JPS5852468A - 密着性にすぐれた溶射層の形成方法 - Google Patents
密着性にすぐれた溶射層の形成方法Info
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- JPS5852468A JPS5852468A JP15027181A JP15027181A JPS5852468A JP S5852468 A JPS5852468 A JP S5852468A JP 15027181 A JP15027181 A JP 15027181A JP 15027181 A JP15027181 A JP 15027181A JP S5852468 A JPS5852468 A JP S5852468A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/18—After-treatment
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- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、密着性のすぐれた溶射層の形成方法に関する
。
。
溶射法は、金属材料（基材）の耐食性、耐熱性、あるい
は耐摩耗性等を高める目的で、金属、合金、セラミック
、サーメット等の溶射材を、燃料ガス、高周波発熱ある
いはプラズマ炎などにて半溶融状態に加熱し、その溶滴
を噴射させ、高速度で基材表面に衝突させることにより
密着被覆させる方法である。従ってこの溶射層は、衝突
の際偏平化した溶射相粒子が堆積したもので、粒子間に
小間隙が残留１捷だ粒子と基材表面との間には、化学的
結合等を生ずることもあるが、通常は基材表面の凹凸に
粒子がくい込んだ機械的ないしは物理的結合によって密
着している。
は耐摩耗性等を高める目的で、金属、合金、セラミック
、サーメット等の溶射材を、燃料ガス、高周波発熱ある
いはプラズマ炎などにて半溶融状態に加熱し、その溶滴
を噴射させ、高速度で基材表面に衝突させることにより
密着被覆させる方法である。従ってこの溶射層は、衝突
の際偏平化した溶射相粒子が堆積したもので、粒子間に
小間隙が残留１捷だ粒子と基材表面との間には、化学的
結合等を生ずることもあるが、通常は基材表面の凹凸に
粒子がくい込んだ機械的ないしは物理的結合によって密
着している。
しかして、溶射層と基材表面との密着性は、溶射条件に
より一様ではないが、例えば、プラズマ溶射により形成
した溶射層でも、その密着強度は、２００〜２７０に伜
程度に過ぎないだめ、機械構造材料、例えばロールのよ
うに大きな負荷が作用する用途においては、溶射層の剥
離を生じ易いという問題がある。この対策として、例え
ば、基材表面に予め下地処理としてＮ１、ｆ／Ｉｏ、Ｃ
ｏ等の金屑を溶射して薄い合金屑を形成する方法、ある
いは、溶射後に加熱溶融させる方法などが用いられてい
る。しかしながら、これらの方法によっても、密着強度
は３００〜３５０ Ｋｐｍ程度となるに過きす、機械構
造材としての使用に十分耐え得るものはイＩＩがだい。
より一様ではないが、例えば、プラズマ溶射により形成
した溶射層でも、その密着強度は、２００〜２７０に伜
程度に過ぎないだめ、機械構造材料、例えばロールのよ
うに大きな負荷が作用する用途においては、溶射層の剥
離を生じ易いという問題がある。この対策として、例え
ば、基材表面に予め下地処理としてＮ１、ｆ／Ｉｏ、Ｃ
ｏ等の金屑を溶射して薄い合金屑を形成する方法、ある
いは、溶射後に加熱溶融させる方法などが用いられてい
る。しかしながら、これらの方法によっても、密着強度
は３００〜３５０ Ｋｐｍ程度となるに過きす、機械構
造材としての使用に十分耐え得るものはイＩＩがだい。
本発明は上記にかんがみてなされたものであり、金属基
材表面に溶射層を破↑夏させたのち、これを高真空中Ｖ
Ｃで高温に加熱することにより、溶射層の密着性を飛躍
