JPH08134620A - 高い耐食性及び耐摩耗性を有する非晶質溶射被膜の形成方法 - Google Patents
高い耐食性及び耐摩耗性を有する非晶質溶射被膜の形成方法Info
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- JPH08134620A JPH08134620A JP12250191A JP12250191A JPH08134620A JP H08134620 A JPH08134620 A JP H08134620A JP 12250191 A JP12250191 A JP 12250191A JP 12250191 A JP12250191 A JP 12250191A JP H08134620 A JPH08134620 A JP H08134620A
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- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 完全に非晶質で耐食性及び耐摩耗性に優れた
溶射被膜を得ること。 【構成】 Ｃ２．５〜６．０重量％，Ｃｒ５〜２５重量
％，Ｍｏ５〜２５重量％，残部Ｆｅから成る粉末材料
を、該粉末材料がいったん完全に溶融する如き条件で溶
射する方法。この際粉末材料として上記組成のものに更
にＣｏ５〜２５重量％とＮｉ５〜２５重量％の少なくと
も一方を含有せしめることもあり、更にはＳｉ０．５〜
３重量％，Ｂ０．０５〜３重量％，Ａｌ０．５〜４重量
％のうち少なくとも１種以上を含有せしめることもあ
る。
溶射被膜を得ること。 【構成】 Ｃ２．５〜６．０重量％，Ｃｒ５〜２５重量
％，Ｍｏ５〜２５重量％，残部Ｆｅから成る粉末材料
を、該粉末材料がいったん完全に溶融する如き条件で溶
射する方法。この際粉末材料として上記組成のものに更
にＣｏ５〜２５重量％とＮｉ５〜２５重量％の少なくと
も一方を含有せしめることもあり、更にはＳｉ０．５〜
３重量％，Ｂ０．０５〜３重量％，Ａｌ０．５〜４重量
％のうち少なくとも１種以上を含有せしめることもあ
る。
Description
【０００１】本発明は耐食性及び耐摩耗性に優れた非晶
質溶射被膜の形成方法に関するものである。
質溶射被膜の形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】Ｆｅに、Ｐ，Ｓｉ，Ｂを単独又は複合添
加した合金を、単ロール法などで急冷凝固すると非晶質
のリボン状薄膜が得られる。この様な非晶質金属は結晶
質金属に比べて耐食性が良いことが知られている。しか
し従来の技術では非晶質金属を得るには急冷凝固させた
微粉末又はリボン状の薄膜の形状のものしか得られなか
った。
加した合金を、単ロール法などで急冷凝固すると非晶質
のリボン状薄膜が得られる。この様な非晶質金属は結晶
質金属に比べて耐食性が良いことが知られている。しか
し従来の技術では非晶質金属を得るには急冷凝固させた
微粉末又はリボン状の薄膜の形状のものしか得られなか
った。
【０００３】又金属基材上に溶射によって急冷凝固させ
た被膜を形成させる方法があるが、従来の方法では非晶
質の体積率が７５％以下である。少量でも結晶質相が存
在すると、耐食性は著しく劣化する。従って優れた耐食
性を得るためには１００％非晶質相を得ることが必要で
あるが、従来の溶射法では未だ完全非晶質相から成る被
膜は得られていない。
た被膜を形成させる方法があるが、従来の方法では非晶
質の体積率が７５％以下である。少量でも結晶質相が存
在すると、耐食性は著しく劣化する。従って優れた耐食
性を得るためには１００％非晶質相を得ることが必要で
あるが、従来の溶射法では未だ完全非晶質相から成る被
