JPS63140071A - 複合粉末を含有する熱溶射材料及び熱溶射粉末ブレンド - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、改良された可融性及び研削性を有することに
よって優れている被膜を形成するための、セルフフラッ
グジンク合金と組合せるために適当な炭化クロム及び硼
化クロム複合粉末に関する。

従来の技術 火炎溶射としても公知である熱溶射は、金属又はセラミ
ックのような熱溶融性の熱軟化並びに軟化した材料を粒
子形で被覆すべき表面に向かって噴射する工程より成る
。加熱された粒子は表面に衝突しかつそれに結合する。

常用の熱溶射ガンは、粒子の加熱と噴射の両方の目的の
ために使用される。常用の熱溶射ガンは、熱溶射ガンの
１つのタイプにおいては、熱溶融性材料は粉末形でガン
に供給される。このような粉末は典型的には例えば８０
メツシュ米国標孕ス＃　ＩＩ　　−Ｊ−Ａ−＆　／　Ｉ
　Ｑ　Ｏ，、−Ｔｈ−４ヒ５．−　Ｊ−宮＋ｚ爪さな粒
子から成る。

熱溶射ガンは通常粉末粒子を溶融させる熱を発生させる
ために燃焼又はプラズマ火炎を利用する。しかしながら
、その他の加熱装置例えば電気アーク、抵抗加熱器又は
誘導加熱器ら有効に使用することができかつこれらは個
々に又は別の形式の加熱器と組合わせて使用することが
できることは、当業者にとって周知のことである。粉末
タイプの燃焼熱溶射ガンにおいては、粉末を吸収しかつ
搬送するキャリアーガスは、燃焼ガス又は窒素ガスのよ
うな不活性ガスの１つであってよく、又は簡単には圧搾
空気であってもよい。プラズマ溶射ガンにおいては、−
次プラズマガスは一般に窒素又はアルゴンである。一般
に一次ガスに水素又はヘリウムが加えられる。一定の情
況では、別のガス例えば炭化水素を使用することもでき
るが、キャリアーガスは一般に一次ガスと同じである。

プラズマガンの１種の変更形は、ガン基板との間の発生
アークを使用する。

材料は選択的に棒又はワイヤの形で加熱帯域に供給する
ことができる。ワイヤタイプの熱溶射ガンにおいては、
溶射すべき材料の棒又はワイヤを、燃焼火炎のような何
等かの形式の火炎によって形成される加熱帯域に供給し
、そこで溶融もしくは少なくとも熱軟化させかつ一般に
はプラズマガスによって噴射し、かつ次いで微細分され
た形で被覆すべき表面に対して噴射する。アークワイヤ
ガンにおいては、２本のワイヤをワイヤ端部間で発生し
た電気アーク内で溶融させかつ溶融した金属を圧搾ガス
、一般に空気で噴霧しかつ被覆すべき工作物に噴射する
。

棒又はワイヤは通常引抜きによって製造するか、又は粉
末を一緒に焼結する、又は加熱帯域の熱で崩壊し、それ
により微細分された形で溶射すべき粉末を解放する有機
バインダ又はその他の適当なバインダを用いて粉末を結
合させるにより製造することができる。

ニッケルとコバルトのセルフフラッグジンク（ｓｅｌｆ
−ｒｌｕｘｉｎｇ）合金は、硬質化粧被覆のために全く
一般的である。これらは被覆操作中に融剤として作用し
かつ被覆内で硬化剤として作用する硼素及び珪素を含有
する。このような合金を処理する一般的方法は、熱溶射
による。

一般にはセルフフラッグジンク合金は２工程で施される
、即ち常法で熱溶射しかつその場でオキジオアセチレン
トーチ、誘導コイル、炉又は同種のむので融解させる。

融剤は実際に解放空気中での融解過程を行わしめる。し
かしながら、該合金は又融解工程を必要と仕ずにプラズ
マ溶射のような方法で熱溶射することができるが、しか
し該被膜は全く緻密でなく又耐摩耗性でもない。一般に
、セルフフラッグジンク合金被膜は、特に融解が極めて
低い多孔性を有する被膜を形成するために、良好な表面
仕上げが所望される場合に、耐摩耗性を提供するための
硬質仕上げのために使用される。

ニッケル又はコバルトの典型的なセルフフラッグジンク
合金組成物は、クロム、硼素、珪素及び炭素を含有する
。該合金は付加的にそりブデン、タングステン、銅及び
／又は鉄を含有することができる。例えば米国特許第２
８７５０４３号明細書は、クロム２０重量％以下、硼素
１〜６重量％、珪素６重量％以下、鉄ＩＯ重量％以下、
モリブデン３〜ｌＯ重量％以下、銅３〜８重量％以下、
炭素１．５重量％以下、残りの少なくとも４０重量％が
ニッケルから成る溶射合金を開示した。同様に、米国特
許第２９３６２２９号明細書は、硼素１．５〜４％、珪
素０〜４％、炭素０〜３％、タングステン０〜２０％及
びモリブデンＯ〜８％を含有するコバルト合金を開示し
た。

