JPS61186465A

JPS61186465A - 溶射材料

Info

Publication number: JPS61186465A
Application number: JP59188582A
Authority: JP
Inventors: Junichi Yasuoka; 淳一安岡; Sumio Kamiyama; 上山　純生; Kiyomi Ashida; 清実芦田; Ryozo Hata; 畑　良三
Original assignee: Awamura Metal Industry Co Ltd
Current assignee: Awamura Metal Industry Co Ltd
Priority date: 1984-09-08
Filing date: 1984-09-08
Publication date: 1986-08-20
Also published as: DE3532266A1; JPH0243820B2; US4678511A

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。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は高炭素Ｆｅ　　Ｃｒ合金（Ｃｒ：２Ｇ−８０チ
、Ｆｅ　：　１５〜７５　％、Ｃｒ５〜１Ｇ、％、その
他Ｓｔ。

ＴｉｌＮｍ等の不可避の不純物を含む、）（以下すべて
同一組成）の微粉を主成分として、マイクロペレット化
して得らｎたマイクロペレットを主成分として含有する
シール効果の高い耐摩耗性摺動部材、特にメカニカルシ
ールに使用される溶射用マイクロペレットに関するもの
であるＯ（従来の技術）従来粉砕された高硬度物質を含む溶射材料は高硬度粒子
が粗粒であるためプラズマ溶射時、多数の空孔、クラッ
ク等の欠陥を皮膜中に含んでいる。そのため溶射材料か
ら脱落した粒子が摺動部に対してアブレイシブな摩耗を
引き起す欠点があシ、また高硬度物質とマトリックスと
の硬度差が大きいため２ツビング（Ｌａｐｐｉｎｇ）処
理した際表面粗度が大きくなる欠点があり、そのため特
にメカニカルシールのようなシール用には使用出来なか
った。

現状ではメカニカルシールの多くは超硬合金、セラミッ
クス等のような焼結体とステンレス鋼等とのはめ合い接
着によって製作されているがこの場合寸法精度その他の
厳しい条件が課せられているのである。

（発明が解決しようとする問題点）本発明者は上記従来の高炭素Ｆｅ　−Ｃｒ合金を使用し
友溶射材料の欠点に鑑み、かつはめあい接着法ではなく
、溶射材料のプラズマ溶射によって容易に耐摩耗性摺動
部材を製造することを目的として鋭意研究した結果、′
−逐（高炭素Ｆｅ　−Ｃｒ會金〜を゛微粗化、す、ゐこ
と・に４功１へ・・か、グＩ−のま畜では、・・溶射材
料として使用が著しく困離で、不適であるためマイクロ
ペレットに作成することに成功し、該マイクロペレット
を溶射材料に使用することによって前記従来技術におけ
る欠陥の殆んど現れない溶射皮膜が得られ、溶射皮膜中
に高炭素Ｆｅ　　Ｃｒｅ金粒子を微細均一に分散せしめ
得ることを確認して（第Ｕ図参照）本発明を完成するに
至つ九。

本発明においては自溶合金又はＦｅ系金属は溶射皮膜に
おいて高炭素Ｆｅ　　Ｃｒ合金を担持するマトリックス
を形成するものである。

（問題を解決するための手段）本発明を纒めると第１表の通りである。

上記第１表中ｐｅ　−ＣｒとはＣｒ　ｚｏ　〜８０％、Ｆｅ　１５〜
ｙ５　％、０５〜１０チその他不可避的不純物として８
１ＳＴｉ。

庵等を含有する高炭素Ｆｅ　−Ｃｒ合金、ＳＦＡとは自
溶合金（ＳｔＳＢＳＣからなる群から選択さｎた少くと
も一種を含み、かっＮｌ　％　Ｃｒ　Ｎ　Ｃｏ　−ｉ嶌
Ｍｏからなる群から選択さｎた少くとも１種を含む成分
組成）Ｆｅ系金属とはＮｉ　、Ｃｒ　ＸＣｏ　、Ｆｅからなる
群から選択さｎた少くとも１８ｉＩｔ−含む成分組成金
属。

