JPH0360912B2 - - Google Patents
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- JPH0360912B2 JPH0360912B2 JP59141127A JP14112784A JPH0360912B2 JP H0360912 B2 JPH0360912 B2 JP H0360912B2 JP 59141127 A JP59141127 A JP 59141127A JP 14112784 A JP14112784 A JP 14112784A JP H0360912 B2 JPH0360912 B2 JP H0360912B2
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- JP
- Japan
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- fine powder
- powder
- fine
- amorphous
- thermal spray
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- Air Transport Of Granular Materials (AREA)
- Glanulating (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Description
本発明は微粉体輸送方法に関し、一層詳細に
は、例えば破砕によつて形成された微粉体など、
表面に鋭角部がある微粉体を、微粉体同士の鋭角
部のカミツキによるブリツジ現象を生じさせるこ
となく輸送することのできる微粉体輸送方法に関
する。 金属、セラミツク、サーメツト等の微粉体状溶
射材料を溶射トーチによつて溶融して素材に吹き
つけて素材上に皮膜を形成する、いわゆる溶射技
術が普及してきている。 この溶射法によるときは、素材の温度を200℃
以下に保つて行え、素材の熱変形を生じさせない
など多くの利点がある。 しかしながら、溶射皮膜は溶融粒子の積層によ
つて形成されるため、皮膜内に気孔や結合不良の
部分が存在し、皮膜が不均一になりやすいという
問題点がある。このため、例えば半導体装置等の
精密部品分野への進出が阻まれている。 溶射方法によつて気孔や結合不良のない均一な
皮膜を得るためには、できる限り細かい微粉体状
の溶射材料を用いる必要がある。 しかしながら、これら溶射材料は、たとえば結
晶質アルミナを破砕機によつて破砕して微粉体に
形成されるため、微粉体表面に鋭角部が生じる。
このため溶射トーチに微粉体を供給する場合に、
微粉体同士が鋭角部によつてカミツキ、結合して
大粒子となる、いわゆるブリツジ現象が生じる。 このブリツジ現象は微粉体が細かい程顕著に生
じる。 このためせつかく微粉体を利用しても、上記の
ブリツジ現象によつて大粒子化し、微粉体を用い
る効果が生じないばかりか、ブリツジ現象が生じ
た大粒子とブリツジ現象の生じない粒子とが混在
するため、溶射トーチによつて噴射する際、噴射
に波打ち現象が生じ、得られた皮膜厚さにバラツ
キが生じるという問題点がある。 微粉体を界面活性剤で処理して微粉体表面に界
面活性剤の皮膜を形成し、微粉体に疎水性を付与
して微粉体の滑りをよくする方法もあるが、この
方法によつても粒径が大きいもののときは有効で
あるが、粒径が5μｍ以下の細かいものであると
きはやはりカミツキによるブリツジ現象の発生を
抑えられない。 このため従来における溶射法においては、溶射
材料は粒径が5μｍのものが限界であり、これよ
りも粒径の小さいものは不可能とされていた。粒
径5μｍ以上のものであつても、鋭角部が大きい
微粉体のときはやはりブリツジ現象が生じる。 発明者は、上記のように微粉体の溶射材料を用
いることができないのは、溶射技術そのものに問
題があるわけではなく、溶射トーチに供給する前
段階である輸送段階での溶射材料のブリツジ現象
に問題があることに鑑み、ブリツジ現象が生じな
い微粉体の輸送方法について検討を重ねた結果本
発明を完成するに至つたものである。 すなわち本発明の目的とするところは、破砕に
よつて形成された微粉体など、表面に鋭角部があ
る微粉体を、微粉体同士の鋭角部のカミツキによ
るブリツジ現象を生じさせることなく輸送するこ
とのできる微粉体輸送方法を提供するにある。 本発明では上記目的を達成するため次の構成を
