JPH08253853A - 溶射用複合粉末 - Google Patents
溶射用複合粉末Info
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- JPH08253853A JPH08253853A JP8337295A JP8337295A JPH08253853A JP H08253853 A JPH08253853 A JP H08253853A JP 8337295 A JP8337295 A JP 8337295A JP 8337295 A JP8337295 A JP 8337295A JP H08253853 A JPH08253853 A JP H08253853A
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- powder
- thermal spraying
- composite
- composite powder
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 溶射用複合粉末を提供する。
【構成】 Ｃｏ−Ｃｒ系合金粉末２の表面にＷＣ微粉末
９の一部が埋め込まれた状態で被覆している溶射用複合
粉末。
９の一部が埋め込まれた状態で被覆している溶射用複合
粉末。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、高温耐摩耗性に優れ
かつ相手攻撃性の少ない盛り金層を形成するための溶射
用複合粉末に関するものである。
かつ相手攻撃性の少ない盛り金層を形成するための溶射
用複合粉末に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ＷＣ粉末とＣｏ−Ｃｒ系合金粉
末の混合粉末を粉末供給装置から溶射あるいは溶接トー
チに搬送し、溶射あるいは肉盛り溶接することにより盛
り金層を形成することは知られている。この盛り金層
は、例えばエンジンバルブの摩耗損耗部に形成して高温
耐摩耗性を向上させ、長期間の使用に耐えることのでき
るエンジンバルブを作製している。
末の混合粉末を粉末供給装置から溶射あるいは溶接トー
チに搬送し、溶射あるいは肉盛り溶接することにより盛
り金層を形成することは知られている。この盛り金層
は、例えばエンジンバルブの摩耗損耗部に形成して高温
耐摩耗性を向上させ、長期間の使用に耐えることのでき
るエンジンバルブを作製している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記ＷＣ粉末とＣｏ−
Ｃｒ系合金粉末の混合粉末をトーチに送給して盛り金層
を形成すると、ＷＣ粉末とＣｏ−Ｃｒ系合金粉末の比重
差が大きいところから搬送スピードに差が生じ、得られ
た盛り金層のＣｏ−Ｃｒ系合金素地中に分散するＷＣ粉
末の分布は不均一となる。
Ｃｒ系合金粉末の混合粉末をトーチに送給して盛り金層
を形成すると、ＷＣ粉末とＣｏ−Ｃｒ系合金粉末の比重
差が大きいところから搬送スピードに差が生じ、得られ
た盛り金層のＣｏ−Ｃｒ系合金素地中に分散するＷＣ粉
末の分布は不均一となる。
【０００４】盛り金層のＣｏ−Ｃｒ系合金素地中に分散
するＷＣ粉末の分布が不均一となっても、従来のエンジ
ンバルブのように８００℃程度の高温にさらされながら
稼働する場合には耐摩耗性の点で問題はないが、リーン
バーン（希薄燃焼）エンジンバルブのように９００℃以
上の高温にさらされながら稼働させると、ＷＣ粉末が不
均一に分散した盛り金層の耐摩耗性は急激に劣化し、さ
らにＷＣ粉末不均一分布による相手攻撃性も顕著になる
という課題があった。
するＷＣ粉末の分布が不均一となっても、従来のエンジ
ンバルブのように８００℃程度の高温にさらされながら
稼働する場合には耐摩耗性の点で問題はないが、リーン
バーン（希薄燃焼）エンジンバルブのように９００℃以