極めて高い耐摩耗性が必要である場合には、例えば英国
特許第８６７４５５号明細書に記載されているように、
炭化タングステンのような炭化物が加えられる。これら
の炭化物含有合金は一般に研削が困難であり、かつ炭化
物を有しないセルフフラッグジンク合金よりも融解が困
難である。

前記英国特許明細書に記載されているように、炭化タン
グステンは典型的には、例えば約１２重量％の量のコバ
ルト又はニッケルバインダと組合わせられる。コバルト
又はニッケルは焼結又は合金によって炭化物と組合わせ
ることができる。選択的に、米国特許第３０４９４３５
号及び同第３２５４９７０号明細書に記載されているよ
うに、金属を炭化物にクラッドすることができる。これ
らの特許明細書の前者のものは、セルフフラッグジンク
合金粉末とブレンドしたニッケルクラッド炭化タングス
テンを開示した。

前記米国特許第３２５４９７０号明細書は、ニッケルク
ラッドコバルト−炭化タングステン及びニッケルクラブ
トニッケルー炭化タングステン（実施例１０及び１４）
を包含する、クラッドによって形成された種々の複合火
炎（即ち熱）溶射粉末を開示した。該特許明細書も文種
々の金属を銅でクラッドすることら開示した（例えば実
施例２５及び２６）。炭化タングステン及び炭化チタン
と同様に多数の粉末を銅クララドする方法は、米国特許
第４３０９４５７号明細書に記載された。

炭化クロム（Ｃｒ３Ｃ２）粉末は、硼化クロムと同様に
、熱溶射方法で使用するために公知である。その１つの
形、ニッケルクラッド炭化クロムは、例えばパーキン−
ニルマー社のメツコ部門（Ｍｅｔｃｏ　Ｄｉｖｉｓｉｏ
ｎ　ｏｒ　Ｔｈｅ　Ｐｅｒｋｉｎ−ＥｌｍｅｒＣｏｒｐ
ｏｒａｔｉｏｎ、　ＷｅｓＬｂｕｒｙ、Ｎ、Ｙ、）　　
から”　　Ｍｅｔｃ。

４３ＯＮＳ”として市販されている製品のような、セル
フフラッグジンク合金粉末及びニッケルーアルミニウム
複合粉末とのブレンドとして、熱溶射される。

発明が解決しようとする問題点 前記の見地において、本発明の第１の目的は、炭化クロ
ム及び硼化クロム熱溶射粉末の新規の形を提供すること
である。

本発明のもう１つの目的は、融解及び研削仕上げか容易
であるいう特徴を有する熱溶射被膜を製造するための、
炭化クロム及び硼化クロムの新規の形を有する改良され
たセルフフラッグジンク合金含有組成物を提供すること
であった。もう１つの目的は、融解及び研削仕上げが容
易であるという特徴を有する、耐摩耗性の被膜を製造す
る方法を提供することであった。

問題点を解決するための手段 前記及びその他の目的は、硬質クロム化合物の芯が銅又
は銅合金でクラッドされた形の、硬質クロム化合物及び
銅又は銅合金から成る複合粉末を含有する熱溶射材料に
よって達成された。硬質クロム化合物は炭化クロム又は
硼化クロムであってよい。有利には熱溶射材料はセルフ
フラッグジンク合金組成物を含有する。

作用 本発明によれば、銅又は銅合金でクラッドされた硬質ク
ロム化合物粉末は、特に熱溶射のために有用である。該
化合物は炭化物又は硼化物であってよい。複合銅クラツ
ド粉末はそのままで溶射することらできるが、セルフフ
ラッグジンク合金組成物のように別の材料と組合仕るた
めに特に好適である。別の材料とは粉末の形であってよ
い、従って銅クラツド炭化又は硼化クロムとのブレンド
形成する。１つの選択性は、炭化クロム又は硼化クロム
を使用するワイヤと同様に材料をコア成分として金属シ
ース内に、配置することである。クラッドのためには、
実質的に純粋な銅、即ち不純物約５原子％以下を含有す
る銅を使用するのが有利である。発明の詳細な説明及び
特許請求の範囲の欄に使用する“銅合金“とは、主成分
の銅を含有しかつ約１１００℃以下の融点を有する任意
の合金を意味する。その例は亜鉛、錫又は燐を含有する
常用の黄銅及び青銅金である。有利には硬質クロム化合
物は炭化クロムである。

クロム化合物は任意の公知の又は所望のクラッド又は被
覆法を使用して銅又は銅合金約１〜約２０重量％、有利
には約５〜約１５重量％でクラブトすべきである。１つ
の実施態様においては、銅又は銅合金を、例えば前記米
国特許第４３０９４５７号明細書に記載されたセンメン
テーシマン反応に上っては電解方法ｔ、シ＜は同種の方
法により、クロム化合物の芯に化学的にめっきする。

