JPH03215601A - 溶射用Ｃｒ↓３Ｃ↓２―ＮｉＣｒ系複合粉末製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は溶射用Ｃｒ３Ｃｚ−ＮｉＣｒ系複合粉末の製造
法に関し、特に製鉄用ロール等や高温耐摩擦性の要求さ
れる部材の溶射用に有利に適用しうる同複合粉末の製造
法に関する。

〔従来の技術〕

従来、複合粉末を得る方法としては、（１）物理的混合
法、（２）バインダを用いた造粒法、（３）メッキ被覆
法、（４）機械的圧着法、（５）金属溶湯接触法、（６
）物理的混合→焼結→粉砕法及び（７）メカニカルＴロ
イング法などがある。

しかしながら、上記（１）．　（２）の方法は、複合粉
末を構成する各粉体が物理的に混合されたものであり、
これを［：ｒ３Ｃｉ−ＮｉＣｒ系複合粉末に適用すると
、溶射時に単独で存在するＣｒ３Ｃ２粉の分解消耗が多
いと共に物理的混合粉のため、溶射皮膜中にＣｒ３Ｃ．
を均一に微細分散させることが難しい。

また、上記（３）〜（５）の方法は、複合粉を構成する
粉体のうち、金属成分を他粉体に、被覆させたものであ
り、Ｃｒ３Ｃｚ−ＮｉＣｒ系複合粉末に適用すると溶射
時のＣｒａＣ２粉の分解消耗がＮｉＣｒ被覆層の存在で
抑制されるが、被覆工程に多くの工数を要し、コスト上
難点があると共にＣｒｓＣ２粉は上記（１）．　（２）
の方法と同様、物理的混合粉のため、溶射皮膜中にＣｒ
．Ｃｚを均−に微細分散させることが難しい。

更に、上記（６）の方法は、複合粉を構成する粉体を物
理的に混合したあと焼結し、粉砕する方法であり、Ｃｒ
＝一一ＮｉＣｒ系複合粉に適用すると、［ｒ３Ｃ２粉及
びＮｉＣｒ粉が焼結で一体化された粉体となるため、溶
射時のＣｒ３Ｃ２粉の分解消耗が網目状に分布するＮ　
ｉＣｒ層の存在で抑制されるが、Ｃｒ：＋Ｃ２粉は上記
（１）〜（５）の方法と同様、物理的混合によるため、
溶射皮膜中にＣｒ３Ｃｇを均一に微細分敗させることが
難しい。

更に又、上記（７）のメカニカルアロイング法は、振動
ミル、了トリッションミル、転勤ミル等の高エネルギボ
ールミリングにより、複合粉を構成する各粉体を衝撃、
せん断、摩擦、圧縮現象を用いて、固相状態で超徴細分
敗させたものであり、これをＣｒ３Ｃ２ＮｒＣｒ系複合
粉に適用する場合にはＮｉＣｒ合金中にＣｒ３Ｃｚが均
一に微細分散した複合粉末となり、溶射時のＣｒ３Ｃ２
の分解消耗がこれらを包んでいるＮｉＣｒの存在で抑制
されると共に溶射皮膜中にＣｒ３Ｃ，が均一に微細分散
するはずであるが、下記２項の不具合転がある。

■　メカニカルアロイングされたＣｒ３Ｃ２ＮｒＣｒｌ
ｉ合粉末の粒径は平均粒径で１０Ａｍ以下となり、粒子
１個あたりの質量が小さいため、溶射粉ポートから、溶
射ガンまでの飛翔搬走が困難となると共に、一部溶射炎
までと八゛いた該複合粉末も、十分な溶射飛翔速度が得
られず、良好な溶射皮膜が得られない。また、質量が小
さいたと、溶射炎で過熱され成分分解も生じる。

■　ＮｉＣｒ壜が１５〜３５ｗｔ％の範囲では、メカニ
カルＴロイングに必要な圧縮延性を有する金属成分であ
るＮｉＣｒ量が若干、不十分となりＣｒ３Ｃ２粉の一部
がＮｉ［：ｒ中にアロイングされず、遊離することがあ
る。この場合、溶射時にこの遊離したＣｒｓ．Ｃ２粉の
分解消耗が発生する。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述したように、溶射用Ｃｒ３Ｃ２−ＮｉＣｒ系複合粉
末を従来法で製造すると、溶射時下記のいずれかの不具
合点を生じる。

■　Ｃｒ３Ｃ２の分解消耗が生じる。

■　溶射皮膜中にＣｒ３Ｃ２を均一に微細分散させるこ
とが難しい。

■　溶射に適合した粒径を有する複合粉末とならない。

本発明は上記技術水準に鑑み、従来技術における不具合
を一挙に解決できる溶射用［：ｒ３Ｃ−ＮｉＣｒ系複合
粉の製造法を提供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、５０〜８５ｗｔ％の［”ｒ　３Ｃ２粉と１５
〜５０−ｔ％のＮｉＣｒ合金粉末をメカニカルＴロイン
グにより複合粉末とする第１工程、該複合粉末を０．１
〜５　Ｔｏｎ／ｃｍ２の圧粉成形条件で冷間圧る第４工
程よりなるＣｒ３［：ａ−ＮｉＣｒ系複合粉末製造法で
ある。

