JPS6089557A - 溶射用粉末材料およびその製造方法 - Google Patents
溶射用粉末材料およびその製造方法Info
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- JPS6089557A JPS6089557A JP58195235A JP19523583A JPS6089557A JP S6089557 A JPS6089557 A JP S6089557A JP 58195235 A JP58195235 A JP 58195235A JP 19523583 A JP19523583 A JP 19523583A JP S6089557 A JPS6089557 A JP S6089557A
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Classifications
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は金属材料の表面に溶射皮膜を形成する/−めの
溶用用粉末材料に関し、特に緻密で均一な溶用皮++s
yを効率よく得るだめのタングステンカーハイI・(W
C)−コノヘルド(Go)系粉末月料に関するものであ
る。
溶用用粉末材料に関し、特に緻密で均一な溶用皮++s
yを効率よく得るだめのタングステンカーハイI・(W
C)−コノヘルド(Go)系粉末月料に関するものであ
る。
金属材料の表in1に異種金属、セラミンクあるいはこ
れらの腹合材料を溶射して皮膜を形成させ、材料特性を
向−1ニさせる方法が一般におこなわれている。溶射材
料としてはその皮膜に要求される特性に応して種々のも
のが使用されるが、耐熱性、而を触性、耐摩耗性を要求
される′g)(分には、WCG。
れらの腹合材料を溶射して皮膜を形成させ、材料特性を
向−1ニさせる方法が一般におこなわれている。溶射材
料としてはその皮膜に要求される特性に応して種々のも
のが使用されるが、耐熱性、而を触性、耐摩耗性を要求
される′g)(分には、WCG。
系材料が使用されている。We−Co系の溶射材料はワ
イヤーや粉末に加工して使用されている。
イヤーや粉末に加工して使用されている。
従来、粉末のWC−、Go系溶溶用料は母材を粉砕分級
などの手段を用いて、一定の粒子径の範囲に調整して使
用している。
などの手段を用いて、一定の粒子径の範囲に調整して使
用している。
しかしながら、We−Go系材料は脆いため粉砕工程で
過粉砕され、l=I的粒度以下の微粉末が多量に発生し
、製品歩留が70%以下ときわめて低い。WGやGoの
ような高価な材料では不要粒度の発生は二7トアンプの
原因となるので、極力さけねばならない。
過粉砕され、l=I的粒度以下の微粉末が多量に発生し
、製品歩留が70%以下ときわめて低い。WGやGoの
ような高価な材料では不要粒度の発生は二7トアンプの
原因となるので、極力さけねばならない。
またあるR 1隻11」にシャープに分級しても、個々
の粒度に着目してみると粒子の大きさ、形状、見掛密度
が異なり、溶射後の皮膜特性が一定せず、溶射歩留も安
定しないという欠点を有する。
の粒度に着目してみると粒子の大きさ、形状、見掛密度
が異なり、溶射後の皮膜特性が一定せず、溶射歩留も安
定しないという欠点を有する。
溶射工程では溶用材ネ゛1粉末を小さなノズルを通じて
噴出させるのて、粉末特性が安定したものを使用しない
と、円滑な操作が国力〔となる。
噴出させるのて、粉末特性が安定したものを使用しない
と、円滑な操作が国力〔となる。
また、個々の粒子の大きさが異なると受熱量も異なり、
粒子の溶解が〜様でなくなるので、イツられる皮1模も
均一なものとならない欠点を有する。
粒子の溶解が〜様でなくなるので、イツられる皮1模も
均一なものとならない欠点を有する。
さらに、We 7Go系粉末は常温において大気中でも
酸化が進むので、通畠の粉砕法では醇化物が生成し、こ
のような溶用材を使用してできた溶射皮11りは均一・
な皮1摸とならない欠点を有する。
酸化が進むので、通畠の粉砕法では醇化物が生成し、こ
