JPH0520499B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0520499B2 JPH0520499B2 JP60203926A JP20392685A JPH0520499B2 JP H0520499 B2 JPH0520499 B2 JP H0520499B2 JP 60203926 A JP60203926 A JP 60203926A JP 20392685 A JP20392685 A JP 20392685A JP H0520499 B2 JPH0520499 B2 JP H0520499B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- powder
- powder material
- metallic chromium
- oxide
- chromium oxide
- 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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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
- C23C4/04—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しく劣化させる。 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） 本発明の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
下に低減すべく前記溶融固化後に酸化処理が可能
な粒度に粉砕、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ことにより、該粉末材料
中に含まれる金属クロムを酸化クロムに変えるこ
とからなる。 本発明を更に詳しく説明すると、酸化クロム粉
末を含む酸化物粉末を溶融固化し、次いで粉砕、
分級により、５〜100μm、好ましくは10〜50μm
の粒径に調整した粉末材料を空気中で例えば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。処
理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。 処理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Cr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Cr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％とを混合しアーク式電
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(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。 比較例２（条件外の例） 実施例１と全く同じ方法で製造したインゴツト
を粉砕分級して100〜200μmの粉末材料を得た。
次にこの粉末を実施例１と全く同じ方法で酸化焙
焼し、60メツシユの篩で解砕及び精製し、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しく劣化させる。 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） 本発明の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
下に低減すべく前記溶融固化後に酸化処理が可能
な粒度に粉砕、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ことにより、該粉末材料
中に含まれる金属クロムを酸化クロムに変えるこ
とからなる。 本発明を更に詳しく説明すると、酸化クロム粉
末を含む酸化物粉末を溶融固化し、次いで粉砕、
分級により、５〜100μm、好ましくは10〜50μm
の粒径に調整した粉末材料を空気中で例えば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。処
理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。 処理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Cr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Cr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％とを混合しアーク式電
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(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。 比較例２（条件外の例） 実施例１と全く同じ方法で製造したインゴツト
を粉砕分級して100〜200μmの粉末材料を得た。
次にこの粉末を実施例１と全く同じ方法で酸化焙
焼し、60メツシユの篩で解砕及び精製し、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によつて得た材料(1)は、本発明での好
ましい金属クロム量（0.1wt％以下）のものとな
つている。 これに対して比較例２によつて得た材料(3)は酸
化焙焼前の粉末の粒度が100〜200μmと大きく、
金属クロム量が1.35wt％と多い。 （発明の効果） 上記表からも明らかなように本発明によれば酸
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。
ましい金属クロム量（0.1wt％以下）のものとな
つている。 これに対して比較例２によつて得た材料(3)は酸
化焙焼前の粉末の粒度が100〜200μmと大きく、
金属クロム量が1.35wt％と多い。 （発明の効果） 上記表からも明らかなように本発明によれば酸
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)
- 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 |
|---|---|---|---|
| JP60203926A JPS6263660A (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 |
|---|---|---|---|
| JP60203926A JPS6263660A (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 |
|---|---|
| JPS6263660A JPS6263660A (ja) | 1987-03-20 |
| JPH0520499B2 true JPH0520499B2 (ja) | 1993-03-19 |
Family
ID=16481981
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60203926A Granted JPS6263660A (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) | JPS6263660A (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 JP60203926A patent/JPS6263660A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6263660A (ja) | 1987-03-20 |
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