JP3286770B2 - 耐食・耐摩耗性皮膜の製造方法 - Google Patents
耐食・耐摩耗性皮膜の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、石炭焚ボイラの加熱器
や水壁、流動層ボイラの伝熱管等の材料表面に形成され
る耐食・耐摩耗性皮膜の形成方法に関し、特にクロム又
はクロム−ニツケル合金から形成される皮膜の形成方法
に関する。
や水壁、流動層ボイラの伝熱管等の材料表面に形成され
る耐食・耐摩耗性皮膜の形成方法に関し、特にクロム又
はクロム−ニツケル合金から形成される皮膜の形成方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】上記ボイラの過熱器や水壁又は伝熱管
は、ＳＯ2やＨ2Ｓを含む燃焼ガスによる腐食とフライア
ツシユや流動媒体によるエロ−ジヨンに耐えることが要
求される。こうした環境で使用可能な皮膜の具備すべき
性能としては、（１）皮膜の断面硬度が５００Ｈｖ以上
であること、（２）皮膜構成粒子が腐食されないこと、
（３）皮膜中の気孔を通じてガスが侵入し皮膜された母
材を腐食しないこと、等が必要である。
は、ＳＯ2やＨ2Ｓを含む燃焼ガスによる腐食とフライア
ツシユや流動媒体によるエロ−ジヨンに耐えることが要
求される。こうした環境で使用可能な皮膜の具備すべき
性能としては、（１）皮膜の断面硬度が５００Ｈｖ以上
であること、（２）皮膜構成粒子が腐食されないこと、
（３）皮膜中の気孔を通じてガスが侵入し皮膜された母
材を腐食しないこと、等が必要である。
【０００３】一般に、このような部位に使用される伝熱
管としては安価な金属材料、例えばＳＴＢ４１０炭素鋼
鋼管（ＪＩＳ Ｇ３４６１（１９８８））の表面に、耐
食性及び耐エロ−ジヨン性即ち耐摩耗性に優れた材料を
溶射する方法が知られている。 耐食性に対してはクロ
ム、ニッケル、コバルト、モリブデン、鉄及びこれらを
主成分とする合金等の金属材料が優れており、耐摩耗性
（耐エロ−ジヨン性）に対しては高硬度材料が良く、ク
ロム炭化物やタングステン炭化物に代表される炭化物
が、又クロム酸化物、アルミナに代表される金属酸化物
があり、金属材料と高硬度材料との混合物を溶射する方
法が一般的に行われている。
管としては安価な金属材料、例えばＳＴＢ４１０炭素鋼
鋼管（ＪＩＳ Ｇ３４６１（１９８８））の表面に、耐
食性及び耐エロ−ジヨン性即ち耐摩耗性に優れた材料を
溶射する方法が知られている。 耐食性に対してはクロ
ム、ニッケル、コバルト、モリブデン、鉄及びこれらを
主成分とする合金等の金属材料が優れており、耐摩耗性
（耐エロ−ジヨン性）に対しては高硬度材料が良く、ク
ロム炭化物やタングステン炭化物に代表される炭化物
が、又クロム酸化物、アルミナに代表される金属酸化物
があり、金属材料と高硬度材料との混合物を溶射する方
法が一般的に行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た材料を溶射した場合の問題点として、一般的に高硬度
材料は金属材料に比べて融点が高く、金属材料と高硬度
材料とを同時に溶融させることが困難であるため、得ら
れた皮膜は気孔が多くなり、母材との密着性も弱くなる
ことが挙げられる。
た材料を溶射した場合の問題点として、一般的に高硬度
材料は金属材料に比べて融点が高く、金属材料と高硬度
材料とを同時に溶融させることが困難であるため、得ら
れた皮膜は気孔が多くなり、母材との密着性も弱くなる
ことが挙げられる。
【０００５】こうした欠点を解決する方法として、例え
ば粉末溶融しやすいように溶射粉末の粒径を制御する方
法（特願昭６３−３１３１２２号：クロム炭化物−金属
複合粉末）や溶射した後に熱処理することによって皮膜
