JPH06340960A - プラズマ熱処理を利用した溶射皮膜改質方法 - Google Patents
プラズマ熱処理を利用した溶射皮膜改質方法Info
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- JPH06340960A JPH06340960A JP8471692A JP8471692A JPH06340960A JP H06340960 A JPH06340960 A JP H06340960A JP 8471692 A JP8471692 A JP 8471692A JP 8471692 A JP8471692 A JP 8471692A JP H06340960 A JPH06340960 A JP H06340960A
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- JP
- Japan
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- heat treatment
- thermally sprayed
- sprayed coating
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- coating film
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- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、溶射皮膜に耐摩耗性、耐食性をも
たせる。 【構成】 基材の表面に形成された溶射皮膜に、プラズ
マ熱処理で浸炭処理を行うことにより、耐摩耗性を付与
する。
たせる。 【構成】 基材の表面に形成された溶射皮膜に、プラズ
マ熱処理で浸炭処理を行うことにより、耐摩耗性を付与
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、常温・高温で耐摩耗
性や耐食性が要求される機械・装置構造材や部品等への
利用が可能なプラズマ熱処理（又はイオン熱処理）を利
用した溶射皮膜の改質方法に関する。
性や耐食性が要求される機械・装置構造材や部品等への
利用が可能なプラズマ熱処理（又はイオン熱処理）を利
用した溶射皮膜の改質方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、溶射加工と熱処理加工は金属材料
の表面加工技術等としては互いに競合する分野であり、
溶射皮膜を熱処理するようなことは行われておらず、研
究もされていないのが現状である。したがって、溶射皮
膜を熱処理するこれまでの例としては、自溶合金溶射
（ＪＩＳ Ｈ ８３０３）を酸素・アセチレンガス炎等
でフュージングする以外には無い。
の表面加工技術等としては互いに競合する分野であり、
溶射皮膜を熱処理するようなことは行われておらず、研
究もされていないのが現状である。したがって、溶射皮
膜を熱処理するこれまでの例としては、自溶合金溶射
（ＪＩＳ Ｈ ８３０３）を酸素・アセチレンガス炎等
でフュージングする以外には無い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】現在、工業界で最も問
題点の解決が迫られている溶射皮膜の例としては、次の
ようなものが上げられる。 イ）例えば高温条件下で使用される成型ロールや金型等
に応用される８５０℃程度の高温耐摩耗用溶射にクロム
カーバイド系（Ｃｒ3Ｃ2ー ＮｉＣｒ）材料が使用され
ているが、耐酸化性や密着強化に問題がある。 ロ）常温域の耐摩耗用溶射にタングステンカーバイド系
（ＷＣ−Ｃｏ，ＷＣ−ＮｉＣｒ）材料が使用されている
が、溶射中にタングステンカーバイドの脱炭による分解
は避けられなく、軟質で耐摩耗性に問題がある。
題点の解決が迫られている溶射皮膜の例としては、次の
ようなものが上げられる。 イ）例えば高温条件下で使用される成型ロールや金型等
に応用される８５０℃程度の高温耐摩耗用溶射にクロム
カーバイド系（Ｃｒ3Ｃ2ー ＮｉＣｒ）材料が使用され
ているが、耐酸化性や密着強化に問題がある。 ロ）常温域の耐摩耗用溶射にタングステンカーバイド系
（ＷＣ−Ｃｏ，ＷＣ−ＮｉＣｒ）材料が使用されている
が、溶射中にタングステンカーバイドの脱炭による分解
は避けられなく、軟質で耐摩耗性に問題がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記のような問題点を解
決するための本発明の方法は、基材の表面形成された溶
射皮膜にプラズマ熱処理を利用して浸炭処理を行うこと
