JPS6241309B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS6241309B2 JPS6241309B2 JP55058660A JP5866080A JPS6241309B2 JP S6241309 B2 JPS6241309 B2 JP S6241309B2 JP 55058660 A JP55058660 A JP 55058660A JP 5866080 A JP5866080 A JP 5866080A JP S6241309 B2 JPS6241309 B2 JP S6241309B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal powder
- powder
- composite material
- spraying
- test piece
- 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
Links
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 33
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 14
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 15
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 11
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 6
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000007751 thermal spraying Methods 0.000 description 5
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 4
- 229910001208 Crucible steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 229910001141 Ductile iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003310 Ni-Al Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007750 plasma spraying Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
- C23C4/06—Metallic material
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Description
本発明は、耐エロージヨン性、防音、防振およ
び断熱性を向上させると共に、強度、加工性およ
びコストの面で優れた複合材料に関する。 耐摩耗性および防音、防振性を向上させるため
に、金属材料中に非金属材料、例えばSiCや黒鉛
等を混合させた複合材料については、既にシキソ
キヤスト（Thixocast）法（K.P.Young他著、
AFS Transaction、vol 84、1976年、76−128、
P169〜174）やレオキヤスト（Rheocast）法（M.
C.Flemings他著、AFS International Cast
Metal Journal、1976年９月、P11〜22）等で知
られている。しかし、これらの複合材料の製造方
法については、撹拌方法や温度制御に制約があ
り、複雑な形状の部品を製作するのは難しく、強
度不足やコストアツプ等の問題があつた。 またセラミツクスを溶射する場合に、被溶射材
とセラミツクとの接着性を良好にするために中間
層として金属粉末（例えばNi−Al）と非金属粉
末（例えばZrO2）との混合材を使用する技術が知
られている。しかし、この場合は、金属粉末と非
金属粉末とも溶融状態となる溶射条件で溶射が行
なわれるため、非金属粉末が第１図（図中、０１
は被溶射材、０２は肉盛層、０３は非金属材料）
に示すように偏平に層状に分布してしまい、脆弱
である非金属材料０３の部分が割れ、剥離の起点
となり易いばかりでなく、偏平であると隣の偏平
な非金属材料とつながる可能性が大きく、割れや
剥離が進展し易く強度不足となり耐エロージヨン
性、耐摩耗性に欠ける。 本発明は、加工性、強度、コストの面で優れる
ばかりでなく、耐エロージヨン性、防音、防振、
断熱性をも向上させ得る複合材料を提供するもの
で、金属粉末および該金属粉末と800℃以上の融
点の差を有する非金属粉末を同時に溶射肉盛し、
該溶射肉盛層内に上記非金属粉末を球状でかつ均
一に分散させてなる複合材料に関する。 本発明の金属粉末としはAl、Mg、Cu、これら
の合金等が使用でき、非金属粉末としては、鋳物
用砂、SiO2、SiC、Si3N、Al2O3等の上記金属粉
末と800℃以上の融点の差を有するものが使用で
きる。 本発明において、金属粉末と非金属粉末の融点
の差を800℃以上とするのは、非金属粉末を溶射
肉盛層中に球状でかつ均一に分散させるためであ
り、また非金属粉末を球状に分散させるのは内部
摩擦特性や耐エロージヨン性を向上させるためで
ある。 また、非金属粉末は、粒径50〜100μのものを
用いることが、溶射肉盛層内に均一に分散させる
上で好ましく、金属粉末は、粒径が小さ過ぎると
溶射歩留が減少し、大き過ぎると完全溶融しない
ばかりか供給の具合が悪くなるため、好ましい粒
度分布のもの、例えばAl粉末では40〜60μ程度
のものを選択することが望ましい。 更に、非金属粉末の量は、5wt％以下であると
複合材料としての効果がなく、50wt％以上であ
ると非金属粉末の量が多過ぎて金属粉末間の結合
が弱くなり溶射肉盛層の欠落や剥離を招くので、
５〜50wt％、好ましくは10〜15％とすることが
望ましい。 溶射肉盛層は、0.3mm以下であると非金属粉末
の粒径との兼ね合いで肉盛層の欠落や剥離が生じ
易く、一方あまり厚いと溶射工数が大きくなり製
品コストの上昇を招くため、0.5〜10mmが好まし
い。 以上の点を考慮して、複溶射材料（金属材料全
般）上に金属粉末と非金属粉末を、プラズマ溶射
や火炎溶射剤によつて同時に溶射肉盛するのであ
るが、この時溶射ガンの性能により溶射距離や出
力を調整して金属粉末は完全に溶融し非金属粉末
は未溶融で溶射できる条件を選べば、溶射肉盛層
内に非金属粉末が球状でかつ均一に分散した本発
明複合材料を得ることができる。 本発明複合材料の溶射肉盛層は、普通鋳鋼の約
２倍、Al合金の約15倍、軟鋼の約25倍の減衰能
を有し、かつ耐アツシユエロージヨン性が良好で
あるため、本発明複合材料は、耐エロージヨン性
を必要とする機械部品（例えば、各種のプロペラ
やインペラ等）、防音、防振、断熱性を必要とす
る機械部品、防音壁、遮音壁等に好ましく適用で
きる。 次に、本発明の実施例をあげる。 実施例 被溶射材料として第１表に示すAl合金（JIS
H400の2017）を用い、プラスト処理と脱脂の前
処理を施し、これに第２表に示す組成の粒径50〜
100μの鋳物用砂と粒径40〜60μの市販のAl粉末
を、鋳物用砂が10wt％となるように通常のプラ
ズマ溶射法により同時に溶射肉盛し、厚さ５mmの
肉盛層を設けた。（なお、この試験片は後述の第
４図中、符号４で示すような形状のもので、40×
40mmの正方形の面４ｂに４ａの状態となるように
溶接肉盛した。 溶射条件は、電流200A（許容範囲150〜
400A）、電圧23V（許容範囲20〜40V）、被溶射材
料と溶射ガンとの距離100mm、粉末供給量1.0cm3／
min（許容範囲0.5〜2.0cm3／min）とした。
び断熱性を向上させると共に、強度、加工性およ
びコストの面で優れた複合材料に関する。 耐摩耗性および防音、防振性を向上させるため
に、金属材料中に非金属材料、例えばSiCや黒鉛
等を混合させた複合材料については、既にシキソ
キヤスト（Thixocast）法（K.P.Young他著、
AFS Transaction、vol 84、1976年、76−128、
P169〜174）やレオキヤスト（Rheocast）法（M.
C.Flemings他著、AFS International Cast
Metal Journal、1976年９月、P11〜22）等で知
られている。しかし、これらの複合材料の製造方
法については、撹拌方法や温度制御に制約があ
り、複雑な形状の部品を製作するのは難しく、強
度不足やコストアツプ等の問題があつた。 またセラミツクスを溶射する場合に、被溶射材
とセラミツクとの接着性を良好にするために中間
層として金属粉末（例えばNi−Al）と非金属粉
末（例えばZrO2）との混合材を使用する技術が知
られている。しかし、この場合は、金属粉末と非
金属粉末とも溶融状態となる溶射条件で溶射が行
なわれるため、非金属粉末が第１図（図中、０１
は被溶射材、０２は肉盛層、０３は非金属材料）
に示すように偏平に層状に分布してしまい、脆弱
である非金属材料０３の部分が割れ、剥離の起点
となり易いばかりでなく、偏平であると隣の偏平
な非金属材料とつながる可能性が大きく、割れや
剥離が進展し易く強度不足となり耐エロージヨン
性、耐摩耗性に欠ける。 本発明は、加工性、強度、コストの面で優れる
ばかりでなく、耐エロージヨン性、防音、防振、
断熱性をも向上させ得る複合材料を提供するもの
で、金属粉末および該金属粉末と800℃以上の融
点の差を有する非金属粉末を同時に溶射肉盛し、
該溶射肉盛層内に上記非金属粉末を球状でかつ均
一に分散させてなる複合材料に関する。 本発明の金属粉末としはAl、Mg、Cu、これら
の合金等が使用でき、非金属粉末としては、鋳物
用砂、SiO2、SiC、Si3N、Al2O3等の上記金属粉
末と800℃以上の融点の差を有するものが使用で
きる。 本発明において、金属粉末と非金属粉末の融点
の差を800℃以上とするのは、非金属粉末を溶射
肉盛層中に球状でかつ均一に分散させるためであ
り、また非金属粉末を球状に分散させるのは内部
摩擦特性や耐エロージヨン性を向上させるためで
ある。 また、非金属粉末は、粒径50〜100μのものを
用いることが、溶射肉盛層内に均一に分散させる
上で好ましく、金属粉末は、粒径が小さ過ぎると
溶射歩留が減少し、大き過ぎると完全溶融しない
ばかりか供給の具合が悪くなるため、好ましい粒
度分布のもの、例えばAl粉末では40〜60μ程度
のものを選択することが望ましい。 更に、非金属粉末の量は、5wt％以下であると
複合材料としての効果がなく、50wt％以上であ
ると非金属粉末の量が多過ぎて金属粉末間の結合
が弱くなり溶射肉盛層の欠落や剥離を招くので、
５〜50wt％、好ましくは10〜15％とすることが
望ましい。 溶射肉盛層は、0.3mm以下であると非金属粉末
の粒径との兼ね合いで肉盛層の欠落や剥離が生じ
易く、一方あまり厚いと溶射工数が大きくなり製
品コストの上昇を招くため、0.5〜10mmが好まし
い。 以上の点を考慮して、複溶射材料（金属材料全
般）上に金属粉末と非金属粉末を、プラズマ溶射
や火炎溶射剤によつて同時に溶射肉盛するのであ
るが、この時溶射ガンの性能により溶射距離や出
力を調整して金属粉末は完全に溶融し非金属粉末
は未溶融で溶射できる条件を選べば、溶射肉盛層
内に非金属粉末が球状でかつ均一に分散した本発
明複合材料を得ることができる。 本発明複合材料の溶射肉盛層は、普通鋳鋼の約
２倍、Al合金の約15倍、軟鋼の約25倍の減衰能
を有し、かつ耐アツシユエロージヨン性が良好で
あるため、本発明複合材料は、耐エロージヨン性
を必要とする機械部品（例えば、各種のプロペラ
やインペラ等）、防音、防振、断熱性を必要とす
る機械部品、防音壁、遮音壁等に好ましく適用で
きる。 次に、本発明の実施例をあげる。 実施例 被溶射材料として第１表に示すAl合金（JIS
H400の2017）を用い、プラスト処理と脱脂の前
処理を施し、これに第２表に示す組成の粒径50〜
100μの鋳物用砂と粒径40〜60μの市販のAl粉末
を、鋳物用砂が10wt％となるように通常のプラ
ズマ溶射法により同時に溶射肉盛し、厚さ５mmの
肉盛層を設けた。（なお、この試験片は後述の第
４図中、符号４で示すような形状のもので、40×
40mmの正方形の面４ｂに４ａの状態となるように
溶接肉盛した。 溶射条件は、電流200A（許容範囲150〜
400A）、電圧23V（許容範囲20〜40V）、被溶射材
料と溶射ガンとの距離100mm、粉末供給量1.0cm3／
min（許容範囲0.5〜2.0cm3／min）とした。
【表】
【表】
上記の結果、溶射肉盛層内に鋳物用砂が球状で
均一に分散した複合材料が得られた。 この複合材料の耐エロージヨン性を評価するた
めに、次の実験を行なつた。 第２図に示すアツシユエロージヨン試験機を用
いた。試験片は、第２図−線矢視の平面図で
ある第３図、および第２図中符号４部の側断面図
である第４図に示すように取付けた。 第２〜４図において、モータ１に軸２で連結さ
れた試験片４の取付け板３に試験片４を取付け回
転させる。この試験片４に第３表に示す組成のア
ツシユを混入させた空気を矢印Ａから噴射バルブ
５で吹付ける。なお、第２〜４図中、Ｂはアツシ
ユの吹付け状況、６は試験タンク、７は排気口、
８は金網を付けた空気吸込口、３は試験片４の取
付け板で、同取付け板３の同心円の面には上記試
験片４を一度に18個まで取付けられる様に取付け
ボルト９が設けられ、上記試験片４の下端部には
上記取付けボルト９と螺合するネジ穴９ａが穿た
れている。また第４図において、本発明材の試験
片４はアツシユ吹付け面４ｂに厚さ５mmの肉盛り
層４ａを有し、アツシユ吹付け面４ｂの角度はア
ツシユの噴射方向と45゜の傾きを有している。 上記の試験機により、第４表に示す条件で耐ア
ツシユエロージヨン性を試験した。なお、比較の
ために、通常の鋳鋼（SC42）、球状黒鉛鋳鉄
（FCD40）、Al合金（JIS Ｈ 400の2017）につい
ても同様の試験を行なつた。 以上の結果は第５表に示す通りであつた。
均一に分散した複合材料が得られた。 この複合材料の耐エロージヨン性を評価するた
めに、次の実験を行なつた。 第２図に示すアツシユエロージヨン試験機を用
いた。試験片は、第２図−線矢視の平面図で
ある第３図、および第２図中符号４部の側断面図
である第４図に示すように取付けた。 第２〜４図において、モータ１に軸２で連結さ
れた試験片４の取付け板３に試験片４を取付け回
転させる。この試験片４に第３表に示す組成のア
ツシユを混入させた空気を矢印Ａから噴射バルブ
５で吹付ける。なお、第２〜４図中、Ｂはアツシ
ユの吹付け状況、６は試験タンク、７は排気口、
８は金網を付けた空気吸込口、３は試験片４の取
付け板で、同取付け板３の同心円の面には上記試
験片４を一度に18個まで取付けられる様に取付け
ボルト９が設けられ、上記試験片４の下端部には
上記取付けボルト９と螺合するネジ穴９ａが穿た
れている。また第４図において、本発明材の試験
片４はアツシユ吹付け面４ｂに厚さ５mmの肉盛り
層４ａを有し、アツシユ吹付け面４ｂの角度はア
ツシユの噴射方向と45゜の傾きを有している。 上記の試験機により、第４表に示す条件で耐ア
ツシユエロージヨン性を試験した。なお、比較の
ために、通常の鋳鋼（SC42）、球状黒鉛鋳鉄
（FCD40）、Al合金（JIS Ｈ 400の2017）につい
ても同様の試験を行なつた。 以上の結果は第５表に示す通りであつた。
【表】
【表】
【表】
第５表より本発明複合材料の耐アツシユエロー
ジヨン性は、通常のAl合金の約７倍、鋳鋼の約
３倍、球状黒鉛鋳鉄の約４倍であることが確認さ
れた。 以上の試験結果からも本発明の複合材料の耐エ
ロージヨン性が優れていることがわかる。
ジヨン性は、通常のAl合金の約７倍、鋳鋼の約
３倍、球状黒鉛鋳鉄の約４倍であることが確認さ
れた。 以上の試験結果からも本発明の複合材料の耐エ
ロージヨン性が優れていることがわかる。
第１図は従来のセラミツクス溶射の際に使用さ
れる金属粉末と非金属粉末との混合材からなる中
間層を模式的に示す図、第２図は実施例で用いた
アツシユエロージヨン試験機を示す概略図、第３
図は試験片の取付け状況を示す第２図−線矢
視の平面図、第４図は試験片の断面形状と取付状
況を示す第２図中符号４部の側断面図である。
れる金属粉末と非金属粉末との混合材からなる中
間層を模式的に示す図、第２図は実施例で用いた
アツシユエロージヨン試験機を示す概略図、第３
図は試験片の取付け状況を示す第２図−線矢
視の平面図、第４図は試験片の断面形状と取付状
況を示す第２図中符号４部の側断面図である。
Claims (1)
- １ 金属粉末および該金属粉末と800℃以上の融
点の差を有する鋳物砂を同時に被溶射材料に溶射
肉盛し、該溶射肉盛層内に前記鋳物砂を球状でか
つ均一に分散させてなる複合材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5866080A JPS56156753A (en) | 1980-05-06 | 1980-05-06 | Composite material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5866080A JPS56156753A (en) | 1980-05-06 | 1980-05-06 | Composite material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56156753A JPS56156753A (en) | 1981-12-03 |
| JPS6241309B2 true JPS6241309B2 (ja) | 1987-09-02 |
Family
ID=13090740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5866080A Granted JPS56156753A (en) | 1980-05-06 | 1980-05-06 | Composite material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56156753A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58157955A (ja) * | 1982-02-23 | 1983-09-20 | ナシヨナル・リサ−チ・デイベロツプメント・コ−ポレイシヨン | 二相または多相金属材料の製造方法 |