上の高温にさらされながら稼働させると、ＷＣ粉末が不
均一に分散した盛り金層の耐摩耗性は急激に劣化し、さ
らにＷＣ粉末不均一分布による相手攻撃性も顕著になる
という課題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
従来よりも一層高温耐摩耗性に優れかつ相手攻撃性の少
ない盛り金層を形成することのできる複合粉末を得るべ
く研究を行った結果、通常のＣｏ−Ｃｒ系合金粉末の表
面にＷＣ微粉末を一部埋め込んで被覆した複合粉末を製
造し、この複合粉末を用いて溶射または肉盛り溶接する
と、核となるＣｏ−Ｃｒ系合金粉末は溶融しつぶされて
隣接する複合粉末と溶融接合し、この溶融接合部に上記
ＷＣ微粉末が網目状に分散し、全体として盛り金層のＣ
ｏ−Ｃｒ系合金素地中に均一に分散し、従来よりも一層
高温耐摩耗性の優れた盛り金層を形成することができる
という知見を得たのである。
従来よりも一層高温耐摩耗性に優れかつ相手攻撃性の少
ない盛り金層を形成することのできる複合粉末を得るべ
く研究を行った結果、通常のＣｏ−Ｃｒ系合金粉末の表
面にＷＣ微粉末を一部埋め込んで被覆した複合粉末を製
造し、この複合粉末を用いて溶射または肉盛り溶接する
と、核となるＣｏ−Ｃｒ系合金粉末は溶融しつぶされて
隣接する複合粉末と溶融接合し、この溶融接合部に上記
ＷＣ微粉末が網目状に分散し、全体として盛り金層のＣ
ｏ−Ｃｒ系合金素地中に均一に分散し、従来よりも一層
高温耐摩耗性の優れた盛り金層を形成することができる
という知見を得たのである。
【０００６】この発明は、かかる知見に基づいてなされ
たものであって、Ｃｏ−Ｃｒ系合金粉末の表面にＷＣ微
粉末の一部が埋め込まれた状態で被覆した溶射用複合粉
末に特徴を有するものである。
たものであって、Ｃｏ−Ｃｒ系合金粉末の表面にＷＣ微
粉末の一部が埋め込まれた状態で被覆した溶射用複合粉
末に特徴を有するものである。
【０００７】この発明の溶射用複合粉末は、Ｃｏ−Ｃｒ
系合金粉末と、このＣｏ−Ｃｒ系合金粉末に比べ極めて
微粒のＷＣ微粉末を撹拌容器の中に装入し、撹拌棒を回
転させることにより製造する。撹拌容器の中にＣｏ−Ｃ
ｒ系合金粉末とＷＣ微粉末を装入して撹拌すると、撹拌
容器の中でＷＣ微粉末がＣｏ−Ｃｒ系合金粉末の表面に
押し付けられ、一部埋め込まれた状態でＣｏ−Ｃｒ系合
金粉末の表面を被覆する。このようにして複合粉末を製
造する方法をメカニカルプレーティングという。このメ
カニカルプレーティングにより作製したこの発明の溶射
用複合粉末は、Ｃｏ−Ｃｒ系合金粉末の表面にＷＣ微粉
末が埋め込まれた状態で被覆しているために、Ｃｏ−Ｃ
ｒ系合金粉末が溶射または溶接トーチに供給されてプラ
ズマジェット気流中にさらされると溶融し、ＷＣ微粉末
層の外に染み出し、他の溶射用複合粉末と容易に溶着す
る。
系合金粉末と、このＣｏ−Ｃｒ系合金粉末に比べ極めて
微粒のＷＣ微粉末を撹拌容器の中に装入し、撹拌棒を回
転させることにより製造する。撹拌容器の中にＣｏ−Ｃ
ｒ系合金粉末とＷＣ微粉末を装入して撹拌すると、撹拌
容器の中でＷＣ微粉末がＣｏ−Ｃｒ系合金粉末の表面に
押し付けられ、一部埋め込まれた状態でＣｏ−Ｃｒ系合
金粉末の表面を被覆する。このようにして複合粉末を製
造する方法をメカニカルプレーティングという。このメ
カニカルプレーティングにより作製したこの発明の溶射
用複合粉末は、Ｃｏ−Ｃｒ系合金粉末の表面にＷＣ微粉
末が埋め込まれた状態で被覆しているために、Ｃｏ−Ｃ
ｒ系合金粉末が溶射または溶接トーチに供給されてプラ
ズマジェット気流中にさらされると溶融し、ＷＣ微粉末
層の外に染み出し、他の溶射用複合粉末と容易に溶着す
る。
【０００８】この発明の溶射用複合粉末を構成するＣｏ
−Ｃｒ系合金粉末の成分組成は、Ｎｉ：０．０１〜３
％、Ｃｒ：２５〜３０％、Ｗ：２〜１５％、Ｆｅ：０．
