WO2005047567A1 - 固体プレーティング材の製造方法及びその固体プレーティング材 - Google Patents

固体プレーティング材の製造方法及びその固体プレーティング材 Download PDF

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Wataru Hisada
Kenji Tamaki
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Sintobrator, Ltd.
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    • H01B1/20Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H01B1/22Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising metals or alloys

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a solid plating material and a solid plating material.
  • the present invention provides a blasting device for a fuel cell separator which is used for various purposes such as for automobiles, stationary applications, and mopile applications.
  • the present invention relates to a method for producing a solid plating material used for forming a film having excellent conductivity by a method, and to the solid plating material.
  • the present inventors have solved patent problems relating to a blast method capable of forming a film instead of a plating method and a melting method by solving the above problems, and a solid plating material for use in the blast method. 1, 2, and 3 are disclosed prior to the present application.
  • Patent Document 1 discloses that conductive particles (hereinafter referred to as “core particles”) have a particle diameter of 30 to 300 ⁇ m, a hardness of SHv400 to 2000, and a core particle (hereinafter referred to as a “core particle”) having a strong force such as a cemented carbide material. It relates to a solid plating material obtained by plating a metal powder made of any of gold, silver, copper, nickel, etc. (hereinafter referred to as “plating powder”), which is superior in low electric resistance, by plating. It is specified that expensive gold or silver is used as plating powder having excellent conductivity.
  • Patent Document 2 discloses that a fuel cell separator is electrically conductive by a blast method using a dry air flow, an impeller, a high-pressure water flow, a negative gas flow, or the like using the solid plating material of Patent Document 1. It discloses a method for forming a film having excellent properties (low electric resistance).
  • Patent Document 3 discloses that a coating liquid prepared by using an organic binder as a solute is sprayed onto the surface of a core particle having a particle diameter of 2 mm or less and made of a steel, a non-ferrous metal, a non-ferrous alloy, or a non-metal. After fogging to form a coat layer, the particle size is 0.5mm or less, and the material is any of inorganic powders such as zinc, copper (base metal), gold, silver (noble metal), oxidized (non-metallic), etc.
  • Is used as a powder for plating and a suspension prepared by mixing the powder for plating with a coating solution is sprayed on the surface of the coating layer, and the powder for plating is plated on the surface of the coating layer.
  • a method for producing a solid plating material and a solid plating material produced by the method are disclosed.
  • Patent Document 1 JP 2001-089870 A
  • Patent Document 2 Japanese Patent No. 3468739 (US Patent 6726953)
  • Patent Document 3 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-160884
  • Patent Documents 1 and 3 that disclose a method of manufacturing a solid plating material in which a film for improving conductivity is formed by a blast method have the following problems. was there.
  • Patent Document 1 is a plating method, and the plating method has a problem that the equipment becomes large and the equipment cost increases.
  • the method of Patent Document 3 avoids the plating method of Patent Document 1 and solves the problem, the method of Patent Document 3 aims at forming a film having excellent conductivity by the method of Patent Document 3.
  • a body plating material is manufactured and a film is formed by a blast method, a plating powder and an organic binder coexist in the coating layer of the solid plating material.
  • the organic binder is also plated along with the powder for starting. This organic binder enhances the bonding strength of the plating powder to the coating layer and imparts durability to withstand repeated use.However, since it is a non-conductive substance, it is used for coating the plated coating. They tend to increase electrical resistance such as sheet resistance and contact resistance.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and to provide a method for manufacturing a solid plating material having a coat layer having both excellent conductivity and durability, and to provide the solid plating material. It was done.
  • a suspension is prepared by mixing a conductive plating powder and a binding metal powder in a coating solution containing an organic binder. Then, the suspension is sprayed on the core particles while stirring the core particles by centrifugal flow, and the plating powder and the binding metal powder are fixed to the surface of the core particles by an organic binder. After forming the coated layer, the core particles are heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the metal powder for binding to remove the organic binder, and the powder for printing is melted on the surface of the core particles by the melting of the metal powder for binding. This is characterized in that a welding layer fixed by the above is formed.
  • the plating powder be a conductive ceramic powder having an average particle diameter of 20 ⁇ m or less, and the melting point of the bonding metal powder is lower than that of the core particles. It is more desirable to use a powder of 20 ⁇ m or less.
  • the heating of the core particles performed after the formation of the coat layer may be performed by melting the melting point of the bonding metal powder ⁇ 3.
  • a solid plating material according to the present invention is characterized by being manufactured by the method as described above.
  • a coating layer in which a plating powder and a binding metal powder are fixed to the surface of a core particle with an organic binder in a coating solution is formed.
  • the organic binder is thermally decomposed and removed, and the surface of the core particles is plated on the surface of the core particles by melting the binding metal powder.
  • the powder is firmly fixed, and a welded layer having excellent durability can be formed.
  • the plating powder is a conductive metal powder, a solid plating material that can form a film having excellent conductivity without being oxidized can be manufactured.
  • a suspension is prepared by mixing a plating powder and a binding metal powder with a coating solution containing an organic binder beforehand.
  • the suspension is sprayed while heating the core particles, which are agitated by centrifugal flow, to a predetermined temperature, so that the plating powder and the binding metal powder are bonded to the surface of the core particles by an organic system.
  • a coating layer fixed by the agent is formed.
  • the core particles are heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the binding metal powder to thermally decompose and remove the organic binder and to melt the binding metal powder. Let it. By melting the bonding metal powder, the plating powder can be further firmly fixed to the coat layer.
  • the coating liquid in the method for producing a solid plating material water or water may be used.
  • a mixture obtained by adding a vinyl-based or acrylic acid-based organic binder to a mixture with an alcohol can be used.
  • concentration of the organic binder it can be used as long as it can be sprayed uniformly, but in general, the higher the concentration of the organic binder, the higher the viscosity and the more difficult it is to spray uniformly. Therefore, it is desirable to keep the concentration at about 4% or less.
  • PVA polyvinyl alcohol
  • PVP polyvinylpyrrolidone
  • methacrylic acid copolymer and the like.
  • non-oxide conductive ceramic powders such as TiN, TiC, VC, NbC, and MoSi2 can be used. It is more desirable that the average particle size of the plating powder is 20 ⁇ m or less.
  • the binding metal powder In addition to gold and silver, inexpensive powders of copper, tin, and the like can be used as the binding metal powder, and the melting point of the binding metal powder must be lower than that of the core particles. It is more preferable that the average particle size is 20 m or less.
  • the reason why the average particle size of the plating powder and the binding metal powder is preferably 20 ⁇ m or less is more than 20 ⁇ m. This is because it becomes difficult to distribute them uniformly.
  • the core particles carbide particles, steel particles such as high-speed steel and carbon steel, nonferrous metal particles such as copper, or nonmetallic inorganic particles such as glass beads and alumina may be used. Can be. It is more preferable that the average particle size of the core particles is 2 mm or less. Here, the reason why the average particle size of the core particles is preferably 2 mm or less is more desirable.If the average particle size exceeds 2 mm, the surface of the blasted workpiece becomes rough and the deformation increases. It is.
