JPH09268362A - 硼化物系サーメット溶射用粉末 - Google Patents
硼化物系サーメット溶射用粉末Info
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- JPH09268362A JPH09268362A JP8106202A JP10620296A JPH09268362A JP H09268362 A JPH09268362 A JP H09268362A JP 8106202 A JP8106202 A JP 8106202A JP 10620296 A JP10620296 A JP 10620296A JP H09268362 A JPH09268362 A JP H09268362A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高硬度で耐摩耗性、耐食性、耐熱性に優れ、
しかも耐熱衝撃性および靭性をも有するサーメット溶射
被膜を形成するための溶射用粉末を提供する。 【解決手段】 重量比にてＷ５０．０〜７０．０％、Ｂ
２．５〜４．０％、Ｃｏ１５．０〜３０．０％、Ｃｒ
５．０〜１０．０％、Ｍｏ３．０〜６．０％を含み、残
部不可避的不純物から構成された複合粉末組成物からな
る硼化物系サーメット溶射用粉末。
しかも耐熱衝撃性および靭性をも有するサーメット溶射
被膜を形成するための溶射用粉末を提供する。 【解決手段】 重量比にてＷ５０．０〜７０．０％、Ｂ
２．５〜４．０％、Ｃｏ１５．０〜３０．０％、Ｃｒ
５．０〜１０．０％、Ｍｏ３．０〜６．０％を含み、残
部不可避的不純物から構成された複合粉末組成物からな
る硼化物系サーメット溶射用粉末。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、代表的な溶射用サ
ーメット材料であるタングステンカーバイド・コバルト
（ＷＣ−Ｃｏ）系溶射被覆層に匹敵する硬さおよび耐摩
耗性と、クロムカーバイド・ニッケルクロム（Ｃｒ３Ｃ
２−ＮｉＣｒ）系溶射被覆層を凌駕する耐熱性および耐
酸化性とを有し、しかも前記ＷＣ−Ｃｏ系およびＣｒ３
Ｃ２−ＮｉＣｒ系溶射被覆層には見られない高い耐熱衝
撃性および靭性を有するサーメット溶射被膜を生成する
ための溶射用粉末に関するものである。
ーメット材料であるタングステンカーバイド・コバルト
（ＷＣ−Ｃｏ）系溶射被覆層に匹敵する硬さおよび耐摩
耗性と、クロムカーバイド・ニッケルクロム（Ｃｒ３Ｃ
２−ＮｉＣｒ）系溶射被覆層を凌駕する耐熱性および耐
酸化性とを有し、しかも前記ＷＣ−Ｃｏ系およびＣｒ３
Ｃ２−ＮｉＣｒ系溶射被覆層には見られない高い耐熱衝
撃性および靭性を有するサーメット溶射被膜を生成する
ための溶射用粉末に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、産業の発展に伴って産業用機械等
の高性能化、高精度化、多様化およびエネルギーコスト
の低廉化が進むにつれて、溶射材料に金属とセラミック
スを成分とする材料を用いてサーメット皮膜を形成する
サーメット溶射被覆層に対する要求性能はますます厳し
くなり、以前にも増して優れた性能を必要とするように
なっている。従来、サーメット溶射被覆層（以下、単に
被覆層または溶射被膜ともいう。）として施されている
代表的なものは使用温度によって異なり、常温から５０
０℃程度までの温度範囲では、ＷＣ−Ｃｏ系やＷＣ−Ｎ
ｉ系のものが、またこれより高い９００℃までの高温域
ではＣｒ３Ｃ２−ＮｉＣｒ系やＣｒ３Ｃ２−Ｎｉ系のも
のがあり、これらの被膜層はそれぞれ目的に応じた硬度
と、耐熱性、耐摩耗性、耐酸化性などを有している。
の高性能化、高精度化、多様化およびエネルギーコスト
の低廉化が進むにつれて、溶射材料に金属とセラミック
スを成分とする材料を用いてサーメット皮膜を形成する
サーメット溶射被覆層に対する要求性能はますます厳し
くなり、以前にも増して優れた性能を必要とするように
なっている。従来、サーメット溶射被覆層（以下、単に
被覆層または溶射被膜ともいう。）として施されている
代表的なものは使用温度によって異なり、常温から５０
０℃程度までの温度範囲では、ＷＣ−Ｃｏ系やＷＣ−Ｎ
ｉ系のものが、またこれより高い９００℃までの高温域
ではＣｒ３Ｃ２−ＮｉＣｒ系やＣｒ３Ｃ２−Ｎｉ系のも
のがあり、これらの被膜層はそれぞれ目的に応じた硬度