０１〜３％、Ｃ：０．１〜３％を含有し、残りがＣｏお
よび不可避不純物からなることが好ましいが、特にこの
成分組成のＣｏ−Ｃｒ系合金粉末に限定されるものでは
ない。
−Ｃｒ系合金粉末の成分組成は、Ｎｉ：０．０１〜３
％、Ｃｒ：２５〜３０％、Ｗ：２〜１５％、Ｆｅ：０．
０１〜３％、Ｃ：０．１〜３％を含有し、残りがＣｏお
よび不可避不純物からなることが好ましいが、特にこの
成分組成のＣｏ−Ｃｒ系合金粉末に限定されるものでは
ない。
【０００９】上記Ｃｏ−Ｃｒ系合金粉末の平均粒径は２
０〜９９μｍの範囲内にあることが好ましく、このＣｏ
−Ｃｒ系合金粉末の表面を被覆するＷＣ微粉末は０．５
〜２０μｍの範囲内にあることが好ましい。上記Ｃｏ−
Ｃｒ系合金粉末の平均粒径は４０〜７０μｍであり、Ｗ
Ｃ微粉末の平均粒径は０．５〜３μｍの範囲内にあるこ
とが一層好ましい。
０〜９９μｍの範囲内にあることが好ましく、このＣｏ
−Ｃｒ系合金粉末の表面を被覆するＷＣ微粉末は０．５
〜２０μｍの範囲内にあることが好ましい。上記Ｃｏ−
Ｃｒ系合金粉末の平均粒径は４０〜７０μｍであり、Ｗ
Ｃ微粉末の平均粒径は０．５〜３μｍの範囲内にあるこ
とが一層好ましい。
【００１０】この発明の溶射用複合粉末は、平均粒径：
２０〜９９μｍのＣｏ−Ｃｒ系合金粉末および平均粒
径：０．５〜２０μｍのＷＣ微粉末をステンレスボール
と共に混合容器に装入し、撹拌棒で撹拌すると、ＷＣ微
粉末はＣｏ−Ｃｒ系合金粉末の表面に押し付けられて埋
め込まれ、Ｃｏ−Ｃｒ系合金粉末の表面を被覆するが、
このようにして得られたこの発明の溶射用複合粉末は、
ＷＣ微粉末層を含めて平均粒径：２５〜１００μｍとな
る。そしてこの溶射用複合粉末の表面に被覆されるＷＣ
微粉末の量は、Ｃｏ−Ｃｒ系合金粉末に対して体積比
で、Ｃｏ−Ｃｒ系合金粉末：ＷＣ微粉末＝２：１〜１
５：１の範囲内にあることが好ましく、Ｃｏ−Ｃｒ系合
金粉末：ＷＣ微粉末＝２：１〜５：１の範囲内にあるこ
とが一層好ましい。
２０〜９９μｍのＣｏ−Ｃｒ系合金粉末および平均粒
径：０．５〜２０μｍのＷＣ微粉末をステンレスボール
と共に混合容器に装入し、撹拌棒で撹拌すると、ＷＣ微
粉末はＣｏ−Ｃｒ系合金粉末の表面に押し付けられて埋
め込まれ、Ｃｏ−Ｃｒ系合金粉末の表面を被覆するが、
このようにして得られたこの発明の溶射用複合粉末は、
ＷＣ微粉末層を含めて平均粒径：２５〜１００μｍとな
る。そしてこの溶射用複合粉末の表面に被覆されるＷＣ
微粉末の量は、Ｃｏ−Ｃｒ系合金粉末に対して体積比
で、Ｃｏ−Ｃｒ系合金粉末：ＷＣ微粉末＝２：１〜１
５：１の範囲内にあることが好ましく、Ｃｏ−Ｃｒ系合
金粉末：ＷＣ微粉末＝２：１〜５：１の範囲内にあるこ
とが一層好ましい。
【００１１】この発明の溶射用複合粉末の構造およびこ
の発明の溶射用複合粉末を用いて溶射した場合の作用を
図面に基づいて具体的に説明する。
の発明の溶射用複合粉末を用いて溶射した場合の作用を
図面に基づいて具体的に説明する。
【００１２】図１は、この発明の溶射用複合粉末の断面
説明図であり、溶射用複合粉末はＣｏ−Ｃｒ系合金粉末
２の表面をＷＣ微粉末１の一部が埋め込まれた状態で被
覆している。このような溶射用複合粉末３を、例えば溶
射トーチのプラズマ流６の中に供給し、基板５に盛り金
層４を形成すると、溶射用複合粉末３は押しつぶされて
厚さ方向断面の組織は図２に示されるように偏平化し、
さらに溶融したＣｏ−Ｃｒ系合金粉末２はＷＣ微粉末１
の隙間から溶出し、基板５に溶着すると共に隣の複合粉
末３と溶着し、図２に示されるような緻密な盛り金層４
が得られる。
説明図であり、溶射用複合粉末はＣｏ−Ｃｒ系合金粉末
２の表面をＷＣ微粉末１の一部が埋め込まれた状態で被
覆している。このような溶射用複合粉末３を、例えば溶
射トーチのプラズマ流６の中に供給し、基板５に盛り金
層４を形成すると、溶射用複合粉末３は押しつぶされて
