JPH0649659A - 耐環境・耐摩耗性被覆材料 - Google Patents
耐環境・耐摩耗性被覆材料Info
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- JPH0649659A JPH0649659A JP22804992A JP22804992A JPH0649659A JP H0649659 A JPH0649659 A JP H0649659A JP 22804992 A JP22804992 A JP 22804992A JP 22804992 A JP22804992 A JP 22804992A JP H0649659 A JPH0649659 A JP H0649659A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高温高圧の燃料や燃焼ガス等の化学的に活性
な環境下で浸食等がなく極めて安定であり、燃料等に高
硬度の不純物粒子が含有される場合であっても摩耗が極
めて少なく、特に石油焚きボイラーの石油噴霧用バーナ
ーチップ等の材料として好適な耐環境・耐摩耗性被覆材
料を提供する。 【構成】 耐熱性の金属基材と、金属基材の表面に設け
たチタンの炭化物、窒化物又は炭窒化物の単層若しくは
２種以上の複層からなる中間層と、中間層の表面に設け
たクロムの窒化物からなる表面層とを備えた耐環境・耐
摩耗性被覆材料であり、高温高圧の燃料や燃焼ガス等の
化学的に活性な環境下での化学的安定性及び耐摩耗性に
特に優れている。
な環境下で浸食等がなく極めて安定であり、燃料等に高
硬度の不純物粒子が含有される場合であっても摩耗が極
めて少なく、特に石油焚きボイラーの石油噴霧用バーナ
ーチップ等の材料として好適な耐環境・耐摩耗性被覆材
料を提供する。 【構成】 耐熱性の金属基材と、金属基材の表面に設け
たチタンの炭化物、窒化物又は炭窒化物の単層若しくは
２種以上の複層からなる中間層と、中間層の表面に設け
たクロムの窒化物からなる表面層とを備えた耐環境・耐
摩耗性被覆材料であり、高温高圧の燃料や燃焼ガス等の
化学的に活性な環境下での化学的安定性及び耐摩耗性に
特に優れている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ボイラー部品等のよう
に高温高圧の蒸気や燃料又は燃焼ガス等の化学的に活性
な環境下で使用され、耐熱性の外に耐食性や耐摩耗性等
を要求される各種部品として好適な耐環境・耐摩耗性被
覆材料に関する。
に高温高圧の蒸気や燃料又は燃焼ガス等の化学的に活性
な環境下で使用され、耐熱性の外に耐食性や耐摩耗性等
を要求される各種部品として好適な耐環境・耐摩耗性被
覆材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、高温高圧の蒸気や燃料又は燃焼ガ
ス等の化学的に活性な環境下で使用される各種部品、例
えば火力発電所の石油焚きボイラー部品や高圧蒸気用バ
ルブ等は、加工性や耐熱性或は耐摩耗性等の点から、主
として高速度工具鋼のような焼入れ鋼により作製されて
いた。しかし、これらの部品の耐用期間は非常に短く、
点検や取り替えだけでも大きな負担となっていた。
ス等の化学的に活性な環境下で使用される各種部品、例
えば火力発電所の石油焚きボイラー部品や高圧蒸気用バ
ルブ等は、加工性や耐熱性或は耐摩耗性等の点から、主
として高速度工具鋼のような焼入れ鋼により作製されて
いた。しかし、これらの部品の耐用期間は非常に短く、
点検や取り替えだけでも大きな負担となっていた。
【０００３】その一例として、石油焚きボイラーの石油
噴霧用バーナーチップについて説明する。図２は、石油
焚きボイラーのバーナーガン先端部を部品毎に分解して