有する。 すなわち、粉体状の溶射材を溶射トーチに供給
するなどのように、粒径が70μｍ〜数μｍの微粉
体を粉体のまま輸送する微粉体輸送方法におい
て、前記微粉体として金属、セラミツクもしくは
サーメツトの微粉体を用い、この微粉体にこの微
粉体よりも小径の粒径を有するほぼ球形の無定形
の微粉末を0.1wt％〜7wt％混入させ、微粉体を
輸送する際に前記微粉末のベアリング効果によつ
て微粉体同士のブリツジ現象を解消して輸送する
ことを特徴としている。 以下本発明の実施例を詳細に説明する。 第１図は微粉体同士のカミツキによるブリツジ
現象を示す。図のように微粉体の鋭角部同士のカ
ミツキによつてブリツジ現象が生じる。このブリ
ツジ現象は前記したように微粉体が5μｍ以下の
小径の場合に発生しやすく、径が小さくなればな
る程顕著に生じる。 本発明において特徴的なことは、第２図に示す
ように微粉体１０に、微粉体１０よりも小径の小
さな無定形（アモルフアス）の微粉末１２を混入
させるところにある。 微粉体１０には金属、セラミツクもしくはサー
メツトの微粉体を用いる。 無定形微粉末はアモルフアス状シリカ、アモル
フアス状アルミナなどがある。 無定形微粉末１２は図に示されるようにほぼ球
状をなし、これが微粉体１０の間〓内に介在する
ことから、まず微粉体１０同士を遠ざけ、物理的
に微粉体１０の鋭角部同士のカミツキを少なくす
る。さらに微粉体１０が輸送される際ほぼ球状を
なす微粉末１２が転動する、いわゆるベアリング
効果を生じることから、微粉体の鋭角部同士のカ
ミツキを一層抑止するとともに、例え一部にカミ
ツキを生じてもこれを引き離す作用が生じ、結局
微粉体１０の鋭角部同士のカミツキを極小にする
ことができ、ブリツジ現象の発生をほぼ完全に抑
止することができる。 なお無定形の微粉末１２を界面活性剤で処理し
て、疏水性皮膜を形成して滑り効果を生じさせれ
ば一層好適である。さらに微粉体１０にも界面活
性剤による疏水処理を施せば好適である。 無定形の微粉末１２の混入量は微粉体１０に対
して0.1〜７％（wt）程度が好適である。すなわ
ち0.1％程度の少量でも十分ベアリング効果を発
揮する。微粉体１０の粒径が小さくなる程微粉末
１２の混入量を多くするとよい。微粉体１０のほ
とんどが粒径5μｍ以下の場合であつても、微粉
末１２を７％前後添加すればベアリング効果は十
分発揮される。 また微粉体１０が粒径70μｍ程度の大きなもの
であつても、鋭角部が大きいとブリツジ現象が生
じることがあるが、無定形の微粉末１２を混入さ
せることでブリツジ現象を抑止できる。 微粉体１０と微粉末との材質の関係はとくに限
定されない。無定形の微粉末１２と微粉体１０の
物理的作用によつて上記ブリツジ現象が抑止され
るからである。 しかしながら、微粉体中に異材質の無定形微粉
末が混入していると溶射皮膜等の特性上支障があ
る場合には、微粉末１２は微粉体１０と同材質の
ものを用いるとよい。 しかし本発明方法では、溶射トーチからの噴射
の際に微粉体中に混入された無定形の微粉末は飛
ばされてしまい、さらに高熱によつて気化されて
しまうので溶射皮膜中に無定形微粉末はほとんど
混入して来ず、理想的な溶射皮膜が得られる。そ
して微粉体が粒径5μｍ以下のものであつてもブ
リツジ現象が生じないから、微粉状のまま溶射さ
れ、きわめて緻密な溶射皮膜が得られる。したが
つて溶射の場合、微粉体１０と無定形の微粉末１
２とは同材質系のものを使用するのが好ましい
が、必ずしも同材質系のものでなくともよい。 以下に流動試験結果を示す。 流動特性は安息角を測定して判別した。表１は
各種材料（無定形微粉末は混入していない）の流
動特性を安息角を測定して判別するとともに、そ
の再現性を検討した結果を示す。 表１に示されるように、安息角及び流動速度の
測定値の標準偏差（σ）から再現性は十分あるこ
とがわかる。流動特性の代表値として安息角のみ
を用いることを目的に実際に代表し得るか否か安
息角と流動特性の相関分析を行つたところ、危険
率５％で有為であることがわかつた。 表２に各種微粉体に無定形微粉末としてアモル
フアスシリカを添加した場合の流動試験結果を示
す。 表２の実施例１、３からわかるように、無定形
の微粉末の混入量が１％以下でも微粉体の流動性
が十分改善される。実施例には示さないが、微粉
末の混入量が0.1％程度でも微粉体の流動性を改
善できた。また実施例４から明らかなように、微
粉体の粒径が5μｍ以下の場合に、微粉体単独だ
と安息角がきわめて大きいが、アモルフアスシリ
