JPH10147853A - 金属系溶射皮膜の緻密化方法 - Google Patents
金属系溶射皮膜の緻密化方法Info
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- JPH10147853A JPH10147853A JP32457896A JP32457896A JPH10147853A JP H10147853 A JPH10147853 A JP H10147853A JP 32457896 A JP32457896 A JP 32457896A JP 32457896 A JP32457896 A JP 32457896A JP H10147853 A JPH10147853 A JP H10147853A
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Abstract
(57)【要約】
【課 題】 大きな部材であってもその溶射層を大気
中で緻密化できる新しい方法を提供すること。 【解決手段】 金属系溶射に際して、まず、溶射粉末と
して該金属の溶射粉末Ｎｉ−Ｐ合金粉末が混合、結合さ
れた複合粉末を使用して溶射し、この溶射層をフラック
スで被覆して誘導加熱することにより、該フラックスが
加熱され溶融した状態のもとで、該溶射層の中のＮｉ−
Ｐ合金を溶融すると、溶けたＮｉ−Ｐ合金は溶射層の気
孔に浸入し、気孔が埋められて緻密化され、Ｎｉ，Ｐが
鋼基材に拡散合金化することにより皮膜の密着性が著し
く増加する。
中で緻密化できる新しい方法を提供すること。 【解決手段】 金属系溶射に際して、まず、溶射粉末と
して該金属の溶射粉末Ｎｉ−Ｐ合金粉末が混合、結合さ
れた複合粉末を使用して溶射し、この溶射層をフラック
スで被覆して誘導加熱することにより、該フラックスが
加熱され溶融した状態のもとで、該溶射層の中のＮｉ−
Ｐ合金を溶融すると、溶けたＮｉ−Ｐ合金は溶射層の気
孔に浸入し、気孔が埋められて緻密化され、Ｎｉ，Ｐが
鋼基材に拡散合金化することにより皮膜の密着性が著し
く増加する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属系溶射皮膜の
緻密化方法に係わり、さらに詳しくは、金属，サ−メッ
ト等の金属系溶射皮膜をピンホ−ルのない緻密な皮膜に
するための方法に関するものである。
緻密化方法に係わり、さらに詳しくは、金属，サ−メッ
ト等の金属系溶射皮膜をピンホ−ルのない緻密な皮膜に
するための方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】溶射皮膜には気孔が不可避的に存在す
る。気孔をいかに少なくするかは、溶射技術分野におけ
る永年の課題でもあり、過去この点に関して多くの研究
がなされている。
る。気孔をいかに少なくするかは、溶射技術分野におけ
る永年の課題でもあり、過去この点に関して多くの研究
がなされている。
【０００３】現時点では、溶射層の金属相を再溶融する
方法、高速フレ−ム溶射（ＨＶＯＦ）を行って溶射のま
まで緻密な溶射層を形成する方法、ホットプレス，ＨＩ
Ｐ等を使用して気孔を押し潰して緻密化する方法、ある
いは融点の低い合金を含浸させて気孔を埋める方法等
が、溶射膜の気孔を抑制する手段として実用化されてい
る。
方法、高速フレ−ム溶射（ＨＶＯＦ）を行って溶射のま
まで緻密な溶射層を形成する方法、ホットプレス，ＨＩ
Ｐ等を使用して気孔を押し潰して緻密化する方法、ある
いは融点の低い合金を含浸させて気孔を埋める方法等
が、溶射膜の気孔を抑制する手段として実用化されてい
る。
【０００４】しかし乍ら、金属相を再溶融する方法は、
炭化物等の硬質成分の配合量に制約があり超硬合金への
適用は難しく、ＨＶＯＦによる方法は溶射材料の飛散に
よる歩留損失が大きい上に、気孔は低減はするものの全
く解消されるものではない。又、ホットプレス，ＨＩＰ
等を使用する方法は、効果は期待できるがコストが極め
て高くなる欠点があり、実用的でなく、低融点金属の含
浸は実用的な方法であるが、この方法は、含浸処理を真
空炉、あるいは水素雰囲気炉のような雰囲気を制御され
