JPH01287209A

JPH01287209A - 耐食性塗料用非晶質合金粉末の製造法

Info

Publication number: JPH01287209A
Application number: JP63115485A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Masumoto; 健増本; Yoshio Harakawa; 原川　義夫
Original assignee: Teikoku Piston Ring Co Ltd
Current assignee: TPR Co Ltd
Priority date: 1988-05-12
Filing date: 1988-05-12
Publication date: 1989-11-17
Anticipated expiration: 2012-02-19
Also published as: JP2582621B2

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Ｃ」、耐食性塗料用の顔料として使用する非晶質
合金粉末の製造法に関する。

「従来の技術」従来、耐食性を要求される塗料としてステンレス粉末を
含有した塗料が市販されている。このステンレス粉末の
）ｆ″／状は、幅１１１１１ｍ、長さ：Ｈ］ｇｍ、厚さ
０．３ｔｒｍのフレーク状であり、この粉末を樹脂に混
合して刷毛塗り、スプレー等で塗布するとステンレス粉
末が樹脂の硬化時に生ずる表面張力によって塗布面と平
行に積層し、連続したステンレス被膜を形成し、素材を
外気から遮断し、耐食性を与えるというものである。

しかしながら、ステンレスには、応力腐食割れ、孔食、
隙間腐食、水素脆性などの欠点があるため、上記ステン
レス粉末を含有させた塗料では十分な耐食性が得られな
い場合があった。

近年、非晶質合金などのステンレスよりも耐食性に優れ
た合金が開発されており、これらの合金を粉末化して塗
料に混合することにより、上記塗料」：りもさらに優れ
た耐食性が得られると期待される。このよう・な試みの
例として、特開昭６０−２５２６６８号および特開昭６
０−２５２６６９号には、縦または横の長さがｖｉ、１
０〜数１００μｍ、厚さ５μｍ以下の鱗片状である非晶
質合金粉末を用いることが提案されている。

上記従来例にも示されるように、耐食性塗料に用いる粉
末形状としては、塗布したときに塗布面と平行に粉末が
積層するように、フレーク状粉末であることが必要であ
る。ところが、非晶質合金を用いてフレーク状粉末を製
造することは、実際にはかなり困難なことであった。

非晶質合金を用いてフレーク状粉末を製造する方法とし
ては、従来の単ロール法やキャビテーション法により作
製したリボンあるいは短冊に水素を吸わせて脆化させ、
スタンプミルやボールミルによって粉砕する方法や、単
ロール法においてロール表面に／８湯をアトマイズして
不規１り形状の粉末を得る方法が知られている。しかし
、これらの方法で得られる粉末の厚さは、通常５〜２０
μｍ程度であるため、得られた粉末を樹脂に混合して塗
料として使用した場合、塗膜にひび割れが生ずることが
あり、耐食性塗料用の粉末として適したものとはいえな
かった。

また、前述した特開昭６０−２５２６６８号および特開
昭６０−２５２６６９号には、予めアトマイズ等の方法
で合金化した粉末を双ロールの上方から落下させ、粉末
が落下する途中で、同心状に配置されたノズルから噴出
されるアセチレン炎、酸素水素炎、酸素−プロパン炎等
の熱源で粉末を溶融させ、この溶滴を双ロールによって
圧延と同時に急冷することにより、鱗片状すなわちフレ
ーク状の粉末を得る方法が開示されている。しかし、こ
の方法では、粉末の落下の途中で溶融させるようにして
いるので、粉末の供給量を多くすることができず、フレ
ーク状の粉末を工業的に大量に生産することができなか
った。

「発明が解決しようとする課題」本発明は、」二記従来技術の問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、耐食性塗料に混合するのに適し
たフレーク状の非晶質合金粉末を工業的にかつ高収率で
製造できるようにした耐食性塗料用非晶質合金粉末の製
造法を提供することにある。