のような溶用材を使用してできた溶射皮11りは均一・
な皮1摸とならない欠点を有する。
本発明はこれらの欠点を解消し、均質な溶射皮膜を得る
ための、溶射に適したWC−Go系溶射用粉末を安価に
提供することを目的とする。
ための、溶射に適したWC−Go系溶射用粉末を安価に
提供することを目的とする。
本発明の溶射材料はWCとGoを40pm以ト、好まし
くは:20 p、 m以下の微粒子に粉砕し、得られた
微粒子に完全分解型有機バインターを加えて10〜15
0gmに造粒し、さらに非酸化性雰囲気中で700〜1
150°Cの温度で焼結し、全酸素量を0.5%以下と
することにより得られる。この時、Ni、Mo。
くは:20 p、 m以下の微粒子に粉砕し、得られた
微粒子に完全分解型有機バインターを加えて10〜15
0gmに造粒し、さらに非酸化性雰囲気中で700〜1
150°Cの温度で焼結し、全酸素量を0.5%以下と
することにより得られる。この時、Ni、Mo。
Cr、Ti、Ta、Nb、Fe(7)重金属微粉末、あ
るいはTie。
るいはTie。
Cr3G2 、 TaC、NbCの炭化物微粉末のうち
少なくとも1種或いはそれ以−にを、全体の固型分10
0重量*Bに対し全編で1〜5重量部加えると更に焼結
速度が促進され、粒子強度も高くなる。このようにして
得られたWCニーGo系溶射用粉末は酸化物がきわめて
少なく、粒子の形状や大きさが均一なので溶射効率が高
く、摺られた溶射皮膜は微孔で均質となり、強固な(=
1着力を有するものとなる。
少なくとも1種或いはそれ以−にを、全体の固型分10
0重量*Bに対し全編で1〜5重量部加えると更に焼結
速度が促進され、粒子強度も高くなる。このようにして
得られたWCニーGo系溶射用粉末は酸化物がきわめて
少なく、粒子の形状や大きさが均一なので溶射効率が高
く、摺られた溶射皮膜は微孔で均質となり、強固な(=
1着力を有するものとなる。
本発明の溶用旧材は燃焼ガス溶用およびプラズマ溶用に
使用される。原お1としては市販のWC粉と金属Co粉
が使用てきる。
使用される。原お1としては市販のWC粉と金属Co粉
が使用てきる。
Coが5重量部より少ないと溶射された時の溶融物比率
がドがり気孔の多い皮11りとなり、50重量部より多
いと皮膜の111ト1厚耗性が下がり要求性能が満たさ
れない。これらの混合粉末をボールミルやアトライター
などで40gm以下に微粉砕する。造あ“L性を良くす
るには20ILm以下に微粉砕することが望ましい。
がドがり気孔の多い皮11りとなり、50重量部より多
いと皮膜の111ト1厚耗性が下がり要求性能が満たさ
れない。これらの混合粉末をボールミルやアトライター
などで40gm以下に微粉砕する。造あ“L性を良くす
るには20ILm以下に微粉砕することが望ましい。
次いで得られlこ(;及才1’t−fを溶身1に滴した
10〜150gm、好ましくは20〜105川mに造粒
する。10gm以下ては飛散して皮1模形成に寄与せす
、溶射効率を悪化させる。 150川m以上の和犬粒子
は溶融が遅くなり、未溶融あ”r子として皮膜中にイf
在し皮膜特性を劣化させる。
10〜150gm、好ましくは20〜105川mに造粒
する。10gm以下ては飛散して皮1模形成に寄与せす
、溶射効率を悪化させる。 150川m以上の和犬粒子
は溶融が遅くなり、未溶融あ”r子として皮膜中にイf
在し皮膜特性を劣化させる。
造粒にはポリビニルアルコール(PVA) 、ポリエチ
レングリコール、エチルセルロース、カルボキシルメチ
ルセルロース(CMC)、コーンスターヂなとの焼結温
度において完全に分解揮散する完全熱分解型イイ機バイ
ンダーを使用し、転勤、流動、噴霧乾燥等の手段を用い
ておこなう。有機バインターが残留すると溶射詩にバイ
ンターが分解し、j告A!″L粒子が1次粒子となり(
蚊粉に戻ってしまうのて、焼成過程の温度領域で完全に
散逸するものを使用する。
レングリコール、エチルセルロース、カルボキシルメチ
ルセルロース(CMC)、コーンスターヂなとの焼結温
度において完全に分解揮散する完全熱分解型イイ機バイ
ンダーを使用し、転勤、流動、噴霧乾燥等の手段を用い
ておこなう。有機バインターが残留すると溶射詩にバイ
ンターが分解し、j告A!″L粒子が1次粒子となり(
蚊粉に戻ってしまうのて、焼成過程の温度領域で完全に
散逸するものを使用する。
たとえは転勤造粒でPVAを使用する場合は0.5%水
溶液を用いると良い。1%以−にの高濃度溶液では水溶
液の粘度が高すき造粒しにくい。また噴霧造粒の場合は
スラリー粘度が120〜150センチポアスになるよう
PVAを添加すれはよい。これによりM1成変化もたら
すことなく目的とする粒径の粉末を得ることができる。
溶液を用いると良い。1%以−にの高濃度溶液では水溶
液の粘度が高すき造粒しにくい。また噴霧造粒の場合は
スラリー粘度が120〜150センチポアスになるよう
PVAを添加すれはよい。これによりM1成変化もたら
すことなく目的とする粒径の粉末を得ることができる。
また目的粒径以外のものはIJr度粉砕工程へ戻せば収
率μ〈目的粒径にすることができる。
率μ〈目的粒径にすることができる。
次に造粒によって得られた二次オ51子はバインターの
分解除去、粉砕分級」二程で生じた醇化物の除去、焼結
によるわイ強度確保を目的として、非醇化性雰囲気中で
焼結する。非酸化性雰囲気としては還元性雰囲気、好ま
しくは水素雰囲気、不活性雰囲気、真空雰囲気が利用で
きる。
分解除去、粉砕分級」二程で生じた醇化物の除去、焼結
によるわイ強度確保を目的として、非醇化性雰囲気中で
焼結する。非酸化性雰囲気としては還元性雰囲気、好ま
しくは水素雰囲気、不活性雰囲気、真空雰囲気が利用で
きる。
処理温度は700°C〜1150°C1好ましくは85
0°C〜1000°Cで、処理温度は30分以上必要で
ある。
0°C〜1000°Cで、処理温度は30分以上必要で
ある。
700°C以下ではa元か充分でなく、得られる粒体の
強度も充分でないので、溶射の際微粉末に分解してしま
い、溶剤効率か低下する結果となる。
強度も充分でないので、溶射の際微粉末に分解してしま
い、溶剤効率か低下する結果となる。
また未分解有機パ・fンターの残留が懸念されるので、
700°C以下は好ましくない。
700°C以下は好ましくない。
1150°C以−1−の温度では粒子が相互に融着して
しまうので、希望する粒子径の粉末がイηられない。
しまうので、希望する粒子径の粉末がイηられない。
以」二のような方法によって得られた金属粉末は、粒子
の形状が球状に近く流動性がきわめて良い。また酸素含
有量は0.1%以下となる。
の形状が球状に近く流動性がきわめて良い。また酸素含
有量は0.1%以下となる。
さらにこの粉末を使用してプラズマ溶剤した場合得られ
た#躬皮膜は緻密で付着力に優れ、溶剤効率も80%以
上の高率になる。
た#躬皮膜は緻密で付着力に優れ、溶剤効率も80%以
上の高率になる。
また」二記の方法による場合、製品収率は80%以4二
となり、きわめて経済的である。
となり、きわめて経済的である。
次に本発明を実施例を示して説明する。
実施例1
純度89%以−ト−のWe (D 50= 10 p、
m )100重量部に対し、Go (D50= 2〜
3gm) 30重量部、水50重IIt部を4昆合し、
湿式アトライターにて愉龜粉砕した。この時の平均粒径
は1ルm程Iffである。
m )100重量部に対し、Go (D50= 2〜
3gm) 30重量部、水50重IIt部を4昆合し、
湿式アトライターにて愉龜粉砕した。この時の平均粒径
は1ルm程Iffである。
この粉砕スラリーに混合撹拌ミキサー中で粉砕固型分
100重量部に対しPVA溶液(水: PVA 、=
3 :1)lO重綴部を添加し、粘稠スラリー化した。
100重量部に対しPVA溶液(水: PVA 、=
3 :1)lO重綴部を添加し、粘稠スラリー化した。
このスラリーを遠心式スプレードライヤーにてマイクロ
ペレ71・化した。この際得られた粒子はほぼ球状を呈
し、その大きさはほぼ10〜74ルm、正確にはlop
m以下3%、?4pm以上2%であり、収率はフィー1
ζ昂に対し85%であった。この粒度分布でも溶射材料
としてそのまま使用できるが、念のため得られたニー次
