JPH11286767A - 耐摩耗コーティング部品及びその製造方法 - Google Patents
耐摩耗コーティング部品及びその製造方法Info
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- JPH11286767A JPH11286767A JP10159165A JP15916598A JPH11286767A JP H11286767 A JPH11286767 A JP H11286767A JP 10159165 A JP10159165 A JP 10159165A JP 15916598 A JP15916598 A JP 15916598A JP H11286767 A JPH11286767 A JP H11286767A
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Classifications
-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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Landscapes
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】厚膜耐摩耗コーティング層を容易に形成し且つ
耐摩耗コーティング層の気孔率を３％以下と極めて少な
くして、優れた耐摩耗特性を有する耐摩耗コーティング
部品を得る。 【解決手段】金属基材である母材１の表面に、自溶性合
金層による被覆層２を１ｍｍ〜１０ｍｍの厚さで且つ気
孔率が１５％以下に緻密にコーティングし、該被覆層２
がコーティングされた母材１を真空炉中で自溶性合金の
融点温度以下に加熱保持による拡散密着熱処理する。
耐摩耗コーティング層の気孔率を３％以下と極めて少な
くして、優れた耐摩耗特性を有する耐摩耗コーティング
部品を得る。 【解決手段】金属基材である母材１の表面に、自溶性合
金層による被覆層２を１ｍｍ〜１０ｍｍの厚さで且つ気
孔率が１５％以下に緻密にコーティングし、該被覆層２
がコーティングされた母材１を真空炉中で自溶性合金の
融点温度以下に加熱保持による拡散密着熱処理する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属基材の表面に
耐摩耗コーティング層を有する耐摩耗コーティング部品
及びその製造方法に関するものである。
耐摩耗コーティング層を有する耐摩耗コーティング部品
及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】従来、原子力プラント用バルブの弁体及び
弁座シートリングの耐摩耗コーティングは、コバルト
（Ｃｏ）基合金であるステライトＮｏ．６を用いていた
が、近時はＣｏによる被爆低減の観点からコバルトフリ
ーのＮｉ基自溶性合金の適用を検討している。この自溶
性合金の耐摩耗コーティングは、酸素やアセチレン等を
用いたガス溶射法で、１．５ｍｍ以下の厚さに皮膜を形
成した後に、ガスバーナーで加熱して再溶解する溶着処
理を行なうようにしている。
弁座シートリングの耐摩耗コーティングは、コバルト
（Ｃｏ）基合金であるステライトＮｏ．６を用いていた
が、近時はＣｏによる被爆低減の観点からコバルトフリ
ーのＮｉ基自溶性合金の適用を検討している。この自溶
性合金の耐摩耗コーティングは、酸素やアセチレン等を
用いたガス溶射法で、１．５ｍｍ以下の厚さに皮膜を形
成した後に、ガスバーナーで加熱して再溶解する溶着処
理を行なうようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、金属基
材に自溶性合金をガス溶射法で形成する際には、金属基
材の温度管理が非常に重要であり、金属基材の温度が低
いと自溶性合金の密着力が小さく、１ｍｍ以上の厚膜を
形成しようとすると剥離し易くなる。また、逆に金属基
材の温度が高すぎると、金属基材や自溶性合金の酸化等
によって剥離し易いという不具合がある。さらに、ガス
バーナーでの加熱による溶着処理でも、自溶性合金皮膜
が１ｍｍ以上の厚膜になると、自溶性合金の気孔が抜け
難くなり、大きな気孔が欠陥として残り、十分な溶着処
理ができず、耐摩耗特性が劣化するとともに、例えばそ
の部品がバルブであればシールド性が悪くなり、水漏れ
の原因にもなるという不具合がある。
材に自溶性合金をガス溶射法で形成する際には、金属基
材の温度管理が非常に重要であり、金属基材の温度が低
いと自溶性合金の密着力が小さく、１ｍｍ以上の厚膜を
形成しようとすると剥離し易くなる。また、逆に金属基
材の温度が高すぎると、金属基材や自溶性合金の酸化等
によって剥離し易いという不具合がある。さらに、ガス
バーナーでの加熱による溶着処理でも、自溶性合金皮膜
が１ｍｍ以上の厚膜になると、自溶性合金の気孔が抜け
難くなり、大きな気孔が欠陥として残り、十分な溶着処
理ができず、耐摩耗特性が劣化するとともに、例えばそ
の部品がバルブであればシールド性が悪くなり、水漏れ
の原因にもなるという不具合がある。
【０００４】本発明は上記のような実情に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、合金のコーティン
グ層を１ｍｍ〜１０ｍｍと厚膜に形成しながらも同層の
気孔率を３％以下と極めて少なくすることが可能な優れ
た摩耗特性を有する耐摩耗コーティング部品及びその製
造方法を提供することにある。
たもので、その目的とするところは、合金のコーティン
グ層を１ｍｍ〜１０ｍｍと厚膜に形成しながらも同層の
気孔率を３％以下と極めて少なくすることが可能な優れ
た摩耗特性を有する耐摩耗コーティング部品及びその製
造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
金属基材の表面に耐摩耗特性を有する合金の粉末を溶射
して１ｍｍ乃至１０ｍｍの厚さで且つ気孔率が１５％以
下にコーティングするコーティング工程と、上記耐摩耗
特性を有する合金がコーティングされた金属基材に対
し、真空炉中で上記合金の融点温度以下で加熱による拡
散密着熱処理を行なう拡散密着熱処理工程とを有するこ
とを特徴とする。
金属基材の表面に耐摩耗特性を有する合金の粉末を溶射
して１ｍｍ乃至１０ｍｍの厚さで且つ気孔率が１５％以
下にコーティングするコーティング工程と、上記耐摩耗
特性を有する合金がコーティングされた金属基材に対
し、真空炉中で上記合金の融点温度以下で加熱による拡
散密着熱処理を行なう拡散密着熱処理工程とを有するこ
とを特徴とする。
【０００６】このような方法とすれば、耐摩耗特性を有
する合金の層の厚さが１ｍｍ以下では耐摩耗コーティン
グの効果が小さく、厚さが１０ｍｍ以上になるとコーテ
ィング中に剥離し易くなると共に溶着処理での気孔の抜
けが悪くなることから、上記合金の層を１ｍｍ〜１０ｍ
ｍの厚さで且つ気孔率が１５％以下に緻密にコーティン
グした後に、真空炉中で上記合金の融点以下に加熱して
拡散密着熱処理を行なうことにより、耐摩耗コーティン
グの効果を十分に得ることができると共に、コーティン
グ中の剥離を生じ難くすることができる。
する合金の層の厚さが１ｍｍ以下では耐摩耗コーティン
グの効果が小さく、厚さが１０ｍｍ以上になるとコーテ
ィング中に剥離し易くなると共に溶着処理での気孔の抜
けが悪くなることから、上記合金の層を１ｍｍ〜１０ｍ
ｍの厚さで且つ気孔率が１５％以下に緻密にコーティン
グした後に、真空炉中で上記合金の融点以下に加熱して
拡散密着熱処理を行なうことにより、耐摩耗コーティン
グの効果を十分に得ることができると共に、コーティン
グ中の剥離を生じ難くすることができる。
【０００７】請求項２記載の発明は、上記請求項１記載
の発明において、上記耐摩耗特性を有する合金として自
溶性合金を使用することを特徴とする。このような方法
とすれば、上記請求項１記載の発明の作用に加えて、耐
摩耗特性を有する合金として自溶性合金を用いること
で、特に緻密で剥離し難いコーティングを施すことがで
きる。
の発明において、上記耐摩耗特性を有する合金として自
溶性合金を使用することを特徴とする。このような方法
とすれば、上記請求項１記載の発明の作用に加えて、耐
摩耗特性を有する合金として自溶性合金を用いること
で、特に緻密で剥離し難いコーティングを施すことがで
きる。
【０００８】請求項３記載の発明は、上記請求項２記載
の発明において、上記自溶性合金は、球形状の粉末でそ
の粒子径が１０μｍ乃至１５０μｍのものを使用するこ
とを特徴とする。
の発明において、上記自溶性合金は、球形状の粉末でそ
の粒子径が１０μｍ乃至１５０μｍのものを使用するこ
とを特徴とする。
【０００９】このような方法とすれば、上記請求項２記
載の発明の作用に加えて、その粉末の形状から溶射時の
空気抵抗が小さいために高速度、高衝撃での施行により
緻密な層を得ることができる一方、粒子径を１０μｍ以
上としたことで溶射フレームで加速し易くさらに高速
度、高衝撃での施行を実現し、且つ同粒子径を１５０μ
ｍ以下としたことで溶融し易く溶射効率を高いものとす
ることができる。
載の発明の作用に加えて、その粉末の形状から溶射時の
空気抵抗が小さいために高速度、高衝撃での施行により
緻密な層を得ることができる一方、粒子径を１０μｍ以
上としたことで溶射フレームで加速し易くさらに高速
度、高衝撃での施行を実現し、且つ同粒子径を１５０μ
ｍ以下としたことで溶融し易く溶射効率を高いものとす
ることができる。
【００１０】請求項４記載の発明は、上記請求項１記載
の発明において、上記コーティング工程は、金属基材の
表面に上記合金の粉末を高速フレーム溶射法または超高
速フレーム溶射法を用いて３５０ｍ／秒〜１５００ｍ／
秒で溶射し、上記拡散密着熱処理工程は、上記合金の気
孔率を３％以下に形成することを特徴とする。
の発明において、上記コーティング工程は、金属基材の
表面に上記合金の粉末を高速フレーム溶射法または超高
速フレーム溶射法を用いて３５０ｍ／秒〜１５００ｍ／
秒で溶射し、上記拡散密着熱処理工程は、上記合金の気
孔率を３％以下に形成することを特徴とする。
【００１１】このような方法とすれば、上記請求項１記
載の発明の作用に加えて、耐摩耗コーティング層に気孔
等の欠陥の少ない耐摩耗部品を得ることができる。請求
項５記載の発明は、上記請求項１乃至４いずれか記載の
発明において、上記拡散密着熱処理工程は、上記合金が
コーティングされた金属基材を、真空炉中で該合金の融
点温度以下である摂氏８００度乃至１０５０度で３０分
乃至１０時間加熱保持することを特徴とする。
載の発明の作用に加えて、耐摩耗コーティング層に気孔
等の欠陥の少ない耐摩耗部品を得ることができる。請求
項５記載の発明は、上記請求項１乃至４いずれか記載の
発明において、上記拡散密着熱処理工程は、上記合金が
コーティングされた金属基材を、真空炉中で該合金の融
点温度以下である摂氏８００度乃至１０５０度で３０分
乃至１０時間加熱保持することを特徴とする。
【００１２】このような方法とすれば、上記請求項１乃
至４いずれか記載の発明の作用に加えて、摂氏８００度
以下、または３０分以下の加熱保持では拡散密着熱処理
が不十分で上記合金の層に気孔等の欠陥が多く残り、ま
た摂氏１０５０度以上または１０時間以上の加熱保持で
は金属基材と上記合金の層との界面に開口部等の欠陥が
できることから、拡散密着熱処理で耐摩耗特性を有する
合金がコーティングされた金属基材を真空炉中で摂氏８
００度〜１０５０度で３０分〜１０時間加熱保持するこ
とにより、拡散密着熱処理を十分に行なって上記合金の
層に気孔等の欠陥が残るのを少なくすることができると
共に、金属基材と上記合金の層との界面に開口部等の欠
陥が生じないようにすることができる。
至４いずれか記載の発明の作用に加えて、摂氏８００度
以下、または３０分以下の加熱保持では拡散密着熱処理
が不十分で上記合金の層に気孔等の欠陥が多く残り、ま
た摂氏１０５０度以上または１０時間以上の加熱保持で
は金属基材と上記合金の層との界面に開口部等の欠陥が
できることから、拡散密着熱処理で耐摩耗特性を有する
合金がコーティングされた金属基材を真空炉中で摂氏８
００度〜１０５０度で３０分〜１０時間加熱保持するこ
とにより、拡散密着熱処理を十分に行なって上記合金の
層に気孔等の欠陥が残るのを少なくすることができると
共に、金属基材と上記合金の層との界面に開口部等の欠
陥が生じないようにすることができる。
【００１３】請求項６記載の発明は、上記請求項１乃至
４いずれか記載の発明において、上記拡散密着熱処理工
程は、上記合金の硬さをロックウェル硬度４０乃至６５
とすることを特徴とする。
４いずれか記載の発明において、上記拡散密着熱処理工