膜は得られていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、溶射粉末材
料の組成を選ぶことと、高速溶射法を採用することで、
完全に非晶質相から成る耐食性と耐摩耗性に優れた溶射
被膜を形成することを目的とするものである。
料の組成を選ぶことと、高速溶射法を採用することで、
完全に非晶質相から成る耐食性と耐摩耗性に優れた溶射
被膜を形成することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、Ｃ２．５〜
６．０重量％，Ｃｒ５〜２５重量％，Ｍｏ５〜２５重量
％，残部Ｆｅから成る粉末材料（以下第１材料という）
を、該第１材料がいったん完全に溶融する如き条件で溶
射する非晶質溶射被膜の形成方法であり、粉末材料とし
ては上記第１材料に更にＣｏ５〜２５重量％とＮｉ５〜
２５重量％の少なくとも一方を含有せしめた材料（以下
第２材料という）や、第１材料若しくは第２材料に更に
Ｓｉ０．５〜３重量％，Ｂ０．０５〜３重量％，Ａｌ
０．５〜４重量％のうち少なくとも１種以上を含有せし
めた材料（以下第３材料という）とすることができるも
のである。
６．０重量％，Ｃｒ５〜２５重量％，Ｍｏ５〜２５重量
％，残部Ｆｅから成る粉末材料（以下第１材料という）
を、該第１材料がいったん完全に溶融する如き条件で溶
射する非晶質溶射被膜の形成方法であり、粉末材料とし
ては上記第１材料に更にＣｏ５〜２５重量％とＮｉ５〜
２５重量％の少なくとも一方を含有せしめた材料（以下
第２材料という）や、第１材料若しくは第２材料に更に
Ｓｉ０．５〜３重量％，Ｂ０．０５〜３重量％，Ａｌ
０．５〜４重量％のうち少なくとも１種以上を含有せし
めた材料（以下第３材料という）とすることができるも
のである。
【０００６】上記第１材料の組成限定理由を述べる。Ｃ
は非晶質相の生成に必要な元素であり、又被膜の硬度を
高める元素である。又５５０℃以上に焼戻しした場合Ｃ
ｒあるいはＭｏ等との間で炭化物を形成し、高温焼戻し
による硬度低下を阻止する元素である。Ｃ量は２．５重
量％未満では溶射被膜にオーステナイト相が生成され、
一方６．０重量％を越えると、溶射のままで炭化物が生
成されるため完全非晶質となりにくいので２．５〜６．
０重量％とした。Ｃｒは非晶質相の生成を促進する元素
であり、又被膜の耐食性を増す元素である。更に上述の
如く、高温焼戻しした場合Ｃとの間で炭化物を形成する
ため、高温焼戻しによる硬度低下を阻止する。Ｃｒ量は
５重量％未満では溶射被膜にオーステナイト相が生成さ
れ易いし、又耐食性が十分でない。一方Ｃｒ量が２５重
量％を越えても、非晶質相の生成のし易さ及び耐食性は
変わらないのでＣｒ量は５〜２５重量％とした。Ｍｏは
Ｃｒと略同じ作用を有する。そしてＭｏの添加効果は２
５重量％で飽和化し、それ以上の量を添加しても特性の
向上は見られないのでコスト面を考えて２５重量％を上
限とした。
は非晶質相の生成に必要な元素であり、又被膜の硬度を
高める元素である。又５５０℃以上に焼戻しした場合Ｃ
ｒあるいはＭｏ等との間で炭化物を形成し、高温焼戻し
による硬度低下を阻止する元素である。Ｃ量は２．５重
量％未満では溶射被膜にオーステナイト相が生成され、
一方６．０重量％を越えると、溶射のままで炭化物が生
成されるため完全非晶質となりにくいので２．５〜６．
０重量％とした。Ｃｒは非晶質相の生成を促進する元素
であり、又被膜の耐食性を増す元素である。更に上述の
如く、高温焼戻しした場合Ｃとの間で炭化物を形成する
ため、高温焼戻しによる硬度低下を阻止する。Ｃｒ量は
５重量％未満では溶射被膜にオーステナイト相が生成さ
れ易いし、又耐食性が十分でない。一方Ｃｒ量が２５重
量％を越えても、非晶質相の生成のし易さ及び耐食性は
変わらないのでＣｒ量は５〜２５重量％とした。Ｍｏは
