはＣ
−１００、Ｃ−１１０、Ｃ−１１１、Ｃ−２００、Ｃ−
２１０およびＣ−２２０で示されていて、文字Ｃの次の
数字はこれらのバンドのミラー指数（Ｍｉｌｌｅｒ ｉ
ｎｄｉｃｅｓ）に対応している。γによって示された他
のバンドはリボンのコア内にあるアルミナ繊維から沈着
物内に導入された酸化アルミニウムに対応している。
【００６８】尺度が図５の尺度とは異なる図６から図１
２までは次の例、すなわち、 −例１２（図６）、 −例１４（図７）、 −例１５（図８）、 −例１６（図９）、 −例１７（図１０）、 −例１８（図１１）、 −例２０（図１２）、 にて得られた沈着物のＸ線回折パターンを示している。
【００６９】このようにして図６、図８、図９および図
１１のパターンもまたＣ結晶相の特性であって、図７は
Ｃ＋Ｈ＋Ｏ1 結晶相の特性で、図１０および図１２はＣ
＋Ｈ結晶相の特性である。
【００７０】図２、図３および図４のＸ線回折パターン
をそれぞれ図５、図６および図７のＸ線回折パターンと
比較すると、後者のパターンが僅かに異なるが、しかし
出発合金とは僅かしか異ならない準結晶合金に対応して
いることが判る。
【００７１】表３において、作られた準結晶相のレベル
および著しい程度でこれらの相の性質が溶着作用のパラ
メーターには関係せず、従って、このことが、本発明の
方法が容易に実施できるのを保証していることが理解で
きる。
【００７２】例３０ この例は本発明によるリボンによって得られた沈着物の
熱安定性を証明するのに役立つものである。
【００７３】そのために、これらの沈着物は２つの型式
の熱処理、すなわち封止された石英管内の二次的真空状
態における等温的に保持された熱処理または空気中に等
温的に保持された熱処理を受けたのである。これらの熱
処理は、例１１、１５および２０にて得られた準結晶合
金を被覆された軟鋼の基体からダイヤモンド鋸によって
切断された１×５ｃｍの形状の試料に適用された。
【００７４】それぞれの熱処理の終了時において、試料
は自然の対流空気によって大気温度まで冷却された。次
に試料はＸ線回折によって検査された。使用された波長
（０．１７８８９ｎｍ）による検査の結果としてこの手
順が露出面から数マイクロメーターの深さにわたる被覆
材料の研究を可能とし、表面酸化による変化（ｍｏｄｉ
ｆｉｃａｔｉｏｎ）の検出を可能になしたのである。
【００７５】得られた結果は、本発明によるリボンによ
って得られた準結晶被覆が特に安定したものであること
を示した。
【００７６】処理条件および試験の試料は表４に示され
ている。
【００７７】図１３から図１６までは熱処理を受けた試
料によって得られたＸ線回折パターンである。図１３、
図１４、図１５および図１６の回折パターンを図５、図
８および図１２の回折パターンと比較して見ると、何等
の変化も生じていないことが判る。
【００７８】従って、本発明による吹付けリボンによっ
て得られた準結晶被覆は特に安定しているのである。処
理の後で、回折のピークの相対的強度変化または新しい
バンドの出現によって示されたかも知れないような何等
の組織の変化も検出することができなかったのである。
同じようにして、空気中で７５０℃までを含む高温に保
持することはアルミナに対応するバンドの強度の増加を
生じることがなく、また他の酸化物の特性的バンドの出
現も生じなかったのである。
【００７９】従って、本発明によるリボンによって作ら
れた被覆材料は酸化に対して甚だ好適な抵抗力を与え、
このことはその大なる熱安定性と組合される時に甚だ興
味のあるものである。
【００８０】例３６ この例は例１２、１４および２４から２９までにて得ら
れた準結晶合金被覆の硬度を決定するのに使用される。
【００８１】そのために、これらの例にて得られた被覆
された基体板の一部分をダイヤモンド鋸によって切断し
て、４０×１０ｍｍ2 の試験片が作られた。次にこの試
験片は金属組織学的に利用するために樹脂を被覆され、
次いで光学顕微鏡にて観察するために微細に磨かれた。
この試験片は被覆内に置かれて、その磨かれた部分が表
