JPS60215528A - Chromium oxide for spraying and its production - Google Patents

Chromium oxide for spraying and its production

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JPS60215528A
JPS60215528A JP59070013A JP7001384A JPS60215528A JP S60215528 A JPS60215528 A JP S60215528A JP 59070013 A JP59070013 A JP 59070013A JP 7001384 A JP7001384 A JP 7001384A JP S60215528 A JPS60215528 A JP S60215528A
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chromium oxide
powder
thermal spraying
particles
spraying
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JP59070013A
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Akira Yamaguchi
明良 山口
Kingo Takeuchi
竹内 金吾
Sho Arai
新井 捷
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Nippon Chemical Industrial Co Ltd
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Nippon Chemical Industrial Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To provide chromium oxide for spraying, composed of the single crystal particles of chromium oxide having particular shape, and having excellent fluidity and high spraying yield. CONSTITUTION:The objective chromium oxide for spraying is composed of the single crystal particles of chromium oxide having spherical or polyhedral shape, an average particle diameter of 10-50mu and an angle of repose of <=40 deg.C. The above chromium oxide can be produced by calcining powdery chromium oxide in an oxidizing atmosphere (e.g. air) at a temperature between 1,500 deg.C and the melting point of chromium oxide (2,265 deg.C), disintegrating the product into individual particles (e.g. by suspending the calcined product in a proper amount of water, and disintegrating with a Henschel mixer, etc.), and collecting the particles having desired diameter by classification.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は溶射用酸化クロムおよびその製造方法に関する
ものであり、その目的とするところは金属やセラミック
ス等の表面改質のための溶射被覆に用いられる溶射用材
料として最適な溶射用酸化クロムを提供することにある
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to chromium oxide for thermal spraying and a method for producing the same, and its purpose is to provide a material suitable for thermal spraying to be used for thermal spray coating for surface modification of metals, ceramics, etc. The purpose of the present invention is to provide chromium oxide for thermal spraying.

従来、顔料、研摩材、耐火物材料等に用いられている粉
末状の酸化クロムは、無水クロム酸の加熱分解、重クロ
ム酸塩類の還元焙焼、水酸化クロムの加熱脱水等によっ
て工業的に製造されているが、これ等はいずれも粒径1
11.m前後の非常に微細な一次粒子から成る微粉末状
態のものである。
Powdered chromium oxide, which has traditionally been used in pigments, abrasives, refractory materials, etc., can be produced industrially by thermal decomposition of chromic acid anhydride, reduction roasting of dichromates, thermal dehydration of chromium hydroxide, etc. are manufactured, but all of these have a particle size of 1
11. It is in a fine powder state consisting of very fine primary particles of around m size.

近時、各種金属やセラミックス等の表面に耐摩耗性、#
腐食性、耐熱性等を付与する目的で各種の高性能の溶射
用材料を瞬間的に溶融噴射して被覆するいわゆるプラズ
マジェットによる溶射被覆が行なわれているが、酸化ク
ロムもその溶射用材料の一つとして、耐摩耗性や耐腐食
性等の付与のために使用されている。
Recently, wear-resistant, #
Thermal spray coating is carried out by so-called plasma jet, which instantaneously melts and sprays various high-performance thermal spray materials for the purpose of imparting properties such as corrosion resistance and heat resistance. For example, it is used to impart properties such as wear resistance and corrosion resistance.

このような目的に使用される溶射用酸化クロムとしては
、次の要件を満たすことが重要であるとされている。
It is said that it is important for thermal spray chromium oxide used for such purposes to satisfy the following requirements.

(1)化学的純度が高く、基材の表面に所望の性能の酸
化クロム被覆が得られること。
(1) A chromium oxide coating with high chemical purity and desired performance can be obtained on the surface of the base material.

(2)粉体としての流動性が良く、使用に際して粉末供
給装置からプラズマガンノズルに至るまでの細管を閉塞
することなく、一定速度でスムーズに供給可能であるこ
と。
(2) It has good fluidity as a powder and can be smoothly supplied at a constant speed without clogging the thin tube from the powder supply device to the plasma gun nozzle during use.

(3)溶射に際して、プラズマガスに投入される酸化ク
ロム粉体のうち、飛散・損失することなく目的とする基
材の表面に到達し有効に被覆を形成する割合、すなわち
溶射の歩留りが高いこと。
(3) During thermal spraying, the proportion of chromium oxide powder added to the plasma gas that reaches the surface of the target substrate without scattering or loss and effectively forms a coating, that is, the yield of thermal spraying is high. .

一般に、これらの要件特に上記の(2) 、 (3)を
満たすには、酸化クロムの粒子形状がなるべく球形に近
く、粒子表面が滑らかで、しかも粒度分布が均一であり
、さらに個々の粒子が成程度以上の質量(大きさ)をも
つことが必要であると考えられる。就中、粒径約571
m以下の微細粒子は慣性が小さく噴射に際して飛散・損
失し易いからである。
In general, in order to satisfy these requirements, especially (2) and (3) above, the particle shape of chromium oxide must be as close to spherical as possible, the particle surface must be smooth, the particle size distribution must be uniform, and each individual particle must be as close to spherical as possible. It is thought that it is necessary to have a mass (size) of at least a certain degree. Especially, the particle size is about 571
This is because fine particles smaller than m have a small inertia and are easily scattered and lost during injection.