有利なＩ実施態様では、有利には一２０μｍの銅の微粒
子、例えば平均８μｍサイズの粉末又は銅フレークとし
て、有機バインダのようなバインダでクロム化合物のコ
ア粒子（芯）に固定させる。本発明による熱溶射粉末は
、一般に約−８０メツシュ（米国シーブンリーズ、ＡＳ
ＴＭＥ　−１１）　〜５μｍ、有利には約−１２０〜＋
３２５メツシュ又は選択的に−３２５メツシュ〜＋１５
μｍの範囲内の寸法を有するべきである。一般に出発コ
ア寸法は、最終粉末の所望の寸法に等しいか又はそれよ
りも約１〜２スクリーンサイズ小さいべきである、例え
ば最終粉末が一１２０＋３２５メツシュの場合には、該
コア寸法は−１２０又は−１４０又は−１７０メツシュ
であるべきである。

バインダ材料は、被覆を形成するため又は粒子を一緒に
又は表面に結合させるために使用することができる公知
の又は常用の結合材料であってよい。該バインダは有利
には有機でありかつフェス固形分として樹脂を含有する
フェスであってもよく、又は硬化もしくは固化フィルム
を形成するために溶剤蒸発に依存しない樹脂を含有する
ことができる。従って、該バインダはフェス固形分とし
て触媒添加樹脂を含有することができる。使用できるバ
インダの例は、常用のフェノール系エポキシ又はアルキ
ドワニス、乾性油例えばキリ油及びアマニ油を含有する
フェス、ゴム及びラテックスバインダ及び同種のむのを
包含する。該バインダは選択的に水溶性タイプ、例えば
ポリビニリピロリドン又はポリビニルアルコールタイプ
であってもよい。有機バインダの他に、珪酸ナトリウム
、硼酸、ボラックス、マグネシウム又はその他の可溶性
炭酸塩、硝酸塩、シュウ酸塩又はオキシ塩化物、又は酸
化物を含有するコロイド状懸濁液のような無機バインダ
を使用することもできる。

粒子を含有するバインダでのコア材料の被覆は、任意の
又は所望の方法で実施することができる。その際には、
粉末化した成分を、バインダを硬化又は乾燥させながら
、−緒に混合するだけでよく、それにより銅のクラッド
で被覆されたコアから成るまさに自由流動性の粉末が得
られる。

本発明のもう１つの実施態様では、銅でクラッドする前
に、炭化クロム又は硼化クロムにニッケルの薄い層又は
フラッシュ被膜を施す。このニッケルは電解めっきのよ
うな常法で又は前記米国特許第３２５４９７０号明細書
に記載されているような水素還元の方法で被覆すること
ができる。選択的に、ニッケルは銅に関して記載したと
同様な方法で微粉末としてクラッドすることもできる。

極めて薄いクラッドを得るためにはニッケルフレークを
使用するのが有利である。ニッケルは銅／ニッケルクラ
ッド粉末の約４％以下、有利には少なくとも１％存在す
ることができる。

銅とクロム化合物芯との間にニッケルの中間層を使用す
ることにより、まさに高品質の被膜が得られる。この結
果は熱溶射中にニッケルによって芯が良好に湿潤される
ことに基づくと見なされる。銅とニッケルとが可溶性で
あることにより、明らかに銅と芯との改善された湿潤及
び結合が達成される。

本発明による銅クラツド硬質クロム化合物は、常法で又
は所望の方法で熱溶射することができる。極めて良好に
結合した被膜が得られる。

しかしながら、銅クラツドクロム化合物は、８０：２０
ニツケル一クロム合金粉末及び／又は９５：５ニツケル
ーアルミニウム粉末とのブレンドような金属製熱溶射材
料と組合わせるのが有利である。

該銅クラツド粉末はセルフフラッグジンク合金と組合せ
るために特に好適である。従って、本発明による最も好
ましい実施態様では、クラッド芯を米国特許第２８６８
６３９号明細書及び前記の同第２９３６２２９号明細書
に記載されているような、公知の又は所望のセルフフラ
Ｉ＋ｙ、　Ｈ，）４’八八し一一−、ｌ−半プ　猜シ１
１にックシング合金粉末は、該合金粉末に関してはクラ
ッド炭化物よりも幾分か微細であることが所望されるが
、一般に銅クラツドクロム化合物と同じ広さの寸法範囲
内にある。ブレンド内の粉末複合物は、銅クラツドクロ
ム化合物とセルフフラッグジンク合金との全量を基準と
して、約５〜約８０重量％、有利には約２０〜約６０重
量％のｍで存在すべきである。