面に対して４０から５０°の角度をなすようにされた。
【００８２】次にヴィッカース硬度がこの磨からた試験
片の部分に対して４００ｇの荷重で作動されるヴォルパ
ート・ミクルデュロメーター（Ｖｏｌｐｅｒｔ ｍｉｃ
ｒｏｄｕｒｏｍｅｔｅｒ）を使用して測定された。１つ
の沈着部当り少なくとも１０の圧印によって得られたそ
の平均値が表５に与えられている。
【００８３】比較試験の目的で、この表はまた同じ組成
であるがインゴットの形態の準結晶合金に対して４００
ｇの荷重で測定されたヴィッカース硬度値も示してい
る。この比較は、本発明による吹付けリボンが、その内
の如何なる吹付けリボンが使用されたかには無関係に、
インゴットの形態で製造された合金の硬質被覆と同等の
硬質被覆を生じさせたことを確認させた。如何ならばこ
の硬度が準結晶合金元素の粉末混合物によって構成され
たコアを有するリボンを使用した時にも等しく良好であ
ったからである。
【００８４】例３７ この例においては、摩擦係数μを決定することにより本
発明によるリボンから得られた被覆の摩擦学的特性の特
徴が得られたが、その摩擦係数は、Ｆt およびＦn をと
もにニュートンにて表わした場合のＦt （Ｎ）／Ｆ
n （Ｎ）に等しく、すなわち垂直力Ｆn が与えられた圧
印装置（ｉｎｄｅｎｔｏｒ）の前進に対する抵抗力Ｆt
の比に等しいのである。
【００８５】この係数を測定するために、ヴィッカース
ダイヤモンド圧印装置または１．５８ｍｍの直径の１０
０Ｃ６ブリネル工具鋼製ボールの何れかを備えたＣＳＥ
Ｍ試験装置（ピン／ディスク型式の）が使用された。例
１２、１４および２４から２８までにて得られた準結晶
合金を被覆された鋼製基体の試験片が試験装置上に水平
に載置され、１ｒｐｍの均一な速度で回転された。圧印
装置が５ニュートンの一定の垂直力Ｆn で作動され、被
覆内に１８ｍｍ（ダイヤモンド圧印装置の場合）または
２５ｍｍ（ブリネル鋼製ボールの場合）の直径を有する
円形の溝が作られた。ダイヤモンドの場合には最初の溝
だけが保持された。
【００８６】摩擦係数は圧印装置の軌道に接線方向に測
定された抵抗力の測定に基づいて決定され、従ってこの
抵抗力は被覆の溝形成および真の摩擦力の蓄積作用より
成っていた。
【００８７】ブリネルボールの場合には、Ｆt が最初の
引っ掻き作用または溝形成の間に測定され、次いで試験
が５回の補充的な回転の間続けられて、鋼製圧印装置の
作動が被覆内の溝の抉り抜き（ｈｏｌｌｏｗｉｎｇ ｏ
ｕｔ）で終了した。次に摩擦係数が５回目の回転の間に
測定され、この値は溝の抉り抜きにより生じる摩擦に対
して寄与した作用を除外した。摩擦係数はまた被覆から
圧印装置への材料の移転によって生じる恐れのある作用
を集計した。何故ならば新しいボールがそれぞれの試験
に使用されたからである。
【００８８】この作用は試験に続く光学顕微鏡によるボ
ール表面の検査の間に系統的には観察されなかった。
【００８９】しかし、著しい沈着物の多孔性があった時
に摩擦力の著しい増加が注目されたのである。従って、
この場合、圧印装置の変位は下にある被覆材料の突固め
作用を生じさせ、従って最初の通過の間に圧印装置およ
び材料の間の接触面を増加させ、従って圧印装置の移動
に対する抵抗力を増大させたのである。
【００９０】得られた結果は表６に示されている。この
表はまた例２および３で使用された最初の準結晶合金粉
末を使用したプラズマトーチを使用して軟鋼の基体上に
作られた２つの１ｍｍの厚さの沈着物の場合に得られた
摩擦係数の値を示している。
【００９１】これらの結果は、本発明によるリボンを使
用した被覆の吹付けにより得られた摩擦係数が、プラズ
マトーチを使用して合金を溶着することによって被覆が
作られた場合に得られた摩擦係数と同等であることを示
している。
【００９２】例３８ この例においては、３ｍｍの厚さを有する、例１２にて
得られた準結晶合金被覆の熱的および電気的特性の決定
が行われた。最初に、熱拡散測定装置を使用した熱伝導
率の評価が行われた。