然しなから、従来の溶射用酸化クロムは、いずれも通常
の酸化クロムの粉末を電気炉で融点以上の高温(約24
00°C)に加熱して溶融し、これを冷却固化させたの
ち粉砕し、更に篩分して所望の粒度部分を回収するとい
う方法によって製造されたものであるため、製造詩に炉
材や電極の侵蝕による汚染物の混入や炭素による還元反
応にもとづいて生成する金属クロムの一部混入などを生
じ易く、また強力な粉砕や分級に伴う汚染の増大や歩留
りの低下を招き易い等の欠点があるばかりでなく、顕微
鏡的観察によれば、第1図に示すように、その粒子状態
がいずれも角ばった不定形の砕片状多結晶で、表面は不
規則で粗雑な破砕面を呈しており、粉体としての流動性
が必ずしも充分でなく、また溶射に際しては飛散し易く
溶射の歩留りが低下し易い等の欠点があった。
However, conventional chromium oxide for thermal spraying is produced by heating ordinary chromium oxide powder in an electric furnace at a high temperature above the melting point (approximately 24
Because it is manufactured by heating it to 00°C to melt it, cooling it to solidify it, crushing it, and then sieving it to recover the desired particle size, there are no furnace materials or Disadvantages include contamination due to electrode erosion and the contamination of some metallic chromium generated based on the reduction reaction with carbon, as well as increased contamination and decreased yield due to strong crushing and classification. Not only that, but microscopic observation shows that the grains are all angular, irregularly shaped, fragmented polycrystals, with irregular and rough fractured surfaces. However, the fluidity as a powder is not necessarily sufficient, and it also has drawbacks such as being easily scattered during thermal spraying and easily reducing the yield of thermal spraying.

他方、酸化クロムのやや大きな単結晶を得る方法は従来
知られており、例えば酸化クロム微粉末を空気雰囲気下
で1300〜1500°Cで加熱すると、やや粗大な酸
化クロムの粒子に成長するという文献がある(窯業協会
誌8?[5]1979・253−258頁)。他の方法
として、酸化クロムとクロム酸アルカリとの混合物を加
熱焼成する方法がある(特開昭53−262flie号
)。しかして前者の方法は、15000Cまでの加熱に
よって酸化クロムの微粒子を粗大粒子に成長させるには
極めて長時間を必要とし、しかも得られる粗大粒子は幾
つかの単結晶が相互に焼結して「瘤つき」状の凝集物と
なることがあるためにそのままでは流動性が必ずしも充
分でなく、又後者の方法は、原料酸化クロムに対してク
ロム酸アルカリを2倍量と極めて大量に使用して、これ
に基づく蒸発凝縮した薄片状の酸化クロムの単結晶を回
収することを目的とするものであるため、得られる酸化
クロムは粉体としての流動性に欠けるばかりでなく酸化
クロムとしての歩留まりが著しく小さく、また容器の侵
蝕が避は難いという問題がある。
On the other hand, methods for obtaining rather large single crystals of chromium oxide have been known in the past; for example, there is a literature that states that when fine chromium oxide powder is heated at 1,300 to 1,500°C in an air atmosphere, it grows into rather coarse particles of chromium oxide. (Ceramic Industry Association Journal 8? [5] 1979, pp. 253-258). Another method is to heat and sinter a mixture of chromium oxide and alkali chromate (Japanese Unexamined Patent Publication No. 53-262flie). However, in the former method, it takes an extremely long time to grow fine chromium oxide particles into coarse particles by heating up to 15,000C, and the resulting coarse particles are formed by sintering several single crystals together. The fluidity is not necessarily sufficient if it is used as it is because it may form lump-like aggregates, and the latter method uses an extremely large amount of alkali chromate, twice the amount of raw chromium oxide. Since the purpose is to recover flaky single crystals of chromium oxide that have been evaporated and condensed based on this, the obtained chromium oxide not only lacks fluidity as a powder but also has a low yield as chromium oxide. There is a problem that the container is extremely small and corrosion of the container is inevitable.

本発明者らは、叙上の問題に鑑み、溶射用材料として最
適な溶射用酸化クロムおよびその製造方法について鋭意
検討した結果、平均粒径10乃至50ILmの球形乃至
多面体状の酸化クロムの単結晶粒子から成る粉体が流動
性が良好で理想的であることおよびそのような粉体を具
体的に製造する方法を知見し本発明を完成した。
In view of the above-mentioned problems, the inventors of the present invention have conducted intensive studies on chromium oxide for thermal spraying, which is most suitable as a material for thermal spraying, and its manufacturing method. The inventors completed the present invention by discovering that a powder made of particles has good fluidity and is ideal, and a method for specifically producing such a powder.

すなわち、本発明の第1の発明は平均粒径が10乃至5
0ILmの球形乃至多面体状の酸化クロムの単結晶粒子
から成る粉体であり、かつ安息角が40度以下であるこ
とを特徴とする溶射用酸化クロムであり、第2の発明は
酸化クロム粉末を酸化性雰囲気中で1500°C乃至酸
化クロムの融点(2285℃)以下の温度で加熱焼成す
ることを特徴とする溶射用酸化クロムの製造方法である
That is, the first invention of the present invention has an average particle size of 10 to 5.
The second invention is a thermal spraying chromium oxide powder consisting of spherical or polyhedral single crystal particles of chromium oxide having an angle of repose of 40 degrees or less. This is a method for producing chromium oxide for thermal spraying, which is characterized by heating and firing in an oxidizing atmosphere at a temperature of 1500°C to below the melting point of chromium oxide (2285°C).

以下、本発明の詳細な説明する。The present invention will be explained in detail below.

