JPH0649617A - セラミックス溶射材料 - Google Patents
セラミックス溶射材料Info
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- JPH0649617A JPH0649617A JP4203975A JP20397592A JPH0649617A JP H0649617 A JPH0649617 A JP H0649617A JP 4203975 A JP4203975 A JP 4203975A JP 20397592 A JP20397592 A JP 20397592A JP H0649617 A JPH0649617 A JP H0649617A
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- resistance
- thermal
- sio
- 2cao
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
- C04B41/5053—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials non-oxide ceramics
- C04B41/5062—Borides, Nitrides or Silicides
- C04B41/5066—Silicon nitride
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/00482—Coating or impregnation materials
- C04B2111/00577—Coating or impregnation materials applied by spraying
Abstract
(57)【要約】
【目的】この発明は、耐熱性、耐熱衝撃性、高温耐腐食
性、耐摩耗性、耐剥離性などのいずれも改良されたセラ
ミックス溶射材料およびこれを施したセラミックス溶射
被覆部材を得ようとするものである。 【構成】２ＣａＯ・ＳｉＯ2 と２ＭｇＯ・ＳｉＯ2 の中
の少なくとも一種３５〜９５重量％と、窒化珪素と炭化
珪素の中の少なくとも一種６５〜５重量％とで構成され
たことを特徴とする。
性、耐摩耗性、耐剥離性などのいずれも改良されたセラ
ミックス溶射材料およびこれを施したセラミックス溶射
被覆部材を得ようとするものである。 【構成】２ＣａＯ・ＳｉＯ2 と２ＭｇＯ・ＳｉＯ2 の中
の少なくとも一種３５〜９５重量％と、窒化珪素と炭化
珪素の中の少なくとも一種６５〜５重量％とで構成され
たことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上利用分野】この発明は、セラミックス溶射材料
およびこのセラミックス溶射材料を基材に溶射したセラ
ミックス溶射被覆部材に関する。
およびこのセラミックス溶射材料を基材に溶射したセラ
ミックス溶射被覆部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】工業材料において、耐熱性部材に要求さ
れる高温特性は最近ますます厳しくなっている。高温特
性の優れた素材で構成されるいわゆる耐熱性部材は、一
般に製品寿命が短く、またその補修、修繕は当然に製品
コストの増大をもたらし、寿命延長は重要な課題となっ
ており、その改善が常に求められている。
れる高温特性は最近ますます厳しくなっている。高温特
性の優れた素材で構成されるいわゆる耐熱性部材は、一
般に製品寿命が短く、またその補修、修繕は当然に製品
コストの増大をもたらし、寿命延長は重要な課題となっ
ており、その改善が常に求められている。
【０００３】例えば、熱処理用の炉内ロ−ルでは、過酷
な環境で使用される一方、作業中に発生する鉄粉などの
汚染が製品に悪影響を及ぼすために、ロ−ルの品質が劣
化する以前にロ−ル部材の補修や交換を行う必要があ
り、通常その寿命は数ヶ月とかなり短い。
な環境で使用される一方、作業中に発生する鉄粉などの
汚染が製品に悪影響を及ぼすために、ロ−ルの品質が劣
化する以前にロ−ル部材の補修や交換を行う必要があ
り、通常その寿命は数ヶ月とかなり短い。
【０００４】また、ガスタ−ビンなどの燃焼機器関連部