の粒子間結合力を向上させる方法（特願昭６３−２１０
９５１号：材料の表面被覆方法）があるが、いずれの方
法も高価なクロム炭化物を使用しており、また前者は粉
末調整費用が必要なこと、後者では熱処理が必要なこと
から多量に使用する場合には多大な費用が必要となる。
ば粉末溶融しやすいように溶射粉末の粒径を制御する方
法（特願昭６３−３１３１２２号：クロム炭化物−金属
複合粉末）や溶射した後に熱処理することによって皮膜
の粒子間結合力を向上させる方法（特願昭６３−２１０
９５１号：材料の表面被覆方法）があるが、いずれの方
法も高価なクロム炭化物を使用しており、また前者は粉
末調整費用が必要なこと、後者では熱処理が必要なこと
から多量に使用する場合には多大な費用が必要となる。
【０００６】一方、クロム酸化物、アルミナに代表され
る金属酸化物は炭化物に比べてコスト的には安価である
が、融点が高い。このため、爆発溶射や高エネルギーガ
ス溶射のようなガスの爆発や燃焼のエネルギーを利用し
た溶射法で粒子サイズをかなり小さくしても、大部分の
溶射粒子は未溶融状態で被溶射物表面に衝突することに
なる。従って、得られた皮膜は母材である被溶射物との
密着力が小さく、また皮膜を構成する粒子間の結合力も
小さいため、実用に供することができない。これを改善
するために酸化物表面に金属をコーティングした粉末も
提案されているが、酸化物と金属のぬれ性等の問題があ
り、実用化されていない。
る金属酸化物は炭化物に比べてコスト的には安価である
が、融点が高い。このため、爆発溶射や高エネルギーガ
ス溶射のようなガスの爆発や燃焼のエネルギーを利用し
た溶射法で粒子サイズをかなり小さくしても、大部分の
溶射粒子は未溶融状態で被溶射物表面に衝突することに
なる。従って、得られた皮膜は母材である被溶射物との
密着力が小さく、また皮膜を構成する粒子間の結合力も
小さいため、実用に供することができない。これを改善
するために酸化物表面に金属をコーティングした粉末も
提案されているが、酸化物と金属のぬれ性等の問題があ
り、実用化されていない。
【０００７】本願発明の目的は、構成皮膜が腐食されに
くく表面硬度が高く、且つ母材との密着性の良い耐食・
耐摩耗性皮膜を形成すると共に、爆発溶射や高エネルギ
ーガス溶射等の欠点である特別な処理、例えば粒径制
御、熱処理或いはメタルコ−テイング等の処理を不要に
し、形成容易、低コストな溶射方法によって耐食・耐摩
耗性皮膜を形成する方法を提供することである。
くく表面硬度が高く、且つ母材との密着性の良い耐食・
耐摩耗性皮膜を形成すると共に、爆発溶射や高エネルギ
ーガス溶射等の欠点である特別な処理、例えば粒径制
御、熱処理或いはメタルコ−テイング等の処理を不要に
し、形成容易、低コストな溶射方法によって耐食・耐摩
耗性皮膜を形成する方法を提供することである。
【０００８】
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題達成のため、本
願発明は、酸化性雰囲気中で、母材に粒状体を溶射する
ことにより皮膜を形成する際に、粒状体としてクロム又
はクロム含有量が２０重量％以上のクロム−ニツケル合
金で、最大粒径が３０μｍ以下のものを溶射し、クロム
とクロム酸化物とが互いに重なり合う層状組織又はクロ
ム−ニッケル合金とクロム酸化物を主体とする酸化物と
が互いに重なり合う層状組織を有する耐食・耐摩耗性皮
膜を形成し、その層状組織の断面のクロムとクロム酸化
物との面積比率又はクロム−ニツケル合金とクロム酸化
物を主体とする酸化物との面積比率は、クロム酸化物又
はクロム酸化物を主体とする酸化物の比率が２０乃至６
０面積％とする。
願発明は、酸化性雰囲気中で、母材に粒状体を溶射する
ことにより皮膜を形成する際に、粒状体としてクロム又
