JPH093618A - ＴｉＢ２系コーティングの製造方法及びこうして製造されたコーティング物品 - Google Patents
ＴｉＢ２系コーティングの製造方法及びこうして製造されたコーティング物品Info
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- JPH093618A JPH093618A JP8160463A JP16046396A JPH093618A JP H093618 A JPH093618 A JP H093618A JP 8160463 A JP8160463 A JP 8160463A JP 16046396 A JP16046396 A JP 16046396A JP H093618 A JPH093618 A JP H093618A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 精細に分散されたＴｉＢ2 粒子を高い容量比
率で含有する高い密度を有するＴｉＢ2 系コーティング
を基材上に製造する方法を提供すること。 【解決手段】 （ａ）ＴｉＢ2 粉体と少なくとも１種の
元素状金属、少なくとも１種の金属合金及びそれらの混
合物より成る群から選択される金属系成分の粉体との混
合物を焼結して焼結生成物を製造する工程、（ｂ）工程
（ａ）の焼結生成物を粉体にする工程、並びに（ｃ）工
程（ｂ）の粉体を基材上に熱的に付着させてＴｉＢ2 系
コーティング物品を製造する工程を含む、基材上にＴｉ
Ｂ2 系コーティングを製造する方法。
率で含有する高い密度を有するＴｉＢ2 系コーティング
を基材上に製造する方法を提供すること。 【解決手段】 （ａ）ＴｉＢ2 粉体と少なくとも１種の
元素状金属、少なくとも１種の金属合金及びそれらの混
合物より成る群から選択される金属系成分の粉体との混
合物を焼結して焼結生成物を製造する工程、（ｂ）工程
（ａ）の焼結生成物を粉体にする工程、並びに（ｃ）工
程（ｂ）の粉体を基材上に熱的に付着させてＴｉＢ2 系
コーティング物品を製造する工程を含む、基材上にＴｉ
Ｂ2 系コーティングを製造する方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】発明の分野 この発明は、ＴｉＢ2 （二硼化チタン）及び金属系成分
の焼結粉体混合物を好適な基材上に熱スプレーすること
によるＴｉＢ2 系コーティング（本明細書において『Ｔ
ｉＢ2 系コーティング』とは、ＴｉＢ2 を基とするコー
ティングを意味する）の製造方法及びこうして製造され
るコーティング物品（本明細書において『コーティング
物品』とは、コーティングを施された物品を意味する）
に関する。
の焼結粉体混合物を好適な基材上に熱スプレーすること
によるＴｉＢ2 系コーティング（本明細書において『Ｔ
ｉＢ2 系コーティング』とは、ＴｉＢ2 を基とするコー
ティングを意味する）の製造方法及びこうして製造され
るコーティング物品（本明細書において『コーティング
物品』とは、コーティングを施された物品を意味する）
に関する。
【０００２】
【従来の技術】発明の背景 二硼化チタンは、優れた耐摩耗性、耐腐蝕性及び耐浸蝕
性を有する、非常に硬い耐火性の化合物である。これは
また、良好な電気及び熱伝導性をも示す。二硼化チタン
を基とするコーティングを製造するために、化学的蒸着
（ＣＶＤ）、スパッタリング、電着、プラズマスプレー
合成及びＴｉＢ2 含有粉体のプラズマスプレーを含む多
くの方法が開発されている。後者の熱スプレー法は、有
用なコーティングを製造するに当たって中程度に成功を
収めているだけである。これは、ＴｉＢ2 の融点が非常
に高い（約３０００℃）こと及びその化学的特性による
ところが大きい。その結果として、この技術によって製
造されている有用なコーティングは、ＴｉＢ2 の容量比
率が比較的低いものだけである。
性を有する、非常に硬い耐火性の化合物である。これは
また、良好な電気及び熱伝導性をも示す。二硼化チタン
を基とするコーティングを製造するために、化学的蒸着
（ＣＶＤ）、スパッタリング、電着、プラズマスプレー
合成及びＴｉＢ2 含有粉体のプラズマスプレーを含む多
くの方法が開発されている。後者の熱スプレー法は、有
用なコーティングを製造するに当たって中程度に成功を
収めているだけである。これは、ＴｉＢ2 の融点が非常
に高い（約３０００℃）こと及びその化学的特性による
ところが大きい。その結果として、この技術によって製
造されている有用なコーティングは、ＴｉＢ2 の容量比
率が比較的低いものだけである。
【０００３】典型的な現状の技術によるＴｉＢ2 含有熱
スプレー粉体の製造方法は、ＴｉＢ 2 と金属合金との機
械的混合物を用いるものである。この目的のために、様
々な金属合金、通常は鉄又はニッケルを基とする金属合
金が用いられている。得られるコーティングのミクロ構
造を、二硼化チタンの粒子寸法を低減させ且つそのコー
ティング中への取り込みを強化することによって改善す
