JPH11286768A - 耐摩耗コーティング材料および耐摩耗コーティング方法 - Google Patents
耐摩耗コーティング材料および耐摩耗コーティング方法Info
- Publication number
- JPH11286768A JPH11286768A JP10107049A JP10704998A JPH11286768A JP H11286768 A JPH11286768 A JP H11286768A JP 10107049 A JP10107049 A JP 10107049A JP 10704998 A JP10704998 A JP 10704998A JP H11286768 A JPH11286768 A JP H11286768A
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- Japan
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- boron nitride
- resistant coating
- alumina
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高温での耐摩耗性に優れたボロンナイトライ
ドを用いてコーティグすることができる耐摩耗コーティ
ング材料および耐摩耗コーティング方法を提供するこ
と。 【解決手段】 単体では熱で分解してしまうボロンナイ
トライド（ｃ−ＢＮ）の粒子１１の周りをアルミナまた
はジルコニア系セラミックスの微粉末１２をバインダと
して覆うようにし、このコーティング材料１０を用いて
溶射するようにし、これらバインダでボロンナイトライ
ドを保護するとともに、このバインダが溶けることで母
材１の表面に付着し、同時にボロンナイトライドも付着
させてコーティング被膜とすることができるようにす
る。
ドを用いてコーティグすることができる耐摩耗コーティ
ング材料および耐摩耗コーティング方法を提供するこ
と。 【解決手段】 単体では熱で分解してしまうボロンナイ
トライド（ｃ−ＢＮ）の粒子１１の周りをアルミナまた
はジルコニア系セラミックスの微粉末１２をバインダと
して覆うようにし、このコーティング材料１０を用いて
溶射するようにし、これらバインダでボロンナイトライ
ドを保護するとともに、このバインダが溶けることで母
材１の表面に付着し、同時にボロンナイトライドも付着
させてコーティング被膜とすることができるようにす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、耐摩耗コーティ
ング材料および耐摩耗コーティング方法に関し、ガスタ
ービンのコンプレッサやタービンの動翼の先端などの耐
摩耗性コーティングとして好適なものである。
ング材料および耐摩耗コーティング方法に関し、ガスタ
ービンのコンプレッサやタービンの動翼の先端などの耐
摩耗性コーティングとして好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービンのコンプレッサの動翼やタ
ービンの動翼の先端は、ケーシングなどとの摩擦が生じ
る場合があることから、耐摩耗コーティングが施されて
いる。
ービンの動翼の先端は、ケーシングなどとの摩擦が生じ
る場合があることから、耐摩耗コーティングが施されて
いる。
【０００３】このような耐摩耗コーティグに用いられる
コーティング材料としては、これまでアルミナやジルコ
ニア等が用いられ、溶射被膜を形成することで耐摩耗コ
ーティグとしていた。
コーティング材料としては、これまでアルミナやジルコ
ニア等が用いられ、溶射被膜を形成することで耐摩耗コ
ーティグとしていた。
【０００４】さらに、最近では、一層の高温条件下での
使用も可能な耐摩耗材料としてダイヤモンドに代わる超
硬材料であるボロンナイトライド（ｃ−ＢＮ）を用いる
ことが考えられている。
使用も可能な耐摩耗材料としてダイヤモンドに代わる超
硬材料であるボロンナイトライド（ｃ−ＢＮ）を用いる
ことが考えられている。
【０００５】ところが、ボロンナイトライドは、プラズ
マ溶射などで溶射して耐摩耗コーティングを行おうとす
ると、溶射に伴う熱で分解してしまい直接溶射すること
が出来ず、しかも母材との密着性も悪いことから、例え
