JPH09248606A - 金属円柱体の溶射被覆方法 - Google Patents
金属円柱体の溶射被覆方法Info
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- JPH09248606A JPH09248606A JP8086037A JP8603796A JPH09248606A JP H09248606 A JPH09248606 A JP H09248606A JP 8086037 A JP8086037 A JP 8086037A JP 8603796 A JP8603796 A JP 8603796A JP H09248606 A JPH09248606 A JP H09248606A
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Abstract
(57)【要約】
【課 題】 有害な大きさの気孔を含まない金属基溶
射被覆を施す方法を提供すること。 【解決手段】 金属円柱体の外周面に金属基溶射材料を
高速溶射ガンにより溶射して緻密な被覆を形成させる被
覆方法であって、移動方式による溶射操作を、前記外周
面に対する高速ガンの相対走査速度を30〜80dm2/minと
して溶射スポット内の溶射面の温度上昇を抑えて行うこ
とにより、気孔のない溶射被覆を形成させる。即ち、こ
の発明は、溶射したままの状態で緻密な被覆を形成する
ことのできる高速溶射ガンを従来より速い速度で走査さ
せて溶射を行うことにより、有害な大きさの気孔が含ま
れないレベル迄被覆の緻密度を向上させる方法である。
射被覆を施す方法を提供すること。 【解決手段】 金属円柱体の外周面に金属基溶射材料を
高速溶射ガンにより溶射して緻密な被覆を形成させる被
覆方法であって、移動方式による溶射操作を、前記外周
面に対する高速ガンの相対走査速度を30〜80dm2/minと
して溶射スポット内の溶射面の温度上昇を抑えて行うこ
とにより、気孔のない溶射被覆を形成させる。即ち、こ
の発明は、溶射したままの状態で緻密な被覆を形成する
ことのできる高速溶射ガンを従来より速い速度で走査さ
せて溶射を行うことにより、有害な大きさの気孔が含ま
れないレベル迄被覆の緻密度を向上させる方法である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属ロ−ルの胴
部，金属管などの金属円柱体の外周面に、耐摩耗性等の
優れた金属基溶射被覆を、気孔のない状態に形成させる
方法に関するものである。
部，金属管などの金属円柱体の外周面に、耐摩耗性等の
優れた金属基溶射被覆を、気孔のない状態に形成させる
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ロ−ルを例にとると、たとえば鋼板製造
プロセスにおいて、スケ−ルブレ−カ−ロ−ル，圧延ロ
−ル，テンションロ−ルなど種々のロ−ルが使用され
る。これらのロ−ルは高速下で、又、大なり小なり圧力
を以て鋼板に転動接触する形で使用されるため、摩耗が
激しく、鋼板製造コストへの影響が大である。
プロセスにおいて、スケ−ルブレ−カ−ロ−ル，圧延ロ
−ル，テンションロ−ルなど種々のロ−ルが使用され
る。これらのロ−ルは高速下で、又、大なり小なり圧力
を以て鋼板に転動接触する形で使用されるため、摩耗が
激しく、鋼板製造コストへの影響が大である。
【０００３】そこで、摩耗の激しさに応じて、ロ−ル胴
部の材質の工夫，焼入れ硬化，あるいはCr，Niなどの硬
質めっきを施す等の対応がなされてきた。又、近年は、
Crめっきよりも耐摩耗性の優れた溶射被覆、就中金属基
質中に炭化物セラミックスを分散させたサ−メットの溶
射被覆が多用されるに至っている。
部の材質の工夫，焼入れ硬化，あるいはCr，Niなどの硬
質めっきを施す等の対応がなされてきた。又、近年は、
Crめっきよりも耐摩耗性の優れた溶射被覆、就中金属基
質中に炭化物セラミックスを分散させたサ−メットの溶
射被覆が多用されるに至っている。
【０００４】ロ−ルにおける耐摩耗性の要求は、単に摩
耗量の大小に留まらず、用途に応じて求められるロ−ル
表面テクスチャ−を如何に長もちさせるかが大きな問題
であった。又、ロ−ルの表面に開口した気孔のような微
小欠陥が金属板にかじり傷を生じさせ、あるいは上記欠
陥部に異物が堆積し、これが脱落して押し傷の原因にな
るといった問題も指摘されていた。即ち、ロ−ルにおい
ては、上記表面テクスチャ−を欠陥なく実現できるよう
な緻密な材質が耐摩耗性とともに求められてきたもので
あり、溶射被覆については、溶射により層状に堆積させ
た粒子間に生じる有害な大きさの気孔をなくすことが切
望されていた。
耗量の大小に留まらず、用途に応じて求められるロ−ル
表面テクスチャ−を如何に長もちさせるかが大きな問題