１例としては、該セルフフラッグジンク合金組成物は、
主としてクロム２５％以下、硼素１〜５％、珪素６％以
下、炭素０．０５〜３％、鉄６％以下、銅６％以下、モ
リブデン２０％以下、及びタングステン２０％以下、こ
れらの残りがニッケル、コバルト及びその組合せから成
る群から選択される金属から成り、該金属が少なくとも
３０％の量で存在し、この場合前記％値はセルフフラッ
グジンク合金組成物の重量を基準とする。

本発明による粉末は、常法で粉末タイプの熱溶射ガンを
使用して溶射ずろ、但し該粉末をガンの加熱帯域で分解
するプラスチック又は同様な結合剤、例えばポリエチレ
ン又はポリウレタンを使用して複合ワイヤの形に結合す
ることもできる。

前記複合物は選択的に、１つの材料の被覆シースと別の
材料のコアとから成るワイヤ、選択的に２つの成分の被
覆シースと第３又は第４の材料のコアから成るワイヤ、
１つの成分と、粉末又は圧縮した形の別の成分を含有す
るコアから成るワイヤ、粉末充填物を包囲した金属スト
リップを曲げることによって形成したワイヤ、又はプラ
スチックシース及び成分の圧縮粉末混合物を含有するコ
アから成るワイヤ、又は同種のものの形であってよい。

複合ワイヤは火炎溶射ワイヤのために常用の寸法及び正
確な許容差を有するべきであり、６．４〜２０ゲージの
間で変動することができる。

ツーワイヤアークガンを用いてアーク溶射するための所
望の複合ワイヤは、公知方法で以下のようにして製造す
ることができる。金属ストリップをＵ字形横断面に成形
する。コア粉末をＵ字形のトラフに充填しかつ形状を粉
末上で閉じて突合わせ又はオーバラップ継手に加工する
。得られたワイヤを所望の寸法に圧縮成形する。二次加
工を容易にするために、有利には軟質の形のベース成分
、例えば非合金ニッケル、鉄、コバルト又はそれらの金
属の組合せから製造することができる。従って、コアは
粉末から成りかつ銅クラツド硬質クロム化合物粉末を含
有する。必要に応じて、該複合ワイヤは更にセルフフラ
ッグジンク合金組成物を提供するために付加的な成分を
含有する。例えば、シースはニッケルであってよくかつ
コアは銅クラツド粉末の池に付加的にクロム、鉄、硼素
、珪素及び炭素を含有することができる。これらの成分
は粉末の形であるべきでありかつ個別に又は相互の合金
、例えばフェロクロム粉末及び／又は炭化硼素粉末とし
て存在することができる。コア粉末のための粉末寸法は
一般的な溶射粉末に類似した寸法を有する、但し炭化硼
素は、使用するとすれば、完全な合金を形成するために
一般には一２０μｍよりも小さいべきである。

発明の効果 本発明の利点は、セルフフラッグジンク合金粉末ブレン
ドを後で公知の又は所望の方法でオキシアセチレントー
チ又は炉もしくは同種のもので融解させろ場合に特に明
らかである。全く機態外なことに、銅クラツド炭化クロ
ムを含有する被膜の融解は、常用の熱溶射したコバルト
結合炭化タングステンを含有する熱溶射されるセルフフ
ラッグジンク合金被膜、又はニッケルクラッドを有する
炭化クロムを含有するセルフフラッグジンク合金被膜よ
りも極めて容易に実施することができる。容易な融解は
、比較的明らかな溶融、即ち融解過程での“光沢”によ
って確認される、従って溶融過程で有利な温度（典型的
にはｔｔｏｏ℃）を迅速に達成しかつ維持することがで
きる。

流動性が容易であることは、又被覆が均一に成する比較
的短い時間によっても確認されろ。

一般に、若干の炭化物又は硬質相の添加はセルフフラッ
グジンク合金の融解能力を抑制する。

セルフフラッグジンク合金の融解は、これらの炭化タン
グステン−コバルト粉末的４０重量％以上又はニッケル
クラッド炭化クロム４５重量％以上を含有する場合には
、極めて困難になる。驚異的にも、セルフフラッグジン
ク合金の融解は、銅クラツド炭化クロムが最高６０％以
下存在すれば、容易に達成される。

融解か容易であることに加えて、本発明による炭化コバ
ルト上の銅クラツドは又溶射中の炭化クロムの分解を最
低にする、従って溶射した溶着層中での炭化クロムの著
しく高い回収率を可能にする。このことはクラッドされ
ていない炭化クロムを含有するセルフフラックンング合
金ブレンドに比較して大きな利点である。クラッドされ
ていない炭化クロムを使用するブレンドにおいては、炭
化物成分は溶射中に著しい分の低い回収率をもたらす。

融解すると、これらの被膜は適当な耐摩耗性を有しない
。

極めて重要なもう１つの利点は、厚い被膜を溶着する能
力である。銅クラツド炭化クロム（５０％）を含有する
セルフフラッグジンク合金は、２．５ｘｘまでの厚さに
溶射した場合、浮きの徴候を示さないが、一方コバルト
結合炭化タングステン５０％とブレンドしたセルフフラ
ッグジンク合金は浮きの徴候を示しかつ０，５ｘｘの厚
さを越えると剥離する。

極めて重要ならう１つの利点は、特に被膜を融解した場
合、仕上げのための被膜の容易な研削である。ホイール
の顕著な磨耗を伴うことなく高い研削速度で、炭化珪素
研削ホイールを使用することかできる。比較において、
類似した寸法の粉末及び炭化物の相当する重量部をから
製造した、コバルト結合炭化タングステンを有する融解
したセルフフラッグジンク合金は、約１／２又はそれ以
下の速度で研削されかつ研削ホイールは急速に劣化する
。この理由のために、このような炭化タングステンを含
有する被膜のためには一般にダイヤモンド研削ホイール
が使用され、かつ又該ダイヤモンド研削は比較的遅い。

これらの研削比較の意想外の観点は、本発明による銅ク
ラツド炭化クロムを含有する融解したセルフフラッグジ
ンク合金の研磨剤耐摩耗性が炭化タングステン（この場
合ら同等の割合で含有する）を有する類似した被膜にほ
ぼ一致するか又はまさにそれよりも良好であることにあ
る。

従って、本発明による銅クラツド炭化クロムは、融解可
能な合金被膜において常用のコバルト結合炭化タングス
テンのために直接的に代用することができ、それにより
類似した又は良好な耐摩耗性を有する被膜を、しかも融
解及び研削の処理工程において著しい改良点をちって得
ることができる。これらの改良点は重要なコスト低下に
反映される。

本発明により製造した被膜は、優れた耐摩耗性及び極め
て緻密な研削仕上げの他に、炭化タングステンタイプの
被膜に比較して、改良された摩擦及び摩擦磨耗抵抗、及
び嵌合部分の低い磨耗を提供する。

典型的な適用例は、ポンププランジャー、サッカーロッ
ドカップリング、スリーブ、マッドポンプライナー及び
コンプレッサーロッドのような石油生産部品、型、型板
、プランジャー及びネックリングのようなガラス生産部
品、ポンプ部品（シャフト、シール、ライナー）、氷壁
及び制御弁のような電気用品及び発電ボイラ、ポンプ部
品、ゲートバルブ、コンプレッサーロッド及びプランジ
ャーのような化学プロセス部品、及びその他の例えば機
械保守部品及びサルベージ、印刷ロール、めっき固定部
品及び機械誘導路のようなものである。

次に、実施例により本発明の詳細な説明するか、但し限
定するものではない。

例Ｉ 粒子寸法−１４０メツシュ及び＋３０μｍを有＋　Ｘ　
Ｗ　Ｉｋ　’７　ｎ　八（ｒ　ｒ　６１”、１）ｌ−串
１”ｊ；］　Ｍ　ｉ’ｒ−笛Ｑ　９５４９７０号明細書
に記載されているような、ニッケル及び硫酸アンモニウ
ムの市販の溶液の水素還元による公知方法でニッケルの
フラッシュで被覆した。次いで、このニッケルクラッド
炭化物を銅で類似した方法で、シェリット・ゴートン・
マイン社（Ｓｈｅｒｒｉｔｔ　Ｇｏｒｄｏｎ　Ｍｉｎｅ
ｓ　Ｌｔｄ。

、Ｓａｓｋａｔｃｈｅｗａｎ’、Ｃａｎａｄａ）による
方法を使用して銅のアンモニア溶液から被覆した。ニッ
ケルは被覆粉末の１．８重量％の量でかつ銅はｔｔ、Ｓ
重量％の量で存在した。この粉末を一１２０メツシュ〜
＋３２５メツシュの寸法にふるい分けた。

該銅／ニッケル被覆炭化クロム粉末をＡＳＭ規格４７７
５Ａ及び寸法−２７０メツシュ〜＋１５μｍを有するセ
ルフフラッグジンク合金粉末とブレンドした。該ブレン
ドは銅／ニッケル被覆炭化りロム３５重量％を含有して
いた。このブレンドを常法でグリッドプラスチング仕上
げによって製造した軟鋼基板に、米国特許第３４、ｉ　
３７５４号明細書に記載されかつパーキン−ニルマー社
のメック部門からタイプ５Ｐガンとして市販されている
燃焼粉末溶射ガンを用いて、“Ｇ”ノズル、＃１１メー
ター弁、酸素２５ｐｓｉ及び流量３４５ｃｒｈ、アセチ
レン１３ｐｓｉ及び流＠　３４５ｃｆｈ、　　“ピンチ
°空気３０　ｐｓｉ、噴射距離５．５インチ及び噴射率
１６ボンド／ｈを使用して熱溶射した。得られえた被膜
をオキシアセチレントーチで約ｔｔｏｏ℃で融解した。

この被膜を８０グリツド炭化珪素ホイールを用いて３６
０　ｒｐｍかつ切込み速度８．７５μｍ／サイクルで研
削した。

例２ 例１を繰り返したが、但しこの場合にはセルフフラッフ
シンク合金と銅／ニッケルクラッド炭化りロム５０重量
％のブレンドを製造した。

例３ 例Ｉで使用したタイプの炭化クロム粉末を次ぎのように
してクラッドした。水７５０＊Ｑ中に固体分２５０ｇを
含有するポリビニルピロリドン（ｐｖｐ）バインダ溶液
を調製した。この溶液的４００１を炭化クロムコア粉末
４０００９に加えかつ十分に混合した。これに平均寸法
８μｍを有する一４００メツシュ銅粉末約６００９を徐
々に加えかつ付加的な水と完全に混合しかつ該混合をバ
インダが乾燥するまで継続した、後に炭化物コア粒子の
総てが銅粒子を含有する乾燥被膜でクラッドされたまさ
に自由流動性粉末が残った。該粉末を完全な乾燥を保証
するために約１２０℃に加熱した。こうして生成した粉
末は、バインダでコアに固定された微細な銅粒子を有す
る炭化クロムコアの粒子から成っていた。銅含量は炭化
物と銅の全量の１３％であった。

該銅クラブト粉末を例１と同じタイプのセルフフラッフ
シンク合金とブレンドした、該炭化クロム含量は３５％
であった。このブレンドを同様に熱溶射し、融解させか
つ研削した。

例４ 本発明に基づかない粉末と比較するために、炭化クロム
を例３に記載した方法でバインダを（ｌ］してニッケル
フレークで被覆した。該ニッケルは炭化物とニッケルの
全量に対して８重量％の量で存在した。被覆した粉末を
例１と同じタイプのセルフフラッフシンク合金とブレン
ドし、かつ溶射し、融解し、かつ研削した。

例５ 本発明の範囲外の若干の粉末を、以下のようにして熱溶
射した： ａ）クラッドを有しない炭化クロム３５％とセルフフラ
ッフシンク合金とのブレンド；両者の粉末は例１で使用
したものと同じタイプ及び寸法を有する。

ｂ）メックから登録商標メック３１Ｃとして市販の、炭
化タングステン３５％（コバルト１２％を含有）とセル
フフラッフシンク合金６５％のブレンド；該セルフフラ
ッフシンク合金は例１と同じタイプを有していたが、但
し粗粒子状であった、即ち該ブレンドは一１２０メツシ
ュ〜＋３２５メツシュの寸法を有しＣ）メックから登録
商標メック３４ＦＰとして市販の、炭化タングステン５
０％（コバルト１２％含有）とセルフフラッフシンク合
金５０％のブレンド；該セルフフラッフシンク合金は例
１と同じタイプ及び寸法を有していた。該ブレンドは−
２７０メツシュ〜＋１５μｍの寸法を有していた。

例６ 一連のブレンドを例１と同じ方法で製造したが、但しこ
の場合には炭化クロムのパーセンテージを５％とびで銅
／ニッケル被覆炭化クロムの３５〜７０重量％で変動し
た。比較のために、本発明に基づかない類似したブレン
ドを例４からのニッケルクラッド炭化クロムの変動量及
び例５（ｂ）及び５（ｃ）に記載と同じ炭化タングステ
ンを使用して製造し、かつ同じ方法で熱溶射し、融解し
かつ研削した。熱溶射、融解及び研削は例１における同
様に実施した。

例７ ／７ｘｌ　　＋　　　　　　Ｏｎ、ｙｅ　　Ｑ　　ＭＦ
Ｉ　　ｈ　二　　、、　　　Ｖ＊−％　　±　？−１”
”ｌ　　ト’　　Ｊ／ンパラメータを使用して、同様に
但しブレンドを行わずに熱溶射した。それにより優れた
被膜が得られた。