ば図３に示すように、母材１の表面にボロンナイトライ
ド３が混合したニッケルメッキ２などを施し、このニッ
ケルメッキ層２の上に、合金４を混合した粉末を用いた
溶射被膜を形成したのち、この溶射被膜を加熱して合金
４部分を溶かしてボロンナイトライド３が表面に出る状
態にして耐摩耗コーティングとしていた。
マ溶射などで溶射して耐摩耗コーティングを行おうとす
ると、溶射に伴う熱で分解してしまい直接溶射すること
が出来ず、しかも母材との密着性も悪いことから、例え
ば図３に示すように、母材１の表面にボロンナイトライ
ド３が混合したニッケルメッキ２などを施し、このニッ
ケルメッキ層２の上に、合金４を混合した粉末を用いた
溶射被膜を形成したのち、この溶射被膜を加熱して合金
４部分を溶かしてボロンナイトライド３が表面に出る状
態にして耐摩耗コーティングとしていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このような合金４を混
合したボロンナイトライド３の粉末を用いて溶射被膜を
形成した場合には、高温にさらされると、合金４が酸化
してしまうため、高温環境下での耐摩耗コーティングと
して充分な性能を得ることができないという問題があ
る。
合したボロンナイトライド３の粉末を用いて溶射被膜を
形成した場合には、高温にさらされると、合金４が酸化
してしまうため、高温環境下での耐摩耗コーティングと
して充分な性能を得ることができないという問題があ
る。
【０００７】また、従来法では、ボロンナイトライドで
耐摩耗コーティングを行おうとすると、工程も多く、簡
単に溶射被膜を得ることが出来ないという問題もある。
耐摩耗コーティングを行おうとすると、工程も多く、簡
単に溶射被膜を得ることが出来ないという問題もある。
【０００８】この発明は、かかる従来技術の有する課題
に鑑みてなされたもので、高温での耐摩耗性に優れたボ
ロンナイトライドを用いてコーティグすることができる
耐摩耗コーティング材料および耐摩耗コーティング方法
を提供しようとするものである。
に鑑みてなされたもので、高温での耐摩耗性に優れたボ
ロンナイトライドを用いてコーティグすることができる
耐摩耗コーティング材料および耐摩耗コーティング方法
を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するこの
発明の請求項１記載の耐摩耗コーテイング材料は、ボロ
ンナイトライド粒子をアルミナまたはジルコニア系セラ
ミックスの微粉末で覆ってなることを特徴とするもので
ある。
発明の請求項１記載の耐摩耗コーテイング材料は、ボロ
ンナイトライド粒子をアルミナまたはジルコニア系セラ
ミックスの微粉末で覆ってなることを特徴とするもので
ある。
【００１０】この耐摩耗コーテイング材料によれば、単
体では熱で分解してしまうボロンナイトライド（ｃ−Ｂ
Ｎ）の粒子の周りをアルミナまたはジルコニア系セラミ
ックスの微粉末をバインダとして覆うようにしており、
このコーティング材料を用いて溶射するようにし、これ
らバインダでボロンナイトライドを保護するとともに、
このバインダが溶けることで母材表面に付着し、同時に
ボロンナイトライドも付着させてコーティング被膜とす
ることができるようになる。
体では熱で分解してしまうボロンナイトライド（ｃ−Ｂ
Ｎ）の粒子の周りをアルミナまたはジルコニア系セラミ
ックスの微粉末をバインダとして覆うようにしており、
このコーティング材料を用いて溶射するようにし、これ
らバインダでボロンナイトライドを保護するとともに、
このバインダが溶けることで母材表面に付着し、同時に
ボロンナイトライドも付着させてコーティング被膜とす
ることができるようになる。
【００１１】また、この発明の請求項２記載の耐摩耗コ
ーティング方法は、母材表面に耐摩耗性のボロンナイト
ライドをコーティングするに際し、母材表面に、アルミ
ナまたはジルコニア系セラミックスの微粉末で覆われた
ボロンナイトライド粒子を溶射し、アルミナまたはジル
コニア系セラミックスの溶射被膜上にボロンナイトライ
ドの溶射被膜を形成するようにしたことを特徴とするも
のである。
ーティング方法は、母材表面に耐摩耗性のボロンナイト
ライドをコーティングするに際し、母材表面に、アルミ
ナまたはジルコニア系セラミックスの微粉末で覆われた
ボロンナイトライド粒子を溶射し、アルミナまたはジル