示した一部切欠側面図である。燃料である重原油は、図
２に矢印で示すごとく、高圧でノズルボデイ１の中央孔
からバックプレート２の内側環状孔を経てワールプレー
ト３のワールチャンバーに入り、そこからスプレイプレ
ート（通常はバーナーチップと称す）４のノズル孔５を
通って霧状になり、ノズルキャップ６から燃焼室内に噴
霧される。又、重原油の一部はノズル孔から噴出され
ず、スプレイプレート４の内壁に沿ってワールプレート
３の環状孔に入り、バックプレート２の外側環状孔を経
てノズルボデイ１に戻るようになっている。
噴霧用バーナーチップについて説明する。図２は、石油
焚きボイラーのバーナーガン先端部を部品毎に分解して
示した一部切欠側面図である。燃料である重原油は、図
２に矢印で示すごとく、高圧でノズルボデイ１の中央孔
からバックプレート２の内側環状孔を経てワールプレー
ト３のワールチャンバーに入り、そこからスプレイプレ
ート（通常はバーナーチップと称す）４のノズル孔５を
通って霧状になり、ノズルキャップ６から燃焼室内に噴
霧される。又、重原油の一部はノズル孔から噴出され
ず、スプレイプレート４の内壁に沿ってワールプレート
３の環状孔に入り、バックプレート２の外側環状孔を経
てノズルボデイ１に戻るようになっている。
【０００４】上記バーナーチップ、即ちスプレイプレー
ト４は、従来から高速度工具鋼のようなビッカース硬さ
が８００〜９００の工具鋼で構成され、スプレイプレー
ト４の中央には直径７.１４ｍｍのノズル孔５が設けら
れている。重原油は流速３５ｍ／ｓｅｃでノズル孔５を
通る際にそのエッジで霧状にされるが、同時にノズル孔
５の周囲は高速の重原油の流れにより浸食（エロージョ
ン）され、或は重原油に含まれるシリカやアルミナ等の
粘土質の不純物により摩耗される。
ト４は、従来から高速度工具鋼のようなビッカース硬さ
が８００〜９００の工具鋼で構成され、スプレイプレー
ト４の中央には直径７.１４ｍｍのノズル孔５が設けら
れている。重原油は流速３５ｍ／ｓｅｃでノズル孔５を
通る際にそのエッジで霧状にされるが、同時にノズル孔
５の周囲は高速の重原油の流れにより浸食（エロージョ
ン）され、或は重原油に含まれるシリカやアルミナ等の
粘土質の不純物により摩耗される。
【０００５】特に、主な不純物であるシリカやアルミナ
はビッカース硬さが１０００〜２０００とスプレイプレ
ート４を構成する工具鋼よりも硬く、これら不純物が通
常は直径０.００５〜０.０１ｍｍ程度の微粒子となっ
て、重原油中に１０〜１２０ｐｐｍ（平均的には５０ｐ
ｐｍ）程度含まれる。このため、摩耗によりノズル孔５
のエッジが次第に後退し、その直径が７.３６ｍｍに拡
大すれば燃料の噴射が乱れるのでスプレイプレート４を
取り替えなければならず、取り替えまでの寿命は通常１
年間と設定されている。
はビッカース硬さが１０００〜２０００とスプレイプレ
ート４を構成する工具鋼よりも硬く、これら不純物が通
常は直径０.００５〜０.０１ｍｍ程度の微粒子となっ
て、重原油中に１０〜１２０ｐｐｍ（平均的には５０ｐ
ｐｍ）程度含まれる。このため、摩耗によりノズル孔５
のエッジが次第に後退し、その直径が７.３６ｍｍに拡
大すれば燃料の噴射が乱れるのでスプレイプレート４を
取り替えなければならず、取り替えまでの寿命は通常１
年間と設定されている。
【０００６】しかし、最近では経済的な理由から、燃料
として粘土質の不純物を多く含む低質の重原油を使用す
る機会が増えたため、ノズル孔５の周辺の摩耗が一層激
しくなり、設定寿命の１年はおろか、低質重原油のみを
使用すれば寿命は僅か１.５カ月程度に短縮される。こ
のため、上質重原油を併用する等して摩耗を抑制するよ
う努めているが、石油焚きボイラー１台当たり２０数個