るために、粉体の機械的合金化が研究されている。この
技術を用いて、１２重量％（約１９．５容量％）までの
ＴｉＢ2 を含有するコーティングが製造されている。Ｔ
ｉＢ2 と金属系添加物との機械的ブレンド粉体（即ち機
械的にブレンドされた粉体）によって、様々な基材上に
コーティングが製造されている。これらのコーティング
は比較的多孔質であり、マトリックスとして硼素含有合
金を含有させたものを除くと、コーティングの硬度は極
めて低い。硼素を含有するこれらのコーティングについ
ては、高められた硬度は比較的硬いマトリックスに帰す
るものだった。
スプレー粉体の製造方法は、ＴｉＢ 2 と金属合金との機
械的混合物を用いるものである。この目的のために、様
々な金属合金、通常は鉄又はニッケルを基とする金属合
金が用いられている。得られるコーティングのミクロ構
造を、二硼化チタンの粒子寸法を低減させ且つそのコー
ティング中への取り込みを強化することによって改善す
るために、粉体の機械的合金化が研究されている。この
技術を用いて、１２重量％（約１９．５容量％）までの
ＴｉＢ2 を含有するコーティングが製造されている。Ｔ
ｉＢ2 と金属系添加物との機械的ブレンド粉体（即ち機
械的にブレンドされた粉体）によって、様々な基材上に
コーティングが製造されている。これらのコーティング
は比較的多孔質であり、マトリックスとして硼素含有合
金を含有させたものを除くと、コーティングの硬度は極
めて低い。硼素を含有するこれらのコーティングについ
ては、高められた硬度は比較的硬いマトリックスに帰す
るものだった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、焼結
ＴｉＢ2 粉体からＴｉＢ2 系コーティングを製造するた
めの方法を提供することである。精細に分散されたＴｉ
Ｂ2 粒子を高い容量比率で含有する高い密度を有するＴ
ｉＢ2 系コーティングを基材上に提供することが、本発
明の目的である。本発明の上記の及びその他の目的及び
利点は、以下の説明を考察することから明らかになるだ
ろう。
ＴｉＢ2 粉体からＴｉＢ2 系コーティングを製造するた
めの方法を提供することである。精細に分散されたＴｉ
Ｂ2 粒子を高い容量比率で含有する高い密度を有するＴ
ｉＢ2 系コーティングを基材上に提供することが、本発
明の目的である。本発明の上記の及びその他の目的及び
利点は、以下の説明を考察することから明らかになるだ
ろう。
【０００５】
【課題を解決するための手段】発明の概要 本発明は、（ａ）ＴｉＢ2 粉体と少なくとも１種の元素
状金属、少なくとも１種の金属合金及びそれらの混合物
より成る群から選択される金属系成分の粉体との混合物
を焼結して焼結生成物を製造する工程、（ｂ）工程
（ａ）の焼結生成物を粉体にする工程、並びに（ｃ）工
程（ｂ）の粉体を基材上に熱的に（即ち熱によって）付
着させてＴｉＢ2 系コーティング物品（ＴｉＢ2 を基と
するコーティングを施された物品）を製造する工程を含
む、基材上にＴｉＢ2 系コーティングを製造する方法に
関する。
状金属、少なくとも１種の金属合金及びそれらの混合物
より成る群から選択される金属系成分の粉体との混合物
を焼結して焼結生成物を製造する工程、（ｂ）工程
（ａ）の焼結生成物を粉体にする工程、並びに（ｃ）工
程（ｂ）の粉体を基材上に熱的に（即ち熱によって）付
着させてＴｉＢ2 系コーティング物品（ＴｉＢ2 を基と
するコーティングを施された物品）を製造する工程を含
む、基材上にＴｉＢ2 系コーティングを製造する方法に
関する。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明において用いるための好適
な基材は、鉄、ニッケル、コバルト、アルミニウム、
銅、チタン及びそれらの合金より成る群から選択するこ
とができる。
な基材は、鉄、ニッケル、コバルト、アルミニウム、
銅、チタン及びそれらの合金より成る群から選択するこ
とができる。
【０００７】優れたミクロ構造を有する熱スプレーＴｉ
Ｂ2 系コーティング、即ち精細に分散されたＴｉＢ2 粒
子を高い容量比率で含有する高い密度を持つ熱スプレー
ＴｉＢ2 系コーティングは、ＴｉＢ2 と金属系マトリッ
クスとの混合物を初めに焼結し、次いで焼結生成物を所
望の粉体寸法範囲にし、次いで熱スプレーすることによ
って、最もよく達成することができるということがわか
った。ある場合には、焼結への先駆体として前もって合
金化した金属系成分を用いるよりもむしろ、ＴｉＢ2 と
元素状粉体とを適当な割合でブレンドして、焼結後に必
要とされる最終的な金属合金を達成することによって、
さらにより良好な結果を達成することができるというこ
とがわかった。本発明のＴｉＢ2 系コーティングは、金
属又は金属合金マトリックス中の５０容量％以上のＴｉ
Ｂ2 硬質相、好ましくは６０容量％以上のＴｉＢ2 硬質
相から成る。本発明のコーティングの多孔度は３．０％
より低いのが好ましく、２．５％より低いのがより好ま
しく、２．０％より低いのが特に好ましい。
