JPH0520498B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0520498B2 JPH0520498B2 JP60203925A JP20392585A JPH0520498B2 JP H0520498 B2 JPH0520498 B2 JP H0520498B2 JP 60203925 A JP60203925 A JP 60203925A JP 20392585 A JP20392585 A JP 20392585A JP H0520498 B2 JPH0520498 B2 JP H0520498B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- powder
- powder material
- melting
- metallic chromium
- melt
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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-
- 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
- C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
- C23C4/10—Oxides, borides, carbides, nitrides or silicides; Mixtures thereof
- C23C4/11—Oxides
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
本発明は酸化クロムを含む酸化物粉末を溶融後
固化し、粉砕、分級することにより溶射用粉末材
料を製造するにあたり、特に粉末材料中の金属ク
ロムの含有量を0.5wt％以下にする溶射用粉末材
料の製造方法に関するものである。 （従来の技術） 金属等の素材表面にセラミツク粉末を溶射被覆
し、セラミツクスの特性を生かして、耐摩耗性、
耐熱性並びに耐食性等を向上させるセラミツク溶
射技術が発達してきている。セラミツク粉末の中
でも酸化クロムは融点が高く高硬度でありかつ化
学的に安定であるので酸化クロムを含む溶射皮膜
は保護皮膜として優れた性能が期待されうる。 溶射用粉末材料の製造方法の一つとして、原料
を溶融後、固化し、粉砕、分級することからなる
溶射用粉末材料の製造方法がある。 この方法により得られた粉末材料はバインダー
を必要とせず、粒子強度及び密度の高い優れた溶
射用粉末材料である。特に酸化クロムを含有する
酸化物は難焼結材が多いため上記方法を用いて製
造された溶射用粉末材料が推奨される。 しかし、酸化クロムは高温において酸素を放出
し、金属クロムを生成しやすい性質を持つている
ため、上記の溶融工程においては通常１〜5wt％
の金属クロムが生成する。この金属クロムは溶射
用粉末材料の製造上除去し難く、最終的にも混入
した金属クロムの大部分がそのまま溶射皮膜中に
残留することが避けられなかつた。この金属クロ
ムの存在は、酸化クロムを含む酸化物粉末の溶射
皮膜として必要とされる特性、つまり酸化クロム
の高温における金属とのぬれ性の悪さ、高硬度、
耐摩耗性並びに耐食性を著く劣化させる。 例えば溶融法によつて製造したCr2O3−Al2O3
系粉末材料を溶射した皮膜は高温における耐摩耗
性、金属とのぬれ性の悪さ、耐熱スポーリング性
を備えているため、鋼板等を連続焼鈍するための
搬送用ハースロールの溶射被覆に用いられた優れ
た性能を発揮する。しかし中には鋼板の付着物又
は鉄粉がハースロール表面に凝着堆積していわゆ
るビルドアツプを形成し、鋼板がハースロール上
を搬送される間に、その表面が傷つけられて鋼板
の品質が低下する現象がしばしば見受けられる。
このビルドアツプメカニズムの主たる要因とし
て、種々検討が成された結果、溶射皮膜中の金属
クロムが高温下で鋼材と反応するためであること
が判明した。 また、低温下における耐化学腐食用の保護皮膜
としても、酸化クロムを含有する溶射皮膜は優れ
た性能を発揮する。しかしこの皮膜中に化学腐食
に対して弱い金属クロムが存在すると、皮膜中に
通常存在する気孔を通じて、溶液並びに融体が容
易に浸透し腐食が生じ、溶射皮膜が本来有する耐
化学腐食性を著しく劣化させることが判明してい
る。 以上の例からも判るように、酸化クロムを含有
するセラミツク溶射皮膜中において金属クロムは
明らかに酸化クロムを含有する溶射材料が有する
本来の特性を著しく低下させる不純物として存在
しており、優れた溶射皮膜を製造するためには、
金属クロムの含有量を0.5wt％以下、好ましくは
0.1wt％以下とする必要性があることが確められ
た。 （発明が解決しようとする問題点） 本発明は、酸化クロムを含有するセラミツク溶