であった。又、ロ−ルの表面に開口した気孔のような微
小欠陥が金属板にかじり傷を生じさせ、あるいは上記欠
陥部に異物が堆積し、これが脱落して押し傷の原因にな
るといった問題も指摘されていた。即ち、ロ−ルにおい
ては、上記表面テクスチャ−を欠陥なく実現できるよう
な緻密な材質が耐摩耗性とともに求められてきたもので
あり、溶射被覆については、溶射により層状に堆積させ
た粒子間に生じる有害な大きさの気孔をなくすことが切
望されていた。
【０００５】特公平７−１４５２５号公報には、軟質金
属板の搬送を、気孔率が1.8％以下の炭化物サ−メット
溶射被覆を施し、Rmaxで3.0μm以下の鏡面に仕上げたロ
−ルを用いて行うことにより、Crめっきを施した鏡面仕
上げロ−ルに比べて、傷発生などの観点においてロ−ル
としての性能を長期間維持できたことが記載されてい
る。
属板の搬送を、気孔率が1.8％以下の炭化物サ−メット
溶射被覆を施し、Rmaxで3.0μm以下の鏡面に仕上げたロ
−ルを用いて行うことにより、Crめっきを施した鏡面仕
上げロ−ルに比べて、傷発生などの観点においてロ−ル
としての性能を長期間維持できたことが記載されてい
る。
【０００６】しかしながら、上記内容は、溶射材料を数
100m/secの粒子速度で投射することのできる高速溶射ガ
ンによって通常実現される低気孔率の溶射被覆がCrめっ
きに比べて有利に使用できたことを述べているものの、
前記気孔の大きさの問題への言及はなく、無論金属基溶
射被覆から有害な大きさの気孔をなくす手段は示されて
いない。即ち、前記気孔に関わる問題点については、課
題設定，解決手段ともに不足していた状況がうかがえ
る。
100m/secの粒子速度で投射することのできる高速溶射ガ
ンによって通常実現される低気孔率の溶射被覆がCrめっ
きに比べて有利に使用できたことを述べているものの、
前記気孔の大きさの問題への言及はなく、無論金属基溶
射被覆から有害な大きさの気孔をなくす手段は示されて
いない。即ち、前記気孔に関わる問題点については、課
題設定，解決手段ともに不足していた状況がうかがえ
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な従来技術に鑑み、有害な大きさの気孔を含まない金属
基溶射被覆を施す方法を提供することを、その課題とす
るものである。
な従来技術に鑑み、有害な大きさの気孔を含まない金属
基溶射被覆を施す方法を提供することを、その課題とす
るものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
を目的としてなされた本発明の第一発明の構成は、金属
円柱体の外周面に金属基溶射材料を高速溶射ガンにより
溶射して緻密な被覆を形成させる被覆方法であって、移
動方式による溶射操作を、前記外周面に対する高速ガン
の相対走査速度を30〜80dm2/minとして溶射スポット内
の溶射面の温度上昇を抑えて行うことにより、気孔のな
い溶射被覆を形成させることを特徴とするものである。
を目的としてなされた本発明の第一発明の構成は、金属
円柱体の外周面に金属基溶射材料を高速溶射ガンにより
溶射して緻密な被覆を形成させる被覆方法であって、移
動方式による溶射操作を、前記外周面に対する高速ガン
の相対走査速度を30〜80dm2/minとして溶射スポット内
の溶射面の温度上昇を抑えて行うことにより、気孔のな
い溶射被覆を形成させることを特徴とするものである。
【０００９】即ち、この発明は、溶射したままの状態で
緻密な被覆を形成することのできる高速溶射ガンを従来
より速い速度で走査させて溶射を行うことにより、有害
な大きさの気孔が含まれないレベル迄被覆の緻密度を向
上させる方法である。
緻密な被覆を形成することのできる高速溶射ガンを従来
より速い速度で走査させて溶射を行うことにより、有害
な大きさの気孔が含まれないレベル迄被覆の緻密度を向
上させる方法である。
【００１０】この発明の対象となる金属基溶射材料とし
ては、Ni基，Co基等の各種合金材料あるいは該合金材料
にWC，Cr3C2，TiC，MoBなどのセラミック微粒子が配合
されたサ−メット材料、更には、これらの材料にＢやSi
を配合して自溶性を具備させた自溶性合金基材料を挙げ
ることができる。又、好適な溶射手段として、ＨＶＯＦ
あるいはＨＶＡＦと通称される高速ガスフ−ム溶射シス
テムを例示できる。
ては、Ni基，Co基等の各種合金材料あるいは該合金材料
にWC，Cr3C2，TiC，MoBなどのセラミック微粒子が配合
されたサ−メット材料、更には、これらの材料にＢやSi
を配合して自溶性を具備させた自溶性合金基材料を挙げ
ることができる。又、好適な溶射手段として、ＨＶＯＦ
あるいはＨＶＡＦと通称される高速ガスフ−ム溶射シス
テムを例示できる。
【００１１】又、本発明の第二発明の構成は、金属円柱
体の外周面に自溶性合金基溶射材料の溶射被覆を形成
