JP3430498B2 - 溶射用耐食・耐磨耗自溶合金材料 - Google Patents
溶射用耐食・耐磨耗自溶合金材料Info
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- JP3430498B2 JP3430498B2 JP13740995A JP13740995A JP3430498B2 JP 3430498 B2 JP3430498 B2 JP 3430498B2 JP 13740995 A JP13740995 A JP 13740995A JP 13740995 A JP13740995 A JP 13740995A JP 3430498 B2 JP3430498 B2 JP 3430498B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、耐食性および耐磨耗性
に優れた溶射用自溶合金材料に関する。
に優れた溶射用自溶合金材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】耐食性および耐磨耗性が要求される材料
としては、例えば、自動車用表面処理鋼板の表面処理を
行う連続電気メッキラインにおいて、メッキ液（ＺｎＳ
Ｏ4 ＋Ｈ2ＳＯ4）に触れる陰極として使用される通電ロ
ール、前記鋼板の表面処理後の酸洗処理時に使用される
ブラシバックアップロール等がある。前記通電ロールや
ブラシバックアップロールは、メッキ液や酸洗溶液に対
する耐食性と、接触する鋼板に対する耐磨耗性が要求さ
れていることから、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ系耐食合金の鋳
造、クロムメッキ、Ｎｉ基自溶合金溶射皮覆等によって
製造されているが、近年、前記鋼板の製造原価を低下さ
せるために、ラインの速度の向上、メッキ溶液や酸溶液
の種類、濃度や温度等の使用条件が、増々苛酷になって
きており、従来以上の厳しい特性が要求されている。前
記通電ロールやブラシバックアップロールにおいては、
耐食性の良好な材料は耐磨耗性が悪く、一方耐磨耗性の
良好な材料は耐食性に劣るというように、これらの両特
性を具備した材料は知られていない。従って、せいぜい
１週間〜１ケ月程度で使用寿命に至るため、短期間の操
業毎にラインの稼働を停止して、前記ロールの新規交換
あるいはロール表面の再研磨（補修）を行わなければな
らず、このことは、ラインの回転率を低いものとし、前
記鋼板の生産性を著しく低下させている。
としては、例えば、自動車用表面処理鋼板の表面処理を
行う連続電気メッキラインにおいて、メッキ液（ＺｎＳ
Ｏ4 ＋Ｈ2ＳＯ4）に触れる陰極として使用される通電ロ
ール、前記鋼板の表面処理後の酸洗処理時に使用される
ブラシバックアップロール等がある。前記通電ロールや
ブラシバックアップロールは、メッキ液や酸洗溶液に対
する耐食性と、接触する鋼板に対する耐磨耗性が要求さ
れていることから、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ系耐食合金の鋳
造、クロムメッキ、Ｎｉ基自溶合金溶射皮覆等によって
製造されているが、近年、前記鋼板の製造原価を低下さ
せるために、ラインの速度の向上、メッキ溶液や酸溶液
の種類、濃度や温度等の使用条件が、増々苛酷になって
きており、従来以上の厳しい特性が要求されている。前
記通電ロールやブラシバックアップロールにおいては、
耐食性の良好な材料は耐磨耗性が悪く、一方耐磨耗性の
良好な材料は耐食性に劣るというように、これらの両特
性を具備した材料は知られていない。従って、せいぜい
１週間〜１ケ月程度で使用寿命に至るため、短期間の操
業毎にラインの稼働を停止して、前記ロールの新規交換
あるいはロール表面の再研磨（補修）を行わなければな
らず、このことは、ラインの回転率を低いものとし、前
記鋼板の生産性を著しく低下させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の様な
欠点を解消し、優れた耐食性および耐磨耗性の両方の特
性を兼ね備えた溶射用耐食・耐磨耗自溶合金材料を提供
することを目的とする。
欠点を解消し、優れた耐食性および耐磨耗性の両方の特
性を兼ね備えた溶射用耐食・耐磨耗自溶合金材料を提供
することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するもの
として、本発明の第１の溶射用耐食・耐磨耗自溶合金材
料は、粉末状、棒状などの形状を有し、ガス式溶射用な