存在するスプレイプレート４の点検や取り替え等に要す
る時間的及び人的損失は過大であり、スプレイプレート
４の寿命の向上が強く望まれている。
として粘土質の不純物を多く含む低質の重原油を使用す
る機会が増えたため、ノズル孔５の周辺の摩耗が一層激
しくなり、設定寿命の１年はおろか、低質重原油のみを
使用すれば寿命は僅か１.５カ月程度に短縮される。こ
のため、上質重原油を併用する等して摩耗を抑制するよ
う努めているが、石油焚きボイラー１台当たり２０数個
存在するスプレイプレート４の点検や取り替え等に要す
る時間的及び人的損失は過大であり、スプレイプレート
４の寿命の向上が強く望まれている。
【０００７】尚、スプレイプレート等のバーナー部品
を、サーメットやセラミックス等の硬質材料で作製しよ
うとする試みもあるが、製造コストが高価になること、
及びこれら硬質材料は一般に靭性に乏しいため、設備稼
働中に破損等が発生する恐れがあること等の問題点があ
り、未だ実用に至っていない現状である。
を、サーメットやセラミックス等の硬質材料で作製しよ
うとする試みもあるが、製造コストが高価になること、
及びこれら硬質材料は一般に靭性に乏しいため、設備稼
働中に破損等が発生する恐れがあること等の問題点があ
り、未だ実用に至っていない現状である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来の
事情に鑑み、石油焚きボイラーの石油噴霧用バーナーチ
ップ又はスプレイプレートのように、高温高圧の蒸気や
燃料又は燃焼ガス等の化学的に活性な環境下で使用され
る、長寿命で信頼性の高い耐環境・耐摩耗性被覆材料を
提供することを目的とする。
事情に鑑み、石油焚きボイラーの石油噴霧用バーナーチ
ップ又はスプレイプレートのように、高温高圧の蒸気や
燃料又は燃焼ガス等の化学的に活性な環境下で使用され
る、長寿命で信頼性の高い耐環境・耐摩耗性被覆材料を
提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、耐熱性の金属基材と、金属基材の表面に
設けたチタンの炭化物、窒化物又は炭窒化物の単層若し
くは２種以上の複層からなる中間層と、中間層の表面に
設けたクロムの窒化物からなる表面層とを備えたことを
特徴とする耐環境・耐摩耗性被覆材料を提供する。
め、本発明は、耐熱性の金属基材と、金属基材の表面に
設けたチタンの炭化物、窒化物又は炭窒化物の単層若し
くは２種以上の複層からなる中間層と、中間層の表面に
設けたクロムの窒化物からなる表面層とを備えたことを
特徴とする耐環境・耐摩耗性被覆材料を提供する。
【００１０】
【作用】高温高圧の蒸気や燃料又は燃焼ガス等の化学的
に活性な環境下で使用される金属部品について、被覆層
による耐食性並びに耐摩耗性の改善を検討した結果、工
具鋼よりも硬度が高く且つ化学的にも安定なセラミック
スの被覆層が有効であること、中でもチタンの炭化物、
窒化物又は炭窒化物からなる中間層と、クロムの窒化物
からなる表面層との組み合わせが、最も優れた特性を有
することが判明した。
に活性な環境下で使用される金属部品について、被覆層
による耐食性並びに耐摩耗性の改善を検討した結果、工
具鋼よりも硬度が高く且つ化学的にも安定なセラミック
スの被覆層が有効であること、中でもチタンの炭化物、
窒化物又は炭窒化物からなる中間層と、クロムの窒化物
からなる表面層との組み合わせが、最も優れた特性を有
することが判明した。
【００１１】かかるセラミックスの被覆層を形成すべき
耐熱性の金属基材としては、用途に応じて各種の合金
鋼、ステンレス鋼、耐熱鋼、工具鋼等の、従来から使用
されていた金属材料を用いることができ、例えばバーナ
ーチップの場合には高速度工具鋼等を使用することがで
きる。但し、靭性に劣る材料は信頼性の点で問題を残す
ので、避けることが好ましい。
耐熱性の金属基材としては、用途に応じて各種の合金
鋼、ステンレス鋼、耐熱鋼、工具鋼等の、従来から使用
されていた金属材料を用いることができ、例えばバーナ
ーチップの場合には高速度工具鋼等を使用することがで
きる。但し、靭性に劣る材料は信頼性の点で問題を残す
ので、避けることが好ましい。
【００１２】金属基材の上に設けるセラミックス被覆層
のうち、中間層はＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮ等のチタン
の窒化物、炭化物、又は炭窒化物からなり、高硬度であ
ると同時に、金属基材との密着性に優れ、表面層と金属
基材とを強固に接合する役割を果している。尚、中間層
は上記チタン化合物の１種からなる単層でも良いし、２
種以上のチタン化合物を組み合わせた複層であっても良
い。又、金属基材上に直接形成する層としては、熱膨張
率が金属基材と近似したＴｉＮが好ましく、その上に硬
度の高いＴｉＣ又はＴｉＣＮを設けることにより、密着
性に優れた高硬度の中間層を得ることができる。
のうち、中間層はＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮ等のチタン
の窒化物、炭化物、又は炭窒化物からなり、高硬度であ
ると同時に、金属基材との密着性に優れ、表面層と金属
基材とを強固に接合する役割を果している。尚、中間層
は上記チタン化合物の１種からなる単層でも良いし、２
種以上のチタン化合物を組み合わせた複層であっても良
い。又、金属基材上に直接形成する層としては、熱膨張
率が金属基材と近似したＴｉＮが好ましく、その上に硬
度の高いＴｉＣ又はＴｉＣＮを設けることにより、密着
性に優れた高硬度の中間層を得ることができる。
【００１３】しかし、上記チタン化合物は耐熱性や耐食
性にやや劣り、高温酸化、水蒸気腐食、スラリー摩耗の
複合試験において耐食性が不十分である。そこで、中間
層の上にＣｒＮ又はＣｒ2Ｎ若しくはこれらの混合した
クロムの窒化物からなる表面層を形成してある。クロム
の窒化物は、耐熱性で化学的に安定であると共に、硬度
が極めて高いため、、バーナーチップとして使用する場
合にも、化学的な浸食又はエロージョンが少ないばかり
か、燃料中に含まれるシリカやアルミナ等の硬質微粒子
による摩耗を最小限度に抑えることができる。尚、クロ
ムの窒化物の中では、Ｃｒ2Ｎが安定で且つ高硬度であ
るから最も好ましい。
性にやや劣り、高温酸化、水蒸気腐食、スラリー摩耗の
複合試験において耐食性が不十分である。そこで、中間
層の上にＣｒＮ又はＣｒ2Ｎ若しくはこれらの混合した
クロムの窒化物からなる表面層を形成してある。クロム
の窒化物は、耐熱性で化学的に安定であると共に、硬度
が極めて高いため、、バーナーチップとして使用する場
合にも、化学的な浸食又はエロージョンが少ないばかり
か、燃料中に含まれるシリカやアルミナ等の硬質微粒子
による摩耗を最小限度に抑えることができる。尚、クロ
ムの窒化物の中では、Ｃｒ2Ｎが安定で且つ高硬度であ
るから最も好ましい。
【００１４】前記セラミックス被覆層の厚さ、即ち中間
層と表面層の厚さの合計は、０.５μｍ未満ではピンホ
ールの発生等により耐エロージョン性ないし耐摩耗性が
低下し、逆に３０μｍを越えても耐エロージョン性や耐
摩耗性が更に向上することはないばかりか、残留応力に
より剥離が生ずる恐れがあるので、０.５〜３０μｍの
範囲が好ましい。又、セラミックス被覆層のうち、中間
層の厚さは単層であっても複層であっても合計で０.２
〜１０μｍの範囲が好ましく、表面層の厚さは０.３〜
２０μｍの範囲が好ましい。
