JP5748820B2 - 溶射用粉末、溶射方法、溶射皮膜の製造方法、及び溶射皮膜 - Google Patents
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Description
前記造粒−焼結粒子の平均粒子径は5〜50μmであることが好ましい。
本発明の別の態様では、前記溶射用粉末を前記シリコンを含有した鉄基合金の融点よりも低い温度で溶射する溶射方法が提供される。
本発明の別の態様では、前記溶射用粉末を溶射して溶射皮膜を形成する溶射皮膜の製造方法が提供される。
本発明の別の態様では、前記溶射用粉末を溶射して得られる溶射皮膜が提供される。
本実施形態に係る溶射用粉末は、サーメットの造粒−焼結粒子(以下、「造粒−焼結サーメット粒子」ともいう。)からなる。造粒−焼結サーメット粒子は、セラミックス粒子と金属粒子の混合物を造粒して得られる造粒物(顆粒)を焼結することにより製造される。そのため、造粒−焼結サーメット粒子のそれぞれは、セラミックス粒子及び金属粒子が凝集してなる複合粒子である。
・本実施形態の溶射用粉末では、シリコンを含有した鉄基合金がコバルトの代替として用いられている。(独)物質・材料研究機構発行の「元素戦略アウトルック材料と全面代替戦略」によれば、地殻存在量に関して鉄はコバルトの約2000倍、シリコンはコバルトの約22000倍であり、年間生産量に関して鉄はコバルトの約25000倍、シリコンはコバルトの約100倍であり、平均価格に関して鉄とシリコンはいずれもコバルトの約0.03倍である。このことから、シリコンを含有した鉄基合金をコバルトの代替として用いていることにより、本実施形態の溶射用粉末は低価格で安定した供給が可能であることが示唆される。
前記実施形態は次のように変更してもよい。
・溶射用粉末は、コールドスプレーやウォームスプレーのような比較的低温の溶射プロセス、あるいはプラズマ溶射のような比較的高温の溶射プロセスなどの高速フレーム溶射以外の溶射法を使用して溶射皮膜を形成する用途で使用されてもよい。
(実施例3,6,9,12〜14、参考例1,2,4,5,7,8,10,11及び比較例1,2)
実施例3,6,9,12〜14、参考例1,2,4,5,7,8,10,11及び比較例1,2の溶射用粉末として各種の造粒−焼結サーメット粒子を用意し、これを表1に示す第1〜第3の条件のいずれかでそれぞれ溶射することにより厚さ200μmの溶射皮膜を形成した。
実施例17,20〜22、参考例15,16,18,19及び比較例3〜7の溶射用粉末として各種の造粒−焼結サーメット粒子又は金属粒子を用意し、これを表3に示す第4の条件又は第5の条件でそれぞれ溶射することにより溶射皮膜を形成した。
表2及び表4の“平均粒子径D50”欄には、各溶射用粉末の平均粒子径(体積平均径)を、(株)堀場製作所製のレーザー回折/散乱式粒度測定機“LA−300”を用いて測定した結果を示す。
表2の“付着効率”欄には、各溶射用粉末から形成された溶射皮膜の重量を、溶射した溶射用粉末の重量で除することにより得られる値を百分率で示す。
表2及び表4の“硬度”欄には、各溶射用粉末から形成された溶射皮膜のビッカース硬度(Hv0.2)を、株式会社島津製作所製の微小硬度測定器HMV−1で測定した結果を示す。同欄中の“−”は、成膜できなかったことを表す。
表2の“スピッティング”欄には、各溶射用粉末を5分間連続して溶射したときのスピッティング発生の有無を示す。
(イ)コールドスプレー、特に低圧型コールドスプレーにより溶射皮膜を形成する用途で使用される前記溶射用粉末。この場合、コールドスプレー、特に低圧型コールドスプレーによりサーメットの溶射皮膜を形成することができる。
Claims (11)
- サーメットの造粒−焼結粒子からなる溶射用粉末であって、タングステンカーバイド又はクロムカーバイドと、シリコンを含有した鉄基合金とを含有し、溶射用粉末中の前記合金はシリコンを3.03質量%以上含有し、
前記造粒−焼結粒子の圧縮強度が100〜800MPaであることを特徴とする溶射用粉末。 - 前記溶射用粉末は、不可避含有物として含まれるCo以外のCoを含まない、請求項1に記載の溶射用粉末。
- 前記造粒−焼結粒子の平均粒子径は5〜50μmである、請求項1又は請求項2に記載の溶射用粉末。
- 溶射用粉末中の前記合金は0.5〜16.51質量%のクロムをさらに含有する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の溶射用粉末。
- 溶射用粉末中における前記合金の含有量は、40質量%以下である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の溶射用粉末。
- 前記溶射用粉末中におけるタングステンカーバイド又はクロムカーバイド成分の含有量は、60質量%以上である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の溶射用粉末。
- 溶射用粉末中の前記合金は、アルミニウム、モリブデン、及びマンガンから選ばれる少なくとも1種をさらに含有する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の溶射用粉末。
- 前記造粒−焼結粒子の熱分析装置を用いて測定される吸熱の第1ピークより算出した液相出現温度が、1150℃以下である、請求項1〜7のいずれか一項に記載の溶射用粉末。
- 請求項1〜8のいずれか一項に記載の溶射用粉末を前記シリコンを含有した鉄基合金の融点よりも低い温度で溶射する溶射方法。
- 請求項1〜8のいずれか一項に記載の溶射用粉末を溶射して溶射皮膜を形成する溶射皮膜の製造方法。
- 請求項1〜8のいずれか一項に記載の溶射用粉末を溶射して得られる溶射皮膜。
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