JPS5942070B2 - テツ コウ オヨビ ソノセイヒン ノ ヒヨウメンヒメヒンフホウホウ - Google Patents
テツ コウ オヨビ ソノセイヒン ノ ヒヨウメンヒメヒンフホウホウInfo
- Publication number
- JPS5942070B2 JPS5942070B2 JP14238475A JP14238475A JPS5942070B2 JP S5942070 B2 JPS5942070 B2 JP S5942070B2 JP 14238475 A JP14238475 A JP 14238475A JP 14238475 A JP14238475 A JP 14238475A JP S5942070 B2 JPS5942070 B2 JP S5942070B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- amorphous
- corrosion resistance
- base material
- steel
- coating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Landscapes
- Coating With Molten Metal (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は鉄、鋼およびこれらの製品の耐食性にすぐれた
表面被覆に関するものである。
表面被覆に関するものである。
一般に耐食、耐摩耗’住を目的として一般機械、建設、
造船、車両、化学装置等に対して溶射技術は広く活用さ
れている。
造船、車両、化学装置等に対して溶射技術は広く活用さ
れている。
中でも金属溶射は金属の持つ有用性から広く活用されて
いる。耐食性を目的としては亜鉛、錫、アルミニウム溶
射等があり、耐食、耐摩耗性の両方を備えたものとして
はニッケル、クロム、ニッケル合金、コバルト合金等が
あるが、耐食、耐摩耗性の両方の目的のために使用され
る溶射材料は一般に高価であり、溶射そのものの歩溜効
率の悪るさもあつて鉄鋼構造物等大きな基材への活用は
補修とかのごく限られた使用にしか供されていない。
いる。耐食性を目的としては亜鉛、錫、アルミニウム溶
射等があり、耐食、耐摩耗性の両方を備えたものとして
はニッケル、クロム、ニッケル合金、コバルト合金等が
あるが、耐食、耐摩耗性の両方の目的のために使用され
る溶射材料は一般に高価であり、溶射そのものの歩溜効
率の悪るさもあつて鉄鋼構造物等大きな基材への活用は
補修とかのごく限られた使用にしか供されていない。
またアセチレン等ガス溶射、高周波溶射、プラズマ溶射
等いかなる方法でも溶射皮膜上に気孔をなくすことはで
きない。
等いかなる方法でも溶射皮膜上に気孔をなくすことはで
きない。
本発明は上記欠点を補い、特殊な被覆材料と処理条件を
組合わせた耐食性にすぐれた全く新しい表面被覆方法の
提供にある。
組合わせた耐食性にすぐれた全く新しい表面被覆方法の
提供にある。
最近ある種の合金では溶融状態から１刀ないし１００万
℃／秒程度の冷却速度で凝固させた場合に、非晶質状態
になり、その中でいちじるしく耐食性が向上する成分系
があることが知られている。
℃／秒程度の冷却速度で凝固させた場合に、非晶質状態
になり、その中でいちじるしく耐食性が向上する成分系
があることが知られている。
ここで非晶質状態とは通常のＸ線回折で結晶に特有の回
折線が得られず、液体状態に類似したハローパターンが
得られる状態をいう。ところが上記のような大きな冷却
速度を得るためには、製品の厚さは０．１ｍｍ程度以下
が必要で、製品の形状としてはフィラメント、箔、リボ
ン状などに限定される。本発明者は非晶質合金のすぐれ
た耐食性を一般の鉄、鋼およびこれらの製品に与える方
法を種々研究し、成分系および処理条件において適切な
方法を見出したものである。
折線が得られず、液体状態に類似したハローパターンが
得られる状態をいう。ところが上記のような大きな冷却
速度を得るためには、製品の厚さは０．１ｍｍ程度以下
が必要で、製品の形状としてはフィラメント、箔、リボ
ン状などに限定される。本発明者は非晶質合金のすぐれ
た耐食性を一般の鉄、鋼およびこれらの製品に与える方
法を種々研究し、成分系および処理条件において適切な
方法を見出したものである。
そして必ずしも非晶質でなくとも、冷却速度を十分に与
えればすぐれた耐食性が得られることを見出すにいたつ
た。次に本発明の詳細についてのべる。まず成分系につ
いては、非晶質または非晶質に近い状態を得やすくする
