JPH0229740B2 - Mitsuchakuseinisuguretayoshasonokeiseihoho - Google Patents
MitsuchakuseinisuguretayoshasonokeiseihohoInfo
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- JPH0229740B2 JPH0229740B2 JP15027181A JP15027181A JPH0229740B2 JP H0229740 B2 JPH0229740 B2 JP H0229740B2 JP 15027181 A JP15027181 A JP 15027181A JP 15027181 A JP15027181 A JP 15027181A JP H0229740 B2 JPH0229740 B2 JP H0229740B2
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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
- C23C4/18—After-treatment
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- Organic Chemistry (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Description
本発明は、密着性のすぐれた溶射層の形成方法
に関する。 溶射法は、金属材料（基材）の耐食性、耐熱
性、あるいは耐摩耗性等を高める目的で、金属、
合金、セラミツク、サーメツト等の溶射材を、燃
料ガス、高周波発熱あるいはプラズマ炎などにて
半溶融状態に加熱し、その溶滴を噴射させ、高速
度で基材表面に衝突させることにより密着被覆さ
せる方法である。従つてこの溶射層は、衝突の際
偏平化した溶射材粒子が堆積したもので、粒子間
に小間隙が残留し、また粒子と基材表面との間に
は、化学的結合等を生ずることもあるが、通常は
基材表面の凹凸に粒子がくい込んだ機械的ないし
は物理的結合によつて密着している。 しかして、溶射層と基材表面との密着性は、溶
射条件により一様ではないが、例えば、プラズマ
溶射により形成した溶射層でも、その密着強度
は、200〜270Kg／cm2程度に過ぎないため、機械構
造材料、例えばロールのように大きな負荷が作用
する用途においては、溶射層の剥離を生じ易いと
いう問題がある。この対策として、例えば、基材
表面に予め下地処理としてNi、Mo、Co等の金属
を溶射して薄い金属材料を形成する方法、あるい
は、溶射後に加熱溶融させる方法などが用いられ
ている。しかしながら、これらの方法によつて
も、密着強度は300〜350Kg／cm程度となるに過ぎ
ず、機械構造材としての使用に十分耐え得るもの
は得がたい。 本発明は上記にかんがみてなされるものであ
り、金属基材表面に溶射層を被覆させたのち、こ
れを高真空中にて高温に加熱することにより、溶
射層の密着性を飛躍的に高めることに成功した。 以下、本発明方法について説明する。 本発明においては、まず常法により金属基材表
面に溶射層を形成する。その溶射方法は任意であ
り、火炎溶射、プラズマ溶射等を適宜用いてよ
い。 溶射材としては、目的・用途に応じ、Cr、Ni、
Moなどの金属、各種ステンレス鋼、Cr−Mo鋼、
Ni−Cr鋼などの合金鋼、各種金属の酸化物、炭
化物、窒化物、ホウ化物などのセラミツク、ある
いはセラミツクとNi、Coなどからなるサーメツ
ト等が用いられる。 金属基材としては、機械構造材として用いられ
る各種合金鋼、例えばCr−Ni鋼、Cr−Mo鋼、
Ni−Mo鋼、Ni−Cr−Mo鋼、などが挙げられ
る。 なお、溶射に先立つて、常法に従い、基材表面
の脱脂、および粗面化のためのシヨツトプラスト
あるいはグリツトプラストなどの前処理を行う。 常法により溶射層を形成したのち、高真空の雰
囲気中、高温に加熱する。この処理雰囲気とし
て、真空度10-1mmHg水素ガス雰囲気が好ましい。
また、その処理温度は、約1000℃以上であること
が望ましい。 上記高真空水素雰囲気中での高温加熱により、
溶射層および基材の表面が著しく活性化し、相互
の密着力は飛躍的に高められる。 また、この処理により、基材を構成する合金元
素、特にCr、Mnなどの溶射層への拡散浸透によ
つて溶射層との密着性が更に高められるととも
に、溶射層の粒子間小空隙の減少・緻密化を生
じ、溶射層の強度が高められる等、溶射層の性状
が改善される。 上記高真空・高温加熱処理時間は、例えば１〜
２時間程度でよく、処理を終えたのちは、炉外に
取出し、大気中で放冷してよく、冷却条件に特別
の制限は要しない。 かくして得られる溶射層と基材の密着強度は極
めて高く、大気雰囲気中で加熱を行なう従来の溶
融法で得られるものに比し、２倍もしくはそれ以
上にも達する。 次に実施例を挙げて本発明について具体的に説
明する。 実施例 粗面化処理したCr−Ni鋼基材（管材）に、溶
射材としてジルコニアとコバルトからなるサーメ
ツトを用い、常法によるプラズマ溶射を行なつて
外周面に層厚0.3mmの溶射層を形成し、ついで本
発明による高真空・高温加熱処理を施した。その
溶射条件および加熱処理条件は次のとおりであ
る。 〔〕 溶射条件 (1) 溶射装置：メテコ3M型プラズマ溶射装置
