JPH0941115A - 溶射皮膜とその形成方法 - Google Patents
溶射皮膜とその形成方法Info
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- JPH0941115A JPH0941115A JP19560095A JP19560095A JPH0941115A JP H0941115 A JPH0941115 A JP H0941115A JP 19560095 A JP19560095 A JP 19560095A JP 19560095 A JP19560095 A JP 19560095A JP H0941115 A JPH0941115 A JP H0941115A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高い緻密性を有し、しかも、硬質サーメット
が分解することなく充分に硬質サーメットとしての特性
が充分に発揮できる溶射皮膜の形成方法の提供。 【解決手段】 気孔率５％以下の硬質サーメット合金の
溶射皮膜に硬質サーメットと濡れ性の良い溶浸材を溶浸
することにより、焼結硬質サーメットと同等の特性を有
する皮膜が得られる。気孔率５％以下の溶射皮膜は、高
速フレーム溶射、減圧プラズマ溶射、ツインアノードプ
ラズマ溶射の適用によって得られる。
が分解することなく充分に硬質サーメットとしての特性
が充分に発揮できる溶射皮膜の形成方法の提供。 【解決手段】 気孔率５％以下の硬質サーメット合金の
溶射皮膜に硬質サーメットと濡れ性の良い溶浸材を溶浸
することにより、焼結硬質サーメットと同等の特性を有
する皮膜が得られる。気孔率５％以下の溶射皮膜は、高
速フレーム溶射、減圧プラズマ溶射、ツインアノードプ
ラズマ溶射の適用によって得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は粉体、樹脂及びガラ
ス等の成形型、製紙及び鉄鋼関係に用いられる金型やロ
ール及び耐摩耗性を要求する部材等に適用できる緻密な
硬質サーメットの溶射皮膜の形成に関する。
ス等の成形型、製紙及び鉄鋼関係に用いられる金型やロ
ール及び耐摩耗性を要求する部材等に適用できる緻密な
硬質サーメットの溶射皮膜の形成に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、緻密な溶射皮膜の製造に際して
は、例えば、特公昭５０−１０８１９号公報に記載され
ているように、軟鋼板上にＷＣ−Ｃｏ、Ｍｏ、ステンレ
ス鋼の溶射皮膜を形成し、その上に無電解ニッケルめっ
きを施し、あるいはＮｉ−Ｐ合金粉末のペーストを塗布
したのち、水素雰囲気中あるいは真空中で１０００℃に
加熱して、拡散作用によって溶射皮膜の気孔への充填処
理が行われている。
は、例えば、特公昭５０−１０８１９号公報に記載され
ているように、軟鋼板上にＷＣ−Ｃｏ、Ｍｏ、ステンレ
ス鋼の溶射皮膜を形成し、その上に無電解ニッケルめっ
きを施し、あるいはＮｉ−Ｐ合金粉末のペーストを塗布
したのち、水素雰囲気中あるいは真空中で１０００℃に
加熱して、拡散作用によって溶射皮膜の気孔への充填処
理が行われている。
【０００３】そして、この硬質サーメットの溶射方法と
しては、硬質サーメット溶射粉末の構成部分であるセラ
ミックス及び金属粒子を溶融するのに十分なエネルギー
を与えることができることと、装置及び施工時の経済性
の面から、気中プラズマ溶射や、線爆溶射が利用されて
きた。
しては、硬質サーメット溶射粉末の構成部分であるセラ
ミックス及び金属粒子を溶融するのに十分なエネルギー
を与えることができることと、装置及び施工時の経済性
の面から、気中プラズマ溶射や、線爆溶射が利用されて
きた。
【０００４】この溶射手段の適用によって粒子相互の結
合力は比較的強固な硬質サーメットの溶射体は得られる
が、気孔が多いということのほかに、脱炭により低炭素
サーメットとなっており、その後の溶浸処理後でも焼結
サーメットの特性が十分に得られないという欠点があ