コニア系セラミックスの溶射被膜上にボロンナイトライ
ドの溶射被膜を形成するようにしたことを特徴とするも
のである。
【００１２】この耐摩耗コーティング構造によれば、ボ
ロンナイトライドの粒子の表面にバインダとなるアルミ
ナまたはジルコニア系セラミックスの微粉末で覆われた
溶射材料を用いて溶射するようにしており、アルミナま
たはジルコニア系セラミックスの微粉末で覆うことでボ
ロンナイトライドの熱による分解を避け、アルミナまた
はジルコニア系セラミックスの微粉末が溶けて付着した
上にボロンナイトライドの溶射被膜を形成するように
し、簡単に耐摩耗コーティングができるようにしてい
る。
ロンナイトライドの粒子の表面にバインダとなるアルミ
ナまたはジルコニア系セラミックスの微粉末で覆われた
溶射材料を用いて溶射するようにしており、アルミナま
たはジルコニア系セラミックスの微粉末で覆うことでボ
ロンナイトライドの熱による分解を避け、アルミナまた
はジルコニア系セラミックスの微粉末が溶けて付着した
上にボロンナイトライドの溶射被膜を形成するように
し、簡単に耐摩耗コーティングができるようにしてい
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態に
ついて図面に基づき詳細に説明する。図１は、この発明
の耐摩耗コーティング材料の一実施の形態にかかる溶射
前後の状態の断面図である。
ついて図面に基づき詳細に説明する。図１は、この発明
の耐摩耗コーティング材料の一実施の形態にかかる溶射
前後の状態の断面図である。
【００１４】この耐摩耗コーティング材料１０は、ダイ
ヤモンドに代わる超硬材料である立方晶のボロンナイト
ライド（ｃ−ＢＮ）をプラズマ溶射等でコーティングで
きるようにした溶射材料である。
ヤモンドに代わる超硬材料である立方晶のボロンナイト
ライド（ｃ−ＢＮ）をプラズマ溶射等でコーティングで
きるようにした溶射材料である。
【００１５】通常、ボロンナイトライドは、プラズマ溶
射等で熱を加えると、分解してしまいそのままで溶射す
ることは不可能である。
射等で熱を加えると、分解してしまいそのままで溶射す
ることは不可能である。
【００１６】そこで、この発明の耐摩耗コーティング材
料１０では、ボロンナイトライド１１の粒子表面をアル
ミナ、あるいはジルコニア系セラミックス１２の微粉末
で覆ってある。
料１０では、ボロンナイトライド１１の粒子表面をアル
ミナ、あるいはジルコニア系セラミックス１２の微粉末
で覆ってある。
【００１７】この耐摩耗コーティング材料１０を構成す
るボロンナイトライド１１は、例えば直径が３０〜５０
μ程度のものが用いられ、このボロンナイトライド１１
の粒子表面を覆うアルミナまたはジルコニア系セラミッ
クスの微粉末は、例えば直径が１〜５μ程度のものが用
いられ、これらボロンナイトライド１１の粒子とアルミ
ナまたはジルコニア系セラミックスの微粉末１２とで構
成される耐摩耗コーティング材料１０は、直径が５０〜
１００μ程度としたものが用いられる。
るボロンナイトライド１１は、例えば直径が３０〜５０
μ程度のものが用いられ、このボロンナイトライド１１
の粒子表面を覆うアルミナまたはジルコニア系セラミッ
クスの微粉末は、例えば直径が１〜５μ程度のものが用
いられ、これらボロンナイトライド１１の粒子とアルミ
ナまたはジルコニア系セラミックスの微粉末１２とで構
成される耐摩耗コーティング材料１０は、直径が５０〜
１００μ程度としたものが用いられる。
【００１８】このような耐摩耗コーティング材料１０
は、スプレードライ法によって作ることができ、例えば
バインダとしてＰＶＡなどを用いて製作される。
は、スプレードライ法によって作ることができ、例えば
バインダとしてＰＶＡなどを用いて製作される。
【００１９】次に、このようなボロンナイトライド（ｃ
−ＢＮ）１１を微粉末のアルミナまたはジルコニア系セ
ラミックス１２で覆った耐摩耗コーティング材料１０を
用いて行う耐摩耗コーティング方法について説明する。
−ＢＮ）１１を微粉末のアルミナまたはジルコニア系セ
ラミックス１２で覆った耐摩耗コーティング材料１０を
用いて行う耐摩耗コーティング方法について説明する。
【００２０】この耐摩耗コーティング方法では、上記の
ボロンナイトライド（ｃ−ＢＮ）１１を微粉末のアルミ
ナまたはジルコニア系セラミックス１２で覆った耐摩耗