によって耐摩性を付与するプラズマ熱処理を利用したこ
とを特徴としている。
決するための本発明の方法は、基材の表面形成された溶
射皮膜にプラズマ熱処理を利用して浸炭処理を行うこと
によって耐摩性を付与するプラズマ熱処理を利用したこ
とを特徴としている。
【０００５】
【作用】上記のような問題点は、本発明の方法でプラズ
マ熱処理することにより解決できる。例えば、自溶合金
溶射皮膜のフュージング温度域で本熱処理法により浸炭
処理すると、皮膜表面にクロムカーバイド（Ｃｒ3Ｃ2）
層が厚く生成すると同時に、皮膜は基材と治金結合する
ので、従来のクロムカーバイド系溶射皮膜の問題点であ
る耐酸化性や密着強度の面が解決できる。また同様にタ
ングステンカーバイドが分解した状態の溶射皮膜を、本
熱処理法により浸炭処理すると、復炭して燒結体と同じ
結晶構造となり、高密度化し硬質化する。このため溶射
のままの状態に比べて著しく耐摩耗性が向上する。
マ熱処理することにより解決できる。例えば、自溶合金
溶射皮膜のフュージング温度域で本熱処理法により浸炭
処理すると、皮膜表面にクロムカーバイド（Ｃｒ3Ｃ2）
層が厚く生成すると同時に、皮膜は基材と治金結合する
ので、従来のクロムカーバイド系溶射皮膜の問題点であ
る耐酸化性や密着強度の面が解決できる。また同様にタ
ングステンカーバイドが分解した状態の溶射皮膜を、本
熱処理法により浸炭処理すると、復炭して燒結体と同じ
結晶構造となり、高密度化し硬質化する。このため溶射
のままの状態に比べて著しく耐摩耗性が向上する。
【０００６】
イ）自溶合金溶射皮膜の改質例 ＪＩＳ Ｈ ８３０３の４種ニッケル自溶合金溶射皮膜
をフュージング温度域でプラズマ浸炭処理すると、図１
のＸ線回析図に改質前（Ａ）改質後（Ｂ）として示すよ
うに、クロムカーバイド（Ｃｒ3Ｃ2）層が生成する。表
１に本発明による改質前後（Ａ），（Ｂ）の皮膜と、試
料（Ｃ）で示す従来使用されているクロムカーバイドー
２０ニクロム溶射皮膜（Ｃｒ3Ｃ2−２０ＮｉＣｒ）の性
能を比較したものを示す。（Ｃ）の従来の皮膜はニクロ
ム基地にクロムカーバイド粒子が分散した状態である
が、本改質皮膜（Ｂ）はクロムカーバイドが層状に厚く
生成し、前者に比べて機械的性質や耐熱性に優れる。図
３（Ａ）〜（Ｃ）及び図５（Ａ）〜（Ｃ）はいずれも上
記試料（Ａ）〜（Ｃ）の断面写真（×４００）と断面組
織図である。なお、プラズマ浸炭処理としてはプラズマ
中に炭化水素系のガス（メタン、プロパン等）を供給
し、電離した炭素イオンを加速供給させる方法によって
行った。
をフュージング温度域でプラズマ浸炭処理すると、図１
のＸ線回析図に改質前（Ａ）改質後（Ｂ）として示すよ
うに、クロムカーバイド（Ｃｒ3Ｃ2）層が生成する。表
１に本発明による改質前後（Ａ），（Ｂ）の皮膜と、試
料（Ｃ）で示す従来使用されているクロムカーバイドー
２０ニクロム溶射皮膜（Ｃｒ3Ｃ2−２０ＮｉＣｒ）の性
能を比較したものを示す。（Ｃ）の従来の皮膜はニクロ
ム基地にクロムカーバイド粒子が分散した状態である
が、本改質皮膜（Ｂ）はクロムカーバイドが層状に厚く
生成し、前者に比べて機械的性質や耐熱性に優れる。図
３（Ａ）〜（Ｃ）及び図５（Ａ）〜（Ｃ）はいずれも上
記試料（Ａ）〜（Ｃ）の断面写真（×４００）と断面組
織図である。なお、プラズマ浸炭処理としてはプラズマ
中に炭化水素系のガス（メタン、プロパン等）を供給
し、電離した炭素イオンを加速供給させる方法によって
行った。
【０００７】
【表１】
【０００８】ロ）タングステンカーバイド系溶射皮膜の
改質例 図中（Ｄ）で示す既存のタングステンカーバイドー１２
コバルト溶射皮膜（ＷＣ−１２Ｃｏ）は、溶射中のタン
グステンカーバイド（ＷＣ）の脱炭反応による分解によ
って、低級炭化物（Ｗ2Ｃ）や金属タングステン（Ｗ）
が生成するが、これを１０００℃でプラズマ浸炭処理
（図中（Ｅ）で示す）すると、図２のＸ線回析図の
（Ｄ），（Ｅ）と図４（Ｄ），（Ｅ）、図６（Ｄ），
（Ｅ）の断面写真（×４００）及び断面組織図に│示す
ように、復炭して溶射材料と同じタングステンカーバイ
ド（ＷＣ）とコバルト（Ｃｏ）の２層に改質される。表
２に溶射のままの皮膜（Ｄ）と、プラズマ浸炭処理した
皮膜（Ｅ）の性能を比較したものを示す。浸炭処理する
と硬質化し、耐摩耗性が向上する。浸炭処理の方法は実
施例イ）の場合と同様に行った。
改質例 図中（Ｄ）で示す既存のタングステンカーバイドー１２
コバルト溶射皮膜（ＷＣ−１２Ｃｏ）は、溶射中のタン
グステンカーバイド（ＷＣ）の脱炭反応による分解によ
って、低級炭化物（Ｗ2Ｃ）や金属タングステン（Ｗ）
が生成するが、これを１０００℃でプラズマ浸炭処理
