JPS62170466A - 銅基合金母材への耐熱溶射皮膜形成方法 - Google Patents
銅基合金母材への耐熱溶射皮膜形成方法Info
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- JPS62170466A JPS62170466A JP61013373A JP1337386A JPS62170466A JP S62170466 A JPS62170466 A JP S62170466A JP 61013373 A JP61013373 A JP 61013373A JP 1337386 A JP1337386 A JP 1337386A JP S62170466 A JPS62170466 A JP S62170466A
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Landscapes
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
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。
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、例えば連続鋳造鋳型、吹錬ランス、高炉羽口
等の高温域にあって直接／８鋼に接する銅基合金母材に
耐熱、耐食性に優れたＭＣｒＡｌＹ合金皮膜を溶射によ
って形成する方法に関する。
等の高温域にあって直接／８鋼に接する銅基合金母材に
耐熱、耐食性に優れたＭＣｒＡｌＹ合金皮膜を溶射によ
って形成する方法に関する。
特開昭５５−１８５２３号公報に、Ｃｏ、 Ｎｉ、 Ｆ
ｅをＭとして表して、同Ｍ基にＣｒ−／１１’−Ｙ、或
いはＣｒ−ＡＩ−Ｙ−Ｔａを添加してなる所謂ＭＣｒＡ
ｌＹ合金を皮膜材としてＮｉ−基、Ｃｏ−基、Ｆｅ−基
の超合金からなる部材上にプラズマスプレーすることが
記載されている。
ｅをＭとして表して、同Ｍ基にＣｒ−／１１’−Ｙ、或
いはＣｒ−ＡＩ−Ｙ−Ｔａを添加してなる所謂ＭＣｒＡ
ｌＹ合金を皮膜材としてＮｉ−基、Ｃｏ−基、Ｆｅ−基
の超合金からなる部材上にプラズマスプレーすることが
記載されている。
同皮膜材は、極めて窩い耐食性と耐熱性を有するため、
従来上記の高温に曝される銅基合金母材の保護皮膜の形
成のための溶射材として用いられて来たモリブデン基、
ニッケル基、クロム基合金に代わるものと期待され、実
際の適用が試みられるようになった。
従来上記の高温に曝される銅基合金母材の保護皮膜の形
成のための溶射材として用いられて来たモリブデン基、
ニッケル基、クロム基合金に代わるものと期待され、実
際の適用が試みられるようになった。
ところが、このＭＣｒＡｆＹ合金の熱膨張係数は銅とは
極端に異なり、溶射皮膜の形成に際して母材との接着性
が悪＜、６００°Ｃ以上に加熱されると溶射皮膜は殆ど
が剥離されるばかりではなく、溶射施工中に形成した皮
膜自体が剥離することもある。
極端に異なり、溶射皮膜の形成に際して母材との接着性
が悪＜、６００°Ｃ以上に加熱されると溶射皮膜は殆ど
が剥離されるばかりではなく、溶射施工中に形成した皮
膜自体が剥離することもある。
このため、ン容射距離、溶射材料の供給量、形成皮膜の
冷却時間の調整等の溶射条件を調整したが得られた溶射
皮膜の基材への密着力は精々１００ｋｇ／ｄ程度である
に過ぎず、実用に供することはできない。
冷却時間の調整等の溶射条件を調整したが得られた溶射
皮膜の基材への密着力は精々１００ｋｇ／ｄ程度である
に過ぎず、実用に供することはできない。
かかる溶射皮膜の密着力を改善するために、溶射前の下
地処理によって溶射皮膜の密着力を改善する方法が、特
公昭５５−７０４５２号、特公昭５５−１０４５３号、
特公昭５７−２２８５２号、特公昭５６−３６０８号、
特公昭５３−４０５６７号、特公昭５５−１４１５６６
号の各公報に提案されている。
地処理によって溶射皮膜の密着力を改善する方法が、特
公昭５５−７０４５２号、特公昭５５−１０４５３号、
特公昭５７−２２８５２号、特公昭５６−３６０８号、
特公昭５３−４０５６７号、特公昭５５−１４１５６６
号の各公報に提案されている。
しかしながら、かかる下地処理において最も効果的であ
ると言われているニッケルメッキ後、無酸化雰囲気下で
溶射する方法やメタライジングによってニッケル基、コ