ためと、成分、結晶状態が耐食性に対して有効であるこ
とを実験の結果確認したことから特許請求の範囲に示す
成分系に限定した。
えればすぐれた耐食性が得られることを見出すにいたつ
た。次に本発明の詳細についてのべる。まず成分系につ
いては、非晶質または非晶質に近い状態を得やすくする
ためと、成分、結晶状態が耐食性に対して有効であるこ
とを実験の結果確認したことから特許請求の範囲に示す
成分系に限定した。
そしてこの成分系が非晶質または非晶質に近い状態にな
りやすい理由としては、以下のような経験的事実に基づ
いている。すなわち１非晶質金属が形成されるには添加
元素の種類、量に大きく依存する。
りやすい理由としては、以下のような経験的事実に基づ
いている。すなわち１非晶質金属が形成されるには添加
元素の種類、量に大きく依存する。
２半金属元素を一種または二種以上で５〜３０％（原子
％）含むものは非晶質化しやすい。
％）含むものは非晶質化しやすい。
３急速凝固により非晶質化する場合、液体から固体に遷
移する臨界温度をガラス化温度（Ｔｆ！）とし、溶融温
度を（Ｔｍ）とすると、冷却速度を大きくし、過冷によ
りＴｍを下げ粘性を大きくしてＴ９温度を上げることが
非晶質化に効果がある。
移する臨界温度をガラス化温度（Ｔｆ！）とし、溶融温
度を（Ｔｍ）とすると、冷却速度を大きくし、過冷によ
りＴｍを下げ粘性を大きくしてＴ９温度を上げることが
非晶質化に効果がある。
このためには共晶合金成分が適しており、その合金化に
より凝固温度が低下することが非晶質化に影響する。そ
こで本発明においてはベース成分として、遷移金属元素
中、基板となる鉄、鋼と結合し易い周期率表第族の元素
からＦｅ，Ｎｉ，ＣＯを選択した。
より凝固温度が低下することが非晶質化に影響する。そ
こで本発明においてはベース成分として、遷移金属元素
中、基板となる鉄、鋼と結合し易い周期率表第族の元素
からＦｅ，Ｎｉ，ＣＯを選択した。
また半金属元素として、融点を下げ共晶合金となり、非
晶質化しやすいものとして、Ｂ，Ｃ，Ｓｌ，Ｐを選択し
、その一種または二種以上を５〜３０％（原子％）を加
えた。更にＣｒ，ＭＯ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｖ，Ｎｂ，Ｗ，Ｃ
ｕ，Ａ９，Ａｌの１種または２種以上３０原子？以下お
よび／またはＮを２原子？以下を添加する。Ｃｒ，ＭＯ
，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｖ，Ｎｂ，Ｗ，Ｃｕ，Ａ９，Ａｌは耐食
性、強度等の特件の向上と製造件能向上のために添加す
るものである。Ｃｒは耐食性を向上させるために添加す
るもので、特に８原子％以上の添加では非常に高い耐食
性、耐孔食、耐すき間腐食性を示す。しかし過度に過ぎ
ると脆くなるので３０原子？を上限とした。Ｙ．Ｔｉ，
Ｖ，Ｎｂ，Ｗ等は材料の特性として硬さ、強さを必要と
する場合に有効であり、ＭＯは耐食性の向上に効果があ
る。またＡｌ，Ａ９，Ｚｒ，Ｃｕ等は急速冷却面との分
離をよくし、表面の平滑度をよくする効果がある。しか
しながら過度に添加すると非晶質化が難しくなり、かつ
脆くなることからいずれの元素を添加する場合でもその
上限を３０原子？とした。Ｎは耐食囲、耐摩耗囲向上に
効果があるが３％（原子％）程度の添加で脆くなること
から上限を２％（原子％）とした。次に本発明における
加熱、冷却条件について説明する。
晶質化しやすいものとして、Ｂ，Ｃ，Ｓｌ，Ｐを選択し
、その一種または二種以上を５〜３０％（原子％）を加
えた。更にＣｒ，ＭＯ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｖ，Ｎｂ，Ｗ，Ｃ
ｕ，Ａ９，Ａｌの１種または２種以上３０原子？以下お
よび／またはＮを２原子？以下を添加する。Ｃｒ，ＭＯ
，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｖ，Ｎｂ，Ｗ，Ｃｕ，Ａ９，Ａｌは耐食
性、強度等の特件の向上と製造件能向上のために添加す
るものである。Ｃｒは耐食性を向上させるために添加す
るもので、特に８原子％以上の添加では非常に高い耐食
性、耐孔食、耐すき間腐食性を示す。しかし過度に過ぎ
ると脆くなるので３０原子？を上限とした。Ｙ．Ｔｉ，
Ｖ，Ｎｂ，Ｗ等は材料の特性として硬さ、強さを必要と
する場合に有効であり、ＭＯは耐食性の向上に効果があ
る。またＡｌ，Ａ９，Ｚｒ，Ｃｕ等は急速冷却面との分
離をよくし、表面の平滑度をよくする効果がある。しか