カを6.5％添加することによつて、実施例１、２、
３の場合と同等以上に安息角が小さくなり、微粉
体の流動性が改善されることがわかる。 表２に示される微粉体の他に、各種の粒径が
5μｍ以下の微粉体にアモルフアスシリカの微粉
末を添加して流動試験を行つたところ、上記実施
例と同様に微粉体の流動性が改善された。 この結果、溶射トーチへの超微粉の定量供給が
可能となつた。さらに微粉体の輸送時には振動が
加わることから、無定形の微粉末の転動によるベ
アリング効果によつて、さらに流動性が向上し、
5μｍ以下の粒径の微粉体であつてもブリツジ現
象がほとんど生じなくなつた。これによりかなり
硬度のある緻密な溶射皮膜を得ることができるよ
うになつた。 以上のように本発明方法によれば、超微粉体を
ブリツジ現象を生じさせることなく輸送でき、溶
射トーチへの微粉体の供給を他、セラミツク製造
工程でのアルミナ粉末の輸送等広範に応用できる
著効を奏する。
は、例えば破砕によつて形成された微粉体など、
表面に鋭角部がある微粉体を、微粉体同士の鋭角
部のカミツキによるブリツジ現象を生じさせるこ
となく輸送することのできる微粉体輸送方法に関
する。 金属、セラミツク、サーメツト等の微粉体状溶
射材料を溶射トーチによつて溶融して素材に吹き
つけて素材上に皮膜を形成する、いわゆる溶射技
術が普及してきている。 この溶射法によるときは、素材の温度を200℃
以下に保つて行え、素材の熱変形を生じさせない
など多くの利点がある。 しかしながら、溶射皮膜は溶融粒子の積層によ
つて形成されるため、皮膜内に気孔や結合不良の
部分が存在し、皮膜が不均一になりやすいという
問題点がある。このため、例えば半導体装置等の
精密部品分野への進出が阻まれている。 溶射方法によつて気孔や結合不良のない均一な
皮膜を得るためには、できる限り細かい微粉体状
の溶射材料を用いる必要がある。 しかしながら、これら溶射材料は、たとえば結
晶質アルミナを破砕機によつて破砕して微粉体に
形成されるため、微粉体表面に鋭角部が生じる。
このため溶射トーチに微粉体を供給する場合に、
微粉体同士が鋭角部によつてカミツキ、結合して
大粒子となる、いわゆるブリツジ現象が生じる。 このブリツジ現象は微粉体が細かい程顕著に生
じる。 このためせつかく微粉体を利用しても、上記の
ブリツジ現象によつて大粒子化し、微粉体を用い
る効果が生じないばかりか、ブリツジ現象が生じ
た大粒子とブリツジ現象の生じない粒子とが混在
するため、溶射トーチによつて噴射する際、噴射
に波打ち現象が生じ、得られた皮膜厚さにバラツ
キが生じるという問題点がある。 微粉体を界面活性剤で処理して微粉体表面に界
面活性剤の皮膜を形成し、微粉体に疎水性を付与
して微粉体の滑りをよくする方法もあるが、この
方法によつても粒径が大きいもののときは有効で
あるが、粒径が5μｍ以下の細かいものであると
きはやはりカミツキによるブリツジ現象の発生を
抑えられない。 このため従来における溶射法においては、溶射
材料は粒径が5μｍのものが限界であり、これよ
りも粒径の小さいものは不可能とされていた。粒
径5μｍ以上のものであつても、鋭角部が大きい
微粉体のときはやはりブリツジ現象が生じる。 発明者は、上記のように微粉体の溶射材料を用
いることができないのは、溶射技術そのものに問
題があるわけではなく、溶射トーチに供給する前
段階である輸送段階での溶射材料のブリツジ現象
に問題があることに鑑み、ブリツジ現象が生じな
い微粉体の輸送方法について検討を重ねた結果本
発明を完成するに至つたものである。 すなわち本発明の目的とするところは、破砕に
よつて形成された微粉体など、表面に鋭角部があ
る微粉体を、微粉体同士の鋭角部のカミツキによ
るブリツジ現象を生じさせることなく輸送するこ
とのできる微粉体輸送方法を提供するにある。 本発明では上記目的を達成するため次の構成を
有する。 すなわち、粉体状の溶射材を溶射トーチに供給
するなどのように、粒径が70μｍ〜数μｍの微粉
体を粉体のまま輸送する微粉体輸送方法におい
て、前記微粉体として金属、セラミツクもしくは
サーメツトの微粉体を用い、この微粉体にこの微
粉体よりも小径の粒径を有するほぼ球形の無定形
の微粉末を0.1wt％〜7wt％混入させ、微粉体を
輸送する際に前記微粉末のベアリング効果によつ
て微粉体同士のブリツジ現象を解消して輸送する
ことを特徴としている。 以下本発明の実施例を詳細に説明する。 第１図は微粉体同士のカミツキによるブリツジ