と、耐熱性、耐摩耗性、耐酸化性などを有している。
【０００３】しかしながら、上記したように最近の産業
の発展に伴って、サーメットの使用環境が多様化するに
つれて、より一層これらの特性の優れたものが望まれて
おり、上記した特性にさらに耐熱衝撃性、靭性を兼ね備
えた被膜材料の開発が望まれている。その一例を挙げる
と、自動車用等の表面処理鋼板を製造するための高温の
溶融亜鉛メッキ浴（４５０〜５００℃）や溶融アルミニ
ウム（７００〜８００℃）中に浸漬されて、連続的に通
過する鋼板を支持し、案内して該鋼板の表面に均一な亜
鉛メッキを被着させるために用いられるシンクロール、
サポートロール等を被覆するための被膜層には、単に高
い硬度や単耐熱性、耐摩耗性を有するのみならず、溶融
金属に対する耐食性、耐熱衝撃性や優れた靭性が求めら
れる。
の発展に伴って、サーメットの使用環境が多様化するに
つれて、より一層これらの特性の優れたものが望まれて
おり、上記した特性にさらに耐熱衝撃性、靭性を兼ね備
えた被膜材料の開発が望まれている。その一例を挙げる
と、自動車用等の表面処理鋼板を製造するための高温の
溶融亜鉛メッキ浴（４５０〜５００℃）や溶融アルミニ
ウム（７００〜８００℃）中に浸漬されて、連続的に通
過する鋼板を支持し、案内して該鋼板の表面に均一な亜
鉛メッキを被着させるために用いられるシンクロール、
サポートロール等を被覆するための被膜層には、単に高
い硬度や単耐熱性、耐摩耗性を有するのみならず、溶融
金属に対する耐食性、耐熱衝撃性や優れた靭性が求めら
れる。
【０００４】前記した従来型のサーメット被膜のうち、
ＷＣ−Ｃｏ系のものは、５００℃までの乾燥雰囲気中で
は、硬度や耐摩耗性は優れているものの耐食性や耐熱性
が低く、特に５００℃以上の酸化性雰囲気における耐熱
性や耐食性に問題がある。また、Ｃｒ３Ｃ２−ＮｉＣｒ
系のものは、９００℃の高温域まで、耐食性や耐熱、耐
酸化性は維持されるものの硬度や耐摩耗性が劣る。さら
にこれらの被膜は一般に耐熱衝撃性が低く、靭性が劣っ
ているので被膜層が剥離し易く用途範囲が限られてい
る。
ＷＣ−Ｃｏ系のものは、５００℃までの乾燥雰囲気中で
は、硬度や耐摩耗性は優れているものの耐食性や耐熱性
が低く、特に５００℃以上の酸化性雰囲気における耐熱
性や耐食性に問題がある。また、Ｃｒ３Ｃ２−ＮｉＣｒ
系のものは、９００℃の高温域まで、耐食性や耐熱、耐
酸化性は維持されるものの硬度や耐摩耗性が劣る。さら
にこれらの被膜は一般に耐熱衝撃性が低く、靭性が劣っ
ているので被膜層が剥離し易く用途範囲が限られてい
る。
【０００５】以上のように従来用いられている被膜は、
高硬度で耐摩耗性が優れていても耐食性や耐熱性が劣っ
ていたり、耐熱性や耐食性が優れていても耐摩耗性や硬
度が不十分であったりする上に、いずれも耐熱衝撃性が
低くまた靭性が劣り、これらすべての要求特性を同時に
満足することができるサーメット溶射被膜が得られてい
ないのが現状である。
高硬度で耐摩耗性が優れていても耐食性や耐熱性が劣っ
ていたり、耐熱性や耐食性が優れていても耐摩耗性や硬
度が不十分であったりする上に、いずれも耐熱衝撃性が
低くまた靭性が劣り、これらすべての要求特性を同時に
満足することができるサーメット溶射被膜が得られてい
ないのが現状である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のサー
メット溶射被膜における上記の問題点に鑑みてなされた
ものであって、高硬度で耐摩耗性、耐食性、耐熱性に優
れ、しかも耐熱衝撃性および靭性をも有するサーメット
溶射被膜を形成するための溶射用粉末を提供することを
目的とするものである。
メット溶射被膜における上記の問題点に鑑みてなされた
ものであって、高硬度で耐摩耗性、耐食性、耐熱性に優
れ、しかも耐熱衝撃性および靭性をも有するサーメット
溶射被膜を形成するための溶射用粉末を提供することを
目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決すべく鋭意研究を重ねた結果、Ｗ２ＣｏＢ２で表わ
されるＷ−Ｃｏ系の複硼化物は、高い硬度や耐摩耗性を
示すだけでなく、優れた耐熱衝撃性と靭性を有するこ
と、さらに前記複硼化物に金属結合相として優れた耐熱
性を有するＣｏ−Ｃｒ−Ｍｏ系合金相を組み合わせ、こ
れらをサーメット化することによって、高い硬度と耐摩
耗性を有し、耐熱、耐酸化性および耐熱衝撃性を併せ有