しながら過度に添加すると非晶質化が難しくなり、かつ
脆くなることからいずれの元素を添加する場合でもその
上限を３０原子？とした。Ｎは耐食囲、耐摩耗囲向上に
効果があるが３％（原子％）程度の添加で脆くなること
から上限を２％（原子％）とした。次に本発明における
加熱、冷却条件について説明する。
本発明においては加熱源として、高エネルギー加熱源で
ある高周波、電磁波、赤外線、電子ビーム、プラズマジ
ェット、アーク、レーザー等を再加熱手段に用いると、
鋼材の表面層、特に被覆層のみを加熱溶融することが可
能であることと、加熱溶融後、冷却ロール等により急速
冷却すると、被覆層は非晶質あるいは非晶質に近い状態
になり、被覆層と基材（軟鋼板等）は強固拡散結合とな
るに拘らず、基材への熱影響はほとんどないとの知見か
ら被覆材料の溶融点以上への加熱を１０秒以下とした。
ある高周波、電磁波、赤外線、電子ビーム、プラズマジ
ェット、アーク、レーザー等を再加熱手段に用いると、
鋼材の表面層、特に被覆層のみを加熱溶融することが可
能であることと、加熱溶融後、冷却ロール等により急速
冷却すると、被覆層は非晶質あるいは非晶質に近い状態
になり、被覆層と基材（軟鋼板等）は強固拡散結合とな
るに拘らず、基材への熱影響はほとんどないとの知見か
ら被覆材料の溶融点以上への加熱を１０秒以下とした。
同様に冷却手段として金属ロール、冷却ガス吹付け、冷
媒への浸漬等が考えられるが、非晶質あるいは非晶質に
近い状態が得られ、かつ表面被覆の耐食性を良好に保持
するためには１００℃／秒以上の冷却速度が必要である
ことから冷却速度の下限を１００℃／秒とした。なおこ
の際急速冷却を３００℃以下としたのは、前述のガラス
化温度との関係から本発明の成分材料の組合せでは、３
００′Ｃ以下の温度まで急冷することにより耐食性の優
れた非晶質あるいは非晶質に近い状態になると知見を実
験的に得たからである。従来の表面被覆方法、たとえば
金属溶射法では被覆材と基材との接着゛囲を高めるため
にシヨツトプラストなどの表面処理をおこなう他に基材
の予熱を行うのが普通である。
媒への浸漬等が考えられるが、非晶質あるいは非晶質に
近い状態が得られ、かつ表面被覆の耐食性を良好に保持
するためには１００℃／秒以上の冷却速度が必要である
ことから冷却速度の下限を１００℃／秒とした。なおこ
の際急速冷却を３００℃以下としたのは、前述のガラス
化温度との関係から本発明の成分材料の組合せでは、３
００′Ｃ以下の温度まで急冷することにより耐食性の優
れた非晶質あるいは非晶質に近い状態になると知見を実
験的に得たからである。従来の表面被覆方法、たとえば
金属溶射法では被覆材と基材との接着゛囲を高めるため
にシヨツトプラストなどの表面処理をおこなう他に基材
の予熱を行うのが普通である。
また溶射された材料は一般に気孔が多く、再加熱溶融し
気孔を防ぐための、いわゆるビュージンク処理が行なわ
れるが、その後の冷却については何ら考慮がなされてい
なＧ）。本発明においては、基材となる鉄、鋼あるいは
これらの製品（鉄、鋼には鋳鉄、鋳鋼、粉末製品も含む
）に本発明に示した合金を一たん附着させる。
気孔を防ぐための、いわゆるビュージンク処理が行なわ
れるが、その後の冷却については何ら考慮がなされてい
なＧ）。本発明においては、基材となる鉄、鋼あるいは
これらの製品（鉄、鋼には鋳鉄、鋳鋼、粉末製品も含む
）に本発明に示した合金を一たん附着させる。
この際溶融状態で附着させることは必ずしも必要でなく
、また溶融状態で附着させる場合にも冷却速度にとくに
制約をつける必要はない。ただ基材との接着性を高める
ために基材にシヨツトブラストをかけることは有効であ
り、さらに基材にＡｌ，Ｚｎ，Ｓｎなど低融点でかつ鉄
、鋼と合金層をつくる金属で被覆しておくことは、本発
明に示した被覆材を低融点金属にくいこませ、附着強度
を高めるとともに、後述する再熱処理の際の冷却速度を
高めるためにとくに有効である。基材に被覆材を附着さ
せる方法としては、溶射法を用いることは当然有利であ
るが、その他に本発明で示した合金の溶融液に浸漬する
ことによつても得られる。
、また溶融状態で附着させる場合にも冷却速度にとくに
制約をつける必要はない。ただ基材との接着性を高める
ために基材にシヨツトブラストをかけることは有効であ
り、さらに基材にＡｌ，Ｚｎ，Ｓｎなど低融点でかつ鉄
、鋼と合金層をつくる金属で被覆しておくことは、本発
明に示した被覆材を低融点金属にくいこませ、附着強度
を高めるとともに、後述する再熱処理の際の冷却速度を
高めるためにとくに有効である。基材に被覆材を附着さ
せる方法としては、溶射法を用いることは当然有利であ