る。例えば、気中プラズマ溶射あるいは線爆溶射により
形成されたＷＣ−Ｃｏの皮膜は、１０％程度の気孔率を
有しており、緻密化のための後処理に手間を要するばか
りではなく、緻密化処理後の膜内に多くの気孔充填材及
びその反応生成物が含まれているために、ＷＣ−Ｃｏ皮
膜が有する耐摩耗性、耐食性などの特性が充分に活かさ
れない。また、溶射温度が高温であるためＷＣが脱炭し
て皮膜特性を劣化させる。
合力は比較的強固な硬質サーメットの溶射体は得られる
が、気孔が多いということのほかに、脱炭により低炭素
サーメットとなっており、その後の溶浸処理後でも焼結
サーメットの特性が十分に得られないという欠点があ
る。例えば、気中プラズマ溶射あるいは線爆溶射により
形成されたＷＣ−Ｃｏの皮膜は、１０％程度の気孔率を
有しており、緻密化のための後処理に手間を要するばか
りではなく、緻密化処理後の膜内に多くの気孔充填材及
びその反応生成物が含まれているために、ＷＣ−Ｃｏ皮
膜が有する耐摩耗性、耐食性などの特性が充分に活かさ
れない。また、溶射温度が高温であるためＷＣが脱炭し
て皮膜特性を劣化させる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
のかかる溶射皮膜の欠点を解消して、高い緻密性を有
し、しかも、硬質サーメットが分解することなく、硬質
サーメットの特性が充分に発揮できる溶射皮膜とその形
成方法を提供することにある。
のかかる溶射皮膜の欠点を解消して、高い緻密性を有
し、しかも、硬質サーメットが分解することなく、硬質
サーメットの特性が充分に発揮できる溶射皮膜とその形
成方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、被処理材表面
に形成した気孔率が５％以下の硬質サーメットの皮膜に
気孔充填材を溶浸した溶射被膜であって、溶射膜と同一
組成の焼結体の耐摩耗性と同等の耐摩耗性を有すること
を特徴とする溶射皮膜である。
に形成した気孔率が５％以下の硬質サーメットの皮膜に
気孔充填材を溶浸した溶射被膜であって、溶射膜と同一
組成の焼結体の耐摩耗性と同等の耐摩耗性を有すること
を特徴とする溶射皮膜である。
【０００７】本発明は、緻密な溶射皮膜であれば、溶浸
後の皮膜内の結合金属相の低減が可能なこと、濡れ性の
良い溶浸材の溶浸処理により硬質セラミックと結合金属
相との結合力が強化されることに着目した結果、気孔率
５％以下の硬質サーメットの溶射膜を形成した後、硬質
サーメットと濡れ性の良い溶浸材を溶浸することによ
り、焼結硬質サーメットと同等の特性を有する皮膜が得
られるという知見に基づいて完成した。
後の皮膜内の結合金属相の低減が可能なこと、濡れ性の
良い溶浸材の溶浸処理により硬質セラミックと結合金属
相との結合力が強化されることに着目した結果、気孔率
５％以下の硬質サーメットの溶射膜を形成した後、硬質
サーメットと濡れ性の良い溶浸材を溶浸することによ
り、焼結硬質サーメットと同等の特性を有する皮膜が得
られるという知見に基づいて完成した。
【０００８】気孔率５％以下の溶射皮膜は、高速フレー
ム溶射、減圧プラズマ溶射、ツインアノードプラズマ溶
射の適用によって得られる。
ム溶射、減圧プラズマ溶射、ツインアノードプラズマ溶
射の適用によって得られる。
【０００９】溶射皮膜を形成するための基材としては、
軟鋼材、鋼材、鋳鉄、硬質サーメット等が適用でき、そ
の表面を予め、密着強度を向上させるために粗面化、活
性化などの前処理を施すことが望ましい。
軟鋼材、鋼材、鋳鉄、硬質サーメット等が適用でき、そ
の表面を予め、密着強度を向上させるために粗面化、活
性化などの前処理を施すことが望ましい。
【００１０】溶射すべき硬質サーメット中の硬質セラミ
ックとして、炭化物、硼化物、窒化物、酸化物が適用で
きるが、結合金属との濡れ性の良い炭化物、特にＷＣ、
ＴｉＣ、ＺｒＣ、Ｃｒ3 Ｃ2 、ＳｉＣ等を含む溶射に好
適である。また、結合金属としては遷移金属であるＦ
