JP4935450B2 - 溶射被膜とその形成方法、溶射材料線材およびシリンダブロック - Google Patents
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Description
本発明のアーク溶射被膜は、主成分であるFe―C―N合金鉄粉からなるものである。まず、炭素含有量を決定するための実験について説明する。耐摩耗性のみならず被削性にも優れた溶射被膜を形成するに際し、その含有炭素量は特に被削性の観点から決定するものとする。これは、後述するように、所定の被削性能を満足するような炭素含有量を決定し、この炭素含有量を前提として、所定の耐摩耗性能を窒素含有量から決定することにより、耐摩耗性と被削性双方の性能特性に優れた溶射被膜を効果的に形成できるからである。
次に、ASTM D2714に準拠して内径82mmの治具にブロックを取り付け、以下の表2に示す組成を有する各ワイヤを使用したアーク溶射を実施し、アーク溶射後に研摩加工を実施したり、摺動試験を実施した。ここで、溶射時のワイヤ送り速度は100mm/sec、ワイヤ径はφ1.6mm、印加電圧は30Vである。また、各ワイヤの炭素含有量は0.15重量%以下に調整されている。各ワイヤを使用した際に形成される被膜中の窒素含有量は表2中に記載しており、各窒素含有量の被膜ごとに摩耗深さを測定し、その結果を同表2および図6に示している。
図6中には、鋳鉄ライナの摩耗深さである12μmを本実験における基準値として示している。実験の結果、被膜中の炭素含有量が0.15重量%以下に調整されたアーク溶射被膜において、摩耗深さが基準の12μm未満となる被膜中の窒素含有量範囲は、0.12重量%以上であることが実証された。
まず、炭素含有量が0.15重量%以下となる被膜を形成するためのワイヤ中の炭素含有量は該炭素含有量を変化させてなる種々のワイヤを使用してアーク溶射被膜を形成することによって決定できるものであり、かかる実験結果を図7に示している。
本発明者等は、溶射被膜中の窒素含有量を増加させる要素としてワイヤ中のクロム含有量に着目し、0.2重量%以下の炭素含有量、および0.25〜1.7重量%の窒素含有量であって、クロム含有量が0〜13.2重量%の範囲の組成を有するワイヤを使用して、形成される被膜中の窒素含有量を調べた。なお、この実験条件は、上記シリコン量を決定するための実験と同様である。この実験にて使用されたワイヤ組成および実験結果を以下の表3および図10に示している。なお、表2および表3における被膜組成の分析方法として、炭素に関してはJISG1211鉄及び鋼−炭素定量方法(高周波誘導加熱炉燃焼―赤外線吸収法)によるものであり、シリコンに関してはJISG1212鉄及び鋼−けい素定量方法によるものであり、マンガンおよびクロムに関してはJISG1258鉄及び鋼−誘導結合プラズマ発光分光分析方法によるものであり、窒素に関してはJISG1228鉄及び鋼−窒素定量方法によるものである。
Claims (5)
- 主成分であるFeと、0.01〜0.15重量%のCと、少なくとも0.12重量%のNと、を含有し、該Nは空気中に存在したものであって、アトマイズ粉砕された溶射粒子中に取り込まれたものである、アーク溶射被膜。
- 請求項1に記載のアーク溶射被膜がそのボア内面に形成されていることを特徴とするシリンダブロック。
- 請求項1に記載のアーク溶射被膜を形成するためのアーク溶射用線材であって、
主成分であるFeと、0.01〜0.2重量%のCと、0.25〜1.7重量%のSiと、を含有するアーク溶射用線材。 - 請求項1に記載のアーク溶射被膜を形成するためのアーク溶射用線材であって、
主成分であるFeと、0.01〜0.2重量%のCと、0.25〜1.7重量%のSiと、少なくとも11重量%のCrと、を含有するアーク溶射用線材。 - 主成分であるFeと、0.01〜0.2重量%のCと、0.25〜1.7重量%のSiと、を含有するアーク溶射用線材を用意する第1の工程と、
前記アーク溶射用線材を燃焼火炎にて溶融させ、圧縮エアを溶融した該アーク溶射用線材に提供しながらシリンダボア内面に請求項1に記載のアーク溶射被膜を形成する第2の工程と、からなるアーク溶射被膜の形成方法。
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