例８ 複合ワイヤを以下のようにして製造した。ニッケルの連
続ストリップを使用してかつそれをＵ字形に成形した。

例１の銅／ニッケルクラッド炭化りロム７９重量％、−
８０＋３２５メツシュクロム１６重量％、−２０μｍの
珪素２重量％及び−２０μｍの炭化硼素３重量％から成
るコア粉末をブレンドした。該粉末をストリップのトラ
フ内に充填した。次いで、この充填したＵ字形成形体を
オーバラップ継ぎ手の形式で閉鎖しかつワイヤを１１ゲ
一ジ寸法（２，３ｘｘ；即ち０．０９１インチ）に引抜
き加工した。ニッケルストリップは幅１２．４ｘ＊（０
，４８９インチ）及び厚さ０．２８Ｍｍ（０，０１１イ
ンチ）であった。該ニッケルシースは最終ワイヤの４３
％を成し、従って該ワイヤはニッケル４３％、クロム９
％、珪素１％、炭化硼素２％及び銅／ニッケルクラッド
炭化クロム４５％の組成を有していた。このような２本
のワイヤを同時にメックから登録商標Ｍ　Ｅ　Ｔ　ＣＯ
Ｔｙｐｅ　２　ＲＧで市販されているアークガンに供給
した。パラメータは２００アンペア、２８ボルト、噴霧
空気２．７バール（４０ｐｉｓ）、噴射距離１８ｃ＊（
ツイフチ）及び溶射率６．４　ｋｇ／ｈ　（１４１ｂｓ
／ｈ）で、優れた、十分に結合した被膜が得られた。

例９ 例１を繰り返したが、但し炭化クロムの代わりに硼化ク
ロムを使用し−た。同様な結果が得られた。

前記実施例の特定のものに基づく炭化クロムを含有する
セルフフラッグジンク合金と、公知タイプの炭化タング
ステンを含有する市販のブレンドとを種々の方法で比較
した。

耐摩耗性は被覆した試料を鋳造鉄板に対して水５００ｘ
（２中の２７０メツシュ（５３μｍ）　〜１５μｍの酸
化アルミニウム研磨粉末１５０９のスラリーを用いてス
ライド運動させることにより測定した。３　、３　ｋｇ
７ｃｍ２の荷重をかけかつ表面運動は約１２２　ａｘ／
ｓｅｃで２０分間であった。試験被膜に関して被覆厚さ
ロスを決定しかつ標準被膜と比較した。この場合には、
標準としては例５（ｂ）及び例５（ｃ）の炭化タングス
テン被膜を用いた。例１．２及び５の結果は第１表に示
す。

第　１　表（耐摩耗性） 被膜　　　　　　硬度　　　　　　磨耗損失（Ｒｃ）　
　　　　　　　（μｍ） 例１　　　　５０〜５５　　　　５６．５例２　　　５
５〜６０　　　　４７．０例５（ａ）　　　５０〜５５
　　　　７８．０例５（ｂ）　　　５２〜６０　　　　
　７５．０例５（ｃ）　　　５５〜６２　　　　５０．
０一般に、炭化クロムブレンドの研磨剤スラリー耐摩耗
性は、等重積％の炭化タングステンを使用すれば、炭化
タングステンに匹敵するか又、特に銅／ニッケルクラッ
ド炭化クロム３５％を含有するブレンドは例５（ｂ）の
炭化タングステンブレンドに匹敵し、かっ銅／ニッケル
クラッド炭化クロム５０％を含有するブレンドは例５（
ｃ）の炭化タングステンブレンドに匹敵した３５％銅／
ニッケルクロム炭化クロムの耐摩耗性は、例５（ｂ）よ
りも１．３４倍良好でありかつ３５％のクラッドされて
いない炭化クロムブレンドよりも１．３９倍良好であっ
た。その結果は融解したセルフフラッグジンク合金被膜
中のブレンドされた炭化クロム粒子の回復率及び分布が
意想外に炭化物を銅でクラッドすることにより強化され
ることを示す。融解性が比較的容易であることは、光沢
外観及び流動性のようなファクターの組合せを使用して
主観的に確認された。その結果は第２表に示す。

第　２　表（炭化物ブレンドの融解性）Ａ、Ｃｕ／Ｎｉ
クラッドＣｒ３Ｃ２ ３５％　　　　　　　　　優秀 ５０％　　　　　　　　　　優秀 ６０％　　　　　　　　極めて良好 Ｂ、ＮｉクラッドＣｒ３Ｃ２ ３５％　　　　　　　　　優秀 ５０％可 ６０％　　　　　　　　　不良 Ｃ，コバルト／炭化タングステン ３５％良 ５０％　　　　　　　　　　不良 ブレンド中の炭化物が同じ重量％では、銅クラツド炭化
クロム組成物はコバルト／炭化タングステン含有ブレン
ドに比較して極めて迅速に融解した。又、炭化クロムの
銅クラツドブレンドはニッケルクラッド炭化クロムのブ
レンドに比較して一層迅速に融解した。

第２表は例６の結果を包含し、かつ炭化クロムとセルフ
フラッグジンク合金との中間的割合に関して、ニッケル
クラッドに比較して銅クラツドの改善された融解性を示
す。第２表は又炭化タングステンを含有するブレンドに
比較して銅／ニッケルクラッド炭化クラッドの改善され
た融解性を示す。

銅クラツド炭化クロムブレンドから成る融解した被膜は
、炭化珪素研削によってかつ等量の炭化タングステン被
膜に比較して半分の時間で０．２５μｍａａ（数学的平
均）未満に容易に仕上げられる。又、炭化タングステン
被膜は、研削中に一層の炭化珪素磨耗破壊を伴う炭化珪
素研削ホイールに対してより多くの損傷を生じた。第３
表は種々の被膜の研削性を示す。