【００９３】この試験の目的で、最初に基体を機械加工
することによって被覆が基体から分離され、次いで２０
Ｊのエネルギーを有し、５．１０-6ｓのパルス継続時間
を有するレーザー光線を使用して試料から採取された直
径１０ｍｍ、３ｍｍの厚い円筒形試片の照射が行われ
た。赤外線センサーを使用して時間の関数としてこの試
片の反対面の温度上昇の検出が行われた。この測定によ
って熱拡散率αが推論されたが、この熱拡散率は、Ｃp
を合金の比熱とし、ｄをその比重として、Ｋ＝αＣp ｄ
の関係にて熱伝導率Ｋに関連しているのである。
【００９４】比熱はＳＥＴＡＲＡＭ走査熱量計によって
大気温度で測定され、比重は試片の容積に関係して重量
によって得られ、 − α＝１．３・１０-6ｍ2 ／ｓ − Ｃp ＝６００Ｊ／ｋｇＫ − ｄ＝４３００ｋｇ／ｍ3 − Ｋ＝３．３Ｗ／ｍＫ であった。
【００９５】電気的測定を行うために、基体から分離さ
れた例１２の準結晶合金を被覆された試片から電解鋸
（ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ ｓａｗ）を使用して１×
１×１０ｍｍの試験片が切断された。次にこの試験片の
電気抵抗は、所謂４ポイント法（４ｐｏｉｎｔ ｍｅｔ
ｈｏｄ）を利用し、１０ｍＡの一定の測定電流で、甚だ
正確なナノボルトメーターによる内部電極のターミナル
における電圧を測定することにより大気温度で測定され
た。このことは３オーム／メーターの電抵抗、すなわち
０．３３オーム-1ｍ-1の導電率を示したのである。
【００９６】一方では熱伝導率の値および他方では導電
率が実質的に金属の特性を有する材料に対して特に低か
ったのである。
【００９７】さらに本発明の準結晶合金の沈着物は多く
の応用面、例えば熱障壁、絶縁体、ジュール作用による
加熱または電磁誘導による加熱に対して特に興味がある
のである。
【００９８】
【発明の効果】本発明は上述のように構成されているか
ら、従来技術の面倒な作業手順を表としないで、多くの
応用面、例えば熱障壁、絶縁体、ジュール作用による加
熱または電磁誘導による加熱に対して特に興味のある火
炎吹付被覆用リボンおよび基体に準結晶相を溶着するた
めのこのリボンの使用方法が提供されるのである。
【表２】
【表３】
【表４】
【表５】
【表６】
【表７】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における使用可能の吹付け装置を示す断
面図である。
【図２】本発明による吹付けリボンによって得られる合
金の特徴とするＸ線回折パターンを示す線図である。
【図３】本発明による吹付けリボンによって得られる合
金の特徴とするＸ線回折パターンを示す線図である。
【図４】本発明による吹付けリボンによって得られる合
金の特徴とするＸ線回折パターンを示す線図である。
【図５】本発明による吹付けリボンによって得られる合
金の特徴とするＸ線回折パターンを示す線図である。
【図６】本発明による吹付けリボンによって得られる合
金の特徴とするＸ線回折パターンを示す線図である。
【図７】本発明による吹付けリボンによって得られる合
金の特徴とするＸ線回折パターンを示す線図である。
【図８】本発明による吹付けリボンによって得られる合
金の特徴とするＸ線回折パターンを示す線図である。
【図９】本発明による吹付けリボンによって得られる合
金の特徴とするＸ線回折パターンを示す線図である。
【図１０】本発明による吹付けリボンによって得られる
合金の特徴とするＸ線回折パターンを示す線図である。
【図１１】本発明による吹付けリボンによって得られる
合金の特徴とするＸ線回折パターンを示す線図である。
【図１２】本発明による吹付けリボンによって得られる
合金の特徴とするＸ線回折パターンを示す線図である。
【図１３】本発明による吹付けリボンによって得られる
合金の特徴とするＸ線回折パターンを示す線図である。
【図１４】本発明による吹付けリボンによって得られる
合金の特徴とするＸ線回折パターンを示す線図である。