するサーメット溶射被膜を得ることができることを見出
だした。また、前記サーメット被膜中に適量の複硼化物
相を緻密にしかも均一に分散形成させるためには含有さ
せるべきＢに最適添加範囲が存在すること、また金属結
合相となるＣｏとＣｒとＭｏは合金の状態ではなく、そ
れぞれを単体金属として添加するのが適当であることを
見出だした。
解決すべく鋭意研究を重ねた結果、Ｗ２ＣｏＢ２で表わ
されるＷ−Ｃｏ系の複硼化物は、高い硬度や耐摩耗性を
示すだけでなく、優れた耐熱衝撃性と靭性を有するこ
と、さらに前記複硼化物に金属結合相として優れた耐熱
性を有するＣｏ−Ｃｒ−Ｍｏ系合金相を組み合わせ、こ
れらをサーメット化することによって、高い硬度と耐摩
耗性を有し、耐熱、耐酸化性および耐熱衝撃性を併せ有
するサーメット溶射被膜を得ることができることを見出
だした。また、前記サーメット被膜中に適量の複硼化物
相を緻密にしかも均一に分散形成させるためには含有さ
せるべきＢに最適添加範囲が存在すること、また金属結
合相となるＣｏとＣｒとＭｏは合金の状態ではなく、そ
れぞれを単体金属として添加するのが適当であることを
見出だした。
【０００８】すなわち、本発明は、重量比にてＢ２．５
〜４．０％、Ｃｏ１５．０〜３０．０％、Ｃｒ５．０〜
１０．０％、Ｍｏ３．０〜６．０％を含み、残部Ｗと不
可避的不純物から構成された複合粉末組成物からなる硼
化物系サーメット溶射用粉末である。
〜４．０％、Ｃｏ１５．０〜３０．０％、Ｃｒ５．０〜
１０．０％、Ｍｏ３．０〜６．０％を含み、残部Ｗと不
可避的不純物から構成された複合粉末組成物からなる硼
化物系サーメット溶射用粉末である。
【０００９】そして、前記溶射用粉末を構成する粉末の
好ましい粒度は溶射方法によって異なるが、大気または
減圧プラズマ溶射法を採用する場合には１５〜５３μｍ
の範囲が適当であり、また高速ガス炎溶射法による場合
には５〜４５μｍもしくは１５〜５３μｍの範囲である
ことが好ましい。また、前記複合粉末組成物は、重量比
でＷとＢとの合計が５２．５〜７０．０％、ＣｏとＣｒ
とＭｏとの合計が２５．０〜４５．０％の範囲であるこ
とが好ましい。
好ましい粒度は溶射方法によって異なるが、大気または
減圧プラズマ溶射法を採用する場合には１５〜５３μｍ
の範囲が適当であり、また高速ガス炎溶射法による場合
には５〜４５μｍもしくは１５〜５３μｍの範囲である
ことが好ましい。また、前記複合粉末組成物は、重量比
でＷとＢとの合計が５２．５〜７０．０％、ＣｏとＣｒ
とＭｏとの合計が２５．０〜４５．０％の範囲であるこ
とが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明による硼化物系サーメット
溶射被覆層を得るためのサーメット溶射用粉末の構成成
分は上記した如くであるが、以下にそれぞれの成分限定
理由について説明する。
溶射被覆層を得るためのサーメット溶射用粉末の構成成
分は上記した如くであるが、以下にそれぞれの成分限定
理由について説明する。
【００１１】Ｂは、ＷおよびＣｏと結合して複硼化物相
を形成するために必要な元素であって、サーメット溶射
用粉末中のＢの含有量が２．５重量％未満では、溶射被
覆時の熱影響と酸化により溶射被覆層中のＢ量が１．５
重量％未満にまで低下するため、得られた溶射被覆層に
十分な硬度と耐摩耗性が得られない。一方、４．０重量
％を超えると、硬度は高くなるが溶射被覆層の強度（靭
性と耐熱衝撃性）が著しく低下する。従って、溶射用粉
末中のＢ含有量は、２．５〜４．０％の範囲が適当であ
る。
を形成するために必要な元素であって、サーメット溶射
用粉末中のＢの含有量が２．５重量％未満では、溶射被
覆時の熱影響と酸化により溶射被覆層中のＢ量が１．５
重量％未満にまで低下するため、得られた溶射被覆層に
十分な硬度と耐摩耗性が得られない。一方、４．０重量
％を超えると、硬度は高くなるが溶射被覆層の強度（靭
性と耐熱衝撃性）が著しく低下する。従って、溶射用粉
末中のＢ含有量は、２．５〜４．０％の範囲が適当であ
る。
【００１２】Ｗは、Ｂと同様に複硼化物相を形成するた
めに必要な元素であり、該複硼化物相は、Ｗ２ＣｏＢ２
で表されるが、サーメット溶射粉末中のＷの含有量が５
０．０重量％未満では、前記複硼化物相の形成は不十分
となり、溶射被覆層は所望の硬度と耐摩耗性が得られな
い。一方、７０．０重量％を超えると硬度、耐摩耗性お
