JP7074044B2 - 溶射用粉末 - Google Patents
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Description
アルミニウムフレークは、薄片状のアルミニウムであって、一部が酸化され、酸素量が0.29質量%~4.1質量%の範囲内であるものである。
Ni系合金粒子は、Ni系合金からなる粒子である。
固体潤滑剤粒子は、特に限定されないが、例えば、六方晶窒化ホウ素(h-BN)、グラファイト(C)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等の樹脂、二硫化モリブデン(MoS2)、及び二硫化タングステン(WS2)等から選ばれる1種又は2種以上を含むものが挙げられるが、六方晶窒化ホウ素、グラファイト、及びポリテトラフルオロエチレン等の樹脂から選ばれる1種又は2種以上を含むものが好ましい。潤滑性が高いからである。
溶射用粉末は、アブレーダブル特性を有する溶射膜を成膜するための溶射用粉末であって、Ni系合金粒子と、固体潤滑剤粒子と、アルミニウムフレークとを有し、Ni系合金粒子の表面におけるアルミニウムフレークの被覆率が60%~100%の範囲内であるものである。
溶射用粉末の溶射方法は、溶射膜を成膜できれば特に限定されないが、例えば、ガスフレーム溶射法、プラズマ溶射法等が挙げられる。中でも、ガスフレーム溶射法が好ましい。プラズマ溶射法等の他の溶射法と比較すると、低温で溶射用粉末を溶射できる。これにより、溶射膜の成膜時にNi系合金粒子の間に固体潤滑剤粒子をより多く介在させることができるので、Ni系合金粒子どうしの金属結合を低減し、溶射膜の被削性を向上できるからである。
Ni:77質量%、Cr:15質量%、及びFe:8質量%を含有するNi-Cr-Fe合金からなり、粒径が45μm~125μmのNi系合金粒子を含むNi系合金粉末(ガスアトマイズ粉)を準備した。次に、六方晶窒化ホウ素(h-BN)を含有する粒径が3μm~10μmの固体潤滑剤粒子を含む固体潤滑材料を準備した。
まず、アルミニウム箔に対して20分間粉砕処理を行うことにより、酸素量が0.94質量%のアルミニウムフレークを含むアルミニウム粉末を準備した点を除いて、実施例1-1と同様に溶射用粉末を作製した。
まず、アルミニウム箔に対して50分間粉砕処理を行うことにより、酸素量が4.1質量%のアルミニウムフレークを含むアルミニウム粉末を準備した点を除いて、実施例1-1と同様に溶射用粉末を作製した。
まず、アルミニウム箔に対して160分間粉砕処理を行うことにより、酸素量が5.0質量%のアルミニウムフレークを含むアルミニウム粉末を準備した点を除いて、実施例1-1と同様に溶射用粉末を作製した。
まず、NiCr合金粉末、固体潤滑材料、及びアルミニウム粉末を、固体潤滑材料:4.5質量%、アルミニウム粉末:4質量%、NiCr合金粉末:残部となるように混合した点を除いて、実施例1-1と同様に溶射用粉末を作製した。
まず、NiCr合金粉末、固体潤滑材料、及びアルミニウム粉末を、固体潤滑材料:4.5質量%、アルミニウム粉末:4質量%、NiCr合金粉末:残部となるように混合した点を除いて、実施例1-2と同様に溶射用粉末を作製した。
まず、NiCr合金粉末、固体潤滑材料、及びアルミニウム粉末を、固体潤滑材料:4.5質量%、アルミニウム粉末:4質量%、NiCr合金粉末:残部となるように混合した点を除いて、実施例1-3と同様に溶射用粉末を作製した。
まず、NiCr合金粉末、固体潤滑材料、及びアルミニウム粉末を、固体潤滑材料:4.5質量%、アルミニウム粉末:4質量%、NiCr合金粉末:残部となるように混合した点を除いて、比較例1と同様に溶射用粉末を作製した。
まず、NiCr合金粉末、固体潤滑材料、及びアルミニウム粉末を、固体潤滑材料:4.5質量%、アルミニウム粉末:5質量%、NiCr合金粉末:残部となるように混合した点を除いて、実施例1-1と同様に溶射用粉末を作製した。
まず、NiCr合金粉末、固体潤滑材料、及びアルミニウム粉末を、固体潤滑材料:4.5質量%、アルミニウム粉末:5質量%、NiCr合金粉末:残部となるように混合した点を除いて、実施例1-2と同様に溶射用粉末を作製した。