第　３　表（融解した被膜のＳｉＣ研削性）被膜　　　
　素材剥離率　　　　表面仕上げ（ａｍ３／ｈ）　　　
　　　（μｍ　ａａ）例ｔ　　　　２ａ、３ｏ、ｔｏ〜
０．１５例２　　　　２２．０　　　　０．２３〜０．
４６例５（ｂ）　　−１１，９０，１８〜０．３０例５
（ｃ）　　　６．８　　　　０．２８〜０．６４前記に
は本発明を特殊な実施例を参照して説明してきたが、本
発明の技術思想の範囲内及び特許請求の範囲内で種々の
変形及び変更が可能であることは、当業者にとって自明
のことである。従って、本発明は特許請求の範囲及びそ
の等価思想によってのみ制限されるものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、硬質クロム化合物の芯を銅金属でクラッドした形の
   硬質クロム化合物及び銅金属から成り、硬質クロム化合
   物が炭化クロム及び硼化クロムから成る群から選択され
   、かつ銅金属が銅及び銅合金から成る群から選択される
   ことを特徴とする、複合粉末を含有する熱溶射材料。 ２、複合粉末が−８０メッシュ〜＋５μｍの寸法を有す
   る、特許請求の範囲第１項記載の熱溶射材料。 ３、銅金属が約１〜約２０重量％の量で存在する、特許
   請求の範囲第１項記載の熱溶射材料４、芯と銅金属との
   間に配置されたニッケルの層を有する、特許請求の範囲
   第１項記載の熱溶射材料。 ５、ニッケルが約４重量％までの量で存在する、特許請
   求の範囲第４項記載の熱溶射材料。 ６、銅金属がバインダで芯にクラッドされた微粒子の形
   である、特許請求の範囲第１項記載の熱溶射材料。 ７、バインダが有機バインダである、特許請求の範囲第
   ６項記載の熱溶射材料。 ８、付加的にセルフフラッグジンク合金組成物を含有す
   る、特許請求の範囲第１項記載の熱溶融材料。 ９、複合粉末が複合粉末とセルフフラッグジンク合金組
   成物との全重量の約５〜８０重量％を成す、特許請求の
   範囲第８項記載の熱溶融材料。 １０、セルフフラッグジンク合金組成物が複合粉末とブ
   レンドされた粉末の形である、特許請求の範囲第８項記
   載の熱溶融材料。 １１、セルフフラッグジンク合金組成物が主としてクロ
   ム２５％以下、硼素１〜５％、珪素６％以下、炭素０．
   ０５〜３％、鉄６％以下、銅６％以下、モリブデン２０
   ％以下、及びタングステン２０％以下、これらの残りが
   ニッケル、コバルト及びその組合せから成る群から選択
   される金属から成り、該金属が少なくとも３０％の量で
   存在し、前記％値はセルフフラッグジンク合金組成物の
   重量を基準とする、特許請求の範囲第８項記載の熱溶射
   材料。 １２、合金シースとコアを有する複合ワイヤの形を有し
   、該合金シースが主としてニッケル、コバルト及びその
   組合せから成り群から選択されるシース金属から成り、
   かつ該コアが複合粉末から成る、特許請求の範囲第８項
   記載の熱溶射材料。 １３、硬質クロム化合物が炭化クロムから成る、特許請
   求の範囲第１項記載の熱溶射材料。 １４、硬質クロム化合物が炭化クロムから成る、特許請
   求の範囲第８項記載の熱溶射材料。 １５、銅金属が実質的に純粋な銅である、特許請求の範
   囲第１項記載の熱溶射材料。 １６、主として８０メッシュ〜＋１５μｍの寸法の熱溶
   射粉末ブレンドにおいて、複合粉末が炭化クロムの芯を
   順次にニッケル及び銅でクラッドしたの形の、炭化クロ
   ム、銅約１〜２０％及びニッケル約１〜約４％から成り
   、その場合ニッケルと銅の％値は複合粉末の重量を基準
   とし、 セルフフラッグジンク合金粉末が主としてクロム２５％
   以下、硼素１〜５％、珪素６％以下、炭素０．０５〜３
   ％、鉄６％以下、銅６％以下、モリブデン２０％以下、
   及びタングステン２０％以下、これらの残りがニッケル
   、コバルト及びその組合せから成る群から選択される金
   属から成り、該金属が少なくとも３０％の量で存在し、
   前記％値はセルフフラッグジンク合金組成物の重量を基
   準とし、複合粉末が複合粉末とセルフフラッグジンク合
   金粉末の全重量の約５〜約８０重量％の量で存在する事
   を特徴とする熱溶射粉末ブレンド。