し、該溶射被覆を加熱再溶融処理により緻密化させる被
覆方法であって、前記加熱再溶融処理を、前記溶射被覆
の前面からの誘導加熱により母材の表層部を急速昇温さ
せ、溶射被覆内に15〜120℃/mmの、母材側が高温の温度
勾配を形成させて行うことにより、溶射被覆を気孔のな
い状態に緻密化することを特徴とするものである。
体の外周面に自溶性合金基溶射材料の溶射被覆を形成
し、該溶射被覆を加熱再溶融処理により緻密化させる被
覆方法であって、前記加熱再溶融処理を、前記溶射被覆
の前面からの誘導加熱により母材の表層部を急速昇温さ
せ、溶射被覆内に15〜120℃/mmの、母材側が高温の温度
勾配を形成させて行うことにより、溶射被覆を気孔のな
い状態に緻密化することを特徴とするものである。
【００１２】即ち、この発明は、溶射被覆を緻密化させ
るための加熱再溶融処理を、被覆の溶融が確実に母材側
から外方に向けて進行するように行って、前記気孔が残
留しないようにする方法である。この発明は、溶射被覆
に再溶融処理を施すことを前提としているので、前記金
属基溶射材料の内、自溶性を有するものに対象が限られ
るが、溶射ガンの方は任意のものを使用することができ
る。
るための加熱再溶融処理を、被覆の溶融が確実に母材側
から外方に向けて進行するように行って、前記気孔が残
留しないようにする方法である。この発明は、溶射被覆
に再溶融処理を施すことを前提としているので、前記金
属基溶射材料の内、自溶性を有するものに対象が限られ
るが、溶射ガンの方は任意のものを使用することができ
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の第一発明は、溶射操作
を、溶射粒子を数100m/secの粒子速度で投射することの
できる高速溶射ガンを30〜80dm2/minで対象面を走査さ
せることにより、気孔のない溶射被覆を形成させるもの
である。即ち、溶射粒子を高速度で投射して、対象物に
衝突した際に粒子に強い圧縮が加わり、粒子が十分変形
しながら堆積するようにして被覆を緻密化させるという
点においては従来の指向に則っている。この観点から、
この発明を実施するに当っては、上記圧縮力を生じさせ
るための要因として、上記粒子速度を500m/sec以上とす
ることが望ましい。一方、粒子速度を増大させるには、
多大な設備コスト，設備管理コスト等を要するので、10
00m/sec程度迄が経済的に利用しやすい範囲となる。
を、溶射粒子を数100m/secの粒子速度で投射することの
できる高速溶射ガンを30〜80dm2/minで対象面を走査さ
せることにより、気孔のない溶射被覆を形成させるもの
である。即ち、溶射粒子を高速度で投射して、対象物に
衝突した際に粒子に強い圧縮が加わり、粒子が十分変形
しながら堆積するようにして被覆を緻密化させるという
点においては従来の指向に則っている。この観点から、
この発明を実施するに当っては、上記圧縮力を生じさせ
るための要因として、上記粒子速度を500m/sec以上とす
ることが望ましい。一方、粒子速度を増大させるには、
多大な設備コスト，設備管理コスト等を要するので、10
00m/sec程度迄が経済的に利用しやすい範囲となる。
【００１４】さて、溶射粒子に加わる圧縮力は、上記粒
子速度のみによって定まるものではなく、粒子が投射さ
れる対象物の表層部の変形抵抗の大小が大きく影響す
る。即ち、溶射スポット内にある溶射面の温度が上昇し
ない方が上記変形抵抗が高く保たれて、衝突した溶射粒
子に強い圧縮力が作用することになり、高速溶射ガンの
性能が無駄なく生かされることになる。
子速度のみによって定まるものではなく、粒子が投射さ
れる対象物の表層部の変形抵抗の大小が大きく影響す
る。即ち、溶射スポット内にある溶射面の温度が上昇し
ない方が上記変形抵抗が高く保たれて、衝突した溶射粒
子に強い圧縮力が作用することになり、高速溶射ガンの
性能が無駄なく生かされることになる。
【００１５】図１は、本第一発明の方法を40dm2/minの
走査速度で実施したときの溶射面への入熱経過を模式的
に示した図、図２は本発明の範囲外である20dm2/minの
走査速度で実施した場合を図１に対比して模式的に示し
た図である。即ち、溶射ガンを一定条件で動作させなが
ら走査させて行くと、溶射面への入熱密度（単位時間・
単位面積当りの入熱量）は一定値Ｑである。しかし、対
象物表面上のある１点について見ると、ガンの走査によ
ってその点を溶射スポットが通過した際に、上記Ｑをピ
−クとする入熱カ−ブ１，２が画かれる。
走査速度で実施したときの溶射面への入熱経過を模式的
に示した図、図２は本発明の範囲外である20dm2/minの
走査速度で実施した場合を図１に対比して模式的に示し
た図である。即ち、溶射ガンを一定条件で動作させなが
ら走査させて行くと、溶射面への入熱密度（単位時間・