どに好適なものであり、その成分、組成は、Ｃを０．１
〜０．４重量％、Ｓｉを３．５〜４．５重量％、Ｃｒを
１８〜２０重量％、Ｍｏを１６〜１８重量％、Ｃｕを
１．５〜２．５重量％、Ｆｅを２．５〜３．５重量％、
Ｍｎを０．１〜０．４重量％、Ｂを３．０〜４．０重量
％含み、残部がＮｉおよび不可避不純物である。この耐
食・耐磨耗自溶合金材料において、ＣｒとＭｏの合計が
３７重量％以下であること、ＣｕとＦｅの合計が４．５
重量％以上であることが好ましく、粉末の場合、その主
な粒度が４５〜１２５μｍの範囲内であることが好まし
い。また、本発明の第２の溶射用耐食・耐磨耗自溶合金
材料は、ＷＣ−Ｎｉサーメット粒子またはＷＣ−ＮｉＣ
ｒサーメット粒子からなる粉末３５〜５０重量％と、残
部の、上記第１の本発明の自溶合金粉末との混合粉末で
ある。この耐食・耐磨耗自溶合金材料において、球形状
のＷＣ−Ｎｉサーメット粒子およびＷＣ−ＮｉＣｒサー
メット粒子の主な粒度は、４５〜１２５μｍの範囲内で
あることが好ましい。
として、本発明の第１の溶射用耐食・耐磨耗自溶合金材
料は、粉末状、棒状などの形状を有し、ガス式溶射用な
どに好適なものであり、その成分、組成は、Ｃを０．１
〜０．４重量％、Ｓｉを３．５〜４．５重量％、Ｃｒを
１８〜２０重量％、Ｍｏを１６〜１８重量％、Ｃｕを
１．５〜２．５重量％、Ｆｅを２．５〜３．５重量％、
Ｍｎを０．１〜０．４重量％、Ｂを３．０〜４．０重量
％含み、残部がＮｉおよび不可避不純物である。この耐
食・耐磨耗自溶合金材料において、ＣｒとＭｏの合計が
３７重量％以下であること、ＣｕとＦｅの合計が４．５
重量％以上であることが好ましく、粉末の場合、その主
な粒度が４５〜１２５μｍの範囲内であることが好まし
い。また、本発明の第２の溶射用耐食・耐磨耗自溶合金
材料は、ＷＣ−Ｎｉサーメット粒子またはＷＣ−ＮｉＣ
ｒサーメット粒子からなる粉末３５〜５０重量％と、残
部の、上記第１の本発明の自溶合金粉末との混合粉末で
ある。この耐食・耐磨耗自溶合金材料において、球形状
のＷＣ−Ｎｉサーメット粒子およびＷＣ−ＮｉＣｒサー
メット粒子の主な粒度は、４５〜１２５μｍの範囲内で
あることが好ましい。
【０００５】
【作用】まず、本発明の第１の溶射用耐食・耐磨耗自溶
合金材料について説明する。 Ｃ：Ｃは主にＣｒ、Ｍｏと結合して複炭化物を形成して
溶射皮膜全体の硬さを高め、耐磨耗性の向上に寄与する
元素であるが、その含有量が０．１重量％未満では炭化
物の量が少ないために充分な耐磨耗性が得られない。ま
た、０．４重量％を超える過度の添加は、複炭化物の形
成量が多くなり過ぎて耐食性および靱性が低下するた
め、その範囲は０．１〜０．４重量％とする。 Ｓｉ：ＳｉはＢとともに溶射用自溶合金材料の必須元素
であり、脱酸剤としての作用の他に、自溶性を与え、さ
らにはマトリックス中に固溶して溶射皮膜の硬さや耐磨
耗性の向上に寄与する。その含有量は３．５重量％未満
では前記特性が充分に得られず、また、４．５重量％を
超えると硬さが高くなり過ぎて脆くなり、加工時や使用
時にクラックが発生し易くなるため、その範囲は３．５
〜４．５重量％とする。
合金材料について説明する。 Ｃ：Ｃは主にＣｒ、Ｍｏと結合して複炭化物を形成して
溶射皮膜全体の硬さを高め、耐磨耗性の向上に寄与する
元素であるが、その含有量が０．１重量％未満では炭化
物の量が少ないために充分な耐磨耗性が得られない。ま
た、０．４重量％を超える過度の添加は、複炭化物の形
成量が多くなり過ぎて耐食性および靱性が低下するた
め、その範囲は０．１〜０．４重量％とする。 Ｓｉ：ＳｉはＢとともに溶射用自溶合金材料の必須元素
であり、脱酸剤としての作用の他に、自溶性を与え、さ
らにはマトリックス中に固溶して溶射皮膜の硬さや耐磨
耗性の向上に寄与する。その含有量は３．５重量％未満
では前記特性が充分に得られず、また、４．５重量％を
超えると硬さが高くなり過ぎて脆くなり、加工時や使用
時にクラックが発生し易くなるため、その範囲は３．５
〜４．５重量％とする。
【０００６】Ｃｒ：ＣｒはＣと結合して複炭化物を形成
し、またＢと結合して複硼化物を形成することにより、
硬さを高め、耐食性および耐磨耗性を著しく向上させる
必須の元素である。その含有量は１８重量％未満では複
炭化物や複硼化物の形成が不充分で高い耐食性および耐
磨耗性が得られず、また２０重量％を超えると、靱性の
低下、融点の上昇、自溶性の低下が生じるとともに、加
工面にブローホール等の欠陥を招き易くなるため、その
範囲は１８〜２０重量％とする。 Ｍｏ：ＭｏはＣｒと同様、Ｃと結合して複炭化物を形成
し、またＢと結合して複硼化物を形成することにより、
耐食性および耐磨耗性を大幅に向上させる必須の元素で
ある。その含有量は１６重量％未満では前記複炭化物お
よび複硼化物を形成する作用が小さく、また、１８重量
％を超えてもさらなる効果の向上は大きく期待できず、
かえって靱性や自溶性の低下を招くので、その含有量は
Ｃｒ含有量以下の１６〜１８重量％とする。また、同族
の元素であるＣｒとＭｏとの合計を３４〜３７重量％と
すると、溶射皮膜の脆化や自溶性の低下を抑制し易く好
ましい。
し、またＢと結合して複硼化物を形成することにより、
硬さを高め、耐食性および耐磨耗性を著しく向上させる
必須の元素である。その含有量は１８重量％未満では複
炭化物や複硼化物の形成が不充分で高い耐食性および耐
磨耗性が得られず、また２０重量％を超えると、靱性の
低下、融点の上昇、自溶性の低下が生じるとともに、加
工面にブローホール等の欠陥を招き易くなるため、その
範囲は１８〜２０重量％とする。 Ｍｏ：ＭｏはＣｒと同様、Ｃと結合して複炭化物を形成
し、またＢと結合して複硼化物を形成することにより、
耐食性および耐磨耗性を大幅に向上させる必須の元素で
ある。その含有量は１６重量％未満では前記複炭化物お
よび複硼化物を形成する作用が小さく、また、１８重量
％を超えてもさらなる効果の向上は大きく期待できず、
かえって靱性や自溶性の低下を招くので、その含有量は
Ｃｒ含有量以下の１６〜１８重量％とする。また、同族
の元素であるＣｒとＭｏとの合計を３４〜３７重量％と
すると、溶射皮膜の脆化や自溶性の低下を抑制し易く好
ましい。
【０００７】Ｃｕ：Ｃｕは、Ｎｉマトリックス中に固溶
して溶射皮膜全体の強度を高め、さらには複炭化物や複
硼化物の形成を促し、組織を安定させる必須の元素であ
る。また、高温環境下において、Ｃｕの存在により、こ
れらの複炭化物、複硼化物は安定した状態になるため、
優れた耐食性と耐磨耗性を得ることができる。その含有
量は１．５重量％未満であると複炭化物と複硼化物が形
成される量も不充分となるため、所望の耐食性および耐
磨耗性が得られず、また、２．５重量％を超えると複炭
化物や複硼化物の形成作用が大きくなりすぎて溶射皮膜
の脆化を招き、さらには高温において酸化が激しくなる
ため、その範囲は１．５〜２．５重量％とする。 Ｆｅ：Ｆｅは、Ｎｉマトリックス中に固溶してＣｕの場
合と同様、溶射皮膜全体の強度を向上させる元素であ
る。その含有量が２．５重量％未満では前記作用が小さ
く、また、その含有量が３．５重量％を超えると、溶射
皮膜の硬さが低下し、耐食性および耐磨耗性の劣化をも
たらすため、その含有量は２．５〜３．５重量％とす
る。また、ＣｕとＦｅとの合計を４．５〜６．０重量％
とすると、ＣｒとＭｏの含有による溶射皮膜の脆化およ
び耐食・耐磨耗性の低下を抑制し易く好ましい。
して溶射皮膜全体の強度を高め、さらには複炭化物や複
硼化物の形成を促し、組織を安定させる必須の元素であ
る。また、高温環境下において、Ｃｕの存在により、こ
れらの複炭化物、複硼化物は安定した状態になるため、
優れた耐食性と耐磨耗性を得ることができる。その含有
量は１．５重量％未満であると複炭化物と複硼化物が形
成される量も不充分となるため、所望の耐食性および耐
磨耗性が得られず、また、２．５重量％を超えると複炭
化物や複硼化物の形成作用が大きくなりすぎて溶射皮膜
の脆化を招き、さらには高温において酸化が激しくなる
ため、その範囲は１．５〜２．５重量％とする。 Ｆｅ：Ｆｅは、Ｎｉマトリックス中に固溶してＣｕの場
合と同様、溶射皮膜全体の強度を向上させる元素であ
る。その含有量が２．５重量％未満では前記作用が小さ
く、また、その含有量が３．５重量％を超えると、溶射
皮膜の硬さが低下し、耐食性および耐磨耗性の劣化をも
たらすため、その含有量は２．５〜３．５重量％とす
る。また、ＣｕとＦｅとの合計を４．５〜６．０重量％
とすると、ＣｒとＭｏの含有による溶射皮膜の脆化およ
び耐食・耐磨耗性の低下を抑制し易く好ましい。
【０００８】Ｍｎ：Ｍｎは脱酸剤としての作用の他に、
再溶融処理時の湯流れ性（溶湯の流動性）を向上させて
自溶性を促すための元素であるが、０．１重量％未満で
は前記作用は得られず、また０．４重量％を超える添加
は溶射皮膜の靱性を低下させるとともに、耐食性をも劣
化させるため、その含有量は０．１〜０．４重量％とす
る。 Ｂ：Ｂは、Ｓｉと同様、溶射用自溶合金材料の必須元素
であり、自溶性を与えるほかに、ＣｒおよびＭｏと結合
してＣｒ−Ｍｏ−Ｎｉ系複硼化物を形成して溶射皮膜全
体の硬さを高めて耐食性および耐磨耗性の向上に寄与す
る必須の元素である。その含有量が３．０重量％未満で
は前記複硼化物の形成量が少ないために充分な耐食性と
耐磨耗性が得られず、また４．０重量％を超える添加は
複硼化物の形成量が多くなり過ぎて靱性が低下するた
め、その範囲は３．０〜４．０重量％とする。 Ｎｉ：Ｎｉは、本発明の耐食・耐磨耗自溶合金材料のマ
トリックス（基質）を形成する元素である。
再溶融処理時の湯流れ性（溶湯の流動性）を向上させて
自溶性を促すための元素であるが、０．１重量％未満で
は前記作用は得られず、また０．４重量％を超える添加
は溶射皮膜の靱性を低下させるとともに、耐食性をも劣
化させるため、その含有量は０．１〜０．４重量％とす
る。 Ｂ：Ｂは、Ｓｉと同様、溶射用自溶合金材料の必須元素
であり、自溶性を与えるほかに、ＣｒおよびＭｏと結合
してＣｒ−Ｍｏ−Ｎｉ系複硼化物を形成して溶射皮膜全
体の硬さを高めて耐食性および耐磨耗性の向上に寄与す
る必須の元素である。その含有量が３．０重量％未満で
は前記複硼化物の形成量が少ないために充分な耐食性と
耐磨耗性が得られず、また４．０重量％を超える添加は
複硼化物の形成量が多くなり過ぎて靱性が低下するた
め、その範囲は３．０〜４．０重量％とする。 Ｎｉ：Ｎｉは、本発明の耐食・耐磨耗自溶合金材料のマ
トリックス（基質）を形成する元素である。
【０００９】次に、本発明の第２の溶射用耐食・耐磨耗
自溶合金材料について説明する。この耐食・耐磨耗自溶
合金材料は、ＷＣ−Ｎｉサーメット粒子またはＷＣ−Ｎ
ｉＣｒサーメット粒子からなる粉末３５〜５０重量％
と、残部の、上記第１の本発明の自溶合金粉末との混合
粉末である。上記第１の本発明の自溶合金粉末に、ＷＣ
−Ｎｉサーメット粒子またはＷＣ−ＮｉＣｒサーメット
粒子からなる粉末を添加することにより、さらなる耐磨
耗性を向上させることができる。ＷＣ−Ｎｉサーメット
粒子またはＷＣ−ＮｉＣｒサーメット粒子を添加する場
合、その含有量は３５〜５０重量％であるのが好まし
い。３５重量％未満であると、耐磨耗性の向上が少な
く、また５０重量％を超えると耐食性が劣化し、さらに
再溶融処理時に酸化が激しくなり、ブローホールやピン
ホール等の欠陥が溶射皮膜中に発生し易くなる。また、
ＷＣ−Ｎｉサーメット粒子およびＷＣ−ＮｉＣｒサーメ
ット粒子の粒度は４５〜１２５μｍであるのが好まし
い。４５μｍ未満であると、再溶融処理の際、溶射皮膜
中に微粒子が均一に分布せず、また１２５μｍを超える
と、酸化が進み自溶性が低下して、ピンホール等の欠陥
が発生し易くなる。
自溶合金材料について説明する。この耐食・耐磨耗自溶
合金材料は、ＷＣ−Ｎｉサーメット粒子またはＷＣ−Ｎ
ｉＣｒサーメット粒子からなる粉末３５〜５０重量％
と、残部の、上記第１の本発明の自溶合金粉末との混合
粉末である。上記第１の本発明の自溶合金粉末に、ＷＣ
−Ｎｉサーメット粒子またはＷＣ−ＮｉＣｒサーメット
粒子からなる粉末を添加することにより、さらなる耐磨
耗性を向上させることができる。ＷＣ−Ｎｉサーメット
粒子またはＷＣ−ＮｉＣｒサーメット粒子を添加する場
合、その含有量は３５〜５０重量％であるのが好まし
い。３５重量％未満であると、耐磨耗性の向上が少な
く、また５０重量％を超えると耐食性が劣化し、さらに
再溶融処理時に酸化が激しくなり、ブローホールやピン
ホール等の欠陥が溶射皮膜中に発生し易くなる。また、
ＷＣ−Ｎｉサーメット粒子およびＷＣ−ＮｉＣｒサーメ
ット粒子の粒度は４５〜１２５μｍであるのが好まし
い。４５μｍ未満であると、再溶融処理の際、溶射皮膜
中に微粒子が均一に分布せず、また１２５μｍを超える
と、酸化が進み自溶性が低下して、ピンホール等の欠陥
が発生し易くなる。
【００１０】さらに、ＷＣ−Ｎｉサーメット粒子および
ＷＣ−ＮｉＣｒサーメット粒子の形状は球形状を呈した
ものが好ましい。従って、ＷＣ−Ｎｉサーメット粒子お
よびＷＣ−ＮｉＣｒサーメット粒子を製造するには、Ｗ
Ｃ粉末と、Ｎｉ粉末またはＮｉ−Ｃｒ合金粉末とを混合
した混合粉末に、有機質のバインダーを加えて造粒した
後、高温で焼結する造粒−焼結法を採用することが好ま
しい。溶解インゴットを粉砕する鋳造−粉砕法や焼結体
を粉砕する焼結−粉砕法等で製造した粒子は、その形状
が角形状であり、溶射皮膜と接触した相手材を傷つけ易
いため好ましくない。ＷＣ−Ｎｉサーメット粒子におい
て、バインダーとなるＮｉの含有量は１２〜１７重量％
が好ましい。１２重量％未満では耐食性が低下し、ま
た、１７重量％を超えると、粒子の硬さが低いため耐磨
耗性が向上し難くなる。ＷＣ−ＮｉＣｒサーメット粒子
において、バインダーとなるＮｉ−Ｃｒ合金の含有量
は、２５〜３０重量％が好ましい。この含有量が２５重
