JPH0244881B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、シヨツト材、特に金属表面に、めつ
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
式シヨ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、めつき、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
一つとしてシヨツトブラスト法があり、付着性を
向上させるためには、シヨツト材によるシヨツト
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、シヨツト
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ヨツトブラスト用シ
ヨツト材として多角形状の金属系のスチールグリ
ツト、鉱物系のケイ砂、ジルコニア、カーボラン
ダム（SiC）Fe−Si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ヨツ
ト材には以下に述べるような欠点があつた。すな
わち、薄いコーテイ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ヨツト材を加
速するために水圧を使用するが、スチールグリツ
ト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
あつた。また、鉱物系シヨ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
はスチールグリツトに比べて1/30〜1/60の寿命と
いわれている。また、鉱物系シヨツト材は比重が
小さく単位個数当りの研削効果が小さいという問
題があつた。

本発明は上述した従来のシヨツト材が有する問
題を解決し、金属表面をコーテイング等表面処理
をする際の前処理、例えばスケール除去、素地調
整のため、特に水圧加速式シヨツトブラスト処理
に好適に用い得るシヨツ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） 本発明によるシヨツト用金属粉末は、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。

また、本発明によれば、水圧加速式シヨツト用
金属粉末としては、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、または重量で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：１％、
Si：２％、Cr：18％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つ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Ｃ％＋0.37Si％が3.7％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
Siとの添加量を第１図に斜線を引いて示すＣ％＋
0.37Si％が3.7％以上の範囲にすることが必要であ
る。

次に、シヨツト材として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ツ
ト材の比重より大きくなるようＣ、Si、Cr、Fe
の成分を計算により決定した。各元素の比重は
Ｃ：2.25、Si：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ヨツ
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（2.25×Ｃ％＋2.33×Si％＋7.19 ×Cr％＋7.87×Fe％）＞６ そこで、Fe％＝100−（Ｃ％＋Si％＋Cr％）で
あるから、これを上式に代入し、整理すると Ｃ％＝0.99Si％≦33.3−12.1Cr％ ここで10％≦Cr≦24％より… Cr＝24％の時 Ｃ％＋0.99Si％≦30.4 Cr＝10％の時 Ｃ％＋0.99Si％≦32.1 よつて、Cr含有量が10〜24％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Ｃ％＋0.99Si％≦30.4の成分範囲とすること
が必要である。

次に、シヨ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。

鉱物系シヨツト材は破砕性が高く、作業時の微
細化が速く、寿命が短い。そこで、本発明では
Te−Si系シヨツト材（Fe−45％Si）の寿命を限
界とした。そこで、１〜２mmの大きさの金属チツ
プ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−Si系シヨ
ツト材と等しいのは10％≦Cr＜24％、０％＜Ｃ
＜２％の場合、Si＝27％であつた。

したがつて、前記Fe−Si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27％を上限とすることが必要であ
る。

以上の理由から、本発明によるシヨツト用金属
粉末は、Cr：10〜24重量％を含み、第４図に斜
線をつけて示すＣ：２重量％以下、Si：27重量％
以下、Ｃ重量％＋0.37Si重量％が3.7重量％以上の
範囲でＣとSiとを含むことを必要とし、これによ
つて多角形状をなし、適当な比重と、Fe−Si系
シヨツト材（Fe−45％Si）以上の寿命とを有す
るものである。

さらに、本発明によるシヨツト用金属粉末を
〔Cl〕^-イオンを含む水道水による水圧加速式シヨ
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〔Cl〕^-イオンを含んでお
り、したがつ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〔Cl〕^-イオンが
1000ppmのNaCl水溶液中に試料を一週間浸漬し
てテストを行なつた結果、Cr：18〜24％を含む
場合には、第５図に斜線をつけて示すＣ：２％以
下、Si：４％以上の範囲で、またCr：10〜18％
を含む場合には、第６図に斜線をつけて示すＣ：
0.45％以下、Si：20％以上の範囲で発銹せず、水
道水中で十分耐食性を有することが確認された。

したがつて、本発明による水圧加速式シヨツト
用金属粉末は、Cr：18〜24％を含む場合には、
第７図に斜線をつけて示すＣ：２％以下、Si：27
％以下で、Ｃ％＋0.37Si％が3.7％以上の範囲でＣ
およびSiを含むことが必要であり、また、Cr：
10〜18％を含む場合には、第８図に斜線をつけて
示すＣ：0.45％以下、Si：20〜27％の範囲でＣお
よびSiを含むことが必要である。