材では、一般に、高温で稼働するほど高い効率を発揮す
るので、稼働温度の上昇が絶えず要求される。このた
め、こうした高温稼働に耐える高温特性の一層の向上が
期待されている。
材では、一般に、高温で稼働するほど高い効率を発揮す
るので、稼働温度の上昇が絶えず要求される。このた
め、こうした高温稼働に耐える高温特性の一層の向上が
期待されている。
【０００５】これらの種々分野における要請に対し、現
在、種々のフアインセラミックスが検討されているが、
品質や複雑形状に対する適応性、さらにはコストなどの
点で、いまだ実用化に至っていない。
在、種々のフアインセラミックスが検討されているが、
品質や複雑形状に対する適応性、さらにはコストなどの
点で、いまだ実用化に至っていない。
【０００６】こうした現状から、より現実的な対応策と
して、部材の熱遮蔽の方法が種々検討されている。熱遮
蔽は、高温耐熱性部品の金属である母材の表面にセラミ
ックス層を形成し、これによって母材が極度の高温にな
ることを回避するものである。これらの方法として、従
来から耐熱衝撃性および輻射率が高いセラミックス粉末
が母材表面に溶射被覆されたものが知られている。
して、部材の熱遮蔽の方法が種々検討されている。熱遮
蔽は、高温耐熱性部品の金属である母材の表面にセラミ
ックス層を形成し、これによって母材が極度の高温にな
ることを回避するものである。これらの方法として、従
来から耐熱衝撃性および輻射率が高いセラミックス粉末
が母材表面に溶射被覆されたものが知られている。
【０００７】セラミックス粉末を用いた溶射被覆用材料
としては、従来から、Ｙ2 Ｏ3 などの希土類酸化物を安
定剤として添加したＺｒＯ2 などの酸化物系材料、酸化
物または硼化物と耐熱性金属とのサ−メット系材料など
があるが、一長一短があっていずれも満足すべきものに
は至っていない。現在、最も高い評価を得ているＺｒＯ
2 でも、急熱、急冷の激しい熱サイクルでは、被覆層が
母材から剥離し、その機能を失う心配は高い。即ち、耐
熱衝撃性や耐剥離性の点では不十分であった。さらに、
これらの材料は高価な希土類酸化物を使用しているため
に非常に高価で、一般的な工業用途には不向きであっ
た。また、別のサ−メット系材料では、金属素材との複
合化材料であるために、耐摩耗性や高温耐腐食性におい
て不十分であった。
としては、従来から、Ｙ2 Ｏ3 などの希土類酸化物を安
定剤として添加したＺｒＯ2 などの酸化物系材料、酸化
物または硼化物と耐熱性金属とのサ−メット系材料など
があるが、一長一短があっていずれも満足すべきものに
は至っていない。現在、最も高い評価を得ているＺｒＯ
2 でも、急熱、急冷の激しい熱サイクルでは、被覆層が
母材から剥離し、その機能を失う心配は高い。即ち、耐
熱衝撃性や耐剥離性の点では不十分であった。さらに、
これらの材料は高価な希土類酸化物を使用しているため
に非常に高価で、一般的な工業用途には不向きであっ
た。また、別のサ−メット系材料では、金属素材との複
合化材料であるために、耐摩耗性や高温耐腐食性におい
て不十分であった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、耐熱性、
耐熱衝撃性、高温耐腐食性、耐摩耗性、耐剥離性などが
いずれも改良されたセラミックス溶射材料およびこれを
施したセラミックス溶射被覆部材を得ようとするもので
ある。
耐熱衝撃性、高温耐腐食性、耐摩耗性、耐剥離性などが
いずれも改良されたセラミックス溶射材料およびこれを
施したセラミックス溶射被覆部材を得ようとするもので
ある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明は、２ＣａＯ・
ＳｉＯ2 と２ＭｇＯ・ＳｉＯ2 の中の少なくとも一種３
５〜９５重量％と、窒化珪素と炭化珪素の中の少なくと
も一種６５〜５重量％とで構成されたことを特徴とする
セラミックス溶射材料（請求項１）および耐熱材料に、
該耐熱材料と同等またはそれ以上の耐熱性を有する被覆
層を形成し、これに請求項１記載の溶射材料を溶射した
ことを特徴とするセラミックス溶射被覆部材（請求項
２）である。以下にこの発明をさらに説明する。
ＳｉＯ2 と２ＭｇＯ・ＳｉＯ2 の中の少なくとも一種３
５〜９５重量％と、窒化珪素と炭化珪素の中の少なくと