粒子を10〜53gmのより適正な範囲に分級した。
ペレ71・化した。この際得られた粒子はほぼ球状を呈
し、その大きさはほぼ10〜74ルm、正確にはlop
m以下3%、?4pm以上2%であり、収率はフィー1
ζ昂に対し85%であった。この粒度分布でも溶射材料
としてそのまま使用できるが、念のため得られたニー次
粒子を10〜53gmのより適正な範囲に分級した。
次いでこの二次粒子を水素気流中で1050℃で2時間
焼成した。酸化物の還元とバインダーの揮散のだめには
700°Cで充分であるが、二次粒子の強度をもたせる
ため、1050°C2時間が最適であることが実験の結
果判明した。温度が1200°C以」二になると二次粒
子同志の焼結が始まるので注意を要する。焼成処理した
二次粒子はさらに74gmのフルイを通過させ、溶剤用
の粉末材料を得た。
焼成した。酸化物の還元とバインダーの揮散のだめには
700°Cで充分であるが、二次粒子の強度をもたせる
ため、1050°C2時間が最適であることが実験の結
果判明した。温度が1200°C以」二になると二次粒
子同志の焼結が始まるので注意を要する。焼成処理した
二次粒子はさらに74gmのフルイを通過させ、溶剤用
の粉末材料を得た。
一方比較のため従来品として、本発明品と同様のWCと
COを同比率で配合したものに、フェノール(非熱分解
性パインター)を5重量部添加し、ヘンシェルミキサー
中で造粒した後、10〜53pmに分級した造粒粉を用
いた。
COを同比率で配合したものに、フェノール(非熱分解
性パインター)を5重量部添加し、ヘンシェルミキサー
中で造粒した後、10〜53pmに分級した造粒粉を用
いた。
表 1
■
1)見掛密度 JIS Z−2504
2)流動性 JIS Z−2502
表1より本発明品は球状品であるため流動性がよ〈又酸
素含有量も従来品に比べ非常に低くなっている。見掛密
度が低いのは一次粒子を二次粒子に造粒しているためで
ある。次にこれらの材料をプラズマ溶剤し、溶射特性と
SS母材表面に生成した溶射皮膜特性を調べた。プラズ
マ溶射条件は88V X 900Aであった。その結果
を表2に示す。
素含有量も従来品に比べ非常に低くなっている。見掛密
度が低いのは一次粒子を二次粒子に造粒しているためで
ある。次にこれらの材料をプラズマ溶剤し、溶射特性と
SS母材表面に生成した溶射皮膜特性を調べた。プラズ
マ溶射条件は88V X 900Aであった。その結果
を表2に示す。
表 2
1)溶射効率とは母材への付着率である。
2)皮膜硬さはマイクロビッカース硬度訓により200
gX 15secで測定。
gX 15secで測定。
表2により、本発明による粉末材料を使用すると溶剤効
率が高く緻宅で硬い皮膜が得られることが判明した。こ
のような皮膜が得られる要因としては細かい・−次粒子
を凝集させて作った造粒物であり、−次粒子間の結合力
が強く、粒子形がほぼ球状で大きさもそろっているため
である。このため粉体の流れが均一となり、個々の単一
・粒子に着目した場合、受熱面積が大きく溶解速度も均
一となり、かつ酸素含有量も少ないので均質な皮膜が得
られる。従来品は、溶射時のプラズマ下でバインダーが
急激に分解し、−次粒子化してしまうので溶剤効率も低
くなる。
率が高く緻宅で硬い皮膜が得られることが判明した。こ
のような皮膜が得られる要因としては細かい・−次粒子
を凝集させて作った造粒物であり、−次粒子間の結合力
が強く、粒子形がほぼ球状で大きさもそろっているため
である。このため粉体の流れが均一となり、個々の単一
・粒子に着目した場合、受熱面積が大きく溶解速度も均
一となり、かつ酸素含有量も少ないので均質な皮膜が得
られる。従来品は、溶射時のプラズマ下でバインダーが
急激に分解し、−次粒子化してしまうので溶剤効率も低
くなる。
実施例2
実施例1と同様(7)WC−Co系複合物にNi、Ti
、NbC。
、NbC。
TaCをそれぞれlずつ配合した後金〈実施例1と同様
のL程で焼結粉を造り、10〜53 g mの分級粒群
を用いた。又、比較のため従来品としてwcto。
のL程で焼結粉を造り、10〜53 g mの分級粒群