| JPH02236264A (ja) * | 1989-03-09 | 1990-09-19 | Tocalo Co Ltd | 防音・防振部材 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4981236A (ja) * | 1972-11-17 | 1974-08-06 | ||
| JPS5016811A (ja) * | 1973-06-21 | 1975-02-21 |
-
1980
- 1980-05-06 JP JP5866080A patent/JPS56156753A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4981236A (ja) * | 1972-11-17 | 1974-08-06 | ||
| JPS5016811A (ja) * | 1973-06-21 | 1975-02-21 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56156753A (en) | 1981-12-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3332752A (en) | Composite flame spraying wire | |
| CN101160417B (zh) | 制备金属基体复合物的方法以及由其制备的涂层和散料 | |
| US5080056A (en) | Thermally sprayed aluminum-bronze coatings on aluminum engine bores | |
| US7892652B2 (en) | Low stress metallic based coating | |
| US6221504B1 (en) | Coating consisting of hypereutectic aluminum/silicon alloy and/or an aluminum/silicon composite material | |
| CN111455301B (zh) | 一种随钻测量仪器外筒耐磨耐蚀高熵合金梯度复合涂层 | |
| JPH08501602A (ja) | 複合セラミックコーティング材 | |
| WO2017084132A1 (zh) | 一种复合硬面材料及其制备方法 | |
| CN109396453B (zh) | 一种弥散强化铝青铜球形粉的制备方法 | |
| US7955706B1 (en) | Composite armor tile based on a continuously graded ceramic-metal composition and manufacture thereof | |
| US7910219B1 (en) | Composite armor tile based on a continuously graded ceramic-metal composition and manufacture thereof | |
| JPS648072B2 (ja) | ||
| CN105420720A (zh) | 一种长期储存n2o4的铝合金储箱焊缝表面防护方法 | |
| CN101198712B (zh) | 气缸衬套涂敷涂层的方法 | |
| CN106011721A (zh) | 一种采用热喷涂法制备多层涂层的方法 | |
| CN101637806B (zh) | 一种金属陶瓷涂层结晶器铜板制作方法 | |
| CN116121691A (zh) | 一种层流等离子喷涂耐磨涂层及其制备方法 | |
| JPS6241309B2 (ja) | ||
| US3332753A (en) | Flame spraying | |
| JPH0118146B2 (ja) | ||
| US3427698A (en) | Rocket nozzle | |
| CN111748811B (zh) | 一种牵引电机转子表面强化防腐处理工艺 | |
| CN103276238B (zh) | 一种铜基合金滑动轴承的制备方法 | |
| US9376573B2 (en) | Coatings, composition and method related to non-spalling low density hardface coatings | |
| JPS6119770A (ja) | 溶射被膜製造方法 |