JPH108231A - High speed flame spraying method - Google Patents

High speed flame spraying method

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Publication number
JPH108231A
JPH108231A JP8178639A JP17863996A JPH108231A JP H108231 A JPH108231 A JP H108231A JP 8178639 A JP8178639 A JP 8178639A JP 17863996 A JP17863996 A JP 17863996A JP H108231 A JPH108231 A JP H108231A
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JP
Japan
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sprayed
thermal
substrate
oxygen
coating
Prior art date
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Pending
Application number
JP8178639A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Nakagawa
政宏 仲川
Mitsumasa Sasaki
光正 佐々木
Hidetada Mima
秀忠 美馬
Hiroyuki Hashimoto
裕之 橋本
Toshio Hotta
敏夫 堀田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SURUZAA METEKO JAPAN KK
Original Assignee
SURUZAA METEKO JAPAN KK
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Publication date
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Publication of JPH108231A publication Critical patent/JPH108231A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high speed flame spraying method capable of performing easily thermal-spraying coating having wear resistance, seizing resistance and pressure resisting strength on the surface of the substrate to be thermal-sprayed at a high speed under the conditions of high speed rotation, high loads and nonlubrication. SOLUTION: High speed flame is generated using a combustion gas, and thermal spraying raw material powder is thermal-sprayed on the surface of the substrate to be thermal-sprayed using the above high speed flame to form coating on the surface of the substrate to be thermal-sprayed. In this case, as the thermal spraying raw material powder, a powdery mixture contg. 98 to 70vol.% Cu base bronze alloy powder of 77 to 89wt.% Cu, 4 to 11wt.% Sn, 4 to 11wt.% Pb, and the balance impurities and 2 to 30vol.% Cu base aluminum bronze alloy powder of 81 to 91wt.% Cu, 8 to 12wt.% Al, 1 to 6wt.% Fe, and the balance impurities is used.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、一般には、燃焼ガ
スを用いて高速フレーム(火炎)を発生し、この高速フ
レームを用いて被溶射基材表面に溶射原料粉末を溶射し
て、被溶射基材表面に被膜を形成する高速フレーム溶射
方法に関するものであり、特に、アルミニウム合金、鋳
鉄又は鉄鋼系合金にて作製されたエアーコンプレッサー
ポンプ用斜板の一部或は全部の表面に潤滑性、耐摩耗性
に優れた被膜を形成するのに好適に使用される。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention generally relates to a method in which a high-speed flame (flame) is generated by using a combustion gas, and the material to be sprayed is sprayed on the surface of a substrate to be sprayed by using the high-speed flame. The present invention relates to a high-speed flame spraying method for forming a coating on the surface of a base material, and in particular, lubricating a part or all of the surface of a swash plate for an air compressor pump made of aluminum alloy, cast iron or a steel-based alloy, It is suitably used for forming a film having excellent wear resistance.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、例えばエアーコンプレッサーポン
プの斜板は、回転することによって、斜板の両面円周上
に当接しているシューを介してピストンを往復運動させ
る構成とされ、従って、斜板の円周面上をシューが摺動
する構成となっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a swash plate of an air compressor pump is configured to reciprocate a piston through a shoe which is in contact with a circumference of both sides of the swash plate by rotating, and accordingly, the swash plate is Is configured such that the shoe slides on the circumferential surface.

【0003】通常、斜板はアルミニウム合金、鋳鉄又は
鉄鋼系合金にて作製され、摺動する相手部品のシューは
SUJ2にて形成されており、そのために、潤滑が不十
分な状態になると焼付きが発生する。従って、従来、斜
板の表面は、Snメッキ或はテフロンコーティングを施
し、更に、MoS2 (潤滑剤)を塗布するなどの処理が
施されている。
[0003] Usually, the swash plate is made of aluminum alloy, cast iron or steel-based alloy, and the shoe of the mating part to be slid is made of SUJ2. Occurs. Therefore, conventionally, the surface of the swash plate has been subjected to a treatment such as Sn plating or Teflon coating, and further application of MoS 2 (lubricant).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Snメ
ッキされた斜板が無潤滑状態になり、しかも高速回転で
高負荷がかかる運転条件では、斜板表面の摩耗量が増
し、遂には、斜板とシューとが焼付くこととなる。又、
Snメッキを行なう場合、10μmのメッキ被膜を形成
するのに約30分かかり、且つ、メッキ時には、斜板表
面のメッキ不要部位をマスキングする必要があり、マス
キング材料を塗布し、又、それを剥がすのに多くの時間
を要し、作業性の点で問題がある。
However, under the operating conditions in which the Sn-plated swash plate is in a non-lubricated state and is subjected to high load at high speed rotation, the amount of wear on the surface of the swash plate increases, and finally, And the shoe will burn. or,
In the case of performing Sn plating, it takes about 30 minutes to form a 10 μm plating film, and at the time of plating, it is necessary to mask a portion of the swash plate that does not need to be plated, and a masking material is applied and peeled off. It takes a lot of time, and there is a problem in workability.

【0005】同様に、テフロンコーティングされた斜板
が無潤滑状態になり、しかも高速回転で高負荷がかかる
運転条件では、斜板表面の摩耗量が増す。又、テフロン
コーティング時にも、Snメッキの場合と同様に、斜板
表面のコーティング不要部位をマスキングする必要があ
り、このために、上述のように多くの時間を要し、この
方法も又、作業性の点で問題がある。
[0005] Similarly, under the operating conditions in which the swash plate coated with Teflon is in a non-lubricated state and a high load is applied at a high speed, the amount of wear on the surface of the swash plate increases. Also, at the time of Teflon coating, as in the case of Sn plating, it is necessary to mask a coating unnecessary portion on the surface of the swash plate. For this reason, much time is required as described above. There is a problem in terms of gender.

【0006】現在、本発明者らの知る限りにおいて、材
料SUJ2にて作製されているシューに対して、高速回
転、高負荷、無潤滑条件において、耐摩耗性、耐焼付性
及び耐圧強度を示す、例えばアルミニウム合金、鋳鉄又
は鉄鋼系合金にて作製された斜板などのための適当な被
覆材料は見当たらない。
At present, as far as the present inventors know, a shoe made of material SUJ2 exhibits abrasion resistance, seizure resistance and pressure resistance under high-speed rotation, high load and no lubrication conditions. For example, there is no suitable coating material for a swash plate made of aluminum alloy, cast iron or steel-based alloy.

【0007】更に、被膜形成が不要な部位を湿式で簡単
にマスキングでき、又、被膜形成後は素早く剥がすこと
ができ、しかも被膜形成(成膜)速度が早い表面改質方
法はない。
[0007] Further, there is no surface modification method that can easily mask portions that do not require film formation by a wet method, can be quickly peeled off after film formation, and have a high film formation (film formation) speed.

【0008】従って、本発明の目的は、高速回転、高負
荷、無潤滑条件において、耐摩耗性、耐焼付性及び耐圧
強度を有する被膜を、高速度で且つ容易に被溶射基材表
面に溶射することのできる高速フレーム溶射方法を提供
することである。
Accordingly, an object of the present invention is to spray a coating having abrasion resistance, seizure resistance and pressure resistance on a surface of a substrate to be sprayed at a high speed and easily under a condition of high speed rotation, high load and no lubrication. And a high-speed flame spraying method.