Ｎｉ　−Ａ／とはニッケルアルミナイドでＮ１にＡ／を
３〜１０％被覆してなる複合粉末又は／及びＡ／にＮｉ
　ｆ、６０〜９０％被覆してなる複合粉末である。

ＮｉＣｒ　−Ａ／とはニッケルクロムアルミナイドでＮ
ｉＣｒ　（Ｃｒ　ｉｃ　〜３０％）にＡｌｔ３〜１０　
％被覆シテなる複合粉末である。

また粗粉とは従来の篩分法による測定で５〜１５０／１
ｍ１好適には１０〜７０　、Ｊ’ｌｎ　Ｎ微粉とはフィ
ッシャー空気透過装置による測定で平均粒径０．５〜１
０声ｍ。

好適には１〜５メｍである。

さらに微粉を均一に混合してマイクロペレット化したマ
イクロペレットの粒径は５〜１５０メｍ、好適には１０
〜７０７ｍである。

本発明は従来の溶射材料とは全く異なシ、本発明に使用
の組成を有する高硬度の高炭素Ｆｅ　−Ｃｒ合金を従来
は粗粉としてしか使用さｎなかったのを微粉にすること
に成功し、かつ微粉の１までは溶射材料として操作上著
しく困難でちゃ、かつ溶射歩留が低下するため、マイク
ロペレット化してメカニカルシールその他の摺動面に溶
射した場合、摺動面上の溶射被侠中に高炭素Ｆｅ　−Ｃ
ｒ合金を微細均一に分散せしめることによって、下記の
本発明の種々な効果を奏するに至らしめたものである。

本発明と従来の溶射材料のラッピング処理後の表面粗さ
を測定した結、果の一例を第２表に示す。

ここにＲａ：　ＪＩＳ　Ｂ　６０１による中心線平均粗
さでその測定法はＪＩＳＢ　ｏ　１５　ｓ　１による。

第２表よシ従来の溶射材料は粗い高硬度の粒子が存在す
るが、本発明の製扇は緻密な皮膜が得られ、粗い粒子は
存在しない。

（発明の効果ン本発明の効果ｋｍめると次の通りである。

（ａ）　　高次ｇＦｅ　　Ｃｒ合金の粒子が微細、かつ
マイクロペレット比されているため該粒子のはねかえり
や飛散が少なく、溶射皮膜中の該粒子の歩留りが向上し
耐、摩耗性が犬である。

（ｂ）　　高炭素Ｆｅ　　Ｃｒ合金の粒子が微°細であ
るため緻密な欠陥のない溶射皮膜が得られ、耐摩耗性が
大である。

（ｅ）　　高炭素Ｆｅ　−Ｃｒ合金の粒子が微細である
ため高硬度を有する部分が溶射皮膜中に微剤均−に分布
し、成分の偏析、硬度の、バラツキがなく、そのために
耐摩耗性が大である。

（ｄ）　　各種の微粉が一株のマイクロペレットにマイ
クロペレット化さｎている場合各種の微粉が各マイクロ
ペレット中に均一に含まれている几め、皮膜中における
成分の偏析、硬友のバラツキ等が一層少なくなる。

（ｅ）　　そのためラッピング仕上げにより表面粗さを
小さくすることができる。

（ｆ）　　Ｍｏを添加した場合はさらに耐焼付性を向上
させることができる０（ｇ）　　ニッケルアルミナイド又は／及びニッケルク
ロムアルミナイドを加えることによって、さらに緻密か
つ母材との密着性のよい皮膜が得られる０（ｈ）　　従来のメカニカルシールは成形−焼結→サイ
ジング→はめ合せ接着→仕上げの５工程によって製造さ
れたが、本発明によっては溶射→仕上げの２工程のみで
製作さｎ１著しく簡単に安価に製造さｎる。

（ｉ）　　従来のメカニカルシールは焼結するため、最
小厚さ２〜３關の焼結体を必要としたが、本発明の揚台
、溶射によってｌ朋以下の厚みで閤等の効果が達成され
る。

（ｊン　　従って本発明はプラズマ溶射施工によって微
粉末のマイクロペレット化によるマイクロペレットによ
って、安価な精度の高い摺動部材、特にメカニカルシー
ルの製造が可能となった。