るが、その他に本発明で示した合金の溶融液に浸漬する
ことによつても得られる。
ただ本発明によれば、最も特徴とする後の再熱急冷時に
基材の温度上昇を防ぎ、また被覆材の冷却速度を十分に
得るために、附着した被覆材の厚さは１ｍｍ以下、好ま
しくは０．５ｍｍ臥下がのぞましい。上記のように基材
に附着された被覆材は一般には耐食性、および硬度は必
ずしもすぐれていない。
基材の温度上昇を防ぎ、また被覆材の冷却速度を十分に
得るために、附着した被覆材の厚さは１ｍｍ以下、好ま
しくは０．５ｍｍ臥下がのぞましい。上記のように基材
に附着された被覆材は一般には耐食性、および硬度は必
ずしもすぐれていない。
そこで、一たん溶融点以上に加熱して溶融状態にする。
この際加熱速度が遅いと基材への熱伝導によつて基材の
温度上昇がいちじるしく、その後の冷却速度が遅くなる
ために、溶融温度以上に１０秒以下で到達することが必
要で、また通常の溶射法とは異なり、基材を冷却してお
くことは基材の温度上昇を防ぐために有効である。この
ための加熱方法としては高周波、電磁波、電子ビーム、
赤外線、レーザー、プラズマジェットなどの方法のいず
れを用いることも出来る。被覆材が溶融点に到達直後に
基材の温度上昇がなければそのま＼、あるいは冷却ガス
の吹きつけ、冷媒への浸漬、金属ロールによる接触など
による方法で冷却される。
この際加熱速度が遅いと基材への熱伝導によつて基材の
温度上昇がいちじるしく、その後の冷却速度が遅くなる
ために、溶融温度以上に１０秒以下で到達することが必
要で、また通常の溶射法とは異なり、基材を冷却してお
くことは基材の温度上昇を防ぐために有効である。この
ための加熱方法としては高周波、電磁波、電子ビーム、
赤外線、レーザー、プラズマジェットなどの方法のいず
れを用いることも出来る。被覆材が溶融点に到達直後に
基材の温度上昇がなければそのま＼、あるいは冷却ガス
の吹きつけ、冷媒への浸漬、金属ロールによる接触など
による方法で冷却される。
この際、非晶質状態が得られればもつともよい耐食姓が
得られるが、必ずしもその必要はなく、十分な冷却速度
が得られればよい。その限界を３００℃まで１００得Ｃ
／秒以上とした。この限界冷却速度は被覆材の成分によ
つて若干変わる。実施例 本発明に掲げた被覆材料成分から選択された第１表に示
す被覆成分材料の粒度２００〜３００メツシユ粉末を、
プラズマ溶射法で、あらかじめシヨツトブラストを用い
て前処理工程を経た軟鋼板（１００ｍｍＸ１００ｍｍ×
１００ｍ７７！、材質ＳＳ４ｌ）を素材とし、その両面
に溶射層２００μｍの被覆層を作成した。
得られるが、必ずしもその必要はなく、十分な冷却速度
が得られればよい。その限界を３００℃まで１００得Ｃ
／秒以上とした。この限界冷却速度は被覆材の成分によ
つて若干変わる。実施例 本発明に掲げた被覆材料成分から選択された第１表に示
す被覆成分材料の粒度２００〜３００メツシユ粉末を、
プラズマ溶射法で、あらかじめシヨツトブラストを用い
て前処理工程を経た軟鋼板（１００ｍｍＸ１００ｍｍ×
１００ｍ７７！、材質ＳＳ４ｌ）を素材とし、その両面
に溶射層２００μｍの被覆層を作成した。
Claims (1)
- １ 鉄、鋼あるいはこれらと合金層を形成している金属
あるいは合金で被覆された鉄、鋼の表面に、半金属元素
であるＢ、Ｃ、Ｓｉ、Ｐの一種または２種以上を５〜３
０原子％、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｗ、Ｃ
ｕ、Ａｇ、Ａｌの１種または２種以上３０原子％以下お
よび／またはＮを２原子％以下、残部Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ
の一種または２種以上を含む成分からなる被覆材料を付
着させ、該被覆材料をその溶融点以上の温度に１０秒以
下の時間で急速加熱し、ただちに３００℃以下の温度ま
で１００℃／秒以上の速さで急速冷却することを特徴と
する鉄、鋼およびその製品の表面被覆方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14238475A JPS5942070B2 (ja) | 1975-12-02 | 1975-12-02 | テツ コウ オヨビ ソノセイヒン ノ ヒヨウメンヒメヒンフホウホウ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14238475A JPS5942070B2 (ja) | 1975-12-02 | 1975-12-02 | テツ コウ オヨビ ソノセイヒン ノ ヒヨウメンヒメヒンフホウホウ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5266834A JPS5266834A (en) | 1977-06-02 |
| JPS5942070B2 true JPS5942070B2 (ja) | 1984-10-12 |
Family
ID=15314100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14238475A Expired JPS5942070B2 (ja) | 1975-12-02 | 1975-12-02 | テツ コウ オヨビ ソノセイヒン ノ ヒヨウメンヒメヒンフホウホウ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5942070B2 (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1095387A (en) * | 1976-02-17 | 1981-02-10 | Conrad M. Banas | Skin melting |
| JPS55148752A (en) * | 1979-05-11 | 1980-11-19 | Nippon Steel Corp | Formation method of coating on metal surface |
| JPS57185927A (en) * | 1981-05-08 | 1982-11-16 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Formation of amorphous inside circumferential surface of steel pipe |
| JPS57200536A (en) * | 1981-06-02 | 1982-12-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Preparation of corrosion resistant structural member |
| JPS583979A (ja) * | 1981-07-01 | 1983-01-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 耐食・耐エロ−ジヨン性部材の製造方法 |
| JPS5810456U (ja) * | 1981-07-08 | 1983-01-22 | 株式会社リコー | 複写機における分離装置 |
| JPS591678A (ja) * | 1982-06-29 | 1984-01-07 | Nippon Steel Corp | 複合熱間工具鋼の製造法 |
| JPS5987144A (ja) * | 1982-11-11 | 1984-05-19 | 日本ピストンリング株式会社 | 高強度耐摩耗性部材の製造方法 |
| JPS59104462A (ja) * | 1982-12-06 | 1984-06-16 | Nisshin Steel Co Ltd | 片面溶融金属めつき方法 |
| JPS60121278A (ja) * | 1983-12-02 | 1985-06-28 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 厚肉鉄鋼部材の表面処理方法 |
| JPS60187660A (ja) * | 1984-02-24 | 1985-09-25 | Honda Motor Co Ltd | 部分硬化鋳鉄部材 |
| JPS60238489A (ja) * | 1984-05-12 | 1985-11-27 | Daiki Gomme Kogyo Kk | 表面被覆金属層の作製する方法 |
| JPH06228723A (ja) * | 1992-12-21 | 1994-08-16 | Praxair St Technol Inc | 耐溶融金属侵食性材料およびその製造方法 |
-
1975
- 1975-12-02 JP JP14238475A patent/JPS5942070B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5266834A (en) | 1977-06-02 |
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