現象を示す。図のように微粉体の鋭角部同士のカ
ミツキによつてブリツジ現象が生じる。このブリ
ツジ現象は前記したように微粉体が5μｍ以下の
小径の場合に発生しやすく、径が小さくなればな
る程顕著に生じる。 本発明において特徴的なことは、第２図に示す
ように微粉体１０に、微粉体１０よりも小径の小
さな無定形（アモルフアス）の微粉末１２を混入
させるところにある。 微粉体１０には金属、セラミツクもしくはサー
メツトの微粉体を用いる。 無定形微粉末はアモルフアス状シリカ、アモル
フアス状アルミナなどがある。 無定形微粉末１２は図に示されるようにほぼ球
状をなし、これが微粉体１０の間〓内に介在する
ことから、まず微粉体１０同士を遠ざけ、物理的
に微粉体１０の鋭角部同士のカミツキを少なくす
る。さらに微粉体１０が輸送される際ほぼ球状を
なす微粉末１２が転動する、いわゆるベアリング
効果を生じることから、微粉体の鋭角部同士のカ
ミツキを一層抑止するとともに、例え一部にカミ
ツキを生じてもこれを引き離す作用が生じ、結局
微粉体１０の鋭角部同士のカミツキを極小にする
ことができ、ブリツジ現象の発生をほぼ完全に抑
止することができる。 なお無定形の微粉末１２を界面活性剤で処理し
て、疏水性皮膜を形成して滑り効果を生じさせれ
ば一層好適である。さらに微粉体１０にも界面活
性剤による疏水処理を施せば好適である。 無定形の微粉末１２の混入量は微粉体１０に対
して0.1〜７％（wt）程度が好適である。すなわ
ち0.1％程度の少量でも十分ベアリング効果を発
揮する。微粉体１０の粒径が小さくなる程微粉末
１２の混入量を多くするとよい。微粉体１０のほ
とんどが粒径5μｍ以下の場合であつても、微粉
末１２を７％前後添加すればベアリング効果は十
分発揮される。 また微粉体１０が粒径70μｍ程度の大きなもの
であつても、鋭角部が大きいとブリツジ現象が生
じることがあるが、無定形の微粉末１２を混入さ
せることでブリツジ現象を抑止できる。 微粉体１０と微粉末との材質の関係はとくに限
定されない。無定形の微粉末１２と微粉体１０の
物理的作用によつて上記ブリツジ現象が抑止され
るからである。 しかしながら、微粉体中に異材質の無定形微粉
末が混入していると溶射皮膜等の特性上支障があ
る場合には、微粉末１２は微粉体１０と同材質の
ものを用いるとよい。 しかし本発明方法では、溶射トーチからの噴射
の際に微粉体中に混入された無定形の微粉末は飛
ばされてしまい、さらに高熱によつて気化されて
しまうので溶射皮膜中に無定形微粉末はほとんど
混入して来ず、理想的な溶射皮膜が得られる。そ
して微粉体が粒径5μｍ以下のものであつてもブ
リツジ現象が生じないから、微粉状のまま溶射さ
れ、きわめて緻密な溶射皮膜が得られる。したが
つて溶射の場合、微粉体１０と無定形の微粉末１
２とは同材質系のものを使用するのが好ましい
が、必ずしも同材質系のものでなくともよい。 以下に流動試験結果を示す。 流動特性は安息角を測定して判別した。表１は
各種材料（無定形微粉末は混入していない）の流
動特性を安息角を測定して判別するとともに、そ
の再現性を検討した結果を示す。 表１に示されるように、安息角及び流動速度の
測定値の標準偏差（σ）から再現性は十分あるこ
とがわかる。流動特性の代表値として安息角のみ
を用いることを目的に実際に代表し得るか否か安
息角と流動特性の相関分析を行つたところ、危険
率５％で有為であることがわかつた。 表２に各種微粉体に無定形微粉末としてアモル
フアスシリカを添加した場合の流動試験結果を示
す。 表２の実施例１、３からわかるように、無定形
の微粉末の混入量が１％以下でも微粉体の流動性
が十分改善される。実施例には示さないが、微粉
末の混入量が0.1％程度でも微粉体の流動性を改
善できた。また実施例４から明らかなように、微
粉体の粒径が5μｍ以下の場合に、微粉体単独だ
と安息角がきわめて大きいが、アモルフアスシリ
カを6.5％添加することによつて、実施例１、２、
３の場合と同等以上に安息角が小さくなり、微粉
体の流動性が改善されることがわかる。 表２に示される微粉体の他に、各種の粒径が
5μｍ以下の微粉体にアモルフアスシリカの微粉
末を添加して流動試験を行つたところ、上記実施
例と同様に微粉体の流動性が改善された。 この結果、溶射トーチへの超微粉の定量供給が
可能となつた。さらに微粉体の輸送時には振動が
加わることから、無定形の微粉末の転動によるベ
アリング効果によつて、さらに流動性が向上し、
5μｍ以下の粒径の微粉体であつてもブリツジ現