はクロム含有量が２０重量％以上のクロム−ニツケル合
金で、最大粒径が３０μｍ以下のものを溶射し、クロム
とクロム酸化物とが互いに重なり合う層状組織又はクロ
ム−ニッケル合金とクロム酸化物を主体とする酸化物と
が互いに重なり合う層状組織を有する耐食・耐摩耗性皮
膜を形成し、その層状組織の断面のクロムとクロム酸化
物との面積比率又はクロム−ニツケル合金とクロム酸化
物を主体とする酸化物との面積比率は、クロム酸化物又
はクロム酸化物を主体とする酸化物の比率が２０乃至６
０面積％とする。
【００１０】さらに、本願発明は、耐食・耐摩耗性皮膜
の形成方法において、皮膜の気孔率が１．０％未満とす
ることにより、上記課題を解決する。
の形成方法において、皮膜の気孔率が１．０％未満とす
ることにより、上記課題を解決する。
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【作用】上記の手段により、皮膜を構成する部分の内、
クロム又はクロム−ニツケル合金は耐食性に優れた材料
であり、クロム酸化物又はクロム酸化物を主体とする酸
化物は高硬度で耐摩耗性に優れた材料である。そして両
者は強固に結合し、ほとんど気孔を形成しない。しか
も、両者は互いに重なり合う層状組織であるから耐食性
・耐摩耗性の両方に優れた性能を発揮する。更に、耐食
・耐摩耗性皮膜の層状組織断面において、クロムとクロ
ム酸化物又はクロム−ニツケル合金とクロム酸化物を主
体とする酸化物との面積比率は、クロム酸化物又はクロ
ム酸化物を主体とする酸化物の比率が２０乃至６０面積
％であるから、腐食性ガスや溶融塩による腐食に対して
も、又、アツシユや流動媒体等によるエロ−ジヨンに対
しても優れた性能を発揮する。
クロム又はクロム−ニツケル合金は耐食性に優れた材料
であり、クロム酸化物又はクロム酸化物を主体とする酸
化物は高硬度で耐摩耗性に優れた材料である。そして両
者は強固に結合し、ほとんど気孔を形成しない。しか
も、両者は互いに重なり合う層状組織であるから耐食性
・耐摩耗性の両方に優れた性能を発揮する。更に、耐食
・耐摩耗性皮膜の層状組織断面において、クロムとクロ
ム酸化物又はクロム−ニツケル合金とクロム酸化物を主
体とする酸化物との面積比率は、クロム酸化物又はクロ
ム酸化物を主体とする酸化物の比率が２０乃至６０面積
％であるから、腐食性ガスや溶融塩による腐食に対して
も、又、アツシユや流動媒体等によるエロ−ジヨンに対
しても優れた性能を発揮する。
【００１４】本願発明の皮膜形成方法は、酸化性雰囲気
中で、母材に粒状体を溶射することにより形成し、粒状
体はクロム又はクロム含有量が２０重量％以上のクロム
−ニツケル合金であり、溶射中にクロム又はクロム−ニ
ツケル合金の粒状体の表面は容易に酸化しクロム酸化物
の形成又はニツケルやニツケル酸化物を含有したクロム
酸化物を主体とする酸化物の形成を促す。クロム、クロ
ム−ニツケル合金、クロム酸化物及びクロム酸化物を主
体とする酸化物の粒状体は溶融又は半溶融状態で、母材
表面に衝突し緻密な皮膜を形成する。溶射の材料である
クロム又はクロム−ニツケル合金粒状体は、最大粒径が
３０μｍ以下であるので、溶融され易く、しかも溶射中
にクロム酸化物又はクロム酸化物を主体とする酸化物に
なり易いので緻密で高硬度の皮膜が得られる。又、母材
に粒状体を溶射する方法がガス溶射であるので、酸化性
雰囲気の中で皮膜形成を容易に出来る。
中で、母材に粒状体を溶射することにより形成し、粒状
体はクロム又はクロム含有量が２０重量％以上のクロム
−ニツケル合金であり、溶射中にクロム又はクロム−ニ
ツケル合金の粒状体の表面は容易に酸化しクロム酸化物
の形成又はニツケルやニツケル酸化物を含有したクロム
酸化物を主体とする酸化物の形成を促す。クロム、クロ