よび溶融亜鉛や溶融アルミニウムに対する耐食性は向上
するが、靭性や耐熱衝撃性、さらに粉末の溶射付着効率
（溶射時の歩留り）が著しく低下する。従って、溶射用
粉末中のＷの含有量は、５０．０〜７０．０％の範囲が
適当である。
めに必要な元素であり、該複硼化物相は、Ｗ２ＣｏＢ２
で表されるが、サーメット溶射粉末中のＷの含有量が５
０．０重量％未満では、前記複硼化物相の形成は不十分
となり、溶射被覆層は所望の硬度と耐摩耗性が得られな
い。一方、７０．０重量％を超えると硬度、耐摩耗性お
よび溶融亜鉛や溶融アルミニウムに対する耐食性は向上
するが、靭性や耐熱衝撃性、さらに粉末の溶射付着効率
（溶射時の歩留り）が著しく低下する。従って、溶射用
粉末中のＷの含有量は、５０．０〜７０．０％の範囲が
適当である。
【００１３】Ｃｏは、金属結合相形成の主体となる元素
であるが、一方において複硼化物相の形成にも欠かせな
い元素であり、得られた溶射被覆層に高温強度、耐酸化
性を付与する効果を有する。Ｃｏの含有量が１５．０重
量％未満では形成される金属結合相と複硼化物相との相
互固溶量が少なくなるためにその結合力が低下し、かつ
気孔等の欠陥が発生し易くなる。一方、３０．０重量％
を超えると、金属結合相における耐食性を低下させると
ともに、複硼化物中において脆弱なＣｏＢ等の硼化物が
多量に形成するようになるので溶射被覆層の靭性が低下
してしまう。従って、溶射用粉末中のＣｏ含有量は、１
５．０〜３０．０重量％の範囲が適当である。
であるが、一方において複硼化物相の形成にも欠かせな
い元素であり、得られた溶射被覆層に高温強度、耐酸化
性を付与する効果を有する。Ｃｏの含有量が１５．０重
量％未満では形成される金属結合相と複硼化物相との相
互固溶量が少なくなるためにその結合力が低下し、かつ
気孔等の欠陥が発生し易くなる。一方、３０．０重量％
を超えると、金属結合相における耐食性を低下させると
ともに、複硼化物中において脆弱なＣｏＢ等の硼化物が
多量に形成するようになるので溶射被覆層の靭性が低下
してしまう。従って、溶射用粉末中のＣｏ含有量は、１
５．０〜３０．０重量％の範囲が適当である。
【００１４】Ｃｒは、耐食性、耐熱性および耐酸化性に
寄与する元素であり、Ｃｏと結合して金属結合相を形成
し靭性を向上させる効果を有する。Ｃｒの含有量が５．
０重量％未満では、上記した効果が十分に得られず、ま
た、１０．０重量％を超えると、得られた溶射被覆層に
おける耐食性、耐熱性および耐酸化性をさらに向上させ
るものの靭性を低下させるので好ましくない。従って、
溶射用粉末中のＣｒ含有量は、５．０〜１０．０重量％
の範囲が適当である。
寄与する元素であり、Ｃｏと結合して金属結合相を形成
し靭性を向上させる効果を有する。Ｃｒの含有量が５．
０重量％未満では、上記した効果が十分に得られず、ま
た、１０．０重量％を超えると、得られた溶射被覆層に
おける耐食性、耐熱性および耐酸化性をさらに向上させ
るものの靭性を低下させるので好ましくない。従って、
溶射用粉末中のＣｒ含有量は、５．０〜１０．０重量％
の範囲が適当である。
【００１５】Ｍｏは、金属結合相を形成するＣｏとＣｒ
と結合して、該金属結合相の耐食性と強度とを一層高め
るとともに、さらにはＭｏ２ＣｏＢ２で表される複硼化
物を形成するために必要な元素である。Ｍｏの含有量が
３．０重量％未満では前記した効果は得られず、また
６．０重量％を超えると金属結合相の強度がかえって低
下してしまう。従って、溶射用粉末中のＷ含有量は、
３．０〜６．０重量％の範囲が適当である。
と結合して、該金属結合相の耐食性と強度とを一層高め
るとともに、さらにはＭｏ２ＣｏＢ２で表される複硼化
物を形成するために必要な元素である。Ｍｏの含有量が
３．０重量％未満では前記した効果は得られず、また
６．０重量％を超えると金属結合相の強度がかえって低
下してしまう。従って、溶射用粉末中のＷ含有量は、
３．０〜６．０重量％の範囲が適当である。
【００１６】そして、本発明の溶射用粉末組成物におい
ては、さらにＷとＢとの合計量を５２．５〜７０．０重
量％に、またＣｏとＣｒとＭｏの合計量を２５．０〜４
５．０重量％に規制することにより、得られた溶射被覆
層の脆化や剥離現象を抑制することができる。また、上
記した本発明の溶射用粉末を製造する場合にはＣｏ、Ｃ
ｒおよびＭｏをそれぞれ単体金属粉末として用いること
が肝要である。これは、これらの元素を合金粉末の形