単位面積当りの入熱量）は一定値Ｑである。しかし、対
象物表面上のある１点について見ると、ガンの走査によ
ってその点を溶射スポットが通過した際に、上記Ｑをピ
−クとする入熱カ−ブ１，２が画かれる。
【００１６】ここで、上記入熱カ−ブにおける入熱時間
は走査速度によって変り、この結果図１，図２に示した
ような入熱カ−ブの差異が生じ、入熱カ−ブ１では２に
比べて入熱される時間が半減する。一方、１パス当りの
溶射量も半減するので、所定膜厚を確保するために繰返
す走査バスの回数を倍増させることになるが、その分１
パス当りの所要時間も、各パスにおいて対象面端部で生
じる若干のロスタイムを除けば半減するので、ト−タル
の所要時間は殆ど増大しない。
は走査速度によって変り、この結果図１，図２に示した
ような入熱カ−ブの差異が生じ、入熱カ−ブ１では２に
比べて入熱される時間が半減する。一方、１パス当りの
溶射量も半減するので、所定膜厚を確保するために繰返
す走査バスの回数を倍増させることになるが、その分１
パス当りの所要時間も、各パスにおいて対象面端部で生
じる若干のロスタイムを除けば半減するので、ト−タル
の所要時間は殆ど増大しない。
【００１７】次に、上記図１，図２により説明した入熱
経過の差異を受けて、溶射スポットが通過した点におけ
る温度上昇にも差異が生じる。図３，図４はこれを模式
的に示したものであって、１点での入熱量が半減すれ
ば、その点の温度上昇も概ね半減して図３と図４に符号
３と４で模式的に示すように推移し、溶射スポット内の
溶射面の温度が低いレベルに維持されるところとなっ
て、溶射粒子に作用する前記圧縮力が高いレベルに維持
され、溶射被覆の緻密度が向上することになる。ここ
で、図３，図４に示した温度上昇のベ−スラインＬ，
L′は、溶射時の溶射面への入熱が対象物の深部に拡散
均熱化して起るいわゆる自己冷却作用に伴う全体の温度
上昇を示したものである。対象物表面へのト−タルの入
熱量は図３と図４とで差異がないので、温度上昇ベ−ス
ラインＬ，L′は同じレベルとなる。即ち、本第一発明
の方法により、対象物表面の平均的な昇温ではなく、溶
射スポット内の過渡的な昇温が抑えられるのである。
経過の差異を受けて、溶射スポットが通過した点におけ
る温度上昇にも差異が生じる。図３，図４はこれを模式
的に示したものであって、１点での入熱量が半減すれ
ば、その点の温度上昇も概ね半減して図３と図４に符号
３と４で模式的に示すように推移し、溶射スポット内の
溶射面の温度が低いレベルに維持されるところとなっ
て、溶射粒子に作用する前記圧縮力が高いレベルに維持
され、溶射被覆の緻密度が向上することになる。ここ
で、図３，図４に示した温度上昇のベ−スラインＬ，
L′は、溶射時の溶射面への入熱が対象物の深部に拡散
均熱化して起るいわゆる自己冷却作用に伴う全体の温度
上昇を示したものである。対象物表面へのト−タルの入
熱量は図３と図４とで差異がないので、温度上昇ベ−ス
ラインＬ，L′は同じレベルとなる。即ち、本第一発明
の方法により、対象物表面の平均的な昇温ではなく、溶
射スポット内の過渡的な昇温が抑えられるのである。
【００１８】以上、走査速度と温度上昇の関係を、対象
物表面上を走査させる際の隣接の既走査パタ−ンとの重
なりがないものとして説明したが、重なりがある場合に
も、大勢において同様の経過をたどる。本発明方法は、
円柱体の外周面を対象としているので、通常は円柱体を
軸線を中心に回転させながら、溶射ガンを円柱材の長手
方向に相対移動させて、スパイラル状の走査を行うこと
になる。
物表面上を走査させる際の隣接の既走査パタ−ンとの重
なりがないものとして説明したが、重なりがある場合に
も、大勢において同様の経過をたどる。本発明方法は、
円柱体の外周面を対象としているので、通常は円柱体を
軸線を中心に回転させながら、溶射ガンを円柱材の長手
方向に相対移動させて、スパイラル状の走査を行うこと
になる。
【００１９】又、上記走査においては、単位周回パタ−
ン間に重ね代をとる形でスパイラルパタ−ンを形成させ
て行くことが多い。本第一発明の方法も上記走査態様に
て実施することができるが、本発明方法においては、溶
射のパス回数が従来よりも大となるので、上記重ね代の
少ない走査パタ−ンとしてその分周回速度を大として行
っても、膜厚の均等化は可能である。又、溶射スポット
内の溶射面の温度は、上記重ね代が大きくない方が確実
に抑制される。
ン間に重ね代をとる形でスパイラルパタ−ンを形成させ
て行くことが多い。本第一発明の方法も上記走査態様に
て実施することができるが、本発明方法においては、溶
射のパス回数が従来よりも大となるので、上記重ね代の
少ない走査パタ−ンとしてその分周回速度を大として行
っても、膜厚の均等化は可能である。又、溶射スポット
内の溶射面の温度は、上記重ね代が大きくない方が確実
に抑制される。
