JPS6296601A

JPS6296601A - シヨツト用金属粉末

Info

Publication number: JPS6296601A
Application number: JP60236273A
Authority: JP
Inventors: Takashi Onoyama; 小野山　隆志; Shinichi Sasayama; 笹山　真一; Atsushi Fujita; 篤史藤田; Hiroshi Makino; 浩牧野
Original assignee: Nippon Yakin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nippon Yakin Kogyo Co Ltd
Priority date: 1985-10-24
Filing date: 1985-10-24
Publication date: 1987-05-06
Also published as: JPH0244881B2

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、ショツト材、特に金属表面に、めっき、溶射
、塗装等を施す場合、金属表面のスケール除去、素地調
整などの前処理としての水圧加速式ショツトブラスト処
理に用いるのに好適な金属粉末に関するものである。

（従来の技術）金属表面に、めっき、溶射、塗装等を施す場合、付着性
を向上するために前処理として金属表面を梨地状に加工
する必要がある。この加工法の一つとしてショツトブラ
スト法があり、付着性を向上させるためには、ショツト
材によるシジット面が複雑な凹凸形状を、なし、例えば
、凹んだ斜面にさらに細かな凹凸がついていたり、オー
バーハング形状を有することが好ましい。このような凹
凸形状を金属表面に形成するためには、ショア）材とし
て球状のものより多角形状のものが良く、これがため従
来水圧加速式ショツトブラスト用ジョブト材として多角
形状の金属系のスチールグリッド、鉱物系のケイ砂、ジ
ルコニア、カーボランダム（Ｓ　ｉＣ）　Ｆｅ−Ｓ　ｉ
粉末等が既知である。

（発明が解決しようとする問題点）しかし、従来使用されている多角形状のショツト材には
以下に述べるような欠点があった。すなわち、薄いコー
ティングの表面処理を行なう場合、数十ミクロンの微細
な粒径のショツト材を加速するために水圧を使用するが
、スチールグリッドは水により酸化され、酸化した鉄粉
が金属表面に付着してコーテイング性を害するという問
題があった。また、鉱物系ショツト材は破砕し易く、繰
返し使用し得る回数が少なく、例えば、ケイ砂はスチー
ルグリッドに比べて１／３０〜ｌ／６０の寿命といわれ
ている。また、鉱物系ショツト材は比重が小さく単位個
数当りの研削効果が小さいという問題があった。

本発明は上述した従来のショツト材が有する問題を解決
し、金属表面をコーティング等表面処理をする際の前処
理、例えばスケール除去、素地調整のため、特に水圧加
速式ショツトブラスト処理に好適に用い得るショット用
金属粉末を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段）本発明によるショット用金属粉末は、重量でＣｒ：ｌＯ
〜２４χ、Ｃ：２％、Ｃ：２７％以下で、０％　＋０．
３７ＳｉＺを３．７％以上含み、残余Ｆｅオヨび不可避
的不純物よりなる組成を有する多角形状の機械的粉砕粉
末で、２１０　ミクロン目のふるい下粒度を有し、比重
が６以上であることを特徴とする。

また、本発明によれば、水圧加速式ショット用金属粉末
としては、重量でＣｒ　：　１８〜２４χ、Ｃ：２％以
下、Ｓｔ　：　２７Ｘ以下で、ＣＸ　＋０．３７３ｊＸ
を３．７以上含み、残余Ｆｅおよび不可避的不純物より
なる組成、または重量でＣｒ　：　１０〜１８％　、　
Ｃ：　０．４５Ｘ以下、Ｓｔ　：　２０〜２７χを含み
、残余Ｆｅおよび不可避的不純物よりなる組成を有する
ことが好ましい。

本発明は、先ず耐食性の点に注目し、Ｆｅ　−Ｃｒ系合
金をベースにおいた。しかし、Ｃｒ含有量が１８％以下
のＦｅ−Ｃｒ系合金は延性に富み、機械的粉砕により粉
末を作るのが困難である。そこで、この合金をぜい化さ
せるために有利な元素ＣおよびＳｉを添加した。Ｃおよ
びＳｉを添加すると破砕性が向上し、機械的粉砕により
粉末を製造することが可能になるが、ＣおよびＳｉの添
加量が少ない時は多角形状の粉末とならない。例えばＣ
：１χ、Ｓｉ：２χ、Ｃｒ　：　１８χ残余Ｆｅおよび
不可避不純物よりなる合金の薄片を機械的に粉砕した粉
末は、第１２図の顕微鏡写真に示すように多角形状でな
い。そこで、ＣおよびＳｉの添加量を変化させ、一定時
間の機械的粉砕を行なって得られた粉末の形状判定をし
た。

その結果、第１図に示すようにＣｒ　：　１０〜２４重
量％の場合、ＣとＳｉとの合計量、すなわちＣＸ＋０．
３７Ｓｔχが３．７χより少ない範囲では多角形状には
ならず、３．７％以上では粉砕したものが多角形状の粉
末となることを見出した。つまり、多角形状を有する粉
末を得るためにはＣとＳｊとの添加量を第１図゛に斜線
を引いて示すＣ％＋０．３７Ｓｉχが３．７％以上の範
囲にすることが必要である。

次に、ショア）材とし、では比重が大きいほど、研削効
果が高くなる。そこで従来の鉱物系シヨ・ノド材の比重
より大きくなるようＣｒ　Ｓｉ、＋Ｃｒ＋Ｆｅの成分を
計算により決定した。各元素の比重はＣＦ２．２５、Ｓ
ｉ　：　２．３３、Ｃｒ　：　７．１９、Ｆｅ　：　７
．８７であり、これらの成分からなる合金の比重を鉱物
系ショツト材の比重より大きい６以上にするには次式を
満足するものであればよい。

１／１００（２，２５Ｘ　ＣＺ＋２．３３ＸＳｉＺ＋７
．１９　Ｘ　Ｃｒ％＋７．８７　Ｘ　ＦＪ）　＞　６そこで、ＦｃＪ　＝１００−　（Ｃ％＋Ｓｉ％＋Ｃｒｙ
）であるから、これを上式に代入し、整理するとＣχ＝
０．９９Ｓｉχ≦３３．３−１２．ＩＣｒχここで１０
２≦Ｃｒ≦２４χより・・・Ｃｒ　＝２４χの時　　０
％　＋０．９９ｓｉχ≦３０．４Ｃｒ−１０％の時　　
ＣＸ＋０．９９Ｓｉχ≦３２．１よって、Ｃｒ含有量が
１０〜２４χで、比重を６以上とするにはＳｉおよびＣ
を第２図に斜線をつけて示すＣＸ＋０．９９Ｓｉχ≦３
０．４の成分範囲とすることが必要である。

次に、ショツト材としての寿命の点からみた成分範囲に
ついて説明する。

鉱物系ショツト材は破砕性が高く、作業時の微粉化が速
く、寿命が短い。そこで、本発明ではＴｅ　−Ｓｔ系シ
ョット材（ｒｅ　−４５χＳｉ　）の寿命を限界とした
。そこで、１〜２寵の大きさの金属チ・ノブを振動型粉
砕機で一定時間粉砕すると６３ミクロン目以下に粉砕さ
れる比率が前記Ｆｅ−５ｉ系シヨツト材と等しいのは１
０χ≦Ｃｒ＜２４％　、　ＯＮ　＜　Ｃ＜　２χの場合
、５ｉ＝２７χであった。

したがって、前記Ｆｅ−５ｉ系シヨツト材より長い寿命
を確保するためには、第３図に示すようにＳｉの添加量
は２７χを上限とすることが必要である。

以上の理由から、本発明によるショット用金属粉末は、
Ｃｒ　：　１０〜２４重Ｉχを含み、第４図に斜線をつ
けて示すＣ：２重量２以下、Ｓｔ　：　２７重量％以下
、Ｃ重量％十０．３７Ｓｉ重量％が３．７重量％以上の
範囲でＣと３１とを含むことを必要とし、これによって
多角形状をなし、適当な比重と、Ｆｅ−５ｔ系シコツト
材（Ｆｅ　−４５χＳｉ　）以上の寿命とを有するもの
である。

さらに、本発明によるショット用金属粉末を（ＣＩ）−
イオンを含む水道水による水圧加速式ショツトブラスト
処理に用いる場合に要求される耐食性の点から見た成分
範囲につき説明する。

水道水は数十ｐｐｍの（ＣＩ　）−イオンを含んでおり
、したがってこのような環境で耐食性を有することが必
要である。そこで（Ｃ１）−イオンが１１０００ｐｐの
ＮａＣ１水溶液中に試料を一週間浸漬してテストを行な
った結果、Ｃｒ　：　１８〜２４χを含む場合には、第
５図に斜線をつけて示すＣ：２％、Ｃ：４％以上の範囲
で、またＣｒ　：　１０〜１８χを含む場合には、第６
図に斜線をつけて示すＣ：　０．４５Ｘ以下、Ｓｉ：　
２０Ｅ以上の範囲で発錆せず、水道水中で十分耐食性を
有することが確認された。

したがって、本発明による水圧加速式ショット用金属粉
末は、Ｃｒ　：　１８〜２４χを含む場合には、第７図
に斜線をつけて示すＣ１％、Ｃ　：　２７％以下で、Ｃ
％＋０．３７Ｓｉχが３．７％以上の範囲でＣおよびＳ
ｉを含むことが必要であり、また、Ｃｒ　：　１０〜１
８χを含む場合には、第８図に斜線をつけて示すＣ：　
０．４５％、Ｃ　：　２０〜２７χの範囲でＣおよびＳ
ｉを含むことが必要である。

次に、本発明によるショット用金属粉末を製造する方法
につき説明する。

上記組成の溶融金属を溶製し、これを例えば、特願昭５
９−６０３８４号［片状金属チップとその製造方法及び
その製造装置」の明細書に記載されているように、第９
図に示す装置の溶融槽ｌ内に収容し、熱伝導率の高い銅
製の直径３００龍程度の回転ドラム２の外周に設けた椀
状の突起３の先端部を溶融金属４中に挿入し、発熱体５
によって溶融金属の温度を調整するとともにレベル調整
ブロック６を溶融金属４中に昇降させて溶融金属レベル
を調整し、回転ドラム２を２００〜３００ｒｐｎ＋程度
の回転数で回転して突起３の先端部に付着した溶融金属
を少なくとも部分的に凝固させ、突起から剥離させて例
えば、厚さが０．３ｎ程度の第１０図に示すよ゛うな椀
状金属チップ７を製造する。

このようにして製造した椀状金属チップ７を第１１図に
示す硬質性の高マンガン鋼製ディスクミルのベッセル８
内の打撃リング９と円柱ブロック１０との間に入れ、Ｉ
［１１を取付けた後、水平方向に振動させ、これにより
ベッセル８内でのリング９と円柱ブロック１０との衝突
による衝撃力によって椀状金属チップを粉砕し、２１０
　ミクロン目のふるいに通した後、６３〜８８ミクロン
目のふるいにかけそのふるい上に本発明によるショット
用金属粉末を得ることができる。

本発明による金属粉末は、上述した製造方法に限られる
ものではなく、他の適当な方法および装置を用いて金属
チップを製造し、また、回転式ボールミルその他の粉砕
装置により機械的に粉砕して粉末とすることができる。

（実施例１）ＳｔｌＳ４３０スクラップ材、Ｆｅ−５ｉ、　Ｆｅ−Ｃ
ｒ５カーボン粉をＣ＝１．１χ、Ｓｉ　＝９．５χ、Ｃ
ｒ　＝　１９Ｅ　、残余Ｆｅになるよう成分調整し、高
周波誘導炉によって、５００　ｋｇ溶製した。この溶融
金属を第１０図に示す装置を用いて直径１〜２Ｂ、厚み
０　、３　ｍｍの椀状金属チップとした。次に、この金
属チップ２０ｇを第１１図に示す、直径約１５０ｍｍの
ディスクミルにより３０秒間粉砕し、粉末を製造した。

、この粉末をふるい分けし、６３〜８８ミクロンふるい
目の間に残った金属粉末は第１３図の顕微鏡写真に示す
ように多角形状をしていた。又、この粉末を６３ミクロ
ン目のふるいにてふるい分けした際におけるふるい下の
発生率は３６χであった。同様の方法で製造した比較例
のＦｅ−５ｉ系シヨツト材（Ｆｅ４５！　Ｓｉ）の組成
の金属粉末の６３ミクロン目のふるいによるふるい下発
生率が８９χであることと比較して破砕性が低（、長寿
命であることがわかる。

また、この実施例による金属粉末の比重は測定により７
．１２であり、上記比較例の前記Ｆｅ　−Ｓｉ系ショツ
ト材の粉末より大きい。さらに〔ｃ１〕−イオン１１０
００ｐｐのＮａＣｌ水溶液１０ｃｃ中に１ｇ浸漬し、耐
食性を調べた結果、７週間たっても全く発錆しなかった
。

（実施例２）ＳＩＪＳ４３０スクラップ材、Ｆｅ−５ｉ、　Ｆｅ−Ｃ
ｒ、カーボン扮をＣ：Ｑ、４χ、Ｓｉ：２６χ、ｃｒ：
１５χ、残余Ｆｅになるよう成分調整を行い高周波誘導
炉で５００　ｋｇ溶解する。さらに実施例１と同様の方
法で直径１〜２＋＋ｍ、厚み０．３　ｍｍの金属チップ
を作成する。さらに実施例１と同様のディスクミルで上
記金属チップ２０ｇを３０秒間粉砕し、粉末を製造した
。この粉末をふるい分けし、６３〜８８ミクロンのふる
い目の間に残ったものの形状は第１４図の顕微鏡写真に
示すように多角形状をしている。　又、この粉末を６３
ミクロン目のふるいでふるい分けした際におけるふるい
下の発生率は８０％で同様の方法で作られたＦｅ　−４
５χＳｉの６３ミクロン以下の発生率８９χに比べて破
砕性が低く長寿命であることがわかる。またこの粉末の
比重は６．３３であり、前記Ｆｅ　−Ｓｉ系ショツト材
より大きい゛。さらにＮａＣ１水溶液（Ｃ１−イオン１
１０００ｐｐ　）１０ｃｃ中に１ｇ浸漬し耐食性を調べ
たところ１週間たっても全く発銹しなかった。

（発明の効果）本発明によるショット用金属粉末は、２１０　ミクロン
目のふるい下粒度で、多角形状を有し、これにより金属
表面にコーティングを施す場合の金属表面の脱スケール
、素地調整等の前処理に適しており、従来の鉱物系ショ
ツト材より寿命に優れ、又比重が大きいので研削効果に
優れ、また、従来のスチールショツト材より耐食性に優
れ、水圧加速方式のショット方式に使用可能であるとい
う利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はＣｒ　：　１０〜２４重量％を含むＦｅ　−Ｃ
ｒ系合金粉末が多角形状を有するためのＣおよびＳｔの
重量％範囲を示すグラフ、第２図はＣｒ　：　１０〜２４重量％を含むＦｅ　−Ｃ
ｒ系合金粉末の比重が６以上であるためのＣおよびＳｉ
の重量％範囲を示すグラフ、第３図はＣｒ：１０〜２４重Ｎχを含むＦｅ　−Ｃｒ系
合金粉末がＦｅ　−Ｓｉ系ショツト材（Ｆｅ　−４５χ
Ｓｉ）より長い寿命を有するためのＣおよびＳｉの重量
％範囲を示すグラフ、第４図は本発明によるショット用金属粉末のＣおよびＳ
ｉの重量％範囲を示すグラフ、第５図はＣｒ　：　１８
〜２４重量％を含むＦｅ　−Ｃｒ系合金粉末が水道水中
で耐食性を有するためのＣおよびＳｔの重量２範囲を示
すグラフ、第６図はＣｒ　：　１０〜１８重量％を含むＦｅ　−Ｃ
ｒ系合金粉末が水道水中で耐食性を有するためのＣおよ
びＳｉの重量％範囲を示すグラフ、第７図は本発明による水圧加速ショット方式に用い得る
Ｃｒ　：　１８〜２４重量％を含むショット用金属粉末
のＣおよびＳｉの重！ｔχ範囲を示すグラフ、第８図は
本発明による水圧加速ショット方式に用い得るＣｒ　：
　１０〜１８重量％を含むショット用金属粉末のＣおよ
びＳｉの重量％範囲を示すグラフ、第９図は本発明のシ
ョット用金属粉末を製造するに用いる装置の１例を示す
路線図、第１０図は第９図に示す装置により製造される金属チッ
プの斜視図、第１１図は金属チップを粉砕するに用いたディスクミル
の縦断面図、第１２図は本発明の組成範囲外のＦｅ　−Ｃｒ系金属粉
末の形状を示す顕微鏡写真、第１３図および第１４図は本発明の金属粉末の形状を示
す顕微鏡写真である。ｌ・・・溶融槽　　　　　　２・・・回転ドラム３・・
・突起　　　　　　　４・・・溶融金属５・・・発熱体
　　　　　　６・・・レベル調整プロ・ツク７・・・金
属チップ８・・・ディスクミルベッセル９・・・打撃リング　　　　１０・・・円柱ブロック１
１・・・蓋特許出願人　　日本冶金工業株式会社第２図Ｃ（ｗｔｌ）ｆ　　　　　　　　　２第４図第５図Ｃ（ｗ）２）第６図Ｃ（ｕｔｊ％〕第７図第８図Ｃ（ｗｊ％）第９図７０　　　　　　ｑ

Claims

【特許請求の範囲】１、重量で、Ｃｒ：１０〜２４％、Ｃ：２％以下、Ｓｉ
：２７％以下で、Ｃ％＋０．３７Ｓｉ％を３．７％以上
含み、残余Ｆｅおよび不可避的不純物よりなる組成を有
する多角形状の機械的粉砕粉末で、２１０ミクロン目のふるい下粒度を有し、比重が６以上
であることを特徴とするショット用金属粉末。２、重量で、Ｃｒ：１８〜２４％、Ｃ：２％以下、Ｓｉ
：２７％以下で、Ｃ％＋０．３７Ｓｉ％を３．７％以上
含み、残余Ｆｅおよび不可避的不純物よりなる組成を有
し、水道水に対する耐食性に優れていることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項に記載のショット用金属粉末。３、重量で、Ｃｒ：１０〜１８％、Ｃ：０．４５％以下
、Ｓｉ：２０〜２７％を含み、残余Ｆｅおよび不可避的
不純物よりなる組成を有し、水道水に対する耐食性に優
れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
のショット用金属粉末。