（図中（Ｅ）で示す）すると、図２のＸ線回析図の
（Ｄ），（Ｅ）と図４（Ｄ），（Ｅ）、図６（Ｄ），
（Ｅ）の断面写真（×４００）及び断面組織図に│示す
ように、復炭して溶射材料と同じタングステンカーバイ
ド（ＷＣ）とコバルト（Ｃｏ）の２層に改質される。表
２に溶射のままの皮膜（Ｄ）と、プラズマ浸炭処理した
皮膜（Ｅ）の性能を比較したものを示す。浸炭処理する
と硬質化し、耐摩耗性が向上する。浸炭処理の方法は実
施例イ）の場合と同様に行った。
【０００９】
【表２】
【００１０】
【発明の効果】従来の溶射皮膜に比べて、本発明の方法
による改質皮膜は多岐にわたり飛躍的に性能が優れてい
るために、機械的・熱的・化学的機能が要求される産業
界において、新素材として活用でき、また溶射市場の拡
大も図れる。例えば自溶合金溶射皮膜のフュージング温
度域で本発明の熱処理法により浸炭処理すると、皮膜表
面にクロムカーバイド（Ｃｒ3Ｃ2）層が厚く生成すると
同時─に、皮膜は基材と治金結合するので、従来のクロ
ムカーバイド系溶射皮膜の問題点である耐酸化性や密着
強度の面が解決できる。またタングステンカーバイドが
分解した状態の溶射皮膜を、本熱処理法により浸炭処理
すると、復炭して燒結体と同じ結晶構造となり、高密度
化し硬質化する。このため溶射のままの状態に比べて著
しく耐摩耗性が向上する。
による改質皮膜は多岐にわたり飛躍的に性能が優れてい
るために、機械的・熱的・化学的機能が要求される産業
界において、新素材として活用でき、また溶射市場の拡
大も図れる。例えば自溶合金溶射皮膜のフュージング温
度域で本発明の熱処理法により浸炭処理すると、皮膜表
面にクロムカーバイド（Ｃｒ3Ｃ2）層が厚く生成すると
同時─に、皮膜は基材と治金結合するので、従来のクロ
ムカーバイド系溶射皮膜の問題点である耐酸化性や密着
強度の面が解決できる。またタングステンカーバイドが
分解した状態の溶射皮膜を、本熱処理法により浸炭処理
すると、復炭して燒結体と同じ結晶構造となり、高密度
化し硬質化する。このため溶射のままの状態に比べて著
しく耐摩耗性が向上する。
【図１】自溶合金溶射皮膜の改質前後のＸ線回析図。
【図２】タングステンカーバイドー１２コバルト溶射皮
膜のＸ線回析図。
膜のＸ線回析図。
【│図３】（Ａ），（Ｂ）はＪＩＳ Ｈ ８３０３の４
種ニッケル自溶合金溶射皮膜の浸炭処理前後の断面写真
を、（Ｃ）は未処理のクロムカーバイドー２０ニクロム
溶射皮膜のそれぞれの断面写真集。
種ニッケル自溶合金溶射皮膜の浸炭処理前後の断面写真
を、（Ｃ）は未処理のクロムカーバイドー２０ニクロム
溶射皮膜のそれぞれの断面写真集。
【図４】（Ｄ），（Ｅ）はタングステンカーバイドー１
２コバルト溶射皮膜の浸炭処理前後の断面写真。
２コバルト溶射皮膜の浸炭処理前後の断面写真。
【図５】（Ａ），（Ｂ）はＪＩＳ Ｈ ８３０３の４種
ニッケル自溶合金溶射皮膜の浸炭処理前後の断面写真
を、（Ｃ）は未処理のクロムカーバイドー２０ニクロム
溶射皮膜のそれぞれの断面組織図。
ニッケル自溶合金溶射皮膜の浸炭処理前後の断面写真
を、（Ｃ）は未処理のクロムカーバイドー２０ニクロム
溶射皮膜のそれぞれの断面組織図。
【図６】（Ｄ），（Ｅ）はタングステンカーバイドー１
２コバルト溶射皮膜の浸炭処理前後の断面組織図。
２コバルト溶射皮膜の浸炭処理前後の断面組織図。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年１０月１５日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図３】（Ａ），（Ｂ）はＪＩＳ Ｈ ８３０３の４種
ニッケル自溶合金溶射皮膜の浸炭処理前後の結晶構造を
示す断面写真、（Ｃ）は未処理のクムロカーバイドー２
０ニクロム溶射皮膜の結晶構造を示す断面写真。
ニッケル自溶合金溶射皮膜の浸炭処理前後の結晶構造を
示す断面写真、（Ｃ）は未処理のクムロカーバイドー２
０ニクロム溶射皮膜の結晶構造を示す断面写真。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図４】（Ｄ），（Ｅ）はタングステンカーバイドー１
２コバルト溶射皮膜の浸炭処理前後の結晶構造を示す断
面写真。
２コバルト溶射皮膜の浸炭処理前後の結晶構造を示す断
面写真。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正内容】
【図５】（Ａ），（Ｂ）はＪＩＳ Ｈ ８３０３の４種
ニッケル自溶合金溶射皮膜の浸炭処理前後の断面組織
図、（Ｃ）は未処理のクムロカーバイドー２０ニクロム
溶射皮膜の断面組織図。
ニッケル自溶合金溶射皮膜の浸炭処理前後の断面組織