電流：500Amp 噴射ガス：Ｎ＋H2（Ｎ：H2＝100：15） 溶射距離：100mm 溶射材粉末流量：80ｇ／min (2) 溶射材：ジルコニア80％＋コバルト20％ (3) 基材 材質：25％Cr−20％Ni鋼（JIS SCH22相
当） 寸法：直径160mm×肉厚20mm×長さ400mm 表面前処理：シヨツトブラスト（外周面粗
さ∇∇）
に関する。 溶射法は、金属材料（基材）の耐食性、耐熱
性、あるいは耐摩耗性等を高める目的で、金属、
合金、セラミツク、サーメツト等の溶射材を、燃
料ガス、高周波発熱あるいはプラズマ炎などにて
半溶融状態に加熱し、その溶滴を噴射させ、高速
度で基材表面に衝突させることにより密着被覆さ
せる方法である。従つてこの溶射層は、衝突の際
偏平化した溶射材粒子が堆積したもので、粒子間
に小間隙が残留し、また粒子と基材表面との間に
は、化学的結合等を生ずることもあるが、通常は
基材表面の凹凸に粒子がくい込んだ機械的ないし
は物理的結合によつて密着している。 しかして、溶射層と基材表面との密着性は、溶
射条件により一様ではないが、例えば、プラズマ
溶射により形成した溶射層でも、その密着強度
は、200〜270Kg／cm2程度に過ぎないため、機械構
造材料、例えばロールのように大きな負荷が作用
する用途においては、溶射層の剥離を生じ易いと
いう問題がある。この対策として、例えば、基材
表面に予め下地処理としてNi、Mo、Co等の金属
を溶射して薄い金属材料を形成する方法、あるい
は、溶射後に加熱溶融させる方法などが用いられ
ている。しかしながら、これらの方法によつて
も、密着強度は300〜350Kg／cm程度となるに過ぎ
ず、機械構造材としての使用に十分耐え得るもの
は得がたい。 本発明は上記にかんがみてなされるものであ
り、金属基材表面に溶射層を被覆させたのち、こ
れを高真空中にて高温に加熱することにより、溶
射層の密着性を飛躍的に高めることに成功した。 以下、本発明方法について説明する。 本発明においては、まず常法により金属基材表
面に溶射層を形成する。その溶射方法は任意であ
り、火炎溶射、プラズマ溶射等を適宜用いてよ
い。 溶射材としては、目的・用途に応じ、Cr、Ni、
Moなどの金属、各種ステンレス鋼、Cr−Mo鋼、
Ni−Cr鋼などの合金鋼、各種金属の酸化物、炭
化物、窒化物、ホウ化物などのセラミツク、ある
いはセラミツクとNi、Coなどからなるサーメツ
ト等が用いられる。 金属基材としては、機械構造材として用いられ
る各種合金鋼、例えばCr−Ni鋼、Cr−Mo鋼、
Ni−Mo鋼、Ni−Cr−Mo鋼、などが挙げられ
る。 なお、溶射に先立つて、常法に従い、基材表面
の脱脂、および粗面化のためのシヨツトプラスト
あるいはグリツトプラストなどの前処理を行う。 常法により溶射層を形成したのち、高真空の雰
囲気中、高温に加熱する。この処理雰囲気とし
て、真空度10-1mmHg水素ガス雰囲気が好ましい。
また、その処理温度は、約1000℃以上であること
が望ましい。 上記高真空水素雰囲気中での高温加熱により、
溶射層および基材の表面が著しく活性化し、相互
の密着力は飛躍的に高められる。 また、この処理により、基材を構成する合金元
素、特にCr、Mnなどの溶射層への拡散浸透によ
つて溶射層との密着性が更に高められるととも
に、溶射層の粒子間小空隙の減少・緻密化を生
じ、溶射層の強度が高められる等、溶射層の性状
が改善される。 上記高真空・高温加熱処理時間は、例えば１〜
２時間程度でよく、処理を終えたのちは、炉外に
取出し、大気中で放冷してよく、冷却条件に特別
の制限は要しない。 かくして得られる溶射層と基材の密着強度は極
めて高く、大気雰囲気中で加熱を行なう従来の溶
融法で得られるものに比し、２倍もしくはそれ以
上にも達する。 次に実施例を挙げて本発明について具体的に説
明する。 実施例 粗面化処理したCr−Ni鋼基材（管材）に、溶
射材としてジルコニアとコバルトからなるサーメ
ツトを用い、常法によるプラズマ溶射を行なつて
外周面に層厚0.3mmの溶射層を形成し、ついで本
発明による高真空・高温加熱処理を施した。その
溶射条件および加熱処理条件は次のとおりであ
る。 〔〕 溶射条件 (1) 溶射装置：メテコ3M型プラズマ溶射装置
電流：500Amp 噴射ガス：Ｎ＋H2（Ｎ：H2＝100：15） 溶射距離：100mm 溶射材粉末流量：80ｇ／min (2) 溶射材：ジルコニア80％＋コバルト20％ (3) 基材 材質：25％Cr−20％Ni鋼（JIS SCH22相
当） 寸法：直径160mm×肉厚20mm×長さ400mm 表面前処理：シヨツトブラスト（外周面粗
さ∇∇）
【表】
上記処理後、それぞれについて溶射層と基材の
密着強度を測定した。その測定は、第１図に示す
ように、試験材１の回転下に（回転速度5RPM）、
その外周面に対応する湾曲部をもつた荷圧体２を
一定の荷重ｗで押圧せしめ、溶射層３の剥離発生
時の荷圧体２に加えられた荷重から密着強度を算
出した。 各供試材の測定結果を第２表に示す。
密着強度を測定した。その測定は、第１図に示す
ように、試験材１の回転下に（回転速度5RPM）、
その外周面に対応する湾曲部をもつた荷圧体２を
一定の荷重ｗで押圧せしめ、溶射層３の剥離発生
時の荷圧体２に加えられた荷重から密着強度を算
出した。 各供試材の測定結果を第２表に示す。
【表】
上記第２表から明らかなように、本発明により