コーティング材料１０を用いることから、プラズマ溶射
法を用いることができる。
ボロンナイトライド（ｃ−ＢＮ）１１を微粉末のアルミ
ナまたはジルコニア系セラミックス１２で覆った耐摩耗
コーティング材料１０を用いることから、プラズマ溶射
法を用いることができる。
【００２１】そして、これまでのプラズマ溶射法と同様
にして、原料粉末として耐摩耗コーティング材料１０を
用いる。
にして、原料粉末として耐摩耗コーティング材料１０を
用いる。
【００２２】すると、ボロンナイトライド１１がアルミ
ナまたはジルコニア系セラミックスの微粉末１２で覆わ
れているので、溶射に伴う高温下ではボロンナイトライ
ド１１の外側を覆う微粉末１２が溶けるとともに、これ
が母材１に付着し、同時にボロンナイトライド１１も付
着される。
ナまたはジルコニア系セラミックスの微粉末１２で覆わ
れているので、溶射に伴う高温下ではボロンナイトライ
ド１１の外側を覆う微粉末１２が溶けるとともに、これ
が母材１に付着し、同時にボロンナイトライド１１も付
着される。
【００２３】このようなプラズマ溶射では、外側を覆う
微粉末１２が溶けることで、ボロンナイトライド１１の
高温での分解が抑えられるとともに、溶けた外側の微粉
末が母材１の表面に付着してバインダ１３として機能
し、溶射されるボロンナイトライド１１を付着させるこ
とができ、このバインダ１３としての微粉末を介してボ
ロンナイトライド１１の強固なコーティング被膜を形成
することができる。
微粉末１２が溶けることで、ボロンナイトライド１１の
高温での分解が抑えられるとともに、溶けた外側の微粉
末が母材１の表面に付着してバインダ１３として機能
し、溶射されるボロンナイトライド１１を付着させるこ
とができ、このバインダ１３としての微粉末を介してボ
ロンナイトライド１１の強固なコーティング被膜を形成
することができる。
【００２４】したがって、このような耐摩耗コーティン
グ方法によれば、従来のアルミナやジルコニア系セラミ
ックス単体の溶射被膜よりもボロンナイトライドによる
高硬度の耐摩耗コーティング被膜を得ることができる。
グ方法によれば、従来のアルミナやジルコニア系セラミ
ックス単体の溶射被膜よりもボロンナイトライドによる
高硬度の耐摩耗コーティング被膜を得ることができる。
【００２５】また、プラズマ溶射法を適用できるので、
従来のＮi メッキ層などの下地処理の必要がなく、簡単
にボロンナイトライドによる溶射被膜を得ることができ
るとともに、ボロンナイトライドに合金を混合した粉末
を用いた溶射被膜のように高温下での合金の酸化の問題
もない。
従来のＮi メッキ層などの下地処理の必要がなく、簡単
にボロンナイトライドによる溶射被膜を得ることができ
るとともに、ボロンナイトライドに合金を混合した粉末
を用いた溶射被膜のように高温下での合金の酸化の問題
もない。
【００２６】なお、上記実施の形態では、母材表面に直
接耐摩耗コーティング材料をプラズマ溶射するようにし
たが、母材表面にＮi 合金の溶射などの下地処理を行っ
た後、プラズマ溶射するようにしても良い。
接耐摩耗コーティング材料をプラズマ溶射するようにし
たが、母材表面にＮi 合金の溶射などの下地処理を行っ
た後、プラズマ溶射するようにしても良い。
【００２７】また、溶射法としてもプラズマ溶射法に限
らず、他の溶射法を用いることもできる。
らず、他の溶射法を用いることもできる。
【００２８】
【発明の効果】以上、一実施の形態とともに詳細に説明
したように、この発明の請求項１記載の耐摩耗コーテイ
ング材料によれば、単体では熱で分解してしまうボロン
ナイトライド（ｃ−ＢＮ）の粒子の周りをアルミナまた
はジルコニア系セラミックスの微粉末をバインダとして
覆うようにしたので、このコーティング材料を用いて溶
射する場合に、これらバインダでボロンナイトライドを
保護することができるとともに、このバインダが溶ける
ことで母材表面に付着し、同時にボロンナイトライドも
付着させることができ、強固なコーティング被膜を得る
ことができる。
したように、この発明の請求項１記載の耐摩耗コーテイ
ング材料によれば、単体では熱で分解してしまうボロン
ナイトライド（ｃ−ＢＮ）の粒子の周りをアルミナまた
はジルコニア系セラミックスの微粉末をバインダとして
覆うようにしたので、このコーティング材料を用いて溶