態、例えばステライト合金粉末等の形態で用いた場合に
は、合金粉末中のＣｏはＷＢ等の硼化物と結合し難く、
Ｗ２ＣｏＢ２複硼化物が形成されにくいからである。
ては、さらにＷとＢとの合計量を５２．５〜７０．０重
量％に、またＣｏとＣｒとＭｏの合計量を２５．０〜４
５．０重量％に規制することにより、得られた溶射被覆
層の脆化や剥離現象を抑制することができる。また、上
記した本発明の溶射用粉末を製造する場合にはＣｏ、Ｃ
ｒおよびＭｏをそれぞれ単体金属粉末として用いること
が肝要である。これは、これらの元素を合金粉末の形
態、例えばステライト合金粉末等の形態で用いた場合に
は、合金粉末中のＣｏはＷＢ等の硼化物と結合し難く、
Ｗ２ＣｏＢ２複硼化物が形成されにくいからである。
【００１７】本発明の溶射用粉末を用いて基板上にサー
メット溶射被覆する方法としては、常法つまり溶射ガン
を使用した大気または減圧プラズマ溶射法もしくは高速
ガス炎溶射法が適用される。通常、プラズマ溶射法には
１５〜５３μｍの粒径の溶射用粉末が、また高速ガス炎
溶射法には５〜４５μｍもしくは１５〜５３μｍの粒径
の溶射粉末が使用される。これらの粉末が、上記した粒
度範囲よりも粗い場合には、緻密な溶射被覆層を形成さ
せることが困難であり、従って硬度の低い溶射被覆層し
か得られない。また、上記範囲よりも粒度が微細である
場合には、粉末の流動性が低下するとともに、受熱効率
の高い微細粉末が溶融して、溶射ガンのノズル内面に堆
積するために溶射作業性が著しく損なわれる。
メット溶射被覆する方法としては、常法つまり溶射ガン
を使用した大気または減圧プラズマ溶射法もしくは高速
ガス炎溶射法が適用される。通常、プラズマ溶射法には
１５〜５３μｍの粒径の溶射用粉末が、また高速ガス炎
溶射法には５〜４５μｍもしくは１５〜５３μｍの粒径
の溶射粉末が使用される。これらの粉末が、上記した粒
度範囲よりも粗い場合には、緻密な溶射被覆層を形成さ
せることが困難であり、従って硬度の低い溶射被覆層し
か得られない。また、上記範囲よりも粒度が微細である
場合には、粉末の流動性が低下するとともに、受熱効率
の高い微細粉末が溶融して、溶射ガンのノズル内面に堆
積するために溶射作業性が著しく損なわれる。
【００１８】
【実施例】以下に本発明の実施例を従来例と比較して説
明する。尚本発明は下記の実施例に限定されるものでは
ない。
明する。尚本発明は下記の実施例に限定されるものでは
ない。
【００１９】実施例１：Ｂを５．６重量％含有するＷＢ
粉末、Ｃｏ粉末、Ｃｒ粉末およびＭｏ粉末をそれぞれ７
０重量％、１８重量％、８重量％および４重量％採取
し、ステンレス鋼製容器に入れて振動ボールミル内で２
４時間湿式で粉砕混合した。該容器から取り出したスラ
リーを非酸化性雰囲気中において噴霧乾燥して造粒した
後、真空中で焼結し得られた粉末を回収し、これを空気
分級機によって５〜４５μｍの粉末に整粒して溶射用粉
末を調製した。
粉末、Ｃｏ粉末、Ｃｒ粉末およびＭｏ粉末をそれぞれ７
０重量％、１８重量％、８重量％および４重量％採取
し、ステンレス鋼製容器に入れて振動ボールミル内で２
４時間湿式で粉砕混合した。該容器から取り出したスラ
リーを非酸化性雰囲気中において噴霧乾燥して造粒した
後、真空中で焼結し得られた粉末を回収し、これを空気
分級機によって５〜４５μｍの粉末に整粒して溶射用粉
末を調製した。
【００２０】得られた溶射用粉末の化学組成を表１に示
す。次にこの粉末を使用して高速ガス炎溶射法（燃料：
水素−酸素）により、ＳＳ４００製基板上に０．４ｍｍ
厚さの溶射被覆層を形成した。その後、機械加工および
表面研磨により、該被覆層表面の凹凸を取り除き平滑度
▽▽▽の試験片を得た。
す。次にこの粉末を使用して高速ガス炎溶射法（燃料：
水素−酸素）により、ＳＳ４００製基板上に０．４ｍｍ
厚さの溶射被覆層を形成した。その後、機械加工および
表面研磨により、該被覆層表面の凹凸を取り除き平滑度
▽▽▽の試験片を得た。
【００２１】前記の基板表面に形成された溶射被覆層を
Ｃｕ−καＸ線回折法により同定した結果、主としてＷ
２ＣｏＢ２の三元系複硼化物相が認められた。またＥＰ
ＭＡ定量分析による被覆層の組成分析を行った結果を表
２に示す。また試験片表面のビッカース硬度（荷重：
０．３ｋｇｆ）は１，２３０であり、往復運動摩耗試験
機を用い、ＪＩＳ Ｈ ８５０３ 第９項に規定された