を用いた。又、比較のため従来品としてwcto。
重量部、 Go 30重学部配合の焼結破砕粉を10〜
53pmに分級して得た粉末を使用して実施例1と同じ
条件でプラズマ溶用し、皮膜特性を比較した。
53pmに分級して得た粉末を使用して実施例1と同じ
条件でプラズマ溶用し、皮膜特性を比較した。
粉末特性を表3に示す。又、皮膜特性を表4に示す。
表 3
表 4
このように本発明品はNi、Ti、NbC,TaGが焼
結助剤として作用し、見掛密度で従来品に近づくととも
に非常に高い流動性又低い酸素含有量を示す。
結助剤として作用し、見掛密度で従来品に近づくととも
に非常に高い流動性又低い酸素含有量を示す。
又、本発明品は一10仄m、+53pmとも原料として
回収てきるので製品歩留が高く、皮膜特性の優れた溶射
皮11りが効4・≦よく得られる。
回収てきるので製品歩留が高く、皮膜特性の優れた溶射
皮11りが効4・≦よく得られる。
特許出願人 昭和電工株式会社
代 理 人 5r理± 4ノ地精−
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1) タングステンカーバイド(we)とコバルト(C
O)微粒−rの焼結体からなることを特徴とする溶剤用
粉末材料。 2) Ni、Ha、Or、Ti、Ta、Nb、Feの金
属微粉末あるいはTiC,Cr3C:2.TaC,Nb
Cの炭化物微粉末のうち少なくとも1 ;Ili以」二
を合計で1〜5重量%含むことを特徴とする特1;1請
求の範囲第1項記載の溶剤用粉末材料。 3) タングステンカーバイド(wc) lOo重量8
1)に対し、コバルト(CO)が5〜50重量部からな
ることを特徴とする特:M’ 請求の範囲第1項または
第2項記載の溶用用粉末材料。 4) タングステンカーハ−(トおよび′モリブ゛デノ
を40ルm以下に微粉砕して混合し、該4毘合微粉末に
熱分解)、(!!有R/ヘインターを添加してlO〜
150μmに造粒し、11亥造粒物を非醇化性雰囲気中
で700〜l i50°Cの温度で焼結することを斗5
徴とする溶身1川粉末材料の製造方法。 5)焼結助剤と・してNi、Mo、Cr、Ti 、Ta
、Nb、F’eの金属微粉末あるいはTiC,Cr3C
2,TaC,NbC(17) i&化物微粉末のうち少
なくとも1種以」−を、全固型分に対し1〜5重量%含
むことを特徴とする4旨′)l−,4ノ 請求の柿、囲第ヤダ1記載の溶射用粉末材4゛[の製造
方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58195235A JPS6089557A (ja) | 1983-10-20 | 1983-10-20 | 溶射用粉末材料およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58195235A JPS6089557A (ja) | 1983-10-20 | 1983-10-20 | 溶射用粉末材料およびその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6089557A true JPS6089557A (ja) | 1985-05-20 |
Family
ID=16337729
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58195235A Pending JPS6089557A (ja) | 1983-10-20 | 1983-10-20 | 溶射用粉末材料およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6089557A (ja) |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1983
- 1983-10-20 JP JP58195235A patent/JPS6089557A/ja active Pending
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