射皮膜中の夾雑成分に着目して検討した結果、従
来の溶射皮膜以上の性能が発揮できる溶射皮膜を
形成しうる粉末材料を製造するための方法を提供
するものである。 （問題点を解決するための手段） 本発明における溶射用粉末材料の製造方法は、
酸化クロムを含む酸化物粉末を溶融後固化し、粉
砕、分級する製造過程において、夾雑成分である
金属クロムの生成量を0.5wt％以下、好ましくは
0.1wt％以下に低減すべく、本発明の第１の特徴
（第１項発明）に従つて溶融時または溶融後の融
液と酸素含有ガスを接触させることにより、融液
中の金属クロムの生成を抑制するかもしくは低減
させることからなる。 さらに本発明の第２の特徴は、前記の如く酸素
含有ガスと接触させることにより、金属クロムの
生成が抑制され、もしくは金属クロムの含有量が
低減された融液を固化し、次いで粉砕分級する過
程において、さらに金属クロムの含有量を低減す
るため、粉砕、分級された粉末材料を高温酸化雰
囲気中で焙焼することからなる。かかる方法によ
つて粉末材料中の金属クロム含有量をより効果的
に減少させることができる。 本発明において融液と酸素含有ガスを接触させ
る態様としては、酸化クロム粉末を含む酸化物粉
末を例えば電気炉で溶融時に酸素を吹き込むか、
又は溶融後に酸素含有ガス雰囲気中で鋳造する
か、あるいは溶融後に融液を圧縮空気で吹き飛ば
す方法等があげられる。 本発明において、酸素含有ガスと接触させた融
液を固化し、次いで粉砕、分級して得られた粉末
材料を高温酸化雰囲気中で焙焼する方法としては
該粉末材料を５〜100μm、好ましくは10〜50μm
の粒径に調整して、空気中で1100〜1300℃で焙焼
し、該粉末材料に含まれる金属クロムを酸化処理
し、之によつて粉末材料中の金属クロム含有量を
0.5wt％以下に低減せしめる。 焙焼すべき粉末材料の粒径の限定理由並びに好
ましい焙焼温度について以下に述べる。 焙焼すべき粉末材料中に粒径が5μm未満の粒子
が存在する場合及び1300℃を超える温度での焙焼
は焼結が促進して、一次粒子への解砕が困難とな
り、好ましい方法ではない。又、粒径が100μmを
超える粒子が存在する場合及び1100℃未満の温度
での焙焼は、焙焼時間を大幅に延長しなければな
らず、また粒子中に取り込まれた金属クロムを完
全に酸化することが出来ないので、これも又好ま
しくない。 次に本発明による製品の品質検査の結果を表１
に示す。この検査は溶射用粉末材料中に含有され
る金属クロムの量を分析するための方法である。 試薬特級の塩酸と純水との１：１（体積比）の
溶液、50c.c.中に試料を浸し、一昼夜放置した後、
15分間煮沸し、冷却、ろ過した後、ろ過水を原子
吸光分析装置で定量分析を行い金属クロムの量を
算出した。 実施例 １ 純度99％以上の市販のAl2O350wt％と純度99％
以上の市販のCr2O350wt％を混合しアーク式電気
炉で溶融し、溶融開始から溶融が終わるまで融液
に酸素を１分間当り20の割合で吹き込み続け、
固化した後、粉砕、分級して10〜50μmの粒径の
表−１に示す粉末材料(1)を得た。 比較例１（従来例） 実施例１と同様の純度、同様の配合比で混合し
たAl2O3とCr2O3を従来法に従つてアーク式電気
炉にて溶融後固化したものを、粉砕、分級して10
〜50μmの粒径の表−１に示す粉末材料(2)を得た。 実施例 ２ 純度99％以上の市販のAl2O350wt％と純度99％
以上の市販のCr2O350wt％を混合しアーク式電気
炉で溶融し、溶融開始から溶融が終わるまで融液
に酸素を１分間当り20の割合で吹き込み続け、
固化した後、粉砕、分級して10〜50μmの粒径の
粉末材料を得た。次にこの粉末を空気中において
1200℃で３時間焙焼し、200メツシユのフルイで
解砕及び精製し表−１に示す粉末材料(3)を得た。 粉末材料中の金属クロム量は表−１の通りであ
る。
固化し、粉砕、分級することにより溶射用粉末材
料を製造するにあたり、特に粉末材料中の金属ク
ロムの含有量を0.5wt％以下にする溶射用粉末材
料の製造方法に関するものである。 （従来の技術） 金属等の素材表面にセラミツク粉末を溶射被覆
し、セラミツクスの特性を生かして、耐摩耗性、
耐熱性並びに耐食性等を向上させるセラミツク溶
射技術が発達してきている。セラミツク粉末の中
でも酸化クロムは融点が高く高硬度でありかつ化
学的に安定であるので酸化クロムを含む溶射皮膜
は保護皮膜として優れた性能が期待されうる。 溶射用粉末材料の製造方法の一つとして、原料
を溶融後、固化し、粉砕、分級することからなる
溶射用粉末材料の製造方法がある。 この方法により得られた粉末材料はバインダー
を必要とせず、粒子強度及び密度の高い優れた溶
射用粉末材料である。特に酸化クロムを含有する
酸化物は難焼結材が多いため上記方法を用いて製