  • the spray flow rate of the suspension onto the core particles is more preferably 0.5 to 2 gZmin. 0.5 If the amount is less than gZmin, it takes too much time to coat, and if it exceeds 2 gZmin, the solute adhesion unevenness of the coat layer tends to occur.
  • the final heat treatment of the core particles performed after the formation of the coat layer is performed by: a melting point of the binding metal powder ⁇ 350 ° C or a melting point of the binding metal powder ⁇ a starting temperature of the plating powder -50 ° C
  • a melting point of the binding metal powder ⁇ 350 ° C or a melting point of the binding metal powder ⁇ a starting temperature of the plating powder -50 ° C
  • an oxidizing atmosphere such as air causes the conductive ceramic powder used for the plating powder to oxidize and increase the electrical resistance. Care must be taken because a film with reduced conductivity may be formed on the surface of the article to be treated.
  • the melting point of the bonding metal powder is 350 ° C. or the melting point of the bonding metal powder is 50 ° C.
  • the heating may be performed in an air atmosphere.
  • the mass% of the plating powder with respect to the mass of the core particles is finally 5 mass% or less, and the metal powder for bonding with respect to the mass of the core particles. Is desirably adjusted so that the mass% of the final amount becomes 3% or less.
  • the mass% of the plating powder is more than 5% and the mass% of the binding metal powder is more than 3%, the amounts of the conductive plating powder and the binding metal powder in the suspension are large. This is also a force that makes the suspension uneven and makes it difficult to achieve uniform spraying.
  • Titanium nitride addition (mass%) 4.4 4.4 5.6 5.6 Copper powder addition (mass./.) 1.9 1.9 0 0
  • Example 1 the concentration of titanium nitride powder having an average particle diameter of 7 ⁇ m in a 320 g PVA solution having a concentration of 3% in advance was finally 4.4% by mass with respect to the mass of 1.6 kg of core particles. 70 g, and further add 30 g of copper powder, which is a binding metal powder (binder) having an average particle size of 10 m, so that the final concentration is 1.9% by mass based on the mass of the core particles.
  • a suspension is prepared by mixing, and 1.6 kg of core particles having an average particle size of 100 m and a material of ultra-hard particles are put into the coating machine, and the temperature of the core particles reaches 59 ° C.
  • the suspension was sprayed from a nozzle with a diameter of ⁇ . 7 mm at a jet pressure of 0.15 MPa and a spray rate of 1.7 g / min while centrifugally flowing at 130 min- 1 while heating as described above.
  • a coat layer was formed on which was fixed the titanium nitride powder and the copper powder.
  • the core particles were housed in a furnace in which the atmosphere was nitrogen gas, and the furnace temperature was set to 1100 ° C and heated for lh. As a result, PVA was completely removed and the surface of the core particles was melted by melting the copper powder. A solid plating material having a non-oxidized coat layer to which the titanium nitride powder was uniformly fixed was able to be manufactured.
  • the atmosphere in the furnace was set to nitrogen gas and the calorie heat temperature was set to 1100 ° C. (heating time: lh) because the plating powder (titanium nitride) was used.
  • the relationship that the oxidizing temperature is 550 to 560 ° C. and the melting point of the binding metal powder (copper) is 1083 ° C. is also determined by the conditions according to claim 8.
  • Example 2 800 g of the solid plating material produced in Example 1 was put into an air blasting apparatus, and a plating film having a material of SUS316, a diameter of 30 mm, and a thickness of 4 mm was formed.
  • the test piece was fixed in the apparatus, the distance between the test piece and the nozzle was set to 100 mm, the nozzle angle was set to 90 ° with respect to the surface of the test piece, and the entire surface of the test piece was sprayed at 0.3 MPa for 18 seconds. Injected toward.
  • an unoxidized titanium nitride film could be formed on the surface of the test piece.
  • the contact resistance between stainless steel and carbon before forming the plating film according to the present invention was 500-600 m ⁇ ⁇ cm 2 .
  • Example 1 the solid plating material manufactured in Example 1 was repeatedly blasted using an air blasting machine with a plate of SS400 material as a target, and a peeling durability test of the coat layer was performed. The blast could be used up to 80% before the 50% peeled off, indicating good durability.
  • Example 2 a solid plating material was manufactured under the same conditions as in Example 1 except that the core particle heating temperature during spraying of the suspension was 79 ° C.
  • the test results of the contact resistance between the plating film of the test piece and the carbon showed almost the same values in Example 2 as in Example 1, indicating that excellent contact resistance was obtained. It was confirmed that it had it.
  • the number of blasts that can be used until 50% of the entire coating layer in Example 2 can be peeled is less than 80 times in Example 1, but it can be used 50 times. It was confirmed that it had excellent peeling durability.
  • the methods for measuring the contact resistance value and the peeling durability test performed here are the same as those in the examples.
  • Comparative Examples 1 and 2 will be described.
  • the core particle heating temperature at the time of spraying the suspension was close to that of Example 2, and the temperature (80 ° C) was set, and a solid plating material was produced by using no metal powder for bonding! Things.
  • the core particle heating temperature during spraying was set to the same temperature (59 ° C.) as in Example 1, and a solid printing material was produced without using the binding metal powder.
  • Table 1 also shows the contact resistance value with carbon showing conductivity in Comparative Examples 1 and 2, and the results of the peeling durability test of the welded layer. The methods of contact resistance measurement and peeling durability test performed here were the same as in Examples 1 and 2. One.
  • Comparative Examples 1 and 2 are significantly inferior to Examples 1 and 2.
  • the reason for this is that in Comparative Examples 1 and 2, the adhesion state of the plating film was brittle due to the absence of the addition of the bonding metal powder, and thus the evaluation results of the peeling durability test were judged to be good. Can be.
  • Table 2 shows and describes Example 3 according to the present invention in which titanium nitride was used as the plating powder and tin was used as the bonding metal powder.
  • Example 3 the concentration of titanium nitride powder having an average particle diameter of 7 ⁇ m in a PVA solution having a concentration of 3% and 320 g was previously 4.2% by mass with respect to the mass of 1.6 kg of core particles. And a tin powder as a binding metal powder (binder) having an average particle size of 10 ⁇ m.
  • a suspension is prepared by mixing 29 g to a final mass of 1.8% by mass with respect to the mass of the particles, and core particles with an average particle size of 100 ⁇ m and made of ultra-hard particles are applied to a coating machine. 1.6 kg is charged, and while the core particles are heated so that the temperature of the core particles becomes 64 ° C.
  • the suspension is sprayed from a 0.7 mm diameter nozzle with a jet pressure of 0.7 mm.
  • a coat layer was formed on the surface of the core particles, in which titanium nitride powder and tin powder were fixed.