Ｃｒと略同じ作用を有する。そしてＭｏの添加効果は２
５重量％で飽和化し、それ以上の量を添加しても特性の
向上は見られないのでコスト面を考えて２５重量％を上
限とした。
【０００７】第２材料に含有せしむるＣｏ及びＮｉは、
非晶質相の生成に対しては殆ど影響なく、耐食性を向上
せしむる元素である。Ｃｏ及びＮｉは特に酸に対する耐
食性を向上せしむるが、その作用は５重量％未満の添加
では発現されず、一方２５重量％を越えるとオーステナ
イト相が生成され易くなるのでＣｏ及びＮｉ量は５〜２
５重量％とした。なおＣｏとＮｉを併用する際Ｃｏ＋Ｎ
ｉ量は２５重量％以下とする事が好ましい。
非晶質相の生成に対しては殆ど影響なく、耐食性を向上
せしむる元素である。Ｃｏ及びＮｉは特に酸に対する耐
食性を向上せしむるが、その作用は５重量％未満の添加
では発現されず、一方２５重量％を越えるとオーステナ
イト相が生成され易くなるのでＣｏ及びＮｉ量は５〜２
５重量％とした。なおＣｏとＮｉを併用する際Ｃｏ＋Ｎ
ｉ量は２５重量％以下とする事が好ましい。
【０００８】第３材料に含有せしむるＳｉ，Ｂ，Ａｌは
非晶質相の生成を容易にする元素であり、いずれも少量
の添加で効果があるが、Ｓｉは０．５重量％未満，Ｂは
０．０５重量％未満，Ａｌは０．５重量％未満ではその
効果が発現されず、一方これらの元素は多量添加すると
被膜の硬さが高くなりすぎるため溶射時に被膜が剥離す
る原因となる。従ってその上限をＳｉ及びＢは３重量
％，Ａｌは４重量％とした。
非晶質相の生成を容易にする元素であり、いずれも少量
の添加で効果があるが、Ｓｉは０．５重量％未満，Ｂは
０．０５重量％未満，Ａｌは０．５重量％未満ではその
効果が発現されず、一方これらの元素は多量添加すると
被膜の硬さが高くなりすぎるため溶射時に被膜が剥離す
る原因となる。従ってその上限をＳｉ及びＢは３重量
％，Ａｌは４重量％とした。
【０００９】
【実施例】下記表１に示す試料ＮＯ．１〜３及びＮＯ．
６〜８の溶射被膜について、そのＸ線回折図形を求めた
ところ、いずれも典型的な非晶質の回折パターンである
ハローパターンであり、結晶質相は全く存在しないこと
が判った。
６〜８の溶射被膜について、そのＸ線回折図形を求めた
ところ、いずれも典型的な非晶質の回折パターンである
ハローパターンであり、結晶質相は全く存在しないこと
が判った。
【００１０】
【表１】
【００１１】図１は一般に使用されている耐食性溶射被
膜たるＳＵＳ３１６ステンレス，Ｎｉ基自溶性合金，ハ
イテロイＣと本発明品（上記表１の試料ＮＯ．１）の非
晶質被膜の耐食性を比較した結果、即ち０．１規定Ｈ2
ＳＯ4 液中，５０℃に於ける陽極分極曲線の比較であ
る。本発明品は０．５〜０．９Ｖの間は不働態皮膜の生
成が認められる。又１．６Ｖ付近にも不働態化傾向があ
る。又０．５Ｖ以上で陽極電流密度が比較材の溶射被膜
の陽極電流密度より小さく、これらの被膜より耐食性が
優れていることが判る。
膜たるＳＵＳ３１６ステンレス，Ｎｉ基自溶性合金，ハ
イテロイＣと本発明品（上記表１の試料ＮＯ．１）の非
晶質被膜の耐食性を比較した結果、即ち０．１規定Ｈ2
ＳＯ4 液中，５０℃に於ける陽極分極曲線の比較であ
る。本発明品は０．５〜０．９Ｖの間は不働態皮膜の生
成が認められる。又１．６Ｖ付近にも不働態化傾向があ
る。又０．５Ｖ以上で陽極電流密度が比較材の溶射被膜
の陽極電流密度より小さく、これらの被膜より耐食性が
優れていることが判る。
【００１２】図２及び図３はそれぞれ本発明品ＮＯ．１
〜３及びＮＯ．６〜８の溶射被膜の溶射のままの硬さと
各種焼戻し温度に１時間保持した後の硬さ変化を示す。
本発明品はいずれも溶射のままでビッカース硬さが９５
０以上であり、著しく硬いことが判る。又本発明品は５
００℃付近に結晶化温度があるが、結晶化すると硬度は