試験方法に従って、相手材にＳｉＣ研磨紙３２０番を使
用し、試験荷重を３．０ｋｇｆ、往復荷重回数を１，６
００回として試験片の耐摩耗性試験を行った結果、摩耗
減量は、０．５５ｍｇ／ｃｍ２であった。
Ｃｕ−καＸ線回折法により同定した結果、主としてＷ
２ＣｏＢ２の三元系複硼化物相が認められた。またＥＰ
ＭＡ定量分析による被覆層の組成分析を行った結果を表
２に示す。また試験片表面のビッカース硬度（荷重：
０．３ｋｇｆ）は１，２３０であり、往復運動摩耗試験
機を用い、ＪＩＳ Ｈ ８５０３ 第９項に規定された
試験方法に従って、相手材にＳｉＣ研磨紙３２０番を使
用し、試験荷重を３．０ｋｇｆ、往復荷重回数を１，６
００回として試験片の耐摩耗性試験を行った結果、摩耗
減量は、０．５５ｍｇ／ｃｍ２であった。
【００２２】一方、試験片を６００℃の電気炉中に３０
分間保持した後、水中で急冷する熱サイクルを繰り返し
２０回行い、１回毎に被覆層に生ずる亀裂や剥離の有無
を目視およびカラーチェックにより観察して耐熱衝撃性
の評価を行った結果、該熱サイクル中には異常は認めら
れず、高い耐熱衝撃性を有することが分かった。次に、
試験片を９００℃の電気炉中に２時間保持して被覆層の
酸化増量の測定を行ったところ、その値は３．５ｍｇ／
ｃｍ２であり、高い耐酸化性を有することが確認され
た。以上の諸特性試験結果を総括して表３に示す。以上
の結果から本発明によるサーメット溶射被膜は、硬度、
耐摩耗性、耐高温酸化性、耐熱衝撃性および高温硬度
（耐熱性）の諸特性に優れており、本発明の有効性は十
分に立証されたものと言える。
分間保持した後、水中で急冷する熱サイクルを繰り返し
２０回行い、１回毎に被覆層に生ずる亀裂や剥離の有無
を目視およびカラーチェックにより観察して耐熱衝撃性
の評価を行った結果、該熱サイクル中には異常は認めら
れず、高い耐熱衝撃性を有することが分かった。次に、
試験片を９００℃の電気炉中に２時間保持して被覆層の
酸化増量の測定を行ったところ、その値は３．５ｍｇ／
ｃｍ２であり、高い耐酸化性を有することが確認され
た。以上の諸特性試験結果を総括して表３に示す。以上
の結果から本発明によるサーメット溶射被膜は、硬度、
耐摩耗性、耐高温酸化性、耐熱衝撃性および高温硬度
（耐熱性）の諸特性に優れており、本発明の有効性は十
分に立証されたものと言える。
【００２３】実施例２〜４および従来例１〜３：混合す
る粉末の添加量と分級粒度範囲を変えた以外は実施例１
と同様の原料粉末を用い、その所定量を粉砕混合し、造
粒後焼結して実施例２〜４の溶射用粉末を得た。また、
Ｗ粉末、Ｃｏ粉末およびＣ粉末ならびにＣｒ粉末、Ｎｉ
粉末およびＣ粉末の所定量を用いて、それぞれ従来法に
よるＷＣ−Ｃｏ系サーメット溶射被膜形成用粉末（従来
例１〜２）およびＣｒ３Ｃ２−ＮｉＣｒ系サーメット溶
射被膜形成用粉末（従来例３）を作成した。これらの粉
末組成物の化学組成を表１に併せ示す。
る粉末の添加量と分級粒度範囲を変えた以外は実施例１
と同様の原料粉末を用い、その所定量を粉砕混合し、造
粒後焼結して実施例２〜４の溶射用粉末を得た。また、
Ｗ粉末、Ｃｏ粉末およびＣ粉末ならびにＣｒ粉末、Ｎｉ
粉末およびＣ粉末の所定量を用いて、それぞれ従来法に
よるＷＣ−Ｃｏ系サーメット溶射被膜形成用粉末（従来
例１〜２）およびＣｒ３Ｃ２−ＮｉＣｒ系サーメット溶
射被膜形成用粉末（従来例３）を作成した。これらの粉
末組成物の化学組成を表１に併せ示す。
【００２４】次に、これらの溶射用粉末を用いて実施例
１と同様にしてＳＳ基板上に高速ガス炎溶射法による溶
射被覆層を形成した試験片を得、各試験片について実施
例１と同様にして、溶射被覆層の組成分析および特性試
験を行い、それぞれ表２および表３に示した。
１と同様にしてＳＳ基板上に高速ガス炎溶射法による溶
射被覆層を形成した試験片を得、各試験片について実施
例１と同様にして、溶射被覆層の組成分析および特性試
験を行い、それぞれ表２および表３に示した。
【００２５】
【表１】 実 施 化 学 組 成 粒 度 番 号 Ｗ Ｂ Ｃｏ Ｃｒ Ｍｏ Ｃ Ｎｉ 範 囲 ────────────────────────────────── 実施例１ 65.7 3.7 17.7 7.6 3.8 − − 5〜45 実施例２ 51.6 2.9 29.8 9.4 5.0 − − 15〜53 実施例３ 56.2 3.1 25.7 8.3 4.6 − − 15〜53 実施例４ 61.4 3.4 21.8 5.5 5.9 − − 5〜45 従来例１ bal − 12.0 − − 5.3 − 5〜45 従来例２ bal − 18.9 − − 5.0 − 15〜53 従来例３ − − − 68.2 − 10.4 20.8 5〜45 ──────────────────────────────────