「課題を解決するだめの手段」本発明による耐食性塗料用非晶質合金粉末の製造法は、
非晶質相を形成可能な合金の溶湯をノズルから流出させ
、この溶湯にガスを噴霧することによって溶湯の液滴を
生成させ、この液滴流方向に配置された傘型またはホー
ン型の回転冷却体の表面に、前記液滴を凝固しないうち
に衝突させて急冷凝固させることを特徴とする。

また、本発明の好ましい態様においては、前記凝固粉末
より、厚さ０５〜５μｍ、短径および長径５〜５００μ
ｍ、アスペクト比（厚さに対する長径の比）５以上、短
径と長径の比１〜ＩＯのものを分取する。

さらに、本発明の好ましい態様においては、前記合金と
して次のような組成のものを用いる。

■原子％て５〜１２％のＮｉ．５〜２５％のＣｒ、０．
３〜５０％のＭｏ、８〜１３％のＰ、７〜１５％のＣ１
残部Ｆｅおよび不可避不純物からなるもの。

■原子％で５〜４０％のＣｒ、１５〜２５％のＰ、残部
Ｎｉおよび不可避不純物からなるもの ■原子％で４０〜６１１％の（Ｎｂ、　Ｔａｌ、残部Ｎ
ｉおよび不可避不純物からなるもの「作用」本発明者らは、耐食性塗料に適したフレーク状の非晶質
合金粉末を得るため、合金の溶湯にガスを噴霧すること
により液滴を形成し、この液滴をトド々の回転冷却体に
衝突きセで急冷凝固させる実験を行なった。その結果、
従来の単ロール法などて用いられている円筒状の回転冷
却体に従来の方法て液滴を衝突させても、厚さが不揃い
てしかも不定バシな粉末が多く形成されてしまい、目的
とするフレーク状の粉末を効率的に得ることができなか
った。ところが、ン容ン易の７夜？商を傘型またはホー
ン型の回転冷却体に衝突させると、厚さが薄い木の葉形
をなすフレーク状の非晶質粉末が極めて筒収率で得られ
ることがわかった。

この理由はよくわからないが、傘型またはホーン型の回
転ｔｅ　１１体を用いることにより、１５却体表面が液
滴流方向に対して傾斜して配置されることになり、液滴
が傾斜した冷却体表面に衝突するとｔ令却体の回転方向
に広がると共に傾斜面に沿っても広がることになり、そ
の結果、液滴がより大きく広げられて薄い木の葉形のフ
レーク状粉末となると考えられる。

こうして得られたフレーク状の非晶質合金粉末を塗料に
混合することにより、優れた特性を有する耐食性塗料を
得ることができる。すなわち、薄いフレーク状をなして
いるので、塗膜の乾燥中に偏平に配列するり一フィング
が良好に起こり、被塗布面が非晶質合金のフレーク状粉
末で良好に覆われる。その結果、苛酷な腐食環境にも十
分に耐えられる塗膜が形成される。また、フレーク状粉
末の厚さが薄いので、表面歪みなどの応力に対して割れ
をノートシにくい塗膜が形成される。

また、凝固粉末より、厚さ０５〜５　ｇ　ｍ、短径およ
び長径５〜５００μｍ、アスペクト比（厚さに対する長
径の比）５以」二、短径と長径の比１〜１０のものを分
■（ｖすることにより、ｉ６Ｊ食性塗料もこより適した
フレーク状粉末を得ることができる。この場合、厚さが
０．５ｕｍ未満ては長期間にわたる耐食性の加持に問題
があり、厚さが５　ｌｉ、　ｍを超えると塗膜の平滑度
が悪くなる。短径が５μｍ未渦ては粉末相互の重なりが
不均一となり、長径が５００μｍを超えると塗膜の強度
が低下する。アスペクト比が５未満あるいは短径と長径
の比がｌＯを超えると、リーフインクが起こりにくくな
る。また、短径と長径の比が１０を超えると、フレーク
状の粉末どうしの重なり合いが不十分となり、耐食性が
低下する１ｔｆｉ向がある。なお、短径と長径の比は、
］〜５の範囲とされることがより好ましい。