Ｂ2 系コーティング、即ち精細に分散されたＴｉＢ2 粒
子を高い容量比率で含有する高い密度を持つ熱スプレー
ＴｉＢ2 系コーティングは、ＴｉＢ2 と金属系マトリッ
クスとの混合物を初めに焼結し、次いで焼結生成物を所
望の粉体寸法範囲にし、次いで熱スプレーすることによ
って、最もよく達成することができるということがわか
った。ある場合には、焼結への先駆体として前もって合
金化した金属系成分を用いるよりもむしろ、ＴｉＢ2 と
元素状粉体とを適当な割合でブレンドして、焼結後に必
要とされる最終的な金属合金を達成することによって、
さらにより良好な結果を達成することができるというこ
とがわかった。本発明のＴｉＢ2 系コーティングは、金
属又は金属合金マトリックス中の５０容量％以上のＴｉ
Ｂ2 硬質相、好ましくは６０容量％以上のＴｉＢ2 硬質
相から成る。本発明のコーティングの多孔度は３．０％
より低いのが好ましく、２．５％より低いのがより好ま
しく、２．０％より低いのが特に好ましい。
【０００８】好ましくは、ＴｉＢ2 の重量割合を工程
（ｂ）における粉体の合計重量の４０重量％〜８０重量
％、より好ましくは５０重量％〜７０重量％、特に好ま
しくは５０重量％〜６０重量％とすることができる。焼
結生成物を粉体にした時の寸法は、−１４０〜＋１２５
０タイラー(Tyler) メッシュ寸法の範囲であるべきであ
り、−３２５〜＋６００タイラーメッシュ寸法の範囲で
あるのがより好ましい。コーティング中に用いられる金
属マトリックスの種類は、コーティングが用いられる用
途及び環境に依存する。例えばＴｉＢ2 系コーティング
は、耐摩耗性、耐腐蝕性及び（又は）耐侵蝕性用途にお
いて用いるのに好適であることができる。本発明のコー
ティングのＴｉＢ2 成分のための好ましい金属系マトリ
ックスは、ニッケル、クロム、鉄、コバルト、モリブデ
ン及びそれらの合金より成る群の少なくとも１種から選
択することができる。
（ｂ）における粉体の合計重量の４０重量％〜８０重量
％、より好ましくは５０重量％〜７０重量％、特に好ま
しくは５０重量％〜６０重量％とすることができる。焼
結生成物を粉体にした時の寸法は、−１４０〜＋１２５
０タイラー(Tyler) メッシュ寸法の範囲であるべきであ
り、−３２５〜＋６００タイラーメッシュ寸法の範囲で
あるのがより好ましい。コーティング中に用いられる金
属マトリックスの種類は、コーティングが用いられる用
途及び環境に依存する。例えばＴｉＢ2 系コーティング
は、耐摩耗性、耐腐蝕性及び（又は）耐侵蝕性用途にお
いて用いるのに好適であることができる。本発明のコー
ティングのＴｉＢ2 成分のための好ましい金属系マトリ
ックスは、ニッケル、クロム、鉄、コバルト、モリブデ
ン及びそれらの合金より成る群の少なくとも１種から選
択することができる。
【０００９】工程（ｂ）の焼結生成物は、ＴｉＢ2 と金
属系マトリックス成分との混合物を８５０℃〜１６００
℃の範囲、好ましくは１０００℃〜１４００℃の範囲の
温度に加熱することによって調製することができる。好
ましくは、この混合物は、真空炉のような真空環境中で
焼結すべきである。焼結生成物は望ましい寸法に破砕す
ることができ、この望ましい寸法はコーティングが用い
られる用途及びその用途に用いるためのコーティングの
特性に依存する。
属系マトリックス成分との混合物を８５０℃〜１６００
℃の範囲、好ましくは１０００℃〜１４００℃の範囲の
温度に加熱することによって調製することができる。好
ましくは、この混合物は、真空炉のような真空環境中で
焼結すべきである。焼結生成物は望ましい寸法に破砕す
ることができ、この望ましい寸法はコーティングが用い
られる用途及びその用途に用いるためのコーティングの
特性に依存する。
【００１０】本発明のコーティングはデトネーション又
はプラズマスプレー付着によって適用するのが好ましい
が、例えば高速燃焼スプレー（極超音速ジェットスプレ
ーを含む）、溶射スプレー及びいわゆる高速プラズマス
プレー法（低圧又は真空スプレー法を含む）のようなそ
の他の熱スプレー技術を用いることもできる。本発明の
コーティングを付着させるために、当業者が容易に思い
浮かぶであろうその他の技術を用いることもできる。
はプラズマスプレー付着によって適用するのが好ましい
が、例えば高速燃焼スプレー（極超音速ジェットスプレ
ーを含む）、溶射スプレー及びいわゆる高速プラズマス
プレー法（低圧又は真空スプレー法を含む）のようなそ
の他の熱スプレー技術を用いることもできる。本発明の
コーティングを付着させるために、当業者が容易に思い
浮かぶであろうその他の技術を用いることもできる。
【００１１】
【実施例】本発明の方法によって製造されるコーティン
グの素晴らしく優れた性質を示すために、焼結ＴｉＢ2
−金属粉体及び機械的合金化（即ち機械的に合金化され
た）ＴｉＢ2 −金属粉体の両方について、多くのプラズ
マスプレーＴｉＢ2 コーティングを製造した。これらの
コーティングのミクロ構造、硬度、低応力アブレージョ