  • the core particles were housed in a furnace in which the atmosphere was the atmosphere, and the furnace temperature was set to 250 ° C and heating was performed for 2 hours. As a result, PVA was completely removed, and the surface of the core particles was nitrided by melting the tin powder. It was possible to produce a solid plating material having a titanium oxide powder uniformly fixed and having a coating layer which was not acidified.
  • the atmosphere in the furnace was set to the atmosphere, and the heating temperature was set to 250 ° C. (heating time: 2 hours) because the plating powder (titanium nitride) was used. It is determined in accordance with the condition as set forth in claim 8 from the relationship that the starting temperature of the oxidation is 550-560 ° C and the melting point of the metal powder for bonding (tin) is 232 ° C.
  • Example 3 800 g of the solid plating material manufactured in Example 3 was put into an air blasting apparatus, and a test piece for forming a plating film, a distance between the test piece and the nozzle, a nozzle angle, a jet pressure, and the like.
  • the injection time was set to the same conditions as in Example 1 above, and as a result of spraying the solid plating material over the entire surface of the test piece, titanium nitride particles were uniformly fixed on the surface of the test piece and oxidized. As a result, a plating film could be formed.
  • Example 3 the solid plating material produced in Example 3 was repeatedly blasted using an air blasting device with a plate of SS400 material as a target, and subjected to a peeling durability test of the coat layer. Excellent durability was obtained, in which the number of usable blasts until the% was peeled was 65 times.
  • Table 4 shows Example 4 of the present invention in which vanadium carbide was used as the plating powder and copper was used as the bonding metal powder.
  • Example 4 vanadium carbide powder having an average particle size of 1.8 ⁇ m was previously added to a PVA solution having a concentration of 3% of 320 g in a concentration of 1.8 g to be 4.4 mass% with respect to the mass of 1.6 kg of the core particles.
  • a liquid is prepared, and 1.6 kg of core particles having an average particle size of 100 ⁇ m and a material of super hard particles are put into the coating machine and heated so that the temperature of the core particles becomes 64 ° C.
  • the suspension was centrifuged at 130 min- 1 , the suspension was sprayed from a 0.7 mm diameter nozzle at a spray pressure of 0.15 MPa and a spray amount of 1.7 gZmin. A coat layer on which the copper powder was uniformly fixed was formed.
  • the core particles were housed in a furnace in which the atmosphere was nitrogen gas, and the furnace temperature was set to 1100 ° C and heated for lh. As a result, PVA was completely removed and the surface of the core particles was melted by melting the copper powder.
  • the vanadium carbide powder was fixed uniformly, and a solid plating material having a non-oxidized coat layer could be manufactured.
  • the furnace atmosphere was set to nitrogen gas and the heating temperature was set to 1100 ° C. (heating time: lh) because the plating powder (vanadium carbide) was used. And the melting point of the metal powder for bonding (copper) is 1083 ° C. This is determined according to the conditions described in claim 8.
  • Example 4 800 g of the solid plating material produced in Example 4 was put into an air blast device, and a test piece for forming a plating film, a distance between the test piece and the nozzle, a nozzle angle, a jet pressure and The injection time was set to the same conditions as in Example 1 above, and as a result of injecting the solid plating material toward the entire surface of the test piece, vanadium carbide particles were uniformly fixed and oxidized on the surface of the test piece. No plating film could be formed.
  • Example 4 the solid plating material produced in Example 4 was repeatedly blasted using an air blasting machine with a plate of SS400 material as a target, and a peeling durability test of the coating layer of the solid plating material was performed. As a result, good durability was obtained in which the number of usable blasts until 50% of the entire coating layer was peeled was 92 times.
  • Table 5 shows Example 5 according to the present invention in which vanadium carbide was used as the plating powder and tin was used as the bonding metal powder.
  • Example 5 a vanadium carbide powder having an average particle size of 1.8 ⁇ m was added to a PVA solution having a concentration of 3% and 320 g in advance with a final mass of 4.2 mass 0 / To be 0 67 g, and 29 g of tin powder, which is a binding metal powder (binder) having an average particle size of 10 m, is finally mixed at 1.8 mass% with respect to the mass of the core particles to form a suspension.
  • tin powder which is a binding metal powder (binder) having an average particle size of 10 m
  • the suspension was centrifugally flowed at _1 , and the suspension was sprayed from a nozzle with a diameter of ⁇ .7 mm at a spray pressure of 0.15 MPa and a spray amount of 1.7 gZmin.As a result, vanadium carbide powder and tin A coat layer to which the powder was fixed uniformly was formed.
  • the core particles were housed in a furnace where the atmosphere was the atmosphere, and the furnace temperature was set to 250 ° C and heating was performed for 3 hours. As a result, PVA was completely removed, and the tin powder was melted so that the surface of the core particles became charcoal. It was possible to produce a solid printing material having a coating layer on which vanadium oxide powder was uniformly adhered and which had not been oxidized.
  • the atmosphere in the furnace was set to the atmosphere, and the heating temperature was set to 250 ° C. (heating time: 3 hours) because of the plating powder (vanadium carbide).
  • the relationship between the starting temperature of oxidizing and the melting point of the binding metal powder (tin) being 40-450 ° C. and 232 ° C. was also determined according to the conditions described in claim 8.
  • Example 5 800 g of the solid plating material produced in Example 5 was put into an air blast device, and a test piece for forming a plating film, the distance between the test piece and the nozzle, the nozzle angle, the injection pressure, and the like were measured.
  • the injection time was set to the same conditions as in Example 1 above, and as a result of injecting the solid plating material over the entire surface of the test piece, the vanadium carbide particles were uniformly fixed on the surface of the test piece and were not oxidized. A plating film could be formed.
  • Example 5 the solid plating material produced in Example 5 was repeatedly blasted using an air blast device with a plate of SS400 material as a target, and a peeling durability test of the coating layer of the solid plating material was performed. As a result, it was possible to obtain a good durability, in which the number of usable blast times until 50% of the entire coating layer was peeled was 68 times.

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Abstract

 本発明は、導電性と耐久性に優れたコート層を有する固体プレーティング材の製造方法、及びその固体プレーティング材を提供するものである。  有機系結合剤を含有するコート液に、導電性を有するプレーティング用粉末と結合用金属粉末とを混合して懸濁液を作製し、該懸濁液を遠心流動されているコア粒子に噴霧して、コア粒子の表面にプレーティング用粉末と結合用金属粉末とが有機系結合剤により固着されたコート層を形成する。その後、コア粒子を結合用金属粉末の融点以上に加熱して、有機系結合剤を熱分解によって除去するとともに、結合用金属粉末を溶融させて、コア粒子の表面にプレーティング用粉末を強固に固着した溶着層を形成することができ、プレーティング用粉末に導電性に優れた材質の粉末を用いれば、導電性と耐久性に優れたコート層を有する固体プレーティング材を製造することができる。

Description

明 細 書
固体プレーティング材の製造方法及びその固体プレーティング材 発明の技術分野
[0001] 本発明は、例えば近年需要が増大傾向にあり今後もさらに需要拡大が予想される 自動車用、定置用、モパイル用などに多様ィ匕される燃料電池のセパレーター等の表 面に、ブラスト法によって導電性に優れた被膜形成に使用する固体プレーティング材 の製造方法、及びその固体プレーティング材に関するものである。
背景技術
[0002] 被処理品の表面を改質する被膜を形成する方法としては、電気、溶融、拡散、蒸着 などによるメツキ法や、被膜形成する金属粉末を溶融状態に加熱してから吹き付けて 形成する溶融法、などがあるが、これらの方法はその設備が大掛力りになって設備費 に費用がかかり、また、形成する被膜が酸ィ匕物などの非金属の場合には前記のメッ キ法が使用できないなどの問題があった。
[0003] 本発明者らは、係る問題点を解決してメツキ法、溶融法に替わり被膜形成をするこ とができるブラスト法、およびそのブラスト法に用いるための固体プレーティング材に 関する特許文献 1、 2、 3、を本出願より先に開示している。
[0004] 特許文献 1は、粒子径が 30— 300 μ m、硬さ力 SHv400— 2000、材質が超硬合金 など力もなる核の粒子 (以下「コア粒子」という)の表面に、導電性 (低電気抵抗)に優 れている金、銀、銅、ニッケル等のいずれかよりなる金属粉末 (以下「プレーティング 用粉末」という)をメツキ法によりプレーティングした固体プレーティング材に関するも ので、最も導電性に優れたプレーティング用粉末として、高価な金や銀であることが 明示されている。
[0005] 特許文献 2は、前記特許文献 1の固体プレーティング材を用いた乾燥空気流、羽根 車 (インペラ一)、高圧水流、負活性ガス流等によるブラスト法によって、燃料電池セ パレーターに導電性 (低電気抵抗)が優れた被膜を形成する方法を開示している。
[0006] 特許文献 3は、粒子径が 2mm以下で、材質が鉄鋼、非鉄金属、非鉄合金、非金属 のいずれかのコア粒子の表面に、有機系結合材を溶質として調製したコート液を噴 霧してコート層を形成した後、粒子径が 0. 5mm以下、材質が亜鉛、銅 (卑金属)、金 、銀 (貴金属)、酸ィ匕物 (非金属)等のいずれかの無機系粉末をプレーティング用粉 末とし、該プレーティング用粉末とコート液とを混合して調製した懸濁液を、前記コー ト層の表面に噴霧してプレーティング用粉末をコート層の表面にプレーティングした 固体プレーティング材の製造方法とその方法で製造された固体プレーティング材を 開示している。
特許文献 1:特開 2001-089870号公報
特許文献 2:特許 3468739号公報(米国特許 6726953)
特許文献 3:特開 2003—160884号公報
発明の開示
[0007] ブラスト法により導電性を向上させる被膜を形成するようにした固体プレーティング 材の製造方法を開示した前記特許文献 1、および特許文献 3の方法には以下に説 明するような問題点があった。
[0008] 即ち、特許文献 1の方法は、メツキ法であって、該メツキ法はその設備が大掛かりに なって設備費に費用が掛カる問題があった。
[0009] また、特許文献 3の方法は、前記特許文献 1のメツキ法を回避してその問題点は解 決するものの、この特許文献 3の方法により導電性に優れた被膜形成を目的とした固 体プレーティング材を製造してブラスト法によって被膜形成をした場合に、その固体 プレーティング材のコート層にプレーティング用粉末と有機系結合剤が共存するので 、その被処理品の表面にはプレーティング用粉末と共に有機系結合剤もプレーティ ングされることとなる。この有機系結合剤は、コート層へのプレーティング用粉末の固 着強度を高めて繰り返し使用に耐える耐久性を付与するものであるが、非導電性物 質であるのでプレーティングされた被膜の面抵抗や接触抵抗などの電気抵抗を高く するちのでちある。
[0010] 前記のように、特許文献 3の方法で製造された導電性に優れた被膜形成を目的とし た固体プレーティング材の場合、コート層にプレーティング用粉末と共存する有機系 結合剤の含有量の多少が影響して、固体プレーティング材の性能として要求される 繰り返し使用に耐える高!、耐久性 (プレーティング用粉末の固着強度)と導電性が相 反する関係にあって、優れた耐久性と導電性を兼ね備えたコート層を形成した固体 プレーティング材を製造することは困難である。
[0011] 本発明は、かかる問題点を解決して、優れた導電性と耐久性を兼ね備えたコート層 が形成された固体プレーティング材の製造方法、及びその固体プレーティング材を 提供するためになされたものである。
[0012] 本発明に係る固体プレーティング材の製造方法は、有機系結合剤を含有するコー ト液に導電性を有するプレーティング用粉末と結合用金属粉末とを混合して懸濁液 を作製し、核となるコア粒子を遠心流動により攪拌しながらこのコア粒子に前記懸濁 液を噴霧して、コア粒子の表面にプレーティング用粉末と結合用金属粉末とが有機 系結合剤によって固着されたコート層を形成した後に、該コア粒子を結合用金属粉 末の融点以上に加熱して有機系結合剤を除去するとともに、コア粒子の表面にプレ 一ティング用粉末が結合用金属粉末の溶融によって固着された溶着層を形成するこ とを特徴とするものである。
[0013] 上記した発明において、コア粒子を 30— 70°Cに加熱しながら懸濁液を噴霧するこ とにより、更に優れた導電性と耐久性を有するコート層が形成された固体プレーティ ング材が得られる。
[0014] また、懸濁液の噴霧流量として 0. 5— 2gZminの供給量にてコア粒子に噴霧する ことがより望ましい。
[0015] コート液として、水または水とアルコールとの混合液を使用し、これに添加する有機 系結合剤の含有量は 4質量%以下とすることがより望ましい。
[0016] プレーティング用粉末は平均粒径が 20 μ m以下の導電性セラミックス粉末とするこ とがより望ましぐ結合用金属粉末をコア粒子より融点が低くなるようにして、平均粒径 を 20 μ m以下の粉末とすることがより望まし 、。
[0017] コア粒子は、平均粒径が 2mm以下のものを使用することがより望ましぐ超硬合金
、鉄鋼、非鉄金属、非金属無機物力 なる粒子を使用することができる。
[0018] また、コート層を形成した後に行うコア粒子の加熱は、結合用金属粉末の融点≥ 3
50°C、または結合用金属粉末の融点≥プレーティング用粉末の酸ィ匕開始温度- 50
°Cの場合は無酸化雰囲気で行い、結合用金属粉末の融点 < 350°Cまたは結合用 金属粉末の融点 <プレーティング用粉末の酸ィ匕開始温度 50°Cの場合は大気雰囲 気で行うことが望ましい。
[0019] さらに、コア粒子に対するプレーティング用粉末の量を 5質量%以下とし、かつ、コ ァ粒子に対する結合用金属粉末の量を 3質量%以下として固体プレーティング材を 製造することが望ましい。
[0020] 本発明に係る固体プレーティング材は、上記したような方法により製造されたことを 特徴とするものである。
[0021] 本発明の固体プレーティング材の製造方法は、コア粒子の表面にプレーティング用 粉末と結合用金属粉末とをコート液中の有機系結合剤によって固着したコート層を 形成し、更にコア粒子の最終の熱処理として結合用金属粉末の融点以上に加熱す ることによって、前記有機系結合剤を熱分解させて除去すると共に、結合用金属粉 末の溶融によりコア粒子の表面にプレーティング用粉末が強固に固着され、耐久性 に優れた溶着層を形成することができる。プレーティング用粉末を導電性の金属粉 末とした場合に、酸化しない導電性に優れた被膜を形成することができる固体プレー ティング材を製造することができる。
発明を実施するための最良の形態
[0022] 以下に本発明の好ましい実施形態について説明する。
[0023] 本発明の固体プレーティング材を製造するには、前もって、有機系結合剤を含有 するコート液にプレーティング用粉末と結合用金属粉末とを混合して懸濁液を作製 する。
[0024] 次いで、遠心流動により攪拌されているコア粒子を所定温度に加熱しながら前記懸 濁液を噴霧して、コア粒子の表面にプレーティング用粉末と結合用金属粉末とが有 機系結合剤により固着されたコート層を形成する。
[0025] コア粒子の表面にコート層を形成した後、このコア粒子を結合用金属粉末の融点 以上に加熱して、有機系結合剤を熱分解して除去するとともに、結合用金属粉末を 溶融させる。この結合用金属粉末の溶融によって、前記コート層にプレーティング用 粉末を更に強固に固着形成することができる。
[0026] 上記の固体プレーティング材の製造方法におけるコート液としては、水または水と アルコールとの混合液に、ビニル系、アクリル酸系の有機系結合剤を添カ卩したものを 使用することができる。有機系結合剤の濃度として、均一なスプレー噴霧ができる範 囲であれば使用することができるが、一般的には有機系結合剤の濃度が高くなると 粘度が増加し、均一なスプレー噴霧が困難になるので濃度を 4%程度以下に押さえ ることが望ましい。
[0027] 有機系結合剤としては、 PVA (ポリビュルアルコール)、変性 PVA、 PVP (ポリビ- ルピロリドン)、メタアクリル酸コポリマーなどを使用することができる。
[0028] プレーティング用粉末には、 TiN, TiC, VC, NbC, MoSi2などの非酸化物系の 導電性セラミックス粉末を用いることができる。また、プレーティング用粉末の平均粒 径としては 20 μ m以下のものがより望まし 、。
[0029] 結合用金属粉末には、金、銀以外に安価な銅、錫、などの粉末を用いることができ 、結合用金属粉末の融点はコア粒子より低いものでなければならない。また、その平 均粒径は 20 m以下のものがより望ましい。
[0030] ここで、プレーティング用粉末、結合用金属粉末の平均粒径として 20 μ m以下のも のがより望ましい理由は、 20 mを超えるとノズルから噴霧する際に、コア粒子の表 面に均一に分布させることが難しくなつてくるからである。
[0031] また、コア粒子としては、超硬粒子、または高速度鋼、炭素鋼などの鉄鋼粒子、また は銅などの非鉄金属粒子、またはガラスビーズ、アルミナなどの非金属無機物粒子 などを用いることができる。コア粒子の平均粒径としては φ 2mm以下のものがより望 ましい。ここで、コア粒子の平均粒径としては φ 2mm以下のものがより望ましい理由 は、 φ 2mmを超えると、ブラスティングされた被処理品の表面の粗さが粗くなり、その 変形も大きくなる力 である。
[0032] 懸濁液をノズル力 噴霧する際に、コア粒子を遠心流動によって攪拌すると共に、 コァ粒子を 30— 70°Cの温度に加熱するのがより望まし 、。 30°C未満ではコ一ト液中 の水などの溶媒が蒸発しに《乾燥に時間を要する一方、 70°Cより高くなると溶媒の 蒸発は速くなるが、コート層の溶質であるプレーティング粉末と結合用金属粉末、及 びコート液中の有機系結合剤の付着ムラが生じやすくなるからである。
[0033] コア粒子への懸濁液の噴霧流量は、 0. 5— 2gZminとするのがより望ましい。 0. 5 gZmin未満ではコートするのに時間を要し過ぎるし、 2gZminを超えるとコート層の 前記溶質の付着ムラが生じやすくなるからである。
[0034] コート層を形成後に行うコア粒子の最終の加熱処理は、結合用金属粉末の融点≥ 350°Cまたは結合用金属粉末の融点≥プレーティング用粉末の酸ィ匕開始温度- 50 °Cの場合は窒素ガス、アルゴンガスなどを用いて無酸ィ匕雰囲気で加熱することが望 ましい。このような条件下で導電性被膜を形成する場合に、大気中などの酸化雰囲 気中で加熱すると、プレーティング用粉末に用いる導電性セラミックス粉末が酸化し て電気抵抗値が大きくなつた状態で固着形成され、被処理品の表面に導電性が低 下した被膜が形成されることがあり特に注意を要する。結合用金属粉末の融点く 35 0°Cまたは結合用金属粉末の融点くプレーティング用粉末の酸ィ匕開始温度 50°C の場合には、大気雰囲気で加熱してもよい。
[0035] 以上のような固体プレーティング材の製造方法において、コア粒子質量に対するプ レーティング用粉末の質量%が最終的に 5質量%以下となるようにし、かつコア粒子質 量に対する結合用金属粉末の質量 %が最終的に 3%以下となるように調整することが 望ましい。
[0036] プレーティング用粉末の質量 %を5%超、結合用金属粉末の質量 %を3%超とすると 、懸濁液中の導電性プレーティング用粉末および結合用金属粉末の量が多量となつ て、懸濁液にむらが生じ均一なスプレー噴霧ができにくくなる力もである。
[0037] 実施例 1、 2
以下に、プレーティング用粉末に窒化チタン、結合用金属粉末に銅を採用した本 発明に係る実施例 1、 2と比較例 1、 2を表 1に示して説明する。
[表 1] 項 目 実施例 1 実施例 2 比較例 1 比較例 2 コア粒子 超硬粒子 超硬粒子 超硬粒子 超硬粒子 有機系結合剤添加量 (質量%) 3 3 3 3
窒化チタン添加量 (質量%) 4.4 4.4 5.6 5.6 銅粉末添加量 (質量。/。) 1.9 1.9 0 0
懸濁液噴霧時コア粒子 59 79 80 59
加熱温度 (°c)
炉内雰囲気 窒素ガス
炉内雰囲気の加熱温度 (°c) 1, 100 1,100 1, 100 1, 100 プラスト使用回数 80 50 28 32
接触抵抗 (m Q - cm 2) 3.8 3.9 4.3 4.0 溶着層の剥離耐久試験評価 優 良 劣る 劣る
[0038] 実施例 1は、前もって濃度 3%、 320gの PVA溶液に平均粒径 7 μ mの窒化チタン 粉末を 1. 6Kgのコア粒子の質量に対して最終的に 4. 4質量%となるように 70gを混 合し、更に平均粒径 10 mの結合用金属粉末 (バインダー)である銅粉末を前記コ ァ粒子の質量に対して最終的に 1. 9質量%となるように 30gを混合して懸濁液を調 製しておき、平均粒径 100 m、材質が超硬粒子であるコア粒子をコーティングマシ ンに 1. 6kg投入して、コア粒子の温度が 59°Cになるように加熱しながら 130min— 1に て遠心流動させつつ、前記懸濁液を口径 φ θ. 7mmのノズルから噴射圧 0. 15MPa 、噴霧量 1. 7g/minとして噴霧した結果、コア粒子の表面には窒化チタン粉末と銅 粉末が固着されたコート層が形成された。
[0039] このコア粒子を雰囲気が窒素ガスである炉内に収容し、炉内温度を 1100°Cに設定 し lh加熱した結果、 PVAは完全に除去され銅粉末の溶融によってコア粒子の表面 に窒化チタン粉末が均一に固着された、酸化されていないコート層を有する固体プ レーティング材を製造することができた。
[0040] ここで、前記コア粒子の最終の熱処理の条件として、炉内雰囲気を窒素ガスとしカロ 熱温度を 1100°C (加熱時間: lh)としたのは、プレーティング用粉末(窒化チタン)の 酸ィ匕開始温度が 550— 560°Cであり、結合用金属粉末 (銅)の融点が 1083°Cである という関係力も請求項 8に記載の条件により決定したものである。
[0041] 次に、上記実施例 1で製造された固体プレーティング材 800gをエアーブラスト装置 に投入し、材質を SUS316、径 φ 30mm、厚さ 4mmのプレーティング被膜を形成す る試験片を装置内に固定し、該試験片とノズルの距離を 100mm、ノズル角度を試験 片の表面に対して 90° に設定し、噴射圧力 0. 3MPaにて 18秒間、試験片の全面 に向けて噴射した。
[0042] その結果、試験片の表面に酸化されていない窒化チタン被膜を形成することができ た。
[0043] この試験片の表面とカーボンとの接触抵抗を測定したところ、 3. 8mQ 'cm2と極め て小さい抵抗値を有することが確認できた。なお、本発明に係るプレーティング被膜 を形成させる前のステンレスとカーボンの接触抵抗値は 500— 600m Ω · cm2であつ た。
[0044] さらに、実施例 1で製造された固体プレーティング材をエアーブラスト装置を使用し SS400材の板をターゲットとして繰り返しブラストし、コート層の剥離耐久試験を行つ た結果、コート層全体の 50%が剥離するまでのブラスト使用可能回数は 80回という 良好な耐久性を得ることができた。
[0045] 実施例 2は、懸濁液の噴霧時のコア粒子加熱温度を 79°Cとした以外は、全て実施 例 1と同じ条件で固体プレーティング材を製造したものである。試験片のプレーティン グ被膜とカーボンとの接触抵抗値の試験結果につ!、ては、実施例 2の場合も実施例 1の場合とほぼ同様な値を示しており、優れた接触抵抗を有して ヽることが確認でき た。また、剥離耐久試験の結果、実施例 2におけるコート層全体の 50%が剥離するま でのブラスト使用可能回数は実施例 1の 80回には及ばないものの、 50回使用可能で あって、良好な剥離耐久性を有することが確認できた。なお、ここで行った接触抵抗 値の測定および剥離耐久試験の方法は実施例と同一である。
[0046] 次に、比較例 1、 2について説明する。比較例 1は懸濁液の噴霧時のコア粒子加熱 温度を実施例 2に近 、温度 (80°C)に設定し、結合用金属粉末を使用しな!、で固体プ レーティング材を製造したものである。一方、比較例 2は噴霧時のコア粒子加熱温度 を実施例 1と同一の温度 (59°C)に設定し、結合用金属粉末を使用しないで固体プレ 一ティング材を製造したものである。表 1には比較例 1、 2の場合の導電性を示すカー ボンとの接触抵抗値と溶着層の剥離耐久試験の結果を併せて示してある。なお、ここ で行った接触抵抗値の測定および剥離耐久試験の方法についても実施例 1, 2と同 一である。
[0047] 試験片のプレーティング被膜とカーボンとの接触抵抗値の試験結果に言及すれば 、比較例 1、 2とも実施例 1に対してほぼ 10%程度の接触抵抗値の差であって、導電 性に優れた特性を有していることが分かる。これは、使用したプレーティング用粉末( 窒化チタン)が実施例 1と同様であると共に、コア粒子の最終の熱処理の条件である 炉内雰囲気(窒素ガス)と加熱温度(1 100°C)をも実施例 1と同様にしたことによって 酸ィ匕しない導電性皮膜が形成されたことに起因しているものと判断することができる。
[0048] しかし、コア粒子の表面に形成されたコート層の剥離耐久試験の結果については、 比較例 1、 2は実施例 1、 2に比べ大きく劣っている。その理由として比較例 1、 2は結合 用金属粉末の添加がされてないことに起因してプレーティング被膜の固着状態が脆 ぐそのため剥離耐久試験の評価結果が良くな力つたものと判断することができる。
[0049] 実施例 3
次に、プレーティング用粉末に窒化チタン、結合用金属粉末に錫を採用した本発 明に係る実施例 3を表 2に示して説明する。
[表 2]
Figure imgf000010_0001
[0050] 実施例 3は、前もって濃度 3%、 320gの PVA溶液に平均粒径 7 μ mの窒化チタン 粉末を 1. 6Kgのコア粒子の質量に対して最終的に 4. 2質量%となるように 67g混合 し、更に平均粒径 10 μ mの結合用金属粉末 (バインダー)である錫粉末を前記コア 粒子の質量に対して最終的に 1.8質量%となるように 29gを混合して懸濁液を調製し ておき、平均粒径 100 μ m、材質が超硬粒子であるコア粒子をコーティングマシンに 1. 6kg投入して、コア粒子の温度が 64°Cになるように加熱しながら 130min— 1にて遠 心流動させつつ、前記懸濁液を口径 Φ 0. 7mmのノズルから噴射圧 0. 15MPa、噴 霧量 1. 7gZminとして噴霧した結果、コア粒子の表面には窒化チタン粉末と錫粉末 が固着されたコート層が形成された。
[0051] このコア粒子を雰囲気が大気である炉内に収容し、炉内温度を 250°Cに設定し 2h 加熱した結果、 PVAは完全に除去され錫粉末の溶融によってコア粒子の表面に窒 化チタン粉末が均一に固着され、酸ィヒされていないコート層を有する固体プレーティ ング材を製造することができた。
[0052] ここで、前記コア粒子の最終の熱処理の条件として、炉内雰囲気を大気とし、加熱 温度を 250°C (加熱時間: 2h)としたのは、プレーティング用粉末 (窒化チタン)の酸 ィ匕開始温度が 550— 560°Cであり、結合用金属粉末 (錫)の融点が 232°Cであるとい う関係から請求項 8に記載の条件に従って決定したものである。
[0053] 次に、上記実施例 3で製造された固体プレーティング材 800gをエアーブラスト装置 に投入し、プレーティング被膜を形成する試験片、該試験片とノズルの距離、ノズル 角度、噴射圧力と噴射時間、を前記実施例 1と同条件に設定し、試験片の全面に向 けて固体プレーティング材を噴射した結果、試験片の表面には窒化チタン粒子が均 一に固着され、酸化されて ヽな 、プレーティング被膜を形成することができた。
[0054] この試験片の表面とカーボンとの接触抵抗を測定したところ、 7. 5m Ω 'cm2と極め て小さ!/ヽ抵抗値を得ることができた。
[0055] さらに、実施例 3で製造された固体プレーティング材をエアーブラスト装置を使用し SS400材の板をターゲットとして繰り返しブラストし、コート層の剥離耐久試験をした 結果、そのコート層全体の 50%が剥離するまでのブラスト使用可能回数は 65回とい う良好な耐久性を得ることができた。
[0056] 実施例 4
次に、プレーティング用粉末に炭化バナジウム、結合用金属粉末に銅を採用した 本発明に係る実施例 4を表 3に示して説明する。 [表 3]
Figure imgf000012_0001
[0057] 実施例 4は、前もって濃度 3% 320gの PVA溶液に平均粒径 1.8 μ mの炭化バナ ジゥム粉末を 1. 6Kgのコア粒子の質量に対して最終的に 4. 4質量%となるように 70g 混合し、更に平均粒径 10 mの結合用金属粉末 (バインダー)である銅粉末を前記 コア粒子の質量に対して最終的に 1.9質量%となるように 30gを混合して懸濁液を調 製しておき、平均粒径 100 μ m、材質が超硬粒子であるコア粒子をコーティングマシ ンに 1. 6kg投入して、コア粒子の温度が 64°Cになるように加熱しながら 130min— 1に て遠心流動させつつ、前記懸濁液を口径 Φ 0. 7mmのノズルから噴射圧 0. 15MPa 、噴霧量 1. 7gZminとして噴霧した結果、コア粒子の表面には炭化バナジウム粉末 と銅粉末が均一に固着されたコート層が形成された。
[0058] このコア粒子を雰囲気が窒素ガスである炉内に収容し、炉内温度を 1100°Cに設定 し lh加熱した結果、 PVAは完全に除去され銅粉末の溶融によってコア粒子の表面 に炭化バナジウム粉末が均一に固着され、酸化されていないコート層を有する固体 プレーティング材を製造することができた。
[0059] ここで、前記コア粒子の最終の加熱処理の条件として、炉内雰囲気を窒素ガスとし 加熱温度を 1100°C (加熱時間: lh)としたのは、プレーティング用粉末 (炭化バナジ ゥム)の酸ィ匕開始温度が 440— 450°Cであり、結合用金属粉末 (銅)の融点が 1083 °Cであるという関係力 請求項 8に記載の条件に従って決定したものである。 [0060] 次に、上記実施例 4で製造された固体プレーティング材 800gをエアーブラスト装置 に投入し、プレーティング被膜を形成する試験片、該試験片とノズルの距離、ノズル 角度、噴射圧力と噴射時間、を前記実施例 1と同条件に設定し、試験片の全面に向 けて固体プレーティング材を噴射した結果、試験片の表面には炭化バナジウム粒子 が均一に固着され、酸化されていないプレーティング被膜を形成することができた。
[0061] この試験片の表面とカーボンとの接触抵抗を測定したところ、 3. 3m Ω 'cm2と極め て小さ!/ヽ抵抗値を得ることができた。
[0062] さらに、実施例 4で製造された固体プレーティング材をエアーブラスト装置を使用し SS400材の板をターゲットとして繰り返しブラストし、前記固体プレーティング材のコ 一ト層の剥離耐久試験をした結果、そのコート層全体の 50%が剥離するまでのブラ スト使用可能回数は 92回という良好な耐久性を得ることができた。
[0063] 実施例 5
次に、プレーティング用粉末に炭化バナジウム、結合用金属粉末に錫を採用した 本発明に係る実施例 5を表 4に示して説明する。
[表 4]
Figure imgf000013_0001
[0064] 実施例 5は、前もって濃度 3%、 320gの PVA溶液に平均粒径 1.8 μ mの炭化バナ ジゥム粉末を 1. 6Kgのコア粒子の質量に対して最終的に 4. 2質量0 /0となるように 67 g混合し、更に平均粒径 10 mの結合用金属粉末 (バインダー)である錫粉末を前記 コア粒子の質量に対して最終的に 1.8質量%となるように 29gを混合して懸濁液を調 製しておき、平均粒径 100 μ m、材質が超硬粒子であるコア粒子をコーティングマシ ンに 1. 6kg投入して該コア粒子の温度が 64°Cになるように加熱しながら 130min_1 にて遠心流動させつつ、前記懸濁液を口径 φ θ. 7mmのノズルから噴射圧 0. 15M Pa、噴霧量 1. 7gZminとして噴霧した結果、コア粒子の表面には炭化バナジウム粉 末と錫粉末が均一に固着されたコート層が形成された。
[0065] このコア粒子を雰囲気が大気である炉内に収容し、炉内温度を 250°Cに設定し 3h 加熱した結果、 PVAは完全に除去され錫粉末の溶融によってコア粒子の表面に炭 化バナジウム粉末が均一に固着され、酸化されていないコート層を有する固体プレ 一ティング材を製造することができた。
[0066] ここで、前記コア粒子の最終の熱処理の条件として、炉内雰囲気を大気とし、加熱 温度を 250°C (加熱時間: 3h)としたのは、プレーティング用粉末 (炭化バナジウム) の酸ィ匕開始温度力 40— 450°Cであり、結合用金属粉末 (錫)の融点が 232°Cであ るという関係力も請求項 8に記載の条件に従って決定したものである。
[0067] 次に、上記実施例 5で製造された固体プレーティング材 800gをエアーブラスト装置 に投入し、プレーティング被膜を形成する試験片、該試験片とノズルの距離、ノズル 角度、噴射圧力と噴射時間、を前記実施例 1と同条件に設定し、試験片の全面に向 けて固体プレーティング材を噴射した結果、試験片の表面に炭化バナジウム粒子が 均一に固着され、酸化されていないプレーティング被膜を形成することができた。
[0068] この試験片の表面とカーボンとの接触抵抗を測定したところ、 8. 4m Ω 'cm2と極め て小さ!/ヽ抵抗値を得ることができた。
[0069] さらに、実施例 5で製造された固体プレーティング材をエアーブラスト装置を使用し SS400材の板をターゲットとして繰り返しブラストし、前記固体プレーティング材のコ 一ト層の剥離耐久試験をした結果、そのコート層全体の 50%が剥離するまでのブラ スト使用可能回数は 68回という良好な耐久性を得ることができた。

Claims

請求の範囲
[1] 有機系結合剤を含有するコート液に導電性を有するプレーティング用粉末と結合用 金属粉末とを混合して懸濁液を作製し、核となるコア粒子を遠心流動により攪拌しな がらこのコア粒子に前記懸濁液を噴霧して、コァ粒子の表面にプレーティング用粉末 と結合用金属粉末とが有機系結合剤によって固着されたコート層を形成した後に、 該コア粒子を結合用金属粉末の融点以上に加熱して有機系結合剤を除去するととも に、コア粒子の表面にプレーティング用粉末が結合用金属粉末の溶融によって固着 された溶着層を形成することを特徴とする固体プレーティング材の製造方法。
[2] コア粒子を、 30— 70°Cに加熱しながら懸濁液を噴霧する請求項 1に記載の固体プ レーティング材の製造方法。
[3] 懸濁液を、 0. 5— 2gZminの供給量にてコア粒子に噴霧する請求項 1または 2に記 載の固体プレーティング材の製造方法。
[4] コート液は、水または水とアルコールとの混合液に、有機系結合剤が 4%以下添加さ れたものである請求項 1一 3の何れかに記載の固体プレーティング材の製造方法。
[5] プレーティング用粉末は、平均粒径が 20 μ m以下の導電性セラミックス粉末である請 求項 1一 4の何れかに記載の固体プレーティング材の製造方法。
[6] 結合用金属粉末は、コア粒子より融点が低ぐ平均粒径が 20 μ m以下の粉末である 請求項 1一 5の何れかに記載の固体プレーティング材の製造方法。