次に図面によって本発明を説明する。

第１図は従来の溶射粉の本発明との比較例の図面代用走
査電子顕微鏡写真で高炭素Ｆｅ　−Ｃｒ粗粉７０チと自
溶合金の粗粉３０　％とを混合した溶射用粉末。

第２図〜第９図は本発明のそｎぞれ一実施的の図面代用
走査電子顕微鏡写真で、第２図は高炭素Ｆｅ　　Ｃｒ合
金の微粉７０　％と自溶合金の微粉３０　％とを混合し
てマイクロペレット化した１種類のマイクロペレットよ
υ構成された溶射用粉末。

第３図は高炭素Ｆｅ　−Ｃｒ合金の微粉をマイクロペレ
ット化したマイクロペレット７０　％と自溶合金の粗粉
３Ｇ　％とｔ−２！ｌ混合により構成された溶射用粉末
。

第４図は高炭素Ｆｅ　−Ｃｒ合金の微粉７０　％　、Ｍ
Ｏの微粉Ｌ５チ、自溶合金の微粉を混合してマイクロペ
レット化した１種類のマイクロペレットよシ構成さｎた
溶射用粉末。

第５図は高炭素Ｆｅ　−Ｃｒ合金の微粉７０チとＭＯの
微粉１５　％とを混合してマイクロペレット化したマイ
クロペレットにさらに自溶合金の粗粉１５％とを混合し
た二種混合によシ構成さ扛た溶射用粉末。

第６図は高炭素Ｆ’ｅ　−Ｃｒの微粉７０％と自溶合金
の微粉とを混合してマイクロペレット化したマイクロペ
レットとニッケルアルミナイドの粗粉ｂチとを混合した
２種混会により構成さｎた溶射用粉末。

′　第７図は高炭素Ｆｅ　−Ｃｒ合金の微粉のみをマイ
クロペレット化したマイクロペレット７０％と自溶合金
の粗粉１５％、ニッケルアルミナイドの粗粉巧肇とを混
合した３種混合によシ構成さｎた溶射用粉末。

第８図は高炭素Ｆｅ　−Ｃｒ合金の微粉のみをマイクロ
ペレット化したマイクロペレット７０　％とＭ。

の・微粉のみをマイクロペレットしｔマイクロベレツ）
１５％と自溶合金の粗粉Ｌ５チとを混合した３種混合に
より構成された溶射用粉末。

第９図は高炭素Ｆｅ　−Ｃｒの微粉７０　％と自溶合金
の微粉Ｌ５チとを混合してマイクロペレット化しｔマイ
クロベレットにＭｏの微粉のみをマイクロペレット化し
たマイクロベンツ日１とを混合した２種混合にニジ構成
さｒｔｆｃ溶射用粉末を示す。

第１図〜第９図の走査顕微鏡写真の倍率は３００倍であ
る。

第２、第３、第４、第５、第６、第８、第９図において
自溶合金の代りにＦｅ系金属（ＮｉＳＣｒ、　ＣへＦｅ
からなる群から選択され友少くとも１種を含む成分組成
の金属）を使用しても同様の結果が得らｎた。ま友第６
、第７図においてニッケルアルミナイドの代りにニッケ
ルクロムアルミナイドを使用しても同様な結果が得られ
友。