ム−ニツケル合金、クロム酸化物及びクロム酸化物を主
体とする酸化物の粒状体は溶融又は半溶融状態で、母材
表面に衝突し緻密な皮膜を形成する。溶射の材料である
クロム又はクロム−ニツケル合金粒状体は、最大粒径が
３０μｍ以下であるので、溶融され易く、しかも溶射中
にクロム酸化物又はクロム酸化物を主体とする酸化物に
なり易いので緻密で高硬度の皮膜が得られる。又、母材
に粒状体を溶射する方法がガス溶射であるので、酸化性
雰囲気の中で皮膜形成を容易に出来る。
【００１５】
【実施例】以下に、本発明の実施例をあげて詳細に説明
する。
する。
【００１６】表１及び表２は、本発明における実施例１
〜６及び比較例７〜９の溶射試験条件とその結果を示し
たものである。
〜６及び比較例７〜９の溶射試験条件とその結果を示し
たものである。
【００１７】表１において、母材は何れも一般構造用圧
延鋼材ＳＳ４００（ＪＩＳ Ｇ３１０１（１９８７）、
以下軟鋼という）で溶射前にはブラスト処理を施してい
る。皮膜厚は何れも２００μｍとした。溶射材料はクロ
ム１００％又はクロム（Ｃｒ）とニツケル（Ｎｉ）の合
金、即ちクロム−ニツケル合金、粒径は５−３０μｍの
ものと１０−４４μｍのもの、溶射装置は高エネルギ−
ガス溶射（ＤＪ−ＧＵＮ：メテコ社製）と爆発溶射、燃
料ガスの流量はエチレン（Ｃ2Ｈ4）７０−８０ｌ／ｍｉ
ｎとアセチレン（Ｃ2Ｈ2）２０又は２５ｌ／ｍｉｎ、酸
素ガスの流量は２５乃至２９０ｌ／ｍｉｎ、の条件のも
とに溶射した。
延鋼材ＳＳ４００（ＪＩＳ Ｇ３１０１（１９８７）、
以下軟鋼という）で溶射前にはブラスト処理を施してい
る。皮膜厚は何れも２００μｍとした。溶射材料はクロ
ム１００％又はクロム（Ｃｒ）とニツケル（Ｎｉ）の合
金、即ちクロム−ニツケル合金、粒径は５−３０μｍの
ものと１０−４４μｍのもの、溶射装置は高エネルギ−
ガス溶射（ＤＪ−ＧＵＮ：メテコ社製）と爆発溶射、燃
料ガスの流量はエチレン（Ｃ2Ｈ4）７０−８０ｌ／ｍｉ
ｎとアセチレン（Ｃ2Ｈ2）２０又は２５ｌ／ｍｉｎ、酸
素ガスの流量は２５乃至２９０ｌ／ｍｉｎ、の条件のも
とに溶射した。
【００１８】得られた試料について、皮膜断面の硬度、
皮膜断面の後方散乱電子像（Ｂａ-ｓｉｃ Ｓｃａｔｔ
ｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｉｍａｇｅ）観察によるクロ
ム酸化物の面積率、皮膜断面の気孔率及び摩耗量を各々
測定した。硬度測定はビツカ−ス硬度計を使用し荷重３
００ｇにて１０点測定しその平均をもとめた（Ｈｖ３０
０ｇ）。クロム酸化物の面積率は倍率×１０００倍にて
１０視野観察し、その平均を求めた（％）。気孔率は光
学顕微鏡により倍率×２００倍にて１０視野観察し、そ
の平均を求めた（％）。摩耗試験はガス流速３０ｍ／
ｓ、衝突角度９０度、室温の条件で平均粒径７０μｍの
けい砂を溶射試験片表面に５時間衝突させ、試験片の重
量変化により摩耗量を算出した。又、摩耗試験は実施
例、比較例の他に軟鋼についても行なった。
皮膜断面の後方散乱電子像（Ｂａ-ｓｉｃ Ｓｃａｔｔ
ｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｉｍａｇｅ）観察によるクロ
ム酸化物の面積率、皮膜断面の気孔率及び摩耗量を各々
測定した。硬度測定はビツカ−ス硬度計を使用し荷重３
００ｇにて１０点測定しその平均をもとめた（Ｈｖ３０
０ｇ）。クロム酸化物の面積率は倍率×１０００倍にて
１０視野観察し、その平均を求めた（％）。気孔率は光
学顕微鏡により倍率×２００倍にて１０視野観察し、そ
の平均を求めた（％）。摩耗試験はガス流速３０ｍ／
ｓ、衝突角度９０度、室温の条件で平均粒径７０μｍの