た炉中で施工する必要があるため、大きな部材に適用す
るには、種々の困難を伴うという難点があり、また得ら
れた皮膜の耐食性，耐摩耗性等が十分でない。
炭化物等の硬質成分の配合量に制約があり超硬合金への
適用は難しく、ＨＶＯＦによる方法は溶射材料の飛散に
よる歩留損失が大きい上に、気孔は低減はするものの全
く解消されるものではない。又、ホットプレス，ＨＩＰ
等を使用する方法は、効果は期待できるがコストが極め
て高くなる欠点があり、実用的でなく、低融点金属の含
浸は実用的な方法であるが、この方法は、含浸処理を真
空炉、あるいは水素雰囲気炉のような雰囲気を制御され
た炉中で施工する必要があるため、大きな部材に適用す
るには、種々の困難を伴うという難点があり、また得ら
れた皮膜の耐食性，耐摩耗性等が十分でない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる問題
に鑑み、大きな部材であってもその溶射層を大気中で緻
密化できる新しい方法を提供することを課題とするもの
である。
に鑑み、大きな部材であってもその溶射層を大気中で緻
密化できる新しい方法を提供することを課題とするもの
である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記問題
に関して鋭意研究を行った結果、次の知見を得た。すな
わち、金属系溶射に際して、まず、溶射粉末として該金
属の溶射粉末にＮｉ−Ｐ合金粉末が混合、結合された複
合粉末を使用して溶射し、この溶射層をフラックスで被
覆して誘導加熱することにより、該フラックスが加熱さ
れ溶融した状態のもとで、該溶射層の中のＮｉ−Ｐ合金
を溶融すると、溶けたＮｉ−Ｐ合金は溶射層の気孔に浸
入し、気孔が埋められて緻密化されることを見出だした
のである。
に関して鋭意研究を行った結果、次の知見を得た。すな
わち、金属系溶射に際して、まず、溶射粉末として該金
属の溶射粉末にＮｉ−Ｐ合金粉末が混合、結合された複
合粉末を使用して溶射し、この溶射層をフラックスで被
覆して誘導加熱することにより、該フラックスが加熱さ
れ溶融した状態のもとで、該溶射層の中のＮｉ−Ｐ合金
を溶融すると、溶けたＮｉ−Ｐ合金は溶射層の気孔に浸
入し、気孔が埋められて緻密化されることを見出だした
のである。
【０００７】そして、上記溶射層の中のＮｉ−Ｐ合金の
量は、５〜20wt％の範囲が好ましい範囲であること、こ
れに加え、上記Ｎｉ−Ｐ合金はＰを５〜15wt％を含む組
成が最も好ましい組成であるとの知見を得て本発明を完
成したのである。
量は、５〜20wt％の範囲が好ましい範囲であること、こ
れに加え、上記Ｎｉ−Ｐ合金はＰを５〜15wt％を含む組
成が最も好ましい組成であるとの知見を得て本発明を完
成したのである。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の「金属系溶射」とは、鉄
系，ニッケル系、コバルト系，Ｗ系，Ｍｏ系等の金属お
よび合金、ＷＣ−Ｃｏ系超硬合金、あるいはその他の炭
化物系サ−メット等の金属目地を有する材料、あるいは
少なくとも成分の一部に金属が含まれている材料の溶射
を意味するものである。
系，ニッケル系、コバルト系，Ｗ系，Ｍｏ系等の金属お
よび合金、ＷＣ−Ｃｏ系超硬合金、あるいはその他の炭
化物系サ−メット等の金属目地を有する材料、あるいは
少なくとも成分の一部に金属が含まれている材料の溶射
を意味するものである。
【０００９】本発明では溶射粉末として上記の金属系溶
射材料の粉末に、Ｎｉ−Ｐ合金の粉末が混合，結合され
た複合粉末を使用することが必要条件である。これは、
Ｎｉ−Ｐ合金粉末が結合されず単に混合されただけのも
のでは、溶射層の中のＮｉ−Ｐ合金相が均一に分散せ
ず、Ｎｉ−Ｐ合金の溶融処理後も局部的に気孔が残り、
また粒子間の結合強度が不十分で耐摩耗性が劣るからで
ある。上記結合の手段としては焼結法が好適であるが、
溶製など、他の手段によることもできる。
射材料の粉末に、Ｎｉ−Ｐ合金の粉末が混合，結合され
た複合粉末を使用することが必要条件である。これは、