先ず、第1の発明について説明すると、本発明の溶射用
酸化クロムは単結晶からなる酸化クロムの粉体で純度が
高く、又気泡等を含有していない密度が理論値に近いも
のである。
First, to explain the first invention, the chromium oxide for thermal spraying of the present invention is a single-crystal chromium oxide powder with high purity, and has a density close to the theoretical value without containing bubbles.

その形状は球形乃至多面体状からなり電子顕微鏡モの観
察によると良く発達した平滑な結晶面によって囲まれた
単結晶粒子からなる球形乃至多面体状であり、多面体と
しては8面体以」−1好ましくは14面体以上のもので
なるべく球形に近似しているものが含まれる。
Its shape is spherical or polyhedral, and according to observation using an electron microscope, it is spherical or polyhedral, consisting of single crystal grains surrounded by well-developed smooth crystal faces, and the polyhedron is preferably octahedral or larger. This includes things that are more than 14-sided and that are as close to a sphere as possible.

本発明の溶射用酸化クロムの平均粒径は10乃至50、
gm、好ましくは20〜3511.11であり、10g
m未満では粉体の質量が小さいために慣性が小さく熱プ
ラズマ内に投入されて基材に到達するまでに飛散・損失
し易く、又50gmをこえると粉体の質量が大きくなり
溶解不充分のまま基材に到達して粗雑な被覆面を形成す
ることがあるので好ましくない。
The average particle size of the chromium oxide for thermal spraying of the present invention is 10 to 50,
gm, preferably 20-3511.11, 10g
If it is less than 50gm, the mass of the powder will be small, so the inertia will be small, and it will be easily scattered and lost before it reaches the base material after being thrown into the thermal plasma. This is not preferable since it may reach the base material and form a rough coated surface.

又、本発明の溶射用酸化クロムは流動性に関する粉粒体
の特性として安息角が40度以下、好ましくは34度以
下であり、40度をこえると粉体の流動性が悪く、使用
に際してプラズマガンノズルに至るまでの細管を閉塞し
、定常状態で供給することが困難となり好ましくない。
In addition, the chromium oxide for thermal spraying of the present invention has an angle of repose of 40 degrees or less, preferably 34 degrees or less, as a characteristic of powder particles regarding fluidity. This is undesirable because it blocks the thin tube leading to the gun nozzle, making it difficult to supply in a steady state.

以」二に説明した形状、粒径及び流動特性を有する本発
明の溶射用酸化クロムは金属及びセラミックス等の溶射
用として全く新規な物性を有するクロム化合物であり、
従来の溶融法によって製造されている酸化クロムに比し
て次の点で優れており、溶射用材料として理想的なもの
ということができる。
The chromium oxide for thermal spraying of the present invention having the shape, particle size, and fluidity characteristics described below is a chromium compound having completely new physical properties for thermal spraying of metals, ceramics, etc.
It has the following advantages over chromium oxide produced by conventional melting methods, making it ideal as a material for thermal spraying.

(1)化学的純度が高く、金属クロムを含有することも
全くないので基材の表面に所望の性能の酸化クロム被覆
を再現性よく施すことができる。
(1) Since it has high chemical purity and does not contain any metallic chromium, a chromium oxide coating with desired performance can be applied to the surface of a substrate with good reproducibility.

(2)球形乃至厚みのある多面体状で表面が平滑な単結
晶粒子から成るため、それ自体粉体としての流動性がよ
く、所定の粒度範囲内にあることと相俟って粉末供給装
置からプラズマガンノズルに至るまでのスムーズな供給
が可能であり、しかも溶射の歩留りが高い。
(2) Since it is composed of single crystal particles with a spherical or thick polyhedral shape and a smooth surface, it has good fluidity as a powder, and together with the fact that it is within a specified particle size range, it is easy to use from a powder supply device. Smooth supply is possible up to the plasma gun nozzle, and the yield of thermal spraying is high.

次に、第2の発明である溶射用酸化クロムの製造方法に
ついて説明する。
Next, a method for producing chromium oxide for thermal spraying, which is the second invention, will be explained.

上記に説明した第1の発明の溶射用酸化クロムは原料で
ある酸化クロム粉末を酸化性雰囲気中で1500°C乃
至酸化クロムの融点(2285°C)以下の温度で加熱
焼成し、単結晶を成長せしめることにより容易に製造す
ることができる。
The chromium oxide for thermal spraying of the first invention described above is produced by heating and firing the raw material chromium oxide powder in an oxidizing atmosphere at a temperature of 1500°C to below the melting point of chromium oxide (2285°C) to form a single crystal. It can be easily manufactured by growing it.

本発明の製造方法で出発原料として使用する酸化クロム
としては、通常工業的に入手しうる粉末状の酸化クロム
が一般的であるが、その他に、その前駆体である無水ク
ロム酸、水酸化クロム、クロム酸アンモニウム、又は、
重クロム酸アンモニウムあるいは、本発明の製造方法に
おける後述の分級の工程から回収される酸化クロムの一
部な再使用することもできる。
The chromium oxide used as a starting material in the production method of the present invention is generally industrially available powdered chromium oxide, but its precursors, chromic acid anhydride, chromium hydroxide, , ammonium chromate, or
It is also possible to reuse ammonium dichromate or a portion of chromium oxide recovered from the classification step described below in the production method of the present invention.

一方、本発明の製造方法における加熱焼成は酸化性雰囲
気中で行うことが好ましく、還元性雰囲気中では酸化ク
ロムの結晶発達が極めて遅いため不適当である。該酸化
性雰囲気を実現する手段としては単なる空気中での焼成
、酸素ガスや空気の導入、原料酸化クロム粉末への適量
の酸化剤、例えば無水クロム酸の配合等いずれでも有効
である。
On the other hand, heating and firing in the production method of the present invention is preferably carried out in an oxidizing atmosphere; it is unsuitable in a reducing atmosphere because the crystal growth of chromium oxide is extremely slow. As a means for realizing the oxidizing atmosphere, simple firing in air, introduction of oxygen gas or air, addition of an appropriate amount of an oxidizing agent such as chromic anhydride to the raw material chromium oxide powder, etc. are all effective.

本発明の製造方法における加熱焼成温度は1500°C
乃至酸化クロムの融点(2285℃)以下、好ましくは
1500℃乃至1900℃がよく、特に加熱焼成温度を
前記範囲に特定した理由は本発明者らが見出したつぎの
事実に基〈ものである。
The heating and firing temperature in the manufacturing method of the present invention is 1500°C
to below the melting point of chromium oxide (2285°C), preferably 1500°C to 1900°C, and the reason why the firing temperature is specified in the above range is based on the following fact discovered by the present inventors.

すなわち、一般に酸化性雰囲気中での酸化クロムの加熱
に伴なう粒子成長は「蒸発−凝縮」という独特な機構で
進行するが、本発明者らの検討結果によれば結晶粒子の
成長は1000℃以上で始まり、1300℃以−ヒで急
激となる。しかし、酸化クロムの微細粒子から成る粉末
の単なる加熱では1500℃でも平均粒径1107p以
上に成長させるには100時間以上の加熱を必要とする
が、より高温での加熱または少量のアルカリ金属塩類の
存在下での加熱によれば実用的な短い加熱時間で平均粒
径1゜gm以上の単結晶粒子の成長が可能であることが
明らかとなった。したがって、加熱焼成温度が上記範囲
外の1500℃未満では酸化クロム粉末の結晶成長が充
分に行われず、又酸化クロムの融点をこえると融体とな
り、冷却固化後の厳しい粉砕工程が不可欠で、角ばった
不定形の破片状多結晶で気孔や不純物及び金属クロム等
の混入した製品が得られるために好ましくない。
That is, in general, particle growth associated with heating of chromium oxide in an oxidizing atmosphere proceeds by a unique mechanism called "evaporation-condensation", but according to the results of the study by the present inventors, the growth of crystal particles is It starts at temperatures above 1300°C and becomes sharp. However, simply heating a powder consisting of fine particles of chromium oxide at 1,500°C requires heating for more than 100 hours to grow it to an average particle size of 1,107p or more, but heating at a higher temperature or adding a small amount of alkali metal salts It has become clear that single crystal grains with an average grain size of 1 gm or more can be grown in a practically short heating time by heating in their presence. Therefore, if the heating and firing temperature is below 1500°C, which is outside the above range, the crystal growth of the chromium oxide powder will not be sufficient, and if it exceeds the melting point of chromium oxide, it will become a melt, and a severe crushing process after cooling and solidification is essential. This is undesirable because it results in a product that is irregularly shaped, fragmented polycrystalline, and contains pores, impurities, metallic chromium, and the like.

焼成時間は加熱焼成温度により任意に選定することがで
き特に限定する必要はなく、焼成時間が長い程結晶成長
は大となる反面、より多くのエネルギーを必要とするた
めにそれ等を考慮して所望の単結晶の大きさに適応せし
め任意に設定することができる。
The firing time can be arbitrarily selected depending on the heating and firing temperature, and there is no need to limit it in particular.The longer the firing time, the greater the crystal growth, but on the other hand, more energy is required, so take this into consideration. It can be arbitrarily set to suit the size of the desired single crystal.

加熱焼成方法は原料の酸化クロム粉末あるいは原料配合
物を適当な耐火性容器に入れ、酸化性雰0 囲気の状態で1500℃乃至酸化クロムの融点以下の温
度で所望の時間焼成すればよく、得られた焼成物は多く
の場合粒度の均一な単結晶粒子から成る粉体が得られる
ので粒度調節をしてそのまま、或は必要に応じてさらに
所望の粒度に分級して製品とする。分級の手段としては
篩分け、乾式または湿式サイクロン、水篩等各種の方法
を利用することができる。
The heating and firing method can be carried out by placing the raw material chromium oxide powder or raw material mixture in a suitable fireproof container and firing it in an oxidizing atmosphere at a temperature of 1500°C to below the melting point of chromium oxide for the desired time. In many cases, the baked product obtained is a powder consisting of single crystal grains with uniform grain size, so the grain size is adjusted and used as is, or if necessary, further classified to a desired grain size and used as a product. Various methods such as sieving, dry or wet cyclone, and water sieving can be used as a means for classification.

尚、加熱焼成による結晶の成長過程で複数個の単結晶粒
子が焼結して「瘤付き」状となる場合には単結晶粒子を
相互に剥離するために機械的破砕処理を行い粒子を分離
して充分な流動性を有するものにすることが望ましい。
In addition, if multiple single crystal particles are sintered during the crystal growth process due to heating and firing, resulting in a "bumpy" shape, a mechanical crushing process is performed to separate the single crystal particles in order to separate them from each other. It is desirable to have sufficient fluidity.

破砕処理としては乾式粉砕又は湿式粉砕のいずれでもよ
いが、酸化クロムの単結晶粒子自体を破砕する必要はな
く、衝撃力や剪断力にもとづく単結晶の分離又は解きほ
ぐしを行えばよく、例えば焼成物を適量の水に懸濁させ
た状態でヘンシェルミキサー等の粉砕機を利用して行う
とよい。
The crushing treatment may be either dry crushing or wet crushing, but it is not necessary to crush the single crystal particles of chromium oxide itself, and it is sufficient to separate or loosen the single crystals based on impact force or shear force. It is best to suspend the mixture in an appropriate amount of water and use a grinder such as a Henschel mixer.

又、本発明の製造方法においては必要に応じて1 結晶成長促進剤として適量のアルカリ金属塩、アルカリ
土類金属塩等を原料の酸化クロム粉末に混合して加熱し
てもよい。
In addition, in the production method of the present invention, if necessary, an appropriate amount of an alkali metal salt, alkaline earth metal salt, etc. as a crystal growth promoter may be mixed with the raw material chromium oxide powder and heated.

添加するアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩としては
、それらの炭酸塩、水酸化物、クロム酸塩、重クロム酸
塩、塩化物又は硫酸塩である。特に好ましいのは、ナト
リウム、カリウム、リチウム又はバリウムの上記塩から
選ばれた1種又は2種以上のものがよい。
The alkali metal salts and alkaline earth metal salts to be added include carbonates, hydroxides, chromates, dichromates, chlorides, and sulfates thereof. Particularly preferred are one or more salts selected from the above-mentioned sodium, potassium, lithium or barium salts.

かかる金属塩の原料酸化クロムに対する使用量は、Cr
203に対して多くとも20重量%まででよい。この理
由は、添加量と共に酸化クロムの結晶成長が期待される
が、約20重量%近くからは飽和してその添加量に対し
て結晶成長が期待できなくなると共に、酸化クロムの歩
留りが著しく低下し、又焼成容器や炉材の浸蝕も増大す
ることになってくるからである。
The amount of such metal salt to be used with respect to the raw material chromium oxide is Cr
It may be at most 20% by weight based on 203. The reason for this is that crystal growth of chromium oxide is expected as the amount of addition increases, but at around 20% by weight, it reaches saturation and crystal growth cannot be expected for that amount of addition, and the yield of chromium oxide decreases significantly. This is also because corrosion of the firing container and furnace materials will increase.

この場合、加熱焼成して得られた焼成物は冷却後、破砕
処理を施し焼結・付着した粒子を相互に剥離するととも
に、水または温水で洗節して可溶2 性基類を除去する。
In this case, the fired product obtained by heating and firing is cooled and then subjected to crushing treatment to peel off the sintered and attached particles from each other, and washed with water or hot water to remove soluble groups. .

この水洗は、焼成により、酸化クロムが一部酸化されて
クロム酸塩又は重クロム酸塩に転換したもの、および結
晶成長剤として添加した金属塩を除去するためである。
The purpose of this water washing is to remove chromium oxide partially oxidized and converted into chromate or dichromate and metal salts added as crystal growth agents.

水洗後は、乾燥し所望により分級して製品とする。なお
、分級は、水洗と共に水篩による分級も充分可能である
After washing with water, the product is dried and classified as desired. In addition, the classification can be carried out by using a water sieve as well as washing with water.

かくして、本発明の製造方法によれば、比較的簡単な操
作により、平均粒径が10乃至50gmの球形乃至多面
体状で、かつ安息角が40度以下の酸化クロム単結晶が
工業的に有利に製造でき、その純度も充分各種の用途に
適合したものである。
Thus, according to the production method of the present invention, chromium oxide single crystals having an average particle size of 10 to 50 gm, a spherical to polyhedral shape, and an angle of repose of 40 degrees or less can be industrially advantageously produced. It can be produced and its purity is sufficient to suit various uses.

即ち、本発明の製造方法によれば、生成物はそのまま市
販の溶射用酸化クロムの粒度中に入り、しかも形状が球
状乃至多面体状で流動性が良好である。又この方法によ
れば大まかな粒度調整は焼成温度と焼成時間の調節のみ
で行われ、更に有利な点が指摘される。
That is, according to the production method of the present invention, the product directly falls into the particle size of commercially available chromium oxide for thermal spraying, has a spherical to polyhedral shape, and has good fluidity. Further, according to this method, rough particle size adjustment can be performed only by adjusting the firing temperature and firing time, which is a further advantage.

実用面において製品に更に厳しい粒度中が要求される場
合においても焼成時の粒度調整工程の後3 に水篩工程を設ければ生成物は形状が球状乃至多面体状
で一定しているため、水篩による分級も容易で、しかも
、溶射材として必要な粒度中のものを回収した後の粗い
部分、細かい部分は、今まで一般的に硬質、耐熱、耐食
性に優れていても必要粒度の材料を得るにはやはり溶融
・粉砕して得られる高価な酸化クロムを使用するために
躊躇されてきた窯業関係骨材、研摩・研削材関係へ廉価
に供給でき利用面が拡大すると共に、これらの工業に寄
与するところ極めて大きい。
Even if the product is required to have a more strict particle size in practical terms, if a water sieving step is provided in step 3 after the particle size adjustment step during firing, the product will have a uniform spherical or polyhedral shape, so water can be reduced. It is easy to classify using a sieve, and after recovering particles with the required particle size for thermal spraying materials, coarse and fine particles can be removed using materials with the required particle size, even if they are hard, heat resistant, and corrosion resistant. The use of chromium oxide, which is expensive to obtain by melting and pulverizing, can be supplied at a low cost to ceramic-related aggregates and abrasive materials, which have been hesitant due to the use of expensive chromium oxide, which is obtained by melting and grinding. The contribution is extremely large.

以下に実施例及び比較例をあげて本発明をさらに具体的
に説明する。
EXAMPLES The present invention will be explained in more detail below with reference to Examples and Comparative Examples.

実施例1〜4及び比較例 内容積80m iLのアルミナルツボに原料として市販
の酸化クロム粉末(平均粒径1.5gm)と必要に応じ
添加物を加えた配合物を80g入れ、ふたをして電気炉
に入れ、空気雰囲気中で第1表に示す各焼成温度条件下
で加熱焼成したのち、そのまま翌日まで放冷して焼成物
を得た。焼成物は水を加えてスラリー化し、家庭用ミキ
サーでほごし処理4 を行ない、更に3連の水篩管を用いて粒度調整したのち
、固液分離して乾燥し溶射用酸化クロムを得た。
Examples 1 to 4 and Comparative Examples 80 g of a mixture of commercially available chromium oxide powder (average particle size 1.5 gm) as a raw material and additives added as necessary were placed in an alumina crucible with an internal volume of 80 m iL, and the mixture was covered with a lid. The product was placed in an electric furnace, heated and fired in an air atmosphere under each firing temperature condition shown in Table 1, and then left to cool until the next day to obtain a fired product. The fired product is made into a slurry by adding water, subjected to a grinding process 4 using a household mixer, and then the particle size is adjusted using three water sieve tubes, followed by solid-liquid separation and drying to obtain chromium oxide for thermal spraying. Ta.

得られた酸化クロムについて、各々その収率、平均粒径
および安息角を測定したところ第1表の結果が得られた
。又、表1には市販品Aを参考例として記載した。
The yield, average particle size, and angle of repose of each of the obtained chromium oxides were measured, and the results shown in Table 1 were obtained. Furthermore, Table 1 lists commercially available product A as a reference example.

なお、粒径の測定はコールタ−カウンター法を用い、安
息角の測定は注入法によってめた(ただし、リングは3
0mmを使用)、。
The particle size was measured using the Coulter counter method, and the angle of repose was measured using the injection method (however, the ring was
0mm).

又、形状は電子顕微鏡で観察した結果を示す。Moreover, the shape shows the result of observation with an electron microscope.

参考例としての市販品Aの粒子構造を示す電子顕微鏡写
真を第1図に、また上記実施例1で得られた酸化クロム
の電子顕微鏡写真を第2図に示す。
FIG. 1 shows an electron micrograph showing the particle structure of commercially available product A as a reference example, and FIG. 2 shows an electron micrograph of the chromium oxide obtained in Example 1 above.

第1表および第2図から、本実施例の成績物は球形に近
い厚みのある多面体状の醇化クロムの単結晶粒子から成
り、安息角が小さく粉体としての流動性が良好であるこ
とが明らかである。
From Table 1 and Figure 2, it can be seen that the product of this example consists of polyhedral single-crystal particles of chromium liquefied with a thickness close to a spherical shape, and has a small angle of repose and good fluidity as a powder. it is obvious.

なお、本実施例の成績物は化学分析の結果、各試料とも
、Cr203含有率として99%以上の値を示した。こ
れに対し、市販品Aは、金属クロムを含むことによりC
r20:l含有率101%を示し、塩酸溶出Cr203
が2%となり、強熱減量が−3,3%という値を示した
As a result of chemical analysis of the results of this example, each sample showed a Cr203 content of 99% or more. On the other hand, commercial product A contains C by containing metallic chromium.
r20:L content 101%, hydrochloric acid elution Cr203
was 2%, and the loss on ignition was -3.3%.

他方、比較例で得られた酸化クロムの電子顕微鏡写真を
第3図に示す。
On the other hand, an electron micrograph of chromium oxide obtained in a comparative example is shown in FIG.

第1表および第3図から、本比較例の成績物は粒子が細
かく、板状であり、流動性もなかった。
From Table 1 and FIG. 3, the resulting product of this comparative example had fine particles, was plate-shaped, and had no fluidity.

実施例5 7 内容積3文のアルミナルツボに原料として市販の醇化ク
ロム粉末を3kg入れ、ふたをして醇化性雲囲気のガス
炉に入れ、1800°Cに昇温後回温度で10時間加熱
焼成した。後降温・冷却して焼成物を得た。
Example 5 7 Put 3 kg of commercially available chromium liquefied powder as a raw material into an aluminium crucible with an internal volume of 3 cm, cover with a lid, place in a gas furnace with a cloudy atmosphere, and heat it to 1800°C for 10 hours at the second temperature. Fired. After that, the temperature was lowered and cooled to obtain a fired product.

焼成物はヘンシェルミキサーで湿式はごし処理を行ない
、更に3連の水篩管を用いて粘度調整したのち固−液分
離して乾燥し、平均粒径2Bgmの溶射用酸化クロム2
.4kgを得た。この酸化クロムは流動性よく、電子顕
微鏡で観察した結果第2図と同様の形状を示した。
The fired product was subjected to wet straining using a Henschel mixer, and the viscosity was adjusted using three water sieve tubes, followed by solid-liquid separation and drying.
.. I got 4 kg. This chromium oxide had good fluidity, and as a result of observation with an electron microscope, it showed a shape similar to that shown in FIG.