的に高めることに成功した。
材表面に溶射層を破↑夏させたのち、これを高真空中Ｖ
Ｃで高温に加熱することにより、溶射層の密着性を飛躍
的に高めることに成功した。
以下、本発明方法について説明する。
本発明においては、まず常法により金属基材表面に溶射
層を形成する。その溶射方法は任意であり、火炎溶射、
プラズマ溶射等を適宜用いてよい。
層を形成する。その溶射方法は任意であり、火炎溶射、
プラズマ溶射等を適宜用いてよい。
醪射材としては、目的・用途に応じ、Ｃｒ、 Ｎｉ、Ｍ
Ｏなどの金属、各種ステンレス鋼、Ｃｒ −Ｍｏ鋼、Ｎ
ｉ−Ｃｒ鋼などの合金鋼、各種金属の酸化物、炭化物、
窒化物、ホウ化物などのセラミック、あるいはセラミッ
クとＮｉ、 Ｃｏなどからなるサーメット等が用いられ
る。
Ｏなどの金属、各種ステンレス鋼、Ｃｒ −Ｍｏ鋼、Ｎ
ｉ−Ｃｒ鋼などの合金鋼、各種金属の酸化物、炭化物、
窒化物、ホウ化物などのセラミック、あるいはセラミッ
クとＮｉ、 Ｃｏなどからなるサーメット等が用いられ
る。
金属基材としては、機械構造材として用いられる各種合
金鋼、例えばＣｒ−出鋼、Ｃｒ −Ｍｏ鋼、Ｎｉ−Ｍｏ
鋼、Ｎｉ −Ｃｒ−Ｍｏ鋼、などが挙げられる。
金鋼、例えばＣｒ−出鋼、Ｃｒ −Ｍｏ鋼、Ｎｉ−Ｍｏ
鋼、Ｎｉ −Ｃｒ−Ｍｏ鋼、などが挙げられる。
なお、溶射に先立って、常法に従い、基材表面の脱脂、
および粗面化のだめのショツトブラストあるいはグリッ
ドプラストなどの前処理を行う。
および粗面化のだめのショツトブラストあるいはグリッ
ドプラストなどの前処理を行う。
常法により溶射層を形成したのち、高真空の雰囲気中、
高温に加熱する。この処理雰囲気として、真空度１０’
ｍｍ１ｂ＋水素ガス雰囲気が好ましい。また、その処理
温度は、約１０００ ’Ｃ以・上であることが望ましい
。
高温に加熱する。この処理雰囲気として、真空度１０’
ｍｍ１ｂ＋水素ガス雰囲気が好ましい。また、その処理
温度は、約１０００ ’Ｃ以・上であることが望ましい
。
上記高真空水素雰囲気中での高温加熱により、溶射層お
よび基材の表面が著しく活性化し、相互の密着力は飛躍
的に高められる。
よび基材の表面が著しく活性化し、相互の密着力は飛躍
的に高められる。
壕だ、この処理により、基材を構成する合金元素、特に
Ｃｒｓ Ｍｎなどの溶射層への拡散浸透によって溶射層
との密着性が更に高められるとともに、溶射層の粒子間
小空隙の減少・緻密化を生じ、溶射層の強度が高められ
る等、溶射層の性状が改善される。
Ｃｒｓ Ｍｎなどの溶射層への拡散浸透によって溶射層
との密着性が更に高められるとともに、溶射層の粒子間
小空隙の減少・緻密化を生じ、溶射層の強度が高められ
る等、溶射層の性状が改善される。
上記高真空・高温加熱処理時間は、例えば１〜２時間程
度でよく、処理を終えたのちは、炉外に取出し、大気中
で放冷してよく、冷却条件に特別の制限は要し々い。
度でよく、処理を終えたのちは、炉外に取出し、大気中
で放冷してよく、冷却条件に特別の制限は要し々い。
かくして得られる溶射層と基材の密着強度は極めて高く
、大気雰囲気中で加熱を行なう従来の溶融法で得られる
ものに比し、２倍゛−もしくはそれ以上にも達する。
、大気雰囲気中で加熱を行なう従来の溶融法で得られる
ものに比し、２倍゛−もしくはそれ以上にも達する。
次に実施例を挙げて本発明について具体的に説明する。
実施例
粗面化処理しｊｚｃｒ−Ｎｉ鋼基材（管材）に、溶射層
としてジルコニアとコバルトからなるサーメットを用い
、常法によるプラズマ溶射を行なって外周面に層厚０．
３Ｂの溶射層を形成し、ついで本発明による高真空・高
温加熱処理を施した。その溶射条件および加熱処理条件
は次のとおりである。
としてジルコニアとコバルトからなるサーメットを用い
、常法によるプラズマ溶射を行なって外周面に層厚０．
３Ｂの溶射層を形成し、ついで本発明による高真空・高
温加熱処理を施した。その溶射条件および加熱処理条件
は次のとおりである。
［１］ 溶射条件