程は、上記合金の硬さをロックウェル硬度４０乃至６５
とすることを特徴とする。
【００１４】このような方法とすれば、上記請求項１乃
至４いずれか記載の発明の作用に加えて、拡散密着熱処
理で自溶性合金層の硬さをロックウェル硬度４０〜６５
とすることにより、上記合金の層にＣｒＢ等の硬い化合
物を析出させて耐摩耗特性に必要な硬さを得ることがで
きる。
至４いずれか記載の発明の作用に加えて、拡散密着熱処
理で自溶性合金層の硬さをロックウェル硬度４０〜６５
とすることにより、上記合金の層にＣｒＢ等の硬い化合
物を析出させて耐摩耗特性に必要な硬さを得ることがで
きる。
【００１５】請求項７記載の発明は、上記請求項１乃至
４いずれか記載の発明において、上記拡散密着熱処理工
程は、金属基材と上記合金との界面に２μｍ乃至２００
μｍの厚さ拡散層を形成することを特徴とする。
４いずれか記載の発明において、上記拡散密着熱処理工
程は、金属基材と上記合金との界面に２μｍ乃至２００
μｍの厚さ拡散層を形成することを特徴とする。
【００１６】このような方法とすれば、上記請求項１乃
至４いずれか記載の発明の作用に加えて、拡散層が２μ
ｍ以下の厚さでは金属基材と上記合金の層との密着力が
小さく、また２００μｍ以上の厚さでは拡散層に開口部
等の欠陥ができることから、拡散密着熱処理で金属基材
と上記合金の層との界面に拡散層を２μｍ〜２００μｍ
の厚さに形成することにより、金属基材と上記合金の層
との密着力を大きくすることができると共に、拡散層に
開口部等の欠陥が生じないようにすることができる。
至４いずれか記載の発明の作用に加えて、拡散層が２μ
ｍ以下の厚さでは金属基材と上記合金の層との密着力が
小さく、また２００μｍ以上の厚さでは拡散層に開口部
等の欠陥ができることから、拡散密着熱処理で金属基材
と上記合金の層との界面に拡散層を２μｍ〜２００μｍ
の厚さに形成することにより、金属基材と上記合金の層
との密着力を大きくすることができると共に、拡散層に
開口部等の欠陥が生じないようにすることができる。
【００１７】請求項８記載の発明は、上記請求項１乃至
４いずれか記載の発明において、上記コーティング工程
で金属基材の表面に上記合金の粉末を溶射する前に、金
属基材の表面のＲａが５μｍ乃至２０μｍ、またはＲｍ
ａｘが３０μｍ乃至１５０μｍの表面粗さにするブラス
ト処理工程を有することを特徴とする。
４いずれか記載の発明において、上記コーティング工程
で金属基材の表面に上記合金の粉末を溶射する前に、金
属基材の表面のＲａが５μｍ乃至２０μｍ、またはＲｍ
ａｘが３０μｍ乃至１５０μｍの表面粗さにするブラス
ト処理工程を有することを特徴とする。
【００１８】このような方法とすれば、上記請求項１乃
至４いずれか記載の発明の作用に加えて、金属基材の表
面粗さがＲａ５μｍ以下またはＲｍａｘ３０μｍ以下で
は粗面化の効果が小さく溶射施工中に剥離し、またＲａ
２０μｍ以上またはＲｍａｘ１５０μｍ以上にブラスト
処理すると金属基材へのダメージが大きくなることか
ら、金属基材の表面をブラスト処理によってＲａが５μ
ｍ〜２０μｍ、またはＲｍａｘが３０μｍ〜１５０μｍ
の表面粗さにすることにより粗面化の効果を大きくして
溶射施工中に剥離しないようにすることができると共
に、金属基材へのダメージを小さくすることができる。
至４いずれか記載の発明の作用に加えて、金属基材の表
面粗さがＲａ５μｍ以下またはＲｍａｘ３０μｍ以下で
は粗面化の効果が小さく溶射施工中に剥離し、またＲａ
２０μｍ以上またはＲｍａｘ１５０μｍ以上にブラスト
処理すると金属基材へのダメージが大きくなることか
ら、金属基材の表面をブラスト処理によってＲａが５μ
ｍ〜２０μｍ、またはＲｍａｘが３０μｍ〜１５０μｍ
の表面粗さにすることにより粗面化の効果を大きくして
溶射施工中に剥離しないようにすることができると共
に、金属基材へのダメージを小さくすることができる。
【００１９】請求項９記載の発明は、上記請求項１乃至
７いずれか記載の発明において、空気または不活性ガス
を吹付けて金属基材の温度を摂氏２００度以下に冷却し
ながら上記コーティング工程で金属基材の表面に上記合
金の粉末を溶射することを特徴とする。
７いずれか記載の発明において、空気または不活性ガス
を吹付けて金属基材の温度を摂氏２００度以下に冷却し
ながら上記コーティング工程で金属基材の表面に上記合
金の粉末を溶射することを特徴とする。
【００２０】このような方法とすれば、上記請求項１乃
至７いずれか記載の発明の作用に加えて、金属基材の温
度が摂氏２００度以上になると金属基材が酸化してコー
ティング層が剥離し易くなり、また金属基材や上記合金
が酸化して良好な耐摩耗コーティングが得られないこと
から、高速フレーム溶射法または超高速フレーム溶射法
を用いて上記合金をコーティング施工する時に金属基材
に空気または不活性ガスを吹き付けて金属基材の温度を
摂氏２００度以下に冷却しながら上記合金を溶射コーテ
ィングすることにより、金属基材が酸化しないようにし
てコーティング層を剥離し難くすると共に、金属基材や
上記合金が酸化しないようにして良好な耐摩耗コーティ
ングを得ることができる。
至７いずれか記載の発明の作用に加えて、金属基材の温
度が摂氏２００度以上になると金属基材が酸化してコー
ティング層が剥離し易くなり、また金属基材や上記合金
が酸化して良好な耐摩耗コーティングが得られないこと
から、高速フレーム溶射法または超高速フレーム溶射法
を用いて上記合金をコーティング施工する時に金属基材
に空気または不活性ガスを吹き付けて金属基材の温度を
摂氏２００度以下に冷却しながら上記合金を溶射コーテ
ィングすることにより、金属基材が酸化しないようにし
てコーティング層を剥離し難くすると共に、金属基材や
上記合金が酸化しないようにして良好な耐摩耗コーティ
ングを得ることができる。
【００２１】請求項１０記載の発明は、上記請求項１乃
至９いずれか記載の発明において、上記コーティング工
程は、金属基材の表面に溶射する耐摩耗特性を有する合
金の粉末として、１０乃至３０重量％Ｃｒ、３乃至６重
量％Ｆｅ、２乃至８重量％Ｓｉ、０．５乃至６重量％
Ｂ、及び残部Ｎｉ基自溶性合金、または１０乃至３０重
量％Ｃｒ、１０乃至３０重量％Ｎｉ、２乃至８重量％Ｓ
ｉ、０．５乃至６重量％Ｂ、及び残部Ｆｅ基自溶性合
金、または１０乃至３０重量％Ｃｒ、１０乃至３０重量
％Ｎｉ、３乃至６重量％Ｆｅ、２乃至８重量％Ｓｉ、
０．５乃至６重量％Ｂ、及び残部Ｃｏ基自溶性合金を使
用することを特徴とする。
至９いずれか記載の発明において、上記コーティング工
程は、金属基材の表面に溶射する耐摩耗特性を有する合
金の粉末として、１０乃至３０重量％Ｃｒ、３乃至６重
量％Ｆｅ、２乃至８重量％Ｓｉ、０．５乃至６重量％
Ｂ、及び残部Ｎｉ基自溶性合金、または１０乃至３０重
量％Ｃｒ、１０乃至３０重量％Ｎｉ、２乃至８重量％Ｓ
ｉ、０．５乃至６重量％Ｂ、及び残部Ｆｅ基自溶性合
金、または１０乃至３０重量％Ｃｒ、１０乃至３０重量
％Ｎｉ、３乃至６重量％Ｆｅ、２乃至８重量％Ｓｉ、
０．５乃至６重量％Ｂ、及び残部Ｃｏ基自溶性合金を使
用することを特徴とする。
【００２２】このような方法とすれば、上記請求項１乃
至９いずれか記載の発明の作用に加えて、拡散密着熱処
理を行なう際に拡散密着による緻密化と共にＢ化合物や
Ｓｉ化合物を析出させて、耐摩耗特性に必要な高い硬さ
を得ることができる。
至９いずれか記載の発明の作用に加えて、拡散密着熱処
理を行なう際に拡散密着による緻密化と共にＢ化合物や
Ｓｉ化合物を析出させて、耐摩耗特性に必要な高い硬さ
を得ることができる。
【００２３】請求項１１記載の発明は、上記請求項１乃
至１０いずれか記載の発明において、原子力プラント用
耐摩耗部品として上記耐摩耗特性を有する合金にＮｉ基
自溶性合金を使用することを特徴とする。
至１０いずれか記載の発明において、原子力プラント用
耐摩耗部品として上記耐摩耗特性を有する合金にＮｉ基
自溶性合金を使用することを特徴とする。
【００２４】このような方法とすれは、上記請求項１乃
至１０いずれか記載の発明の作用に加えて、原子力プラ
ント用の耐摩耗部品にコバルトフリー材料であるＮｉ基
自溶性合金を用いて耐摩耗コーティングを作製すること
で、Ｃｏによる被爆が無くなると共にＮｉ基自溶性合金
が欠陥が無く緻密に形成でき、さらに耐摩耗特性を特に
良好なものとすることができる。
至１０いずれか記載の発明の作用に加えて、原子力プラ
ント用の耐摩耗部品にコバルトフリー材料であるＮｉ基
自溶性合金を用いて耐摩耗コーティングを作製すること
で、Ｃｏによる被爆が無くなると共にＮｉ基自溶性合金
が欠陥が無く緻密に形成でき、さらに耐摩耗特性を特に
良好なものとすることができる。
【００２５】請求項１２記載の発明は、上記請求項１乃
至１０いずれか記載の発明において、原子力プラント用
バルブの弁体及び弁座シートリングとして上記耐摩耗特
性を有する合金にＮｉ基自溶性合金を使用することを特
徴とする。
至１０いずれか記載の発明において、原子力プラント用
バルブの弁体及び弁座シートリングとして上記耐摩耗特
性を有する合金にＮｉ基自溶性合金を使用することを特
徴とする。
【００２６】このような方法とすれば、上記請求項１乃
至１０いずれか記載の発明の作用に加えて、原子力プラ
ント用バルブの弁体、弁座シートリングにコバルトフリ
ー材料であるＮｉ基自溶性合金を用いて耐摩耗コーティ
ングを作製することで、Ｃｏによる被爆が無くなると共
にＮｉ基自溶性合金が欠陥が無く緻密に形成でき、さら
に耐摩耗特性とシールド特性を特に良好なものとしなが
ら、バルブ部での水漏れ等を生じないようにすることが
できる。
至１０いずれか記載の発明の作用に加えて、原子力プラ
ント用バルブの弁体、弁座シートリングにコバルトフリ
ー材料であるＮｉ基自溶性合金を用いて耐摩耗コーティ
ングを作製することで、Ｃｏによる被爆が無くなると共
にＮｉ基自溶性合金が欠陥が無く緻密に形成でき、さら
に耐摩耗特性とシールド特性を特に良好なものとしなが
ら、バルブ部での水漏れ等を生じないようにすることが
できる。
【００２７】請求項１３記載の発明は、上記請求項１乃
至１２いずれか記載の耐摩耗コーティング部品の製造方
法を用いて製造したことを特徴とする。このような構成
とすれば、合金のコーティング層を１ｍｍ〜１０ｍｍと
厚膜に形成しながらも同層の気孔率を３％以下と極めて
少なくすることが可能な優れた摩耗特性を有する耐摩耗
コーティング部品を実現できる。
至１２いずれか記載の耐摩耗コーティング部品の製造方
法を用いて製造したことを特徴とする。このような構成
とすれば、合金のコーティング層を１ｍｍ〜１０ｍｍと
厚膜に形成しながらも同層の気孔率を３％以下と極めて
少なくすることが可能な優れた摩耗特性を有する耐摩耗
コーティング部品を実現できる。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態につ
いて図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態で
は、次のようにして耐摩耗コーティング部品を製造する
ものとする。
いて図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態で
は、次のようにして耐摩耗コーティング部品を製造する
ものとする。
【００２９】図１はその製造工程を示すもので、まず金
属基材に対して打痕や変形の有無等を調べるべく目視の
外観検査を行なう（ステップＳ１）。この目視の外観検
査でなんら問題となる箇所が見当たらなかった場合に
は、次いでコーティングを行なう部位全面を有機溶剤、
例えばエタノール、アセトン等で脱脂、洗浄する（ステ
ップＳ２）。
属基材に対して打痕や変形の有無等を調べるべく目視の
外観検査を行なう（ステップＳ１）。この目視の外観検
査でなんら問題となる箇所が見当たらなかった場合に
は、次いでコーティングを行なう部位全面を有機溶剤、
例えばエタノール、アセトン等で脱脂、洗浄する（ステ
ップＳ２）。
【００３０】その後、例えば約１ｍｍ径のチルド鋼グリ
ットを用いてブラスト処理を実施し、コーティングを行
なう上記金属基材の表面を均一粗面化する（ステップＳ
３）。
ットを用いてブラスト処理を実施し、コーティングを行
なう上記金属基材の表面を均一粗面化する（ステップＳ
３）。
【００３１】このとき、Ｒａが５μｍ〜２０μｍ、より
好ましくは７μｍ〜１５μｍ、またはＲｍａｘが３０μ
ｍ〜１５０μｍ、より好ましくは５０μｍ〜１００μｍ
の表面粗さにすることで、後のコーティングで形成した
層が溶射施工中に剥離しないようにすることができると
共に、金属基材へのダメージを小さくすることができ
る。
好ましくは７μｍ〜１５μｍ、またはＲｍａｘが３０μ
ｍ〜１５０μｍ、より好ましくは５０μｍ〜１００μｍ