造された溶射用粉末材料が推奨される。 しかし、酸化クロムは高温において酸素を放出
し、金属クロムを生成しやすい性質を持つている
ため、上記の溶融工程においては通常１〜5wt％
の金属クロムが生成する。この金属クロムは溶射
用粉末材料の製造上除去し難く、最終的にも混入
した金属クロムの大部分がそのまま溶射皮膜中に
残留することが避けられなかつた。この金属クロ
ムの存在は、酸化クロムを含む酸化物粉末の溶射
皮膜として必要とされる特性、つまり酸化クロム
の高温における金属とのぬれ性の悪さ、高硬度、
耐摩耗性並びに耐食性を著く劣化させる。 例えば溶融法によつて製造したCr2O3−Al2O3
系粉末材料を溶射した皮膜は高温における耐摩耗
性、金属とのぬれ性の悪さ、耐熱スポーリング性
を備えているため、鋼板等を連続焼鈍するための
搬送用ハースロールの溶射被覆に用いられた優れ
た性能を発揮する。しかし中には鋼板の付着物又
は鉄粉がハースロール表面に凝着堆積していわゆ
るビルドアツプを形成し、鋼板がハースロール上
を搬送される間に、その表面が傷つけられて鋼板
の品質が低下する現象がしばしば見受けられる。
このビルドアツプメカニズムの主たる要因とし
て、種々検討が成された結果、溶射皮膜中の金属
クロムが高温下で鋼材と反応するためであること
が判明した。 また、低温下における耐化学腐食用の保護皮膜
としても、酸化クロムを含有する溶射皮膜は優れ
た性能を発揮する。しかしこの皮膜中に化学腐食
に対して弱い金属クロムが存在すると、皮膜中に
通常存在する気孔を通じて、溶液並びに融体が容
易に浸透し腐食が生じ、溶射皮膜が本来有する耐
化学腐食性を著しく劣化させることが判明してい
る。 以上の例からも判るように、酸化クロムを含有
するセラミツク溶射皮膜中において金属クロムは
明らかに酸化クロムを含有する溶射材料が有する
本来の特性を著しく低下させる不純物として存在
しており、優れた溶射皮膜を製造するためには、
金属クロムの含有量を0.5wt％以下、好ましくは
0.1wt％以下とする必要性があることが確められ
た。 （発明が解決しようとする問題点） 本発明は、酸化クロムを含有するセラミツク溶
射皮膜中の夾雑成分に着目して検討した結果、従
来の溶射皮膜以上の性能が発揮できる溶射皮膜を
形成しうる粉末材料を製造するための方法を提供
するものである。 （問題点を解決するための手段） 本発明における溶射用粉末材料の製造方法は、
酸化クロムを含む酸化物粉末を溶融後固化し、粉
砕、分級する製造過程において、夾雑成分である
金属クロムの生成量を0.5wt％以下、好ましくは
0.1wt％以下に低減すべく、本発明の第１の特徴
（第１項発明）に従つて溶融時または溶融後の融
液と酸素含有ガスを接触させることにより、融液
中の金属クロムの生成を抑制するかもしくは低減
させることからなる。 さらに本発明の第２の特徴は、前記の如く酸素
含有ガスと接触させることにより、金属クロムの
生成が抑制され、もしくは金属クロムの含有量が
低減された融液を固化し、次いで粉砕分級する過
程において、さらに金属クロムの含有量を低減す
るため、粉砕、分級された粉末材料を高温酸化雰
囲気中で焙焼することからなる。かかる方法によ
つて粉末材料中の金属クロム含有量をより効果的
に減少させることができる。 本発明において融液と酸素含有ガスを接触させ
る態様としては、酸化クロム粉末を含む酸化物粉
末を例えば電気炉で溶融時に酸素を吹き込むか、
又は溶融後に酸素含有ガス雰囲気中で鋳造する
か、あるいは溶融後に融液を圧縮空気で吹き飛ば
す方法等があげられる。 本発明において、酸素含有ガスと接触させた融
液を固化し、次いで粉砕、分級して得られた粉末
材料を高温酸化雰囲気中で焙焼する方法としては
該粉末材料を５〜100μm、好ましくは10〜50μm
の粒径に調整して、空気中で1100〜1300℃で焙焼
し、該粉末材料に含まれる金属クロムを酸化処理
し、之によつて粉末材料中の金属クロム含有量を
0.5wt％以下に低減せしめる。 焙焼すべき粉末材料の粒径の限定理由並びに好
ましい焙焼温度について以下に述べる。 焙焼すべき粉末材料中に粒径が5μm未満の粒子
が存在する場合及び1300℃を超える温度での焙焼
は焼結が促進して、一次粒子への解砕が困難とな
り、好ましい方法ではない。又、粒径が100μmを
超える粒子が存在する場合及び1100℃未満の温度
での焙焼は、焙焼時間を大幅に延長しなければな
らず、また粒子中に取り込まれた金属クロムを完
全に酸化することが出来ないので、これも又好ま
しくない。 次に本発明による製品の品質検査の結果を表１
に示す。この検査は溶射用粉末材料中に含有され
る金属クロムの量を分析するための方法である。 試薬特級の塩酸と純水との１：１（体積比）の
溶液、50c.c.中に試料を浸し、一昼夜放置した後、
15分間煮沸し、冷却、ろ過した後、ろ過水を原子
吸光分析装置で定量分析を行い金属クロムの量を