も一種６５〜５重量％とで構成されたことを特徴とする
セラミックス溶射材料（請求項１）および耐熱材料に、
該耐熱材料と同等またはそれ以上の耐熱性を有する被覆
層を形成し、これに請求項１記載の溶射材料を溶射した
ことを特徴とするセラミックス溶射被覆部材（請求項
２）である。以下にこの発明をさらに説明する。
【００１０】請求項１の発明は２ＣａＯ・ＳｉＯ2 と２
ＭｇＯ・ＳｉＯ2 の中の少なくとも一種と、窒化珪素と
炭化珪素の中の少なくとも一種とで構成されたセラミッ
クス溶射材料である。２ＣａＯ・ＳｉＯ2 と２ＭｇＯ・
ＳｉＯ2 はいずれか一方を用いてもよいが、両者を混合
して用いてもよい。この発明で２ＣａＯ・ＳｉＯ2 また
は２ＭｇＯ・ＳｉＯ2 を用いる理由は、次の通りである
ＭｇＯ・ＳｉＯ2 の中の少なくとも一種と、窒化珪素と
炭化珪素の中の少なくとも一種とで構成されたセラミッ
クス溶射材料である。２ＣａＯ・ＳｉＯ2 と２ＭｇＯ・
ＳｉＯ2 はいずれか一方を用いてもよいが、両者を混合
して用いてもよい。この発明で２ＣａＯ・ＳｉＯ2 また
は２ＭｇＯ・ＳｉＯ2 を用いる理由は、次の通りである
【００１１】けい酸カルシウム系鉱物およびけい酸マグ
ネシウム系鉱物は、熱膨脹率が無機質材料としては非常
に大きな値を示し、特に２ＣａＯ・ＳｉＯ2 または２Ｍ
ｇＯ・ＳｉＯ2 では金属と同程度の熱膨脹率を示す。そ
のために、高温下における寸法変化は母材の金属材料に
追従することが出来て、これを被膜として用いた場合の
耐剥離性は、他のセラミックス材料に比較してはるかに
優れている。そこで、この発明の溶射材料は２ＣａＯ・
ＳｉＯ2 と２ＭｇＯ・ＳｉＯ2 の中の少なくとも一種を
用いる。
ネシウム系鉱物は、熱膨脹率が無機質材料としては非常
に大きな値を示し、特に２ＣａＯ・ＳｉＯ2 または２Ｍ
ｇＯ・ＳｉＯ2 では金属と同程度の熱膨脹率を示す。そ
のために、高温下における寸法変化は母材の金属材料に
追従することが出来て、これを被膜として用いた場合の
耐剥離性は、他のセラミックス材料に比較してはるかに
優れている。そこで、この発明の溶射材料は２ＣａＯ・
ＳｉＯ2 と２ＭｇＯ・ＳｉＯ2 の中の少なくとも一種を
用いる。
【００１２】さらに、２ＣａＯ・ＳｉＯ2 または２Ｍｇ
Ｏ・ＳｉＯ2 は、無機質材料の中では比較的低融点で、
しかもその溶融物は低粘性であるため、溶射時における
材料の溶融性が高い。こうした熱膨張率、高溶融性の特
徴は、これを溶射して出来た溶射被膜に特有な作用をも
たらすものとして注目される。
Ｏ・ＳｉＯ2 は、無機質材料の中では比較的低融点で、
しかもその溶融物は低粘性であるため、溶射時における
材料の溶融性が高い。こうした熱膨張率、高溶融性の特
徴は、これを溶射して出来た溶射被膜に特有な作用をも
たらすものとして注目される。
【００１３】即ち、母材上に溶射されたこれらの材料
は、基材上で十分に溶融された状態で被膜を形成し、そ
の後の冷却工程では著しく収縮する。この冷却、収縮に
ともなう寸法変化によって、溶射被膜の組織には微細な
クラックが多数発生する。このクラックは数μ程度の極
めて微細なクラックであると同時に、基材に対して選択
的に垂直方向に発生する点が特徴である。こうした微細
な垂直クラックは、熱応力緩和に極めて有効に作用し、
溶射被膜に対して優れた耐熱衝撃性を与えることにな
る。
は、基材上で十分に溶融された状態で被膜を形成し、そ
の後の冷却工程では著しく収縮する。この冷却、収縮に
ともなう寸法変化によって、溶射被膜の組織には微細な
クラックが多数発生する。このクラックは数μ程度の極
めて微細なクラックであると同時に、基材に対して選択
的に垂直方向に発生する点が特徴である。こうした微細
な垂直クラックは、熱応力緩和に極めて有効に作用し、
溶射被膜に対して優れた耐熱衝撃性を与えることにな
る。
【００１４】さらに、２ＣａＯ・ＳｉＯ2 または２Ｍｇ
Ｏ・ＳｉＯ2 は、含有する化学成分、形成される被膜の
特殊性から、優れた高温耐腐食性を有する。即ち、２Ｃ
ａＯ・ＳｉＯ2 または２ＭｇＯ・ＳｉＯ2 の溶射被膜
は、種々の腐食成分に対し反応性が小さく、高温領域に
おいても耐腐食性を有する。一方、２ＣａＯ・ＳｉＯ2
または２ＭｇＯ・ＳｉＯ2 は、バナジウムやイオウ化合
物に対しては、むしろこれと積極的に反応して安定化合
物を被膜表面に形成し、新たな腐食成分に対して保護膜