ン（abrasion）摩耗、フリクション（friction）摩耗、
浸蝕摩耗、結合強さ、及び腐蝕特性を測定し、その他の
硬質コーティングと比較した。
グの素晴らしく優れた性質を示すために、焼結ＴｉＢ2
−金属粉体及び機械的合金化（即ち機械的に合金化され
た）ＴｉＢ2 −金属粉体の両方について、多くのプラズ
マスプレーＴｉＢ2 コーティングを製造した。これらの
コーティングのミクロ構造、硬度、低応力アブレージョ
ン（abrasion）摩耗、フリクション（friction）摩耗、
浸蝕摩耗、結合強さ、及び腐蝕特性を測定し、その他の
硬質コーティングと比較した。
【００１２】これらの評価のために用いたコーティング
の組成を第Ｉ表に示す。これらは、ＴｉＢ2 −３０Ｎ
ｉ、ＴｉＢ2 −２４Ｎｉ−６Ｃｒ、ＴｉＢ2 −３２Ｎｉ
−８Ｃｒ、ＴｉＢ2 −４０Ｎｉ−１０Ｃｒ及びＴｉＢ2
−３２Ｃｒ−８Ｍｏの全体的な組成を持つ焼結粉体、Ｔ
ｉＢ2 −６０（８０Ｎｉ−２０Ｃｒ）及びＴｉＢ2 −３
２Ｎｉ−８Ｃｒの機械的合金化粉体並びにＴｉＢ2 ＋３
０Ｎｉ、ＴｉＢ2 −２５ＮｉＢ及びＴｉＢ2 ＋２０Ｎｉ
の機械的にブレンドされた合金化粉体から成る。焼結
は、真空炉中で金属系粉体材料の溶融温度に応じて１１
５０〜１４００℃において数時間実施した。機械的な合
金化は、摩砕機中で高速の撹拌された炭化タングステン
又はステンレス鋼ボールを用いて粉体を乾式ミル粉砕す
ることによって実施した。得られた粉体を必要な場合に
破砕し、プラズマスプレーのための適切な−３２５メッ
シュ粉体寸法に寸法分類した。走査電子顕微鏡によっ
て、予測された通りに、反復低温溶接及び摩砕の結果と
して、機械的合金化粉体が金属合金中に包まれたことが
明らかにされた。焼結粉体は、所望通りに、成分の均質
な分配を示した。
の組成を第Ｉ表に示す。これらは、ＴｉＢ2 −３０Ｎ
ｉ、ＴｉＢ2 −２４Ｎｉ−６Ｃｒ、ＴｉＢ2 −３２Ｎｉ
−８Ｃｒ、ＴｉＢ2 −４０Ｎｉ−１０Ｃｒ及びＴｉＢ2
−３２Ｃｒ−８Ｍｏの全体的な組成を持つ焼結粉体、Ｔ
ｉＢ2 −６０（８０Ｎｉ−２０Ｃｒ）及びＴｉＢ2 −３
２Ｎｉ−８Ｃｒの機械的合金化粉体並びにＴｉＢ2 ＋３
０Ｎｉ、ＴｉＢ2 −２５ＮｉＢ及びＴｉＢ2 ＋２０Ｎｉ
の機械的にブレンドされた合金化粉体から成る。焼結
は、真空炉中で金属系粉体材料の溶融温度に応じて１１
５０〜１４００℃において数時間実施した。機械的な合
金化は、摩砕機中で高速の撹拌された炭化タングステン
又はステンレス鋼ボールを用いて粉体を乾式ミル粉砕す
ることによって実施した。得られた粉体を必要な場合に
破砕し、プラズマスプレーのための適切な−３２５メッ
シュ粉体寸法に寸法分類した。走査電子顕微鏡によっ
て、予測された通りに、反復低温溶接及び摩砕の結果と
して、機械的合金化粉体が金属合金中に包まれたことが
明らかにされた。焼結粉体は、所望通りに、成分の均質
な分配を示した。
【００１３】焼結粉体を用いて製造されたコーティング
のミクロ構造及び機械的合金化粉体を用いて製造された
コーティングのミクロ構造は共に、機械的ブレンド粉体
を用いて製造されたコーティングのミクロ構造よりも優
れていた。機械的ブレンド粉体を用いて製造されたコー
ティングは、焼結粉体又は機械的合金化粉体のいずれか
を用いて製造されたコーティングよりもはるかに高い多
孔度を有していた（３．５％以上対２．５％未満）。典
型的には、機械的合金化粉体を用いて付着させたコーテ
ィングは、非常に微細な二硼化チタン粒子がコーティン
グ全体に分散されて成り、他方、焼結粉体を用いて製造
されたコーティングは、比較的大きい二硼化チタン粒子
及び大きい溶かされていない金属粒子を有していた。
のミクロ構造及び機械的合金化粉体を用いて製造された
コーティングのミクロ構造は共に、機械的ブレンド粉体
を用いて製造されたコーティングのミクロ構造よりも優
れていた。機械的ブレンド粉体を用いて製造されたコー
ティングは、焼結粉体又は機械的合金化粉体のいずれか
を用いて製造されたコーティングよりもはるかに高い多
孔度を有していた（３．５％以上対２．５％未満）。典
型的には、機械的合金化粉体を用いて付着させたコーテ
ィングは、非常に微細な二硼化チタン粒子がコーティン
グ全体に分散されて成り、他方、焼結粉体を用いて製造
されたコーティングは、比較的大きい二硼化チタン粒子
及び大きい溶かされていない金属粒子を有していた。
【００１４】様々な技術によって調製された粉体を用い
て製造されたコーティングの性質を、一連の実験におい
て比較した。
て製造されたコーティングの性質を、一連の実験におい
て比較した。
【００１５】実験１ 焼結粉体を用いて製造されたＴｉＢ2 −３２Ｎｉ−８Ｃ
ｒコーティング及び機械的合金化粉体を用いて製造され
たＴｉＢ2 −３２Ｎｉ−８Ｃｒコーティングの性質を機
械的ブレンド粉体のものと比較した。その結果を第Ｉ表
及び第II表に示す。ＡＳＴＭ標準試験方法Ｇ７６−８３
を用いて、これらのコーティングの横断面微小硬さを測
定した。この試験において用いたアルミナは、公称２７