さらに、合金組成として前述したものを用いることによ
り、急冷凝固させたときに非晶質相を形成しやすくなり
、かつ、苛酷な腐食環境にも耐える優れた耐食性を４７
１月することができる。

「実施例ｊ第１図には、本発明を実施するだめの装置の一例が示さ
れている。すなわち、図示しないルツボにて溶融された
合金の溶湯１を流出するノズル２が設置されており、落
下する溶湯１に対して高圧の噴射ガスを吹き（−１ける
噴霧化ノズル３が設置されている。噴霧化ノズル３は、
ノズル２を囲むように例えば円形に部員され、多数の噴
出口から溶湯１の流れに向Ｇづて高速ガスを噴出する構
造となっている。ノズル２の下方には、傘型の回転冷却
体４がその回転軸をノズル２の直下からやや横方向にず
らして配置されている。

したがって、ノズル２から流出し落下する溶湯１の流れ
に対して、噴霧化ノズル３から高圧の噴出ガスが吹きイ
τ１←づられ、これによって溶湯Ｉの液滴５が形成され
る。この液滴５は、下方に向Ｇづて広がりながら飛敗し
、回転冷却体４の円錐面に衝突しつ冷凝固し、偏平化さ
れたフレーク状の合金粉末６が形成される。なお、この
実施例においては１回転冷却体４として第２図ｆａ）に
示すような傘型のものが用いられているが、第２図（ｂ
）に示すようなホーン型のものでもよく、あるいは第２
図ｆｃ）に示ず」；うな内周が傘型をなすものであって
もよい。

な」ｊ、噴霧化ノズル３からの噴射ガス圧は、好ましく
は４０ｋｇ／ｃｍ２１ｕ十とされる。また、噴射ガスと
しては、例えばアルゴン、ヘリウム、窒素、空気あるい
は混合ガスなど各種のものが使用可能である１、さらに
、回転冷却体４は、例えば水冷などの手段によって少な
くとも５０°Ｃ以下に冷却され、回転数は１０００〜２
００００　ｒ　ｐ　ｍとされることが好ましい。

試験例（アモルファス合金の耐食性評価）第１表に組成
を示す各種合金を真空溶解後、孔径０．４ｍｍの石英ノ
ズルから、アルゴンガス噴射圧１．０ｋｇ／ｃｍ２て噴
出し、この溶湯を周速３０ｍ／ｓｅｃで回転する単ロー
ルに衝突させて薄帯を得た。得られた薄帯は、幅約１ｍ
ｍ、厚さ約３０μｍであり、Ｘ−ｒａｙ回折の結果、い
ずれもアモルファス単相であることが確認された。

得られた各種の薄帯について、６Ｎ−１１ＣＩ中に３０
°Ｃで２４時間浸漬後、ｌＮ−Ｈ２ＳＯ４中に３０℃で
２４時間浸漬後、およびｌＯｍｏｌ−ＦｅＣ１，中に４
０°Ｃて１時間浸漬後における腐食テストを行なった。

評価は、×・・・腐食が激しいもの、△・・・ピットが
みられるもの、○・・−表面に変化が認められないもの
、という基準で行なった。また、得られた各種の薄帯に
ついて、１８０°密着曲げができるかどうかにより靭性
の評価を行なった。総合評価は、上記の耐食性および靭
性の評価結果から、０・・・耐食性塗料用の合金粉末に
好適なもの、×・・・耐食性塗料用の合金粉末として不
満足なものとした。

１　】また、比較のため、上記のアモルファス合金の薄帯の他
に、市販のオーステナイト系ステンレス５ＵＳ３０４．
５ＵＳ３１６Ｌについても同様なテスト評価を行なった
。これらの結果を第１表（後に記載する）に示す。

第１表から、■原子％て５〜１２％のＮｉ、５〜２５％
のＣｒ、０．３−５．０％のＭＯ１８〜１３％のＰ、７
〜１５％のＣ１残部Ｆｅおよび不可避不純物、■原子％
て５〜４０％のＣｒ、１５〜２５％のＰ、残部Ｎｉおよ
び不可避不純物、■原子％で４０〜６０％の（Ｎｂ、　
Ｔａｌ、残部Ｎｉおよび不可避不純物の範囲とされた組
成の試料ＮＯ，９，１０，１６〜２１．２４〜２８は、
耐食性塗料用の合金粉末に適した特性を有していること
がわかる。

実施例（１）合金粉末の作成第１図に示した装置を用い、第１表における試料Ｎｏ、
９．１０．１７．　＋９．２］、２４．２５．２６の組
成の合金５００ｇをそれぞれルツボに入れ、１２００°
Ｃで溶融させて溶湯１とした。

この溶湯１をノズル２から流出滴下させ、滴下する溶湯
１に対して噴霧化ノズル３よりアルゴンガスな１００ｋ
ｇ／ｃｍ２の圧力で吹き付け、液滴５を形成した。この
液滴５を、ロール径２００　ｍｍφ、円錐角度９０°、
回転数７２０Ｏｒｐｍの回転冷却体に衝突させ、木の葉
形のフレーク状合金粉末を得た。

試料Ｎｏ、９の合金を用いて上記方法で得られた合金粉
末の１００倍の走査型電子顕微鏡写真を第３図に示す。

上記方法で得られたそれぞれの組成の合金粉末を分級し
、第２表に示すような形状特性を有するものを分取した
。なお、本発明の好ましい態様とされる厚さ０５〜５μ
ｍ、短径および長径５〜５００μｍ、アスペクト比（厚
さに対する長径の比）５以上、短径と長径の比１〜１０
である粉末の収率は、いずれも７０％を超えていた。

また、試料Ｎｏ、９の合金を用いて得られた粉末につい
ては、厚さ１〜４μｍ、アスペクト比（厚さに対する長
径の比）１０〜１００、短径と長径の比１〜５、短径お
よび長径ｌＯ〜４００μｍのもの（試＊４Ｎｏ、９−１
１　　と、厚さ０．５μｍ未満、アスペクト比（厚さに
対する長径の比）５以上、短径と長径の比１〜５、短径
および長径ｌＯ〜４００ｕｍのもの（試料Ｎｏ、　９−
２）　と、厚さ１〜４μｍ、アスペクト比（厚さに対す
る長径の比）５未満、短径と長径の比１〜ＩＯ１短径お
よび長径５〜３６μｍのもの（試料Ｎｏ、９−３１　と
１球状粉のもの（試料Ｎｏ、９−４１　と、厚さｌ　−
４Ｂ　ｍ、アスペクト比（厚さに対する長径の比）５以
上、短径と長径の比１〜５、長径５００ｇｍを超えるも
の（試料Ｎ６．９−５１とをそれぞれ調製した。

さらに、比較のため、市販の耐食性塗料に用いられてい
るステンレス５ＵＳ３０４の粉末を用意した（試料Ｎ０
．１３＋。この粉末は、厚さ０５未満、アスペクト比（
厚さに対する長径の比）５以上、短径と長径の比ｌ〜ｌ
Ｏ１短径および長径３６μｍ未満である。