上昇する。更に焼戻し温度を高くすると、硬度は低下す
るが８００〜１０００℃の焼戻しに於いても溶射のまま
の硬度を保ち、焼戻し抵抗が著しく大きいといえる。
〜３及びＮＯ．６〜８の溶射被膜の溶射のままの硬さと
各種焼戻し温度に１時間保持した後の硬さ変化を示す。
本発明品はいずれも溶射のままでビッカース硬さが９５
０以上であり、著しく硬いことが判る。又本発明品は５
００℃付近に結晶化温度があるが、結晶化すると硬度は
上昇する。更に焼戻し温度を高くすると、硬度は低下す
るが８００〜１０００℃の焼戻しに於いても溶射のまま
の硬度を保ち、焼戻し抵抗が著しく大きいといえる。
【００１３】図４に一般に使用されている１３Ｃｒ鋼
（ＳＵＳ４２０Ｊ）のガス溶射被膜及びタングステンカ
ーバイドー１２コバルトのプラズマ溶射被膜と、本発明
品（上記表１の試料ＮＯ．１）の非晶質被膜の耐摩耗試
験結果を示す。この試験は回転する円板上砥石の上に試
験片を載せ、上部から３００g/cm2 の荷重をかけた時の
摩耗重量を測った。図４から明らかな如く、本発明品は
比較品と比べ著しく摩耗量が少なく耐摩耗性に富むこと
が判る。
（ＳＵＳ４２０Ｊ）のガス溶射被膜及びタングステンカ
ーバイドー１２コバルトのプラズマ溶射被膜と、本発明
品（上記表１の試料ＮＯ．１）の非晶質被膜の耐摩耗試
験結果を示す。この試験は回転する円板上砥石の上に試
験片を載せ、上部から３００g/cm2 の荷重をかけた時の
摩耗重量を測った。図４から明らかな如く、本発明品は
比較品と比べ著しく摩耗量が少なく耐摩耗性に富むこと
が判る。
【００１４】従来の射出成形用プランジャーのワーク面
及び外周に本発明品（上記表１の試料ＮＯ．２）を２０
０μｍの厚さに溶射被覆した。従来のこの種プランジャ
ーには焼入鋼にクロムメッキ処理した材料が使われてい
たが、樹脂に含まれるシリカによる摩耗と樹脂から発生
する塩素ガスによる腐食のため、その寿命は２〜３カ月
であったのに対し、上記本発明品を施したものは５カ月
の運転後も摩耗量は軽微でなお使用可能であった。
及び外周に本発明品（上記表１の試料ＮＯ．２）を２０
０μｍの厚さに溶射被覆した。従来のこの種プランジャ
ーには焼入鋼にクロムメッキ処理した材料が使われてい
たが、樹脂に含まれるシリカによる摩耗と樹脂から発生
する塩素ガスによる腐食のため、その寿命は２〜３カ月
であったのに対し、上記本発明品を施したものは５カ月
の運転後も摩耗量は軽微でなお使用可能であった。
【００１５】土砂を含む海水により腐食摩耗を受ける水
中ポンプ吸口内面（２７０×３０）に本発明品（上記表
１の試料ＮＯ．３）を５００μｍプラズマ溶射した。従
来品はステンレス鋼製であり、半年で１mmの摩耗が生じ
ていたが、上記本発明品を施した製品では４カ月の使用
で摩耗は認められなかった。
中ポンプ吸口内面（２７０×３０）に本発明品（上記表
１の試料ＮＯ．３）を５００μｍプラズマ溶射した。従
来品はステンレス鋼製であり、半年で１mmの摩耗が生じ
ていたが、上記本発明品を施した製品では４カ月の使用
で摩耗は認められなかった。
【００１６】
【発明の効果】以上説明してきた如く、本発明方法によ
れば完全に非晶質相ばかりから成る溶射被膜が得られ、
その溶射被膜は耐食製，耐摩耗性に富むので各種の分野
への応用が可能である。
れば完全に非晶質相ばかりから成る溶射被膜が得られ、
その溶射被膜は耐食製，耐摩耗性に富むので各種の分野
への応用が可能である。
【図１】各種耐食性溶射被膜の陽極分極曲線を示すグラ
フである。
フである。
【図２】本発明品ＮＯ．１〜３の焼戻し時の硬さを示す
グラフである。
グラフである。
【図３】本発明品ＮＯ．６〜８の焼戻し時の硬さを示す
グラフである。
グラフである。
【図４】各種溶射被膜の摩耗重量を示すグラフである。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成７年１１月２１日
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】削除
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｃ２．５〜６．０重量％，Ｃｒ５〜２５
重量％，Ｍｏ５〜２５重量％，残部Ｆｅから成る粉末材
料を、該粉末材料がいったん完全に溶融する如き条件で
溶射することを特徴とする高い耐食性及び耐摩耗性を有
する非晶質溶射膜の形成方法。 - 【請求項２】 粉末材料が、請求項１記載の材料に、更
にＣｏ５〜２５重量％とＮｉ５〜２５重量％の少なくと
も一方を含有せしめたことを特徴とする高い耐食性及び
耐摩耗性を有する非晶溶射膜の形成方法。 - 【請求項３】 粉末材料が、請求項１若しくは２記載の
材料に、更にＳｉ０．５〜３重量％，Ｂ０．０５〜３重
量％，Ａｌ０．５〜４重量％のうち少なくとも１種以上
を含有せしめたことを特徴とする高い耐食性及び耐摩耗
性を有する非晶質溶射膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12250191A JPH08134620A (ja) | 1991-04-24 | 1991-04-24 | 高い耐食性及び耐摩耗性を有する非晶質溶射被膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12250191A JPH08134620A (ja) | 1991-04-24 | 1991-04-24 | 高い耐食性及び耐摩耗性を有する非晶質溶射被膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08134620A true JPH08134620A (ja) | 1996-05-28 |
Family
ID=14837409
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12250191A Pending JPH08134620A (ja) | 1991-04-24 | 1991-04-24 | 高い耐食性及び耐摩耗性を有する非晶質溶射被膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08134620A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007084901A (ja) * | 2005-09-26 | 2007-04-05 | Akihisa Inoue | 金属ガラス薄膜積層体 |
| JP2007224377A (ja) * | 2006-02-24 | 2007-09-06 | Jfe Steel Kk | 耐酸腐食性に優れる鋼材 |
| CN102859024A (zh) * | 2010-03-19 | 2013-01-02 | 科卢斯博知识产权有限公司 | 铁－铬－钼基热喷涂粉末及其制造方法 |
| JP2016020523A (ja) * | 2014-07-14 | 2016-02-04 | 有限会社コンタミネーション・コントロール・サービス | 腐食防止方法 |
| CN106702305A (zh) * | 2017-03-28 | 2017-05-24 | 东营金泰技术服务有限公司 | 涂覆铁基非晶金属涂层的往复泵15Mpa压力柱塞 |
-
1991
- 1991-04-24 JP JP12250191A patent/JPH08134620A/ja active Pending
Cited By (7)
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