量％未満では靭性および耐食性が低下し、また、３０重
量％を超えると耐磨耗性が低下する。さらに、このＮｉ
−Ｃｒ合金のＣｒ含有量％は、１８〜２５重量％が好ま
しい。
ＷＣ−ＮｉＣｒサーメット粒子の形状は球形状を呈した
ものが好ましい。従って、ＷＣ−Ｎｉサーメット粒子お
よびＷＣ−ＮｉＣｒサーメット粒子を製造するには、Ｗ
Ｃ粉末と、Ｎｉ粉末またはＮｉ−Ｃｒ合金粉末とを混合
した混合粉末に、有機質のバインダーを加えて造粒した
後、高温で焼結する造粒−焼結法を採用することが好ま
しい。溶解インゴットを粉砕する鋳造−粉砕法や焼結体
を粉砕する焼結−粉砕法等で製造した粒子は、その形状
が角形状であり、溶射皮膜と接触した相手材を傷つけ易
いため好ましくない。ＷＣ−Ｎｉサーメット粒子におい
て、バインダーとなるＮｉの含有量は１２〜１７重量％
が好ましい。１２重量％未満では耐食性が低下し、ま
た、１７重量％を超えると、粒子の硬さが低いため耐磨
耗性が向上し難くなる。ＷＣ−ＮｉＣｒサーメット粒子
において、バインダーとなるＮｉ−Ｃｒ合金の含有量
は、２５〜３０重量％が好ましい。この含有量が２５重
量％未満では靭性および耐食性が低下し、また、３０重
量％を超えると耐磨耗性が低下する。さらに、このＮｉ
−Ｃｒ合金のＣｒ含有量％は、１８〜２５重量％が好ま
しい。
【００１１】
［実施例１、２］まず、所望の成分組成になるように配
合した原料を高周波誘導真空溶解炉を用いて真空溶解
し、得られた１５００℃程度の溶湯を水アトマイズ法に
よって合金粉末にした。この合金粉末を熱風乾燥後、振
動式分級機にて４５〜１２５μｍに分級し、溶射用自溶
合金材料を作製した。これらの合金粉末の化学組成を表
１に示す。これらの合金粉末を用いて粉末式フレーム溶
射ガンにより、ステンレス鋼の母材上に３ｍｍの厚さに
溶射した。次に、燃焼炎トーチ（酸素−アセチレンバー
ナ）にて１０００℃以上に加熱し、再溶融処理を施して
自溶合金溶射皮膜を形成し、さらに、この皮膜の表面を
切削および研磨して試験片を作製した。この後、各試験
片の硬さ、耐磨耗性および耐食性を調べたところ、表２
に示す結果が得られた。
合した原料を高周波誘導真空溶解炉を用いて真空溶解
し、得られた１５００℃程度の溶湯を水アトマイズ法に
よって合金粉末にした。この合金粉末を熱風乾燥後、振
動式分級機にて４５〜１２５μｍに分級し、溶射用自溶
合金材料を作製した。これらの合金粉末の化学組成を表
１に示す。これらの合金粉末を用いて粉末式フレーム溶
射ガンにより、ステンレス鋼の母材上に３ｍｍの厚さに
溶射した。次に、燃焼炎トーチ（酸素−アセチレンバー
ナ）にて１０００℃以上に加熱し、再溶融処理を施して
自溶合金溶射皮膜を形成し、さらに、この皮膜の表面を
切削および研磨して試験片を作製した。この後、各試験
片の硬さ、耐磨耗性および耐食性を調べたところ、表２
に示す結果が得られた。
【００１２】なお、硬さ試験は、ロックウェル（Ｃスケ
ール）とマイクロビッカース（荷重１ｋｇ）で行った。
磨耗試験は、スガ式往復運動磨耗試験機を用い、荷重；
１ｋｇ、往復回数；１６００回（ＤＳ（ダブルストロー
ク））、相手材；ＳｉＣ＃３２０研磨紙の条件でＪＩＳ
Ｈ ８５０３（めっきの耐磨耗性試験方法）の第９項
（往復運動磨耗試験法）に準じて磨耗減量を測定し、耐
磨耗性ＷＲ（ＤＳ／ｍｇ）を求めた。また、腐食試験
は、試験片の大きさを２×１０×３０ｍｍとし、液温６
０℃、浸漬時間２４時間の条件で５重量％硫酸水溶液お
よび５重量％フッ硝酸水溶液中でそれぞれ行った。さら
に、比抵抗値の測定および通電下におけるメッキ液中の
腐食試験を行った。この際の腐食試験は、３０重量％Ｚ
ｎＳＯ4＋２重量％Ｈ2ＳＯ4 水溶液中に浸漬（６０℃±
５℃）した試験片を陰極として、電流密度１００ｍＡ／
ｃｍ2 で１週間通電し、腐食減量を測定し、耐食性を求
めた。以上により、表３に示す結果が得られた。
ール）とマイクロビッカース（荷重１ｋｇ）で行った。
磨耗試験は、スガ式往復運動磨耗試験機を用い、荷重；
１ｋｇ、往復回数；１６００回（ＤＳ（ダブルストロー
ク））、相手材；ＳｉＣ＃３２０研磨紙の条件でＪＩＳ
Ｈ ８５０３（めっきの耐磨耗性試験方法）の第９項
（往復運動磨耗試験法）に準じて磨耗減量を測定し、耐
磨耗性ＷＲ（ＤＳ／ｍｇ）を求めた。また、腐食試験
は、試験片の大きさを２×１０×３０ｍｍとし、液温６
０℃、浸漬時間２４時間の条件で５重量％硫酸水溶液お
よび５重量％フッ硝酸水溶液中でそれぞれ行った。さら
に、比抵抗値の測定および通電下におけるメッキ液中の
腐食試験を行った。この際の腐食試験は、３０重量％Ｚ
ｎＳＯ4＋２重量％Ｈ2ＳＯ4 水溶液中に浸漬（６０℃±
５℃）した試験片を陰極として、電流密度１００ｍＡ／
ｃｍ2 で１週間通電し、腐食減量を測定し、耐食性を求
めた。以上により、表３に示す結果が得られた。
【００１３】［実施例３〜５］まず、実施例１と同様に
して、実施例１と同様の成分の自溶合金粉末を作製し
た。これらの自溶合金粉末の化学組成を表１に示す。次
に、ＷＣ−１２重量％Ｎｉ粉末およびＷＣ−２５重量％
ＮｉＣｒ粉末を上記自溶合金粉末に表１に示す混合比で
混合して溶射用自溶合金材料を作製した。なお、上記Ｗ
Ｃ−１２重量％Ｎｉ粉末は、ＷＣ微粉末とＮｉ微粉末と
有機質のバインダーとを混合して造粒した後、高温で焼
結する造粒−焼結法により作製し、粒子の粒度を４５〜
１２５μｍの範囲に入るように分級したもので、粒子の
形状は球形状を呈する。また、ＷＣ−２５重量％ＮｉＣ
ｒ粉末は、１２重量％Ｎｉ微粉末の代わりに２５重量％
Ｎｉ−Ｃｒ合金微粉末を使用した以外は、上記ＷＣ−１
２重量％Ｎｉ粉末と同様に作製し、粒子の粒度、形状も
上記ＷＣ−１２重量％Ｎｉ粉末と同様である。これらの
溶射用自溶合金材料を用いて、粉末式フレーム溶射ガン
により溶射する以後は、実施例１と同様に試験した。得
られた結果を表２および表３に示す。
して、実施例１と同様の成分の自溶合金粉末を作製し
た。これらの自溶合金粉末の化学組成を表１に示す。次
に、ＷＣ−１２重量％Ｎｉ粉末およびＷＣ−２５重量％
ＮｉＣｒ粉末を上記自溶合金粉末に表１に示す混合比で
混合して溶射用自溶合金材料を作製した。なお、上記Ｗ
Ｃ−１２重量％Ｎｉ粉末は、ＷＣ微粉末とＮｉ微粉末と
有機質のバインダーとを混合して造粒した後、高温で焼
結する造粒−焼結法により作製し、粒子の粒度を４５〜
１２５μｍの範囲に入るように分級したもので、粒子の
形状は球形状を呈する。また、ＷＣ−２５重量％ＮｉＣ
ｒ粉末は、１２重量％Ｎｉ微粉末の代わりに２５重量％
Ｎｉ−Ｃｒ合金微粉末を使用した以外は、上記ＷＣ−１
２重量％Ｎｉ粉末と同様に作製し、粒子の粒度、形状も
上記ＷＣ−１２重量％Ｎｉ粉末と同様である。これらの
溶射用自溶合金材料を用いて、粉末式フレーム溶射ガン
により溶射する以後は、実施例１と同様に試験した。得
られた結果を表２および表３に示す。
【００１４】［従来例１］市販のＮｉ−Ｃｒ−Ｍｏ系合
金の鋳造品を入手した。この鋳造品の化学組成を表１に
示す。この鋳造品の諸特性を実施例１と同様にして測定
した。得られた結果を表２および表３に示す。 ［従来例２〜４］市販の溶射用自溶合金材料を入手し
た。これらの合金粉末の化学組成を表１に示す。これら
の合金粉末を用いて、粉末式フレーム溶射ガンにより溶
射する以後は、実施例１と同様に試験した。得られた結
果を表２および表３に示す。 ［従来例５］市販のＣｒメッキ品を入手した。このＣｒ
メッキ品の諸特性を実施例１と同様にして測定した。得
られた結果を表２および表３に示す。
金の鋳造品を入手した。この鋳造品の化学組成を表１に
示す。この鋳造品の諸特性を実施例１と同様にして測定
した。得られた結果を表２および表３に示す。 ［従来例２〜４］市販の溶射用自溶合金材料を入手し
た。これらの合金粉末の化学組成を表１に示す。これら
の合金粉末を用いて、粉末式フレーム溶射ガンにより溶
射する以後は、実施例１と同様に試験した。得られた結
果を表２および表３に示す。 ［従来例５］市販のＣｒメッキ品を入手した。このＣｒ
メッキ品の諸特性を実施例１と同様にして測定した。得
られた結果を表２および表３に示す。
【００１５】
【表１】
（重量％、残部：Ｎｉ）
C Si B Cr Mo Fe Cu W Mn WC-Ni WC-NiCr WC-Co
実施例１ 0.38 4.4 3.2 18.4 17.8 2.6 2.3 - 0.2 - - -
実施例２ 0.13 3.6 3.3 19.8 16.1 3.2 1.7 - 0.4 - - -
実施例３ 0.30 3.9 3.5 18.8 16.7 2.9 2.1 - 0.1 35.0 - -
実施例４ 0.25 4.0 3.8 18.0 17.0 2.7 1.9 - 0.1 50.0 - -
実施例５ 0.20 4.2 4.1 19.5 16.5 3.4 2.0 - 0.3 - 35.0 -
従来例１ 0.02 0.1 - 16.3 17.1 5.2 - 4.3 - - - -
従来例２ 0.65 4.2 3.5 16.0 2.3 2.5 2.1 - - - - -
従来例３ 0.30 3.1 2.5 16.1 - 2.0 - - - - - 50.0
従来例４ 0.70 4.4 2.7 13.9 1.2 3.8 - - - 35.0 - -
従来例５ C r メ ッ キ
【００１６】
【表２】
硬 さ 耐磨耗性 5% 硫酸 5%フッ硝酸
(HRC) (Hv) (DS/mg) (g/m2・hr) (mg/cm2・day)
実施例１ 57 740 118 0.13 8.4
実施例２ 58 765 125 0.11 7.9
実施例３ 59 778 188 0.20 14.7
実施例４ 60 792 213 0.25 14.8
実施例５ 58 769 168 0.18 12.8
従来例１ HR B90 201 33 0.09 5.8
従来例２ 57 732 130 0.39 10.8
従来例３ 59 772 270 127.4 175.4
従来例４ 56 727 205 86.4 94.8
従来例５ 68 1080 127 108.5 152.2
【００１７】
【表３】
【００１８】表２および表３に示される結果から、次の
ことが分かる。すなわち、実施例１〜５の材料は、いず
れも、優れた耐食性と耐磨耗性を兼ね備えた材料であ
る。これに対して、従来材料は、耐食性が良好であると
耐磨耗性が劣り（従来例１）、耐磨耗性が良好であると
耐食性が劣っており（従来例２〜５）、耐食性および耐
磨耗性のうちのいずれかの特性が劣っている。
ことが分かる。すなわち、実施例１〜５の材料は、いず
れも、優れた耐食性と耐磨耗性を兼ね備えた材料であ
る。これに対して、従来材料は、耐食性が良好であると
耐磨耗性が劣り（従来例１）、耐磨耗性が良好であると
耐食性が劣っており（従来例２〜５）、耐食性および耐
磨耗性のうちのいずれかの特性が劣っている。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、優れた耐食性および耐
磨耗性の両方の特性を兼ね備えた溶射用耐食・耐磨耗自
溶合金材料を提供することができる。従って、本発明の
溶射用耐食・耐磨耗自溶合金材料を、電気メッキ通電ロ
ールやブラシバックアップロール用等の溶射皮膜材とし
て用いると、優れた耐食性と耐磨耗性により、長い使用
寿命を示しラインの連続運転時間を大幅に延長すること
ができるため、鋼板の生産性を著しく向上させる効果が
得られる。
磨耗性の両方の特性を兼ね備えた溶射用耐食・耐磨耗自
溶合金材料を提供することができる。従って、本発明の
溶射用耐食・耐磨耗自溶合金材料を、電気メッキ通電ロ
ールやブラシバックアップロール用等の溶射皮膜材とし
て用いると、優れた耐食性と耐磨耗性により、長い使用
寿命を示しラインの連続運転時間を大幅に延長すること
ができるため、鋼板の生産性を著しく向上させる効果が
得られる。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C23C 4/00 - 4/18
C22C 19/05
Claims (8)
- 【請求項１】 Ｃを０．１〜０．４重量％、Ｓｉを３．
５〜４．５重量％、Ｃｒを１８〜２０重量％、Ｍｏを１
６〜１８重量％、Ｃｕを１．５〜２．５重量％、Ｆｅを
２．５〜３．５重量％、Ｍｎを０．１〜０．４重量％、
Ｂを３．０〜４．０重量％含み、残部がＮｉおよび不可
避不純物である溶射用耐食・耐磨耗自溶合金材料。 - 【請求項２】 ＣｒとＭｏの合計が３７重量％以下であ
る請求項１に記載の溶射用耐食・耐磨耗自溶合金材料。 - 【請求項３】 ＣｕとＦｅの合計が４．５重量％以上で
ある請求項１または２に記載の溶射用耐食・耐磨耗自溶
合金材料。 - 【請求項４】 形状は、粉末状である請求項１、２また
は３に記載の溶射用耐食・耐磨耗自溶合金材料。 - 【請求項５】 形状は、棒状である請求項１、２または
３に記載の溶射用耐食・耐磨耗自溶合金材料。 - 【請求項６】 粉末粒子の主な粒度が４５〜１２５μｍ
の範囲内である請求項４に記載の溶射用耐食・耐磨耗自
溶合金材料。 - 【請求項７】 球形状のＷＣ−Ｎｉサーメット粒子また
はＷＣ−ＮｉＣｒサーメット粒子からなる粉末３５〜５
０重量％と、残部の、請求項４または６に記載の自溶合
金粉末との混合粉末である溶射用耐食・耐磨耗自溶合金
材料。 - 【請求項８】 球形状のＷＣ−Ｎｉサーメット粒子また
はＷＣ−ＮｉＣｒサーメット粒子の主な粒度は、４５〜
１２５μｍの範囲内である請求項７に記載の溶射用耐食
・耐磨耗自溶合金材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13740995A JP3430498B2 (ja) | 1995-05-12 | 1995-05-12 | 溶射用耐食・耐磨耗自溶合金材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13740995A JP3430498B2 (ja) | 1995-05-12 | 1995-05-12 | 溶射用耐食・耐磨耗自溶合金材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08311630A JPH08311630A (ja) | 1996-11-26 |
| JP3430498B2 true JP3430498B2 (ja) | 2003-07-28 |
Family
ID=15197974
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13740995A Expired - Fee Related JP3430498B2 (ja) | 1995-05-12 | 1995-05-12 | 溶射用耐食・耐磨耗自溶合金材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3430498B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0818549B1 (de) * | 1996-06-25 | 2004-02-04 | Castolin S.A. | Werkstoff in Pulver- oder Drahtform auf Nickelbasis für eine Beschichtung sowie Verfahren dazu |
| JP2002088461A (ja) * | 2000-09-14 | 2002-03-27 | Kawasaki Steel Corp | 耐食性ロール |
| EP1857204B1 (en) * | 2006-05-17 | 2012-04-04 | MEC Holding GmbH | Nonmagnetic material for producing parts or coatings adapted for high wear and corrosion intensive applications, nonmagnetic drill string component, and method for the manufacture thereof |
| JP5253962B2 (ja) * | 2008-10-23 | 2013-07-31 | 住友重機械工業株式会社 | 耐磨耗性ライニング層の製造方法および複合シリンダ |
| JP6271269B2 (ja) * | 2014-01-31 | 2018-01-31 | 山陽特殊製鋼株式会社 | 溶射時の再溶融処理時の湯流れ性を抑えたＮｉ基自溶性合金粉末およびその粉末を用いた耐食性、耐摩耗性に優れた部品 |
| CN108699667B (zh) * | 2016-02-19 | 2021-06-15 | 杰富意钢铁株式会社 | 金属陶瓷粉末、保护被膜被覆部件及其制造方法以及电镀浴中辊及其制造方法 |
| US11643708B2 (en) | 2019-05-23 | 2023-05-09 | Toyo Seikan Group Holdings, Ltd. | Nickel-based self-fluxing alloy, glass manufacturing member using the nickel-based self-fluxing alloy, as well as mold and glass gob transporting member each using the glass manufacturing member |
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| CN115069366B (zh) * | 2022-05-19 | 2023-12-29 | 萍乡市兴丰高科实业有限公司 | 一种立磨磨机内用高铝锆质陶瓷耐磨棒 |
-
1995
- 1995-05-12 JP JP13740995A patent/JP3430498B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 溶射ハンドブック，（株）新技術開発センター，１９９４年１０月２５日，第２０６〜２０８頁 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08311630A (ja) | 1996-11-26 |
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