の表面粗さにすることで、後のコーティングで形成した
層が溶射施工中に剥離しないようにすることができると
共に、金属基材へのダメージを小さくすることができ
る。
【００３２】こうして前処理を終えた時点で、実際のコ
ーティング工程として、金属基材の表面に耐摩耗特性を
有する合金、例えば自溶性合金の粉末を溶射し、１ｍｍ
〜１０ｍｍ、より好ましくは２ｍｍ〜５ｍｍの厚さで且
つ気孔率が１５％以下、より好ましくは５％以下となる
ように緻密にコーティングする（ステップＳ４）。
ーティング工程として、金属基材の表面に耐摩耗特性を
有する合金、例えば自溶性合金の粉末を溶射し、１ｍｍ
〜１０ｍｍ、より好ましくは２ｍｍ〜５ｍｍの厚さで且
つ気孔率が１５％以下、より好ましくは５％以下となる
ように緻密にコーティングする（ステップＳ４）。
【００３３】これは、上記合金の層の厚さが１ｍｍ以下
では耐摩耗コーティングの効果が小さく、厚さが１０ｍ
ｍ以上になるとコーティング中に剥離し易くなると共に
溶着処理での気孔の抜けが悪くなることから、上記合金
の層を１ｍｍ〜１０ｍｍの厚さとしたものである。
では耐摩耗コーティングの効果が小さく、厚さが１０ｍ
ｍ以上になるとコーティング中に剥離し易くなると共に
溶着処理での気孔の抜けが悪くなることから、上記合金
の層を１ｍｍ〜１０ｍｍの厚さとしたものである。
【００３４】このコーティング工程においては、自溶性
合金の溶射粉末を高速フレーム溶射法または超高速フレ
ーム溶射法を用いて３５０ｍ／秒〜１５００ｍ／秒、よ
り好ましくは６５０ｍ／秒〜１２００ｍ／秒の高速度で
溶射することで、自溶性合金のコーティング層の気孔率
を１５％以下に形成するようにしたもので、自溶性合金
としては球形状の粉末でその粒子径が１０μｍ乃至１５
０μｍのもの、より好ましくは２５μｍ〜６５μｍのも
のを使用する。
合金の溶射粉末を高速フレーム溶射法または超高速フレ
ーム溶射法を用いて３５０ｍ／秒〜１５００ｍ／秒、よ
り好ましくは６５０ｍ／秒〜１２００ｍ／秒の高速度で
溶射することで、自溶性合金のコーティング層の気孔率
を１５％以下に形成するようにしたもので、自溶性合金
としては球形状の粉末でその粒子径が１０μｍ乃至１５
０μｍのもの、より好ましくは２５μｍ〜６５μｍのも
のを使用する。
【００３５】これはすなわち、そのような粉末の形状か
ら溶射時の空気抵抗が小さいために高速度、高衝撃での
施行により緻密な層を得ることができる一方、粒子径を
１０μｍ以上としたことで溶射フレームで加速し易くさ
らに高速度、高衝撃での施行を実現し、且つ同粒子径を
１５０μｍ以下としたことで溶融し易く溶射効率を高い
ものとすることができるためで、粒子径を揃えることで
より緻密なコーティングを実現できる。
ら溶射時の空気抵抗が小さいために高速度、高衝撃での
施行により緻密な層を得ることができる一方、粒子径を
１０μｍ以上としたことで溶射フレームで加速し易くさ
らに高速度、高衝撃での施行を実現し、且つ同粒子径を
１５０μｍ以下としたことで溶融し易く溶射効率を高い
ものとすることができるためで、粒子径を揃えることで
より緻密なコーティングを実現できる。
【００３６】さらに上記コーティング工程においては、
金属基材に空気、または窒素ガス、ヘリウムガス、アル
ゴンガス等の不活性ガスを吹付けて金属基材の温度を摂
氏２００度以下に冷却しながら自溶性合金をコーティン
グ施工するものとする。
金属基材に空気、または窒素ガス、ヘリウムガス、アル
ゴンガス等の不活性ガスを吹付けて金属基材の温度を摂
氏２００度以下に冷却しながら自溶性合金をコーティン
グ施工するものとする。
【００３７】これは、金属基材の温度が摂氏２００度以
上になると、金属基材が酸化してコーティング層が剥離
し易くなり、また金属基材や上記合金が酸化して良好な
耐摩耗コーティングが得られないことから実施するもの
であって、金属基材の温度を摂氏２００度以下に冷却し
ながら上記合金を溶射コーティングすることにより、金
属基材が酸化しないようにしてコーティング層を剥離し
難くすると共に、金属基材や上記合金の酸化を防止して
良好な耐摩耗コーティングを得るものである。
上になると、金属基材が酸化してコーティング層が剥離
し易くなり、また金属基材や上記合金が酸化して良好な
耐摩耗コーティングが得られないことから実施するもの
であって、金属基材の温度を摂氏２００度以下に冷却し
ながら上記合金を溶射コーティングすることにより、金
属基材が酸化しないようにしてコーティング層を剥離し
難くすると共に、金属基材や上記合金の酸化を防止して
良好な耐摩耗コーティングを得るものである。
【００３８】また特に、上記コーティング工程において
使用する自溶性合金の粉末としては、１０〜３０重量％
Ｃｒ、３〜６重量％Ｆｅ、２〜８重量％Ｓｉ、０．５〜
６重量％Ｂ、及び残部Ｎｉ等のＮｉ基自溶性合金、また
は１０〜３０重量％Ｃｒ、１０〜３０重量％Ｎｉ、２〜
８重量％Ｓｉ、０．５〜６重量％Ｂ、及び残部Ｆｅ等の
Ｆｅ基自溶性合金、または１０〜３０重量％Ｃｒ、１０
〜３０重量％Ｎｉ、３〜６重量％Ｆｅ、２〜８重量％Ｓ
ｉ、０．５〜６重量％Ｂ、及び残部Ｃｏ等のＣｏ基自溶
性合金を用いるものとする。
使用する自溶性合金の粉末としては、１０〜３０重量％
Ｃｒ、３〜６重量％Ｆｅ、２〜８重量％Ｓｉ、０．５〜
６重量％Ｂ、及び残部Ｎｉ等のＮｉ基自溶性合金、また
は１０〜３０重量％Ｃｒ、１０〜３０重量％Ｎｉ、２〜
８重量％Ｓｉ、０．５〜６重量％Ｂ、及び残部Ｆｅ等の
Ｆｅ基自溶性合金、または１０〜３０重量％Ｃｒ、１０
〜３０重量％Ｎｉ、３〜６重量％Ｆｅ、２〜８重量％Ｓ
ｉ、０．５〜６重量％Ｂ、及び残部Ｃｏ等のＣｏ基自溶
性合金を用いるものとする。
【００３９】これらの自溶性合金の粉末を使用すること
で、後の拡散密着熱処理を行なう際に拡散密着による緻
密化と共にＢ化合物やＳｉ化合物を析出させて、耐摩耗
特性に必要な高い硬さを得ることができるものとなる。
で、後の拡散密着熱処理を行なう際に拡散密着による緻
密化と共にＢ化合物やＳｉ化合物を析出させて、耐摩耗
特性に必要な高い硬さを得ることができるものとなる。
【００４０】しかして、上記のようにコーティング工程
を終えた後、マイクロメータでコーティングの被膜の厚
さを測定し（ステップＳ５）、上述した所望の厚さのコ
ーティングが形成されていることを確認した後に、拡散
密着熱処理工程として、自溶性合金の層がコーティング
された金属基材に対し、真空炉中で自溶性合金の融点温
度以下で加熱保持による拡散密着熱処理を行なう（ステ
ップＳ６）。
を終えた後、マイクロメータでコーティングの被膜の厚
さを測定し（ステップＳ５）、上述した所望の厚さのコ
ーティングが形成されていることを確認した後に、拡散
密着熱処理工程として、自溶性合金の層がコーティング
された金属基材に対し、真空炉中で自溶性合金の融点温
度以下で加熱保持による拡散密着熱処理を行なう（ステ
ップＳ６）。
【００４１】この場合、上記自溶性合金層がコーティン
グされた金属基材を真空炉中で摂氏８００度〜１０５０
度、より好ましくは摂氏９００度〜１０００度で３０分
〜１０時間、より好ましくは２時間〜６時間加熱保持す
る。
グされた金属基材を真空炉中で摂氏８００度〜１０５０
度、より好ましくは摂氏９００度〜１０００度で３０分
〜１０時間、より好ましくは２時間〜６時間加熱保持す
る。
【００４２】これはすなわち、摂氏８００度以下、また
は３０分以下の加熱保持では拡散密着熱処理が不十分で
上記合金の層に気孔等の欠陥が多く残り、また摂氏１０
５０度以上または１０時間以上の加熱保持では金属基材
と上記合金の層との界面に開口部等の欠陥ができること
から、拡散密着熱処理で耐摩耗特性を有する自溶性合金
がコーティングされた金属基材を真空炉中で摂氏８００
度〜１０５０度で３０分〜１０時間加熱保持することに
より、拡散密着熱処理を十分に行なって上記合金の層に
気孔等の欠陥が残るのを少なくさせると共に、金属基材
と上記合金の層との界面に開口部等の欠陥が生じないよ
うにするための時間設定である。
は３０分以下の加熱保持では拡散密着熱処理が不十分で
上記合金の層に気孔等の欠陥が多く残り、また摂氏１０
５０度以上または１０時間以上の加熱保持では金属基材
と上記合金の層との界面に開口部等の欠陥ができること
から、拡散密着熱処理で耐摩耗特性を有する自溶性合金
がコーティングされた金属基材を真空炉中で摂氏８００
度〜１０５０度で３０分〜１０時間加熱保持することに
より、拡散密着熱処理を十分に行なって上記合金の層に
気孔等の欠陥が残るのを少なくさせると共に、金属基材
と上記合金の層との界面に開口部等の欠陥が生じないよ
うにするための時間設定である。
【００４３】この拡散密着熱処理工程において、上記合
金の層にＣｒＢ等の硬い化合物を析出させて自溶性合金
層の硬さをロックウェル硬度４０〜６５、より好ましく
は５０〜６０とし、耐摩耗特性に必要な硬さを得る。
金の層にＣｒＢ等の硬い化合物を析出させて自溶性合金
層の硬さをロックウェル硬度４０〜６５、より好ましく
は５０〜６０とし、耐摩耗特性に必要な硬さを得る。
【００４４】また上記拡散密着熱処理工程においては、
金属基材と自溶性合金の層との界面に拡散層を２μｍ〜
２００μｍ、より好ましくは２０μｍ〜１００μｍの厚
さに形成する。
金属基材と自溶性合金の層との界面に拡散層を２μｍ〜
２００μｍ、より好ましくは２０μｍ〜１００μｍの厚
さに形成する。
【００４５】この場合、拡散層が２μｍ以下の厚さでは
金属基材と自溶性合金の層との密着力が小さく、また２
００μｍ以上の厚さでは拡散層に開口部等の欠陥ができ
ることから、拡散密着熱処理で金属基材と自溶性合金の
層との界面に拡散層を２μｍ〜２００μｍの厚さに形成
することにより、金属基材と自溶性合金の層との密着力
を大きくすることができると共に、拡散層に開口部等の
欠陥が生じないようにするものである。
金属基材と自溶性合金の層との密着力が小さく、また２
００μｍ以上の厚さでは拡散層に開口部等の欠陥ができ
ることから、拡散密着熱処理で金属基材と自溶性合金の
層との界面に拡散層を２μｍ〜２００μｍの厚さに形成
することにより、金属基材と自溶性合金の層との密着力
を大きくすることができると共に、拡散層に開口部等の
欠陥が生じないようにするものである。
【００４６】こうして所望の耐摩耗コーティングを施し
た部品に対し、クラックや剥離の有無等を調べるべく目
視の外観検査を行ない（ステップＳ７）、問題がなけれ
ば以上でこの耐摩耗コーティング部品の製造を終了す
る。
た部品に対し、クラックや剥離の有無等を調べるべく目
視の外観検査を行ない（ステップＳ７）、問題がなけれ
ば以上でこの耐摩耗コーティング部品の製造を終了す
る。
【００４７】上述したような製造方法により作製した耐
摩耗コーティング部品の例を図２乃至図４に例示する。
図２は軸シャフトに適用した場合を示すもので、金属基
材としての母材（シャフト材）１の一部に被覆層２を形
成したものである。
摩耗コーティング部品の例を図２乃至図４に例示する。
図２は軸シャフトに適用した場合を示すもので、金属基
材としての母材（シャフト材）１の一部に被覆層２を形
成したものである。
【００４８】図３は軸受に適用した場合を示すもので、
金属基材としての台金３の円柱状の内壁面に被覆層４を
形成したものである。図４はバルブに適用した場合を示
すもので、バルブ本体５に取付けられた金属基材として
の弁座６と、この弁座６に挿通される金属基材としての
弁体７の相対向する摺動面にそれぞれ被覆層８，９を形
成したものである。
金属基材としての台金３の円柱状の内壁面に被覆層４を
形成したものである。図４はバルブに適用した場合を示
すもので、バルブ本体５に取付けられた金属基材として
の弁座６と、この弁座６に挿通される金属基材としての
弁体７の相対向する摺動面にそれぞれ被覆層８，９を形
成したものである。
【００４９】
【発明の実施例】以下、上記本実施の形態に基づく耐摩
耗コーティング部品及びその製造方法の具体的な実施例
について説明する。各実施例による硬さと摩耗量の結果
を図５に示す。
耗コーティング部品及びその製造方法の具体的な実施例
について説明する。各実施例による硬さと摩耗量の結果
を図５に示す。
【００５０】（実施例１）金属基材として縦５０ｍｍ、
横８０ｍｍ、厚さ１５ｍｍの炭素鋼（Ｓ２５Ｃ）を用い
て、その表面を溶射前処理としてブラスト装置でアルミ
ナグリット（＃３０）でブラスト圧力を４ｋｇ／ｃｍ2
で表面粗さをＲｍａｘ８０μｍにした後に高速フレーム
溶射（ＨＶＯＦ）法の一つであるダイヤモンドジェット
（ＤＪガン）溶射で自溶性合金（１６重量％Ｃｒ、４重
量％Ｆｅ、３重量％Ｓｉ、３重量％Ｂ、及び残部Ｎｉ）
の球形溶射粉末（粒子径２５〜５０μｍ）を用いて８５
０ｍ／秒の高速度で溶射を行ない、３ｍｍの厚さにコー
ティングした。また、溶射中に金属基材に空気を吹き付