（１）溶射装置二メテコ３Ｍ型プラズマ溶射装置電流：
５００ Ａｍｐ 噴射ガス：Ｎ＋Ｈ２（Ｎ：Ｈ２＝１００：＋５）溶射距
離：１００ｍ 溶射材粉末流量二８０η痛ｉｎ ＋２１ 溶射材：ジルコニア８０チ＋コバルト２０チ （３）基材 材質：２５％Ｃｒ−２０％Ｎｌ鋼（ＪＩＳＳＣＨ２２相
当） 寸法：直径１６０繭×肉厚２０闘×長さ４００ 酎 表面前処理ニジヨツトブラスト（外周面粗さＷ ） （旧 加熱処理条件（第１表） Ａ、Ｂいづれも、処理後の冷却は空冷 上記処理後、それぞれについて溶射層と基材の密着強度
を測定した。その測定は、第１図に示すように、試験材
（１）の回転下に（回転速度５ ＲＰＭ）、その外周面
に対応する湾曲部をもった荷圧体（２）を一定の荷重（
Ｗ）で押圧せしめ、溶射層（３）の剥離発生時の荷圧体
（２）に加えられた荷重から密着強度を算出した。
５００ Ａｍｐ 噴射ガス：Ｎ＋Ｈ２（Ｎ：Ｈ２＝１００：＋５）溶射距
離：１００ｍ 溶射材粉末流量二８０η痛ｉｎ ＋２１ 溶射材：ジルコニア８０チ＋コバルト２０チ （３）基材 材質：２５％Ｃｒ−２０％Ｎｌ鋼（ＪＩＳＳＣＨ２２相
当） 寸法：直径１６０繭×肉厚２０闘×長さ４００ 酎 表面前処理ニジヨツトブラスト（外周面粗さＷ ） （旧 加熱処理条件（第１表） Ａ、Ｂいづれも、処理後の冷却は空冷 上記処理後、それぞれについて溶射層と基材の密着強度
を測定した。その測定は、第１図に示すように、試験材
（１）の回転下に（回転速度５ ＲＰＭ）、その外周面
に対応する湾曲部をもった荷圧体（２）を一定の荷重（
Ｗ）で押圧せしめ、溶射層（３）の剥離発生時の荷圧体
（２）に加えられた荷重から密着強度を算出した。
各供試材の測定結果を第２表に示す。
第２表
上記第２表から明らかなように、本発明により得られる
溶射層は、溶射のままのものに比し、約２５〜３５倍以
上の密着強度をもつ。
溶射層は、溶射のままのものに比し、約２５〜３５倍以
上の密着強度をもつ。
なお、第２図に溶射層における基材からの元素移動状況
を示す。四回［Ｉ］は比較溶射層（溶射のまま）、団〕
は本発明による溶射層（但し、熱処理（Ｂ））であり、
いづれも溶射層を含む基材を断面方向に切断し、研磨後
、断面の外表面側をエネルギー拡散型Ｘ線分析装置にて
分析したものである。
を示す。四回［Ｉ］は比較溶射層（溶射のまま）、団〕
は本発明による溶射層（但し、熱処理（Ｂ））であり、
いづれも溶射層を含む基材を断面方向に切断し、研磨後
、断面の外表面側をエネルギー拡散型Ｘ線分析装置にて
分析したものである。
上記各図の比較から明らかなように、本発明による溶射
層には、その外側面へのＣｒｓ Ｍｎの移動が認められ
、従来のものと著しく異なることがわかる。
層には、その外側面へのＣｒｓ Ｍｎの移動が認められ
、従来のものと著しく異なることがわかる。
以上のように、本発明により形成される溶射層は基材と
の密着性にすぐれ、従来法による溶射層の約２倍以上の
密着強度を有するので、ロール、機械部品、鉄骨、橋梁
、その他各種機械構造用材の用途においても、容易に剥
離・損傷を生ずることがなく、長期間にわたシ溶耐層の
耐食、耐熱、あるいは耐摩耗性が保持され、安定した使
用を保証することができる。
の密着性にすぐれ、従来法による溶射層の約２倍以上の
密着強度を有するので、ロール、機械部品、鉄骨、橋梁
、その他各種機械構造用材の用途においても、容易に剥
離・損傷を生ずることがなく、長期間にわたシ溶耐層の
耐食、耐熱、あるいは耐摩耗性が保持され、安定した使
用を保証することができる。
第１図は溶射層密着性試験要領説明図、第２図［■］お
よび団１は溶射層への基材元素移動状況を示すＸ線分析
による分析結果図である。 ｌ：試験材、３：溶射層。 特許出願人 久保田鉄工株式会社 代稗人 弁理士 宮崎 新八部
よび団１は溶射層への基材元素移動状況を示すＸ線分析
による分析結果図である。 ｌ：試験材、３：溶射層。 特許出願人 久保田鉄工株式会社 代稗人 弁理士 宮崎 新八部