【図１５】本発明による吹付けリボンによって得られる
合金の特徴とするＸ線回折パターンを示す線図である。
【図１６】本発明による吹付けリボンによって得られる
合金の特徴とするＸ線回折パターンを示す線図である。
【符号の説明】
１ リボン １ａ リボン１の端部 ３ 酸化火炎 ５ チャンネル ７ 管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジャン − マリー デュボワ フランス国ポムプィ，リュ ドクチュー ル ジブレ ８ (72)発明者 モーリス デュコ フランス国モルナ，リュット ドゥシャ （番地なし) (72)発明者 ロベール ニュリィ フランス国ビビエール，カルチェ ベイ ルール（番地なし) (56)参考文献 特開 昭50−98445（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 4/08

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 有機結合剤および準結晶合金を形成し得
    る粉末または粉末混合物を組込んだコアを含み、前記コ
    アが有機材料の鞘体によって包囲され、前記準結晶合金
    を形成し得る粉末が、 −ＸがＣｕおよびＣｏの中から選ばれた少なくとも１つ
    の元素を示し、 −ＭがＦｅ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｍｏ、Ｖ、Ｍ
    ｇ、Ｚｎ、ＧａおよびＰｄを含む群から選ばれた１つま
    たはそれ以上の元素を示し、 −ＮがＷ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｒｈ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｙ、
    Ｓｉ、Ｇｅおよび稀土類を含む群から選ばれた１つまた
    はそれ以上の元素を示し、 −Ｉが１つまたはそれ以上の合金不純物を示し、 −ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅおよびｆが次の関係 ４８≦ａ＜９２ ０＜ｂ≦３０ ０≦ｃ≦５ ８≦ｄ≦３０ ０≦ｅ≦４ ０≦ｆ≦２ ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＝１００ ｂ＋ｄ＋ｅ≦４５ を満足させるような原子の％を示す、 ものとして、 ＡｌaＸb（Ｂ，Ｃ）cＭdＮeＩf の組成の合金粉末である、火炎吹付被覆用リボン。
  2. 【請求項２】 有機結合剤および準結晶合金を形成し得
    る粉末または粉末混合物を組込んだコアを含み、前記コ
    アが有機材料の鞘体によって包囲され、前記準結晶合金
    を形成し得る粉末混合物は、 ＸがＣｕおよびＣｏの中から選択された少なくとも１つ
    の元素を示し、ＭがＦｅ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｏ
    ｓ、Ｍｏ、Ｖ、Ｍｇ、Ｚｎ、ＧａおよびＰｄを含む群の
    １つまたはそれ以上の元素を示し、またＮがＷ、Ｔｉ、
    Ｚｒ、Ｈｆ、Ｒｈ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｙ、Ｓｉ、Ｇｅおよび
    稀土類を含む群の１つまたはそれ以上の元素を示し、ま
    たＩが１つまたはそれ以上の合金不純物を示すものとし
    て、 元素Ａｌ、Ｘ、Ｂ、Ｃ、Ｍ、ＮおよびＩの粉末の混合物
    であり、 この粉末の混合物は、 Ｘ、Ｍ、ＮおよびＩが前述にて与えられた意味を有し、
    またａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅおよびｆが次の関係、すなわち ４８≦ａ＜９２ ０＜ｂ≦３０ ０≦ｃ≦５ ８≦ｄ≦３０ ０≦ｅ≦４ ０≦ｆ≦２ ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＝１００ ｂ＋ｄ＋ｅ≦４５ を満足させるような原子の％を示すとして、 ＡｌaＸb（Ｂ，Ｃ）cＭdＮeＩf なる式の組成に対応する比率になされている、 火炎吹付被覆用リボン。
  3. 【請求項３】 前記コアがまた鉱物性結合剤を含んでい
    ることを特徴とする請求項１および請求項２のいずれか
    一項に記載されたリボン。
  4. 【請求項４】 前記鉱物性結合剤がアルミナ繊維によっ
    て構成されていることを特徴とする請求項３に記載され
    たリボン。
  5. 【請求項５】 前記組成の内の少なくとも２つの元素が
    これらの元素の組合された形態で前記粉末の混合物内に
    存在することを特徴とする請求項２に記載されたリボ
    ン。
  6. 【請求項６】 前記鞘体および前記有機結合剤がメチル
    セルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシ
    エチルメチルセルロースおよびカルボキシメチルセルロ
    ースから選ばれたセルロース誘導体によって構成されて
    いることを特徴とする請求項１から請求項５までのいず
    れか１項に記載されたリボン。
  7. 【請求項７】 前記コアがまた水および／または有機可
    塑剤を組込んでいることを特徴とする請求項１から請求
    項５までのいずれか１項に記載されたリボン。
  8. 【請求項８】 無機粉末の混合物により構成されたコア
    および無機材料の鞘体を有し、 前記混合物の粉末および前記鞘体は、 ＸがＣｕおよびＣｏの中から選ばれた少なくとも１つの
    元素を示し、またＭがＦｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｏｓ、
    Ｍｏ、Ｖ、Ｍｇ、Ｚｎ、ＧａおよびＰｄを含む群から選
    ばれた１つまたはそれ以上の元素を示し、またＮがＷ、
    Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｒｈ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｙ、Ｓｉ、Ｇｅ
    および稀土類を含む群から選ばれた１つまたはそれ以上
    の元素を示し、Ｉが１つまたはそれ以上の合金不純物を
    示すものとして、 Ａｌ、Ｘ、Ｂ、Ｃ、Ｍ、ＮおよびＩの中から選ばれた１
    つまたはそれ以上の元素によって構成されていて、 その組合せ（鞘体および粉末混合物）が準結晶合金の組
    成に対応する比率になされている、 ことを特徴とする火炎吹付被覆用リボン。
  9. 【請求項９】 前記準結晶合金の組成は、Ｘ、Ｍ、Ｎお
    よびＩが前述にて与えられた意味を有し、ａ、ｂ、ｃ、
    ｄ、ｅおよびｆが次の関係、すなわち ４８≦ａ＜９２ ０＜ｂ≦３０ ０≦ｃ≦５ ８≦ｄ≦３０ ０≦ｅ≦４ ０≦ｆ≦２ ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＝１００ ｂ＋ｄ＋ｅ≦４５ を満足させるような原子の％を示すものとして、 ＡｌaＸb（Ｂ，Ｃ）cＭdＮeＩf にて表わされることを特徴とする請求項８に記載された
    リボン。
  10. 【請求項１０】 前記鞘体が鋼、アルミニウム、銅また
    はニッケルによって作られていることを特徴とする請求
    項９に記載されたリボン。
  11. 【請求項１１】 酸化ガス火炎および／または電弧また
    はプラズマ吹付ガンを使用し、請求項１から請求項１０
    までのいずれか１項に記載されたリボンを前記ガンに供
    給して、前記リボンの成分の火炎内における反応により
    得られる準結晶合金を基体に吹付けることより成ってい
    ることを特徴とする基体に準結晶合金被覆を溶着する方
    法。
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