次に、本発明によるシヨツ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59−60384号「片状金属チツプとその製造
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１内に収容
し、熱伝導率の高い銅製の直径300mm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によつて溶融金
属の温度を調整するとともにレベル調整ブロツク
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200〜300rpm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0.3mm程度の第１０図に示す
ような椀状金属チツプ７を製造する。

このようにして製造した椀状金属チツプ７を第
１１図に示す硬質性の高マンガン鋼製デイスクミ
ルのベツセル８内の打撃リング９と円柱ブロツク
１０との間に入れ、蓋１１を取付けた後、水平方
向に振動させ、これによりベツセル８内でのリン
グ９と円柱ブロツク１０との衝突による衝撃力に
よつて椀状金属チツプを粉砕し、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ヨツト用金
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
置を用いて金属チツプを製造し、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 SUS430スクラツプ材、Fe−Si、Fe−Cr、カー
ボン粉をＣ＝1.1％、Si＝9.5％、Cr＝19％、残余
Feになるよう成分調整し、高周波誘導炉によつ
て、500Kg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１〜２mm、厚み0.3mmの椀
状金属チツプとした。次に、この金属チツプ20ｇ
を第１１図に示す、直径約150mmのデイスクミル
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
い目の間に残つた金属粉末は第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36％であつた。同様
の方法で製造した比較例のFe−Si系シヨツト材
（Fe−45％Si）の組成の金属粉末の63ミクロン目
のふるいによりふるい下発生率が89％であること
と比較して破砕性が低く、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
系シツツト材の粉末より大きい。さらに〔Cl〕^-イ
オン1000ppmのNaCl水溶液10c.c.中に１ｇ浸漬し、
耐食性を調べた結果、７週間たつても全く発銹し
なかつた。

実施例 ２ SUS430スクラツプ材、Fe−Si、Fe−Cr、カー
ボン粉をＣ：0.4％、Si：26％、Cr：15％、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
１〜２mm、厚み0.3mmの金属チツプを作成する。
さらに実施例１と同様のデイスクミルで上記金属
チツプ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ミクロンふるい目
の間に残つたものの形状は第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−45％Siの63ミクロン以下の発生率89％
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系シヨツト材より大きい。さらにNaCl水溶液
（Cl^-イオン1000ppm）10c.c.中に１ｇ浸漬し耐食性
を調べたところ１週間たつても全く発銹しなかつ
た。

（発明の効果） 本発明によるシヨツト用金属粉末は、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イ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、従来の鉱物系シヨ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
のスチールシヨツト材より耐食性に優れ、水圧加
速方式のシヨツ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−Cr系合
金粉末が多角形状を有するためのＣおよびSiの重
量％範囲を示すグラフ、第２図はCr：10〜24重
量％を含むFe−Cr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重量％を含むFe−Cr系
合金粉末がFe−Si系シヨツト材（Fe−45％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ヨツ
ト用金属粉末のＣおよびSi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Siの重量％範囲を示すグラフ、第６図は
Cr：10〜18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
加速シヨツト方式に用い得るCr：18〜24重量％
を含むシヨツト用金属粉末のＣおよびSiの重量％
範囲を示すグラフ、第８図は本発明による水圧加
速シヨツト方式に用い得るCr：10〜18重量％を
含むシヨツト用金属粉末のＣおよびSiの重量％範
囲を示すグラフ、第９図は本発明のシヨツト用金
属粉末を製造するに用いる装置の１例を示す略線
図、第１０図は第９図に示す装置により製造され
る金属チツプの斜視図、第１１図は金属チツプを
粉砕するに用いたデイスクミルの縦断面図、第１
２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。 １……溶融槽、２……回転ドラム、３……突
起、４……溶融金属、５……発熱体、６……レベ
ル調整ブロツク、７……金属チツプ、８……デイ
スクミルベツセル、９……打撃リング、１０……
円柱ブロツク、１１……蓋。

Claims (1)

1. 【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ヨツト用金属粉末。 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項に記載のシヨ
   ツト用金属粉末。 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項に記載のシヨツト用金属粉末。