[7] コア粒子は、平均粒径が 2mm以下で、超硬、鉄鋼、非鉄金属、非金属無機物のうち の何れかの粒子である請求項 1一 6の何れかに記載の固体プレーティング材の製造 方法。
[8] コア粒子の加熱を、結合用金属粉末の融点≥350°Cまたは結合用金属粉末の融点 ≥プレーティング用粉末の酸ィ匕開始温度 50°Cの場合は無酸ィ匕雰囲気で行 ヽ、結 合用金属粉末の融点 < 350°Cまたは結合用金属粉末の融点 <プレーティング用粉 末の酸ィ匕開始温度 50°Cの場合は大気雰囲気で行う請求項 1一 7の何れかに記載 の固体プレーティング材の製造方法。
[9] コア粒子に対するプレーティング用粉末の量を 5質量%以下とし、かつ、コア粒子に 対する結合用金属粉末の量を 3質量%以下とした請求項 1一 8の何れかに記載の固 体プレーティング材の製造方法。
[10] 請求項 1一 9の何れかの方法により製造されたことを特徴とする固体プレーティング 材。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120034372A1 (en) * 2006-02-27 2012-02-09 Koki Tanaka Solid polymer type fuel cell separator and method of production of same
US8304141B2 (en) 2005-06-22 2012-11-06 Sintokogio Ltd. Stainless steel, titanium, or titanium alloy solid polymer fuel cell separator and its method of production and method of evaluation of warp and twist of separator

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS506162B1 (ja) * 1969-10-10 1975-03-11
JPS5177536A (ja) * 1974-12-28 1976-07-05 Nippon Steel Corp Ryokakoseinohyomenhifukukohanno seizohoho
JPS59118267A (ja) * 1982-12-24 1984-07-07 Showa Alum Corp 金属体表面に多孔質層を形成する方法
JPH08257914A (ja) * 1995-03-29 1996-10-08 Sanpoo:Kk 亜鉛被覆処理用の複合投射粒子、および、その製造方法並びに亜鉛被覆処理方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1377484A (en) * 1970-12-14 1974-12-18 Hempels Skibsfarvefabrik As J Method of and composition for the blast cleaning and the simultan eous corrosion-protection of metal surfaces
US3637406A (en) * 1970-12-23 1972-01-25 American Lava Corp Ultrapure alumina ceramics formed by coprecipitation
US4257904A (en) * 1974-12-30 1981-03-24 International Business Machines Corp. Dielectric glass coating composition containing polymethylmethacrylate fugative binder
US4435189A (en) * 1982-01-15 1984-03-06 General Electric Company Method of preparing rough textured metal coated abrasives and product resulting therefrom
DK429583A (da) * 1982-09-24 1984-03-25 Freunt Ind Co Ltd Granuleringsmaskine
JPH0825914A (ja) * 1994-07-12 1996-01-30 Bridgestone Corp 空気入りタイヤ
JP2001089870A (ja) * 1999-09-20 2001-04-03 Sinto Brator Co Ltd 固体プレーティング材
JP3468739B2 (ja) * 1999-12-27 2003-11-17 新東ブレーター株式会社 高耐食性かつ対カーボン低接触抵抗性金属の燃料電池用セパレーターへの付着方法
EP1317578A2 (en) * 2000-09-12 2003-06-11 Lydall, Inc. Electrical conductive substrate
JP2003160884A (ja) * 2001-11-22 2003-06-06 Sinto Brator Co Ltd 固体プレーティング材の製造方法及びその方法により製造された固体プレーティング材

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS506162B1 (ja) * 1969-10-10 1975-03-11
JPS5177536A (ja) * 1974-12-28 1976-07-05 Nippon Steel Corp Ryokakoseinohyomenhifukukohanno seizohoho
JPS59118267A (ja) * 1982-12-24 1984-07-07 Showa Alum Corp 金属体表面に多孔質層を形成する方法
JPH08257914A (ja) * 1995-03-29 1996-10-08 Sanpoo:Kk 亜鉛被覆処理用の複合投射粒子、および、その製造方法並びに亜鉛被覆処理方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8304141B2 (en) 2005-06-22 2012-11-06 Sintokogio Ltd. Stainless steel, titanium, or titanium alloy solid polymer fuel cell separator and its method of production and method of evaluation of warp and twist of separator
US20120034372A1 (en) * 2006-02-27 2012-02-09 Koki Tanaka Solid polymer type fuel cell separator and method of production of same
US8361676B2 (en) * 2006-02-27 2013-01-29 Nippon Steel Corporation Solid polymer type fuel cell separator and method of production of same

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