JP6752179B2 - 皮膜材料、及びコールドスプレー方法 - Google Patents
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Description
最初に、図1を参照してコールドスプレー装置100について説明する。
近年、コールドスプレー法と呼ばれる皮膜形成法が利用されている。コールドスプレー法は、皮膜材料の融点または軟化温度よりも低い温度のキャリアガスを高速流にし、そのキャリアガス流中に皮膜材料を投入し加速させ、固相状態のまま基材等に高速で衝突させて皮膜を形成する方法である。
1.純金属
銅(Cu)、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、銀(Ag)、ニッケル(Ni)、亜鉛(Zn)、錫(Sn)、モリブデン(Mo)、鉄(Fe)、タンタル(Ta)、ニオブ(Nb)、ケイ素(Si)、クロム(Cr)
2.低合金鋼
Ancorsteel 100
3.ニッケルクロム合金
50Ni−50Cr、60Ni−40Cr、80Ni−20Cr
4.ニッケル基超合金
Alloy625、Alloy718、Hastelloy C、In738LC
5.ステンレス鋼
SUS304/304L、SUS316/316L、SUS420、SUS440
6.亜鉛合金:Zn−20Al
7.アルミニウム合金:A1100、A6061
8.銅合金:C95800(Ni−AL Bronze)、60Cu−40Zn
9.MCrAlY:NiCrAlY、CoNiCrAlY
10.その他:アモルフォス(準結晶)金属、複合材料、サーメット、セラミックス
(コールドスプレー装置100)
図1は、コールドスプレー装置100の概略図である。図1に示すように、コールドスプレー装置100は、タンク110と、ヒーター120と、スプレーノズル10と、フィーダ140と、基材ホルダー150と、制御装置(不図示)とを備える。
〔フラックスについて〕
以下、半田用のフラックスについて説明する。従来、半田用のフラックスは、半田付けの際に、(1)半田の濡れを阻害する酸化物等を除去する、(2)空気を遮断して、加熱による再酸化を防止する、(3)半田の表面張力を減少させて、半田の濡れを促進する、等を目的として使用される。フラックス材料の一例として、無機物(無機酸、又は無機塩等)、有機物(有機酸、又は有機アミンのハロゲン塩等)、及び樹脂(ロジン、変性ロジン、又は合成樹脂等)が挙げられる。従来は、棒状、又はワイヤ状の半田に液状のフラックスが封止されている。コールドスプレー装置100では、液状のフラックスではなく、固体状のフラックス粉が使用される。
〔皮膜材料の作製方法〕
皮膜材料の作製方法を図2等により説明する。図2は、Ni粉の写真である。図3は、半田用のフラックス粉の写真である。図4は、すり鉢と擂り粉木を用いてNi粉とフラックス粉とを混合する様子を示す写真である。図5は、Ni粉とフラックス粉とが混合された様子を示す写真である。
〔実施例〕
以下、実施例を説明する。条件は以下のとおりである。理解の容易のため、皮膜材料が溶射材料とフラックス粉とを含む場合(以下、「本実施例」と称する)と、皮膜材料がNi粉のみである場合(以下、「従来例」と称する)とを比較しつつ説明する。
1.皮膜材料:(1)Ni粉、(2)Ni粉+フラックス粉(体積比で2:1)
2.スプレーノズル10:円筒型(φ5mm)
3.キャリアガスのガス圧力:0.9MPa
4.キャリアガスのガス温度:340℃
5.皮膜材料の供給量:15g/分
6.皮膜幅:10mm
7.ガン速度:10Mm/秒
8.基材20:アルミニウム基材
9.フラックス粉:半田用のフラックス粉
本実施例と従来例とのNi膜の皮膜状況の違いを図6等により説明する。図6は、従来例における基材及びNi膜の断面写真である。図7は、本実施例における基材及びNi膜の断面写真である。
〔まとめ〕
本発明の態様1に係る皮膜材料は、コールドスプレー装置に使用され、基材に対して噴射される皮膜材料であって、溶射材料とフラックス粉とを含む構成である。
20 基材
100 コールドスプレー装置
110 タンク
120 ヒーター
140 フィーダ
150 基材ホルダー
Claims (5)
- コールドスプレー装置に使用され、基材に対して噴射される皮膜材料であって、
溶射材料とフラックス粉とを含み、
上記溶射材料はニッケルであり、
上記溶射材料及び上記フラックス粉を1:3〜3:1の体積比で含むことを特徴とする皮膜材料。 - 上記溶射材料及び上記フラックス粉を1:1〜3:1の体積比で含むことを特徴とする、請求項1に記載の皮膜材料。
- 溶射材料とフラックス粉とを含む皮膜材料をキャリアガスと共に基材に対して噴射することにより上記基材上に皮膜を形成し、
上記溶射材料はニッケルであり、上記溶射材料及び上記フラックス粉を1:3〜3:1の体積比で含むことを特徴とするコールドスプレー方法。 - 250°以上340°以下に設定されたキャリアガスと共に上記皮膜材料を上記基材に対して噴射することを特徴とする請求項3に記載のコールドスプレー方法。
- 1Mpa以下に設定されたキャリアガスと共に上記皮膜材料を上記基材に対して噴射することを特徴とする請求項3または4に記載のコールドスプレー方法。
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