けて金属基材の温度を摂氏１６０度にした。この時のコ
ーティング層の気孔率は５％であった。
横８０ｍｍ、厚さ１５ｍｍの炭素鋼（Ｓ２５Ｃ）を用い
て、その表面を溶射前処理としてブラスト装置でアルミ
ナグリット（＃３０）でブラスト圧力を４ｋｇ／ｃｍ2
で表面粗さをＲｍａｘ８０μｍにした後に高速フレーム
溶射（ＨＶＯＦ）法の一つであるダイヤモンドジェット
（ＤＪガン）溶射で自溶性合金（１６重量％Ｃｒ、４重
量％Ｆｅ、３重量％Ｓｉ、３重量％Ｂ、及び残部Ｎｉ）
の球形溶射粉末（粒子径２５〜５０μｍ）を用いて８５
０ｍ／秒の高速度で溶射を行ない、３ｍｍの厚さにコー
ティングした。また、溶射中に金属基材に空気を吹き付
けて金属基材の温度を摂氏１６０度にした。この時のコ
ーティング層の気孔率は５％であった。
【００５１】次に、このコーティングした金属基材を真
空炉中で摂氏９５０度で４時間加熱保持して拡散密着熱
処理を行なった。この拡散密着熱処理後のコーティング
層の気孔率は１．０％であった。また、金属基材とコー
ティング層との界面の拡散層厚さは３５μｍであった。
空炉中で摂氏９５０度で４時間加熱保持して拡散密着熱
処理を行なった。この拡散密着熱処理後のコーティング
層の気孔率は１．０％であった。また、金属基材とコー
ティング層との界面の拡散層厚さは３５μｍであった。
【００５２】そして、このようにして得られた耐摩耗コ
ーティング部材を硬さ測定と耐摩耗特性測定に用いた。
硬さ測定はロックウェル硬度で行なった。また、耐摩耗
特性測定はピン／ディスク法を用い、ピン側にＷＣ−Ｃ
ｏ合金、ディスク側に得られた耐摩耗コーティング部材
を用いて、面圧を１０ｋｇ／ｃｍ2 、摩擦距離１０００
０ｍで試験を行なって摩耗量を計った。
ーティング部材を硬さ測定と耐摩耗特性測定に用いた。
硬さ測定はロックウェル硬度で行なった。また、耐摩耗
特性測定はピン／ディスク法を用い、ピン側にＷＣ−Ｃ
ｏ合金、ディスク側に得られた耐摩耗コーティング部材
を用いて、面圧を１０ｋｇ／ｃｍ2 、摩擦距離１０００
０ｍで試験を行なって摩耗量を計った。
【００５３】（実施例２）金属基材として縦５０ｍｍ、
横８０ｍｍ、厚さ１５ｍｍの炭素鋼（Ｓ２５Ｃ）を用い
て、その表面を溶射前処理としてブラスト装置でアルミ
ナグリット（＃２４）でブラスト圧力４ｋｇ／ｃｍ2 、
表面粗さＲｍａｘ１００μｍにした後に、超高速フレー
ム溶射（ＨＶＯＦ）法の一つであるＪＰ−５０００溶射
で自溶性合金（１６重量％Ｃｒ、４重量％Ｆｅ、３重量
％Ｓｉ、３重量％Ｂ、及び残部Ｎｉ）の球形溶射粉末
（粒子径２５〜６５μｍ、平均粒子径４５μｍ）を用い
て１２００ｍ／秒の超高速度で溶射を行ない、７ｍｍの
厚さにコーティングした。また、溶射中に金属基材に空
気を吹付け、金属基材の温度を摂氏１６０度にした。こ
の時のコーティング層の気孔率は３％であった。
横８０ｍｍ、厚さ１５ｍｍの炭素鋼（Ｓ２５Ｃ）を用い
て、その表面を溶射前処理としてブラスト装置でアルミ
ナグリット（＃２４）でブラスト圧力４ｋｇ／ｃｍ2 、
表面粗さＲｍａｘ１００μｍにした後に、超高速フレー
ム溶射（ＨＶＯＦ）法の一つであるＪＰ−５０００溶射
で自溶性合金（１６重量％Ｃｒ、４重量％Ｆｅ、３重量
％Ｓｉ、３重量％Ｂ、及び残部Ｎｉ）の球形溶射粉末
（粒子径２５〜６５μｍ、平均粒子径４５μｍ）を用い
て１２００ｍ／秒の超高速度で溶射を行ない、７ｍｍの
厚さにコーティングした。また、溶射中に金属基材に空
気を吹付け、金属基材の温度を摂氏１６０度にした。こ
の時のコーティング層の気孔率は３％であった。
【００５４】次に、このコーティングした金属基材を真
空炉中で摂氏９５０度で６時間加熱保持して拡散密着熱
処理を行なった。この拡散密着熱処理後のコーティング
層の気孔率は０．３％であった。また、金属基材とコー
ティング層との界面の拡散層の厚さは４５μｍであっ
た。
空炉中で摂氏９５０度で６時間加熱保持して拡散密着熱
処理を行なった。この拡散密着熱処理後のコーティング
層の気孔率は０．３％であった。また、金属基材とコー
ティング層との界面の拡散層の厚さは４５μｍであっ
た。
【００５５】そして、このようにして得られた耐摩耗コ
ーティング部材を、硬さ測定と耐摩耗特性測定に用い
た。硬さ測定は、ロックウェル硬度で行なった。また、
耐摩耗特性測定はピン／ディスク法を用い、ピン側にＷ
Ｃ−Ｃｏ合金、ディスク側に得られた耐摩耗コーティン
グ部材を用いて、面圧１０ｋｇ／ｃｍ2 、摩擦距離１０
０００ｍで試験を行ない、摩耗量を計った。
ーティング部材を、硬さ測定と耐摩耗特性測定に用い
た。硬さ測定は、ロックウェル硬度で行なった。また、
耐摩耗特性測定はピン／ディスク法を用い、ピン側にＷ
Ｃ−Ｃｏ合金、ディスク側に得られた耐摩耗コーティン
グ部材を用いて、面圧１０ｋｇ／ｃｍ2 、摩擦距離１０
０００ｍで試験を行ない、摩耗量を計った。
【００５６】（実施例３）金属基材として縦５０ｍｍ、
横８０ｍｍ、厚さ１５ｍｍの炭素鋼（Ｓ２５Ｃ）を用い
て、その表面を溶射前処理としてブラスト装置でアルミ
ナグリット（＃２４）でブラスト圧力４ｋｇ／ｃｍ2 で
表面粗さをＲｍａｘ１００μｍにした後に、超高速フレ
ーム溶射（ＨＶＯＦ）法の一つであるＪＰ−５０００溶
射で自溶性合金（２５重量％Ｃｒ、１６重量％Ｎｉ、３
重量％Ｓｉ、４重量％Ｂ、及び残部Ｆｅ）の球形溶射粉
末（粒子径２５〜８０μｍ、平均粒子径４５μｍ）を用
いて１０００ｍ／秒の超高速度で溶射を行ない、５ｍｍ
の厚さにコーティングした。また、溶射中に金属基材に
空気を吹付けて金属基材の温度を摂氏１６０度にした。
この時のコーティング層の気孔率は５％であった。
横８０ｍｍ、厚さ１５ｍｍの炭素鋼（Ｓ２５Ｃ）を用い
て、その表面を溶射前処理としてブラスト装置でアルミ
ナグリット（＃２４）でブラスト圧力４ｋｇ／ｃｍ2 で
表面粗さをＲｍａｘ１００μｍにした後に、超高速フレ
ーム溶射（ＨＶＯＦ）法の一つであるＪＰ−５０００溶
射で自溶性合金（２５重量％Ｃｒ、１６重量％Ｎｉ、３
重量％Ｓｉ、４重量％Ｂ、及び残部Ｆｅ）の球形溶射粉
末（粒子径２５〜８０μｍ、平均粒子径４５μｍ）を用
いて１０００ｍ／秒の超高速度で溶射を行ない、５ｍｍ
の厚さにコーティングした。また、溶射中に金属基材に
空気を吹付けて金属基材の温度を摂氏１６０度にした。
この時のコーティング層の気孔率は５％であった。
【００５７】次に、このコーティングした金属基材をア
ルゴン雰囲気炉中で摂氏９５０度で４時間加熱保持して
拡散密着熱処理を行なった。この拡散密着熱処理後のコ
ーティング層の気孔率は１．５％であった。また、金属
基材とコーティング層との界面の拡散層厚さは３５μｍ
であった。
ルゴン雰囲気炉中で摂氏９５０度で４時間加熱保持して
拡散密着熱処理を行なった。この拡散密着熱処理後のコ
ーティング層の気孔率は１．５％であった。また、金属
基材とコーティング層との界面の拡散層厚さは３５μｍ
であった。
【００５８】そして、このようにして得られた耐摩耗コ
ーティング部材を硬さ測定と耐摩耗特性測定に用いた。
硬さ測定はロックウェル硬度で行なった。また、耐摩耗
特性測定はピン／ディスク法を用い、ピン側にＷＣ−Ｃ
ｏ合金、ディスク側に得られた耐摩耗コーティング部材
を用いて、面圧を１０ｋｇ／ｃｍ2 、摩擦距離１０００
０ｍで試験を行なって摩耗量を計った。
ーティング部材を硬さ測定と耐摩耗特性測定に用いた。
硬さ測定はロックウェル硬度で行なった。また、耐摩耗
特性測定はピン／ディスク法を用い、ピン側にＷＣ−Ｃ
ｏ合金、ディスク側に得られた耐摩耗コーティング部材
を用いて、面圧を１０ｋｇ／ｃｍ2 、摩擦距離１０００
０ｍで試験を行なって摩耗量を計った。
【００５９】（実施例４）金属基材として縦５０ｍｍ、
横８０ｍｍ、厚さ１５ｍｍの炭素鋼（Ｓ２５Ｃ）を用い
て、その表面を溶射前処理としてブラスト装置でアルミ
ナグリット（＃３０）でブラスト圧力４ｋｇ／ｃｍ2 で
表面粗さをＲｍａｘ８０μｍにした後に、超高速フレー
ム溶射（ＨＶＯＦ）法の一つであるＪＰ−５０００溶射
で自溶性合金（１６重量％Ｃｒ、１８重量％Ｎｉ、４重
量％Ｆｅ、３重量％Ｓｉ、４重量％Ｂ、及び残部Ｃｏ）
の球形溶射粉末（粒子径２５〜６５μｍ、平均粒子径４
５μｍ）を用いて１０００ｍ／秒の超高速度で溶射を行
ない、５ｍｍの厚さにコーティングした。また、溶射中
に金属基材に空気を吹き付け、金属基材の温度を摂氏１
６０度にした。この時のコーティング層の気孔率は８％
であった。
横８０ｍｍ、厚さ１５ｍｍの炭素鋼（Ｓ２５Ｃ）を用い
て、その表面を溶射前処理としてブラスト装置でアルミ
ナグリット（＃３０）でブラスト圧力４ｋｇ／ｃｍ2 で
表面粗さをＲｍａｘ８０μｍにした後に、超高速フレー
ム溶射（ＨＶＯＦ）法の一つであるＪＰ−５０００溶射
で自溶性合金（１６重量％Ｃｒ、１８重量％Ｎｉ、４重
量％Ｆｅ、３重量％Ｓｉ、４重量％Ｂ、及び残部Ｃｏ）
の球形溶射粉末（粒子径２５〜６５μｍ、平均粒子径４
５μｍ）を用いて１０００ｍ／秒の超高速度で溶射を行
ない、５ｍｍの厚さにコーティングした。また、溶射中
に金属基材に空気を吹き付け、金属基材の温度を摂氏１
６０度にした。この時のコーティング層の気孔率は８％
であった。
【００６０】次に、このコーティングした金属基材を真
空炉中で摂氏１０００度で２時間加熱保持して拡散密着
熱処理を行なった。この拡散密着熱処理後のコーティン
グ層の気孔率は２．０％であった。また、金属基材とコ
ーティング層との界面の拡散層厚さは３０μｍであっ
た。
空炉中で摂氏１０００度で２時間加熱保持して拡散密着
熱処理を行なった。この拡散密着熱処理後のコーティン
グ層の気孔率は２．０％であった。また、金属基材とコ
ーティング層との界面の拡散層厚さは３０μｍであっ
た。
【００６１】そして、このようにして得られた耐摩耗コ
ーティング部材を硬さ測定と耐摩耗特性測定に用いた。
硬さ測定はロックウェル硬度で行なった。また、耐摩耗
特性測定はピン／ディスク法を用い、ピン側にＷＣ−Ｃ
ｏ合金、ディスク側に得られた耐摩耗コーティング部材
を用いて、面圧を１０ｋｇ／ｃｍ2 、摩擦距離１０００
０ｍで試験を行なって摩耗量を計った。
ーティング部材を硬さ測定と耐摩耗特性測定に用いた。
硬さ測定はロックウェル硬度で行なった。また、耐摩耗
特性測定はピン／ディスク法を用い、ピン側にＷＣ−Ｃ
ｏ合金、ディスク側に得られた耐摩耗コーティング部材
を用いて、面圧を１０ｋｇ／ｃｍ2 、摩擦距離１０００
０ｍで試験を行なって摩耗量を計った。
【００６２】（実施例５）金属基材として縦５０ｍｍ、
横８０ｍｍ、厚さ１５ｍｍの炭素鋼（Ｓ２５Ｃ）を用い
て、その表面を溶射前処理としてブラスト装置でアルミ
ナグリット（＃３０）でブラスト圧力４ｋｇ／ｃｍ2 、
表面粗さをＲｍａｘ８０μｍにした後に、高速フレーム
溶射（ＨＶＯＦ）法の一つであるダイヤモンドジェット
（ＤＪガン）溶射で自溶性合金（１６重量％Ｃｒ、１８
重量％Ｎｉ、４重量％Ｆｅ、３重量％Ｓｉ、４重量％
Ｂ、及び残部Ｃｏ）の球形溶射粉末（粒子径２５〜５０
μｍ）を用いて、６５０ｍ／秒の高速度で溶射を行な
い、５ｍｍの厚さにコーティングした。また、溶射中に
金属基材に空気を吹付け、金属基材の温度を摂氏１６０
度にした。この時のコーティング層の気孔率は１０％で
あった。
横８０ｍｍ、厚さ１５ｍｍの炭素鋼（Ｓ２５Ｃ）を用い
て、その表面を溶射前処理としてブラスト装置でアルミ
ナグリット（＃３０）でブラスト圧力４ｋｇ／ｃｍ2 、
表面粗さをＲｍａｘ８０μｍにした後に、高速フレーム
溶射（ＨＶＯＦ）法の一つであるダイヤモンドジェット
（ＤＪガン）溶射で自溶性合金（１６重量％Ｃｒ、１８
重量％Ｎｉ、４重量％Ｆｅ、３重量％Ｓｉ、４重量％
Ｂ、及び残部Ｃｏ）の球形溶射粉末（粒子径２５〜５０
μｍ）を用いて、６５０ｍ／秒の高速度で溶射を行な
い、５ｍｍの厚さにコーティングした。また、溶射中に
金属基材に空気を吹付け、金属基材の温度を摂氏１６０
度にした。この時のコーティング層の気孔率は１０％で
あった。
【００６３】次に、このコーティングした金属基材を真
空炉中で摂氏９００度で８時間加熱保持して拡散密着熱
処理を行なった。この拡散密着熱処理後のコーティング
層の気孔率は２．０％であった。また、金属基材とコー
ティング層との界面の拡散層厚さは６０μｍであった。
空炉中で摂氏９００度で８時間加熱保持して拡散密着熱
処理を行なった。この拡散密着熱処理後のコーティング
層の気孔率は２．０％であった。また、金属基材とコー
ティング層との界面の拡散層厚さは６０μｍであった。
【００６４】そして、このようにして得られた耐摩耗コ
ーティング部材を硬さ測定と耐摩耗特性測定に用いた。
硬さ測定はロックウェル硬度で行なった。また、耐摩耗
特性測定はピン／ディスク法を用い、ピン側にＷＣ−Ｃ
ｏ合金、ディスク側に得られた耐摩耗コーティング部材
を用いて、面圧を１０ｋｇ／ｃｍ2 、摩擦距離１０００
０ｍで試験を行なって摩耗量を計った。
ーティング部材を硬さ測定と耐摩耗特性測定に用いた。
硬さ測定はロックウェル硬度で行なった。また、耐摩耗
特性測定はピン／ディスク法を用い、ピン側にＷＣ−Ｃ
ｏ合金、ディスク側に得られた耐摩耗コーティング部材
を用いて、面圧を１０ｋｇ／ｃｍ2 、摩擦距離１０００
０ｍで試験を行なって摩耗量を計った。
【００６５】（比較例１）比較例として、金属基材とし
て縦５０ｍｍ、横８０ｍｍ、厚さ１５ｍｍの炭素鋼（Ｓ
２５Ｃ）を用いて、その表面を溶射前処理としてブラス
ト装置でアルミナグリット（＃３０）で、ブラスト圧力
４ｋｇ／ｃｍ2 、表面粗さＲｍａｘ８０μｍにした後
に、酸素−アセチレンを燃料とするガス溶射法で自溶性
合金（１６重量％Ｃｒ、４重量％Ｆｅ、３重量％Ｓｉ、
４重量％Ｂ、及び残部Ｎｉ）の溶射粉末（粒子径２５〜
１５０μｍ）を用いて１５０ｍ／秒の速度で溶射を行な
い、３ｍｍの厚さにコーティングした。また、溶射中に
金属基材を予熱して金属基材の温度を摂氏４５０度にし
た。この時のコーティング層の気孔率は２０％であっ
た。
て縦５０ｍｍ、横８０ｍｍ、厚さ１５ｍｍの炭素鋼（Ｓ
２５Ｃ）を用いて、その表面を溶射前処理としてブラス
ト装置でアルミナグリット（＃３０）で、ブラスト圧力
４ｋｇ／ｃｍ2 、表面粗さＲｍａｘ８０μｍにした後
に、酸素−アセチレンを燃料とするガス溶射法で自溶性
合金（１６重量％Ｃｒ、４重量％Ｆｅ、３重量％Ｓｉ、
４重量％Ｂ、及び残部Ｎｉ）の溶射粉末（粒子径２５〜
１５０μｍ）を用いて１５０ｍ／秒の速度で溶射を行な
い、３ｍｍの厚さにコーティングした。また、溶射中に
金属基材を予熱して金属基材の温度を摂氏４５０度にし
た。この時のコーティング層の気孔率は２０％であっ
た。
【００６６】次に、このコーティングした金属基材を酸
素−アセチレンを燃料とするガスフレームで加熱して溶
着処理を行なった。この溶着処理後のコーティング層の
気孔率は８．０％であった。また、金属基材とコーティ
ング層との界面の拡散層厚さは３μｍであった。
素−アセチレンを燃料とするガスフレームで加熱して溶
着処理を行なった。この溶着処理後のコーティング層の
気孔率は８．０％であった。また、金属基材とコーティ
ング層との界面の拡散層厚さは３μｍであった。
【００６７】そして、このようにして得られた耐摩耗コ
ーティング部材を硬さ測定と耐摩耗特性測定に用いた。
硬さ測定はロックウェル硬度で行なった。また、耐摩耗
特性測定はピン／ディスク法を用い、ピン側にＷＣ−Ｃ
ｏ合金、ディスク側に得られた耐摩耗コーティング部材
を用いて、面圧を１０ｋｇ／ｃｍ2 、摩擦距離１０００
０ｍで試験を行なって摩耗量を計った。
ーティング部材を硬さ測定と耐摩耗特性測定に用いた。
硬さ測定はロックウェル硬度で行なった。また、耐摩耗
特性測定はピン／ディスク法を用い、ピン側にＷＣ−Ｃ
ｏ合金、ディスク側に得られた耐摩耗コーティング部材
を用いて、面圧を１０ｋｇ／ｃｍ2 、摩擦距離１０００
０ｍで試験を行なって摩耗量を計った。
【００６８】（比較例２）比較例として、金属基材とし
て縦５０ｍｍ、横８０ｍｍ、厚さ１５ｍｍの炭素鋼（Ｓ
２５Ｃ）を用いて、その表面を溶射前処理としてブラス
ト装置でアルミナグリット（＃３０）でブラスト圧力４
ｋｇ／ｃｍ2 、表面粗さＲｍａｘ８０μｍにした後に、
酸素−アセチレンを燃料とするガス溶射法で自溶性合金
（１６重量％Ｃｒ、４重量％Ｆｅ、３重量％Ｓｉ、４重
量％Ｂ、及び残部Ｎｉ）の溶射粉末（粒子径２５〜１５
０μｍ）を用いて１５０ｍ／秒の速度で溶射を行ない、
３ｍｍの厚さにコーティングした。また、溶射中に金属
基材を予熱して金属基材の温度を摂氏４５０度にした。
この時のコーティング層の気孔率は２０％であった。
て縦５０ｍｍ、横８０ｍｍ、厚さ１５ｍｍの炭素鋼（Ｓ
２５Ｃ）を用いて、その表面を溶射前処理としてブラス
ト装置でアルミナグリット（＃３０）でブラスト圧力４
ｋｇ／ｃｍ2 、表面粗さＲｍａｘ８０μｍにした後に、
酸素−アセチレンを燃料とするガス溶射法で自溶性合金
（１６重量％Ｃｒ、４重量％Ｆｅ、３重量％Ｓｉ、４重
量％Ｂ、及び残部Ｎｉ）の溶射粉末（粒子径２５〜１５
０μｍ）を用いて１５０ｍ／秒の速度で溶射を行ない、
３ｍｍの厚さにコーティングした。また、溶射中に金属
基材を予熱して金属基材の温度を摂氏４５０度にした。
この時のコーティング層の気孔率は２０％であった。
【００６９】次に、このコーティングした金属基材を真
空炉中で摂氏９５０度で６時間加熱保持して拡散密着熱
処理を行なった。この拡散密着熱処理後のコーティング
層の気孔率は５．５％であった。また、金属基材とコー
ティング層との界面の拡散層厚さは４５μｍであった。
空炉中で摂氏９５０度で６時間加熱保持して拡散密着熱
処理を行なった。この拡散密着熱処理後のコーティング
層の気孔率は５．５％であった。また、金属基材とコー
ティング層との界面の拡散層厚さは４５μｍであった。
【００７０】そして、このようにして得られた耐摩耗コ
ーティング部材を硬さ測定と耐摩耗特性測定に用いた。
硬さ測定はロックウェル硬度で行なった。また、耐摩耗
特性測定はピン／ディスク法を用い、ピン側にＷＣ−Ｃ
ｏ合金、ディスク側に得られた耐摩耗コーティング部材
を用いて、面圧を１０ｋｇ／ｃｍ2 、摩擦距離１０００
０ｍで試験を行なって摩耗量を計った。
ーティング部材を硬さ測定と耐摩耗特性測定に用いた。
硬さ測定はロックウェル硬度で行なった。また、耐摩耗
特性測定はピン／ディスク法を用い、ピン側にＷＣ−Ｃ
ｏ合金、ディスク側に得られた耐摩耗コーティング部材
を用いて、面圧を１０ｋｇ／ｃｍ2 、摩擦距離１０００
０ｍで試験を行なって摩耗量を計った。
【００７１】図５に示す測定結果から明らかなように、
本実施の形態の耐摩耗コーティング部品及びその製造方
法は、実施例１乃至実施例５で示す如く、比較例１及び
比較例２の耐摩耗コーティング部品と比べて、硬さが充
分に高く、摩擦量が極めて少なく、総じて耐摩耗特性が
非常に優れていることが理解できる。
本実施の形態の耐摩耗コーティング部品及びその製造方
法は、実施例１乃至実施例５で示す如く、比較例１及び
比較例２の耐摩耗コーティング部品と比べて、硬さが充
分に高く、摩擦量が極めて少なく、総じて耐摩耗特性が
非常に優れていることが理解できる。
【００７２】以上により、自溶性合金の耐摩耗コーティ
ング層を１ｍｍ〜１０ｍｍと厚膜に形成することがで
き、しかも耐摩耗コーティング層の気孔率を３％以下と
極めて少なくすることができ、よって硬さが高く、摩擦
量が少なく、優れた耐摩耗特性を有する耐摩耗コーティ
ング部品を得ることができる。
ング層を１ｍｍ〜１０ｍｍと厚膜に形成することがで
き、しかも耐摩耗コーティング層の気孔率を３％以下と
極めて少なくすることができ、よって硬さが高く、摩擦
量が少なく、優れた耐摩耗特性を有する耐摩耗コーティ
ング部品を得ることができる。
【００７３】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、耐摩耗コ
ーティングの効果を十分に得ることができると共に、コ
ーティング中の剥離を生じ難くすることができる。請求
項２記載の発明によれば、上記請求項１記載の発明の効
果に加えて、耐摩耗特性を有する合金として自溶性合金
を用いることで、特に緻密で剥離し難いコーティングを
施すことができる。
ーティングの効果を十分に得ることができると共に、コ
ーティング中の剥離を生じ難くすることができる。請求
項２記載の発明によれば、上記請求項１記載の発明の効
果に加えて、耐摩耗特性を有する合金として自溶性合金
を用いることで、特に緻密で剥離し難いコーティングを
施すことができる。
【００７４】請求項３記載の発明によれば、上記請求項
２記載の発明の効果に加えて、その粉末の形状から溶射
時の空気抵抗が小さいために高速度、高衝撃での施行に
より緻密な層を得ることができる一方、粒子径を１０μ
ｍ以上としたことで溶射フレームで加速し易くさらに高
速度、高衝撃での施行を実現し、且つ同粒子径を１５０
μｍ以下としたことで溶融し易く溶射効率を高いものと
することができる。
２記載の発明の効果に加えて、その粉末の形状から溶射
時の空気抵抗が小さいために高速度、高衝撃での施行に
より緻密な層を得ることができる一方、粒子径を１０μ
ｍ以上としたことで溶射フレームで加速し易くさらに高
速度、高衝撃での施行を実現し、且つ同粒子径を１５０
μｍ以下としたことで溶融し易く溶射効率を高いものと
することができる。
【００７５】請求項４記載の発明によれば、上記請求項
１記載の発明の効果に加えて、耐摩耗コーティング層に
気孔等の欠陥の少ない耐摩耗部品を得ることができる。
請求項５記載の発明によれば、上記請求項１乃至４いず
れか記載の発明の効果に加えて、拡散密着熱処理を十分
に行なって上記合金の層に気孔等の欠陥が残るのを少な
くすることができると共に、金属基材と上記合金の層と
の界面に開口部等の欠陥が生じないようにすることがで
きる。
１記載の発明の効果に加えて、耐摩耗コーティング層に
気孔等の欠陥の少ない耐摩耗部品を得ることができる。
請求項５記載の発明によれば、上記請求項１乃至４いず
れか記載の発明の効果に加えて、拡散密着熱処理を十分
に行なって上記合金の層に気孔等の欠陥が残るのを少な
くすることができると共に、金属基材と上記合金の層と
の界面に開口部等の欠陥が生じないようにすることがで
きる。
【００７６】請求項６記載の発明によれば、上記請求項
１乃至４いずれか記載の発明の効果に加えて、上記合金
の層にＣｒＢ等の硬い化合物を析出させて耐摩耗特性に
必要な硬さを得ることができる。
１乃至４いずれか記載の発明の効果に加えて、上記合金
の層にＣｒＢ等の硬い化合物を析出させて耐摩耗特性に
必要な硬さを得ることができる。
【００７７】請求項７記載の発明によれば、上記請求項
１乃至４いずれか記載の発明の効果に加えて、金属基材
と上記合金の層との密着力を大きくすることができると
共に、拡散層に開口部等の欠陥が生じないようにするこ
とができる。
１乃至４いずれか記載の発明の効果に加えて、金属基材
と上記合金の層との密着力を大きくすることができると
共に、拡散層に開口部等の欠陥が生じないようにするこ
とができる。
【００７８】請求項８記載の発明によれば、上記請求項
１乃至４いずれか記載の発明の効果に加えて、粗面化の
効果を大きくして溶射施工中に剥離しないようにするこ
とができると共に、金属基材へのダメージを小さくする
ことができる。
１乃至４いずれか記載の発明の効果に加えて、粗面化の
効果を大きくして溶射施工中に剥離しないようにするこ
とができると共に、金属基材へのダメージを小さくする
ことができる。
【００７９】請求項９記載の発明によれば、上記請求項
１乃至７いずれか記載の発明の効果に加えて、金属基材
が酸化しないようにしてコーティング層を剥離し難くす
ると共に、金属基材や上記合金が酸化しないようにして
良好な耐摩耗コーティングを得ることができる。
１乃至７いずれか記載の発明の効果に加えて、金属基材
が酸化しないようにしてコーティング層を剥離し難くす
ると共に、金属基材や上記合金が酸化しないようにして
良好な耐摩耗コーティングを得ることができる。
【００８０】請求項１０記載の発明によれば、上記請求
項１乃至９いずれか記載の発明の効果に加えて、拡散密
着熱処理を行なう際に拡散密着による緻密化と共にＢ化
合物やＳｉ化合物を析出させて、耐摩耗特性に必要な高
い硬さを得ることができる。
項１乃至９いずれか記載の発明の効果に加えて、拡散密
着熱処理を行なう際に拡散密着による緻密化と共にＢ化
合物やＳｉ化合物を析出させて、耐摩耗特性に必要な高
い硬さを得ることができる。
【００８１】請求項１１記載の発明によれば、上記請求
項１乃至１０いずれか記載の発明の効果に加えて、Ｃｏ
による被爆が無くなると共にＮｉ基自溶性合金が欠陥が
無く緻密に形成でき、さらに耐摩耗特性を特に良好なも
のとすることができる。
項１乃至１０いずれか記載の発明の効果に加えて、Ｃｏ
による被爆が無くなると共にＮｉ基自溶性合金が欠陥が
無く緻密に形成でき、さらに耐摩耗特性を特に良好なも
のとすることができる。
【００８２】請求項１２記載の発明によれば、上記請求
項１乃至１０いずれか記載の発明の効果に加えて、Ｃｏ
による被爆が無くなると共にＮｉ基自溶性合金が欠陥が
無く緻密に形成でき、さらに耐摩耗特性とシールド特性
を特に良好なものとしながら、バルブ部での水漏れ等を
生じないようにすることができる。
項１乃至１０いずれか記載の発明の効果に加えて、Ｃｏ
による被爆が無くなると共にＮｉ基自溶性合金が欠陥が
無く緻密に形成でき、さらに耐摩耗特性とシールド特性
を特に良好なものとしながら、バルブ部での水漏れ等を
生じないようにすることができる。