層と表面層の厚さの合計は、０.５μｍ未満ではピンホ
ールの発生等により耐エロージョン性ないし耐摩耗性が
低下し、逆に３０μｍを越えても耐エロージョン性や耐
摩耗性が更に向上することはないばかりか、残留応力に
より剥離が生ずる恐れがあるので、０.５〜３０μｍの
範囲が好ましい。又、セラミックス被覆層のうち、中間
層の厚さは単層であっても複層であっても合計で０.２
〜１０μｍの範囲が好ましく、表面層の厚さは０.３〜
２０μｍの範囲が好ましい。
【００１５】上記した中間層及び表面層は公知の方法で
形成することができるが、密着性や緻密さに優れた被覆
層を低温で形成できることから、物理的気相蒸着法によ
る形成が好ましい。特に各種のイオンプレーティング法
によれば、優れた特性を有する被覆層を形成することが
できる。
形成することができるが、密着性や緻密さに優れた被覆
層を低温で形成できることから、物理的気相蒸着法によ
る形成が好ましい。特に各種のイオンプレーティング法
によれば、優れた特性を有する被覆層を形成することが
できる。
【００１６】
【実施例】金属基材として、高速度工具鋼ＳＫＨ５１か
らなる従来のバーナーチップを用意した。このバーナー
チップは直径４４ｍｍ及び全厚（高さ）９.５ｍｍであ
って、中央に直径７.１４ｍｍのノズル孔を備え、ビッ
カース硬度が８５６であった。このバーナーチップの内
側表面（ワールプレート側表面）に、以下の様にして中
間層及び表面層からなるセラミック被覆層を形成した。
らなる従来のバーナーチップを用意した。このバーナー
チップは直径４４ｍｍ及び全厚（高さ）９.５ｍｍであ
って、中央に直径７.１４ｍｍのノズル孔を備え、ビッ
カース硬度が８５６であった。このバーナーチップの内
側表面（ワールプレート側表面）に、以下の様にして中
間層及び表面層からなるセラミック被覆層を形成した。
【００１７】まず、上記バーナーチップからなる金属基
材をイオンプレーティング装置の容器に入れ、形成する
被覆層との密着性を高めるために金属基材を５００℃に
加熱した。次に、容器内を真空にして金属チタンを加熱
蒸発させ、１００ボルトの直流電位によりイオン化させ
た。同時に、この真空容器中に反応ガスとして窒素ガス
を２×１０-4torr導入し、イオン化されたチタンと反応
させることにより、金属基材上にＴｉＮ膜を１μｍの厚
さに形成した。
材をイオンプレーティング装置の容器に入れ、形成する
被覆層との密着性を高めるために金属基材を５００℃に
加熱した。次に、容器内を真空にして金属チタンを加熱
蒸発させ、１００ボルトの直流電位によりイオン化させ
た。同時に、この真空容器中に反応ガスとして窒素ガス
を２×１０-4torr導入し、イオン化されたチタンと反応
させることにより、金属基材上にＴｉＮ膜を１μｍの厚
さに形成した。
【００１８】引き続き、窒素ガスに変えて容器内にアセ
チレンを３×１０-4torr導入し、前記のごとくイオン化
されたチタンと反応させることにより、ＴｉＮ膜の上に
ＴｉＣ膜を２μｍの厚さに形成した。尚、ＴｉＮ膜及び
ＴｉＣ膜の形成に際して、金属基材への密着性を一層高
めるために、金属基材に５００ボルトの直流電圧を印加
した。
チレンを３×１０-4torr導入し、前記のごとくイオン化
されたチタンと反応させることにより、ＴｉＮ膜の上に
ＴｉＣ膜を２μｍの厚さに形成した。尚、ＴｉＮ膜及び
ＴｉＣ膜の形成に際して、金属基材への密着性を一層高
めるために、金属基材に５００ボルトの直流電圧を印加
した。
【００１９】その後、チタンの供給を停止し、代わりに
クロムをアーク放電により加熱蒸発させると同時にイオ
ン化させ、更に窒素ガスを１×１０-3torr導入してイオ
ン化されたクロムと反応させることにより、ＴｉＮ膜と
ＴｉＣ膜からなる中間層の上にＣｒ2Ｎを主体とするク
ロム窒化物膜を２μｍの厚さに形成した。この際、金属
基材の温度は４００℃とし、密着性向上のため金属基材
に４００ボルトの直流電圧を印加した。
クロムをアーク放電により加熱蒸発させると同時にイオ
ン化させ、更に窒素ガスを１×１０-3torr導入してイオ
ン化されたクロムと反応させることにより、ＴｉＮ膜と
ＴｉＣ膜からなる中間層の上にＣｒ2Ｎを主体とするク
ロム窒化物膜を２μｍの厚さに形成した。この際、金属
基材の温度は４００℃とし、密着性向上のため金属基材
に４００ボルトの直流電圧を印加した。
【００２０】得られた本発明例のバーナーチップは、そ
の断面の顕微鏡写真である図３から判るように、金属基
材表面に中間層とクロム窒化物膜の表面層とからなるセ
ラミックス被覆層を備えている。表面層のビッカース硬
度は２１００であり、金属基材とした従来のバーナーチ
ップの約２.５倍であった。この本発明例のバーナーチ
ップについて、化学的安定性及び耐摩耗性を評価するた
め下記試験を行い、結果を図１に示した。
の断面の顕微鏡写真である図３から判るように、金属基
材表面に中間層とクロム窒化物膜の表面層とからなるセ
ラミックス被覆層を備えている。表面層のビッカース硬
度は２１００であり、金属基材とした従来のバーナーチ
ップの約２.５倍であった。この本発明例のバーナーチ
ップについて、化学的安定性及び耐摩耗性を評価するた
め下記試験を行い、結果を図１に示した。
【００２１】比較のために、上記実施例で金属基材とし
て用いた高速度工具鋼ＳＫＨ５１からなる従来例のバー
ナーチップ（セラミック被覆層無し）、及びこの従来の
バーナーチップの内側表面に上記と同様の方法によりＴ
ｉＮ膜とＴｉＣ膜のみをそれぞれ同じ厚さだけ形成した
比較例のバーナーチップ（Ｃｒ窒化物膜無し）について
も、同様の試験を実施し、結果を図１に併せて示した。
て用いた高速度工具鋼ＳＫＨ５１からなる従来例のバー
ナーチップ（セラミック被覆層無し）、及びこの従来の
バーナーチップの内側表面に上記と同様の方法によりＴ
ｉＮ膜とＴｉＣ膜のみをそれぞれ同じ厚さだけ形成した
比較例のバーナーチップ（Ｃｒ窒化物膜無し）について
も、同様の試験を実施し、結果を図１に併せて示した。
【００２２】まず、化学的安定性を調べるため、評価試
験(ａ)として各バーナーチップを４００℃の高温大気に
１０時間暴露し、次いで評価試験(ｂ)として２００℃の
高温高圧蒸気に１２０時間暴露した。図１から判るよう
に、いずれのバーナーチップも浸食や腐食等による重量
変化は殆ど無く、又図４に示すごとく本発明例のバーナ
ーチップ表面に変化は認められなかった。
験(ａ)として各バーナーチップを４００℃の高温大気に
１０時間暴露し、次いで評価試験(ｂ)として２００℃の
高温高圧蒸気に１２０時間暴露した。図１から判るよう
に、いずれのバーナーチップも浸食や腐食等による重量
変化は殆ど無く、又図４に示すごとく本発明例のバーナ
ーチップ表面に変化は認められなかった。
【００２３】次に、上記評価試験(ａ)及び(ｂ)を経過さ
せた各バーナーチップについて、耐摩耗性を調べるた
め、重原油中に含有されるアルミナ微粒子の濃度を通常
の平均値の約１０倍である５００ｐｐｍとした重原油ス
ラリーを用い、各バーナーチップの内側表面に噴射速度
３５ｍ／ｓｅｃで連続して吹き付けた。評価試験(ｃ)と
してスラリーの連続吹き付け開始後６日目、及び評価試
験(ｄ)として同じく１０日目における各バーナーチップ
の摩耗の程度を重量変化で比較した。
せた各バーナーチップについて、耐摩耗性を調べるた
め、重原油中に含有されるアルミナ微粒子の濃度を通常
の平均値の約１０倍である５００ｐｐｍとした重原油ス
ラリーを用い、各バーナーチップの内側表面に噴射速度
３５ｍ／ｓｅｃで連続して吹き付けた。評価試験(ｃ)と
してスラリーの連続吹き付け開始後６日目、及び評価試
験(ｄ)として同じく１０日目における各バーナーチップ
の摩耗の程度を重量変化で比較した。
【００２４】各評価試験の結果は図１に示す通りであ
り、スラリー連続吹き付け開始後１０日目の重量変化を
比較すると、本発明例のバーナーチップは従来例のバー
ナーチップの約１／４の重量減少に留まっており、従っ
て耐摩耗性が約４倍に向上したことが判り、又実際の寿
命もほぼ４倍程度に延びるものと期待される。尚、本発
明例のバーナーチップは、Ｔｉ化合物の中間層のみを備
えＣｒ窒化物の表面層を有しない比較例のバーナーチッ
プと比較しても、摩耗による重量減少が約半分程度であ
ることが判る。
り、スラリー連続吹き付け開始後１０日目の重量変化を
比較すると、本発明例のバーナーチップは従来例のバー
ナーチップの約１／４の重量減少に留まっており、従っ
て耐摩耗性が約４倍に向上したことが判り、又実際の寿
命もほぼ４倍程度に延びるものと期待される。尚、本発
明例のバーナーチップは、Ｔｉ化合物の中間層のみを備
えＣｒ窒化物の表面層を有しない比較例のバーナーチッ
プと比較しても、摩耗による重量減少が約半分程度であ
ることが判る。
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば、高温高圧の蒸気や燃料
又は燃焼ガス等の化学的に活性な環境下で浸食や腐食等
がなく極めて安定であり、しかも燃料や燃焼ガス等に高
硬度の不純物粒子が含有される場合であっても摩耗が極
めて少ない耐環境・耐摩耗性被覆材料を提供することが
できる。
又は燃焼ガス等の化学的に活性な環境下で浸食や腐食等
がなく極めて安定であり、しかも燃料や燃焼ガス等に高
硬度の不純物粒子が含有される場合であっても摩耗が極
めて少ない耐環境・耐摩耗性被覆材料を提供することが
できる。
【００２６】従って、特に石油焚きボイラーの石油噴霧
用バーナーチップ又はスプレイプレートとして本発明の
高い耐環境・耐摩耗性被覆材料を使用すれば、従来品に
比べて３倍以上の長期使用に耐えることができるので、
年間使用数量の大幅な削減と同時に、点検及び取り替え
のための時間的及び人的損失を大幅に節減することが可
能となる。
用バーナーチップ又はスプレイプレートとして本発明の
高い耐環境・耐摩耗性被覆材料を使用すれば、従来品に
比べて３倍以上の長期使用に耐えることができるので、
年間使用数量の大幅な削減と同時に、点検及び取り替え
のための時間的及び人的損失を大幅に節減することが可
能となる。
【図１】実施例で比較した本発明例、比較例及び従来例
の各バーナーチップについて、順次実施した４種の比較
試験毎の重量変化を示したグラフである。
の各バーナーチップについて、順次実施した４種の比較
試験毎の重量変化を示したグラフである。
【図２】通常の石油焚きボイラーのバーナーガン先端部
を部品毎に分解して示した一部切欠側面図である。
を部品毎に分解して示した一部切欠側面図である。
【図３】実施例１で金属基材の表面にセラミック被覆層
を形成した本発明のバーナーチップの断面の金属組織を
拡大して示す顕微鏡写真である。
を形成した本発明のバーナーチップの断面の金属組織を
拡大して示す顕微鏡写真である。
【図４】実施例１の評価試験において、高温大気次いで
高温高圧蒸気に暴露した後の本発明のバーナーチップ表
面の金属組織を示す写真である。
高温高圧蒸気に暴露した後の本発明のバーナーチップ表
面の金属組織を示す写真である。