μｍであり、１２０ｍ／秒の粒子速度だった。浸蝕性
は、３０°及び９０°の両方の衝突角度において測定し
た。コーティングの結合強さは、ＡＳＴＭ標準試験方法
６３３−７９を用いて測定した。第Ｉ表のコーティング
１〜９についてのこれらの試験の結果を、第II表にまと
める。
ｒコーティング及び機械的合金化粉体を用いて製造され
たＴｉＢ2 −３２Ｎｉ−８Ｃｒコーティングの性質を機
械的ブレンド粉体のものと比較した。その結果を第Ｉ表
及び第II表に示す。ＡＳＴＭ標準試験方法Ｇ７６−８３
を用いて、これらのコーティングの横断面微小硬さを測
定した。この試験において用いたアルミナは、公称２７
μｍであり、１２０ｍ／秒の粒子速度だった。浸蝕性
は、３０°及び９０°の両方の衝突角度において測定し
た。コーティングの結合強さは、ＡＳＴＭ標準試験方法
６３３−７９を用いて測定した。第Ｉ表のコーティング
１〜９についてのこれらの試験の結果を、第II表にまと
める。
【００１６】
【表１】
【００１７】
【表２】
【００１８】焼結粉体から製造されたコーティングが単
純な機械的ブレンド粉体から製造されたコーティングと
比較して優れているということが、例えばＴｉＢ2 −３
０Ｎｉコーティングを比較することによって、容易にわ
かる。焼結コーティングの硬さは機械的ブレンドコーテ
ィングの硬さの３倍近くでありながら、サンドアブレー
ジョン及び低角度耐浸蝕性はなお実質的に優れている。
第II表に示されたように、ＴｉＢ2 −３２Ｎｉ−８Ｃｒ
焼結コーティングの各種性質とＴｉＢ2 −３２Ｎｉ−８
Ｃｒ機械的合金化コーティングの各種性質とを比較する
ことによって、焼結粉体を用いて製造されたコーティン
グが機械的合金化粉体を用いて製造されたコーティング
と比較して相対的に優れていることがわかる。
純な機械的ブレンド粉体から製造されたコーティングと
比較して優れているということが、例えばＴｉＢ2 −３
０Ｎｉコーティングを比較することによって、容易にわ
かる。焼結コーティングの硬さは機械的ブレンドコーテ
ィングの硬さの３倍近くでありながら、サンドアブレー
ジョン及び低角度耐浸蝕性はなお実質的に優れている。
第II表に示されたように、ＴｉＢ2 −３２Ｎｉ−８Ｃｒ
焼結コーティングの各種性質とＴｉＢ2 −３２Ｎｉ−８
Ｃｒ機械的合金化コーティングの各種性質とを比較する
ことによって、焼結粉体を用いて製造されたコーティン
グが機械的合金化粉体を用いて製造されたコーティング
と比較して相対的に優れていることがわかる。
【００１９】実験２ ＡＳＴＭ指定(Designation) Ｇ６１−８６（ＡＳＴＭ標
準のDesignation G61-86年刊書、０３．０２ＡＳＴＭ、
米国ペンシルベニア州フィラデルフィア、１９９２年）
に記載された試験技術を用いて、第Ｉ表のコーティング
３、７及び９の腐蝕特性の電位サイクル研究を評価し
た。この試験においては、３１６ステンレス鋼基材にコ
ーティングを適用した。電解質は１ＮのＨ2 ＳＯ4 だっ
た。結果を図１Ａ、図１Ｂ及び図１Ｃに示す。このデー
タから、本発明のコーティングの腐蝕速度が従来技術に
よって製造されたコーティングよりも実質的に低いこと
がわかる。
準のDesignation G61-86年刊書、０３．０２ＡＳＴＭ、
米国ペンシルベニア州フィラデルフィア、１９９２年）
に記載された試験技術を用いて、第Ｉ表のコーティング
３、７及び９の腐蝕特性の電位サイクル研究を評価し
た。この試験においては、３１６ステンレス鋼基材にコ
ーティングを適用した。電解質は１ＮのＨ2 ＳＯ4 だっ
た。結果を図１Ａ、図１Ｂ及び図１Ｃに示す。このデー
タから、本発明のコーティングの腐蝕速度が従来技術に
よって製造されたコーティングよりも実質的に低いこと
がわかる。
【００２０】実験３ 残留応力は、全ての熱スプレーコーティングの重要な性
質である。溶融粉体の液滴が本質的に周囲温度の基材に
衝突する際に冷えること及び冷えている粒子が比較的硬
質の基材に結合しながら一方で収縮しようとすることの
結果として、殆ど全ての付着した時のコーティング中に
残留応力が存在する。その結果、プラズマスプレー付着
法及び殆どのその他の熱スプレー法を用いた時に、殆ど
常に、コーティングにおいて残留引張応力がもたらされ
る。この応力はコーティングの厚さが増大するにつれて
大きくなり、ついにはコーティングに亀裂が生じてしま
う。かかる応力の１つの測定手段は、Ｘ線回折を用いて
結晶格子間隔の変化を測定することによるものである。
焼結ＴｉＢ2 −３２Ｎｉ−８Ｃｒコーティング（コーテ
ィング３）の試料に対してこれを行なった場合に、驚く
べきことに、引張応力ではなくてむしろ、２９７±７８
ＭＰａの高い圧縮応力が見出された。
質である。溶融粉体の液滴が本質的に周囲温度の基材に
衝突する際に冷えること及び冷えている粒子が比較的硬
質の基材に結合しながら一方で収縮しようとすることの
結果として、殆ど全ての付着した時のコーティング中に
残留応力が存在する。その結果、プラズマスプレー付着
法及び殆どのその他の熱スプレー法を用いた時に、殆ど
