JPH0520500B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0520500B2 JPH0520500B2 JP60203927A JP20392785A JPH0520500B2 JP H0520500 B2 JPH0520500 B2 JP H0520500B2 JP 60203927 A JP60203927 A JP 60203927A JP 20392785 A JP20392785 A JP 20392785A JP H0520500 B2 JPH0520500 B2 JP H0520500B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- powder
- powder material
- metallic chromium
- oxide
- chromium
- 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
金属クロムの含有量を0.5wt％以下、好ましくは
0.1wt％以下に低減すべく酸処理が可能な粒度に
粉砕、分級し、金属クロムを塩酸、硫酸、硝酸も
しくはこれらの混酸を用いて溶解、除去すること
からなる。 以下、本発明を更に詳細に説明する。 本発明においては、金属クロムを除去するため
に、上記の酸洗処理による方法を用いる。すなわ
ち、常法により酸化クロム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、好ましくは、濃度１〜4Nの塩酸、硫酸、硝
酸もしくは、それらの混酸にて酸洗処理工程にか
け金属クロムを溶解除去する。 粉末材料の粒径並びに好ましい酸濃度の設定に
ついて以下に述べる。 酸洗処理のために上記の如く粉末材料の粒度を
５〜100μmと規定した理由は、粒径が5μm未満の
場合、酸洗処理後の水洗に長時間を要する事と著
しい歩留りの低下が認められ、一方粒径が100μm
を超える場合は、酸洗処理時の金属クロムの溶解
に必要以上の時間を要することと、粒子内部に取
り込まれた金属クロムを完全に溶解することが出
来ないからである。なお酸濃度については広範囲
で選ばれうるが粒子径５〜100μmの粉末材料から
適切に金属クロムを除去出来、かつ水洗等の後処
理が容易に出来る好ましい濃度は１〜4Nである。 なお、本発明を実施するにあたり原料の溶融時
に予め溶湯に酸素含有ガスを接触させる酸化処理
方法を適用してその段階での金属クロムの生成を
抑制することにより、溶射用粉末材料中の金属ク
ロムの含有量を、より効果的に減少させることが
できる。 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、過した後、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
気炉にて溶融固化し、粉砕、分級により10〜
50μmの粒径の粉末材料(1)と100〜200μmの粒径の
粉末材料(2)を得た。次に攪拌機を備えた容量１m3
の処理槽へ水を300、粉末材料(1)を30Kg投入し、
攪拌を行いながら、処理槽内の液の濃度が2Nに
なるように塩酸を供給し、１時間攪拌した後、一
昼夜放置し過、水洗し、処理品を得た。この処
理品を乾燥及び精製し粉末材料(3)を得た。粉末材
料(2)も全く同じ方法にて塩酸処理を行ない粉末材
料(4)を得た。 粉末材料中の金属クロム量は表−１の通りであ
る。
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、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
金属クロムの含有量を0.5wt％以下、好ましくは
0.1wt％以下に低減すべく酸処理が可能な粒度に
粉砕、分級し、金属クロムを塩酸、硫酸、硝酸も
しくはこれらの混酸を用いて溶解、除去すること
からなる。 以下、本発明を更に詳細に説明する。 本発明においては、金属クロムを除去するため
に、上記の酸洗処理による方法を用いる。すなわ
ち、常法により酸化クロム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、好ましくは、濃度１〜4Nの塩酸、硫酸、硝
酸もしくは、それらの混酸にて酸洗処理工程にか
け金属クロムを溶解除去する。 粉末材料の粒径並びに好ましい酸濃度の設定に
ついて以下に述べる。 酸洗処理のために上記の如く粉末材料の粒度を
５〜100μmと規定した理由は、粒径が5μm未満の
場合、酸洗処理後の水洗に長時間を要する事と著
しい歩留りの低下が認められ、一方粒径が100μm
を超える場合は、酸洗処理時の金属クロムの溶解
に必要以上の時間を要することと、粒子内部に取
り込まれた金属クロムを完全に溶解することが出
来ないからである。なお酸濃度については広範囲
で選ばれうるが粒子径５〜100μmの粉末材料から
適切に金属クロムを除去出来、かつ水洗等の後処
理が容易に出来る好ましい濃度は１〜4Nである。 なお、本発明を実施するにあたり原料の溶融時
に予め溶湯に酸素含有ガスを接触させる酸化処理
方法を適用してその段階での金属クロムの生成を
抑制することにより、溶射用粉末材料中の金属ク
ロムの含有量を、より効果的に減少させることが
できる。 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、過した後、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
気炉にて溶融固化し、粉砕、分級により10〜
50μmの粒径の粉末材料(1)と100〜200μmの粒径の
粉末材料(2)を得た。次に攪拌機を備えた容量１m3
の処理槽へ水を300、粉末材料(1)を30Kg投入し、
攪拌を行いながら、処理槽内の液の濃度が2Nに
なるように塩酸を供給し、１時間攪拌した後、一
昼夜放置し過、水洗し、処理品を得た。この処
理品を乾燥及び精製し粉末材料(3)を得た。粉末材
料(2)も全く同じ方法にて塩酸処理を行ない粉末材
料(4)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】
（発明の効果）
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。
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、分級することからなる溶射用粉末材
料の製造方法において、前記粉砕、分級により、
５〜100μmの粒径の粉末材料を得、これを酸洗す
ることにより該粉末中の金属クロム含有量を
0.5wt％以下に低減す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 |
|---|---|---|---|
| JP60203927A JPS6263661A (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 |
|---|---|---|---|
| JP60203927A JPS6263661A (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 |
|---|---|
| JPS6263661A JPS6263661A (ja) | 1987-03-20 |
| JPH0520500B2 true JPH0520500B2 (ja) | 1993-03-19 |
Family
ID=16481998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60203927A Granted JPS6263661A (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) | JPS6263661A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006144094A (ja) * | 2004-11-22 | 2006-06-08 | Fujimi Inc | 溶射用粉末及びその製造方法 |
-
1985
- 1985-09-14 JP JP60203927A patent/JPS6263661A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6263661A (ja) | 1987-03-20 |
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