まず、NiCr合金粉末、固体潤滑材料、及びアルミニウム粉末を、固体潤滑材料:4.5質量%、アルミニウム粉末:5質量%、NiCr合金粉末:残部となるように混合した点を除いて、実施例1-3と同様に溶射用粉末を作製した。
まず、NiCr合金粉末、固体潤滑材料、及びアルミニウム粉末を、固体潤滑材料:4.5質量%、アルミニウム粉末:5質量%、NiCr合金粉末:残部となるように混合した点を除いて、比較例1と同様に溶射用粉末を作製した。
まず、粒径が5μm~7μm、酸素量が0.37質量%のアルミニウム粒子を含むアルミニウム粉末(ミナルコ社製#600F)を準備した点、並びにNiCr合金粉末、固体潤滑材料、及びアルミニウム粉末を、固体潤滑材料:4.5質量%、アルミニウム粉末:4質量%、NiCr合金粉末:残部となるように混合した点を除いて、実施例1-1と同様に溶射用粉末を作製した。なお、アルミニウム粒子の粒径とは、球相当径を指す。また、図5(b)は、比較例におけるアルミニウム粉末に含まれるアルミニウム粒子をSEMにより観察した画像である。
まず、比較例4で準備したアルミニウム粉末に対して熱処理を行うことにより、酸素量が0.89質量%のアルミニウム粒子を含むアルミニウム粉末を準備した点を除いて、比較例4と同様に溶射用粉末を作製した。
まず、比較例4で準備したアルミニウム粉末に対して熱処理を行うことにより、酸素量が3.8質量%のアルミニウム粒子を含むアルミニウム粉末を準備した点を除いて、比較例4と同様に溶射用粉末を作製した。
まず、比較例4で準備したアルミニウム粉末に対して熱処理を行うことにより、酸素量が4.9質量%のアルミニウム粒子を含むアルミニウム粉末を準備した点を除いて、比較例4と同様に溶射用粉末を作製した。
実施例及び比較例において作製した溶射用粉末をSEMにより観察した。図6(a)は、実施例2-3の溶射用粉末をSEMにより観察した画像であり、図6(b)は、比較例4の溶射用粉末をSEMにより観察した画像である。
実施例及び比較例において作製した溶射用粉末について、Ni系合金粒子の表面におけるアルミニウム(アルミニウムフレーク又はアルミニウム粒子)の被覆率を測定した。具体的には、溶射用粉末をSEMにより観察し、画像処理を行って被覆率を測定した。
その測定結果を、溶射用粉末に混合したアルミニウム粉の種類、溶射用粉末におけるアルミニウムの含有量、及びアルミニウムの酸素量とともに、下記の表1に示す。
実施例及び比較例において作製した溶射試験片の溶射膜について、その断面における酸素分布をEPMAで分析した。図7(a)は、EPMAで分析した実施例2-3の溶射膜の断面における酸素分布を示す画像であり、図7(b)は、EPMAで分析した比較例4の溶射膜の断面における酸素分布を示す画像である。
実施例及び比較例において作製した溶射試験片の溶射膜について、溶射試験片を大気炉中に850℃で200時間保持する熱処理前後の剥離強度を評価する剥離試験を行った。ここで、図8(a)は、剥離試験に用いた自動プルオフ式付着性試験機(Elcometer510)を示す写真であり、図8(b)は、図8(a)に示される自動プルオフ式付着性試験機を用いた付着性試験の方法を示す写真である。
4 Ni系合金粒子
6 固体潤滑剤粒子
8 アルミニウムフレーク
Claims (2)
- アブレーダブル特性を有する溶射膜を成膜するための溶射用粉末であって、
前記溶射用粉末は、Ni系合金粒子と、固体潤滑剤粒子と、アルミニウムフレークとを有し、
前記アルミニウムフレークの形状は、平均厚さが0.1μm~2μmの範囲内、かつ平均粒径が10μm~100μmの範囲内である薄片状であり、
前記アルミニウムフレークの酸素量が0.29質量%~4.1質量%の範囲内であり、
前記Ni系合金粒子の表面におけるアルミニウムフレークの被覆率が60%~100%の範囲内であることを特徴とする溶射用粉末。 - 前記アルミニウムフレークの酸素量が0.29質量%~1質量%の範囲内であることを特徴とする請求項1に記載の溶射用粉末。
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