図、（Ｃ）は未処理のクムロカーバイドー２０ニクロム
溶射皮膜の断面組織図。
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図３】
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図４】
Claims (1)
- 【請求項１】 基材の表面に形成された溶射皮膜にプラ
ズマ熱処理を利用して浸炭処理を行うことによって耐摩
性を付与するプラズマ熱処理を利用した溶射皮膜の改質
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4084716A JPH07103459B2 (ja) | 1992-03-06 | 1992-03-06 | プラズマ熱処理を利用した溶射皮膜改質方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4084716A JPH07103459B2 (ja) | 1992-03-06 | 1992-03-06 | プラズマ熱処理を利用した溶射皮膜改質方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06340960A true JPH06340960A (ja) | 1994-12-13 |
| JPH07103459B2 JPH07103459B2 (ja) | 1995-11-08 |
Family
ID=13838405
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4084716A Expired - Fee Related JPH07103459B2 (ja) | 1992-03-06 | 1992-03-06 | プラズマ熱処理を利用した溶射皮膜改質方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07103459B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6410523B1 (en) * | 1998-04-10 | 2002-06-25 | Chugai Seiyaku Kabushiki Kaisha | Vitamin D derivatives substituted at the 2beta-position |
| KR100619593B1 (ko) * | 2004-12-16 | 2006-09-07 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 나노 구조 카바이드-코발트계 용사코팅재의 내마모성향상을 위한 열처리 방법 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5934787A (ja) * | 1982-08-23 | 1984-02-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 磁気録画再生装置 |
-
1992
- 1992-03-06 JP JP4084716A patent/JPH07103459B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5934787A (ja) * | 1982-08-23 | 1984-02-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 磁気録画再生装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6410523B1 (en) * | 1998-04-10 | 2002-06-25 | Chugai Seiyaku Kabushiki Kaisha | Vitamin D derivatives substituted at the 2beta-position |
| KR100619593B1 (ko) * | 2004-12-16 | 2006-09-07 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 나노 구조 카바이드-코발트계 용사코팅재의 내마모성향상을 위한 열처리 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07103459B2 (ja) | 1995-11-08 |
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