厚さ方向断面の組織は図２に示されるように偏平化し、
さらに溶融したＣｏ−Ｃｒ系合金粉末２はＷＣ微粉末１
の隙間から溶出し、基板５に溶着すると共に隣の複合粉
末３と溶着し、図２に示されるような緻密な盛り金層４
が得られる。
【００１３】
実施例 表１に示される平均粒径および成分組成を有するＣｏ−
Ｃｒ系合金粉末およびＷＣ微粉末を用意し、これら粉末
を表１に示される割合で配合し、得られた配合粉末を密
閉が可能なステンレス鋼製容器に装填し、常温で撹拌混
合したのち粉末のみを取り出し、ふるい器により分級
し、表１に示される平均粒径の本発明溶射用複合粉末
（以下、本発明複合粉末という）１〜９を作製した。
Ｃｒ系合金粉末およびＷＣ微粉末を用意し、これら粉末
を表１に示される割合で配合し、得られた配合粉末を密
閉が可能なステンレス鋼製容器に装填し、常温で撹拌混
合したのち粉末のみを取り出し、ふるい器により分級
し、表１に示される平均粒径の本発明溶射用複合粉末
（以下、本発明複合粉末という）１〜９を作製した。
【００１４】これら本発明複合粉末１〜９の表面を観察
したところ、図１に示されるように、Ｃｏ−Ｃｒ系合金
粉末２の表面にＷＣ微粉末１が一部埋め込まれた状態で
被覆層を形成していた。
したところ、図１に示されるように、Ｃｏ−Ｃｒ系合金
粉末２の表面にＷＣ微粉末１が一部埋め込まれた状態で
被覆層を形成していた。
【００１５】一方、Ａｌ2 Ｏ3 サンドで粗面化された厚
さ：５mm、幅：２０mm、長さ：５０mmのＴｉ−６％Ａｌ
−４％Ｖ板を用意し、このＴｉ−６％Ａｌ−４％Ｖ板を
基板とし、この基板の表面に上記本発明複合粉末１〜９
を用い、下記の条件で大気プラズマ溶射を行い、膜厚：
１００μｍの盛り金層を形成した。
さ：５mm、幅：２０mm、長さ：５０mmのＴｉ−６％Ａｌ
−４％Ｖ板を用意し、このＴｉ−６％Ａｌ−４％Ｖ板を
基板とし、この基板の表面に上記本発明複合粉末１〜９
を用い、下記の条件で大気プラズマ溶射を行い、膜厚：
１００μｍの盛り金層を形成した。
【００１６】大気プラズマ溶射条件 プラズマ電流：４００Ａ、 プラズマ電圧：６０Ｖ、 プラズマガス流量：５０ｌ／min.、 溶射走行速度：３０ｍ／min.、 粉末供給速度：２５ｇ／min.。
【００１７】かかる条件で本発明複合粉末１を用いて形
成した盛り金層をその厚さ方向に対して直角に切断し表
面研摩して金属顕微鏡で観察し、その写生図を図３に示
した。図３の写生図からも明らかなように本発明複合粉
末１を用いて形成した盛り金層は、Ｃｏ−Ｃｒ系合金２
素地中にＷＣ微粉末１が網目状に均一分散していること
がわかる。
成した盛り金層をその厚さ方向に対して直角に切断し表
面研摩して金属顕微鏡で観察し、その写生図を図３に示
した。図３の写生図からも明らかなように本発明複合粉
末１を用いて形成した盛り金層は、Ｃｏ−Ｃｒ系合金２
素地中にＷＣ微粉末１が網目状に均一分散していること
がわかる。
【００１８】上記本発明複合粉末１〜９で形成した盛り
金層の耐摩耗性を評価するために、大越式摩耗試験機を
使用し、温度：９００℃、相手材：インコネル７５１の
条件で摩耗試験を行ない、盛り金層の摩耗量（mg）およ
び相手材摩耗量（mg）を測定し、その結果を表１に示し
た。
金層の耐摩耗性を評価するために、大越式摩耗試験機を
使用し、温度：９００℃、相手材：インコネル７５１の
条件で摩耗試験を行ない、盛り金層の摩耗量（mg）およ
び相手材摩耗量（mg）を測定し、その結果を表１に示し
た。
【００１９】さらに比較のために、表１に示される平均
粒径：４８μｍのＣｏ−Ｃｒ系合金粉末および平均粒
径：１．４μｍのＷＣ微粉末を２／１の割合で混合し、
従来混合粉末を作製し、この従来混合粉末を同上の条件
で大気プラズマ溶射し、得られた盛り金層を同上の条件
で摩耗試験し、盛り金層の摩耗量および相手材の摩耗量
を測定し、その結果を表１に示した。
粒径：４８μｍのＣｏ−Ｃｒ系合金粉末および平均粒
径：１．４μｍのＷＣ微粉末を２／１の割合で混合し、
従来混合粉末を作製し、この従来混合粉末を同上の条件
で大気プラズマ溶射し、得られた盛り金層を同上の条件
で摩耗試験し、盛り金層の摩耗量および相手材の摩耗量
を測定し、その結果を表１に示した。
【００２０】
【表１】
【００２１】表１に示される結果から、本発明複合粉末
１〜９により得られた盛り金層の摩耗量は従来混合粉末
により得られた盛り金層の摩耗量に比べて格段に少ない
ところから、高温耐摩耗性に優れていることがわかり、
さらに本発明複合粉末１〜９により得られた盛り金層は
従来混合粉末により得られた盛り金層に比べて相手材の
摩耗量も格段に少ないところから、相手攻撃性も極めて
少ないことがわかる。
１〜９により得られた盛り金層の摩耗量は従来混合粉末
により得られた盛り金層の摩耗量に比べて格段に少ない
ところから、高温耐摩耗性に優れていることがわかり、
さらに本発明複合粉末１〜９により得られた盛り金層は
従来混合粉末により得られた盛り金層に比べて相手材の
摩耗量も格段に少ないところから、相手攻撃性も極めて
少ないことがわかる。
【００２２】
【発明の効果】上述のように、この発明の溶射用複合粉
末は、高温耐摩耗性に優れかつ相手攻撃性の少ない盛り
金層を得ることができるので、エンジンバルブ、特にリ
ーンバーンエンジンバルブの品質向上に大いに貢献しう
るものである。
末は、高温耐摩耗性に優れかつ相手攻撃性の少ない盛り
金層を得ることができるので、エンジンバルブ、特にリ
ーンバーンエンジンバルブの品質向上に大いに貢献しう
るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の溶射用複合粉末の断面説明図であ
る。
る。
【図２】この発明の溶射用複合粉末を用いてプラズマ溶
射した時の複合粉末の作用を示す断面説明図である。
射した時の複合粉末の作用を示す断面説明図である。
【図３】この発明の溶射用複合粉末を用いて形成した盛
り金層の厚さ方向に対して直角に切断した断面の顕微鏡
組織の写生図である。
り金層の厚さ方向に対して直角に切断した断面の顕微鏡
組織の写生図である。
１ ＷＣ微粉末 ２ Ｃｏ−Ｃｒ系合金 ３ 溶射用複合粉末 ４ 盛り金層 ５ 基板 ６ プラズマ流
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三橋 章 埼玉県大宮市北袋町１−297 三菱マテリ アル株式会社中央研究所内 (72)発明者 岡 勉 埼玉県桶川市上日出谷1230 三菱マテリア ル株式会社桶川製作所内
Claims (4)
- 【請求項１】 Ｃｏ−Ｃｒ系合金粉末の表面にＷＣ微粉
末の一部が埋め込まれた状態で被覆してなることを特徴
とする溶射用複合粉末。 - 【請求項２】 上記Ｃｏ−Ｃｒ系合金粉末の平均粒径は
２０〜９９μｍであり、ＷＣ微粉末の平均粒径は０．５
〜２０μｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１記
載の溶射用複合粉末。 - 【請求項３】 上記Ｃｏ−Ｃｒ系合金粉末に対するＷＣ
粉末の体積比は、 Ｃｏ−Ｃｒ系合金粉末／ＷＣ粉末＝２／１〜１５／１の
範囲内にあることを特徴とする請求項１または２記載の
溶射用複合粉末。 - 【請求項４】 上記Ｃｏ−Ｃｒ系合金粉末は、重量％
で、Ｎｉ：０．０１〜３％、Ｃｒ：２５〜３０％、Ｗ：
２〜１５％、Ｆｅ：０．０１〜３％、Ｃ：０．１〜３％
を含有し、残りがＣｏおよび不可避不純物からなる組成
を有することを特徴とする請求項１，２または３記載の