ｅ、Ｎｉ、Ｃｏ若しくはこれらの遷移金属とＣｒ、Ｗ、
Ｍｏ等との合金が望ましい。
ックとして、炭化物、硼化物、窒化物、酸化物が適用で
きるが、結合金属との濡れ性の良い炭化物、特にＷＣ、
ＴｉＣ、ＺｒＣ、Ｃｒ3 Ｃ2 、ＳｉＣ等を含む溶射に好
適である。また、結合金属としては遷移金属であるＦ
ｅ、Ｎｉ、Ｃｏ若しくはこれらの遷移金属とＣｒ、Ｗ、
Ｍｏ等との合金が望ましい。
【００１１】溶浸材としては、共晶を有する合金系や低
融点金属が適用できるが、とくに、硬質セラミックスと
溶浸材との濡れ性の点から、炭化物、及び硼化物とＮｉ
系、Ｃｏ系、Ｆｅ系、Ｃｕ系合金との組合せが好適であ
る。なお、溶浸材としては、Ｎｉ系ではＮｉを主体と
し、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｗ、Ｓｉ、Ｂ、Ｐ、Ｔａ、Ａ
ｌ、Ｃｏを１種又は２種以上を含む系が望ましい。
融点金属が適用できるが、とくに、硬質セラミックスと
溶浸材との濡れ性の点から、炭化物、及び硼化物とＮｉ
系、Ｃｏ系、Ｆｅ系、Ｃｕ系合金との組合せが好適であ
る。なお、溶浸材としては、Ｎｉ系ではＮｉを主体と
し、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｗ、Ｓｉ、Ｂ、Ｐ、Ｔａ、Ａ
ｌ、Ｃｏを１種又は２種以上を含む系が望ましい。
【００１２】Ｃｏ系ではＣｏを主体とし、Ｃｒ、Ｆｅ、
Ｍｏ、Ｗ、Ｓｉ、Ｂ、Ｐ、Ｎｉ、Ａｌを１種又は２種以
上を含む合金が望ましい。
Ｍｏ、Ｗ、Ｓｉ、Ｂ、Ｐ、Ｎｉ、Ａｌを１種又は２種以
上を含む合金が望ましい。
【００１３】Ｃｕ系ではＣｕを主体とし、Ｓｎ、Ｎｉ、
Ｐ、Ｍｎを１種又は２種以上を含む合金が望ましい。
Ｐ、Ｍｎを１種又は２種以上を含む合金が望ましい。
【００１４】溶浸方法としては、ペースト塗布、溶射、
めっきによって、溶射皮膜面上に溶浸材の被覆層を形成
し、その後、真空あるいはＨ２ ガス、不活性ガスのよ
うな保護雰囲気中で、溶浸材の溶融点以上に加熱して溶
射皮膜中に溶浸させる。
めっきによって、溶射皮膜面上に溶浸材の被覆層を形成
し、その後、真空あるいはＨ２ ガス、不活性ガスのよ
うな保護雰囲気中で、溶浸材の溶融点以上に加熱して溶
射皮膜中に溶浸させる。
【００１５】
【作用】溶射膜の気孔率を５％以下、好ましくは１％以
下に制御することによって、溶浸後の硬質セラミック粒
子に対する全結合金属成分量を低減させるとともに、硬
質セラミック粒子相互間、結合金属との間の結合性を良
くし、サーメットの特性の低下を最小に抑えることがで
きる。
下に制御することによって、溶浸後の硬質セラミック粒
子に対する全結合金属成分量を低減させるとともに、硬
質セラミック粒子相互間、結合金属との間の結合性を良
くし、サーメットの特性の低下を最小に抑えることがで
きる。
【００１６】
実施例１ 本発明を金型用部材製造のための４０×５０×３ｍｍの
平板状の軟鋼基材にＷＣ−１２ｗｔ％ＣｏとＴｉＣ−２
０ｗｔ％の超硬合金溶射皮膜を５００μｍ厚に形成し
た。表１に使用した溶射手段と溶浸前の気孔率を示す。
この溶射皮膜を有する基材に、Ｎｉ−１０ｗｔ％Ｐ合金
粉末と粉体塗布成形性を良くするための有機材とを混合
したペーストを塗布して、水素雰囲気炉中で１０００℃
に０．５時間保持して溶浸処理を行った。処理後、この
溶浸した試料をアブレシブ平面摩耗試験機（スガ試験機
社製）により、相手材として＃３２０のカーボランダム
ペーパーを用い、荷重３ｋｇで２８００回（往復）乾燥
状態で摺動試験に供した。その結果の摩耗量を表１に示
す。同表から、溶射皮膜の気孔率が５％以下の場合には
サーメットとほぼ同等の耐摩耗性を示すことが判る。
平板状の軟鋼基材にＷＣ−１２ｗｔ％ＣｏとＴｉＣ−２
０ｗｔ％の超硬合金溶射皮膜を５００μｍ厚に形成し
た。表１に使用した溶射手段と溶浸前の気孔率を示す。
この溶射皮膜を有する基材に、Ｎｉ−１０ｗｔ％Ｐ合金
粉末と粉体塗布成形性を良くするための有機材とを混合
したペーストを塗布して、水素雰囲気炉中で１０００℃
に０．５時間保持して溶浸処理を行った。処理後、この
溶浸した試料をアブレシブ平面摩耗試験機（スガ試験機
社製）により、相手材として＃３２０のカーボランダム
ペーパーを用い、荷重３ｋｇで２８００回（往復）乾燥
状態で摺動試験に供した。その結果の摩耗量を表１に示
す。同表から、溶射皮膜の気孔率が５％以下の場合には
サーメットとほぼ同等の耐摩耗性を示すことが判る。
【００１７】また、基材をＷＣ−Ｃｏ合金とし、表１の
実施例５と比較例３と同様の処理を施した断面の構成と
マイクロビッカース（０．３ｋｇｆ）により硬さ分布を
測定した結果をそれぞれ図１と図２に示す。本発明の実
施例、比較例とも基材上部は３つの層から構成されてお
り、中間に軟質の層を形成する。気孔率の高い大気プラ
ズマ溶射法による溶射被膜に処理後にＮｉ−Ｐを溶浸し
た膜表面の硬度に比較して、気孔率が低い高速フレーム
処理により得られた溶射膜へＮｉ−Ｐを溶浸した膜の表
面硬度は、基材であるＷＣ−Ｃｏ焼結合金とほぼ同等の
値を示している。
実施例５と比較例３と同様の処理を施した断面の構成と
マイクロビッカース（０．３ｋｇｆ）により硬さ分布を
測定した結果をそれぞれ図１と図２に示す。本発明の実
施例、比較例とも基材上部は３つの層から構成されてお
り、中間に軟質の層を形成する。気孔率の高い大気プラ
ズマ溶射法による溶射被膜に処理後にＮｉ−Ｐを溶浸し
た膜表面の硬度に比較して、気孔率が低い高速フレーム
処理により得られた溶射膜へＮｉ−Ｐを溶浸した膜の表
面硬度は、基材であるＷＣ−Ｃｏ焼結合金とほぼ同等の
値を示している。
【００１８】
【表１】 実施例２ 溶射皮膜である硬質サーメット合金と溶浸合金の組合せ
を種々変え、耐摩耗性を調べた。表２〜表５に示す硬質
サーメット合金を高速フレーム溶射により４０×５０×
３ｍｍの平板軟鋼基材表面に処理を施し、同表に示す組
成を有する粉末をペーストとした後、溶射皮膜表面に塗
布した。溶浸処理は水素中で溶浸合金の液相温度以上で
実施した。処理後の皮膜について実施例１と同様に、摩
耗量を測定した。
を種々変え、耐摩耗性を調べた。表２〜表５に示す硬質
サーメット合金を高速フレーム溶射により４０×５０×
３ｍｍの平板軟鋼基材表面に処理を施し、同表に示す組
成を有する粉末をペーストとした後、溶射皮膜表面に塗
布した。溶浸処理は水素中で溶浸合金の液相温度以上で
実施した。処理後の皮膜について実施例１と同様に、摩
耗量を測定した。
【００１９】結果を表２〜表５に示す。同表から明らか
なとうり、本発明の実施例の場合には、各皮膜とも焼結
硬質サーメット合金と同様の硬度と耐摩耗性を示した。
なとうり、本発明の実施例の場合には、各皮膜とも焼結
硬質サーメット合金と同様の硬度と耐摩耗性を示した。
【００２０】
【表２】
【表３】
【表４】
【表５】
【００２１】
【発明の効果】本発明の方法によれば、溶射皮膜の気孔
が極端に少なくなり、溶浸材の溶浸によって、液相焼結
と同じ効果を有するようになるため、硬質セラミックス
粒子間の結合強度が焼結サーメットと同等となり、皮膜
の耐摩耗性も焼結サーメット単体に匹敵するものにな
る。また、基材との密着度も強固なものになる。
が極端に少なくなり、溶浸材の溶浸によって、液相焼結
と同じ効果を有するようになるため、硬質セラミックス
粒子間の結合強度が焼結サーメットと同等となり、皮膜
の耐摩耗性も焼結サーメット単体に匹敵するものにな
る。また、基材との密着度も強固なものになる。
【図１】 本発明の溶射皮膜の硬度分布を示す。
【図２】 本発明の溶射皮膜の硬度分布を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今里 州一 福岡市博多区美野島１丁目２番８号 日本 タングステン株式会社内 (72)発明者 伊藤 普 福岡県太宰府市国分４−17−16 (72)発明者 原口 博 福岡県筑紫郡那珂川町王塚台２−14 (72)発明者 中村 良三 福岡県久留米市日の出町37−３
Claims (2)
- 【請求項１】 被処理材表面に形成した気孔率が５％以
下の硬質サーメットの皮膜に気孔充填材を溶浸した溶射
皮膜であって、溶射皮膜と同一組成の焼結体と同等の耐
摩耗性を有することを特徴とする溶射皮膜。 - 【請求項２】 被処理材表面に気孔率が５％以下の硬質
サーメットの溶射皮膜を形成し、この溶射皮膜上に気孔
充填材層を形成したのち、気孔充填材を溶融して溶射皮
膜中に溶浸させることを特徴とする溶射皮膜の形成方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19560095A JPH0941115A (ja) | 1995-07-31 | 1995-07-31 | 溶射皮膜とその形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19560095A JPH0941115A (ja) | 1995-07-31 | 1995-07-31 | 溶射皮膜とその形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0941115A true JPH0941115A (ja) | 1997-02-10 |
Family
ID=16343857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19560095A Withdrawn JPH0941115A (ja) | 1995-07-31 | 1995-07-31 | 溶射皮膜とその形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0941115A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1129845A (ja) * | 1997-07-14 | 1999-02-02 | Dai Ichi High Frequency Co Ltd | 金属板処理ライン用ロール及びその製造方法 |
| JP2004196608A (ja) * | 2002-12-19 | 2004-07-15 | Asahi Glass Co Ltd | ガラス成形治具およびその製造方法 |
| JP2012136395A (ja) * | 2010-12-27 | 2012-07-19 | Tocalo Co Ltd | 溶融ガラス塊成形用金型およびその製造方法 |
| JP2012136396A (ja) * | 2010-12-27 | 2012-07-19 | Tocalo Co Ltd | 溶融ガラス塊成形用金型およびその製造方法 |
-
1995
- 1995-07-31 JP JP19560095A patent/JPH0941115A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1129845A (ja) * | 1997-07-14 | 1999-02-02 | Dai Ichi High Frequency Co Ltd | 金属板処理ライン用ロール及びその製造方法 |
| JP2004196608A (ja) * | 2002-12-19 | 2004-07-15 | Asahi Glass Co Ltd | ガラス成形治具およびその製造方法 |
| JP4725000B2 (ja) * | 2002-12-19 | 2011-07-13 | 旭硝子株式会社 | ガラス成形治具およびその製造方法 |
| JP2012136395A (ja) * | 2010-12-27 | 2012-07-19 | Tocalo Co Ltd | 溶融ガラス塊成形用金型およびその製造方法 |
| JP2012136396A (ja) * | 2010-12-27 | 2012-07-19 | Tocalo Co Ltd | 溶融ガラス塊成形用金型およびその製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20021001 |