【0009】本発明の他の目的は、被膜を機械加工する
時に被膜の脱落がなく、又、巣のない健全な加工仕上げ
が可能な、密着性の良い良好な被膜を作製することので
きる高速フレーム溶射方法を提供することである。
Another object of the present invention is to provide a high-speed coating capable of producing a good coating with good adhesion without the possibility of falling off of the coating when machining the coating, and capable of producing a sound finish without burrs. An object of the present invention is to provide a flame spraying method.

【0010】本発明の更に他の目的は、特に、アルミニ
ウム合金、鋳鉄又は鉄鋼系合金にて作製されたエアーコ
ンプレッサーポンプ用斜板の一部或は全部の表面に潤滑
性、耐摩耗性に優れた被膜を形成することのできる高速
フレーム溶射方法を提供することである。
Still another object of the present invention is to provide a swash plate for an air compressor pump made of an aluminum alloy, a cast iron or a steel alloy, which has excellent lubricity and wear resistance. It is an object of the present invention to provide a high-speed flame spraying method capable of forming a coated film.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
高速フレーム溶射方法にて達成される。要約すれば、本
発明は、燃焼ガスを用いて高速フレームを発生し、この
高速フレームを用いて被溶射基材表面に溶射原料粉末を
溶射して、被溶射基材表面に被膜を形成する溶射方法に
おいて、前記溶射原料粉末として、Cu=77〜89重
量%、Sn=4〜11重量%、Pb=4〜11重量%及
び残部不純物からなるCu基鉛青銅合金粉末98〜70
体積%と、Cu=81〜91重量%、Al=8〜12重
量%、Fe=1〜6重量%及び残部不純物からなるCu
基アルミニウム青銅合金粉末2〜30体積%とを含んだ
混合粉末を使用することを特徴とする高速フレーム溶射
方法である。好ましくは、前記Cu基鉛青銅合金粉末及
び前記Cu基アルミニウム青銅合金粉末の粒径は、10
〜60μmとされる。又、本発明の好ましい実施態様に
よると、前記被溶射基材は、その表面を粗度がμRz=
10〜60となるようにグリットブラスト処理を行な
い、次いで50〜150℃まで加熱した後、溶射を行な
い、前記被溶射基材表面に厚み0.02〜0.5mmの
被膜が形成される。又、前記燃焼ガスとして、酸素/プ
ロパン、酸素/プロピレン、酸素/天然ガス、酸素/エ
チレン、酸素/灯油又は酸素/水素のいずれかの混合ガ
スを用いてフレーム速度が1000〜2500m/秒、
フレーム温度が2200〜3000℃の高速フレームを
発生させ、溶射距離は170〜350mmに保持して溶
射を行なう。
The above object is achieved by a high-speed flame spraying method according to the present invention. In summary, the present invention is a thermal spraying method in which a high-speed flame is generated by using a combustion gas, and a thermal spraying raw material powder is sprayed on the surface of the substrate to be sprayed by using the high-speed flame to form a coating on the surface of the substrate to be sprayed. In the method, as the thermal spraying raw material powder, Cu-based lead bronze alloy powder 98-70 comprising Cu = 77-89% by weight, Sn = 4-11% by weight, Pb = 4-11% by weight and the balance of impurities.
% By volume, Cu = 81 to 91% by weight, Al = 8 to 12% by weight, Fe = 1 to 6% by weight, and Cu
A high-speed flame spraying method using a mixed powder containing 2 to 30% by volume of a base aluminum bronze alloy powder. Preferably, the Cu-based lead bronze alloy powder and the Cu-based aluminum bronze alloy powder have a particle size of 10
6060 μm. According to a preferred embodiment of the present invention, the substrate to be sprayed has a surface having a roughness of μRz =
Grit blasting is performed so as to obtain a thickness of 10 to 60, followed by heating to 50 to 150 ° C., followed by thermal spraying, and a coating having a thickness of 0.02 to 0.5 mm is formed on the surface of the substrate to be sprayed. Further, a flame speed of 1000 to 2500 m / sec using any mixed gas of oxygen / propane, oxygen / propylene, oxygen / natural gas, oxygen / ethylene, oxygen / kerosene or oxygen / hydrogen as the combustion gas,
A high-speed flame having a flame temperature of 2200 to 3000 ° C. is generated, and a thermal spraying distance is maintained at 170 to 350 mm to perform thermal spraying.

【0012】又、本発明の好ましい実施態様によれば、
前記被溶射基材表面に形成された被膜は、表面粗度Ra
=0.4〜6.0Sに仕上げる。
According to a preferred embodiment of the present invention,
The coating formed on the surface of the substrate to be sprayed has a surface roughness Ra
= 0.4-6.0S.

【0013】本発明の溶射方法は、アルミニウム合金、
鋳鉄又は鉄鋼系合金にて作製されたエアーコンプレッサ
ーポンプ用斜板への溶射に好適に使用される。
[0013] The thermal spraying method of the present invention comprises an aluminum alloy,
It is suitably used for thermal spraying on a swash plate for an air compressor pump made of cast iron or a steel alloy.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る高速フレーム
溶射方法を図面に則して更に詳しく説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The high-speed flame spraying method according to the present invention will be described below in more detail with reference to the drawings.

【0015】図1に、本発明の高速フレーム溶射方法を
実施する溶射装置(溶射ガン)1の概略構成を示す。簡
単に説明すると、溶射ガン1は、中心部に溶射原料粉末
を投入する粉末投入ポート2が配置され、そして、その
回りに同中心にて、内方より外方へと、ノズルインサー
ト3、シェル4及びエアキャップ5が配置され、燃焼ガ
ス通路8並びに圧縮空気通路7及び9を形成している。
更に、エアキャップ5の外側にはエアキャップボディ6
が配置されている。斯る溶射ガン1の構造は当業者には
周知であるので、これ以上の詳しい説明は省略する。
FIG. 1 shows a schematic configuration of a thermal spraying apparatus (thermal spray gun) 1 for implementing the high-speed flame spraying method of the present invention. In brief, the spray gun 1 has a powder injection port 2 for introducing a spraying material powder at a central portion thereof, and a nozzle insert 3 and a shell around the same center from the inside to the outside. 4 and an air cap 5 are arranged to form a combustion gas passage 8 and compressed air passages 7 and 9.
Further, an air cap body 6 is provided outside the air cap 5.
Is arranged. Since the structure of such a spray gun 1 is well known to those skilled in the art, further detailed description will be omitted.

【0016】溶射原料粉末は、窒素ガスなどの不活性ガ
スで搬送されて前記粉末投入ポート2へと供給され、ポ
ート先端より燃焼炎中に噴出される。一方、燃焼ガス通
路8から供給される高圧燃焼ガスは、ノズルインサート
3及びシェル4の先端外周部にて燃焼する。この燃焼炎
は、圧縮空気に包まれ、高温高圧でエアキャップ5より
噴出し円筒状の超高速炎(フレーム)となる。この超高
速フレームによりポート2の先端から噴出された溶射原
料粉末は、フレーム中心部にて加熱され、溶融され、そ
して加速されて、溶射ガン1より高速で噴出される。そ
して、溶射原料液滴は、所定の距離、即ち、170〜3
50mに配置された所望の基材100へと衝突し、その
表面に溶射被膜102を形成する。
The material powder for thermal spraying is conveyed by an inert gas such as nitrogen gas, supplied to the powder input port 2, and ejected from the tip of the port into a combustion flame. On the other hand, the high-pressure combustion gas supplied from the combustion gas passage 8 burns at the outer periphery of the tip of the nozzle insert 3 and the shell 4. This combustion flame is wrapped in compressed air and is jetted from the air cap 5 at high temperature and high pressure to form a cylindrical ultra-high-speed flame (frame). The thermal spray raw material powder ejected from the tip of the port 2 by the ultrahigh-speed frame is heated at the center of the frame, melted, accelerated, and ejected at a high speed from the thermal spray gun 1. The sprayed raw material droplets are separated by a predetermined distance, that is, 170 to 3
It collides with a desired base material 100 arranged at 50 m, and a thermal spray coating 102 is formed on the surface.

【0017】次に、本発明にて使用される溶射原料粉末
について説明する。
Next, the thermal spraying raw material powder used in the present invention will be described.

【0018】本発明では、溶射原料粉末としては、耐焼
付性と相手攻撃性の少ない、しかも自己潤滑性のある鉛
を含有したCu基鉛青銅合金が使用され、特に、このC
u基鉛青銅合金にCu基アルミニウム青銅合金が2〜3
0体積%添加された混合粉末が使用される。Cu基鉛青
銅合金にCu基アルミニウム青銅合金を混合することに
より、被膜の結合力を強化して硬さの高い被膜を得るこ
とができる。
In the present invention, as the thermal spraying raw material powder, a Cu-based lead bronze alloy containing lead, which has low seizure resistance and low aggressiveness to the partner and has self-lubricating properties, is used.
Cu-based aluminum bronze alloy is 2-3 in u-based lead bronze alloy
A mixed powder with 0% by volume added is used. By mixing a Cu-based aluminum bronze alloy with a Cu-based lead bronze alloy, it is possible to enhance the bonding strength of the film and obtain a film having high hardness.

【0019】更に説明すると、Cu基鉛青銅合金は、C
u=77〜89重量%、Sn=4〜11重量%、Pb=
4〜11重量%及び残部不純物からなる。不純物として
は、通常、Zn、Fe、Sb、P、Al、Siなどが挙
げられる。
More specifically, a Cu-based lead bronze alloy is made of C
u = 77-89% by weight, Sn = 4-11% by weight, Pb =
4 to 11% by weight and the balance of impurities. Examples of the impurities include Zn, Fe, Sb, P, Al, and Si.

【0020】Cu基鉛青銅合金にて、Cuが77重量%
未満では脆性が起こり、一方、89重量%を超えると、
他の添加金属Sn、Pbの耐焼付性の効果を損なう。従
って、Cuの量は、77〜89重量%、好ましくは、7
7〜86重量%とされる。SnはCuに固溶し硬さ、引
張強度を向上させる。Snが11重量%を超えると脆い
δ相が生成し易くなり、一方、4重量%未満では靭性が
低くなる。従って、Snの量は、4〜11重量%、好ま
しくは6〜9重量%にするのが好ましい。Pbは自己潤
滑性がある金属で、炭素鋼などのマルテンサイトやカー
バイトの金属組織に対して非常に優れた耐焼付性があ
る。Pbは、Cu−Sn合金には殆ど固溶しないで、一
次晶粒の間に存在する。Pbが11重量%を超えて含ま
れると溶射被膜の結合力が劣化し、一方、4重量%未満
では、自己潤滑性が十分でない。従って、Pbの量は4
〜11重量%、好ましくは、6〜9重量%とされる。
In a Cu-based lead bronze alloy, 77% by weight of Cu
If it is less than 90%, brittleness occurs, whereas if it exceeds 89% by weight,
The effect of seizure resistance of other additive metals Sn and Pb is impaired. Therefore, the amount of Cu is 77-89% by weight, preferably 7%.
7 to 86% by weight. Sn is dissolved in Cu to improve hardness and tensile strength. If Sn exceeds 11% by weight, a brittle δ phase is likely to be formed, while if less than 4% by weight, toughness decreases. Therefore, the amount of Sn is preferably 4 to 11% by weight, preferably 6 to 9% by weight. Pb is a metal having a self-lubricating property, and has extremely excellent seizure resistance to a metal structure of martensite or carbide such as carbon steel. Pb hardly forms a solid solution in the Cu-Sn alloy, but exists between primary crystal grains. If Pb exceeds 11% by weight, the bonding strength of the thermal spray coating deteriorates, while if less than 4% by weight, the self-lubricating property is not sufficient. Therefore, the amount of Pb is 4
To 11% by weight, preferably 6 to 9% by weight.

【0021】又、Cu基アルミニウム青銅合金は、Cu
=81〜91重量%、Al=8〜12重量%、Fe=1
〜6重量%及び残部不純物からなる。不純物としては、
通常、Ni、P、Si、Sbなどが挙げられる。
The Cu-based aluminum bronze alloy is made of Cu
= 81-91% by weight, Al = 8-12% by weight, Fe = 1
-6% by weight and the balance of impurities. As impurities,
Usually, Ni, P, Si, Sb, etc. are mentioned.

【0022】Cu基アルミニウム青銅合金にて、Cuが
81重量%未満では脆性が起こり、又、91重量%を超
えると引張強度が低くなるため、Cuの量は81〜91
重量%、好ましくは、83〜89重量%とされる。Al
はCuに固溶し硬さ、引張強度を向上させる。しかしな
がら、Alが12重量%を超えると脆い相が生成し易く
なり、一方、8重量%未満では硬さ、引張強度を低下さ
せる。従って、Alの量は8〜12重量%、好ましくは
8.5〜11重量%とされる。又、FeはCu−Al青
銅合金のAlと結合しκ相(FeAl)の金属間化合物
を作り、機械的性質に影響を与える。Feが1重量%未
満であると引張強度向上にあまり寄与せず、一方、6重
量%を超えるとκ相が多くなり脆化する。従って、Fe
の量は1〜6重量%、好ましくは、2.5〜6重量%と
される。
In a Cu-based aluminum bronze alloy, if Cu is less than 81% by weight, brittleness occurs, and if it exceeds 91% by weight, the tensile strength is reduced.
% By weight, preferably 83 to 89% by weight. Al
Dissolves in Cu to improve hardness and tensile strength. However, if Al exceeds 12% by weight, a brittle phase is likely to be formed, while if less than 8% by weight, the hardness and tensile strength decrease. Therefore, the amount of Al is set to 8 to 12% by weight, preferably 8.5 to 11% by weight. Further, Fe combines with Al of the Cu—Al bronze alloy to form a κ phase (FeAl) intermetallic compound and affects mechanical properties. If Fe is less than 1% by weight, it does not contribute much to improvement in tensile strength, while if it exceeds 6% by weight, the κ phase increases and embrittles. Therefore, Fe
Is between 1 and 6% by weight, preferably between 2.5 and 6% by weight.

【0023】又、Cu基鉛青銅合金に対してCu基アル
ミニウム青銅合金を添加すると、その添加量に応じて被
膜の結合強度が増加する。従って、Cu基鉛青銅合金を
単独で使用するよりは、Cu基鉛青銅合金にCu基アル
ミニウム青銅合金を、体積比率で2%以上添加した混合
粉末を使用するのが好ましい。しかしながら、Cu基ア
ルミニウム青銅合金の添加量が30体積%を超えると、
Cu基鉛青銅合金にて折出する鉛の量の割合が少なくな
り、耐焼付性を損なう。従って、高負荷の摺動条件では
Cu基アルミニウム青銅合金の添加量は、体積比率で2
〜30%、好ましくは、5〜25%とされる。又、Cu
基アルミニウム青銅合金を添加すると、被膜を機械加工
する時に被膜からPbが脱落するのが防止され、巣のな
い健全な加工仕上げが可能となる。
When a Cu-based aluminum bronze alloy is added to a Cu-based lead bronze alloy, the bonding strength of the coating increases in accordance with the amount of the addition. Therefore, it is preferable to use a mixed powder in which a Cu-based aluminum bronze alloy is added to a Cu-based lead bronze alloy at a volume ratio of 2% or more, rather than using a Cu-based lead bronze alloy alone. However, when the addition amount of the Cu-based aluminum bronze alloy exceeds 30% by volume,
The ratio of the amount of lead that is deposited in the Cu-based lead bronze alloy is reduced, and the seizure resistance is impaired. Therefore, under high load sliding conditions, the amount of Cu-based aluminum bronze alloy added is 2% by volume.
-30%, preferably 5-25%. Also, Cu
When the base aluminum bronze alloy is added, Pb is prevented from falling off from the coating when the coating is machined, and a sound-free finish without burrs becomes possible.

【0024】本発明にて使用する粉末状とされる上記C
u基鉛青銅合金及びCu基アルミニウム青銅合金の粒径
は、10〜60μmにすることが望ましい。つまり、粒
径が60μmを超えると溶射中の粒子温度が低くなり、
未溶融粒子が多くなり、そのために緻密な被膜が形成し
にくくなる。一方、粒径が10μm未満では、粉末の溶
融が著しく、被膜中に酸化物の含有が多く脆くなる。又
溶射原料粉末材料の供給性が低下し、連続溶射が難しく
なる。従って、粒径は、上述のように、10〜60μm
とされ、好ましくは、10〜45μmとされる。
The above-mentioned C to be used in the present invention in the form of powder
The particle size of the u-based lead bronze alloy and the Cu-based aluminum bronze alloy is desirably 10 to 60 μm. In other words, when the particle size exceeds 60 μm, the particle temperature during thermal spraying decreases,
The amount of unmelted particles increases, which makes it difficult to form a dense film. On the other hand, if the particle size is less than 10 μm, the powder melts remarkably, and the coating contains a large amount of oxide and becomes brittle. In addition, the supply of the thermal spray raw material is reduced, and continuous thermal spraying becomes difficult. Therefore, as described above, the particle size is 10 to 60 μm
And preferably 10 to 45 μm.

【0025】本発明の溶射方法にて使用する燃焼ガスと
しては、酸素/プロパン、酸素/プロピレン、酸素/天
然ガス、酸素/エチレン、酸素/灯油或は酸素/水素の
いずれかの混合ガスが好適に用いられ、1000〜25
00m/秒のフレーム速度が得られる。フレーム速度が
上がると溶射粒子の速度も上がり、被溶射基材との衝突
時に粒子の基板への食い込み、言い換えるとアンカーリ
ング効果が高くなるため密着性が向上する。又、粒子の
速度が速いと衝突時に運動エネルギーから変換される熱
エネルギーが増し、基板の最表面を溶融させるため密着
性が向上する。この密着性を確保するのに必要なフレー
ム速度は1000m/秒以上である。一方、上述のよう
な構成をした現状の溶射ガン1の構造上からフレームの
最高速度は2500m/秒と制限される。又、上述のよ
うな混合ガスの燃焼ではフレーム温度は2200〜30
00℃とされる。
The combustion gas used in the thermal spraying method of the present invention is preferably a mixed gas of oxygen / propane, oxygen / propylene, oxygen / natural gas, oxygen / ethylene, oxygen / kerosene or oxygen / hydrogen. Used for 1000 to 25
A frame speed of 00 m / s is obtained. As the flame speed increases, the speed of the sprayed particles also increases, and the particles dig into the substrate when colliding with the substrate to be sprayed, in other words, the anchoring effect is increased, so that the adhesion is improved. Further, when the speed of the particles is high, the thermal energy converted from the kinetic energy at the time of collision increases, and the outermost surface of the substrate is melted, so that the adhesion is improved. The frame speed required to ensure this adhesion is 1000 m / sec or more. On the other hand, the maximum speed of the frame is limited to 2500 m / sec due to the structure of the current thermal spray gun 1 having the above configuration. Further, in the combustion of the mixed gas as described above, the flame temperature is 2200 to 30.
00 ° C.

【0026】例えば、燃焼ガスとして酸素/プロパンの
混合ガスを使用した場合の溶射中のガス条件としては、
酸素ガスを圧力9〜13Bar、流量150〜400L
PM(リットル/分)に、プロパンガスを圧力5〜8B
ar、流量50〜120LPMに、圧縮空気を圧力5〜
7Bar、流量250〜700LPMにする。又、プロ
パンガスと酸素ガスの流量比は、燃焼効率が最適なプロ
パン:酸素=1:3.8〜4.8(標準状態に換算した
場合)になるようにする。このプロパンに対する酸素の
比率が3.8未満では反応しないプロパン量が多くなり
コスト高になる。又、プロパンに対する酸素の比率が
4.8を超えると反応しない酸素量が多くなり溶射被膜
に酸化物が生成し被膜の劣化が生じる。
For example, when using a mixed gas of oxygen / propane as the combustion gas, the gas conditions during thermal spraying include:
Oxygen gas pressure 9-13Bar, flow rate 150-400L
Propane gas pressure 5-8B to PM (liter / min)
ar, flow rate of 50 to 120 LPM, compressed air of pressure 5 to
7 Bar, flow rate 250-700 LPM. Further, the flow ratio of propane gas to oxygen gas is set so that the combustion efficiency becomes optimal propane: oxygen = 1: 3.8 to 4.8 (when converted to a standard state). If the ratio of oxygen to propane is less than 3.8, the amount of unreacted propane increases and the cost increases. On the other hand, if the ratio of oxygen to propane exceeds 4.8, the amount of unreacted oxygen increases, and an oxide is formed on the sprayed coating, resulting in deterioration of the coating.

【0027】燃焼ガスとして酸素/プロピレンの混合ガ
スを使用した場合の溶射中のガス条件としては、酸素ガ
スを圧力9〜13Bar、流量150〜380LPM
に、プロピレンガスを圧力5〜8Bar、流量40〜1
30LPMに、圧縮空気を圧力5〜7Bar、流量25
0〜700LPMにする。又、プロピレンガスと酸素ガ
スの流量比は、燃焼効率が最適なプロピレン:酸素=
1:3.5〜4.5(標準状態に換算した場合)になる
ようにする。このプロピレンに対する酸素の比率が3.
5未満では反応しないプロピレン量が多くなりコスト高
になる。又、プロピレンに対する酸素の比率が4.8を
超えると反応しない酸素量が多くなり溶射被膜に酸化物
が生成し被膜の劣化が生じる。
When using a mixed gas of oxygen / propylene as the combustion gas, the gas conditions during thermal spraying are as follows: oxygen gas at a pressure of 9 to 13 Bar and a flow rate of 150 to 380 LPM.
At a pressure of 5 to 8 Bar and a flow rate of 40 to 1
30 LPM, compressed air pressure 5-7 Bar, flow rate 25
0-700 LPM. The flow rate ratio of propylene gas to oxygen gas is determined by the optimum combustion efficiency of propylene: oxygen =
1: 3.5 to 4.5 (when converted to the standard state). The ratio of oxygen to propylene is 3.
If it is less than 5, the amount of unreacted propylene increases and the cost increases. On the other hand, if the ratio of oxygen to propylene exceeds 4.8, the amount of unreacted oxygen increases, and an oxide is formed on the sprayed coating, resulting in deterioration of the coating.

【0028】燃焼ガスとして酸素/水素の混合ガスを使
用した場合の溶射中のガス条件としては酸素ガスを圧力
9〜13Bar、流量150〜400LPMに、水素ガ
スを圧力8〜12Bar、流量500〜900LPM
に、圧縮空気を圧力5〜7Bar、流量250〜700
LPMにする。又、酸素ガスと水素ガスの流量比は、燃
焼効率が最適な酸素:水素=1:2.0〜2.6(標準
状態に換算した場合)になるようにする。この酸素に対
する水素の比率が2.0未満では反応しない酸素量が多
くなり溶射被膜に酸化物が生成し被膜の劣化が生じ、
又、この酸素に対する水素の比率が2.6を超えると反
応しない水素量が多くなりコスト高になる。
When using a mixed gas of oxygen / hydrogen as the combustion gas, the gas conditions during thermal spraying are as follows: oxygen gas at a pressure of 9 to 13 Bar, flow rate of 150 to 400 LPM, hydrogen gas at a pressure of 8 to 12 Bar, flow rate of 500 to 900 LPM.
And compressed air at a pressure of 5 to 7 Bar and a flow rate of 250 to 700.
Change to LPM. The flow rate ratio between oxygen gas and hydrogen gas is set so that the combustion efficiency is optimal: oxygen: hydrogen = 1: 2.0 to 2.6 (when converted to a standard state). If the ratio of hydrogen to oxygen is less than 2.0, the amount of unreacted oxygen increases, and oxides are generated in the thermal sprayed coating to cause deterioration of the coating,
If the ratio of hydrogen to oxygen exceeds 2.6, the amount of unreacted hydrogen increases and the cost increases.

【0029】本発明にて、溶射時の溶射距離(溶射ガン
1と被溶射基材100との距離)は170〜350mm
にする。この理由は、170mm未満では粉末が加速、
加熱されず、又、350mmを超えると、一旦加速、加
熱された粉末の温度及び速度が低下し、基材と粉末粒
子、及び粒子間の密着強さが下がり好ましくないからで
ある。
In the present invention, the spraying distance during spraying (the distance between the spray gun 1 and the substrate to be sprayed 100) is 170 to 350 mm.
To The reason is that the powder accelerates below 170 mm,
If the powder is not heated and exceeds 350 mm, the temperature and speed of the powder once accelerated and heated are reduced, and the adhesion strength between the substrate and the powder particles and between the particles is decreased, which is not preferable.

【0030】なお、被溶射基材100の表面は、密着表
面を拡大し、溶射被膜102との密着強さを高く維持す
るために、被膜形成する前に、溶射すべき基材表面の一
部或は全部のスケールを取り除き、予め洗浄化し、粗面
化処理を行うことが必要である。粗面化処理は、グリッ
トブラスト処理にて行うのが好適であり、SiC、アル
ミナなどのグリットを0.5MPa程度の圧力で被溶射
基材表面に吹き付けて行なう。粗面化処理後の基材の表
面は、表面粗度μRz=10〜60の凹凸を形成するの
が好ましい。この凹凸により溶射被膜と基材との接触面
積が増しアンカーリング効果、即ち、機械的結合が強化
される。ここで、表面粗度が10μRz未満であるとア
ンカーリング効果が不十分であるため密着強度が低下
し、一方、表面粗度が60μRzを超えると被膜の表面
粗度が粗くなり後の仕上げ工数が多くなり効果的でな
い。
The surface of the base material 100 to be sprayed must be a part of the surface of the base material to be sprayed before forming the coating, in order to enlarge the adhesion surface and maintain a high adhesion strength with the spray coating 102. Alternatively, it is necessary to remove all scales, perform cleaning beforehand, and perform a roughening treatment. The surface roughening treatment is preferably performed by grit blasting, in which grit such as SiC or alumina is sprayed onto the surface of the substrate to be sprayed at a pressure of about 0.5 MPa. The surface of the substrate after the surface roughening treatment preferably has irregularities with a surface roughness μRz = 10 to 60. These irregularities increase the contact area between the thermal spray coating and the substrate, and enhance the anchoring effect, that is, the mechanical coupling. Here, when the surface roughness is less than 10 μRz, the anchoring effect is insufficient, so that the adhesion strength is reduced. On the other hand, when the surface roughness is more than 60 μRz, the surface roughness of the coating becomes rough, and the finishing man-hour after the coating is reduced. More and less effective.

【0031】このようなブラスト処理をした後、被溶射
基材を50〜150℃に加熱した後に溶射することが好
ましい。温度を50℃以上に上げるのは結露の発生を抑
えたり、密着力を増すために必要である。又、基材を1
50℃以下にするのは基材の熱変形や基材の強度劣化を
防ぐために必要である。被膜の厚みは耐摩耗性効果を得
るためには0.02mm以上に、また溶射中の剥離や摺
動中の熱応力による剥離を防ぐために0.5mm以下に
することが好ましい。又、溶射後の被膜表面粗度は、R
a=0.4〜6.0Sに仕上げ加工するのが好ましい。
Raが6.0Sを超えると耐焼付性を損ない、0.4S
未満ではコスト高になる。
After such a blast treatment, it is preferable that the substrate to be sprayed is heated to 50 to 150 ° C. and then sprayed. Raising the temperature to 50 ° C. or higher is necessary to suppress the occurrence of dew condensation and increase the adhesion. Also, if the base material is 1
The temperature of 50 ° C. or lower is necessary in order to prevent thermal deformation of the base material and deterioration of the strength of the base material. The thickness of the coating is preferably 0.02 mm or more in order to obtain a wear resistance effect, and 0.5 mm or less in order to prevent peeling during thermal spraying or thermal stress during sliding. The surface roughness of the coating after thermal spraying is R
It is preferable to finish-process to a = 0.4 to 6.0S.
If Ra exceeds 6.0 S, the seizure resistance is impaired, and 0.4 S
If it is less, the cost is high.

【0032】次に、本発明を実施例について更に詳しく
説明する。
Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples.

【0033】実施例1 溶射原料粉末としては、下記表1に示す組成とされるC
u基鉛青銅合金粉末70体積%と、下記表1に示す組成
とされるCu基アルミニウム青銅合金粉末30体積%と
からなる混合粉末を調製して使用した。
Example 1 As a material for thermal spraying, C having the composition shown in Table 1 below was used.
A mixed powder consisting of 70% by volume of u-based lead bronze alloy powder and 30% by volume of Cu-based aluminum bronze alloy powder having the composition shown in Table 1 below was prepared and used.

【0034】被溶射基材としては、外径100mm×内
径50mm×厚さ6mmのエアーコンプレッサーポンプ
用斜板を使用した。斜板の材質はSS41であった。
As the substrate to be sprayed, a swash plate for an air compressor pump having an outer diameter of 100 mm, an inner diameter of 50 mm and a thickness of 6 mm was used. The material of the swash plate was SS41.

【0035】先ず、前処理として、この斜板表面に、ア
ルミナグリット(粒度#20)を圧力0.5MPaで吹
き付け、グリットブラスト処理を行なった。この前処理
にて、斜板の表面粗度はμRz=45〜50となった。
First, as a pretreatment, grit blasting was performed by spraying alumina grit (particle size # 20) on the surface of the swash plate at a pressure of 0.5 MPa. By this pretreatment, the surface roughness of the swash plate was μRz = 45 to 50.

【0036】次いで、図1に示す溶射ガン1を使用し
て、予熱処理を行なった。このとき、溶射ガン1は、下
記に示す溶射条件にて、但し、溶射原料粉末を供給しな
いで、溶射距離を300mmに保ち、フレームのみを噴
射するように作動させ、斜板を150℃に加熱して、斜
板表面の湿気、水、水蒸気を除去した。
Next, a pre-heat treatment was performed using the thermal spray gun 1 shown in FIG. At this time, the spraying gun 1 was operated under the following spraying conditions, but without supplying the spraying raw material powder, maintaining the spraying distance at 300 mm, injecting only the frame, and heating the swash plate to 150 ° C. Then, moisture, water and water vapor on the surface of the swash plate were removed.

【0037】次いで、溶射ガン1を使用して、下記溶射
施工条件にて斜板に被膜を形成した。
Next, a coating was formed on the swash plate using the thermal spray gun 1 under the following thermal spraying conditions.

【0038】(溶射施工条件) ・燃焼ガス 酸素 :圧力=11Bar、流量=310SLM プロパンガス:圧力= 7Bar、流量= 60SLM 空気 :圧力= 6Bar、流量=360SLM ここで、「SLM」は、標準状態に換算したガス流量
(リットル/分(LPM))を意味する。 ・フレーム温度 2650℃ ・フレーム速度 1350m/秒 ・溶射距離 200mm ・溶射原料粉末供給量 70g/分
(Spraying conditions) Combustion gas Oxygen: pressure = 11 Bar, flow rate = 310 SLM Propane gas: pressure = 7 Bar, flow rate = 60 SLM Air: pressure = 6 Bar, flow rate = 360 SLM Here, “SLM” is a standard condition. It means the converted gas flow rate (liter / minute (LPM)). Flame temperature 2650 ° C Flame speed 1350 m / sec Spray distance 200 mm Spray material powder supply 70 g / min

【0039】[0039]

【表1】 [Table 1]

【0040】このようにして得られた斜板表面の溶射被
膜の厚さは、0.25mmであり、この被膜表面は、切
削加工後バフ研磨にて、被膜厚さ0.12mmで、且つ
表面粗度Ra=0.8〜1.0Sに仕上げた。仕上げ面
には0.01mm径以上の巣は存在しなかった。
The thickness of the sprayed coating on the surface of the swash plate obtained in this way is 0.25 mm, and the surface of this coating has a coating thickness of 0.12 mm by buffing after cutting. Finished with roughness Ra = 0.8-1.0S. No nest with a diameter of 0.01 mm or more was present on the finished surface.

【0041】上述のようにして作製した溶射被膜を有す
る斜板を用い、この斜板表面にSUJ2からなるシュー
を面圧10MPaで押圧し、且つ斜板を周速1m/秒で
回転することにより、単品摩擦摩耗試験を行なった。
又、比較例として従来の表面にSnメッキした斜板(メ
ッキ厚さ0.01mm)を使用し、同じ条件にて単品摩
擦摩耗試験を行なった。その結果、従来品のSnメッキ
のものでは最大摩耗深さが0.01mm以上にまで摩耗
し、下地のSS41が露出して焼付いたのに対し、本発
明にて作製した斜板表面の摩耗量は5μmで、耐摩耗
性、耐焼付性、耐圧強度に優れていることが分かった。
Using a swash plate having a thermal spray coating produced as described above, a shoe made of SUJ2 is pressed against the surface of the swash plate at a surface pressure of 10 MPa, and the swash plate is rotated at a peripheral speed of 1 m / sec. And a single-piece friction and wear test was conducted.
As a comparative example, a single-piece friction wear test was performed under the same conditions using a conventional swash plate (plating thickness: 0.01 mm) with Sn plating on the surface. As a result, in the case of the conventional Sn-plated product, the maximum wear depth was increased to 0.01 mm or more, and SS41 of the base was exposed and seized, whereas the amount of wear on the surface of the swash plate manufactured by the present invention was increased. Was 5 μm, which proved to be excellent in wear resistance, seizure resistance and pressure resistance.

【0042】実施例2、3、比較例1〜5 溶射原料粉末としては、下記表2に示す組成とされるC
u基鉛青銅合金(A)と、下記表2に示す組成とされる
Cu基アルミニウム青銅合金(B)とを表に示す混合割
合にて含む混合粉末を調製して使用した。
Examples 2 and 3 and Comparative Examples 1 to 5 As the thermal spraying raw material powder, C having the composition shown in Table 2 below was used.
A mixed powder containing a u-based lead bronze alloy (A) and a Cu-based aluminum bronze alloy (B) having the composition shown in Table 2 below was prepared and used.

【0043】被溶射基材としては、外径120mm×内
径60mm×厚さ5.5mmの寸法を有し、S15Cで
作製したリング状の摩擦摩耗用試験片と、直径30mm
×高さ25mmの寸法を有し、SS41で作製したディ
スク状の耐圧力用試験片とを使用した。
The substrate to be sprayed has dimensions of 120 mm in outer diameter × 60 mm in inner diameter × 5.5 mm in thickness, a ring-shaped friction and wear test piece prepared in S15C, and a 30 mm in diameter.
X A disk-shaped pressure-resistant test piece having a size of 25 mm in height and manufactured by SS41 was used.

【0044】先ず、前処理として、これら試験片の表面
に、アルミナグリット(粒度#30)を圧力0.4MP
aで吹き付け、グリットブラスト処理を行なった。この
前処理にて、各試験片の表面粗度はμRz=25〜35
となった。
First, as a pretreatment, alumina grit (particle size # 30) was applied to the surfaces of these test pieces at a pressure of 0.4 MPa.
a, and grit blasting was performed. In this pretreatment, the surface roughness of each test piece was μRz = 25 to 35.
It became.

【0045】次いで、図1に示す溶射ガン1を使用し
て、予熱処理を行なった。このとき、溶射ガン1は、下
記に示す溶射条件にて、但し、溶射原料粉末を供給しな
いで、溶射距離を300mmに保ち、フレームのみを噴
射するように作動させ、試験片を150℃に加熱して、
各試験片表面の湿気、水、水蒸気を除去した。
Next, a pre-heat treatment was performed using the thermal spray gun 1 shown in FIG. At this time, the spraying gun 1 was operated under the following spraying conditions, but without supplying the spraying raw material powder, maintaining the spraying distance at 300 mm, injecting only the frame, and heating the test piece to 150 ° C. do it,
Moisture, water and water vapor on the surface of each test piece were removed.

【0046】次いで、溶射ガン1を使用して、下記溶射
施工条件にて各試験片に被膜を形成した。
Next, using the thermal spray gun 1, a coating was formed on each test piece under the following thermal spraying conditions.

【0047】 (溶射施工条件) ・燃焼ガス 酸素 :圧力= 12Bar、流量= 310SLM プロピレンガス:圧力=6.5Bar、流量= 75SLM 空気 :圧力= 7Bar、流量= 400SLM ここで、「SLM」は、標準状態に換算したガス流量
(リットル/分(LPM))を意味する。 ・フレーム温度 2700℃ ・フレーム速度 1500m/秒 ・溶射距離 250mm ・溶射原料粉末供給量 80g/分
(Spraying conditions) Combustion gas Oxygen: pressure = 12 Bar, flow rate = 310 SLM Propylene gas: pressure = 6.5 Bar, flow rate = 75 SLM Air: pressure = 7 Bar, flow rate = 400 SLM Here, “SLM” is a standard. It means the gas flow rate (liter / minute (LPM)) converted to the state. Flame temperature 2700 ° C Flame speed 1500 m / sec Spray distance 250 mm Spray material powder supply 80 g / min

【0048】[0048]

【表2】 [Table 2]

【0049】このようにして得られた各試験片表面の溶
射被膜の厚さは、リング状の摩擦摩耗用試験片では0.
15mm、ディスク状の耐圧力用試験片では0.5mm
であった。これら各試験片の被膜表面は、その後、切削
加工後バフ研磨にて、被膜厚さ0.10mm(摩擦摩耗
用試験片)、0.45mm(耐圧力用試験片)とし、且
つ各試験片の表面粗度はRa=0.6〜0.8Sに仕上
げた。
The thickness of the thermal spray coating on the surface of each of the test pieces obtained in this manner is set to 0. 0 for the ring-shaped test piece for friction and wear.
15 mm, 0.5 mm for a disk-shaped test piece for pressure resistance
Met. The coating surface of each of these test pieces was then subjected to buffing after cutting to give a coating thickness of 0.10 mm (a test piece for friction and wear) and 0.45 mm (a test piece for pressure resistance). The surface roughness was finished to Ra = 0.6 to 0.8S.

【0050】上述のようにして作製した溶射被膜を有す
るディスク状の耐圧力用試験片を用い、万能試験機にて
圧縮しその溶射被膜と基材とが剪断剥離する耐圧力を測
定した。比較例として、表面にSnメッキした同じ形状
寸法、材料(SS41)で作製したディスク(メッキ厚
さ0.01mm)を使用した。その結果を図2に示す。
Using a disk-shaped pressure-resistant test piece having a spray-coated film prepared as described above, compression was performed by a universal testing machine, and the pressure-resistant pressure at which the spray-coated film and the base material were sheared off was measured. As a comparative example, a disk (plating thickness 0.01 mm) made of the same shape and size and material (SS41) with Sn plating on the surface was used. The result is shown in FIG.

【0051】同様に、上述のようにして作製した溶射被
膜を有するリング状の摩擦摩耗用試験片を用い、この試
験片表面にSUJ2からなるブロックを面圧220MP
aで押圧し、且つ試験片を周速20m/秒で回転するこ
とにより、被膜の摩耗量と、相手材料(ブロック)の摩
耗量即ち相手攻撃性とを測定した。又、比較例として、
表面にSnメッキした同じ形状寸法、材料(SS41)
で作製したディスク(メッキ厚さ0.01mm)を使用
した。その結果を図3に示す。
Similarly, a ring-shaped friction / wear test piece having a sprayed coating prepared as described above was used, and a block made of SUJ2 was applied to the surface of the test piece at a surface pressure of 220 MPa.
By pressing with a, and rotating the test piece at a peripheral speed of 20 m / sec, the wear amount of the coating and the wear amount of the mating material (block), that is, the mating aggressiveness were measured. Also, as a comparative example,
Same shape dimensions and material with Sn plating on the surface (SS41)
The disk (plating thickness: 0.01 mm) prepared in the above was used. The result is shown in FIG.

【0052】更に、SUJ2からなるシューを面圧22
0MPaで押圧し、且つ試験片を周速20m/秒で回転
して、焼付くまでの荷重を測定した。比較例としては、
表面にSnメッキした同じ形状寸法、材料(SS41)
で作製したディスク(メッキ厚さ0.01mm)を使用
した。その結果を図4に示す。
Further, the shoe made of SUJ2 is applied with a surface pressure of 22.
The test piece was pressed at 0 MPa and the test piece was rotated at a peripheral speed of 20 m / sec, and the load until seizure was measured. As a comparative example,
Same shape dimensions and material with Sn plating on the surface (SS41)
The disk (plating thickness: 0.01 mm) prepared in the above was used. FIG. 4 shows the results.

【0053】図2〜図4に示す結果から、耐圧力、耐摩
耗性、耐焼付性の点で総合評価をすれば、本発明に従っ
て作製した実施例2、3に示す溶射被膜を有するもの
が、比較例1〜5及び従来品に比べて優れていることが
分かった。
From the results shown in FIGS. 2 to 4, a comprehensive evaluation is made in terms of pressure resistance, abrasion resistance, and seizure resistance. It was found to be superior to Comparative Examples 1 to 5 and the conventional product.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の高速フレ
ーム溶射方法は、溶射原料粉末として、Cu=77〜8
9重量%、Sn=4〜11重量%、Pb=4〜11重量
%及び残部不純物からなるCu基鉛青銅合金粉末98〜
70体積%と、Cu=81〜91重量%、Al=8〜1
2重量%、Fe=1〜6重量%及び残部不純物からなる
Cu基アルミニウム青銅合金粉末2〜30体積%とを含
んだ混合粉末を使用する構成とされるので、 (1)高速回転、高負荷、無潤滑条件において、耐摩耗
性、耐焼付性及び耐圧強度を有する被膜を、高速度で且
つ容易に被溶射基材表面に溶射することができる。 (2)被膜を機械加工する時に被膜の脱落がなく、巣の
ない健全な加工仕上げが可能な、密着性の良い良好な被
膜を作製することができる。 (3)特に、アルミニウム合金、鋳鉄又は鉄鋼系合金に
て作製されたエアーコンプレッサーポンプ用斜板の一部
或は全部の表面に潤滑性、耐摩耗性に優れた被膜を形成
することができる。 といった多くの効果を達成し得る。
As described above, according to the high-speed flame spraying method of the present invention, Cu = 77 to 8
9% by weight, Sn = 4 to 11% by weight, Pb = 4 to 11% by weight and the balance of Cu-based lead bronze alloy powder 98 to 98%
70% by volume, Cu = 81 to 91% by weight, Al = 8 to 1
(1) High-speed rotation and high load, since a mixed powder containing 2% by weight, Fe = 1 to 6% by weight and 2 to 30% by volume of a Cu-based aluminum bronze alloy powder composed of the balance of impurities is used. In a non-lubricated condition, a coating having abrasion resistance, seizure resistance and pressure resistance can be sprayed on the surface of the substrate to be sprayed at high speed and easily. (2) It is possible to produce a good coating with good adhesion, which does not fall off when the coating is machined and can be processed without burrs. (3) In particular, a coating excellent in lubricity and abrasion resistance can be formed on a part or the entire surface of a swash plate for an air compressor pump made of an aluminum alloy, cast iron, or a steel alloy. Many effects can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の高速フレーム溶射方法を実施するため
の溶射ガンの概略構成を示す図である。
FIG. 1 is a view showing a schematic configuration of a thermal spray gun for performing a high-speed flame spraying method of the present invention.

【図2】本発明の高速フレーム溶射方法にて得られる溶
射被膜と、比較例と、従来品とにおける耐圧力を示す図
である。
FIG. 2 is a view showing the pressure resistance of a sprayed coating obtained by the high-speed flame spraying method of the present invention, a comparative example, and a conventional product.

【図3】本発明の高速フレーム溶射方法にて得られる溶
射被膜と、比較例と、従来品とにおける耐摩耗性を示す
図である。
FIG. 3 is a view showing wear resistance of a thermal sprayed coating obtained by the high-speed flame spraying method of the present invention, a comparative example, and a conventional product.

【図4】本発明の高速フレーム溶射方法にて得られる溶
射被膜と、比較例と、従来品とにおける焼付け荷重を示
す図である。
FIG. 4 is a view showing a baking load of a thermal sprayed coating obtained by the high-speed flame spraying method of the present invention, a comparative example, and a conventional product.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 溶射ガン 2 粉末投入ポート 3 ノズルインサート 4 シェル 5 エアキャップ 6 エアキャップボディ 7、9 圧縮空気通路 8 燃焼ガス通路 100 被溶射基材 102 溶射被膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Thermal spray gun 2 Powder input port 3 Nozzle insert 4 Shell 5 Air cap 6 Air cap body 7, 9 Compressed air passage 8 Combustion gas passage 100 Substrate to be sprayed 102 Thermal spray coating

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋本 裕之 東京都千代田区二番町11番19号 スルザー メテコジャパン株式会社内 (72)発明者 堀田 敏夫 東京都千代田区二番町11番19号 スルザー メテコジャパン株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Hiroyuki Hashimoto 11-19 Nibancho, Chiyoda-ku, Tokyo Sulzer Inside Metco Japan Co., Ltd. (72) Inventor Toshio Hotta 11-19 Nibancho, Chiyoda-ku, Tokyo Sulzer Meteco Japan Co., Ltd.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 燃焼ガスを用いて高速フレームを発生
し、この高速フレームを用いて被溶射基材表面に溶射原
料粉末を溶射して、被溶射基材表面に被膜を形成する溶
射方法において、前記溶射原料粉末として、Cu=77
〜89重量%、Sn=4〜11重量%、Pb=4〜11
重量%及び残部不純物からなるCu基鉛青銅合金粉末9
8〜70体積%と、Cu=81〜91重量%、Al=8
〜12重量%、Fe=1〜6重量%及び残部不純物から
なるCu基アルミニウム青銅合金粉末2〜30体積%と
を含んだ混合粉末を使用することを特徴とする高速フレ
ーム溶射方法。
1. A thermal spraying method for generating a high-speed flame using a combustion gas, spraying a thermal spray raw material powder on the surface of the substrate to be sprayed using the high-speed flame, and forming a coating on the surface of the substrate to be sprayed, Cu = 77 as the thermal spraying raw material powder
-89% by weight, Sn = 4-11% by weight, Pb = 4-11
Cu-based lead bronze alloy powder 9 consisting of wt% and the balance of impurities
8 to 70% by volume, Cu = 81 to 91% by weight, Al = 8
A high-speed flame spraying method, comprising using a mixed powder containing -12% by weight, Fe = 1-6% by weight, and 2-30% by volume of a Cu-based aluminum bronze alloy powder comprising the balance of impurities.
【請求項2】 前記Cu基鉛青銅合金粉末及び前記Cu
基アルミニウム青銅合金粉末の粒径は、10〜60μm
である請求項1の高速フレーム溶射方法。
2. The Cu-based lead bronze alloy powder and the Cu
The particle size of the base aluminum bronze alloy powder is 10 to 60 μm
2. The high-speed flame spraying method according to claim 1, wherein
【請求項3】 前記被溶射基材は、その表面を粗度がμ
Rz=10〜60となるようにグリットブラスト処理を
行ない、次いで50〜150℃まで加熱した後、溶射を
行ない、前記被溶射基材表面に厚み0.02〜0.5m
mの被膜を形成する請求項1又は2の高速フレーム溶射
方法。
3. The substrate to be sprayed has a surface having a roughness of μ.
Perform grit blasting so that Rz = 10 to 60, then heat to 50 to 150 ° C., perform thermal spraying, and apply a thickness of 0.02 to 0.5 m on the surface of the substrate to be sprayed.
The high-speed flame spraying method according to claim 1 or 2, wherein a coating of m is formed.
【請求項4】 前記燃焼ガスとして、酸素/プロパン、
酸素/プロピレン、酸素/天然ガス、酸素/エチレン、
酸素/灯油又は酸素/水素のいずれかの混合ガスを用い
てフレーム速度が1000〜2500m/秒、フレーム
温度が2200〜3000℃の高速フレームを発生さ
せ、溶射距離は170〜350mmに保持して溶射を行
なう請求項1、2又は3の高速フレーム溶射方法。
4. The combustion gas includes oxygen / propane,
Oxygen / propylene, oxygen / natural gas, oxygen / ethylene,
Using a mixed gas of either oxygen / kerosene or oxygen / hydrogen, a high-speed flame with a flame speed of 1000 to 2500 m / sec and a flame temperature of 2200 to 3000 ° C. is generated. 4. The high-speed flame spraying method according to claim 1, 2 or 3, wherein:
【請求項5】 前記被溶射基材表面に形成された被膜
は、表面粗度Ra=0.4〜6.0Sに仕上げる請求項
1〜4のいずれかの項に記載の高速フレーム溶射方法。
5. The high-speed flame spraying method according to claim 1, wherein the coating formed on the surface of the substrate to be sprayed is finished to have a surface roughness Ra = 0.4 to 6.0S.
【請求項6】 前記被溶射基材は、アルミニウム合金、
鋳鉄又は鉄鋼系合金にて作製されたエアーコンプレッサ
ーポンプ用斜板である請求項1〜5のいずれかの項に記
載の高速フレーム溶射方法。
6. The sprayed substrate is an aluminum alloy,
The high-speed flame spraying method according to any one of claims 1 to 5, which is a swash plate for an air compressor pump made of cast iron or a steel alloy.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4704169A (en) * 1982-09-08 1987-11-03 Hiroshi Kimura Rapidly quenched alloys containing second phase particles dispersed therein
JP2010266020A (en) * 2009-05-15 2010-11-25 Akebono Brake Ind Co Ltd Brake disk rotor

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