溶射用複合粉末。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8337295A JPH08253853A (ja) | 1995-03-15 | 1995-03-15 | 溶射用複合粉末 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8337295A JPH08253853A (ja) | 1995-03-15 | 1995-03-15 | 溶射用複合粉末 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08253853A true JPH08253853A (ja) | 1996-10-01 |
Family
ID=13800597
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8337295A Withdrawn JPH08253853A (ja) | 1995-03-15 | 1995-03-15 | 溶射用複合粉末 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08253853A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000219953A (ja) * | 1999-01-28 | 2000-08-08 | Praxair St Technol Inc | ゲ―ト及びシ―トのための溶射コ―ティング |
| US6326063B1 (en) | 1998-01-29 | 2001-12-04 | Tocalo Co., Ltd. | Method of production of self-fusing alloy spray coating member |
| KR100361743B1 (ko) * | 1996-12-09 | 2003-01-29 | 주식회사 포스코 | 플라즈마 육성용 복합재료 및 그복합재료 육성방법 |
| US6582763B1 (en) | 1999-01-29 | 2003-06-24 | Nisshin Seifun Group Inc. | Process for producing oxide coated fine metal particles |
-
1995
- 1995-03-15 JP JP8337295A patent/JPH08253853A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100361743B1 (ko) * | 1996-12-09 | 2003-01-29 | 주식회사 포스코 | 플라즈마 육성용 복합재료 및 그복합재료 육성방법 |
| US6326063B1 (en) | 1998-01-29 | 2001-12-04 | Tocalo Co., Ltd. | Method of production of self-fusing alloy spray coating member |
| JP2000219953A (ja) * | 1999-01-28 | 2000-08-08 | Praxair St Technol Inc | ゲ―ト及びシ―トのための溶射コ―ティング |
| US6582763B1 (en) | 1999-01-29 | 2003-06-24 | Nisshin Seifun Group Inc. | Process for producing oxide coated fine metal particles |
| DE10003982B4 (de) * | 1999-01-29 | 2008-07-10 | Nisshin Engineering Inc. | Oxidbeschichtete feine Metallteilchen und Verfahren zu deren Herstellung |
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