的な作用を呈することになる。
Ｏ・ＳｉＯ2 は、含有する化学成分、形成される被膜の
特殊性から、優れた高温耐腐食性を有する。即ち、２Ｃ
ａＯ・ＳｉＯ2 または２ＭｇＯ・ＳｉＯ2 の溶射被膜
は、種々の腐食成分に対し反応性が小さく、高温領域に
おいても耐腐食性を有する。一方、２ＣａＯ・ＳｉＯ2
または２ＭｇＯ・ＳｉＯ2 は、バナジウムやイオウ化合
物に対しては、むしろこれと積極的に反応して安定化合
物を被膜表面に形成し、新たな腐食成分に対して保護膜
的な作用を呈することになる。
【００１５】ここで用いる２ＣａＯ・ＳｉＯ2 は、天然
のけい酸カルシウム系鉱物、例えば珪灰石（ＣａＯ・Ｓ
ｉＯ2 ）に不足分の石灰（ＣａＣＯ3 またはＣａＯ）を
追加して焼成したもの、ＣａＣＯ3 もしくはＣａＯとＳ
ｉＯ2 の粉末を所定の割合で配合し混合、造粒の後焼成
したものでもよい。２ＣａＯ・ＳｉＯ2 は焼成条件によ
り種々の結晶系を呈するが、いずれも使用できる。特に
スレ−キング性などを考慮してγ型を用いることが好ま
しい。
のけい酸カルシウム系鉱物、例えば珪灰石（ＣａＯ・Ｓ
ｉＯ2 ）に不足分の石灰（ＣａＣＯ3 またはＣａＯ）を
追加して焼成したもの、ＣａＣＯ3 もしくはＣａＯとＳ
ｉＯ2 の粉末を所定の割合で配合し混合、造粒の後焼成
したものでもよい。２ＣａＯ・ＳｉＯ2 は焼成条件によ
り種々の結晶系を呈するが、いずれも使用できる。特に
スレ−キング性などを考慮してγ型を用いることが好ま
しい。
【００１６】２ＭｇＯ・ＳｉＯ2 は、ＭｇＯとＳｉＯ2
の粉末を所定の割合で配合し混合、造粒の後焼成したも
の、或いは天然鉱物として存在するフォルステライトを
使用することも出来る。
の粉末を所定の割合で配合し混合、造粒の後焼成したも
の、或いは天然鉱物として存在するフォルステライトを
使用することも出来る。
【００１７】こうした２ＣａＯ・ＳｉＯ2 および／また
は２ＭｇＯ・ＳｉＯ2 は、この発明では３５〜９５重量
％用いる。これが３５重量％未満では耐熱衝撃性や高温
耐腐食性が十分に得られず、またこれが９５重量％を超
えると以下に説明するように、２ＣａＯ・ＳｉＯ2 およ
び／または２ＭｇＯ・ＳｉＯ2 だけでは不足する耐摩耗
性を付与する窒化珪素および／または炭化珪素の配合比
が必要量未満となって好ましくない。
は２ＭｇＯ・ＳｉＯ2 は、この発明では３５〜９５重量
％用いる。これが３５重量％未満では耐熱衝撃性や高温
耐腐食性が十分に得られず、またこれが９５重量％を超
えると以下に説明するように、２ＣａＯ・ＳｉＯ2 およ
び／または２ＭｇＯ・ＳｉＯ2 だけでは不足する耐摩耗
性を付与する窒化珪素および／または炭化珪素の配合比
が必要量未満となって好ましくない。
【００１８】上記のように、２ＣａＯ・ＳｉＯ2 および
／または２ＭｇＯ・ＳｉＯ2 の溶射被膜は、耐熱衝撃
性、被膜の耐剥離性、高温耐腐食性などで優れた特性が
みられるが、被膜の耐摩耗性においては、他のセラミッ
クス系材料に比較すると同等もしくはそれ以下である。
従って、これを激しい摩耗環境下で使用するとその耐久
性は必ずしも十分ではない。そこでこの発明では、これ
に耐磨耗性を付与するために、窒化珪素と炭化珪素の中
の少なくとも一種をこれに加え、最終的に意図した耐熱
性、耐熱衝撃性、被膜の耐剥離性、高温耐腐食性、耐摩
耗性の全てに優れた溶射材料を得たものである。
／または２ＭｇＯ・ＳｉＯ2 の溶射被膜は、耐熱衝撃
性、被膜の耐剥離性、高温耐腐食性などで優れた特性が
みられるが、被膜の耐摩耗性においては、他のセラミッ
クス系材料に比較すると同等もしくはそれ以下である。
従って、これを激しい摩耗環境下で使用するとその耐久
性は必ずしも十分ではない。そこでこの発明では、これ
に耐磨耗性を付与するために、窒化珪素と炭化珪素の中
の少なくとも一種をこれに加え、最終的に意図した耐熱
性、耐熱衝撃性、被膜の耐剥離性、高温耐腐食性、耐摩
耗性の全てに優れた溶射材料を得たものである。
【００１９】２ＣａＯ・ＳｉＯ2 および／または２Ｍｇ
Ｏ・ＳｉＯ2 に対する窒化珪素と炭化珪素の中の少なく
とも一種の添加による効果は、２ＣａＯ・ＳｉＯ2 およ
び／または２ＭｇＯ・ＳｉＯ2 における優れた耐熱衝撃
性、被膜の耐剥離性、高温耐腐食性に加え、窒化珪素ま
たは炭化珪素の優れた耐摩耗性が付加されたいわゆる複