けい砂を溶射試験片表面に５時間衝突させ、試験片の重
量変化により摩耗量を算出した。又、摩耗試験は実施
例、比較例の他に軟鋼についても行なった。
【００１９】表２は各実施例及び比較例の皮膜断面硬
度、クロム酸化物又はクロム酸化物を主体とする酸化物
の面積率、気孔率及び軟鋼の摩耗量を１とした場合の摩
耗量をまとめて示す。表２から明らかなように、溶射材
料がクロム１００％又はクロム含有量が２０重量％以上
のものである実施例１〜６は断面硬度が５５０Ｈｖ以
上、クロム酸化物面積率２０％以上、気孔率１.０％以
下の皮膜であり、摩耗量も軟鋼の１に対して０．５以下
の優れた皮膜となっている。
度、クロム酸化物又はクロム酸化物を主体とする酸化物
の面積率、気孔率及び軟鋼の摩耗量を１とした場合の摩
耗量をまとめて示す。表２から明らかなように、溶射材
料がクロム１００％又はクロム含有量が２０重量％以上
のものである実施例１〜６は断面硬度が５５０Ｈｖ以
上、クロム酸化物面積率２０％以上、気孔率１.０％以
下の皮膜であり、摩耗量も軟鋼の１に対して０．５以下
の優れた皮膜となっている。
【００２０】この表から、耐摩耗性向上のためには、で
きるだけクロム酸化物又はクロム酸化物を主体とする酸
化物の割合を高くする方が良いことがわかる。一般にク
ロム酸化物又はクロム酸化物を主体とする酸化物は、硬
質で脆い物質であるので、クロム酸化物又はクロム酸化
物を主体とする酸化物の面積が大きすぎると、皮膜が脆
くなり、熱衝撃に対して弱くなるので上限を６０％とす
るのが好適である。クロム酸化物又はクロム酸化物を主
体とする酸化物の面積率が２０％未満では表面硬度Ｈｖ
が５００未満となって耐摩耗性が悪い。こうしたクロム
酸化物又はクロム酸化物を主体とする酸化物が２０％以
上６０％以下となる皮膜を得るためには溶射材料をクロ
ム１００％又はクロム含有量を２０重量％以上のものと
する必要がある。また、目的に応じてクロム又はクロム
−ニツケル合金にアルミニウム、モリブデン、イツトリ
ウム、タングステン、ニオブ、コバルト等の元素を添加
してもよい。例えば酸化水素を含む雰囲気であれば、ア
ルミニウム、コバルト、イツトリウムの添加が有効であ
るし、塩化ナトリウム−硫酸塩の溶融塩腐食が問題にな
る場合にはモリブデンの添加が有効である。
きるだけクロム酸化物又はクロム酸化物を主体とする酸
化物の割合を高くする方が良いことがわかる。一般にク
ロム酸化物又はクロム酸化物を主体とする酸化物は、硬
質で脆い物質であるので、クロム酸化物又はクロム酸化
物を主体とする酸化物の面積が大きすぎると、皮膜が脆
くなり、熱衝撃に対して弱くなるので上限を６０％とす
るのが好適である。クロム酸化物又はクロム酸化物を主
体とする酸化物の面積率が２０％未満では表面硬度Ｈｖ
が５００未満となって耐摩耗性が悪い。こうしたクロム
酸化物又はクロム酸化物を主体とする酸化物が２０％以
上６０％以下となる皮膜を得るためには溶射材料をクロ
ム１００％又はクロム含有量を２０重量％以上のものと
する必要がある。また、目的に応じてクロム又はクロム
−ニツケル合金にアルミニウム、モリブデン、イツトリ
ウム、タングステン、ニオブ、コバルト等の元素を添加
してもよい。例えば酸化水素を含む雰囲気であれば、ア
ルミニウム、コバルト、イツトリウムの添加が有効であ
るし、塩化ナトリウム−硫酸塩の溶融塩腐食が問題にな
る場合にはモリブデンの添加が有効である。
【００２１】溶射材料の粒径が大きい場合、未溶融のま
まで母材に衝突するため、皮膜中に多数の未溶融粒子が
残存するとともに、溶射中のクロム酸化物の生成も阻害
されるので、緻密で高硬度の皮膜を得ることができなく
なる。本実施例では５〜３０μｍの粒径分布のクロム又
はクロム−ニツケル合金粒状体を使用した。一方、比較
例９では市販の粒状体（粒径分布が１０〜４４μｍ）を
使用したが、酸素過剰雰囲気にも係らず、高硬度の皮膜
は得られていない。従って、溶射材料の粒径は３０μｍ
以下とする必要がある。
まで母材に衝突するため、皮膜中に多数の未溶融粒子が
残存するとともに、溶射中のクロム酸化物の生成も阻害
されるので、緻密で高硬度の皮膜を得ることができなく
なる。本実施例では５〜３０μｍの粒径分布のクロム又
はクロム−ニツケル合金粒状体を使用した。一方、比較
例９では市販の粒状体（粒径分布が１０〜４４μｍ）を
使用したが、酸素過剰雰囲気にも係らず、高硬度の皮膜
は得られていない。従って、溶射材料の粒径は３０μｍ
以下とする必要がある。
【００２２】溶射条件としては、クロム酸化物又はクロ
ム酸化物を主体とする酸化物を溶射中に粒状体表面に形
成する必要があるため、酸素過剰雰囲気にする必要があ
る。実施例のうち、高エネルギ−ガス溶射（ＤＪ−ＧＵ
Ｎ）の場合は燃料としてエチレン（Ｃ2Ｈ4）を使用して
おり、完全燃焼には１モルのＣ2Ｈ4に対して２モルの酸
素が必要である。表１に示した実施例では酸素をＣ2Ｈ4
の約４倍にしている。一方、爆発溶射ではアセチレン
（Ｃ2Ｈ2）を燃料として使用しており、完全燃焼に必要
な酸素量は１モルのＣ2Ｈ2に対して１モルの酸素量とな
る。本実施例では酸素を理論酸素量の１.５倍とした。
いずれの装置でも酸素量を完全燃焼に必要な理論酸素量
より過剰にすることにより、クロム又はクロム−ニツケ
ル合金粒状体表面にクロム酸化物又はクロム酸化物を主
体とする酸化物の生成を行なうことができるが、実用上
は１.５倍以上の酸素量にするのが好適である。
ム酸化物を主体とする酸化物を溶射中に粒状体表面に形
成する必要があるため、酸素過剰雰囲気にする必要があ
る。実施例のうち、高エネルギ−ガス溶射（ＤＪ−ＧＵ
Ｎ）の場合は燃料としてエチレン（Ｃ2Ｈ4）を使用して
おり、完全燃焼には１モルのＣ2Ｈ4に対して２モルの酸
素が必要である。表１に示した実施例では酸素をＣ2Ｈ4
の約４倍にしている。一方、爆発溶射ではアセチレン
（Ｃ2Ｈ2）を燃料として使用しており、完全燃焼に必要
な酸素量は１モルのＣ2Ｈ2に対して１モルの酸素量とな
る。本実施例では酸素を理論酸素量の１.５倍とした。
いずれの装置でも酸素量を完全燃焼に必要な理論酸素量
より過剰にすることにより、クロム又はクロム−ニツケ
ル合金粒状体表面にクロム酸化物又はクロム酸化物を主
体とする酸化物の生成を行なうことができるが、実用上
は１.５倍以上の酸素量にするのが好適である。
【００２３】
【表１】
【００２４】
【表２】
【００２５】次に、本発明において、酸素過剰雰囲気の
溶射によって形成されている皮膜組織を観察してみる。
溶射によって形成されている皮膜組織を観察してみる。
【００２６】図２は、本発明の溶射皮膜断面の後方散乱
電子像写真によって示した組織の一例である。電子線を
試料に照射すると、試料表面から後方散乱電子が発生す
る。この後方散乱電子信号強度は原子番号の小さい物質
では小さく、原子番号の大きい物質では大きくなる。従
って、写真上で白い部分はクロム又はクロム−ニツケル
合金であり、黒い部分はクロム酸化物又はクロム酸化物
を主体とする酸化物である。本電子像を更に観察する
と、白い部分であるクロム又はクロム−ニツケル合金と
黒い部分であるクロム酸化物又はクロム酸化物を主体と
する酸化物とは、各々薄く集合状をなし、更に互いに層
状をなしている。即ち、クロムとクロム酸化物又はクロ
ム−ニツケル合金とクロム酸化物を主体とする酸化物と
は互いに重なり合う層状組織であることがわかる。
電子像写真によって示した組織の一例である。電子線を
試料に照射すると、試料表面から後方散乱電子が発生す
る。この後方散乱電子信号強度は原子番号の小さい物質