１ ノズルボデイ ２ バックプレート ３ ワールプレート ４ スプレイプレート ５ ノズル孔 ６ ノズルキャップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 芝山 宗昭 香川県高松市宮脇町２丁目21−３ (72)発明者 津田 健三 香川県丸亀市土器町東４丁目649番地 (72)発明者 斎藤 恭寛 兵庫県川西市緑台１丁目１−69 (72)発明者 湯塩 泰久 兵庫県伊丹市千僧６丁目132−２
Claims (3)
- 【請求項１】 耐熱性の金属基材と、金属基材の表面に
設けたチタンの炭化物、窒化物又は炭窒化物の単層若し
くは２種以上の複層からなる中間層と、中間層の表面に
設けたクロムの窒化物からなる表面層とを備えたことを
特徴とする耐環境・耐摩耗性被覆材料。 - 【請求項２】 金属基材に直接接して設けた中間層がＴ
ｉＮからなり、表面層がＣｒ2Ｎ又は主にＣｒ2Ｎからな
ることを特徴とする、請求項１に記載の耐環境・耐摩耗
性被覆材料。 - 【請求項３】 上記中間層と表面層の厚さの合計が０.
５〜３０μｍであることを特徴とする、請求項１又は２
に記載の耐環境・耐摩耗性被覆材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22804992A JPH0649659A (ja) | 1992-08-04 | 1992-08-04 | 耐環境・耐摩耗性被覆材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22804992A JPH0649659A (ja) | 1992-08-04 | 1992-08-04 | 耐環境・耐摩耗性被覆材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0649659A true JPH0649659A (ja) | 1994-02-22 |
Family
ID=16870405
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22804992A Pending JPH0649659A (ja) | 1992-08-04 | 1992-08-04 | 耐環境・耐摩耗性被覆材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0649659A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002517615A (ja) * | 1998-06-11 | 2002-06-18 | ユナキス・トレーディング・アクチェンゲゼルシャフト | 硬質材層を除去するための方法 |
| WO2015167082A1 (ko) * | 2014-04-28 | 2015-11-05 | 세화엠피(주) | 고기능성 볼트 및 고기능성 볼트 제조방법 |
-
1992
- 1992-08-04 JP JP22804992A patent/JPH0649659A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002517615A (ja) * | 1998-06-11 | 2002-06-18 | ユナキス・トレーディング・アクチェンゲゼルシャフト | 硬質材層を除去するための方法 |
| JP4824163B2 (ja) * | 1998-06-11 | 2011-11-30 | エリコン・トレーディング・アクチェンゲゼルシャフト，トリュープバッハ | 硬質材層を除去するための方法 |
| WO2015167082A1 (ko) * | 2014-04-28 | 2015-11-05 | 세화엠피(주) | 고기능성 볼트 및 고기능성 볼트 제조방법 |
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