（２）塗料の調製樹脂バインダとしてポリ酢酸ビニル系樹脂８５Ｖｏ１％
、上記で得られたそれぞれの金属粉末１５Ｖｏ１％を混
合して塗料を作成した。

（３）塗膜性能の評価厚さ３ｍｍ、幅２０ｍｍ、長さ５０闘のＳＳ４　］鋼板
を用意し、サンドブラスト処理した後、ｌ・リクレン中
で超音波洗浄し、上記で調製したそれぞれの塗料を塗膜
の厚さが１００ｇｍ前後になるように刷毛塗り塗装した
。乾燥後、塗膜状態を観察すると共に、耐食性テストを
行なった。耐食性テス１へは、２０°Ｃの王水中に浸漬
して母材が溶出する時間を調べることによって行なった
。この結果を第２表（後に記載する）に示す。

第２表から、本発明の製造方法で得られた非晶質合金粉
末を含有する試料Ｎｏ、９−１．９−２．９−３．９−
５．１０．１７．１９．２］、　２４．２５．２６は、
従来のスデンレス５ＵＳ３０４の粉末を含有する試料Ｎ
ｏ、　１３に比べて優れた耐食性が得られることがわか
る。しかし、塗膜状態や耐食性を総合的に評価すると、
厚さ０．５〜５ｇｍ、短径、１−５．Ｊ：び長径５〜５
００μｍ、アスペクト比（厚さに対する長径の比）５以
上、短径と長径の比１〜１０の範囲とされた粉末を含有
する試料Ｎｏ、！ｉ−１，１０，１７，１９，２１，２
４，２５，２６が特に好ましいことがわかる。

（以下、余白）「発明の効果」以上説明したように、本発明によれば、非晶質相を形成
可能な合金の溶湯なノズルから流出させ、この溶湯にガ
スを噴霧することによって溶湯の液滴を生成さぜ、この
液滴流方向に配置された傘型またはホーン型の回転冷却
体の表面に、前記液滴を凝固しないうちに衝突させて急
冷凝固させることにより、耐食性塗料の顔料として適し
た形状を有する非晶質合金粉末を工業的にかつ高収率で
製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するための装置の一例を示す概略
断面図、第２図ｆａｔ、ｆｂ）、ｆｃｌは本発明を実施
するための装置で用いられる回転冷却体のそれぞれ異な
る例を示す図、第３図は本発明の実施例で得られた非晶
質合金粉末の粒子構造を示す１００倍の走査型電子顕微
鏡写真である。図中、１は溶湯、２はノズル、３は噴霧化ノズル、４は
回転冷却体、５は液滴、６はフレーク状の合金粉末であ
る。（”）　　　　　　　　　　（ｂ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）非晶質相を形成可能な合金の溶湯をノズルから流
出させ、この溶湯にガスを噴霧することによって溶湯の
液滴を生成させ、この液滴流方向に配置された傘型また
はホーン型の回転冷却体の表面に、前記液滴を凝固しな
いうちに衝突させて急冷凝固させることを特徴とする耐
食性塗料用非晶質合金粉末の製造法。
（２）前記凝固粉末より、厚さ０．５〜５μｍ、短径お
よび長径５〜５００μｍ、アスペクト比（厚さに対する
長径の比）５以上、短径と長径の比１〜１０のものを分
取する請求項１記載の耐食性塗料用非晶質合金粉末の製
造法。
（３）前記合金として、原子％で５〜１２％のＮｉ、５
〜２５％のＣｒ、０．３〜５．０％のＭｏ、８〜１３％
のＰ、７〜１５％のＣ、残部Ｆｅおよび不可避不純物か
らなるものを用いる請求項１または２記載の耐食性塗料
用非晶質合金粉末の製造法。
（４）前記合金として、原子％で５〜４０％のＣｒ、１
５〜２５％のＰ、残部Ｎｉおよび不可避不純物からなる
ものを用いる請求項１または２記載の耐食性塗料用非晶
質合金粉末の製造法。
（５）前記合金として、原子％で４０〜６０％の（Ｎｂ
、Ｔａ）、残部Ｎｉおよび不可避不純物からなるものを
用いる請求項１または２記載の耐食性塗料用非晶質合金
粉末の製造法。