この酸化クロムを市販のプラズマ溶射装置を用いて、径
50mm、厚さ9+nmのテストピース」二に溶射し被
膜を形成し、カッター切断面の走差型電子顕微鏡写真で
観察した。その結果、この被膜は、同様にして市販の溶
射用酸化クロムを用いて形成した溶剤被膜と比較して、
基材−被膜境界面および被膜自体に気孔が少なく、基材
との密着性がよく緻密な被膜であることが認められた。
This chromium oxide was sprayed onto a test piece with a diameter of 50 mm and a thickness of 9+ nm using a commercially available plasma spraying device to form a coating, and the cut surface of the cutter was observed using a scanning electron microscope photograph. As a result, this coating was found to have a higher
It was observed that there were few pores at the substrate-coating interface and the coating itself, and the coating had good adhesion to the substrate and was dense.

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

 8 第1図は参考例としての市販品Aの粒子構造を示す電子
顕微鏡写真、第2図は実施例1の成績物の粒子構造を示
す電子顕微鏡写真、および第3図は比較例の成績物の粒
子構造を示す電子顕微鏡写真であり、倍率はいずれも4
00倍である。 出願人 日本化学工業株式会社 代理人 豊 1) 善 雄 9 手 続 補 正 書 昭和60年1月 29日 特許庁長官 志 賀 学 殿 1、事件の表示 特願昭59−070013号 2、発明の名称 溶射用酸化クロムおよびその製造方法 3、補正をする者 事件との関係・特許出願人 東京都江東区亀戸9丁目15番1号 日本化学工業株式会社 代表者 棚 橋 幹 − 4、代 理 人 東京都千代田区有楽町1丁目4番1号 三信ビル204号室 電話501−2138豊田内外特
許事務所 (5941)弁理士 豊 1) 善 雄5、補正の対象 明細書の「特許請求の範囲」及び「発明の詳細な説明」
の欄 6、補正の内容 6−1 特許請求の範囲を別紙のとおり訂正する。 6−2 発明の詳細な説明を下記のとおり訂正する。 1)明細書第6頁4行目 「焼成する」を「焼成したのち、はぐしのための破砕処
理を施す」に訂正する。 2) tr 第7頁7行目 「以下であり、」を「以下である。」に訂正する。 3)ll 第8頁6行目 「歩留りが高い。」の次に下記の事項を加入する。 「(3)粉体としての流動性のよいことは、安息角が4
0度以下という低い値を示すことによって容易に識別さ
れるが、粒子が最密充填の状態になり易いため高い見掛
密度の値を示すことによっても特徴ずけられる。」 4)〃 第8頁12行目 「成長せしめる」を[成長せしめたのち、はぐしのだめ
の破砕処理を施す」に訂正する。 5)〃 第10頁1〜2行目 「100時間」を「反応条件により多少の差異があるが
約10時間」に訂正する。 6)ll 第10頁8行目 「行われず、」を[行われず、一方1800℃以上の高
温ではエネルギー所要量が莫大で経済的に多少不利とな
り、また炉材や容器材質の侵食やそれにより不純物の汚
染が増大する傾向がある。]に訂正する。 7)〃 第11頁4行目 「ので粒度調整をして」を「が、そのままでは粉体とし
士の流動性が不充分であるため、はぐしのための破砕処
理を施して粒度を調節し、」に訂正する。 8)ll 第11頁9〜13行目 「尚、加熱焼成・・・・・・ことが望ましい。」を削除
する。 9)〃 第11頁18行目 「焼成物を」を「焼成物を乾いた状態で、または」に訂
正する。 10)〃 第13頁10行目 「酸化」を「流動性のよい醇化」に訂正する。 11)〃 第13頁20行目 「焼成時の」を「焼成時および焼成後のほぐしのだめの
破砕処理による」に訂正する。 12)〃 第14頁20行目 「はごし処理」を「はぐしのだめの粉砕処理」に訂正す
る。 13)〃 第15頁5行目 「平均粒径および安息角」を「平均粒径、安息角および
見掛密度」に訂正する。 10 〃 第15頁6行目 「表1」を「第1表」に訂正する。 15)〃 第15頁10行目 r 30mmを使用)。」の次に 「、また見掛密度はJIS K 1487−1984に
準じて見掛密度測定器に、一定体積の試料を取り、その
質量からめた。」を加入する。 16)〃 第16頁第1表 第1表を下記のとおり訂正する。 17) // 第18頁4行目 「焼成した。後」を「焼成したのち、」に訂正する。 18)〃 第18頁6行目 「はごし処理」を「はぐし処理」に訂正する。 19)〃 第18頁7行目 「粘度調整」を「粒度調整」に訂正する。 20) tt 第18頁10行目 「流動性」を「安息角が29度、見掛密度が2.8g/
mlで流動性」に訂正する。 21) tt 第18頁18行目 「認められた。」の次に下記の事項を加入する。 「なお、はぐしのための破砕処理を施す前の焼成物は軽
くシンターした状態のもので、これをスプーンで軽くお
しつぶして粉体としたものは、安息角が45度、見掛密
度が1.7g/lanで流動性が不充分であった。」 特許請求の範囲。 l)平均粒径が10乃至50pmの球形乃至多面体状の
酸化クロムの単結晶粒子から成る粉体であり、かつ安息
角が40度以下であることを特徴とする溶射用酸化クロ
ム。 2)酸化クロム粉末を酸化性雰囲気中で1500℃乃至
酸化クロムの融点以下の温度で加熱焼成したのち、はぐ
しのだめの破砕処理を施すことを特徴とする溶射用酸化
クロムの製造方法。
8 Figure 1 is an electron micrograph showing the particle structure of commercial product A as a reference example, Figure 2 is an electron micrograph showing the particle structure of the product of Example 1, and Figure 3 is the product of Comparative Example. These are electron micrographs showing the particle structure of
00 times. Applicant Nihon Kagaku Kogyo Co., Ltd. Agent Yutaka 1) Yoshio 9 Procedural amendment January 29, 1985 Manabu Shiga, Commissioner of the Patent Office 1, Indication of Case Patent Application No. 1983-070013 2, Invention Name: Chromium oxide for thermal spraying and its manufacturing method 3; Relationship with the amended case; Patent applicant: 9-15-1 Kameido, Koto-ku, Tokyo; Representative: Miki Tanahashi, 4, representative of Nihon Kagaku Kogyo Co., Ltd. Room 204, Sanshin Building, 1-4-1 Yurakucho, Chiyoda-ku, Tokyo Telephone: 501-2138 Toyota Naigai Patent Office (5941) Patent Attorney Yutaka 1) Yu Yoshi Detailed description of the invention
Column 6, Contents of amendment 6-1 The scope of claims is amended as shown in the attached sheet. 6-2 The detailed description of the invention is corrected as follows. 1) On page 6, line 4 of the specification, "to be fired" is corrected to "after firing, a crushing process is performed for peeling." 2) tr Page 7, line 7, "less than or equal to" is corrected to "less than or equal to." 3)ll Add the following item after "High yield" on page 8, line 6. (3) Good fluidity as a powder means that the angle of repose is 4.