常に、コーティングにおいて残留引張応力がもたらされ
る。この応力はコーティングの厚さが増大するにつれて
大きくなり、ついにはコーティングに亀裂が生じてしま
う。かかる応力の１つの測定手段は、Ｘ線回折を用いて
結晶格子間隔の変化を測定することによるものである。
焼結ＴｉＢ2 −３２Ｎｉ−８Ｃｒコーティング（コーテ
ィング３）の試料に対してこれを行なった場合に、驚く
べきことに、引張応力ではなくてむしろ、２９７±７８
ＭＰａの高い圧縮応力が見出された。
【００２１】実験４ アルミニウム合金２０２４−Ｔ４のブロックに対して行
なった接着性摩耗ブロック−オン−リング試験（ＡＳＴ
Ｍ法Ｄ２７１４−８８）において、本発明のプラズマス
プレーコーティングを標準的デトネーションガンコーテ
ィングと比較した。本発明の焼結ＴｉＢ2 −３２Ｎｉ−
８Ｃｒのコーティングをリングに対して適用し、研磨し
て１８〜２３μインチＲａの表面荒さにした。試験は、
４種の異なるアルミニウム合金圧延用潤滑剤を用いて９
０ポンドの荷重下で１８０ｒｐｍにおいて５４００回転
について、行なった。結果を第III 表に示す。
なった接着性摩耗ブロック−オン−リング試験（ＡＳＴ
Ｍ法Ｄ２７１４−８８）において、本発明のプラズマス
プレーコーティングを標準的デトネーションガンコーテ
ィングと比較した。本発明の焼結ＴｉＢ2 −３２Ｎｉ−
８Ｃｒのコーティングをリングに対して適用し、研磨し
て１８〜２３μインチＲａの表面荒さにした。試験は、
４種の異なるアルミニウム合金圧延用潤滑剤を用いて９
０ポンドの荷重下で１８０ｒｐｍにおいて５４００回転
について、行なった。結果を第III 表に示す。
【００２２】
【表３】 ＤＧ＝デトネーションガン付着 ＰＳ＝プラズマスプレー付着
【００２３】プラズマスプレーコーティングの性能は、
現在産業における優秀さの標準であるデトネーションガ
ンコーティングのものと著しく類似し、用いた潤滑剤の
種類によってはそれより優れていることさえある。
現在産業における優秀さの標準であるデトネーションガ
ンコーティングのものと著しく類似し、用いた潤滑剤の
種類によってはそれより優れていることさえある。
【００２４】以上、本発明の特定的な実施態様を記載し
たが、本発明の技術思想から逸脱することなく様々な変
更を為すことができるということを理解すべきである。
たが、本発明の技術思想から逸脱することなく様々な変
更を為すことができるということを理解すべきである。
【図１Ａ】焼結ＴｉＢ2 −３２Ｎｉ−８Ｃｒコーティン
グについての電位サイクル腐蝕曲線を示したグラフであ
る。
グについての電位サイクル腐蝕曲線を示したグラフであ
る。
【図１Ｂ】機械的合金化ＴｉＢ2 ＋３２Ｎｉ＋８Ｃｒコ
ーティングについての電位サイクル腐蝕曲線を示したグ
ラフである。
ーティングについての電位サイクル腐蝕曲線を示したグ
ラフである。
【図１Ｃ】機械的ブレンドＴｉＢ2 ＋２５ＮｉＢコーテ
ィングについての電位サイクル腐蝕曲線を示したグラフ
である。
ィングについての電位サイクル腐蝕曲線を示したグラフ
である。
フロントページの続き (72)発明者 アントニー・ジョン・スターブロース アメリカ合衆国インディアナ州カーメル、 ファースト・コート152
Claims (20)
- 【請求項１】 （ａ）ＴｉＢ2 粉体と少なくとも１種の
元素状金属、少なくとも１種の金属合金及びそれらの混
合物より成る群から選択される金属系成分の粉体との混
合物を焼結して焼結生成物を製造する工程、（ｂ）工程
（ａ）の焼結生成物を粉体にする工程、並びに（ｃ）工
程（ｂ）の粉体を基材上に熱的に付着させてＴｉＢ2 系
コーティング物品を製造する工程を含む、基材上にＴｉ
Ｂ2 系コーティングを製造する方法。 - 【請求項２】 金属系成分がニッケル、クロム、鉄、モ
リブデン、コバルト及びそれらの合金より成る群から選
択される、請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 ＴｉＢ2 粉体と金属系成分との混合物を
８５０℃〜１６００℃の範囲に加熱する、請求項１記載
の方法。 - 【請求項４】 ＴｉＢ2 粉体と金属系成分との混合物を
１０００℃〜１４００℃の範囲に加熱する、請求項３記
載の方法。 - 【請求項５】 工程（ｂ）において焼結生成物を−１４
０タイラーメッシュ寸法〜＋１２５０タイラーメッシュ
寸法の範囲の粉体にする、請求項１記載の方法。 - 【請求項６】 工程（ｂ）において焼結生成物を−３２
５タイラーメッシュ寸法〜＋６００タイラーメッシュ寸
法の範囲の粉体にする、請求項５記載の方法。 - 【請求項７】 ＴｉＢ2 粉体と金属系成分との混合物を
１０００℃〜１４００℃の範囲に加熱する、請求項５記
載の方法。 - 【請求項８】 工程（ｂ）の粉体を基材上に熱的に付着
させて、ＴｉＢ2 −３０Ｎｉ、ＴｉＢ2 −２４Ｎｉ−６
Ｃｒ、ＴｉＢ2 −３２Ｎｉ−８Ｃｒ、ＴｉＢ 2 −４０Ｎ
ｉ−１０Ｃｒ及びＴｉＢ2 −３２Ｃｒ−８Ｍｏより成る
コーティングの群から選択されるＴｉＢ2 系コーティン
グを製造する、請求項１記載の方法。 - 【請求項９】 ＴｉＢ2 系コーティングがＴｉＢ2 −３
２Ｎｉ−８Ｃｒ及びＴｉＢ2 −２４Ｎｉ−６Ｃｒより成
るコーティングの群から選択される、請求項８記載の方
法。 - 【請求項１０】 基材が鉄、ニッケル、コバルト、アル
ミニウム、銅、チタン及びそれらの合金より成る群から
選択される、請求項１記載の方法。 - 【請求項１１】 基材が鉄又は鉄合金であり且つＴｉＢ
2 系コーティングがＴｉＢ2 −３２Ｎｉ−８Ｃｒであ
る、請求項１０記載の方法。 - 【請求項１２】 基材がニッケル又はニッケル合金であ
り且つＴｉＢ2 系コーティングがＴｉＢ2 −３２Ｎｉ−
８Ｃｒである、請求項１０記載の方法。 - 【請求項１３】 基材がコバルト又はコバルト合金であ
り且つＴｉＢ2 系コーティングがＴｉＢ2 −３２Ｎｉ−
８Ｃｒである、請求項１０記載の方法。 - 【請求項１４】 基材がチタン又はチタン合金であり且
つＴｉＢ2 系コーティングがＴｉＢ2 −３２Ｎｉ−８Ｃ
ｒである、請求項１０記載の方法。 - 【請求項１５】 ＴｉＢ2 粒子を含有するコーティング
によって基材がコーティングされて成り、前記ＴｉＢ2
粒子がコーティングの５０容量％より多い量で存在す
る、ＴｉＢ2 −Ｍコーティング物品（ここで、コーティ
ングのＭはマトリックスを表わす）。 - 【請求項１６】 前記ＴｉＢ2 粒子がコーティングの６
０容量％より多い量で存在する、請求項１５記載のＴｉ
Ｂ2 −Ｍコーティング物品。 - 【請求項１７】 コーティングがＴｉＢ2 −３０Ｎｉ、
ＴｉＢ2 −２４Ｎｉ−６Ｃｒ、ＴｉＢ2 −３２Ｎｉ−８
Ｃｒ、ＴｉＢ2 −４０Ｎｉ−１０Ｃｒ及びＴｉＢ2 −３
２Ｃｒ−８Ｍｏより成る群から選択される、請求項１５
記載のＴｉＢ2 −Ｍコーティング物品。 - 【請求項１８】 基材が鉄、ニッケル、コバルト、チタ
ン、アルミニウム及び銅並びにそれらの合金より成る群
から選択される、請求項１５記載のＴｉＢ2−Ｍコーテ
ィング物品。 - 【請求項１９】 基材が鉄又は鉄合金であり且つコーテ
ィングがＴｉＢ2 −３２Ｎｉ−８Ｃｒである、請求項１
５記載のＴｉＢ2 −Ｍコーティング物品。 - 【請求項２０】 基材がニッケル又はニッケル合金であ
り且つコーティングがＴｉＢ2 −３２Ｎｉ−８Ｃｒであ
る、請求項１５記載のＴｉＢ2 −Ｍコーティング物品。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US48966495A | 1995-06-12 | 1995-06-12 | |
| US489664 | 1995-06-12 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH093618A true JPH093618A (ja) | 1997-01-07 |
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Family
ID=23944763
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08160463A Expired - Fee Related JP3091690B2 (ja) | 1995-06-12 | 1996-06-03 | ＴｉＢ２系コーティングの製造方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5837327A (ja) |
| EP (1) | EP0748879B1 (ja) |
| JP (1) | JP3091690B2 (ja) |
| CA (1) | CA2177921C (ja) |
| DE (1) | DE69601829T2 (ja) |
| MX (1) | MX9602104A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007517978A (ja) * | 2003-05-20 | 2007-07-05 | エクソンモービル リサーチ アンド エンジニアリング カンパニー | 高温浸食−腐食サービスのためのマルチスケールサーメット |
| JP2007524758A (ja) * | 2003-05-20 | 2007-08-30 | エクソンモービル リサーチ アンド エンジニアリング カンパニー | 高性能耐侵食−腐蝕性ホウ化物サーメット |
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| DE19714432C2 (de) * | 1997-04-08 | 2000-07-13 | Aventis Res & Tech Gmbh & Co | Trägerkörper mit einer Schutzbeschichtung und Verwendung des beschichteten Trägerkörpers |