では小さく、原子番号の大きい物質では大きくなる。従
って、写真上で白い部分はクロム又はクロム−ニツケル
合金であり、黒い部分はクロム酸化物又はクロム酸化物
を主体とする酸化物である。本電子像を更に観察する
と、白い部分であるクロム又はクロム−ニツケル合金と
黒い部分であるクロム酸化物又はクロム酸化物を主体と
する酸化物とは、各々薄く集合状をなし、更に互いに層
状をなしている。即ち、クロムとクロム酸化物又はクロ
ム−ニツケル合金とクロム酸化物を主体とする酸化物と
は互いに重なり合う層状組織であることがわかる。
【００２７】図１は、図２における層状組織を模式的に
表したものである。母材３の上にクロム又はクロム−ニ
ツケル合金１とクロム酸化物又はクロム酸化物を主体と
する酸化物２が相互に重なり合い、皮膜を構成している
あるものは完全にクロム又はクロム−ニツケル合金であ
り、あるものは完全にクロム酸化物又はクロム酸化物を
主体とする酸化物である。即ち、本発明における耐食・
耐摩耗性皮膜はクロムとクロム酸化物又はクロム−ニツ
ケル合金とクロム酸化物を主体とする酸化物とが相互に
積層した非一様性によって特徴づけられる層状組織を構
成しているものである。
表したものである。母材３の上にクロム又はクロム−ニ
ツケル合金１とクロム酸化物又はクロム酸化物を主体と
する酸化物２が相互に重なり合い、皮膜を構成している
あるものは完全にクロム又はクロム−ニツケル合金であ
り、あるものは完全にクロム酸化物又はクロム酸化物を
主体とする酸化物である。即ち、本発明における耐食・
耐摩耗性皮膜はクロムとクロム酸化物又はクロム−ニツ
ケル合金とクロム酸化物を主体とする酸化物とが相互に
積層した非一様性によって特徴づけられる層状組織を構
成しているものである。
【００２８】
【発明の効果】以上詳細に説明したごとく、本願発明に
よれば、クロムとクロム酸化物又はクロム−ニツケル合
金とクロム酸化物を主体とする酸化物とが互いに重なり
合う層状組織であるから、腐食と摩耗に強く、且つ母材
との密着性の良い耐食・耐摩耗性皮膜が得られ、実機に
適用すれば製品の耐用年数を大幅に延長させることが出
来、その利用価値は極めて高い。
よれば、クロムとクロム酸化物又はクロム−ニツケル合
金とクロム酸化物を主体とする酸化物とが互いに重なり
合う層状組織であるから、腐食と摩耗に強く、且つ母材
との密着性の良い耐食・耐摩耗性皮膜が得られ、実機に
適用すれば製品の耐用年数を大幅に延長させることが出
来、その利用価値は極めて高い。
【００２９】本願発明によれば、酸化性雰囲気の中で母
材に、クロム又はクロム含有量が２０重量％以上のクロ
ム−ニツケル合金であり、最大粒径が３０μｍ以下であ
る粒状体を溶射するものであるから、高硬度で高融点の
クロム又はクロム−ニツケル合金の粒状体は、溶融され
易く、且つ各々クロム酸化物又はクロム酸化物を主体と
する酸化物に酸化され易くなり、母材表面は緻密で高硬
度の皮膜となる。
材に、クロム又はクロム含有量が２０重量％以上のクロ
ム−ニツケル合金であり、最大粒径が３０μｍ以下であ
る粒状体を溶射するものであるから、高硬度で高融点の
クロム又はクロム−ニツケル合金の粒状体は、溶融され
易く、且つ各々クロム酸化物又はクロム酸化物を主体と
する酸化物に酸化され易くなり、母材表面は緻密で高硬
度の皮膜となる。
【００３０】本願発明によれば、母材に粒状体を溶射す
る方法がガス溶射であるので、酸化性雰囲気の中で皮膜
形成が容易に出来る。
る方法がガス溶射であるので、酸化性雰囲気の中で皮膜
形成が容易に出来る。
【００３１】そして、本願皮膜形成方法によれば、従来
の溶射法の欠点である特別な処理、例えば粒径制御、熱
処理或いはメタルコ−テイング等の処理を不要にし、形
成容易、低コストな耐食・耐摩耗性皮膜の溶射形成方法