It is easily identified by its low value of 0 degrees or less, but it is also characterized by its high apparent density value, since the particles tend to be in a close-packed state. 4) On page 8, line 12, ``Let it grow'' is corrected to ``After growing, the crushing process is carried out.'' 5) On page 10, lines 1 and 2, "100 hours" is corrected to "approximately 10 hours, although there may be some differences depending on the reaction conditions." 6)ll Page 10, line 8, "Not carried out," is replaced by "Not carried out." On the other hand, at high temperatures of 1800°C or higher, the amount of energy required is enormous and it is somewhat economically disadvantageous, and it also causes corrosion of the furnace and container materials. Impurity contamination tends to increase. ] to be corrected. 7) Page 11, line 4, “Adjust the particle size” was changed to “However, the fluidity of the powder is insufficient if it is left as is, so the particle size is adjusted by crushing it to remove it.” Corrected to ``. 8)ll Page 11, lines 9 to 13, "It is preferable to heat and bake..." is deleted. 9) On page 11, line 18, "fired product" is corrected to "fired product in a dry state, or". 10) On page 13, line 10, "oxidation" is corrected to "meltening with good fluidity." 11) On page 13, line 20, "during firing" is corrected to "by crushing the loosening pot during and after firing." 12)〃 On page 14, line 20, ``housing process'' is corrected to ``grinding process''. 13) On page 15, line 5, "average grain size and angle of repose" is corrected to "average grain size, angle of repose, and apparent density." 10 〃 On page 15, line 6, “Table 1” is corrected to “Table 1.” 15) Use page 15, line 10 r 30mm). '', then add ``, and the apparent density was calculated from the mass of a sample of a certain volume taken with an apparent density measuring device in accordance with JIS K 1487-1984.'' 16)〃 Page 16, Table 1, Table 1 is corrected as follows. 17) // On page 18, line 4, "after firing" is corrected to "after firing." 18)〃 On page 18, line 6, ``Hugoshi processing'' is corrected to ``Hugashi processing.'' 19) On page 18, line 7, "viscosity adjustment" is corrected to "particle size adjustment." 20) tt Page 18, line 10, “Fluidity” is changed to “Angle of repose is 29 degrees, apparent density is 2.8 g/
Corrected to "liquidity in ml". 21) tt Page 18, line 18, after "Approved." Add the following. ``The fired product before being crushed for crushing is in a lightly sintered state, and when it is crushed lightly with a spoon to form a powder, the angle of repose is 45 degrees and the apparent density is The fluidity was insufficient at 1.7 g/lan.'' Claims. l) Chromium oxide for thermal spraying, which is a powder consisting of spherical or polyhedral single crystal particles of chromium oxide with an average particle size of 10 to 50 pm, and an angle of repose of 40 degrees or less. 2) A method for producing chromium oxide for thermal spraying, which comprises heating and firing chromium oxide powder in an oxidizing atmosphere at a temperature of 1500° C. or below the melting point of chromium oxide, and then subjecting it to crushing treatment.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)平均粒径が10乃至507hmの球形乃至多面体状
の酸化クロムの単結晶粒子から成る粉体であり、かつ安
息角が40度以下であることを特徴とする溶射用酸化ク
ロム。 2)酸化クロム粉末を酸化性雰囲気中で1500℃乃至
酸化クロムの融点以下の温度で加熱焼成することを特徴
とする溶射用酸化クロムの製造方法。
[Scope of Claims] 1) A powder for thermal spraying, characterized in that it is a powder consisting of spherical or polyhedral single crystal particles of chromium oxide with an average particle size of 10 to 507 hm, and an angle of repose of 40 degrees or less. Chromium oxide. 2) A method for producing chromium oxide for thermal spraying, which comprises heating and firing chromium oxide powder in an oxidizing atmosphere at a temperature of 1500° C. or below the melting point of chromium oxide.
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