合効果として説明される。
Ｏ・ＳｉＯ2 に対する窒化珪素と炭化珪素の中の少なく
とも一種の添加による効果は、２ＣａＯ・ＳｉＯ2 およ
び／または２ＭｇＯ・ＳｉＯ2 における優れた耐熱衝撃
性、被膜の耐剥離性、高温耐腐食性に加え、窒化珪素ま
たは炭化珪素の優れた耐摩耗性が付加されたいわゆる複
合効果として説明される。
【００２０】しかしながら、ここで注目されることは、
ここに使用される異種材料が互いに反応することなく個
々の材料の有する特徴がそのまま生かされた形での複合
効果が発揮されることであるが、こうしたことは溶射材
料としてみると予想外の効果ということができる。一般
に、セラミックス溶射は数万度という超高温度状態にお
かれるとことから、異種材料を複合して用いると種々の
化学変化を生じやすく、得られる溶射被膜には目的とす
る生成物が形成されにくく、期待する複合効果が得られ
ないことがむしろ普通である。
ここに使用される異種材料が互いに反応することなく個
々の材料の有する特徴がそのまま生かされた形での複合
効果が発揮されることであるが、こうしたことは溶射材
料としてみると予想外の効果ということができる。一般
に、セラミックス溶射は数万度という超高温度状態にお
かれるとことから、異種材料を複合して用いると種々の
化学変化を生じやすく、得られる溶射被膜には目的とす
る生成物が形成されにくく、期待する複合効果が得られ
ないことがむしろ普通である。
【００２１】しかるに、この発明の２ＣａＯ・ＳｉＯ2
および／または２ＭｇＯ・ＳｉＯ2と窒化珪素または炭
化珪素は、化学的性質は勿論のこと、高温特性も大きく
異なるために、溶射環境という極限状態においても互い
に反応することも殆どなく、個々の特性を十分に発揮し
て所期した複合効果を生じる。その結果、この発明の溶
射材料で溶射された溶射被膜は、最終的に意図した耐熱
性、耐熱衝撃性、耐剥離性、高温耐腐食性、耐摩耗性の
全てに優れたものとすることが出来る。
および／または２ＭｇＯ・ＳｉＯ2と窒化珪素または炭
化珪素は、化学的性質は勿論のこと、高温特性も大きく
異なるために、溶射環境という極限状態においても互い
に反応することも殆どなく、個々の特性を十分に発揮し
て所期した複合効果を生じる。その結果、この発明の溶
射材料で溶射された溶射被膜は、最終的に意図した耐熱
性、耐熱衝撃性、耐剥離性、高温耐腐食性、耐摩耗性の
全てに優れたものとすることが出来る。
【００２２】２ＣａＯ・ＳｉＯ2 および／または２Ｍｇ
Ｏ・ＳｉＯ2 と窒化珪素または炭化珪素との複合化にあ
たっては、これらの配合比が重要であり、窒化珪素と炭
化珪素の中の少なくとも一種は６５〜５重量％とする。
これが６５重量％を超えると２ＣａＯ・ＳｉＯ2 および
／または２ＭｇＯ・ＳｉＯ2 の配合比が少なくなって耐
熱衝撃性、被膜の耐剥離性、高温耐腐食性などが低下す
る、また、これが５重量％未満であると耐摩耗性が低下
する。２ＣａＯ・ＳｉＯ2 および／または２ＭｇＯ・Ｓ
ｉＯ2 のさらに好ましい範囲は４０〜９０重量％であ
り、また窒化珪素または炭化珪素のさらに好ましい範囲
は１０〜６０重量％である。上記の溶射材料は、金属、
セラミックス、プラスチックスなどに常法によって溶射
することが出来る。母材については特に限定されるもの
ではない。
Ｏ・ＳｉＯ2 と窒化珪素または炭化珪素との複合化にあ
たっては、これらの配合比が重要であり、窒化珪素と炭
化珪素の中の少なくとも一種は６５〜５重量％とする。
これが６５重量％を超えると２ＣａＯ・ＳｉＯ2 および
／または２ＭｇＯ・ＳｉＯ2 の配合比が少なくなって耐
熱衝撃性、被膜の耐剥離性、高温耐腐食性などが低下す
る、また、これが５重量％未満であると耐摩耗性が低下
する。２ＣａＯ・ＳｉＯ2 および／または２ＭｇＯ・Ｓ
ｉＯ2 のさらに好ましい範囲は４０〜９０重量％であ
り、また窒化珪素または炭化珪素のさらに好ましい範囲
は１０〜６０重量％である。上記の溶射材料は、金属、
セラミックス、プラスチックスなどに常法によって溶射
することが出来る。母材については特に限定されるもの
ではない。
【００２３】請求項２の発明は、上記の請求項１の発明
の溶射材料を用いて形成されるセラミックス溶射被覆部
材で、耐熱材料に、該耐熱材料と同等またはそれ以上の
耐熱性を有する被覆層を形成し、これに請求項１記載の