Ｎｉ−Ｐ合金粉末が結合されず単に混合されただけのも
のでは、溶射層の中のＮｉ−Ｐ合金相が均一に分散せ
ず、Ｎｉ−Ｐ合金の溶融処理後も局部的に気孔が残り、
また粒子間の結合強度が不十分で耐摩耗性が劣るからで
ある。上記結合の手段としては焼結法が好適であるが、
溶製など、他の手段によることもできる。
【００１０】溶射層の中のＮｉ−Ｐ合金の量は、概ね５
〜20wt％の範囲が好ましい。この下方値未満では、気孔
を完全に緻密化できないことがあり、一方、上方値を超
える量が添加された場合、たしかに気孔は完全に緻密化
できるが、本来の溶射金属の特性が減殺され、むしろＮ
ｉ−Ｐ合金の特性が顕在化し、皮膜の靭性が低下するの
で、必要最小限にとどめるのがよいことから、上記範囲
が推奨されるものである。上記溶射粉末を溶射する溶射
手段は特に限定されないので、能率，材料歩留ともに優
れたプラズマ溶射法が推奨される。
〜20wt％の範囲が好ましい。この下方値未満では、気孔
を完全に緻密化できないことがあり、一方、上方値を超
える量が添加された場合、たしかに気孔は完全に緻密化
できるが、本来の溶射金属の特性が減殺され、むしろＮ
ｉ−Ｐ合金の特性が顕在化し、皮膜の靭性が低下するの
で、必要最小限にとどめるのがよいことから、上記範囲
が推奨されるものである。上記溶射粉末を溶射する溶射
手段は特に限定されないので、能率，材料歩留ともに優
れたプラズマ溶射法が推奨される。
【００１１】Ｎｉ−Ｐ合金の溶融処理は誘導加熱によっ
て行う。金属の溶射層自体は、本来金属であっても、低
い周波数ほど誘導加熱されにくく、通常は、誘導加熱さ
れた下地金属からの伝熱によって間接的に加熱されて溶
融するのであるが、本発明方法にあっては、下地金属に
接する部分のＮｉ−Ｐ合金の溶融が始まると、通電性が
増してその部分の発熱が進み、この作用が急速に表面側
へ連鎖するので、数分で溶射層全体のＮｉ−Ｐ合金の溶
融を行うことができる。この時、溶射層はフラックスで
被覆しておくことが必要で、溶射層の昇温に伴ってフラ
ックスは溶融し、ガラス状の被膜となって溶射層を外気
からシ−ルする。また、溶けたフラックスは溶射層の酸
化膜をスラグ化して浮上させ、溶融したＮｉ−Ｐ合金と
溶射金属の濡れを積極的に促進する。かくして、Ｎｉ−
Ｐ合金の融液は濡れに誘引されて気孔の中に侵入し、気
孔を封孔する。
て行う。金属の溶射層自体は、本来金属であっても、低
い周波数ほど誘導加熱されにくく、通常は、誘導加熱さ
れた下地金属からの伝熱によって間接的に加熱されて溶
融するのであるが、本発明方法にあっては、下地金属に
接する部分のＮｉ−Ｐ合金の溶融が始まると、通電性が
増してその部分の発熱が進み、この作用が急速に表面側
へ連鎖するので、数分で溶射層全体のＮｉ−Ｐ合金の溶
融を行うことができる。この時、溶射層はフラックスで
被覆しておくことが必要で、溶射層の昇温に伴ってフラ
ックスは溶融し、ガラス状の被膜となって溶射層を外気
からシ−ルする。また、溶けたフラックスは溶射層の酸
化膜をスラグ化して浮上させ、溶融したＮｉ−Ｐ合金と
溶射金属の濡れを積極的に促進する。かくして、Ｎｉ−
Ｐ合金の融液は濡れに誘引されて気孔の中に侵入し、気
孔を封孔する。
【００１２】加熱温度は、Ｎｉ−Ｐ合金の液相線温度＋
５０〜２００℃の範囲が適当である。上方値を越えると
フラックスの活性が低下して、酸化が始まることがある
ので、極力過昇温は防止したほうがよい。下方値未満で
は濡れ不良で気孔が残る場合がある。
５０〜２００℃の範囲が適当である。上方値を越えると
フラックスの活性が低下して、酸化が始まることがある
ので、極力過昇温は防止したほうがよい。下方値未満で
は濡れ不良で気孔が残る場合がある。
【００１３】Ｎｉ−Ｐ合金の組成は、融点が最も低く、
流動性の最も優れた共晶組成が最も好ましいことから、
この近辺のＰを５〜15wt％含む組成が推奨されるもので
ある。
流動性の最も優れた共晶組成が最も好ましいことから、
この近辺のＰを５〜15wt％含む組成が推奨されるもので
ある。
【００１４】フラックスは、少なくともＮｉ−Ｐ合金の
固相線温度では溶融していることが必須で、４００〜５
００℃程度から溶融し、１２００〜１３００℃程度まで
フラックスの活性を失わない組成が好ましい。
固相線温度では溶融していることが必須で、４００〜５
００℃程度から溶融し、１２００〜１３００℃程度まで
フラックスの活性を失わない組成が好ましい。
【００１５】
【実施例】直径３０mm，長さ１ｍのＳ４５Ｃ丸棒に、下
記の諸条件により0.3mm厚さの溶射層を形成させて比較
評価を行った。 （本発明例） 溶射材料 ：ＷＣ-１７Ｃｏ 溶射用粉末にＮｉ−Ｐ共晶合金（融点880℃） の粉末を混合，焼結，再粉砕した複合粉末。 平均粒径 60μm ＷＣ−Ｃｏ:Ｎｉ−Ｐ＝90：10（重量比） 溶射ガン ：プラズマ溶射ガン（メテコ9MB型） フラックス：ホウ酸系，融点400℃ 溶融処理 ：７kHz，40kwの誘導加熱を10mm/sの速度で移動させながら適用。 到達温度：1060±20℃
記の諸条件により0.3mm厚さの溶射層を形成させて比較
評価を行った。 （本発明例） 溶射材料 ：ＷＣ-１７Ｃｏ 溶射用粉末にＮｉ−Ｐ共晶合金（融点880℃） の粉末を混合，焼結，再粉砕した複合粉末。 平均粒径 60μm ＷＣ−Ｃｏ:Ｎｉ−Ｐ＝90：10（重量比） 溶射ガン ：プラズマ溶射ガン（メテコ9MB型） フラックス：ホウ酸系，融点400℃ 溶融処理 ：７kHz，40kwの誘導加熱を10mm/sの速度で移動させながら適用。 到達温度：1060±20℃
【００１６】（比較例１）フラックスを塗布して行う溶
融処理を実施しない他は上記本発明例と同じ溶射をし
た。
融処理を実施しない他は上記本発明例と同じ溶射をし
た。
【００１７】（比較例２） 溶射材料 ：ＷＣ−１７Ｃｏ 溶射用粉末 溶射ガン ：高速フレ−ム溶射ガン（メテコＤＪ型） 溶融処理 ：実施せず
【００１８】（参考例）粉末治金法により製造したＷＣ
−17Ｃｏ超硬合金を参考のため供試した。
−17Ｃｏ超硬合金を参考のため供試した。
【００１９】（評価試験）試験条件と結果を表１に示
す。
す。
【００２０】
【表１】
【００２１】表１から判るように、本発明方法により施
工された溶射皮膜は、高速フレ−ム溶射法により施工さ
れた溶射皮膜と比べて大巾に緻密化されており、摩耗減
量（耐摩耗性）に関しても粉末冶金法による超硬合金に
匹敵するレベルのものとなっていた。また、Ｎｉ，Ｐが
鋼基材に拡散，合金化することにより皮膜の密着性が著
しく増加している。
工された溶射皮膜は、高速フレ−ム溶射法により施工さ
れた溶射皮膜と比べて大巾に緻密化されており、摩耗減
量（耐摩耗性）に関しても粉末冶金法による超硬合金に
匹敵するレベルのものとなっていた。また、Ｎｉ，Ｐが
鋼基材に拡散，合金化することにより皮膜の密着性が著
しく増加している。
【００２２】
【発明の効果】本発明は以上の通りであって、金属系溶
射に際し、溶射粉末として該金属系の溶射粉末にＮｉ−
Ｐ合金粉末が混合，結合された複合粉末を使用して溶射
し、該溶射層をフラックスで被覆して誘導加熱し、該フ
ラックスの溶融した状態のもとで、該溶射層の中のＮｉ
−Ｐ合金を溶融するから、大型部材であってもそれに施
された溶射層を大気中で経済的に緻密化できる特徴を有
する。
射に際し、溶射粉末として該金属系の溶射粉末にＮｉ−
Ｐ合金粉末が混合，結合された複合粉末を使用して溶射
し、該溶射層をフラックスで被覆して誘導加熱し、該フ
ラックスの溶融した状態のもとで、該溶射層の中のＮｉ
−Ｐ合金を溶融するから、大型部材であってもそれに施
された溶射層を大気中で経済的に緻密化できる特徴を有
する。
【００２３】本発明方法は、炭化物を高濃度に配合した
サ−メット類の溶射皮膜にも適用できることから、粉末
冶金法により製造された超硬合金に匹敵する耐摩耗性の
溶射皮膜を容易に形成できることとなった。しかも、従
来の高速フレ−ム溶射皮膜よりも優れた気孔の残留がな
い溶射皮膜を高い材料歩留で形成できるものであり、ロ
−ル等、高度の耐摩耗性が要求される分野における貢献
は多大である。
サ−メット類の溶射皮膜にも適用できることから、粉末
冶金法により製造された超硬合金に匹敵する耐摩耗性の
溶射皮膜を容易に形成できることとなった。しかも、従
来の高速フレ−ム溶射皮膜よりも優れた気孔の残留がな
い溶射皮膜を高い材料歩留で形成できるものであり、ロ
−ル等、高度の耐摩耗性が要求される分野における貢献
は多大である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 宏 樹 福岡県福岡市東区香椎駅前１−４−14 メ ゾン・ド香椎204 (72)発明者 松 原 洋 一 神奈川県川崎市川崎区殿町２−17−８ 第 一高周波工業株式会社内 (72)発明者 八 色 圭 祐 神奈川県川崎市川崎区殿町２−17−８ 第 一高周波工業株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 金属系溶射に際し、溶射粉末として該金
属系の溶射粉末にＮｉ−Ｐ合金粉末が混合，結合された
複合粉末を使用して溶射し、該溶射層をフラックスで被
覆して誘導加熱し、該フラックスの溶融した状態のもと
で、該溶射層の中のＮｉ−Ｐ合金を溶融することを特徴
とする金属系溶射皮膜の緻密化方法。 - 【請求項２】 上記溶射層の中のＮｉ−Ｐ合金の量が５
〜20wt％である請求項１に記載の緻密化方法。 - 【請求項３】 上記Ｎｉ−Ｐ合金がＰを５〜15wt％含む
組成である請求項１又は２に記載の緻密化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32457896A JPH10147853A (ja) | 1996-11-20 | 1996-11-20 | 金属系溶射皮膜の緻密化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32457896A JPH10147853A (ja) | 1996-11-20 | 1996-11-20 | 金属系溶射皮膜の緻密化方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10147853A true JPH10147853A (ja) | 1998-06-02 |
Family
ID=18167390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32457896A Pending JPH10147853A (ja) | 1996-11-20 | 1996-11-20 | 金属系溶射皮膜の緻密化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10147853A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007084902A (ja) * | 2005-09-26 | 2007-04-05 | Akihisa Inoue | 金属ガラス溶射被膜及びその形成方法 |
| JP2007084901A (ja) * | 2005-09-26 | 2007-04-05 | Akihisa Inoue | 金属ガラス薄膜積層体 |
-
1996
- 1996-11-20 JP JP32457896A patent/JPH10147853A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007084902A (ja) * | 2005-09-26 | 2007-04-05 | Akihisa Inoue | 金属ガラス溶射被膜及びその形成方法 |
| JP2007084901A (ja) * | 2005-09-26 | 2007-04-05 | Akihisa Inoue | 金属ガラス薄膜積層体 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20040401 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20040427 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20040914 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |