JP4644687B2 - 基板にプラズマ溶射されるコーティング粉末及びその使用方法 - Google Patents
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Description
・アルミニウム若しくはマグネシウム合金又は鋳鉄からなる燃焼機関のシリンダーブロックのシリンダーボア;
・鋳鉄からなり、アルミニウム若しくはマグネシウム合金からなる燃焼機関のシリンダーブロックに挿入されるスリーブの内壁
である。
・プラズマ溶射装置に空気を供給して、基板上にコーティング粉末と空気を同時に1分あたり200〜1000標準(normalized)リットルの量で溶射する工程;又は、
・プラズマ溶射装置に酸素含有ガスを供給し、基板上にコーティング粉末と酸素含有ガスを同時に1分あたり200〜1000標準リットルの量で溶射する工程;又は、
・プラズマ溶射装置に酸素を供給して、基板上にコーティング粉末と酸素を同時に1分あたり40〜200標準リットルの量で溶射する工程
のいずれかを含み、コーティング中のFeO及びFe3O4 の量は、粉末粒子のサイズ分布によりコントロールされ、粉末の粒子のサイズは、25〜30μmの範囲である。
C= 0.4〜1.5重量%
Cr=0.2〜2.5重量%
Mn=0.02〜3重量%
P =所望の場合には0.01〜0.1重量%
S =所望の場合には0.01〜0.2重量%
Fe=100重量%になるまでの残余
を有する。
C= 0.1〜0.8重量%
Cr=11〜18重量%
Mn=0.1〜1.5重量%
Mo=0.1〜5重量%
S =所望の場合には0.01〜0.2重量%
P =所望の場合には0.01〜0.1重量%
Fe=100重量%になるまでの残余
を有する。
実施例1
コーティング粉末を、プラズマトロンにより燃焼機関のシリンダースリーブの摺動面に設けた。当該コーティング粉末は、次の組成を有していた:
C=1.1重量%
Cr=1.5重量%
Mn=1.5重量%
Fe=100重量%になるまでの残余
粒子サイズが10〜45μmである以外は、前記した実施例1と同様の組成を有する粉末を用いた。更に、全ての他の条件は、実施例1に記載されたものと同一である。これにより、設けられたコーティング中の結合酸素の含量は、2重量%の範囲であることを見出した。当該コーティングの他の分析結果は、実施例1に関して説明したと同様であった。
亜硫酸(sulphurous)燃料又はメタノールで動作される燃焼機関に使用されるシリンダースリーブは、次の組成:
C =0.4重量%
Cr=13.0重量%
Mn=1.5重量%
Mo=2.0重量%
Fe=100重量%になるまでの残余
を有する粉末を用いて、実施例1に記載したと同様の条件下でコートされた。所定条件での露点以下の温度でエンジンが動作される場合に、かかるエンジンは腐食される。
コーティング粉末にセラミック合金粉末を30重量%添加した以外は、実施例2に記載したのと同様の方法を実施した。該セラミック合金粉末は60重量%のAl2O3と40重量%のTiO2組成を有する。かかる粉末を用いて調製したコーティングは、5〜22μmのサイズを有するセラミック粒子を含有することにより機械的に強化される。
80重量%のAl2O3と20重量%のTiO2組成を有するセラミック合金粉末を、コーティング粉末に30重量%添加した以外は、実施例4に記載したのと同様の方法を実施した。かかる粉末を用いて調製したコーティングは、5〜22μmのサイズを有するセラミック粒子を含有することにより機械的に強化される。
Claims (24)
- 空気、酸素含有ガス又は酸素と同時に基板にプラズマ溶射されて第1鉄コーティングを形成するためのコーティング粉末において、
前記粉末は、次の組成:
C=0.4〜1.5重量%
Cr=0.2〜2.5重量%
Mn=0.02〜3重量%
Fe=100重量%になるまでの残余
を有し、
粉末の粒子サイズは25〜30μmであり、
酸素と結合して、2〜2.5重量%の含量の結合酸素を有し、FeO及びFe 3 O 4 結晶を有する第1鉄コーティングを形成することを特徴とするコーティング粉末。 - 空気、酸素含有ガス又は酸素と同時に基板にプラズマ溶射されて第1鉄コーティングを形成するためのコーティング粉末において、
前記粉末は、次の組成:
C=0.4〜1.5重量%
Cr=0.2〜2.5重量%
Mn=0.02〜3重量%
S=0.01〜0.2重量%
P=0.01〜0.1重量%
Fe=100重量%になるまでの残余
を有し、
粉末の粒子サイズは25〜30μmであり、
酸素と結合して、2〜2.5重量%の含量の結合酸素を有し、FeO及びFe 3 O 4 結晶を有する第1鉄コーティングを形成することを特徴とするコーティング粉末。 - 空気、酸素含有ガス又は酸素と同時に基板にプラズマ溶射されて第1鉄コーティングを形成するためのコーティング粉末において、
前記粉末は、次の組成:
C=0.1〜0.8重量%
Cr=11〜18重量%
Mn=0.1〜1.5重量%
Mo=0.1〜5重量%
Fe=100重量%になるまでの残余
を有し、
粉末の粒子サイズは25〜30μmであり、
酸素と結合して、2〜2.5重量%の含量の結合酸素を有し、FeO及びFe 3 O 4 結晶を有する第1鉄コーティングを形成することを特徴とするコーティング粉末。 - 空気、酸素含有ガス又は酸素と同時に基板にプラズマ溶射されて第1鉄コーティングを形成するためのコーティング粉末において、