である。
の溶射法の欠点である特別な処理、例えば粒径制御、熱
処理或いはメタルコ−テイング等の処理を不要にし、形
成容易、低コストな耐食・耐摩耗性皮膜の溶射形成方法
である。
【図１】本発明による皮膜の層状組織を模式的に表した
説明図。
説明図。
【図２】本発明の溶射皮膜断面の層状組織を後方散乱電
子像によって示した写真。
子像によって示した写真。
１ クロム又はクロム−ニツケル合金 ２ クロム酸化物又はクロム酸化物を主体とする酸化物 ３ 母材
Claims (2)
- 【請求項１】 酸化性雰囲気中で、母材に粒状体を溶射
することにより皮膜を形成する際、粒状体としてクロム
又はクロム含有量が２０重量％以上のクロム−ニツケル
合金で、最大粒径が３０μｍ以下のものを溶射し、クロ
ムとクロム酸化物とが互いに重なり合う層状組織又はク
ロム−ニッケル合金とクロム酸化物を主体とする酸化物
とが互いに重なり合う層状組織を有する耐食・耐摩耗性
皮膜を形成し、前記層状組織の断面のクロムとクロム酸
化物との面積比率又はクロム−ニツケル合金とクロム酸
化物を主体とする酸化物との面積比率は、クロム酸化物
又はクロム酸化物を主体とする酸化物の比率が２０乃至
６０面積％であることを特徴とする耐食・耐摩耗性皮膜
の形成方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の耐食・耐摩耗性皮膜の形
成方法において、前記皮膜の気孔率が１．０％未満であ
ることを特徴とする耐食・耐摩耗性皮膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16956293A JP3286770B2 (ja) | 1993-06-16 | 1993-06-16 | 耐食・耐摩耗性皮膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16956293A JP3286770B2 (ja) | 1993-06-16 | 1993-06-16 | 耐食・耐摩耗性皮膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH073421A JPH073421A (ja) | 1995-01-06 |
| JP3286770B2 true JP3286770B2 (ja) | 2002-05-27 |
Family
ID=15888771
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16956293A Expired - Fee Related JP3286770B2 (ja) | 1993-06-16 | 1993-06-16 | 耐食・耐摩耗性皮膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3286770B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5073851B2 (ja) * | 2011-08-30 | 2012-11-14 | リバストン工業株式会社 | 微粉末セラミックス衝撃焼結被覆法 |
-
1993
- 1993-06-16 JP JP16956293A patent/JP3286770B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH073421A (ja) | 1995-01-06 |
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Legal Events
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