溶射材料を溶射したことを特徴とするものである。
の溶射材料を用いて形成されるセラミックス溶射被覆部
材で、耐熱材料に、該耐熱材料と同等またはそれ以上の
耐熱性を有する被覆層を形成し、これに請求項１記載の
溶射材料を溶射したことを特徴とするものである。
【００２４】請求項１記載の溶射材料を溶射するに先だ
っては、母材に耐熱性金属を用い、これに中間層（アン
ダ−コ−ト）を形成する。例えば、Ｎｉ基合金、Ｃｏ基
合金の如き母材金属の表面に、これと同等もしくはそれ
以上の耐熱性金属でアンダ−コ−トを形成し、このアン
ダ−コ−トの上に請求項１の溶射材料で溶射層を形成す
るものである。
っては、母材に耐熱性金属を用い、これに中間層（アン
ダ−コ−ト）を形成する。例えば、Ｎｉ基合金、Ｃｏ基
合金の如き母材金属の表面に、これと同等もしくはそれ
以上の耐熱性金属でアンダ−コ−トを形成し、このアン
ダ−コ−トの上に請求項１の溶射材料で溶射層を形成す
るものである。
【００２５】アンダ−コ−トとして用いられる耐熱性金
属材料としては、例えばＮｉＣｒＡｌＹ、ＣｏＣｒＡｌ
Ｙ、ＣｏＮｉＣｒＡｌＹ、ＮｉＣｏＣｒＡｌＹ、ＮｉＡ
ｌ、ＮｉＣｒ、ＮｉＣｒＡｌをあげることが出来る。
属材料としては、例えばＮｉＣｒＡｌＹ、ＣｏＣｒＡｌ
Ｙ、ＣｏＮｉＣｒＡｌＹ、ＮｉＣｏＣｒＡｌＹ、ＮｉＡ
ｌ、ＮｉＣｒ、ＮｉＣｒＡｌをあげることが出来る。
【００２６】上記のアンダ−コ−トを母材表面に形成す
るには、溶射被膜を形成する場合と同様であるが、プラ
ズマ溶射、爆発溶射、高速ガス溶射、低速ガス溶射法な
どを用いることが出来る。しかし、高融点セラミックス
の場合は、爆発溶射、ガス溶射法では良好な被膜を形成
することは難しいので、一般にはむしろフレ−ム温度が
高く、高融点セラミックスでも良好な被膜が形成できる
プラズマ溶射が好ましい。
るには、溶射被膜を形成する場合と同様であるが、プラ
ズマ溶射、爆発溶射、高速ガス溶射、低速ガス溶射法な
どを用いることが出来る。しかし、高融点セラミックス
の場合は、爆発溶射、ガス溶射法では良好な被膜を形成
することは難しいので、一般にはむしろフレ−ム温度が
高く、高融点セラミックスでも良好な被膜が形成できる
プラズマ溶射が好ましい。
【００２７】
【作用】２ＣａＯ・ＳｉＯ2 と２ＭｇＯ・ＳｉＯ2 の中
の少なくとも一種では溶射被膜が、耐熱衝撃性、被膜の
耐剥離性、高温耐腐食性などで優れた特性がみられるも
のの、被膜の耐摩耗性においては他のセラミックス系材
料に比較すると同等もしくはそれ以下で必ずしも十分で
はない。一方、窒化珪素と炭化珪素の中の少なくとも一
種は耐摩耗性に極めて優れている。従って、本発明はこ
れらを所定の割合で配合することによって、最終的に意
図した耐熱性、耐熱衝撃性、被膜の耐剥離性、高温耐腐
食性、耐摩耗性の全てに優れた溶射材料を得たものであ
る。
の少なくとも一種では溶射被膜が、耐熱衝撃性、被膜の
耐剥離性、高温耐腐食性などで優れた特性がみられるも
のの、被膜の耐摩耗性においては他のセラミックス系材
料に比較すると同等もしくはそれ以下で必ずしも十分で
はない。一方、窒化珪素と炭化珪素の中の少なくとも一
種は耐摩耗性に極めて優れている。従って、本発明はこ
れらを所定の割合で配合することによって、最終的に意
図した耐熱性、耐熱衝撃性、被膜の耐剥離性、高温耐腐
食性、耐摩耗性の全てに優れた溶射材料を得たものであ
る。
【００２８】
【実施例】母材として、５０mm（幅）×３０mm（長さ）
×５mm（厚さ）のSUS 304 を用いた。これをサンドブラ
ストした後、アンダ−コ−ト材としてＮｉＣｒＡｌＹ合
金を厚さ１００μｍでプラズマ溶射し、さらにその上
に、表１に示す本発明の溶射材料を厚さ２００μｍでプ
ラズマ溶射しテストピ−スを得た。このテストピ−スを
用いて、熱衝撃試験、高温腐食試験、摩耗試験を行っ
た。
×５mm（厚さ）のSUS 304 を用いた。これをサンドブラ
ストした後、アンダ−コ−ト材としてＮｉＣｒＡｌＹ合
金を厚さ１００μｍでプラズマ溶射し、さらにその上
に、表１に示す本発明の溶射材料を厚さ２００μｍでプ
ラズマ溶射しテストピ−スを得た。このテストピ−スを
用いて、熱衝撃試験、高温腐食試験、摩耗試験を行っ
た。
【００２９】熱衝撃試験は、試料を１０００℃で３０分
間、電気炉で加熱しその後炉内から取出し水中に投入す
る作業を連続して繰返し、被膜にき裂が発生するまでの
熱サイクル回数を測定した。この結果を、表１ないし表
３に、耐剥離性として示した。
間、電気炉で加熱しその後炉内から取出し水中に投入す
る作業を連続して繰返し、被膜にき裂が発生するまでの
熱サイクル回数を測定した。この結果を、表１ないし表
３に、耐剥離性として示した。
【００３０】また、高温腐食試験は、試料の被膜表面
に、腐食媒体として８５Wt.%Ｖ2 Ｏ5＋１５Wt.%Ｎａ2
ＳＯ4 を２０mg／cm2 塗布し、これを１１００℃で４時
間電気炉で加熱後、炉内より取出して被膜の剥離状況を
測定した。この結果を、表１ないし表３に、耐腐食性と
して示した。同表において、〇は剥離せず、△は一部剥
離、×は完全剥離を示す。
に、腐食媒体として８５Wt.%Ｖ2 Ｏ5＋１５Wt.%Ｎａ2
ＳＯ4 を２０mg／cm2 塗布し、これを１１００℃で４時
間電気炉で加熱後、炉内より取出して被膜の剥離状況を
測定した。この結果を、表１ないし表３に、耐腐食性と
して示した。同表において、〇は剥離せず、△は一部剥
離、×は完全剥離を示す。
【００３１】更に、摩耗試験は、図１に示すスガ式摩耗
試験機を用いた。図１に示すようにしてテストピ−スの
溶射被膜側を、外周にエメリ−ペ−パ−を巻いた円板と
摺接させて、これとの間で摩耗を生じるようにした。エ
メリ−ペ−パ−を巻いた円板は、テストピ−スが１往復
するごとに０．９度づつ回転し、常に新しい面が接触す
るようにした。耐摩耗性は、１mg摩耗するのに要したテ
ストピ−スの往復回数（ＤＳ／mg）で評価した。なお、
エメリ−ペ−パ−はＳｉＣ，＃３２０を用い、テストピ
−スとエメリ−ペ−パ−との接触荷重は３kgとした。こ
の結果を、表１ないし表３に、耐摩耗性として示した。
なお、表４にはこの発明と対比されるべき比較例を示し
た。
試験機を用いた。図１に示すようにしてテストピ−スの
溶射被膜側を、外周にエメリ−ペ−パ−を巻いた円板と
摺接させて、これとの間で摩耗を生じるようにした。エ
メリ−ペ−パ−を巻いた円板は、テストピ−スが１往復
するごとに０．９度づつ回転し、常に新しい面が接触す
るようにした。耐摩耗性は、１mg摩耗するのに要したテ
ストピ−スの往復回数（ＤＳ／mg）で評価した。なお、
エメリ−ペ−パ−はＳｉＣ，＃３２０を用い、テストピ
−スとエメリ−ペ−パ−との接触荷重は３kgとした。こ
の結果を、表１ないし表３に、耐摩耗性として示した。
なお、表４にはこの発明と対比されるべき比較例を示し
た。
【００３２】表１ないし表３から明らかなように、本発
明の溶射材料で被覆された溶射被膜は、いずれも耐食
性、耐磨耗性、耐剥離性が良好であることが分かる。こ
れに対して、比較例に示すものは、いずれも耐食性、耐
摩耗性、耐剥離性のいずれかが不良で、良好な溶射被膜
の形成が出来ない。
明の溶射材料で被覆された溶射被膜は、いずれも耐食
性、耐磨耗性、耐剥離性が良好であることが分かる。こ
れに対して、比較例に示すものは、いずれも耐食性、耐
摩耗性、耐剥離性のいずれかが不良で、良好な溶射被膜
の形成が出来ない。
【００３３】
【表１】
【００３４】
【表２】
【００３５】
【表３】
【００３６】
【表４】
【００３７】
【発明の効果】以上の如く、本発明のセラミックス溶射
材料は、耐熱衝撃性、高温耐腐食性とともに耐摩耗性に
も優れているので、これを溶射被覆した部材は、耐熱
性、耐熱衝撃性、耐剥離性、高温耐腐食性、耐摩耗性の
全てに優れたものとすることが出来る。従って、その部
材は従来以上に長い間、高い信頼性を維持することが出
来る。
材料は、耐熱衝撃性、高温耐腐食性とともに耐摩耗性に
も優れているので、これを溶射被覆した部材は、耐熱
性、耐熱衝撃性、耐剥離性、高温耐腐食性、耐摩耗性の
全てに優れたものとすることが出来る。従って、その部
材は従来以上に長い間、高い信頼性を維持することが出
来る。
【図１】この発明のセラミックス溶射材料を溶射被覆し
た部材の耐摩耗性をテストするための試験機の概略説明
図。
た部材の耐摩耗性をテストするための試験機の概略説明
図。
１……テストピ−ス、２……溶射被膜、３……エメリ−
ペ−パ−
ペ−パ−
Claims (2)
- 【請求項１】 ２ＣａＯ・ＳｉＯ2 と２ＭｇＯ・ＳｉＯ
2 の中の少なくとも一種３５〜９５重量％と、窒化珪素