算出した。 実施例 １ 純度99％以上の市販のAl2O350wt％と純度99％
以上の市販のCr2O350wt％を混合しアーク式電気
炉で溶融し、溶融開始から溶融が終わるまで融液
に酸素を１分間当り20の割合で吹き込み続け、
固化した後、粉砕、分級して10〜50μmの粒径の
表−１に示す粉末材料(1)を得た。 比較例１（従来例） 実施例１と同様の純度、同様の配合比で混合し
たAl2O3とCr2O3を従来法に従つてアーク式電気
炉にて溶融後固化したものを、粉砕、分級して10
〜50μmの粒径の表−１に示す粉末材料(2)を得た。 実施例 ２ 純度99％以上の市販のAl2O350wt％と純度99％
以上の市販のCr2O350wt％を混合しアーク式電気
炉で溶融し、溶融開始から溶融が終わるまで融液
に酸素を１分間当り20の割合で吹き込み続け、
固化した後、粉砕、分級して10〜50μmの粒径の
粉末材料を得た。次にこの粉末を空気中において
1200℃で３時間焙焼し、200メツシユのフルイで
解砕及び精製し表−１に示す粉末材料(3)を得た。 粉末材料中の金属クロム量は表−１の通りであ
る。
【表】
実施例１より得た材料(1)は、金属クロム量が
0.3％と、本発明での限定範囲を満足している。
又実施例２によつて得られた材料(3)は金属クロム
量が極めて少ない。 （発明の効果） 上記表からも明らかなように、酸化クロムを含
む酸化物粉末原料から、溶融、固化、粉砕、分級
の工程により得られる溶射用粉末中の金属クロム
の含有量を有利に低減することができる。
0.3％と、本発明での限定範囲を満足している。
又実施例２によつて得られた材料(3)は金属クロム
量が極めて少ない。 （発明の効果） 上記表からも明らかなように、酸化クロムを含
む酸化物粉末原料から、溶融、固化、粉砕、分級
の工程により得られる溶射用粉末中の金属クロム
の含有量を有利に低減することができる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 酸化クロム粉末を含む酸化物粉末を溶融後固
化し、粉砕、分級することによつて溶射用粉末材
料を製造するに当たり、前記溶融後の融液と酸素
含有ガスを接触させて、該融液中の金属クロムの
含有量を0.5wt％以下に低減させることを特徴と
する溶射用粉末材料の製造方法。 ２ 酸化クロム粉末を含む酸化物粉末を溶融後固
化し、粉砕、分級することによつて溶射用粉末材
料を製造するに当たり、前記溶融後の融液と酸素
含有ガスを接触させた後固化し、次いで粉砕、分
級により５〜100μmの粒径の粉末材料を得、この
粉末材料を高温酸化雰囲気中で焙焼することによ
り該粉末中の金属クロムの含有量を0.5wt％以下
に低減させることを特徴とする溶射用粉末材料の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60203925A JPS6263659A (ja) | 1985-09-14 | 1985-09-14 | 溶射用粉末材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60203925A JPS6263659A (ja) | 1985-09-14 | 1985-09-14 | 溶射用粉末材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6263659A JPS6263659A (ja) | 1987-03-20 |
| JPH0520498B2 true JPH0520498B2 (ja) | 1993-03-19 |
Family
ID=16481964
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60203925A Granted JPS6263659A (ja) | 1985-09-14 | 1985-09-14 | 溶射用粉末材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6263659A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6410470B1 (en) * | 2000-04-24 | 2002-06-25 | Saint-Gobain Industrial Ceramics, Inc. | Thermal spray powder process |
-
1985
- 1985-09-14 JP JP60203925A patent/JPS6263659A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6263659A (ja) | 1987-03-20 |
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