【００２０】本第一発明の方法により、溶射被覆の緻密
度が向上する機作は上述の通りである。しかして、溶射
被覆内の前記有害な大きさの気孔が存在しないレベルの
緻密度を得るには、30dm2/min以上の走査速度によるこ
とが必要である。通常の溶射作業における20dm2/min前
後の走査速度では、前記特公平７−１４５２５号公報に
記載されているように、500倍の検鏡で検知される気孔
の１％前後の発生は回避し難く、この様な大きさの気孔
は用途に応じて大なり小なり有害と見なければならない
からである。
度が向上する機作は上述の通りである。しかして、溶射
被覆内の前記有害な大きさの気孔が存在しないレベルの
緻密度を得るには、30dm2/min以上の走査速度によるこ
とが必要である。通常の溶射作業における20dm2/min前
後の走査速度では、前記特公平７−１４５２５号公報に
記載されているように、500倍の検鏡で検知される気孔
の１％前後の発生は回避し難く、この様な大きさの気孔
は用途に応じて大なり小なり有害と見なければならない
からである。
【００２１】一方、上市の高速溶射ガンの吐出能力は20
〜100g/min程度であるため、80dm2/minを超える走査速
度では100回近いパス回数が必要となるケ−スが生じ
て、前記ト−タルの所要時間も有意に増大することにな
るので、80dm2/minが実用上の上限となる。
〜100g/min程度であるため、80dm2/minを超える走査速
度では100回近いパス回数が必要となるケ−スが生じ
て、前記ト−タルの所要時間も有意に増大することにな
るので、80dm2/minが実用上の上限となる。
【００２２】高速溶射ガンを使用するに当っては、従来
より、溶射スポット近傍の対象物表面を強制空冷する措
置が取られることが多いが、前記自己冷却作用と異なっ
て溶射スポット内の溶射面を直接冷却する作用はもたら
し得ない。即ち、図３，図４にＬ，L′で示した対象物
の平均的な温度上昇を抑え、あるいは、溶射被覆がメル
トダウンするような極度の昇温を抑えるなどの目的で行
われるものであって、溶射スポット内の溶射面の過渡的
な温度上昇を抑え、表層部の変形抵抗を高位に維持して
被覆の緻密度を高めるという本第一発明技術思想に基づ
く効果はもたらし得ない。
より、溶射スポット近傍の対象物表面を強制空冷する措
置が取られることが多いが、前記自己冷却作用と異なっ
て溶射スポット内の溶射面を直接冷却する作用はもたら
し得ない。即ち、図３，図４にＬ，L′で示した対象物
の平均的な温度上昇を抑え、あるいは、溶射被覆がメル
トダウンするような極度の昇温を抑えるなどの目的で行
われるものであって、溶射スポット内の溶射面の過渡的
な温度上昇を抑え、表層部の変形抵抗を高位に維持して
被覆の緻密度を高めるという本第一発明技術思想に基づ
く効果はもたらし得ない。
【００２３】本発明の第二発明は自溶性合金基溶射被覆
の加熱再溶融処理を、誘導加熱法によって、溶射被覆内
に母材側が高温の15〜120℃/mmの温度勾配が形成される
ように行って、被覆の溶融が確実に母材側から外方に向
けて進行するようにしたものである。上記温度勾配が15
℃/mm未満では、溶射被覆の溶融が母材側と表面側とで
大差のないタイミングで起るためか、気孔が残留する傾
向が生じる。一方、120℃を超える温度勾配では、被覆
の表面側が溶融しはじめる前に、母材側の温度が上がり
過ぎて流動性が過剰となり、被覆の流れ落ちの恐れが生
じる。温度勾配の形成に必要な加熱パワ−の点では、60
℃/mm程度迄の温度勾配が実施しやすい範囲となる。な
お、ここで云う温度勾配は、被覆の母材側の温度と表面
の温度の差を溶射された状態の膜厚で除した値である。
溶射被覆の再溶融処理には、従来より誘導加熱法が利用
されているが、その主たる狙いは、母材に対する不要な
加熱を低減して母材材質等への影響を少なくし、あるい
は生産能率を高める点にあった。これに対して本第二発
明は、元より被覆の緻密化のために行う再溶融処理を、
前記有害な大きさの気孔が残留しない高度なレベルとす
るための方法である。
の加熱再溶融処理を、誘導加熱法によって、溶射被覆内
に母材側が高温の15〜120℃/mmの温度勾配が形成される
ように行って、被覆の溶融が確実に母材側から外方に向
けて進行するようにしたものである。上記温度勾配が15
℃/mm未満では、溶射被覆の溶融が母材側と表面側とで
大差のないタイミングで起るためか、気孔が残留する傾
向が生じる。一方、120℃を超える温度勾配では、被覆
の表面側が溶融しはじめる前に、母材側の温度が上がり
過ぎて流動性が過剰となり、被覆の流れ落ちの恐れが生
じる。温度勾配の形成に必要な加熱パワ−の点では、60
℃/mm程度迄の温度勾配が実施しやすい範囲となる。な
お、ここで云う温度勾配は、被覆の母材側の温度と表面
の温度の差を溶射された状態の膜厚で除した値である。
溶射被覆の再溶融処理には、従来より誘導加熱法が利用
されているが、その主たる狙いは、母材に対する不要な
加熱を低減して母材材質等への影響を少なくし、あるい
は生産能率を高める点にあった。これに対して本第二発
明は、元より被覆の緻密化のために行う再溶融処理を、
前記有害な大きさの気孔が残留しない高度なレベルとす
るための方法である。
【００２４】本第二発明における誘導加熱は、溶射被覆
の全面に対して一気に行ってもよいが、誘導コイル，電
源共に大がかりとなり経済的に実施しにくい。よって、
金属円柱体外周面の円柱体長手方向の短区間を、その外
周に配したリング状の誘導コイルに交流を通電して環状
に誘導加熱して被覆を溶融させる操作を、円柱体の一端
側から他端側に向けて順次進める移動形式で行った方が
よい。なお、上記移動形式の誘導加熱は、周方向条件均
一化の要請に応じて円柱体を回転させながら行うことも
できる。上記誘導コイルに通電する交流の周波数は、母
材の表層部をなるベく薄く加熱するためには高い周波数
で行う方がよいが、エネルギ−効率との兼合いから、母
材の材質に応じて１k〜100kHzの目安で適宜選定する。
の全面に対して一気に行ってもよいが、誘導コイル，電
源共に大がかりとなり経済的に実施しにくい。よって、
金属円柱体外周面の円柱体長手方向の短区間を、その外
周に配したリング状の誘導コイルに交流を通電して環状
に誘導加熱して被覆を溶融させる操作を、円柱体の一端
側から他端側に向けて順次進める移動形式で行った方が
よい。なお、上記移動形式の誘導加熱は、周方向条件均
一化の要請に応じて円柱体を回転させながら行うことも
できる。上記誘導コイルに通電する交流の周波数は、母
材の表層部をなるベく薄く加熱するためには高い周波数
で行う方がよいが、エネルギ−効率との兼合いから、母
材の材質に応じて１k〜100kHzの目安で適宜選定する。
【００２５】又、上記移動は60〜1200mm/minの速度で行
うのがよい。これは、60mm/min未満の速度では、円柱体
長手方向の伝熱によって、溶射被覆内に生じた温度勾配
が緩和されて（いわばにじんで）、前記下限温度勾配を
生じさせにくいためであり、一方、1200mm/minを超える
速度では必要な加熱パワ−が大きくなり過ぎて、電源及
び給電系の規模の点で経済的に実施しにくくなるからで
ある。
うのがよい。これは、60mm/min未満の速度では、円柱体
長手方向の伝熱によって、溶射被覆内に生じた温度勾配
が緩和されて（いわばにじんで）、前記下限温度勾配を
生じさせにくいためであり、一方、1200mm/minを超える
速度では必要な加熱パワ−が大きくなり過ぎて、電源及
び給電系の規模の点で経済的に実施しにくくなるからで
ある。
【００２６】
＜実施例１＞250mmφ×１m長さの鋼製円筒の外周面に、
高速溶射ガンを用いてスパイラル走査形式で金属基溶射
被覆を施した。 ・溶射ガン：メテコ社製ダイヤモンドジェットガン ・溶射仕様：WC-12％Coを200μm ・溶射粒子速度：700m/sec 上記溶射操作を、ガンを移動させる走査速度を種々変え
て行い、溶射被覆内の気孔の性状を500倍検鏡により評
価した。結果を表１に示す。
高速溶射ガンを用いてスパイラル走査形式で金属基溶射
被覆を施した。 ・溶射ガン：メテコ社製ダイヤモンドジェットガン ・溶射仕様：WC-12％Coを200μm ・溶射粒子速度：700m/sec 上記溶射操作を、ガンを移動させる走査速度を種々変え
て行い、溶射被覆内の気孔の性状を500倍検鏡により評
価した。結果を表１に示す。
【００２７】
【表１】
【００２８】表１に見る通り、30dm2/min以上の溶射ガ
ン走査速度により、500倍検鏡で検出される気孔を含ま
ない溶射被覆を形成させることができた。
ン走査速度により、500倍検鏡で検出される気孔を含ま
ない溶射被覆を形成させることができた。
【００２９】＜実施例２＞250mmφ×１m長さの鋼製円筒
の外周面に、通常のフレ−ム溶射ガンを用いて自溶性合
金基溶射被覆を施した。 ・溶射ガン：メテコ社製５ＰII型ガン ・溶射仕様：JISH8303 SFNi4を２mm 次いで、上記溶射被覆に移動方式で、周波数２kHzの誘
導加熱による再溶融処理を種々の条件で施して、再溶融
処理後の気孔の性状を500倍検鏡により評価した。結果
を表２に示す。
の外周面に、通常のフレ−ム溶射ガンを用いて自溶性合
金基溶射被覆を施した。 ・溶射ガン：メテコ社製５ＰII型ガン ・溶射仕様：JISH8303 SFNi4を２mm 次いで、上記溶射被覆に移動方式で、周波数２kHzの誘
導加熱による再溶融処理を種々の条件で施して、再溶融
処理後の気孔の性状を500倍検鏡により評価した。結果
を表２に示す。
【００３０】
【表２】
【００３１】表２に見る通り、再溶融処理時の被覆層内
の温度勾配を15℃/mm以上とすることにより、500倍検鏡