バル）５等の自溶合金を下地層として溶射し、１０００
〜１１５０℃で加熱するヒユージングの適用も試みたが
、ヒユージングによる熱歪変形の抑制及び皮膜割れ、気
泡の発生防止等の処置が必要となり、非能率であってコ
ストが著しく高いものとなり、とくに長大な対象物の場
合には実用上問題がある。
ると言われているニッケルメッキ後、無酸化雰囲気下で
溶射する方法やメタライジングによってニッケル基、コ
バル）５等の自溶合金を下地層として溶射し、１０００
〜１１５０℃で加熱するヒユージングの適用も試みたが
、ヒユージングによる熱歪変形の抑制及び皮膜割れ、気
泡の発生防止等の処置が必要となり、非能率であってコ
ストが著しく高いものとなり、とくに長大な対象物の場
合には実用上問題がある。
本発明において解決すべき課題は、２００ｋｇ／ｃＪ以
上の密着力を有するＭＣｒｌＵＹ合金の溶射皮膜の銅基
合金母材上への形成を可能にし、さらには、そのＭＣｒ
ＡｌＹ合金の溶射皮膜上にセラミックス溶射皮膜の形成
を可能にして′Ａ基合金からなる耐熱、耐食部材の耐用
性を増大せしめる経済的な溶射皮膜形成施工法を確立す
ることにある。
上の密着力を有するＭＣｒｌＵＹ合金の溶射皮膜の銅基
合金母材上への形成を可能にし、さらには、そのＭＣｒ
ＡｌＹ合金の溶射皮膜上にセラミックス溶射皮膜の形成
を可能にして′Ａ基合金からなる耐熱、耐食部材の耐用
性を増大せしめる経済的な溶射皮膜形成施工法を確立す
ることにある。
本発明は、銅基合金母材表面の溶射を行なう前に下地処
理として、アルミナ又はカーボランダムによるブラスト
を行った後、アルミニウムの溶射を施し、大気中で５０
０〜９００℃に加熱したのち、更にブラストの後、Ｍ−
Ｃｒ−ＡＩＹ合金の溶射を行なうもので、これによって
比較的簡単に２００ ｋｇ／ｃｎ１以上の密着力を有す
るＭ −Ｃｒ ＡＩ Ｙ合金溶射皮膜を得ることが
できると共に、実際的に従来不可能であった銅基合金母
材上へのセラミックスの溶射皮膜の形成を可能にしたも
のである。
理として、アルミナ又はカーボランダムによるブラスト
を行った後、アルミニウムの溶射を施し、大気中で５０
０〜９００℃に加熱したのち、更にブラストの後、Ｍ−
Ｃｒ−ＡＩＹ合金の溶射を行なうもので、これによって
比較的簡単に２００ ｋｇ／ｃｎ１以上の密着力を有す
るＭ −Ｃｒ ＡＩ Ｙ合金溶射皮膜を得ることが
できると共に、実際的に従来不可能であった銅基合金母
材上へのセラミックスの溶射皮膜の形成を可能にしたも
のである。
ブラスト材としては、通常は、鋼、銑鉄、アルミナ、カ
ーボランダム等があるが、銅基材が比較的柔らかく、鋼
又は銑鉄を用いた場合には母材に食い込み腐食の発生源
となる可能性があるのに対して、アルミナの場合には銅
基合金母材に対して食い込むことがなく、しかも充分な
ブラスト効果を奏することができる適度な硬さを存する
。このため、粒径が０．５〜２．０龍程度の破砕粒を用
い、５ｋｇ／ｃｆｆｌ程度の空気ノズルから噴出せしめ
てＲｚ３０〜４０μｍ程度の粗面とする。
ーボランダム等があるが、銅基材が比較的柔らかく、鋼
又は銑鉄を用いた場合には母材に食い込み腐食の発生源
となる可能性があるのに対して、アルミナの場合には銅
基合金母材に対して食い込むことがなく、しかも充分な
ブラスト効果を奏することができる適度な硬さを存する
。このため、粒径が０．５〜２．０龍程度の破砕粒を用
い、５ｋｇ／ｃｆｆｌ程度の空気ノズルから噴出せしめ
てＲｚ３０〜４０μｍ程度の粗面とする。
母材に対するブラスト後のアルミニウムの溶射方式はオ
キシ・アセチレンガス溶射又はアーク溶射によって、通
常１００〜５００μｍ厚である。溶射後、加熱して６５
０〜９００℃で１時間程度保持すると、アルミニウムは
熔融して母材の表面中に拡ｉＪｌし、Ｃｕ−Ａｌｌ共金
形成して冶金的結合層が形成され、これによって、次段
階のＭ−Ｃｒ−ＡＩ−Ｙ合金溶射皮膜との結合性と母材
耐熱性が改善され、母材の酸化が防止されることになる
。
キシ・アセチレンガス溶射又はアーク溶射によって、通
常１００〜５００μｍ厚である。溶射後、加熱して６５
０〜９００℃で１時間程度保持すると、アルミニウムは
熔融して母材の表面中に拡ｉＪｌし、Ｃｕ−Ａｌｌ共金
形成して冶金的結合層が形成され、これによって、次段
階のＭ−Ｃｒ−ＡＩ−Ｙ合金溶射皮膜との結合性と母材
耐熱性が改善され、母材の酸化が防止されることになる
。