Claims (1)
- （１）合金鋼基材表面に、溶射材として金属、合金、セ
ラミックまだはサーメットを溶射したのち、直空度ＩＯ
’ｍＨｇ以下の水素ガス中、温度１０００℃以上に加熱
することを特徴とする密着性に□すぐれた溶射層の形成
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15027181A JPH0229740B2 (ja) | 1981-09-22 | 1981-09-22 | Mitsuchakuseinisuguretayoshasonokeiseihoho |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15027181A JPH0229740B2 (ja) | 1981-09-22 | 1981-09-22 | Mitsuchakuseinisuguretayoshasonokeiseihoho |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5852468A true JPS5852468A (ja) | 1983-03-28 |
| JPH0229740B2 JPH0229740B2 (ja) | 1990-07-02 |
Family
ID=15493295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15027181A Expired - Lifetime JPH0229740B2 (ja) | 1981-09-22 | 1981-09-22 | Mitsuchakuseinisuguretayoshasonokeiseihoho |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0229740B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60215754A (ja) * | 1984-04-11 | 1985-10-29 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 高硬度溶射層の製造方法 |
| JPS6130657A (ja) * | 1984-07-20 | 1986-02-12 | Nippon Carbon Co Ltd | 炭化ケイ素被覆炭素製品の製造方法 |
| JPH01242786A (ja) * | 1988-03-23 | 1989-09-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 摺動部材及びその製造方法 |
-
1981
- 1981-09-22 JP JP15027181A patent/JPH0229740B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60215754A (ja) * | 1984-04-11 | 1985-10-29 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 高硬度溶射層の製造方法 |
| JPS6130657A (ja) * | 1984-07-20 | 1986-02-12 | Nippon Carbon Co Ltd | 炭化ケイ素被覆炭素製品の製造方法 |
| JPH01242786A (ja) * | 1988-03-23 | 1989-09-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 摺動部材及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0229740B2 (ja) | 1990-07-02 |
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