なお、第１工程でＮｉＣｒ合金粉（例えば８０ｗｔ％Ｎ
ｉ−２０ｗｔ％Ｃｒ）の比率を１５〜５０ｗｔ％とする
のは、圧縮延性を有するＮｉＣｒ合金の量が１５ｗｔ％
以下ではメカニカルＴロイングが因難となるためであり
、５０ｗｔ％以上ではＣｒ３Ｃｑの量が減少し、溶射皮
膜の高硬度が確保できないた狛である。

第２工程で圧粉成形条件を０，１〜５　Ｔｏｎ／ｃｍ’
としたのは、成形圧力が０．　Ｉ　Ｔｏｎ／ｃｍ２以下
（例えば０．　０　５　Ｔｏｎ／ｃｍ”　）では圧力か
弱過ぎて、加圧後成形体としての形状が保持できず焼結
が困難であり、また圧形圧力が５　Ｔｏｎ／ｃｍ’以上
（例えば５．　５　Ｔｏｎ／ｃｍ’　）では成形体の焼
結が必要以上に進行し、クラッシャーなどによる粉砕が
困難なためである。

また、第３工程で仮焼結温度を９５０〜１２７０℃とす
るのは９５０℃未満では焼結が進まず、粉砕・分級した
時、第１工程で得られたものと全く変化がなく、１２７
０℃を超えると、焼結が進行し過ぎ、高密度化、高強度
化して粉砕・分級に多大の工数を要するためである。

〔作用〕

５　０　〜　８　５　Ｗｔ％　Ｃｒ３Ｃ２　　と　１５
　　〜　５０ｗｔ％　ＮｉＣｒ合金粉（例えば８０ｗｔ
％Ｎｉ−２０ｗｔ％Ｃｒ）をメカニカルアロイングする
ことにより、圧縮延性を有するＮｉＣｒ合金粉中にＣｒ
３Ｃｚを均一に微細分散させることができる。

上記メカニカルアロイングされた複合粉末は、粒径が平
均粒径で１０μｍ以下となり、前述した如く、粒子１個
あたりの質量が小さいため、溶射ガンまでの飛翔搬走が
困難となり溶射そのものが成立し難くなると共に、一部
溶射された皮膜も不良皮膜となる。また、ＮｉＣｒ量が
１５〜３５ｗｔ％の範囲では同様に前述した如＜　Ｃｒ
３Ｃ．粉の一部がＮｉＣｒ中にＴロイングされず遊離す
ることがあり、溶射時にこのＣｒ３Ｃｚの分解消耗を生
じるが、本発明では第１工程で得られた粉末を第２工程
で金型成形あるいはＣＩＰ等で圧粉成形．（　０．　１
　〜５　Ｔｏｎ／ｃｍ２）　Ｌ、第３工程で該成形体を
真空中又はＡｒ中で９５０〜１２７０℃で仮焼結したあ
と、第４工程で粉砕・分級することにより、平均粒径で
１５μｍ以上の任意の粒径を有する粉末を得ることがで
きる。

即ち、仮焼結により、平均粒径１０μｍ以下のものが焼
結合体し、かつ、ＮｉＣｒ量が１５〜３５ｗｔ％の範囲
の時でも、遊離したＣｒ３Ｃ２がＮｉＣｒに包まれて焼
結合体するため、次工程の粉砕・分級によって、Ｃｒ．
Ｃ，が　ＮｉＣｒ中に微細分散した複合粉を得ることが
できる。

また、仮焼結状態のため、高密度化しておらず、実施例
で述べる如く溶射に適した１５〜５０μｍの任意の平均
粒径を有する複合粉末を容易に得ることができる。

〔実施例〕

表１に本発明の実施例と比較例の製造条件及びそれによ
って得られた粉末の物性を示す。

また、表２に該粉末を用いて溶射試験を行った結果を示
す。

本発明方法（サンプル２，３，６．７，１０．１１）に
よって得られた複合粉末は成膜体が良好で、かつＣｒ３
Ｃ．の分解消耗が極めて少いと共に皮膜中に均一微細分
散した良質皮膜の得られることが判る。

〔発明の効果〕

本発明方法で得られた複合粉末を用いて溶射すると、他
方法で製造した複合粉末に比べ、成膜性にすぐれ、Ｃｒ
３Ｃ２の分解消耗が極めて少いと共に皮膜中に均一微細
分散した皮膜が得られ、以下の利点を生みだす。

■　Ｃｒ３Ｃ．の分解消耗が少いことより高硬度皮膜が
得られ、耐摩耗の向上した溶射体が得られる。また、当
然ながら、歩留りが向上することより、低コスト溶射と
なる。

■　溶射皮膜中にＣｒ．Ｃ．が均−に微細分散するため
、均質な硬度分布、熱伝導性、熱膨張係数が確保でき、
異常摩耗がなく耐焼付性や耐剥離性にすぐれる溶射体が
得られる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　５０〜８５ｗｔ％のＣｒ＿３Ｃ＿２粉と１５〜５０ｗ
   ｔ％のＮｉＣｒ合金粉末をメカニカルアロイングにより
   複合粉末とする第１工程、該複合粉末を０．１〜５Ｔｏ
   ｎ／ｃｍ＾２の圧粉成形条件で冷間圧縮する第２工程、
   該成形体を９５０〜１２７０℃で仮焼結する、第３工程
   、該焼結体を粉砕・分級する第４工程よりなることを特
   徴とするＣｒ＿３Ｃ＿２−ＮｌＣｒ系複合粉末製造法。