【００８３】請求項１３記載の発明によれば、合金のコ
ーティング層を１ｍｍ〜１０ｍｍと厚膜に形成しながら
も同層の気孔率を３％以下と極めて少なくすることが可
能な優れた摩耗特性を有する耐摩耗コーティング部品を
実現できる。
ーティング層を１ｍｍ〜１０ｍｍと厚膜に形成しながら
も同層の気孔率を３％以下と極めて少なくすることが可
能な優れた摩耗特性を有する耐摩耗コーティング部品を
実現できる。
【図１】本発明の実施の一形態に係る製造工程を示すフ
ローチャート。
ローチャート。
【図２】同実施の形態に係る耐摩耗コーティング部品を
軸シャフトに適用した場合の一例を示す概要図。
軸シャフトに適用した場合の一例を示す概要図。
【図３】同実施の形態に係る耐摩耗コーティング部品を
軸受に適用した場合の一例を示す概要図。
軸受に適用した場合の一例を示す概要図。
【図４】同実施の形態に係る耐摩耗コーティング部品を
バルブに適用した場合の一例を示す概要図。
バルブに適用した場合の一例を示す概要図。
【図５】同実施の形態に係る実施例１乃至実施例５と比
較例１及び比較例２の測定結果を示す図。
較例１及び比較例２の測定結果を示す図。
１…母材（シャフト材） ２…被覆層 ３…台金 ４…被覆層 ５…バルブ本体 ６…弁座 ７…弁体 ８…被覆層 ９…被覆層
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年１月２９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
金属基材の表面に、粒子径が１０μｍ乃至１５０μｍの
自溶性合金の粉末を高速フレーム溶射法または超高速フ
レーム溶射法を用いて３５０ｍ／秒〜１５００ｍ／秒で
溶射して１ｍｍ乃至１０ｍｍの厚さで且つ気孔率が１５
％以下にコーティングするコーティング工程と、上記自
溶性合金がコーティングされた金属基材に対し、真空炉
中で上記合金の融点温度以下である摂氏８００度乃至１
０５０度で３０分乃至１０時間加熱保持する拡散密着熱
処理を行ない、上記合金の気孔率を３％以下に形成する
と共に、金属基材と上記合金との界面に２μｍ乃至２０
０μｍの厚さの拡散層を形成する拡散密着熱処理工程と
を有することを特徴とする。
金属基材の表面に、粒子径が１０μｍ乃至１５０μｍの
自溶性合金の粉末を高速フレーム溶射法または超高速フ
レーム溶射法を用いて３５０ｍ／秒〜１５００ｍ／秒で
溶射して１ｍｍ乃至１０ｍｍの厚さで且つ気孔率が１５
％以下にコーティングするコーティング工程と、上記自
溶性合金がコーティングされた金属基材に対し、真空炉
中で上記合金の融点温度以下である摂氏８００度乃至１
０５０度で３０分乃至１０時間加熱保持する拡散密着熱
処理を行ない、上記合金の気孔率を３％以下に形成する
と共に、金属基材と上記合金との界面に２μｍ乃至２０
０μｍの厚さの拡散層を形成する拡散密着熱処理工程と
を有することを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】このような方法とすれば、自溶性合金の層
の厚さが１ｍｍ以下では耐摩耗コーティングの効果が小
さく、厚さが１０ｍｍ以上になるとコーティング中に剥
離し易くなると共に溶着処理での気孔の抜けが悪くなる
ことから、上記合金の層を１ｍｍ〜１０ｍｍの厚さで且
つ気孔率が１５％以下に緻密にコーティングした後に、
真空炉中で上記合金の融点以下に加熱して拡散密着熱処
理を行なうことにより、耐摩耗コーティングの効果を十
分に得ることができると共に、コーティング中の剥離を
生じ難くすることができる。また、特に、上記自溶性合
金は、その粒子径が１０μｍ乃至１５０μｍのものを使
用することで、溶射フレームで加速し易くさらに高速
度、高衝撃での施行を実現しながら、溶融し易く溶射効
率を高いものとすることができる。さらに、上記拡散密
着熱処理工程で上記合金の気孔率を３％以下に形成する
ことで、耐摩耗コーティング層に気孔等の欠陥の少ない
耐摩耗部品を得ることができる。また、上記拡散密着熱
処理工程で、摂氏８００度以下、または３０分以下の加
熱保持では拡散密着熱処理が不十分で上記合金の層に気
孔等の欠陥が多く残り、また摂氏１０５０度以上または
１０時間以上の加熱保持では金属基材と上記合金の層と
の界面に開口部等の欠陥ができることから、拡散密着熱
処理で耐摩耗特性を有する合金がコーティングされた金
属基材を真空炉中で摂氏８００度〜１０５０度で３０分
〜１０時間加熱保持することにより、拡散密着熱処理を
十分に行なって上記合金の層に気孔等の欠陥が残るのを
少なくすることができると共に、金属基材と上記合金の
層との界面に開口部等の欠陥が生じないようにすること
ができる。さらに、上記拡散密着熱処理工程で、拡散層
が２μｍ以下の厚さでは金属基材と上記合金の層との密
着力が小さく、また２００μｍ以上の厚さでは拡散層に
開口部等の欠陥ができることから、拡散密着熱処理で金
属基材と上記合金の層との界面に拡散層を２μｍ〜２０
０μｍの厚さに形成することにより、金属基材と上記合
金の層との密着力を大きくすることができると共に、拡
散層に開口部等の欠陥が生じないようにすることができ
る。
の厚さが１ｍｍ以下では耐摩耗コーティングの効果が小
さく、厚さが１０ｍｍ以上になるとコーティング中に剥
離し易くなると共に溶着処理での気孔の抜けが悪くなる
ことから、上記合金の層を１ｍｍ〜１０ｍｍの厚さで且
つ気孔率が１５％以下に緻密にコーティングした後に、
真空炉中で上記合金の融点以下に加熱して拡散密着熱処
理を行なうことにより、耐摩耗コーティングの効果を十
分に得ることができると共に、コーティング中の剥離を
生じ難くすることができる。また、特に、上記自溶性合
金は、その粒子径が１０μｍ乃至１５０μｍのものを使
用することで、溶射フレームで加速し易くさらに高速
度、高衝撃での施行を実現しながら、溶融し易く溶射効
率を高いものとすることができる。さらに、上記拡散密
着熱処理工程で上記合金の気孔率を３％以下に形成する
ことで、耐摩耗コーティング層に気孔等の欠陥の少ない
耐摩耗部品を得ることができる。また、上記拡散密着熱
処理工程で、摂氏８００度以下、または３０分以下の加
熱保持では拡散密着熱処理が不十分で上記合金の層に気
孔等の欠陥が多く残り、また摂氏１０５０度以上または
１０時間以上の加熱保持では金属基材と上記合金の層と
の界面に開口部等の欠陥ができることから、拡散密着熱
処理で耐摩耗特性を有する合金がコーティングされた金
属基材を真空炉中で摂氏８００度〜１０５０度で３０分
〜１０時間加熱保持することにより、拡散密着熱処理を
十分に行なって上記合金の層に気孔等の欠陥が残るのを
少なくすることができると共に、金属基材と上記合金の
層との界面に開口部等の欠陥が生じないようにすること
ができる。さらに、上記拡散密着熱処理工程で、拡散層
が２μｍ以下の厚さでは金属基材と上記合金の層との密
着力が小さく、また２００μｍ以上の厚さでは拡散層に
開口部等の欠陥ができることから、拡散密着熱処理で金
属基材と上記合金の層との界面に拡散層を２μｍ〜２０
０μｍの厚さに形成することにより、金属基材と上記合
金の層との密着力を大きくすることができると共に、拡
散層に開口部等の欠陥が生じないようにすることができ
る。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００７】請求項２記載の発明は、上記請求項１記載
の発明において、上記拡散密着熱処理工程は、上記合金
の硬さをロックウェル硬度４０乃至６５とすることを特
徴とする。このような方法とすれば、上記請求項１記載
の発明の作用に加えて、拡散密着熱処理で自溶性合金層
の硬さをロックウェル硬度４０〜６５とすることによ
り、上記合金の層にＣｒＢ等の硬い化合物を析出させて
耐摩耗特性に必要な硬さを得ることができる。
の発明において、上記拡散密着熱処理工程は、上記合金
の硬さをロックウェル硬度４０乃至６５とすることを特
徴とする。このような方法とすれば、上記請求項１記載
の発明の作用に加えて、拡散密着熱処理で自溶性合金層
の硬さをロックウェル硬度４０〜６５とすることによ
り、上記合金の層にＣｒＢ等の硬い化合物を析出させて
耐摩耗特性に必要な硬さを得ることができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】請求項３記載の発明は、上記請求項１記載
の発明において、上記コーティング工程で金属基材の表
面に上記合金の粉末を溶射する前に、金属基材の表面の
Ｒａが５μｍ乃至２０μｍ、またはＲｍａｘが３０μｍ
乃至１５０μｍの表面粗さにするブラスト処理工程を有
することを特徴とする。
の発明において、上記コーティング工程で金属基材の表
面に上記合金の粉末を溶射する前に、金属基材の表面の
Ｒａが５μｍ乃至２０μｍ、またはＲｍａｘが３０μｍ
乃至１５０μｍの表面粗さにするブラスト処理工程を有
することを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００９】このような方法とすれば、上記請求項１記
載の発明の作用に加えて、金属基材の表面粗さがＲａ５
μｍ以下またはＲｍａｘ３０μｍ以下では粗面化の効果
が小さく溶射施工中に剥離し、またＲａ２０μｍ以上ま
たはＲｍａｘ１５０μｍ以上にブラスト処理すると金属
基材へのダメージが大きくなることから、金属基材の表
面をブラスト処理によってＲａが５μｍ〜２０μｍ、ま
たはＲｍａｘが３０μｍ〜１５０μｍの表面粗さにする
ことにより粗面化の効果を大きくして溶射施工中に剥離
しないようにすることができると共に、金属基材へのダ
メージを小さくすることができる。
載の発明の作用に加えて、金属基材の表面粗さがＲａ５
μｍ以下またはＲｍａｘ３０μｍ以下では粗面化の効果
が小さく溶射施工中に剥離し、またＲａ２０μｍ以上ま
たはＲｍａｘ１５０μｍ以上にブラスト処理すると金属
基材へのダメージが大きくなることから、金属基材の表
面をブラスト処理によってＲａが５μｍ〜２０μｍ、ま
たはＲｍａｘが３０μｍ〜１５０μｍの表面粗さにする
ことにより粗面化の効果を大きくして溶射施工中に剥離
しないようにすることができると共に、金属基材へのダ
メージを小さくすることができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】請求項４記載の発明は、上記請求項１また
は２記載の発明において、空気または不活性ガスを吹付
けて金属基材の温度を摂氏２００度以下に冷却しながら
上記コーティング工程で金属基材の表面に上記合金の粉
末を溶射することを特徴とする。
は２記載の発明において、空気または不活性ガスを吹付
けて金属基材の温度を摂氏２００度以下に冷却しながら
上記コーティング工程で金属基材の表面に上記合金の粉
末を溶射することを特徴とする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】このような方法とすれば、上記請求項１ま
たは２記載の発明の作用に加えて、金属基材の温度が摂
氏２００度以上になると金属基材が酸化してコーティン
グ層が剥離し易くなり、また金属基材や上記合金が酸化
して良好な耐摩耗コーティングが得られないことから、
高速フレーム溶射法または超高速フレーム溶射法を用い
て上記合金をコーティング施工する時に金属基材に空気
または不活性ガスを吹き付けて金属基材の温度を摂氏２
００度以下に冷却しながら上記合金を溶射コーティング
することにより、金属基材が酸化しないようにしてコー
ティング層を剥離し難くすると共に、金属基材や上記合
金が酸化しないようにして良好な耐摩耗コーティングを
得ることができる。請求項５記載の発明は、上記請求項
１乃至４いずれか記載の発明において、上記コーティン
グ工程は、金属基材の表面に溶射する耐摩耗特性を有す
る合金の粉末として、１０乃至３０重量％Ｃｒ、３乃至
６重量％Ｆｅ、２乃至８重量％Ｓｉ、０．５乃至６重量
％Ｂ、及び残部Ｎｉ基自溶性合金、または１０乃至３０
重量％Ｃｒ、１０乃至３０重量％Ｎｉ、２乃至８重量％
Ｓｉ、０．５乃至６重量％Ｂ、及び残部Ｆｅ基自溶性合
金、または１０乃至３０重量％Ｃｒ、１０乃至３０重量
％Ｎｉ、３乃至６重量％Ｆｅ、２乃至８重量％Ｓｉ、
０．５乃至６重量％Ｂ、及び残部Ｃｏ基自溶性合金を使
用することを特徴とする。
たは２記載の発明の作用に加えて、金属基材の温度が摂
氏２００度以上になると金属基材が酸化してコーティン
グ層が剥離し易くなり、また金属基材や上記合金が酸化
して良好な耐摩耗コーティングが得られないことから、
高速フレーム溶射法または超高速フレーム溶射法を用い
て上記合金をコーティング施工する時に金属基材に空気
または不活性ガスを吹き付けて金属基材の温度を摂氏２
００度以下に冷却しながら上記合金を溶射コーティング