【００２６】
【表２】 実 施 化 学 組 成 番 号 Ｗ Ｂ Ｃｏ Ｃｒ Ｍｏ Ｃ Ｎｉ ────────────────────────────── 実施例１ 65.8 2.0 17.1 7.6 3.9 − − 実施例２ 51.4 1.5 29.7 9.5 5.0 − − 実施例３ 56.3 1.6 25.7 8.2 4.5 − − 実施例４ 61.4 1.9 21.8 5.5 6.0 − − 従来例１ 81.9 − 9.2 − − 4.9 − 従来例２ 77.7 − 14.8 − − 4.5 − 従来例３ − − − 62.5 − 9.8 18.4 ───────────────────────────────
【００２７】
【表３】 実 施 複化合 硬度Hv 耐摩耗性 耐熱衝撃性 高温酸化性 高温硬度 番 号 物相 (0.3kg) mg/cm2 反復回数 mg/cm2 Hv(900℃) ────────────────────────────────── 実施例１ W2CoB2 1230 0.55 >20 3.5 620 実施例２ W2CoB2 1115 0.66 >20 2.6 575 実施例３ W2CoB2 1165 0.65 >20 3.0 605 実施例４ W2CoB2 1190 0.59 >20 3.4 610 従来例１ WC 1150 0.75 6 90 290 従来例２ WC 1100 0.89 10 72 245 従来例３ Cr3C2 850 1.28 11 3.1 380 ───────────────────────────────────
【００２８】以上の結果によれば、本発明による溶射用
粉末を使用して得られた硼化物系サーメット溶射被膜
は、従来使用されてきたＷＣ−Ｃｏ系サーメット溶射被
膜に匹敵する硬度と耐摩耗性を有し、またＣｒ３Ｃ２−
ＮｉＣｒ系サーメット溶射被膜を凌駕する耐酸化性と耐
熱性を備えるとともに、これら従来のサーメット溶射被
膜に比べて著しく高い耐熱衝撃性を有することが分か
る。また４７０℃で溶融しているＺｎ−０．１５％Ａｌ
中へ１２０時間（５日間）の浸漬試験をしたところ、実
施例１の腐食減量は９７ｍｇ／ｃｍ２であり、被膜残存
率は８５．１％であった。同様に従来例１の腐食減量は
２８２ｍｇ／ｃｍ２であり、被膜残存率は３３．９％で
あり、この溶融亜鉛および溶融アルミニウムへの浸漬試
験結果によれば、本発明のサーメット溶射被膜のこれら
溶融金属に対する耐腐食性は従来のサーメット溶射被膜
に比べて一段と優れていることが確認された。
粉末を使用して得られた硼化物系サーメット溶射被膜
は、従来使用されてきたＷＣ−Ｃｏ系サーメット溶射被
膜に匹敵する硬度と耐摩耗性を有し、またＣｒ３Ｃ２−
ＮｉＣｒ系サーメット溶射被膜を凌駕する耐酸化性と耐
熱性を備えるとともに、これら従来のサーメット溶射被
膜に比べて著しく高い耐熱衝撃性を有することが分か
る。また４７０℃で溶融しているＺｎ−０．１５％Ａｌ
中へ１２０時間（５日間）の浸漬試験をしたところ、実
施例１の腐食減量は９７ｍｇ／ｃｍ２であり、被膜残存
率は８５．１％であった。同様に従来例１の腐食減量は
２８２ｍｇ／ｃｍ２であり、被膜残存率は３３．９％で
あり、この溶融亜鉛および溶融アルミニウムへの浸漬試
験結果によれば、本発明のサーメット溶射被膜のこれら
溶融金属に対する耐腐食性は従来のサーメット溶射被膜
に比べて一段と優れていることが確認された。
【００２９】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の溶射用粉末
を使用して得られた硼化物系サーメット溶射被膜は、硬
度、耐摩耗性、耐食性、耐熱性に優れ、しかも耐熱衝撃
性および靭性をも有するので幅広い用途に使用すること
ができ、工業上極めて有用な発明であるということがで
きる。
を使用して得られた硼化物系サーメット溶射被膜は、硬
度、耐摩耗性、耐食性、耐熱性に優れ、しかも耐熱衝撃
性および靭性をも有するので幅広い用途に使用すること
ができ、工業上極めて有用な発明であるということがで
きる。