と炭化珪素の中の少なくとも一種６５〜５重量％とで構
成されたことを特徴とするセラミックス溶射材料。 - 【請求項２】 耐熱材料に、該耐熱材料と同等またはそ
れ以上の耐熱性を有する被覆層を形成し、これに請求項
１記載の溶射材料を溶射したことを特徴とするセラミッ
クス溶射被覆部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4203975A JPH0649617A (ja) | 1992-07-30 | 1992-07-30 | セラミックス溶射材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4203975A JPH0649617A (ja) | 1992-07-30 | 1992-07-30 | セラミックス溶射材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0649617A true JPH0649617A (ja) | 1994-02-22 |
Family
ID=16482728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4203975A Pending JPH0649617A (ja) | 1992-07-30 | 1992-07-30 | セラミックス溶射材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0649617A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5760840A (en) * | 1994-03-31 | 1998-06-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Apparatus for distinguishing between a plurality of video signal types, apparatus for automatic aspect ratio determination and television receiver |
| JP2009001903A (ja) * | 2007-06-19 | 2009-01-08 | Maerkisches Werk Gmbh | 金属製基礎材のための溶射された気密な保護層 |
| CN102851632A (zh) * | 2012-10-11 | 2013-01-02 | 江苏科技大学 | 一种在连铸结晶器铜合金板表面制备高温耐磨涂层的方法 |
| JP2016191080A (ja) * | 2015-03-30 | 2016-11-10 | 株式会社フジミインコーポレーテッド | 溶射材料 |
-
1992
- 1992-07-30 JP JP4203975A patent/JPH0649617A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5760840A (en) * | 1994-03-31 | 1998-06-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Apparatus for distinguishing between a plurality of video signal types, apparatus for automatic aspect ratio determination and television receiver |
| JP2009001903A (ja) * | 2007-06-19 | 2009-01-08 | Maerkisches Werk Gmbh | 金属製基礎材のための溶射された気密な保護層 |
| CN102851632A (zh) * | 2012-10-11 | 2013-01-02 | 江苏科技大学 | 一种在连铸结晶器铜合金板表面制备高温耐磨涂层的方法 |
| JP2016191080A (ja) * | 2015-03-30 | 2016-11-10 | 株式会社フジミインコーポレーテッド | 溶射材料 |
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