得られる溶射層は、溶射のままのものに比し、約
2.5〜3.5倍以上の密着強度をもつ。 なお、第２図に溶射層における基材からの元素
移動状況を示す。同図〔〕は比較溶射層（溶射
のまま）、〔〕は本発明による溶射層（但し、熱
処理(B)）であり、いづれも溶射層を含む基材を断
面方向に切断し、研磨後、断面の外表面側をエネ
ルギー拡散型Ｘ線分析装置にて分析したものであ
る。 上記各図の比較から明らかなように、本発明に
よる溶射層には、その外側面へのCr、Mnの移動
が認められ、従来のものと著しく異なることがわ
かる。 以上のように、本発明により形成される溶射層
は基材との密着性にすぐれ、従来法による溶射層
の約２倍以上の密着強度を有するので、ロール、
機械部品、鉄骨、橋梁、その他各種機械構造用材
の用途においても、容易に剥離・損傷を生ずるこ
とがなく、長期間にわたり溶射層の耐食、耐熱、
あるいは耐摩耗性が保持され、安定した使用を保
証することができる。
得られる溶射層は、溶射のままのものに比し、約
2.5〜3.5倍以上の密着強度をもつ。 なお、第２図に溶射層における基材からの元素
移動状況を示す。同図〔〕は比較溶射層（溶射
のまま）、〔〕は本発明による溶射層（但し、熱
処理(B)）であり、いづれも溶射層を含む基材を断
面方向に切断し、研磨後、断面の外表面側をエネ
ルギー拡散型Ｘ線分析装置にて分析したものであ
る。 上記各図の比較から明らかなように、本発明に
よる溶射層には、その外側面へのCr、Mnの移動
が認められ、従来のものと著しく異なることがわ
かる。 以上のように、本発明により形成される溶射層
は基材との密着性にすぐれ、従来法による溶射層
の約２倍以上の密着強度を有するので、ロール、
機械部品、鉄骨、橋梁、その他各種機械構造用材
の用途においても、容易に剥離・損傷を生ずるこ
とがなく、長期間にわたり溶射層の耐食、耐熱、
あるいは耐摩耗性が保持され、安定した使用を保
証することができる。
第１図は溶射層密着性試験要領説明図、第２図
〔〕および〔〕は溶射層への基材元素移動状
況を示すＸ線分析による分析結果図である。 １：試験材、３：溶射層。
〔〕および〔〕は溶射層への基材元素移動状
況を示すＸ線分析による分析結果図である。 １：試験材、３：溶射層。
Claims (1)
- １ 合金鋼基材表面に、溶射材として金属、合
金、セラミツクまたはサーメツトを溶射したの
ち、真空度10-1mmHg以下の水素ガス中、温度
1000℃以上に加熱することを特徴とする密着性に
すぐれた溶射層の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15027181A JPH0229740B2 (ja) | 1981-09-22 | 1981-09-22 | Mitsuchakuseinisuguretayoshasonokeiseihoho |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15027181A JPH0229740B2 (ja) | 1981-09-22 | 1981-09-22 | Mitsuchakuseinisuguretayoshasonokeiseihoho |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5852468A JPS5852468A (ja) | 1983-03-28 |
| JPH0229740B2 true JPH0229740B2 (ja) | 1990-07-02 |
Family
ID=15493295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15027181A Expired - Lifetime JPH0229740B2 (ja) | 1981-09-22 | 1981-09-22 | Mitsuchakuseinisuguretayoshasonokeiseihoho |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0229740B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60215754A (ja) * | 1984-04-11 | 1985-10-29 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 高硬度溶射層の製造方法 |
| JPS6130657A (ja) * | 1984-07-20 | 1986-02-12 | Nippon Carbon Co Ltd | 炭化ケイ素被覆炭素製品の製造方法 |
| JPH01242786A (ja) * | 1988-03-23 | 1989-09-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 摺動部材及びその製造方法 |
-
1981
- 1981-09-22 JP JP15027181A patent/JPH0229740B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5852468A (ja) | 1983-03-28 |
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