次ぎに、このＣｕ−Ａｌ結合層をブラスト処理してＭ−
Ｃｒ−ＡＮＹ合金を溶射すると初層の皮膜は強固に結合
し、目的とする２００ｋｇ／ ｃｔ以上の密着力が得ら
れる。
Ｃｒ−ＡＮＹ合金を溶射すると初層の皮膜は強固に結合
し、目的とする２００ｋｇ／ ｃｔ以上の密着力が得ら
れる。
溶射するＭ−Ｃｒ−ＡＩ−Ｙ合金としては、第１表に示
す組成の合金を使用することができる。
す組成の合金を使用することができる。
第 １ 表
また、これらの合金は複合して用いることもでき、例え
ば、溶射皮膜をポンディング層（Ｂ層）−ミドル層（Ｍ
層）−トップ層（Ｔ層）の３層溶射を行なう場合には、
以下の組み合わせによって行なう。
ば、溶射皮膜をポンディング層（Ｂ層）−ミドル層（Ｍ
層）−トップ層（Ｔ層）の３層溶射を行なう場合には、
以下の組み合わせによって行なう。
例Ｉ
８層 Ｎｉ−Ｃｏ−Ｃｒ−ＡＩ−Ｙ
Ｍ層 Ｎｉ−Ｃｏ−Ｃｒ−Ａ１１−Ｙ ＋Ｃｏ−Ｃｒ−
Ａｌ−Ｙ（重量比１：１混合） ＴＪｉｉｌ Ｃｏ−Ｃｒ−ＡＩ−Ｙ 例２ ８層 Ｎ１−Ｇｏ−Ｃｒ−ＡＮ−Ｙ＋Ｃｏ−Ｃｒ−ＡＮ
−Ｙ（重量比ｌ：１混合） Ｍ層 なし Ｔ層 Ｃｏ−Ｃｒ −ＡＩ−Ｙ Ｂ、Ｍ、Ｔの各層の膜厚は１００〜２００ μ膜厚でね
らい膜厚は１５０ μｍとする。溶射方式はガスプラズ
マガンで施工する。
Ａｌ−Ｙ（重量比１：１混合） ＴＪｉｉｌ Ｃｏ−Ｃｒ−ＡＩ−Ｙ 例２ ８層 Ｎ１−Ｇｏ−Ｃｒ−ＡＮ−Ｙ＋Ｃｏ−Ｃｒ−ＡＮ
−Ｙ（重量比ｌ：１混合） Ｍ層 なし Ｔ層 Ｃｏ−Ｃｒ −ＡＩ−Ｙ Ｂ、Ｍ、Ｔの各層の膜厚は１００〜２００ μ膜厚でね
らい膜厚は１５０ μｍとする。溶射方式はガスプラズ
マガンで施工する。
このようにして得たＭ−ＣｒｌＵ−Ｙ合金溶射皮膜の上
には、必要により各種セラミック材料を被覆することも
できる。とくに、本発明において対象とするＭ −Ｃｒ
−ＡＩ−Ｙ合金は他の合金と比較して酸化物系セラミッ
クとの親和性が優れており、従来極めて困難と言われて
来た銅基材へのセラミックの溶射皮膜の形成がこれによ
って可能となる。
には、必要により各種セラミック材料を被覆することも
できる。とくに、本発明において対象とするＭ −Ｃｒ
−ＡＩ−Ｙ合金は他の合金と比較して酸化物系セラミッ
クとの親和性が優れており、従来極めて困難と言われて
来た銅基材へのセラミックの溶射皮膜の形成がこれによ
って可能となる。
＾ＳＴＭ密着力試験における引張破断性状と強度につい
ての＾ＳＴ？Ｉ規格による密着力試験を行った。
ての＾ＳＴ？Ｉ規格による密着力試験を行った。
２５．４■■φの銅丸棒断面にアルミナを５ｋｇ／ｃＩ
ＩＩの圧縮空気ジェットによって吹付け、平均粗度Ｒｚ
３６μｍの表面状態を得た。これにアルミニウムワイヤ
を使用し、アーク溶射によって平均厚５００ ｐ ｍの
アルミニウム皮膜を形成した。
ＩＩの圧縮空気ジェットによって吹付け、平均粗度Ｒｚ
３６μｍの表面状態を得た。これにアルミニウムワイヤ
を使用し、アーク溶射によって平均厚５００ ｐ ｍの
アルミニウム皮膜を形成した。
これを、添付図に示す条件の下で大気熱処理炉を用いて
熱処理し、下地層を形成した。これに上記のアルミナブ
ラストを用いて粗面化処理を施したのち、プラズマガン
によって第１表に示すＮ００９の合金を溶射して、１９
０ ｐ ｍ厚のＭ Ｃｒ ＡＩ Ｙ合金皮膜を形
成した。
熱処理し、下地層を形成した。これに上記のアルミナブ
ラストを用いて粗面化処理を施したのち、プラズマガン
によって第１表に示すＮ００９の合金を溶射して、１９
０ ｐ ｍ厚のＭ Ｃｒ ＡＩ Ｙ合金皮膜を形
成した。
この溶射皮膜の加熱、冷却による膨張、収縮の差異によ
る皮膜の剥離の合焦を検討のため７５０℃に加熱後に空
冷したが、全く異常なく皮膜の健全性を確認した。
る皮膜の剥離の合焦を検討のため７５０℃に加熱後に空
冷したが、全く異常なく皮膜の健全性を確認した。
次に、溶射皮膜を有する試料を接着剤（セメダインＳＧ
−ＥＰＯ）で接合し、引張破断試験を行った。
−ＥＰＯ）で接合し、引張破断試験を行った。
この結果、破断面は接着剤のところで生じており、溶射
皮膜自体の密着力は、２１０ ｋｇ／ ｃＪ以上あるこ
とが確認できた。
皮膜自体の密着力は、２１０ ｋｇ／ ｃＪ以上あるこ
とが確認できた。
本発明によって、比較的簡単に銅基母材上に、２１０ｋ
ｇ／ｃｎ１以上の強固な密着力を有するＭＣｒＡｌＹ溶
射皮膜を形成できるようになり、連続鋳造鋳型、吹錬ラ
ンス、高炉羽口等の寿命を格段に向上できることの他に
、銅基合金からなる部材の高温利用の道を拓くものであ
る。
ｇ／ｃｎ１以上の強固な密着力を有するＭＣｒＡｌＹ溶
射皮膜を形成できるようになり、連続鋳造鋳型、吹錬ラ
ンス、高炉羽口等の寿命を格段に向上できることの他に
、銅基合金からなる部材の高温利用の道を拓くものであ
る。
【図面の簡単な説明】
添付図は、本発明のアルミニウム下地層の熱処理条件の
一例を示す図である。
一例を示す図である。
Claims (1)
- １、銅基合金母材にＭＣｒＡｌＹ合金（ＭはＮｉ、Ｃｏ
、及びＦｅからなる群から選択された単数あるいは複数
の元素を示す）の溶射皮膜を形成するに際して、銅基合
金母材表面にアルミナ又はカーボランダムのブラスト材
によるブラストを施した後、アルミニウム溶射皮膜を形
成し、更に同アルミニウムの溶射皮膜を加熱熔融して母
材表面にアルミニウムを拡散せしめた後、再度ブラスト
して粗面化することを特徴とする銅基合金母材への耐熱
溶射皮膜形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61013373A JPS62170466A (ja) | 1986-01-23 | 1986-01-23 | 銅基合金母材への耐熱溶射皮膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61013373A JPS62170466A (ja) | 1986-01-23 | 1986-01-23 | 銅基合金母材への耐熱溶射皮膜形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62170466A true JPS62170466A (ja) | 1987-07-27 |
Family
ID=11831290
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61013373A Pending JPS62170466A (ja) | 1986-01-23 | 1986-01-23 | 銅基合金母材への耐熱溶射皮膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62170466A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2721240A1 (fr) * | 1994-06-21 | 1995-12-22 | Renault | Procédé d'application d'un revêtement sur la surface intérieure d'un moule métallique. |
| KR100601184B1 (ko) | 2004-10-22 | 2006-07-13 | 주식회사 서머텍 코리아 | 탈황설비의 보호피막 처리방법 |
| US10344875B2 (en) | 2014-05-12 | 2019-07-09 | Swagelok Company | Valve and valve with seat insertion tool and extraction tool |
-
1986
- 1986-01-23 JP JP61013373A patent/JPS62170466A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2721240A1 (fr) * | 1994-06-21 | 1995-12-22 | Renault | Procédé d'application d'un revêtement sur la surface intérieure d'un moule métallique. |
| KR100601184B1 (ko) | 2004-10-22 | 2006-07-13 | 주식회사 서머텍 코리아 | 탈황설비의 보호피막 처리방법 |
| US10344875B2 (en) | 2014-05-12 | 2019-07-09 | Swagelok Company | Valve and valve with seat insertion tool and extraction tool |
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