で検出される気孔を消滅させることができた。又、上記
温度勾配は、60〜300mm/minの移動速度によって有利に
形成できた。
の温度勾配を15℃/mm以上とすることにより、500倍検鏡
で検出される気孔を消滅させることができた。又、上記
温度勾配は、60〜300mm/minの移動速度によって有利に
形成できた。
【００３２】
【発明の効果】本発明は、上述したように、ロ−ル胴部
などの金属円柱体の外周面に、有害な大きさの気孔を含
まない金属基の溶射被覆を形成させる方法を提供するも
のである。即ち、第一発明は、金属基溶射材料を高速溶
射ガンを用いて溶射して、溶射のままで緻密な被覆を得
る方法において、対象物の表面に溶射ガンを走査させる
速度を30〜80dm2/minとして溶射スポット内の溶射面の
温度上昇を抑えて行うことにより、前記気孔が含まれな
いレベルに迄緻密化された被覆を得る被覆形成方法であ
る。
などの金属円柱体の外周面に、有害な大きさの気孔を含
まない金属基の溶射被覆を形成させる方法を提供するも
のである。即ち、第一発明は、金属基溶射材料を高速溶
射ガンを用いて溶射して、溶射のままで緻密な被覆を得
る方法において、対象物の表面に溶射ガンを走査させる
速度を30〜80dm2/minとして溶射スポット内の溶射面の
温度上昇を抑えて行うことにより、前記気孔が含まれな
いレベルに迄緻密化された被覆を得る被覆形成方法であ
る。
【００３３】又、第二発明は自溶性合金基溶射材料を溶
射して溶射被覆を形成し、加熱再溶融処理して緻密な被
覆を得る方法において、該再溶融処理を、誘導加熱法に
よって、母材側が高温の15〜120℃/mmの温度勾配を形成
させて行うことにより、前記気孔を含まないレベルに迄
緻密化された被覆を得る被覆形成方法である。
射して溶射被覆を形成し、加熱再溶融処理して緻密な被
覆を得る方法において、該再溶融処理を、誘導加熱法に
よって、母材側が高温の15〜120℃/mmの温度勾配を形成
させて行うことにより、前記気孔を含まないレベルに迄
緻密化された被覆を得る被覆形成方法である。
【００３４】即ち、たとえば、上記本発明方法を適用し
て製造された溶射被覆ロ−ルに例をとれば、Rmax0.4μm
の鏡面仕上げのような高度の表面テクスチャ−を、不具
合を伴わずに付与することが可能になり、溶射被覆本来
の優れた耐摩耗性と相まって、該テクスチャ−を長期に
維持できるロ−ルが提供できるようになるため、金属板
製造における品質面，コスト面の高度な要請を容易に満
たせるようになる。上記効果が高温耐食性等を付与する
ために金属管の外周面に施す金属基溶射被覆において
も、被覆の環境遮断性を確実なものにするためにも有用
となることは云う迄もない。
て製造された溶射被覆ロ−ルに例をとれば、Rmax0.4μm
の鏡面仕上げのような高度の表面テクスチャ−を、不具
合を伴わずに付与することが可能になり、溶射被覆本来
の優れた耐摩耗性と相まって、該テクスチャ−を長期に
維持できるロ−ルが提供できるようになるため、金属板
製造における品質面，コスト面の高度な要請を容易に満
たせるようになる。上記効果が高温耐食性等を付与する
ために金属管の外周面に施す金属基溶射被覆において
も、被覆の環境遮断性を確実なものにするためにも有用
となることは云う迄もない。
【図１】本発明方法を40dm2/minの走査速度で実施した
場合における溶射面への入熱経過を模式的に示した線
図。
場合における溶射面への入熱経過を模式的に示した線
図。
【図２】走査速度を20dm2/minで実施した例の溶射面へ
の入熱経過を模式的に示した線図。
の入熱経過を模式的に示した線図。
【図３】図１の入熱経過における溶射スポットの通過点
の温度上昇を模式的に示した線図。
の温度上昇を模式的に示した線図。
【図４】図２の入熱経過における溶射スポットの通過点
の温度上昇を模式的に示した線図。
の温度上昇を模式的に示した線図。
１，２ 入熱カ−ブ Ｌ，L′ 温度上昇ベ−スライン
Claims (4)
- 【請求項１】 金属円柱体の外周面に金属基溶射材料を
高速溶射ガンにより溶射して緻密な被覆を形成させる被
覆方法であって、移動方式による溶射操作を、前記外周
面に対する高速ガンの相対走査速度を30〜80dm2/minと
して溶射スポット内の溶射面の温度上昇を抑えて行うこ
とにより、気孔のない溶射被覆を形成させることを特徴
とする金属円柱体の溶射被覆方法。 - 【請求項２】 前記溶射操作において、前記外周面に投
射される溶射材料の粒子速度を500〜1000m/secとする請
求項１に記載の金属円柱体の溶射被覆方法。 - 【請求項３】 金属円柱体の外周面に自溶性合金基溶射
材料の溶射被覆を形成し、該溶射被覆を加熱再溶融処理
により緻密化させる被覆方法であって、前記加熱再溶融
処理を、前記溶射被覆の前面からの誘導加熱により母材
の表層部を急速昇温させ、溶射被覆内に15〜120℃/mm