象がほとんど生じなくなつた。これによりかなり
硬度のある緻密な溶射皮膜を得ることができるよ
うになつた。 以上のように本発明方法によれば、超微粉体を
ブリツジ現象を生じさせることなく輸送でき、溶
射トーチへの微粉体の供給を他、セラミツク製造
工程でのアルミナ粉末の輸送等広範に応用できる
著効を奏する。
【表】
【表】
第１図は微粉体のブリツジ現象を示す説明図、
第２図は無定形微粉末の介在状態を示す説明図で
ある。 １０……微粉体、１２……無定形微粉末。
第２図は無定形微粉末の介在状態を示す説明図で
ある。 １０……微粉体、１２……無定形微粉末。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 粉体状の溶射材を溶射トーチに供給するなど
のように、粒径が70μｍ〜数μｍの微粉体を粉体
のまま輸送する微粉体輸送方法において、 前記微粉体として金属、セラミツクもしくはサ
ーメツトの微粉体を用い、 この微粉体にこの微粉体よりも小径の粒径を有
するほぼ球形の無定形の微粉末を0.1wt％〜7wt
％混入させ、微粉体を輸送する際に前記微粉末の
ベアリング効果によつて微粉体同士のブリツジ現
象を解消して輸送することを特徴とする微粉体輸
送方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59141127A JPS6119771A (ja) | 1984-07-06 | 1984-07-06 | 微粉体輸送方法 |
| PCT/JP1985/000376 WO1986000648A1 (en) | 1984-07-06 | 1985-07-04 | Fluidized method of processing fine powder and a metal spraying method |
| AU45447/85A AU4544785A (en) | 1984-07-06 | 1985-07-04 | Fluidized method of processing fine powder and a metal spraying method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59141127A JPS6119771A (ja) | 1984-07-06 | 1984-07-06 | 微粉体輸送方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6119771A JPS6119771A (ja) | 1986-01-28 |
| JPH0360912B2 true JPH0360912B2 (ja) | 1991-09-18 |
Family
ID=15284789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59141127A Granted JPS6119771A (ja) | 1984-07-06 | 1984-07-06 | 微粉体輸送方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6119771A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4630799B2 (ja) * | 2005-11-02 | 2011-02-09 | 株式会社フジミインコーポレーテッド | 溶射用粉末及び溶射皮膜の形成方法 |
| JP6737161B2 (ja) * | 2016-12-12 | 2020-08-05 | 日本製鉄株式会社 | 気流搬送方法及び製鋼の精錬方法 |
| JP6893121B2 (ja) * | 2017-05-29 | 2021-06-23 | 日立造船株式会社 | 溶射材料の製造方法、溶射材料および溶射方法 |
| TWI791120B (zh) * | 2018-08-27 | 2023-02-01 | 日商Ｔｏｃａｌｏ股份有限公司 | 熔射塗膜的形成方法 |
-
1984
- 1984-07-06 JP JP59141127A patent/JPS6119771A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6119771A (ja) | 1986-01-28 |
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