第１０図は第１図の従来の溶射粉を溶射した溶射皮膜の
１部拡大した図面で溶射皮膜中の高炭素Ｆｅ−Ｃｒ合金
粒子の大きさは１０〜１５Ｇ　／！ｍ程贋である。

また第Ｕ図は本発明の溶射用マイクロペレットを溶射し
た溶射皮膜の１部拡大した図面で溶射皮膜中の高炭素Ｆ
ｅ　−Ｃｒ合金粒子の大きさはＯ，Ｓ〜１０７ｍでちる
。

ｆｔｌ研摩面、（２）、（２つは溶射皮膜、（３）は母
材、（４）、（４つは溶射粒子を示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の溶射粉の図面代用走査電子顕微鏡写真、
第２、第３、第４、第５、第６、第７、第８、第９図は
本発明の溶射粉のそれぞれ一実施例の図面代用走査電子
顕微鏡写真、第ｍ図は従来の溶射粉を溶射した溶射皮膜
の一部拡大した断面図、第Ｕ凶は本発明の溶射粉を溶射しｆｃ溶射皮暎の一部拡
大した断面図を示す。＋１１、荷Ｖカ（２）、（２リ　溶射皮膜鮎

Claims

【特許請求の範囲】１　Ｃｒ２０〜８０重量％、Ｆｅ１５〜７５重量％、Ｃ
５〜１０重量％、その他不可避的不純物としてＳｉ、Ｔ
ｉ、Ｍｎ等を含有する高炭素Ｆｅ−Ｃｒ合金の平均粒径
０．５〜１０μｍの微粉（以下高炭素Ｆｅ−Ｃｒ合金の
微粉と略称）を主成分としてマイクロペレット化してな
る粒径５〜１５０μｍのマイクロペレットを主成分とし
て含有することを特徴とする溶射用マイクロペレット。２　高炭素Ｆｅ−Ｃｒ合金の微粉３０〜９５％（以下％
は溶射用マイクロペレット全体に対する重量％をあらわ
す。）と自溶合金〔Ｓｉ、Ｂ、Ｃ、からなる群から選択
された少くとも一種を含み、かつＮｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｆ
ｅ、Ｗ、Ｍｏ、からなる群から選択された少くとも一種
を含む成分組成（以下自溶合金はすべて上記と同一成分
組成）〕の平均粒径０．５〜１０μｍの微粉（以下自溶
合金の微粉と略称）を５〜７０％混合してマイクロペレ
ット化したマイクロペレットからなる特許請求の範囲第
１項記載の溶射用マイクロペレット。３　高炭素Ｆｅ−Ｃｒ合金の微粉３０〜９５％とＮｉ、
Ｃｒ、Ｃｏ、Ｆｅからなる群から選択された少くとも１
種を含む成分組成の金属（以下Ｆｅ系金属と略称）の平
均粒径０．５〜１０μｍの微粉（以下Ｆｅ系金属の微粉
と略称）、５〜７０％とを混合してマイクロペレット化
したマイクロペレットからなる特許請求の範囲第１項記
載の溶射用マイクロペレット。４　高炭素Ｆｅ−Ｃｒ合金の微粉のみをマイクロペレッ
ト化したマイクロペレット３０〜９５％と粒径５〜１５
０μｍの自溶合金の粗粉（以下自溶合金の粗粉と略称）
５〜７０％とを混合してなる特許請求の範囲第１項記載
の溶射用マイクロペレット。５　高炭素Ｆｅ−Ｃｒ合金の微粉のみをマイクロペレッ
ト化したマイクロペレット３０〜９５％と粒径５〜１５
０μｍのＦｅ系金属の粗粉（以下Ｆｅ金属の粗粉と略称
）５〜７０％とを混合してなる特許請求の範囲第１項記
載の溶射用マイクロペレット。６　高炭素Ｆｅ−Ｃｒ合金の微粉３０〜９０％とＭｏの
平均粒径０．５〜１０μｍの微粉（以下Ｍｏの微粉と略
称）５〜３０％と自溶合金の微粉５〜６５％とを混合し
てマイクロペレット化したマイクロペレットからなる特
許請求の範囲第１項記載の溶射用マイクロペレット。７　高炭素Ｆｅ−Ｃｒ合金の微粉３０〜９０％とＭｏの
微粉５〜３０％とＦｅ系金属の微粉５〜６５％を混合し