| DE19714433C2 (de) * | 1997-04-08 | 2002-08-01 | Celanese Ventures Gmbh | Verfahren zur Herstellung einer Beschichtung mit einem Titanborid-gehald von mindestens 80 Gew.-% |
| DE60045037D1 (de) * | 1999-10-12 | 2010-11-11 | Nat Inst Of Advanced Ind Scien | Hren und vorrichtung zur herstellung |
| US7638477B2 (en) | 2005-03-09 | 2009-12-29 | Alberto-Culver Company | Sustained-release fragrance delivery system |
| US7731776B2 (en) | 2005-12-02 | 2010-06-08 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Bimodal and multimodal dense boride cermets with superior erosion performance |
| US8034153B2 (en) | 2005-12-22 | 2011-10-11 | Momentive Performances Materials, Inc. | Wear resistant low friction coating composition, coated components, and method for coating thereof |
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| WO2011017166A1 (en) * | 2009-07-28 | 2011-02-10 | Alcoa Inc. | Composition for making wettable cathode in aluminum smelting |
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| BR8207776A (pt) * | 1981-07-01 | 1983-05-31 | Diamond Shamrock Corp | Producao eletrolitica de aluminio |
| DE3509242A1 (de) * | 1985-03-14 | 1986-09-18 | Hermann C. Starck Berlin, 1000 Berlin | Verfahren zur herstellung von oberflaechenschutzschichten mit niob oder tantal |
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-
1996
- 1996-05-31 MX MX9602104A patent/MX9602104A/es not_active IP Right Cessation
- 1996-05-31 CA CA002177921A patent/CA2177921C/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-06-01 DE DE69601829T patent/DE69601829T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1996-06-01 EP EP96108817A patent/EP0748879B1/en not_active Expired - Lifetime
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- 1997-01-10 US US08/782,200 patent/US5837327A/en not_active Expired - Fee Related
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| JP2007517978A (ja) * | 2003-05-20 | 2007-07-05 | エクソンモービル リサーチ アンド エンジニアリング カンパニー | 高温浸食−腐食サービスのためのマルチスケールサーメット |
| JP2007524758A (ja) * | 2003-05-20 | 2007-08-30 | エクソンモービル リサーチ アンド エンジニアリング カンパニー | 高性能耐侵食−腐蝕性ホウ化物サーメット |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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