の、母材側が高温の温度勾配を形成させて行うことによ
り、溶射被覆を気孔のない状態に緻密化することを特徴
とする金属円柱体の溶射被覆方法。 - 【請求項４】 前記誘導加熱を、金属円柱材の長手方向
の短区間を環状に加熱する操作を円柱材の一端側から他
端側に向けて順次進める移動形式により行うとともに、
該移動速度を60〜1200mm/minとすることを特徴とする請
求項３に記載の金属円柱体の溶射被覆方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8086037A JPH09248606A (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | 金属円柱体の溶射被覆方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8086037A JPH09248606A (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | 金属円柱体の溶射被覆方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09248606A true JPH09248606A (ja) | 1997-09-22 |
Family
ID=13875480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8086037A Pending JPH09248606A (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | 金属円柱体の溶射被覆方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09248606A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013077147A1 (ja) * | 2011-11-22 | 2013-05-30 | 日産自動車株式会社 | シリンダブロックの製造方法及びシリンダブロック |
| KR20220106186A (ko) * | 2020-01-20 | 2022-07-28 | 메카니자시욘 인두스트리알 아스티예로, 에쎄.아. | 텅스텐 카바이드 합금이 코팅된 압연기 롤 획득 방법 및 획득된 압연기 롤 |
| JP2024535933A (ja) * | 2021-10-04 | 2024-10-02 | メカニザシオン インダストリアル アスティジェロ，エス．エー． | 高速溶射によるラミネーションシリンダーの粗度を最適化するための方法 |
-
1996
- 1996-03-15 JP JP8086037A patent/JPH09248606A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013077147A1 (ja) * | 2011-11-22 | 2013-05-30 | 日産自動車株式会社 | シリンダブロックの製造方法及びシリンダブロック |
| CN103890221A (zh) * | 2011-11-22 | 2014-06-25 | 日产自动车株式会社 | 汽缸体的制造方法及汽缸体 |
| JPWO2013077147A1 (ja) * | 2011-11-22 | 2015-04-27 | 日産自動車株式会社 | シリンダブロックの製造方法及びシリンダブロック |
| US9885311B2 (en) | 2011-11-22 | 2018-02-06 | Nissan Motor Co., Ltd. | Method for manufacturing cylinder block and cylinder block |
| KR20220106186A (ko) * | 2020-01-20 | 2022-07-28 | 메카니자시욘 인두스트리알 아스티예로, 에쎄.아. | 텅스텐 카바이드 합금이 코팅된 압연기 롤 획득 방법 및 획득된 압연기 롤 |
| JP2023510510A (ja) * | 2020-01-20 | 2023-03-14 | メカニザシオン インダストリアル アスティジェロ，エス．エー． | 炭化タングステン合金コーティングを伴う圧延機のロールを得る方法、及び得られたロール |
| JP2024535933A (ja) * | 2021-10-04 | 2024-10-02 | メカニザシオン インダストリアル アスティジェロ，エス．エー． | 高速溶射によるラミネーションシリンダーの粗度を最適化するための方法 |
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