Claims (4)
- 【請求項１】 重量比にてＢ２．５〜４．０％、Ｃｏ１
５．０〜３０．０％、Ｃｒ５．０〜１０．０％、Ｍｏ
３．０〜６．０％を含み、残部Ｗと不可避的不純物から
構成された複合粉末組成物からなる硼化物系サーメット
溶射用粉末。 - 【請求項２】 粒度が５〜４５μｍである請求項１記載
の硼化物系サーメット溶射用粉末。 - 【請求項３】 粒度が１５〜５３μｍである請求項１記
載の硼化物系サーメット溶射用粉末。 - 【請求項４】 ＷとＢとの合計量が５２．５〜７０．０
％、ＣｏとＣｒとＷとの合計量が２５．０〜４５．０％
である請求項１〜３のいずれか１項に記載の硼化物系サ
ーメット溶射用粉末。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08106202A JP3134768B2 (ja) | 1996-04-03 | 1996-04-03 | 硼化物系サーメット溶射用粉末 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08106202A JP3134768B2 (ja) | 1996-04-03 | 1996-04-03 | 硼化物系サーメット溶射用粉末 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09268362A true JPH09268362A (ja) | 1997-10-14 |
| JP3134768B2 JP3134768B2 (ja) | 2001-02-13 |
Family
ID=14427587
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08106202A Expired - Lifetime JP3134768B2 (ja) | 1996-04-03 | 1996-04-03 | 硼化物系サーメット溶射用粉末 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3134768B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004331995A (ja) * | 2003-04-30 | 2004-11-25 | Jfe Steel Kk | 溶融金属めっき浴浸漬部材表面被覆用材料および耐ドロス付着性に優れた溶融金属めっき浴用浸漬部材 |
| US9422617B2 (en) | 2013-03-29 | 2016-08-23 | Nippon Steel & Sumikin Hardfacing Co., Ltd. | Cermet thermal spray powder, roller for molten metal plating bath, article in molten metal plating bath |
-
1996
- 1996-04-03 JP JP08106202A patent/JP3134768B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004331995A (ja) * | 2003-04-30 | 2004-11-25 | Jfe Steel Kk | 溶融金属めっき浴浸漬部材表面被覆用材料および耐ドロス付着性に優れた溶融金属めっき浴用浸漬部材 |
| US9422617B2 (en) | 2013-03-29 | 2016-08-23 | Nippon Steel & Sumikin Hardfacing Co., Ltd. | Cermet thermal spray powder, roller for molten metal plating bath, article in molten metal plating bath |
| JPWO2014155931A1 (ja) * | 2013-03-29 | 2017-02-16 | 日鉄住金ハード株式会社 | サーメット溶射粉末、溶融金属めっき浴用ロール及び溶融金属めっき浴中部品 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3134768B2 (ja) | 2001-02-13 |
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