射する場合に、これらバインダでボロンナイトライドを
保護することができるとともに、このバインダが溶ける
ことで母材表面に付着し、同時にボロンナイトライドも
付着させることができ、強固なコーティング被膜を得る
ことができる。
【００２９】また、この発明の請求項２記載の耐摩耗コ
ーティング方法によれば、ボロンナイトライドの粒子の
表面にバインダとなるアルミナまたはジルコニア系セラ
ミックスの微粉末で覆われた溶射材料を用いて溶射する
ようにしたので、アルミナまたはジルコニア系セラミッ
クスの微粉末で覆うことでボロンナイトライドの熱によ
る分解を避け、アルミナまたはジルコニア系セラミック
スの微粉末が溶けて母材上に付着した上にさらにボロン
ナイトライドの溶射被膜を付着させることができ、簡単
にボロンナイトライドによる耐摩耗コーティングを行う
ことができる。
ーティング方法によれば、ボロンナイトライドの粒子の
表面にバインダとなるアルミナまたはジルコニア系セラ
ミックスの微粉末で覆われた溶射材料を用いて溶射する
ようにしたので、アルミナまたはジルコニア系セラミッ
クスの微粉末で覆うことでボロンナイトライドの熱によ
る分解を避け、アルミナまたはジルコニア系セラミック
スの微粉末が溶けて母材上に付着した上にさらにボロン
ナイトライドの溶射被膜を付着させることができ、簡単
にボロンナイトライドによる耐摩耗コーティングを行う
ことができる。
【図１】この発明の耐摩耗コーティング材料の一実施の
形態にかかる溶射前後の状態の断面図である。
形態にかかる溶射前後の状態の断面図である。
【図２】この発明の耐摩耗コーティング方法の一実施の
形態にかかる溶射被膜の断面図である。
形態にかかる溶射被膜の断面図である。
【図３】従来のボロンナイトライドを用いた耐摩耗コー
ティングの工程断面図である。
ティングの工程断面図である。
１０ 耐摩耗コーティング材料 １１ ボロンナイトライド（ｃ−ＢＮ） １２ アルミナまたはジルコニア系セラミックスの微粉
末 １３ バインダ １ 母材
末 １３ バインダ １ 母材
Claims (2)
- 【請求項１】 ボロンナイトライド粒子をアルミナまた
はジルコニア系セラミックスの微粉末で覆ってなること
を特徴とする耐摩耗コーテイング材料。 - 【請求項２】 母材表面に耐摩耗性のボロンナイトライ
ドをコーティングするに際し、母材表面に、アルミナま
たはジルコニア系セラミックスの微粉末で覆われたボロ
ンナイトライド粒子を溶射し、アルミナまたはジルコニ
ア系セラミックスの溶射被膜上にボロンナイトライドの
溶射被膜を形成するようにしたことを特徴とする耐摩耗
コーティング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10107049A JPH11286768A (ja) | 1998-04-02 | 1998-04-02 | 耐摩耗コーティング材料および耐摩耗コーティング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10107049A JPH11286768A (ja) | 1998-04-02 | 1998-04-02 | 耐摩耗コーティング材料および耐摩耗コーティング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11286768A true JPH11286768A (ja) | 1999-10-19 |
Family
ID=14449228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10107049A Pending JPH11286768A (ja) | 1998-04-02 | 1998-04-02 | 耐摩耗コーティング材料および耐摩耗コーティング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11286768A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1998
- 1998-04-02 JP JP10107049A patent/JPH11286768A/ja active Pending
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