てマイクロペレット化したマイクロペレットからなる特
許請求の範囲第１項記載の溶射用マイクロペレット。８　高炭素Ｆｅ−Ｃｒ合金の微粉３０〜９０％とＭｏの
微粉５〜３０％とを混合してマイクロペレット化したマ
イクロペレットと自溶合金の粗粉とを混合してなる特許
請求の範囲第１項記載の溶射用マイクロペレット。９　高炭素Ｆｅ−Ｃｒ合金の微粉３０〜９０％とＭｏの
微粉５〜３０％とを混合してマイクロペレット化したマ
イクロペレットとＦｅ系金属の粗粉５〜６５％を混合し
てなる特許請求の範囲第１項記載の溶射用マイクロペレ
ット。１０　高炭素Ｆｅ−Ｃｒ合金の微粉のみをマイクロペレ
ット化したマイクロペレット３０〜９０％とＭｏの微粉
のみをマイクロペレット化したマイクロペレット５〜３
０％と自溶合金の粗粉５〜６５％とを混合してなる特許
請求の範囲第１項記載の溶射用マイクロペレット。１１　高炭素Ｆｅ−Ｃｒ合金の微粉のみをマイクロペレ
ット化したマイクロペレット３０〜９０％とＭｏの微粉
のみをマイクロペレット化したマイクロペレット５〜３
０％とＦｅ系金属の粗粉５〜６５％とを混合してなる特
許請求の範囲第１項記載の溶射用マイクロペレット。１２　高炭素Ｆｅ−Ｃｒ合金の微粉３０〜９０％と自用
合金の微粉５〜６５％とを混合してマイクロペレット化
したマイクロペレットとＭｏの微粉のみをマイクロペレ
ット化したマイクロペレット５〜３０％とを混合してな
る特許請求の範囲第１項記載の溶射用マイクロペレット
。１３　高炭素Ｆｅ−Ｃｒ合金の微粉３０〜９０％とＦｅ
系金属の微粉５〜６５％とを混合してマイクロペレット
化したマイクロペレットとＭｏの微粉のみをマイクロペ
レット化したマイクロペレット５〜３０％とを混合して
なる特許請求の範囲第１項記載の溶射用マイクロペレッ
ト。１４　高炭素Ｆｅ−Ｃｒ合金の微粉３０〜９０％と自溶
合金の微粉５〜６５％とを混合してマイクロペレット化
したマイクロペレットとそれに粒径５〜１５０μｍのニ
ッケルアルミナイド〔ＮｉにＡｌ（以下〔　〕内の％は
複合粉末中の重量％をあらわす。）を３〜１０％被覆し
てなる複合粉末又は／及びＡｌにＮｉを６０〜９０％被
覆してなる複合粉末（以下ニッケルアルミナイドの粗粉
と略称）又は／及び粒径５〜１５０μｍのニッケルクロ
ムアルミナイド〔ＮｉＣｒ合金（Ｃｒ１０〜３０％）に
Ａｌを３〜１０％被覆してなる複合粉末〕（以下ニッケ
ルクロムアルミナイドの粗粉と略称）５〜３０％を混合
してなる特許請求の範囲第１項記載の溶射用マイクロペ
レット。１５　高炭素Ｆｅ−Ｃｒ合金の微粉３０〜９０％とＦｅ
系金属の微粉５〜６５％とを混合してマイクロペレット
化したマイクロペレットとそれにニッケルアルミナイド
又は／及びニッケルクロムアルミナイドの粗粉５〜３０
％を混合してなる特許請求の範囲第１項記載の溶射用マ
イクロペレット。１６　高炭素Ｆｅ−Ｃｒ合金の微粉をマイクロペレット
化したマイクロペレット３０〜９０％と自溶合金の粗粉
５〜６５％とニッケルアルミナイド又は／及びニッケル
クロムアルミナイドの粗粉５〜３０％とを混合してなる
特許請求の範囲第１項記載の溶射用マイクロペレット。１７　高炭素Ｆｅ−Ｃｒ合金の微粉をマイクロペレット
化したマイクロペレット３０〜９０％とＦｅ系金属の粗
粉５〜６５％とニッケルアルミナイド又は／及びニッケ
ルクロムアルミナイドの粗粉５〜３０％とを混合してな
る特許請求の範囲第１項記載の溶射用マイクロペレット
。