することにより、金属基材が酸化しないようにしてコー
ティング層を剥離し難くすると共に、金属基材や上記合
金が酸化しないようにして良好な耐摩耗コーティングを
得ることができる。請求項５記載の発明は、上記請求項
１乃至４いずれか記載の発明において、上記コーティン
グ工程は、金属基材の表面に溶射する耐摩耗特性を有す
る合金の粉末として、１０乃至３０重量％Ｃｒ、３乃至
６重量％Ｆｅ、２乃至８重量％Ｓｉ、０．５乃至６重量
％Ｂ、及び残部Ｎｉ基自溶性合金、または１０乃至３０
重量％Ｃｒ、１０乃至３０重量％Ｎｉ、２乃至８重量％
Ｓｉ、０．５乃至６重量％Ｂ、及び残部Ｆｅ基自溶性合
金、または１０乃至３０重量％Ｃｒ、１０乃至３０重量
％Ｎｉ、３乃至６重量％Ｆｅ、２乃至８重量％Ｓｉ、
０．５乃至６重量％Ｂ、及び残部Ｃｏ基自溶性合金を使
用することを特徴とする。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１２】このような方法とすれば、上記請求項１乃
至４いずれか記載の発明の作用に加えて、拡散密着熱処
理を行なう際に拡散密着による緻密化と共にＢ化合物や
Ｓｉ化合物を析出させて、耐摩耗特性に必要な高い硬さ
を得ることができる。
至４いずれか記載の発明の作用に加えて、拡散密着熱処
理を行なう際に拡散密着による緻密化と共にＢ化合物や
Ｓｉ化合物を析出させて、耐摩耗特性に必要な高い硬さ
を得ることができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１３】請求項６記載の発明は、上記請求項１乃至
５いずれか記載の発明において、原子力プラント用耐摩
耗部品として上記耐摩耗特性を有する合金にＮｉ基自溶
性合金を使用することを特徴とする。
５いずれか記載の発明において、原子力プラント用耐摩
耗部品として上記耐摩耗特性を有する合金にＮｉ基自溶
性合金を使用することを特徴とする。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１４】このような方法とすれば、上記請求項１乃
至５いずれか記載の発明の作用に加えて、原子力プラン
ト用の耐摩耗部品にコバルトフリー材料であるＮｉ基自
溶性合金を用いて耐摩耗コーティングを作製すること
で、Ｃｏによる被爆が無くなると共にＮｉ基自溶性合金
が欠陥が無く緻密に形成でき、さらに耐摩耗特性を特に
良好なものとすることができる。
至５いずれか記載の発明の作用に加えて、原子力プラン
ト用の耐摩耗部品にコバルトフリー材料であるＮｉ基自
溶性合金を用いて耐摩耗コーティングを作製すること
で、Ｃｏによる被爆が無くなると共にＮｉ基自溶性合金
が欠陥が無く緻密に形成でき、さらに耐摩耗特性を特に
良好なものとすることができる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１５】請求項７記載の発明は、上記請求項１乃至
５いずれか記載の発明において、原子力プラント用バル
ブの弁体及び弁座シートリングとして上記耐摩耗特性を
有する合金にＮｉ基自溶性合金を使用することを特徴と
する。
５いずれか記載の発明において、原子力プラント用バル
ブの弁体及び弁座シートリングとして上記耐摩耗特性を
有する合金にＮｉ基自溶性合金を使用することを特徴と
する。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１６】このような方法とすれば、上記請求項１乃
至５いずれか記載の発明の作用に加えて、原子力プラン
ト用バルブの弁体、弁座シートリングにコバルトフリー
材料であるＮｉ基自溶性合金を用いて耐摩耗コーティン
グを作製することで、Ｃｏによる被爆が無くなると共に
Ｎｉ基自溶性合金が欠陥が無く緻密に形成でき、さらに
耐摩耗特性とシールド特性を特に良好なものとしなが
ら、バルブ部での水漏れ等を生じないようにすることが
できる。
至５いずれか記載の発明の作用に加えて、原子力プラン
ト用バルブの弁体、弁座シートリングにコバルトフリー
材料であるＮｉ基自溶性合金を用いて耐摩耗コーティン
グを作製することで、Ｃｏによる被爆が無くなると共に
Ｎｉ基自溶性合金が欠陥が無く緻密に形成でき、さらに
耐摩耗特性とシールド特性を特に良好なものとしなが
ら、バルブ部での水漏れ等を生じないようにすることが
できる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１７】請求項８記載の発明は、上記請求項１乃至
７いずれか記載の耐摩耗コーティング部品の製造方法を
用いて製造したことを特徴とする。
７いずれか記載の耐摩耗コーティング部品の製造方法を
用いて製造したことを特徴とする。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１８】このような構成とすれば、合金のコーティ
ング層を１ｍｍ〜１０ｍｍと厚膜に形成しながらも同層
の気孔率を３％以下と極めて少なくすることが可能な優
れた摩耗特性を有する耐摩耗コーティング部品を実現で
きる。
ング層を１ｍｍ〜１０ｍｍと厚膜に形成しながらも同層
の気孔率を３％以下と極めて少なくすることが可能な優
れた摩耗特性を有する耐摩耗コーティング部品を実現で
きる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】削除
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】削除
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】削除
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】削除
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】削除
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】削除
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】削除
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】削除
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】削除
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００７３】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、自溶性合
金の層の厚さが１ｍｍ以下では耐摩耗コーティングの効
果が小さく、厚さが１０ｍｍ以上になるとコーティング
中に剥離し易くなると共に溶着処理での気孔の抜けが悪
くなることから、上記合金の層を１ｍｍ〜１０ｍｍの厚
さで且つ気孔率が１５％以下に緻密にコーティングした
後に、真空炉中で上記合金の融点以下に加熱して拡散密
着熱処理を行なうことにより、耐摩耗コーティングの効
果を十分に得ることができると共に、コーティング中の
剥離を生じ難くすることができる。また、特に、上記自
溶性合金は、その粒子径が１０μｍ乃至１５０μｍのも
のを使用することで、溶射フレームで加速し易くさらに
高速度、高衝撃での施行を実現しながら、溶融し易く溶
射効率を高いものとすることができる。さらに、上記拡
散密着熱処理工程で上記合金の気孔率を３％以下に形成
することで、耐摩耗コーティング層に気孔等の欠陥の少
ない耐摩耗部品を得ることができる。また、上記拡散密
着熱処理工程で、摂氏８００度以下、または３０分以下
の加熱保持では拡散密着熱処理が不十分で上記合金の層
に気孔等の欠陥が多く残り、また摂氏１０５０度以上ま
たは１０時間以上の加熱保持では金属基材と上記合金の
層との界面に開口部等の欠陥ができることから、拡散密
着熱処理で耐摩耗特性を有する合金がコーティングされ
た金属基材を真空炉中で摂氏８００度〜１０５０度で３
０分〜１０時間加熱保持することにより、拡散密着熱処
理を十分に行なって上記合金の層に気孔等の欠陥が残る
のを少なくすることができると共に、金属基材と上記合
金の層との界面に開口部等の欠陥が生じないようにする
ことができる。さらに、上記拡散密着熱処理工程で、拡
散層が２μｍ以下の厚さでは金属基材と上記合金の層と
の密着力が小さく、また２００μｍ以上の厚さでは拡散
層に開口部等の欠陥ができることから、拡散密着熱処理
で金属基材と上記合金の層との界面に拡散層を２μｍ〜
２００μｍの厚さに形成することにより、金属基材と上
記合金の層との密着力を大きくすることができると共
に、拡散層に開口部等の欠陥が生じないようにすること
ができる。請求項２記載の発明によれば、上記請求項１
記載の発明の効果に加えて、拡散密着熱処理で自溶性合
金層の硬さをロックウェル硬度４０〜６５とすることに
より、上記合金の層にＣｒＢ等の硬い化合物を析出させ
て耐摩耗特性に必要な硬さを得ることができる。
金の層の厚さが１ｍｍ以下では耐摩耗コーティングの効
果が小さく、厚さが１０ｍｍ以上になるとコーティング
中に剥離し易くなると共に溶着処理での気孔の抜けが悪
くなることから、上記合金の層を１ｍｍ〜１０ｍｍの厚
さで且つ気孔率が１５％以下に緻密にコーティングした
後に、真空炉中で上記合金の融点以下に加熱して拡散密
着熱処理を行なうことにより、耐摩耗コーティングの効
果を十分に得ることができると共に、コーティング中の
剥離を生じ難くすることができる。また、特に、上記自
溶性合金は、その粒子径が１０μｍ乃至１５０μｍのも
のを使用することで、溶射フレームで加速し易くさらに
高速度、高衝撃での施行を実現しながら、溶融し易く溶
射効率を高いものとすることができる。さらに、上記拡
散密着熱処理工程で上記合金の気孔率を３％以下に形成
することで、耐摩耗コーティング層に気孔等の欠陥の少
ない耐摩耗部品を得ることができる。また、上記拡散密
着熱処理工程で、摂氏８００度以下、または３０分以下
の加熱保持では拡散密着熱処理が不十分で上記合金の層
に気孔等の欠陥が多く残り、また摂氏１０５０度以上ま
たは１０時間以上の加熱保持では金属基材と上記合金の
層との界面に開口部等の欠陥ができることから、拡散密
着熱処理で耐摩耗特性を有する合金がコーティングされ
た金属基材を真空炉中で摂氏８００度〜１０５０度で３
０分〜１０時間加熱保持することにより、拡散密着熱処
理を十分に行なって上記合金の層に気孔等の欠陥が残る
のを少なくすることができると共に、金属基材と上記合
金の層との界面に開口部等の欠陥が生じないようにする
ことができる。さらに、上記拡散密着熱処理工程で、拡
散層が２μｍ以下の厚さでは金属基材と上記合金の層と
の密着力が小さく、また２００μｍ以上の厚さでは拡散
層に開口部等の欠陥ができることから、拡散密着熱処理
で金属基材と上記合金の層との界面に拡散層を２μｍ〜
２００μｍの厚さに形成することにより、金属基材と上
記合金の層との密着力を大きくすることができると共
に、拡散層に開口部等の欠陥が生じないようにすること
ができる。請求項２記載の発明によれば、上記請求項１
記載の発明の効果に加えて、拡散密着熱処理で自溶性合
金層の硬さをロックウェル硬度４０〜６５とすることに
より、上記合金の層にＣｒＢ等の硬い化合物を析出させ
て耐摩耗特性に必要な硬さを得ることができる。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００７４】請求項３記載の発明によれば、上記請求項
１記載の発明の効果に加えて、金属基材の表面粗さがＲ
ａ５μｍ以下またはＲｍａｘ３０μｍ以下では粗面化の
効果が小さく溶射施工中に剥離し、またＲａ２０μｍ以
上またはＲｍａｘ１５０μｍ以上にブラスト処理すると
金属基材へのダメージが大きくなることから、金属基材
の表面をブラスト処理によってＲａが５μｍ〜２０μ
ｍ、またはＲｍａｘが３０μｍ〜１５０μｍの表面粗さ
にすることにより粗面化の効果を大きくして溶射施工中
に剥離しないようにすることができると共に、金属基材
へのダメージを小さくすることができる。
１記載の発明の効果に加えて、金属基材の表面粗さがＲ
ａ５μｍ以下またはＲｍａｘ３０μｍ以下では粗面化の
効果が小さく溶射施工中に剥離し、またＲａ２０μｍ以
上またはＲｍａｘ１５０μｍ以上にブラスト処理すると
金属基材へのダメージが大きくなることから、金属基材
の表面をブラスト処理によってＲａが５μｍ〜２０μ
ｍ、またはＲｍａｘが３０μｍ〜１５０μｍの表面粗さ
にすることにより粗面化の効果を大きくして溶射施工中
に剥離しないようにすることができると共に、金属基材
へのダメージを小さくすることができる。
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００７５】請求項４記載の発明によれば、上記請求項