前記粉末は、次の組成:
C=0.1〜0.8重量%
Cr=11〜18重量%
Mn=0.1〜1.5重量%
Mo=0.1〜5重量%
S=0.01〜0.2重量%
P=0.01〜0.1重量%
Fe=100重量%になるまでの残余
を有し、
粉末の粒子サイズは25〜30μmであり、
酸素と結合して、2〜2.5重量%の含量の結合酸素を有し、FeO及びFe 3 O 4 結晶を有する第1鉄コーティングを形成することを特徴とするコーティング粉末。 - アルゴン又は窒素によりガス噴霧されることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項記載のコーティング粉末。
- 減摩性の酸化物セラミックを添加することにより修飾されたことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項記載のコーティング粉末。
- コーティング粉末中の前記酸化物セラミックの含量は、5〜50重量%であることを特徴とする請求項6記載のコーティング粉末。
- 前記酸化物セラミックは、TiO2 を含むことを特徴とする請求項6記載のコーティング粉末。
- 前記酸化物セラミックは、Al2O3TiO2 を含むことを特徴とする請求項6記載のコーティング粉末。
- 前記酸化物セラミックは、Al2O3ZrO2 を含むことを特徴とする請求項6記載のコーティング粉末。
- 前記酸化物セラミックは、Al2O3TiO 2 及びAl2O3ZrO2 を含むことを特徴とする請求項6記載のコーティング粉末。
- 請求項1〜11のいずれか一項に記載の粉末の、基板にプラズマ溶射されるコーティング粉末としての使用方法。
- プラズマ溶射装置を準備し、設けられるべきコーティングの原材料を構成するコーティング粉末を用意して、シリンダーの摺動面上にプラズマ溶射装置により該コーティング粉末を溶射する工程を含む、燃焼機関のエンジンブロックのシリンダー摺動面として機能する基板に第1鉄のコーティングを設ける方法において、
前記プラズマ溶射装置に空気を供給して、前記基板上に粒子サイズ25〜30μmの前記コーティング粉末と前記空気を同時に1分あたり200〜1000標準リットルの量で溶射する工程、又は、
前記プラズマ溶射装置に酸素含有ガスを供給して、前記基板上に粒子サイズ25〜30μmの前記コーティング粉末と前記酸素含有ガスを同時に1分あたり40〜200標準リットル酸素の量で溶射する工程、又は、
前記プラズマ溶射装置に酸素を供給して、前記基板上に粒子サイズ25〜30μmの前記コーティング粉末と前記酸素を同時に1分あたり40〜200標準リットルの量で溶射する工程の3工程から1つの工程を実施し、
2〜2.5重量%の含量の結合酸素を有し、FeO及びFe 3 O 4 結晶を有する第1鉄コーティングを基板上に設ける方法。 - ガス噴霧される粉末は、前記基板にプラズマ溶射され、前記粉末は、次の組成:
C=0.4〜1.5重量%
Cr=0.2〜2.5重量%
Mn=0.02〜3重量%
Fe=100重量%になるまでの残余
を有することを特徴とする請求項13に記載の方法。 - ガス噴霧される粉末は、前記基板にプラズマ溶射され、前記粉末は、次の組成:
C=0.4〜1.5重量%
Cr=0.2〜2.5重量%
Mn=0.02〜3重量%
S=0.01〜0.2重量%
P=0.01〜0.1重量%
Fe=100重量%になるまでの残余
を有することを特徴とする請求項13に記載の方法。 - ガス噴霧される粉末は、前記基板にプラズマ溶射され、前記粉末は、次の組成:
C=0.1〜0.8重量%
Cr=11〜18重量%
Mn=0.1〜1.5重量%
Mo=0.1〜5重量%
Fe=100重量%になるまでの残余
を有することを特徴とする請求項13に記載の方法。 - ガス噴霧される粉末は、前記基板にプラズマ溶射され、前記粉末は、次の組成:
C=0.1〜0.8重量%
Cr=11〜18重量%
Mn=0.1〜1.5重量%
Mo=0.1〜5重量%
S=0.01〜0.2重量%
P=0.01〜0.1重量%
Fe=100重量%になるまでの残余
を有することを特徴とする請求項13に記載の方法。 - 前記粉末は、アルゴン又は窒素によりガス噴霧されることを特徴とする請求項13〜17のいずれか一項記載の方法。
- 前記粉末は、減摩性の酸化物セラミックを添加することにより修飾されたことを特徴とする請求項13〜18のいずれか一項記載の方法。
- コーティング粉末中の前記酸化物セラミックの含量は、5〜50重量%であることを特徴とする請求項19記載の方法。
- 前記酸化物セラミックは、TiO 2 を含むことを特徴とする請求項19記載の方法。
- 前記酸化物セラミックは、Al 2 O3TiO 2 を含むことを特徴とする請求項19記載の方法。
- 前記酸化物セラミックは、Al 2 O 3 ZrO 2 を含むことを特徴とする請求項19記載の方法。
- 前記酸化物セラミックは、Al 2 O 3 TiO 2 及びAl 2 O 3 ZrO 2 を含むことを特徴とする請求項19記載の方法。
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