１または２記載の発明の効果に加えて、金属基材の温度
が摂氏２００度以上になると金属基材が酸化してコーテ
ィング層が剥離し易くなり、また金属基材や上記合金が
酸化して良好な耐摩耗コーティングが得られないことか
ら、高速フレーム溶射法または超高速フレーム溶射法を
用いて上記合金をコーティング施工する時に金属基材に
空気または不活性ガスを吹き付けて金属基材の温度を摂
氏２００度以下に冷却しながら上記合金を溶射コーティ
ングすることにより、金属基材が酸化しないようにして
コーティング層を剥離し難くすると共に、金属基材や上
記合金が酸化しないようにして良好な耐摩耗コーティン
グを得ることができる。請求項５記載の発明によれば、
上記請求項１乃至４いずれか記載の発明の効果に加え
て、拡散密着熱処理を行なう際に拡散密着による緻密化
と共にＢ化合物やＳｉ化合物を析出させて、耐摩耗特性
に必要な高い硬さを得ることができる。
１または２記載の発明の効果に加えて、金属基材の温度
が摂氏２００度以上になると金属基材が酸化してコーテ
ィング層が剥離し易くなり、また金属基材や上記合金が
酸化して良好な耐摩耗コーティングが得られないことか
ら、高速フレーム溶射法または超高速フレーム溶射法を
用いて上記合金をコーティング施工する時に金属基材に
空気または不活性ガスを吹き付けて金属基材の温度を摂
氏２００度以下に冷却しながら上記合金を溶射コーティ
ングすることにより、金属基材が酸化しないようにして
コーティング層を剥離し難くすると共に、金属基材や上
記合金が酸化しないようにして良好な耐摩耗コーティン
グを得ることができる。請求項５記載の発明によれば、
上記請求項１乃至４いずれか記載の発明の効果に加え
て、拡散密着熱処理を行なう際に拡散密着による緻密化
と共にＢ化合物やＳｉ化合物を析出させて、耐摩耗特性
に必要な高い硬さを得ることができる。
【手続補正２８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００７６】請求項６記載の発明によれば、上記請求項
１乃至５いずれか記載の発明の効果に加えて、原子力プ
ラント用の耐摩耗部品にコバルトフリー材料であるＮｉ
基自溶性合金を用いて耐摩耗コーティングを作製するこ
とで、Ｃｏによる被爆が無くなると共にＮｉ基自溶性合
金が欠陥が無く緻密に形成でき、さらに耐摩耗特性を特
に良好なものとすることができる。
１乃至５いずれか記載の発明の効果に加えて、原子力プ
ラント用の耐摩耗部品にコバルトフリー材料であるＮｉ
基自溶性合金を用いて耐摩耗コーティングを作製するこ
とで、Ｃｏによる被爆が無くなると共にＮｉ基自溶性合
金が欠陥が無く緻密に形成でき、さらに耐摩耗特性を特
に良好なものとすることができる。
【手続補正２９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００７７】請求項７記載の発明によれば、上記請求項
１乃至５いずれか記載の発明の効果に加えて、原子力プ
ラント用バルブの弁体、弁座シートリングにコバルトフ
リー材料であるＮｉ基自溶性合金を用いて耐摩耗コーテ
ィングを作製することで、Ｃｏによる被爆が無くなると
共にＮｉ基自溶性合金が欠陥が無く緻密に形成でき、さ
らに耐摩耗特性とシールド特性を特に良好なものとしな
がら、バルブ部での水漏れ等を生じないようにすること
ができる。
１乃至５いずれか記載の発明の効果に加えて、原子力プ
ラント用バルブの弁体、弁座シートリングにコバルトフ
リー材料であるＮｉ基自溶性合金を用いて耐摩耗コーテ
ィングを作製することで、Ｃｏによる被爆が無くなると
共にＮｉ基自溶性合金が欠陥が無く緻密に形成でき、さ
らに耐摩耗特性とシールド特性を特に良好なものとしな
がら、バルブ部での水漏れ等を生じないようにすること
ができる。
【手続補正３０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００７８】請求項８記載の発明によれば、合金のコー
ティング層を１ｍｍ〜１０ｍｍと厚膜に形成しながらも
同層の気孔率を３％以下と極めて少なくすることが可能
な優れた摩耗特性を有する耐摩耗コーティング部品を実
現できる。
ティング層を１ｍｍ〜１０ｍｍと厚膜に形成しながらも
同層の気孔率を３％以下と極めて少なくすることが可能
な優れた摩耗特性を有する耐摩耗コーティング部品を実
現できる。
【手続補正３１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７９
【補正方法】削除
【手続補正３２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８０
【補正方法】削除
【手続補正３３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】削除
【手続補正３４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８２
【補正方法】削除
【手続補正３５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８３
【補正方法】削除
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森島 康雄 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８ 株式会 社東芝横浜事業所内
Claims (13)
- 【請求項１】 金属基材の表面に耐摩耗特性を有する合
金の粉末を溶射して１ｍｍ乃至１０ｍｍの厚さで且つ気
孔率が１５％以下にコーティングするコーティング工程
と、 上記耐摩耗特性を有する合金がコーティングされた金属
基材に対し、真空炉中で上記合金の融点温度以下で加熱
による拡散密着熱処理を行なう拡散密着熱処理工程とを
有することを特徴とする耐摩耗コーティング部品の製造
方法。 - 【請求項２】 上記耐摩耗特性を有する合金として自溶
性合金を使用することを特徴とする請求項１記載の耐摩
耗コーティング部品の製造方法。 - 【請求項３】 上記自溶性合金は、球形状の粉末でその
粒子径が１０μｍ乃至１５０μｍのものを使用すること
を特徴とする請求項２記載の耐摩耗コーティング部品の
製造方法。 - 【請求項４】 上記コーティング工程は、金属基材の表
面に上記合金の粉末を高速フレーム溶射法または超高速
フレーム溶射法を用いて３５０ｍ／秒〜１５００ｍ／秒
で溶射し、 上記拡散密着熱処理工程は、上記合金の気孔率を３％以
下に形成することを特徴とする請求項１記載の耐摩耗コ
ーティング部品の製造方法。 - 【請求項５】 上記拡散密着熱処理工程は、上記合金が
コーティングされた金属基材を、真空炉中で該合金の融
点温度以下である摂氏８００度乃至１０５０度で３０分
乃至１０時間加熱保持することを特徴とする請求項１乃
至４いずれか記載の耐摩耗コーティング部品の製造方
法。 - 【請求項６】 上記拡散密着熱処理工程は、上記合金の
硬さをロックウェル硬度４０乃至６５とすることを特徴
とする請求項１乃至４いずれか記載の耐摩耗コーティン
グ部品の製造方法。 - 【請求項７】 上記拡散密着熱処理工程は、金属基材と
上記合金との界面に２μｍ乃至２００μｍの厚さ拡散層
を形成することを特徴とする請求項１乃至４いずれか記
載の耐摩耗コーティング部品の製造方法。 - 【請求項８】 上記コーティング工程で金属基材の表面
に上記合金の粉末を溶射する前に、金属基材の表面のＲ
ａが５μｍ乃至２０μｍ、またはＲｍａｘが３０μｍ乃
至１５０μｍの表面粗さにするブラスト処理工程を有す
ることを特徴とする請求項１乃至４いずれか記載の耐摩
耗コーティング部品の製造方法。 - 【請求項９】 空気または不活性ガスを吹付けて金属基
材の温度を摂氏２００度以下に冷却しながら上記コーテ
ィング工程で金属基材の表面に上記合金の粉末を溶射す
ることを特徴とする請求項１乃至７いずれか記載の耐摩
耗コーティング部品の製造方法。 - 【請求項１０】 上記コーティング工程は、金属基材の
表面に溶射する耐摩耗特性を有する合金の粉末として、
１０乃至３０重量％Ｃｒ、３乃至６重量％Ｆｅ、２乃至
８重量％Ｓｉ、０．５乃至６重量％Ｂ、及び残部Ｎｉ基
自溶性合金、または１０乃至３０重量％Ｃｒ、１０乃至
３０重量％Ｎｉ、２乃至８重量％Ｓｉ、０．５乃至６重
量％Ｂ、及び残部Ｆｅ基自溶性合金、または１０乃至３
０重量％Ｃｒ、１０乃至３０重量％Ｎｉ、３乃至６重量
％Ｆｅ、２乃至８重量％Ｓｉ、０．５乃至６重量％Ｂ、
及び残部Ｃｏ基自溶性合金を使用することを特徴とする
請求項１乃至９いずれか記載の耐摩耗コーティング部品
の製造方法。 - 【請求項１１】 原子力プラント用耐摩耗部品として上
記耐摩耗特性を有する合金にＮｉ基自溶性合金を使用す
ることを特徴とする請求項１乃至１０いずれか記載の耐
摩耗コーティング部品の製造方法。 - 【請求項１２】 原子力プラント用バルブの弁体及び弁
座シートリングとして上記耐摩耗特性を有する合金にＮ
ｉ基自溶性合金を使用することを特徴とする請求項１乃
至１０いずれか記載の耐摩耗コーティング部品の製造方
法 - 【請求項１３】 上記請求項１乃至１２いずれか記載の
耐摩耗コーティング部品の製造方法を用いて製造したこ
とを特徴とする耐摩耗コーティング部品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10159165A JP2938436B1 (ja) | 1998-02-06 | 1998-06-08 | 耐摩耗コーティング部品及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2571098 | 1998-02-06 | ||
| JP10-25710 | 1998-02-06 | ||
| JP10159165A JP2938436B1 (ja) | 1998-02-06 | 1998-06-08 | 耐摩耗コーティング部品及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2938436B1 JP2938436B1 (ja) | 1999-08-23 |
| JPH11286767A true JPH11286767A (ja) | 1999-10-19 |
Family
ID=26363371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10159165A Expired - Fee Related JP2938436B1 (ja) | 1998-02-06 | 1998-06-08 | 耐摩耗コーティング部品及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2938436B1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006274326A (ja) * | 2005-03-28 | 2006-10-12 | National Institute For Materials Science | Ｔｉ皮膜の形成方法 |
| JP2014074231A (ja) * | 2009-09-07 | 2014-04-24 | Fujimi Inc | 溶射用粉末 |
| US9340862B2 (en) | 2009-09-07 | 2016-05-17 | Fujimi Incorporated | Powder for thermal spraying |
-
1998
- 1998-06-08 JP JP10159165A patent/JP2938436B1/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006274326A (ja) * | 2005-03-28 | 2006-10-12 | National Institute For Materials Science | Ｔｉ皮膜の形成方法 |
| JP2014074231A (ja) * | 2009-09-07 | 2014-04-24 | Fujimi Inc | 溶射用粉末 |
| US9340862B2 (en) | 2009-09-07 | 2016-05-17 | Fujimi Incorporated | Powder for thermal spraying |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2938436B1 (ja) | 1999-08-23 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |