JP3204637B2 - 自溶合金溶射被覆部材の製造方法 - Google Patents
自溶合金溶射被覆部材の製造方法Info
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- JP3204637B2 JP3204637B2 JP01704798A JP1704798A JP3204637B2 JP 3204637 B2 JP3204637 B2 JP 3204637B2 JP 01704798 A JP01704798 A JP 01704798A JP 1704798 A JP1704798 A JP 1704798A JP 3204637 B2 JP3204637 B2 JP 3204637B2
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- 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
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自溶合金溶射被覆
部材の製造方法に関し、特に基材表面に被覆した自溶合
金溶射皮膜を再溶融処理して改質する方法についての改
善提案である。なお、本発明において用いられる技術
は、自溶合金溶射皮膜をその融点以上に加熱して再溶融
し、該皮膜の緻密化と基材との冶金結合 (合金層) を促
進させる技術であるが、この技術はまた、その他の金属
や合金に対しても同じように適用が可能である。
部材の製造方法に関し、特に基材表面に被覆した自溶合
金溶射皮膜を再溶融処理して改質する方法についての改
善提案である。なお、本発明において用いられる技術
は、自溶合金溶射皮膜をその融点以上に加熱して再溶融
し、該皮膜の緻密化と基材との冶金結合 (合金層) を促
進させる技術であるが、この技術はまた、その他の金属
や合金に対しても同じように適用が可能である。
【０００２】
【従来の技術】溶射法は、金属, セラミックス, サーメ
ットなどの微粉末をプラズマや可燃性ガスの燃焼エネル
ギーを用いて溶融し、これを基材表面に吹きつけて皮膜
を形成する表面処理法である。例えば、金属粉末を空気
中で溶射すると、溶融状態の金属微粒は空気 (酸素)と
接触してその粒子表面に酸化膜を生成する。このような
金属溶射皮膜は、表面に薄い酸化膜を有する金属微粒子
が堆積した粒子積層構造になる。そのため、皮膜を構成
する積層金属粒子の相互結合力が弱く、かつ皮膜が多孔
質となり、さらには金属製基材との密着性の低下を招く
という問題があった。
ットなどの微粉末をプラズマや可燃性ガスの燃焼エネル
ギーを用いて溶融し、これを基材表面に吹きつけて皮膜
を形成する表面処理法である。例えば、金属粉末を空気
中で溶射すると、溶融状態の金属微粒は空気 (酸素)と
接触してその粒子表面に酸化膜を生成する。このような
金属溶射皮膜は、表面に薄い酸化膜を有する金属微粒子
が堆積した粒子積層構造になる。そのため、皮膜を構成
する積層金属粒子の相互結合力が弱く、かつ皮膜が多孔
質となり、さらには金属製基材との密着性の低下を招く
という問題があった。
【０００３】このような問題を解決するため、従来、溶
射皮膜を形成した後、この溶射皮膜を加熱して再溶融す
る方法、およびこの方法の適用に好適な合金, 即ち自溶
合金が開発されている (JIS H8303 自溶合金溶射) 。
射皮膜を形成した後、この溶射皮膜を加熱して再溶融す
る方法、およびこの方法の適用に好適な合金, 即ち自溶
合金が開発されている (JIS H8303 自溶合金溶射) 。
【０００４】上記自溶合金溶射材料は、NiあるいはCoを
主成分とし、これにＣ, Cr, Fe, Mo, Cu, Ｗなどを添加
すると共に、さらにSi (1.5 〜5.0 wt％) , Ｂ (1.0 〜
4.5wt％) を添加した成分組成からなる低融点の材料で
ある。この材料の特徴は、溶射皮膜への酸化物の生成を
阻止し、一方で硬質のクロム炭化物および金属硼化物を
生成させて耐摩耗性が向上するように工夫した点にあ
る。なお、この材料は、溶射皮膜の耐摩耗性を一層強固
なものにする場合、自溶合金とWC粉末とを混合したサー
メット状態の溶射材料を使うことが好ましいとされてい
る。
主成分とし、これにＣ, Cr, Fe, Mo, Cu, Ｗなどを添加
すると共に、さらにSi (1.5 〜5.0 wt％) , Ｂ (1.0 〜
4.5wt％) を添加した成分組成からなる低融点の材料で
ある。この材料の特徴は、溶射皮膜への酸化物の生成を
阻止し、一方で硬質のクロム炭化物および金属硼化物を
生成させて耐摩耗性が向上するように工夫した点にあ
る。なお、この材料は、溶射皮膜の耐摩耗性を一層強固
なものにする場合、自溶合金とWC粉末とを混合したサー
メット状態の溶射材料を使うことが好ましいとされてい
る。
【０００５】以下に自溶合金の溶射に関する従来技術に
ついて列挙する。 (1) 加熱・溶融現象による冶金的接合性を利用するもの
(特開平６−34041 号公報, 特開平 7−226285号公報な
ど) 。 (2) 再溶融処理後の皮膜の耐摩耗性の改善を図るもの
(特開平 9−25582 号公報など) 。 (3) 再溶融処理後の自溶合金溶射皮膜の耐溶融金属性お
よび耐食性の改善を図るもの (特開平 8−158030号公
報, 特開平 9−31576 号公報, 特開平 9−25582 号公報
など) 。 (4) 再溶融処理後の自溶合金溶射皮膜の高密着性, 耐熱
性, 耐エロージョン性などをボイラ伝熱管の表面被覆に
利用したもの (特開平 7−278778号公報, 特開平8−131
19 号公報など) 。 (5) また、JIS H8303 に規定されている自溶合金以外の
自溶合金の例 (特開昭52−99951 号公報) 。 (6) 溶射皮膜の再溶融処理を省略することによって、生
産コストを低下させるとともに、高温の加熱による基材
質の機械的性質の劣化を除くもの (特開平 8−225917号
公報など) 。 (7) 自溶合金溶射皮膜の再溶融処理方法に関する従来技
術として、 ａ．レーザを利用して再溶融処理するもの：特公昭62−
27561 号公報 ｂ．高周波誘導加熱を利用して再溶融処理するもの：特
開平7 −278778号公報, 特開平 8−253853号公報 ｃ．再溶融処理の雰囲気を制御するもの：特開昭53−34
634 号公報 などがある。
ついて列挙する。 (1) 加熱・溶融現象による冶金的接合性を利用するもの
(特開平６−34041 号公報, 特開平 7−226285号公報な
ど) 。 (2) 再溶融処理後の皮膜の耐摩耗性の改善を図るもの
(特開平 9−25582 号公報など) 。 (3) 再溶融処理後の自溶合金溶射皮膜の耐溶融金属性お
よび耐食性の改善を図るもの (特開平 8−158030号公
報, 特開平 9−31576 号公報, 特開平 9−25582 号公報
など) 。 (4) 再溶融処理後の自溶合金溶射皮膜の高密着性, 耐熱
性, 耐エロージョン性などをボイラ伝熱管の表面被覆に
利用したもの (特開平 7−278778号公報, 特開平8−131
19 号公報など) 。 (5) また、JIS H8303 に規定されている自溶合金以外の
自溶合金の例 (特開昭52−99951 号公報) 。 (6) 溶射皮膜の再溶融処理を省略することによって、生
産コストを低下させるとともに、高温の加熱による基材
質の機械的性質の劣化を除くもの (特開平 8−225917号
公報など) 。 (7) 自溶合金溶射皮膜の再溶融処理方法に関する従来技
術として、 ａ．レーザを利用して再溶融処理するもの：特公昭62−
27561 号公報 ｂ．高周波誘導加熱を利用して再溶融処理するもの：特
開平7 −278778号公報, 特開平 8−253853号公報 ｃ．再溶融処理の雰囲気を制御するもの：特開昭53−34
634 号公報 などがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
自溶合金溶射皮膜に関する従来技術は、主として皮膜特
性の改善およびその利用分野の拡大をはじめ、皮膜の加
熱・溶融処理方法についての研究・開発であるが、未だ
十分に完成された段階にはなく、現在、次のような技術
課題が残されている。 (1) 自溶合金溶射皮膜を加熱して溶融状態にすると、該
皮膜のうち熱を受けやすい部分が局部的に流動し、皮膜
厚みの不均一や基材表面からの脱落を招くことがある。 (2) 自溶合金溶射皮膜を再溶融処理すると、皮膜中の貫
通気孔は消失するとともに、皮膜を構成する溶射粒子ど
うしが相互に結合するだけでなく、基材とも冶金的に結
合をする。そのため、皮膜の性状は再溶融処理前に比較
すると、はるかに向上する。しかし、皮膜中には独立し
た気泡があるため、溶射皮膜の表面を研磨した際、気泡
が表面に表れる結果、平滑な表面が得られず、用途が限
定される。
自溶合金溶射皮膜に関する従来技術は、主として皮膜特
性の改善およびその利用分野の拡大をはじめ、皮膜の加
熱・溶融処理方法についての研究・開発であるが、未だ
十分に完成された段階にはなく、現在、次のような技術
課題が残されている。 (1) 自溶合金溶射皮膜を加熱して溶融状態にすると、該
皮膜のうち熱を受けやすい部分が局部的に流動し、皮膜
厚みの不均一や基材表面からの脱落を招くことがある。 (2) 自溶合金溶射皮膜を再溶融処理すると、皮膜中の貫
通気孔は消失するとともに、皮膜を構成する溶射粒子ど
うしが相互に結合するだけでなく、基材とも冶金的に結
合をする。そのため、皮膜の性状は再溶融処理前に比較
すると、はるかに向上する。しかし、皮膜中には独立し
た気泡があるため、溶射皮膜の表面を研磨した際、気泡
が表面に表れる結果、平滑な表面が得られず、用途が限
定される。
【０００７】本発明の目的は、自溶合金溶射皮膜を再溶
融処理するときに起こる皮膜の溶融落下現象を防ぐこと
のできる方法を提案することにある。本発明の他の目的
は、皮膜の流動化による皮膜厚みの不均一化を阻止する
方法を提案することにある。本発明のさらに他の目的
は、平滑な表面を有する自溶合金溶射皮膜被覆部材を製
造することにある。
融処理するときに起こる皮膜の溶融落下現象を防ぐこと
のできる方法を提案することにある。本発明の他の目的
は、皮膜の流動化による皮膜厚みの不均一化を阻止する
方法を提案することにある。本発明のさらに他の目的
は、平滑な表面を有する自溶合金溶射皮膜被覆部材を製
造することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明では、上述した課
題を解決し、上掲の目的を実現するための方法として、
次に示すような手段を採用する。 (1) 鋼鉄製基材の表面に、自溶合金を溶射被覆したのち
その表面にセラミックスを溶射被覆し、次いでこれらの
溶射被覆部材を減圧下の不活性ガス雰囲気中で加熱する
ことにより前記自溶合金溶射皮膜を再溶融させ、しかる
のち該部材の最外層に形成した前記セラミックスの溶射
皮膜を除去して自溶合金溶射皮膜を再度露出させること
を特徴とする自溶合金溶射被覆部材の製造方法である。
題を解決し、上掲の目的を実現するための方法として、
次に示すような手段を採用する。 (1) 鋼鉄製基材の表面に、自溶合金を溶射被覆したのち
その表面にセラミックスを溶射被覆し、次いでこれらの
溶射被覆部材を減圧下の不活性ガス雰囲気中で加熱する
ことにより前記自溶合金溶射皮膜を再溶融させ、しかる
のち該部材の最外層に形成した前記セラミックスの溶射
皮膜を除去して自溶合金溶射皮膜を再度露出させること
を特徴とする自溶合金溶射被覆部材の製造方法である。
【０００９】(2)また、本発明は、鋼鉄製基材の表面
に、自溶合金を溶射被覆したのちその表面にセラミック
スを溶射被覆し、これらの溶射皮膜を大気中もしくは不
活性ガス中で高周波誘導加熱することにより、前記自溶
合金溶射皮膜を再溶融させ、しかるのち該部材の最外層
に形成した前記セラミックスの溶射皮膜を除去して自溶
合金溶射皮膜を再度露出させることを特徴とする自溶合
金溶射被覆部材の製造方法である。
に、自溶合金を溶射被覆したのちその表面にセラミック
スを溶射被覆し、これらの溶射皮膜を大気中もしくは不
活性ガス中で高周波誘導加熱することにより、前記自溶
合金溶射皮膜を再溶融させ、しかるのち該部材の最外層
に形成した前記セラミックスの溶射皮膜を除去して自溶
合金溶射皮膜を再度露出させることを特徴とする自溶合
金溶射被覆部材の製造方法である。
【００１０】本発明においては、自溶合金溶射皮膜の上
に溶射被覆するセラミックスとして、比重が8.0 以下の
酸化物, 窒化物, 炭化物, 硼化物のうちから選ばれたい
ずれか１種または２種以上を用いることが好ましい。ま
た、本発明においては、セラミック溶射皮膜は、気孔率
が10〜80％, 膜厚 3〜50μｍに形成することが好まし
い。さらに本発明においては、溶射皮膜の再溶融処理に
当たっては、昇温速度や加熱温度を、セラミック溶射皮
膜の色に応じて調節することが好ましい。
に溶射被覆するセラミックスとして、比重が8.0 以下の
酸化物, 窒化物, 炭化物, 硼化物のうちから選ばれたい
ずれか１種または２種以上を用いることが好ましい。ま
た、本発明においては、セラミック溶射皮膜は、気孔率
が10〜80％, 膜厚 3〜50μｍに形成することが好まし
い。さらに本発明においては、溶射皮膜の再溶融処理に
当たっては、昇温速度や加熱温度を、セラミック溶射皮
膜の色に応じて調節することが好ましい。
【００１１】上述した構成の採用によって、自溶合金溶
射皮膜は少なくとも流動点近くに加熱されて再溶融状態
になるため、この皮膜内に含まれている空気やガス (溶
射時に使用するガス) が効率よく放出され、しかもこの
皮膜を構成する溶射粒子の相互結合力および基材との冶
金的結合力が向上する。従って、得られた溶射皮膜は、
独立気泡が少なく、機械仕上げをした場合に平滑な表面
を有する自溶合金溶射皮膜とすることができる。
射皮膜は少なくとも流動点近くに加熱されて再溶融状態
になるため、この皮膜内に含まれている空気やガス (溶
射時に使用するガス) が効率よく放出され、しかもこの
皮膜を構成する溶射粒子の相互結合力および基材との冶
金的結合力が向上する。従って、得られた溶射皮膜は、
独立気泡が少なく、機械仕上げをした場合に平滑な表面
を有する自溶合金溶射皮膜とすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に、本発明にかかる製造方法
を、製造の工程に従って説明する。 (1) 自溶合金溶射皮膜表面へのセラミック溶射皮膜の形
成 金属製基材の表面を脱脂, ブラストにより粗面化した
後、自溶合金粉末を、プラズマ溶射法, フレーム溶射法
(含高速フレーム溶射法) などによって溶射施工する。
その後、この自溶合金溶射皮膜の上に、該溶射皮膜の再
溶融処理に先立ちセラミック粉末を溶射して 3〜50μｍ
厚の多孔質 (気孔率10〜80％) なセラミック溶射皮膜を
被覆する。
を、製造の工程に従って説明する。 (1) 自溶合金溶射皮膜表面へのセラミック溶射皮膜の形
成 金属製基材の表面を脱脂, ブラストにより粗面化した
後、自溶合金粉末を、プラズマ溶射法, フレーム溶射法
(含高速フレーム溶射法) などによって溶射施工する。
その後、この自溶合金溶射皮膜の上に、該溶射皮膜の再
溶融処理に先立ちセラミック粉末を溶射して 3〜50μｍ
厚の多孔質 (気孔率10〜80％) なセラミック溶射皮膜を
被覆する。
【００１３】自溶合金溶射皮膜の上に仮に被覆しておく
セラミック溶射皮膜用材料としては、酸化物, 窒化物,
硼化物, 炭化物およびこれらの混合物が適し、自溶合金
より融点が高く、自溶合金成分と反応しにくく、また自
溶合金の比重より軽いものがよい (比重約 8.0以下) 。
その理由は、自溶合金溶射皮膜を加熱して再溶融させた
とき、好ましくは該皮膜が流動化しても常にその表面に
付着させておくことにより、流動化を抑制して皮膜の脱
落を阻止するのに有効だからである。このような性質を
満足させるセラミックスの例としては； 酸化物：Al2O3 , Cr2O3 , Nb2O5, WO3，ZrO2, TiO2, Si
O2 硼化物：TiB2, ZrB2, VB2, NbB2, CrB2, NiB 窒化物：TiN, AlN, BN, Si3N4 炭化物：TiC, B4C, SiC, ZrC, VC, WC, Cr3C2, NbC, Ta
C などが挙げられる。
セラミック溶射皮膜用材料としては、酸化物, 窒化物,
硼化物, 炭化物およびこれらの混合物が適し、自溶合金
より融点が高く、自溶合金成分と反応しにくく、また自
溶合金の比重より軽いものがよい (比重約 8.0以下) 。
その理由は、自溶合金溶射皮膜を加熱して再溶融させた
とき、好ましくは該皮膜が流動化しても常にその表面に
付着させておくことにより、流動化を抑制して皮膜の脱
落を阻止するのに有効だからである。このような性質を
満足させるセラミックスの例としては； 酸化物：Al2O3 , Cr2O3 , Nb2O5, WO3，ZrO2, TiO2, Si
O2 硼化物：TiB2, ZrB2, VB2, NbB2, CrB2, NiB 窒化物：TiN, AlN, BN, Si3N4 炭化物：TiC, B4C, SiC, ZrC, VC, WC, Cr3C2, NbC, Ta
C などが挙げられる。
【００１４】このように、自溶合金溶射皮膜の再溶融処
理に先立ち、この自溶合金溶射皮膜の表面に多孔質なセ
ラミック溶射皮膜を形成する理由は、もし、このような
セラミックスを溶射被覆しないで自溶合金溶射皮膜のみ
を直接、電気炉中で加熱したり高周波誘導方式で加熱し
て再溶融処理をすると、次のような問題を生じる。即
ち、自溶合金の溶射皮膜というのは、昇温に伴い次第に
軟化し溶融を始め、さらに加熱を続けるとついには流動
化する。このとき、もし被処理部材が大きく複雑な形状
をしているような場合加熱が不均等となり、その結果、
溶融状態 (粘度大) になっている溶射皮膜部分が存在す
る一方で、局部的には流動化状態 (粘度小) にまでなる
部分も生じる。その場合、流動化の状態にある部分は粘
度が小さいため、被処理部材の下側へ移動して皮膜の厚
みを不揃いにするほか、極端な場合には流動して脱落す
ることになる。
理に先立ち、この自溶合金溶射皮膜の表面に多孔質なセ
ラミック溶射皮膜を形成する理由は、もし、このような
セラミックスを溶射被覆しないで自溶合金溶射皮膜のみ
を直接、電気炉中で加熱したり高周波誘導方式で加熱し
て再溶融処理をすると、次のような問題を生じる。即
ち、自溶合金の溶射皮膜というのは、昇温に伴い次第に
軟化し溶融を始め、さらに加熱を続けるとついには流動
化する。このとき、もし被処理部材が大きく複雑な形状
をしているような場合加熱が不均等となり、その結果、
溶融状態 (粘度大) になっている溶射皮膜部分が存在す
る一方で、局部的には流動化状態 (粘度小) にまでなる
部分も生じる。その場合、流動化の状態にある部分は粘
度が小さいため、被処理部材の下側へ移動して皮膜の厚
みを不揃いにするほか、極端な場合には流動して脱落す
ることになる。
【００１５】そこで、本発明では、上述した不均一加熱
に伴う自溶合金溶射皮膜の一部が脱落するのを防ぐた
め、再溶融のための加熱に先立ち、該自溶合金溶射皮膜
の表面に、セラミック粒子を吹き付けて被覆することに
した。予めセラミック粒子を吹き付けておくと、自溶合
金溶射皮膜の流動化状態が抑えられると同時に外気を遮
蔽することができ、流動作用が局所的に止まる。
に伴う自溶合金溶射皮膜の一部が脱落するのを防ぐた
め、再溶融のための加熱に先立ち、該自溶合金溶射皮膜
の表面に、セラミック粒子を吹き付けて被覆することに
した。予めセラミック粒子を吹き付けておくと、自溶合
金溶射皮膜の流動化状態が抑えられると同時に外気を遮
蔽することができ、流動作用が局所的に止まる。
【００１６】この意味において、本発明では、自溶合金
溶射皮膜を流動化するような高温度まで加熱することが
できるので、再溶融皮膜の粘度をより一層低下させるこ
とができ、ひいては皮膜内に存在している空気やガス類
の外部への放出除去が容易になる。しかも、自溶合金成
分として含まれているSi, Ｂによるフラックス作用によ
って皮膜内にとどまっている酸化物 (自溶合金を大気中
で溶射することによって生成する自溶合金の酸化物)
も、比重が軽いため合金から分離し、表面に浮遊しやす
くなる。このことは、後処理においてセラミック溶射皮
膜を除去するとき、更には研磨するときに、表面に移動
した前記酸化物等を除去することを意味しており、表面
性状の良好な部材を得るのに有効である。
溶射皮膜を流動化するような高温度まで加熱することが
できるので、再溶融皮膜の粘度をより一層低下させるこ
とができ、ひいては皮膜内に存在している空気やガス類
の外部への放出除去が容易になる。しかも、自溶合金成
分として含まれているSi, Ｂによるフラックス作用によ
って皮膜内にとどまっている酸化物 (自溶合金を大気中
で溶射することによって生成する自溶合金の酸化物)
も、比重が軽いため合金から分離し、表面に浮遊しやす
くなる。このことは、後処理においてセラミック溶射皮
膜を除去するとき、更には研磨するときに、表面に移動
した前記酸化物等を除去することを意味しており、表面
性状の良好な部材を得るのに有効である。
【００１７】本発明において、自溶合金溶射皮膜の上に
被覆するセラミック溶射皮膜は多孔質なものにすること
が望ましく、このような皮膜構成にすると、空気 (ガ
ス) の放出および酸化物の分離浮遊作用が円滑に行われ
ると共に、輻射熱による自溶合金溶射皮膜の効率の良い
加熱が行われる。
被覆するセラミック溶射皮膜は多孔質なものにすること
が望ましく、このような皮膜構成にすると、空気 (ガ
ス) の放出および酸化物の分離浮遊作用が円滑に行われ
ると共に、輻射熱による自溶合金溶射皮膜の効率の良い
加熱が行われる。
【００１８】このような作用を得るためには、セラミッ
ク溶射皮膜は３〜50μｍ程度の薄膜でよく、また気孔率
は10〜80％, 好ましくは20〜80％程度の多孔質皮膜とす
る。これらの限定の理由は、膜厚３μｍ以下にすること
は技術的に困難であり、また50μｍより厚くしても格別
本発明の効果を発揮することがないので、経済的な面か
らも得策でないからである。一方、気孔率については、
10％以下では気孔の作用が少なく、また80％以上では流
動状態に達した自溶合金皮膜の流下や脱落を防止するこ
とができなくなる。
ク溶射皮膜は３〜50μｍ程度の薄膜でよく、また気孔率
は10〜80％, 好ましくは20〜80％程度の多孔質皮膜とす
る。これらの限定の理由は、膜厚３μｍ以下にすること
は技術的に困難であり、また50μｍより厚くしても格別
本発明の効果を発揮することがないので、経済的な面か
らも得策でないからである。一方、気孔率については、
10％以下では気孔の作用が少なく、また80％以上では流
動状態に達した自溶合金皮膜の流下や脱落を防止するこ
とができなくなる。
【００１９】(1) 再溶融処理 自溶合金溶射皮膜の表面にセラミック溶射皮膜を被覆形
成した部材は、その後加熱して該自溶合金溶射皮膜の再
溶融処理を行う。この加熱のための方法としては、１〜
300hPaに減圧された不活性ガス雰囲気中で輻射熱を利用
する形式が有効である。この雰囲気内圧力を上記のよう
に限定した理由は、１hPa 以下の減圧にするのに長時間
を要するうえ、ガスの対流による加熱効果が期待できな
い。一方、300hPa以上の雰囲気では、溶融状態の皮膜か
らの空気ガス成分の放出効果が悪くなるからである。な
お、不活性ガス雰囲気中で輻射熱を利用して間接加熱す
る方式は、流動化状態に達した自溶合金溶射皮膜の表面
に酸化膜が生成しないため、該皮膜中に含まれる空気や
ガス類の外部への放出が容易となり、内部ならびに表面
欠陥が少なく、緻密で密着力のよい皮膜を形成すること
ができる。
成した部材は、その後加熱して該自溶合金溶射皮膜の再
溶融処理を行う。この加熱のための方法としては、１〜
300hPaに減圧された不活性ガス雰囲気中で輻射熱を利用
する形式が有効である。この雰囲気内圧力を上記のよう
に限定した理由は、１hPa 以下の減圧にするのに長時間
を要するうえ、ガスの対流による加熱効果が期待できな
い。一方、300hPa以上の雰囲気では、溶融状態の皮膜か
らの空気ガス成分の放出効果が悪くなるからである。な
お、不活性ガス雰囲気中で輻射熱を利用して間接加熱す
る方式は、流動化状態に達した自溶合金溶射皮膜の表面
に酸化膜が生成しないため、該皮膜中に含まれる空気や
ガス類の外部への放出が容易となり、内部ならびに表面
欠陥が少なく、緻密で密着力のよい皮膜を形成すること
ができる。
【００２０】なお、再溶融処理のための加熱に当たって
は、自溶合金溶射皮膜の表面に形成するセラミック溶射
皮膜は、溶射材料自身が有する基本的な色彩以外に、加
熱に伴って種々の色彩を現出する材料を利用して形成す
ることができる。このように、溶射するセラミックスを
選択使用することで、再溶融処理の加熱温度、加熱時
間、加熱速度などを制御することができる。例えば、白
色のAl2O3を施工しておくと、自溶合金皮膜の加熱をや
や過熱気味にしても溶射皮膜が流動落下することがな
く、また被処理体が大きく加熱エネルギーが相当必要と
する品物に対しては黒色系のCr2O3, TiO2, Al2O3−Ti
O2, などの皮膜を施工しておくことによって、加熱時間
を短縮することができる。
は、自溶合金溶射皮膜の表面に形成するセラミック溶射
皮膜は、溶射材料自身が有する基本的な色彩以外に、加
熱に伴って種々の色彩を現出する材料を利用して形成す
ることができる。このように、溶射するセラミックスを
選択使用することで、再溶融処理の加熱温度、加熱時
間、加熱速度などを制御することができる。例えば、白
色のAl2O3を施工しておくと、自溶合金皮膜の加熱をや
や過熱気味にしても溶射皮膜が流動落下することがな
く、また被処理体が大きく加熱エネルギーが相当必要と
する品物に対しては黒色系のCr2O3, TiO2, Al2O3−Ti
O2, などの皮膜を施工しておくことによって、加熱時間
を短縮することができる。
【００２１】なお、再溶融処理のための加熱手段として
は、高周波誘導加熱も有効である。この加熱方式は、産
業分野で広く採用されている方法を使用することができ
る。例えば、冷却水の流通可能な銅製コイルを被加熱物
の周囲に配設した後、コイルに高周波電流を通すことに
よって行う。なお、加熱に要する電流, 電圧, 周波数,
加熱時間などは、被加工物の大きさによって適宜選択す
る。
は、高周波誘導加熱も有効である。この加熱方式は、産
業分野で広く採用されている方法を使用することができ
る。例えば、冷却水の流通可能な銅製コイルを被加熱物
の周囲に配設した後、コイルに高周波電流を通すことに
よって行う。なお、加熱に要する電流, 電圧, 周波数,
加熱時間などは、被加工物の大きさによって適宜選択す
る。
【００２２】(2) 加熱・溶融後のセラミック溶射皮膜の
後処理 (除去) 上述のようにして再溶融処理を行った後、自溶合金溶射
皮膜の表面に施工したセラミック皮膜は種々の方法で除
去する。従って、このセラミック溶射皮膜は必ずしも良
好な密着性を必要とするものではなく、溶射法は特に限
定されない。例えば、高圧の空気を用いてアルミナ粉末
等を吹き付けることによって成膜できれば、この方法に
よっても本発明の方法を実施することも可能である。即
ち、自溶合金溶射皮膜を加熱, 再溶融した後、冷却し、
その合金皮膜の表面に付着しているセラミックス溶射皮
膜を、鉱滓や珪砂, Al2O3 などの粉末を吹き付けること
によって除去するのである。その後、必要に応じ機械加
工によって自溶合金溶射面が完全に露出するまで切削,
研磨、さらには鏡面研磨する。このような処理によって
得られた本発明にかかる自溶合金溶射皮膜は、内部に残
留する気孔が少ないうえ気孔径が小さく、また溶射時に
生成した酸化膜も表面に集合しているため、極めて平滑
な仕上げ面が得られる。
後処理 (除去) 上述のようにして再溶融処理を行った後、自溶合金溶射
皮膜の表面に施工したセラミック皮膜は種々の方法で除
去する。従って、このセラミック溶射皮膜は必ずしも良
好な密着性を必要とするものではなく、溶射法は特に限
定されない。例えば、高圧の空気を用いてアルミナ粉末
等を吹き付けることによって成膜できれば、この方法に
よっても本発明の方法を実施することも可能である。即
ち、自溶合金溶射皮膜を加熱, 再溶融した後、冷却し、
その合金皮膜の表面に付着しているセラミックス溶射皮
膜を、鉱滓や珪砂, Al2O3 などの粉末を吹き付けること
によって除去するのである。その後、必要に応じ機械加
工によって自溶合金溶射面が完全に露出するまで切削,
研磨、さらには鏡面研磨する。このような処理によって
得られた本発明にかかる自溶合金溶射皮膜は、内部に残
留する気孔が少ないうえ気孔径が小さく、また溶射時に
生成した酸化膜も表面に集合しているため、極めて平滑
な仕上げ面が得られる。
【００２３】なお、本発明の方法が適用できる自溶合金
は、JIS H8303 自溶合金溶射規定のNi基, Co基およびCo
基にWC粒子を分散させた合金類はもちろんのこと、Fe基
(例えば0.05C −4 Si−35Cr−3.4B−残Fe (wt％) 融点
1115℃) でも適用できる。
は、JIS H8303 自溶合金溶射規定のNi基, Co基およびCo
基にWC粒子を分散させた合金類はもちろんのこと、Fe基
(例えば0.05C −4 Si−35Cr−3.4B−残Fe (wt％) 融点
1115℃) でも適用できる。
【００２４】
【実施例】実施例１ この実施例では、自溶合金溶射皮膜を各種の方法によっ
て加熱し再溶融処理した後、その溶射皮膜の断面を光学
顕微鏡によって観察し、気泡の残留および被処理体との
接合状態を調査した。 (1) 供試自溶合金溶射材料 表１に示す自溶合金溶射材のＡ合金 (Ni基自溶合金) を
用いた。なお、表中に併記されているＢ合金はNi基合
金、Ｃ合金はCo基自溶合金、Ｄ合金はWC粒子を含むNi基
自溶合金, Ｅ合金はFe基自溶合金である。 (2) 被処理体 外径38mm, 肉厚3.2 mm, 長さ100 mmの鋼管を被処理体と
して用いた。 (3) 溶射方法 被処理体の外表面にフレーム溶射法によって見掛け上の
厚さ 0.8mmの自溶合金を形成した。 (4) 自溶合金溶射皮膜の加熱, 溶融方法 雰囲気制御電気炉による加熱 (N2分圧10hPa 下で加
熱) 高周波誘導加熱 (大気中) 酸素−アセチレン燃焼フレームによる加熱 上記３種類の方法で自溶合金溶射皮膜を加熱し、融点に
達した皮膜では目視観察によって濡れて光るようになる
現象が発生した時点で加熱を中止し、室温に冷却後、そ
の皮膜を切断検鏡した。
て加熱し再溶融処理した後、その溶射皮膜の断面を光学
顕微鏡によって観察し、気泡の残留および被処理体との
接合状態を調査した。 (1) 供試自溶合金溶射材料 表１に示す自溶合金溶射材のＡ合金 (Ni基自溶合金) を
用いた。なお、表中に併記されているＢ合金はNi基合
金、Ｃ合金はCo基自溶合金、Ｄ合金はWC粒子を含むNi基
自溶合金, Ｅ合金はFe基自溶合金である。 (2) 被処理体 外径38mm, 肉厚3.2 mm, 長さ100 mmの鋼管を被処理体と
して用いた。 (3) 溶射方法 被処理体の外表面にフレーム溶射法によって見掛け上の
厚さ 0.8mmの自溶合金を形成した。 (4) 自溶合金溶射皮膜の加熱, 溶融方法 雰囲気制御電気炉による加熱 (N2分圧10hPa 下で加
熱) 高周波誘導加熱 (大気中) 酸素−アセチレン燃焼フレームによる加熱 上記３種類の方法で自溶合金溶射皮膜を加熱し、融点に
達した皮膜では目視観察によって濡れて光るようになる
現象が発生した時点で加熱を中止し、室温に冷却後、そ
の皮膜を切断検鏡した。
【００２５】(5) 調査結果 調査結果を表２に示す。この結果から明らかなように、
高周波誘導加熱 (No.2) では、皮膜内に発生している気
孔の分布が比較的均等であるうえ、被処理体への冶金的
結合 (拡散) も均等であったが、気孔径がやや大きい傾
向が認められた。また、フレーム加熱した皮膜 (No.3)
では、気孔の分散、被処理体への拡散も不均等であるう
え、気孔径も大きいことが判明した。これに対し、加熱
雰囲気から空気を除去した後、N2ガスを10hPa の減圧状
態にした条件で加熱した本発明の皮膜 (No.1) は、負圧
であるため皮膜が溶融した際、ガスの発生および離脱が
容易であるため、皮膜内に残留する気孔が少ないうえ気
孔径も最も小さく、被処理体への拡散結合状態も均等で
あるなどの特徴が明らかとなった。
高周波誘導加熱 (No.2) では、皮膜内に発生している気
孔の分布が比較的均等であるうえ、被処理体への冶金的
結合 (拡散) も均等であったが、気孔径がやや大きい傾
向が認められた。また、フレーム加熱した皮膜 (No.3)
では、気孔の分散、被処理体への拡散も不均等であるう
え、気孔径も大きいことが判明した。これに対し、加熱
雰囲気から空気を除去した後、N2ガスを10hPa の減圧状
態にした条件で加熱した本発明の皮膜 (No.1) は、負圧
であるため皮膜が溶融した際、ガスの発生および離脱が
容易であるため、皮膜内に残留する気孔が少ないうえ気
孔径も最も小さく、被処理体への拡散結合状態も均等で
あるなどの特徴が明らかとなった。
【００２６】
【表１】
【００２７】
【表２】
【００２８】実施例２ この実施例では、自溶合金溶射皮膜を加熱, 再溶融させ
る雰囲気と、得られた溶射皮膜の内部に残留する気孔の
大きさとを調査した。 (1) 供試自溶合金溶射材料 表１に示したＢ合金とＣ合金を用いた。 (2) 被処理体 実施例１と同じものを用いた。 (3) 溶射法 実施例１と同じ溶射法を用い、被処理体の表面に0.7 mm
厚の皮膜を形成させた。 (4) 自溶合金溶射皮膜の加熱, 溶融方法と雰囲気条件 自溶合金溶射皮膜の加熱, 溶融方法として、雰囲気制御
可能な電気炉とし、先ず電気炉中の空気を真空ポンプに
よって除去した後 (1 ×10-3hPa)、Arガスを導入して
0.1, 1, 10, 100, 1000 hPaの分圧にそれぞれ調整した
後、加熱昇温した。加熱温度はＢ合金については最高10
50℃, Ｃ合金は1170℃である。
る雰囲気と、得られた溶射皮膜の内部に残留する気孔の
大きさとを調査した。 (1) 供試自溶合金溶射材料 表１に示したＢ合金とＣ合金を用いた。 (2) 被処理体 実施例１と同じものを用いた。 (3) 溶射法 実施例１と同じ溶射法を用い、被処理体の表面に0.7 mm
厚の皮膜を形成させた。 (4) 自溶合金溶射皮膜の加熱, 溶融方法と雰囲気条件 自溶合金溶射皮膜の加熱, 溶融方法として、雰囲気制御
可能な電気炉とし、先ず電気炉中の空気を真空ポンプに
よって除去した後 (1 ×10-3hPa)、Arガスを導入して
0.1, 1, 10, 100, 1000 hPaの分圧にそれぞれ調整した
後、加熱昇温した。加熱温度はＢ合金については最高10
50℃, Ｃ合金は1170℃である。
【００２９】(5) 調査結果 加熱, 溶融処理後の自溶合金溶射皮膜の断面を切断し、
光学顕微鏡によって皮膜内部に残留している気孔の分布
とその大きさ (外径) を調査した。図１は、気孔の外径
と加熱雰囲気としてのAr分圧との関係を示すものであ
る。この結果から明らかなように、皮膜内部に残留する
気孔径は、Ｃ合金よりＢ合金の方が小さく、またArガス
分圧も0.1 〜300hPaの範囲のものが気孔径が小さいこと
が判明した。即ち、Ｃ合金はCoを主要成分としているた
め融点が高く、また溶融状態に達しても粘度が高いた
め、ガス成分の離脱が遅いことがうかがえる。これに対
し、Ni基のＢ合金では、流動性がよくガス成分の放出が
早く、気孔が少なく、かつ小さい気孔のみが残留したも
のと考えられる。一方、Ar分圧が高くなると、皮膜内部
のガス分圧と外部の分圧の差が小さくなる結果、ガス成
分の放出が遅れたものと考えられる。ただ、この実施例
におけるAr分圧 0.1hPa の条件下では、雰囲気ガスの対
流による加熱作用がないため、自溶合金溶射皮膜の加熱
に長時間を要しており (例えば、0.1hPaで６時間、10hP
a で３時間) 、生産性の点から問題がある。このため本
発明における最適Ar分圧は１〜300hPaの範囲となること
が確かめられた。
光学顕微鏡によって皮膜内部に残留している気孔の分布
とその大きさ (外径) を調査した。図１は、気孔の外径
と加熱雰囲気としてのAr分圧との関係を示すものであ
る。この結果から明らかなように、皮膜内部に残留する
気孔径は、Ｃ合金よりＢ合金の方が小さく、またArガス
分圧も0.1 〜300hPaの範囲のものが気孔径が小さいこと
が判明した。即ち、Ｃ合金はCoを主要成分としているた
め融点が高く、また溶融状態に達しても粘度が高いた
め、ガス成分の離脱が遅いことがうかがえる。これに対
し、Ni基のＢ合金では、流動性がよくガス成分の放出が
早く、気孔が少なく、かつ小さい気孔のみが残留したも
のと考えられる。一方、Ar分圧が高くなると、皮膜内部
のガス分圧と外部の分圧の差が小さくなる結果、ガス成
分の放出が遅れたものと考えられる。ただ、この実施例
におけるAr分圧 0.1hPa の条件下では、雰囲気ガスの対
流による加熱作用がないため、自溶合金溶射皮膜の加熱
に長時間を要しており (例えば、0.1hPaで６時間、10hP
a で３時間) 、生産性の点から問題がある。このため本
発明における最適Ar分圧は１〜300hPaの範囲となること
が確かめられた。
【００３０】実施例３ この実施例では、実施例２で得られた最適Ar分圧条件で
自溶合金溶射皮膜を加熱・溶融させた際の加熱温度の影
響を調査した。 (1) 供試自溶合金溶射材料および被処理体 実施例２に同じ (2) 溶射法および形成皮膜厚さ 実施例２に同じ 但し、この実施例では、自溶合金溶射皮膜の上に、トッ
プコートとして気孔率18〜28％の多孔質なAl2O3 溶射皮
膜を30μｍ厚に施工した。 (3) 自溶合金溶射皮膜の加熱, 溶融方法および雰囲気条
件 実施例２と同じ雰囲気制御可能な電気炉を用い、空気を
真空ポンプを用いて除いた後、Arガスを導入して10hPa
に維持し、自溶合金皮膜の加熱温度を下記のように変化
させた。 Ｂ合金については 920〜1100℃ or (940〜1040℃) Ｃ合金については 1070〜1200℃ or (1090 〜1160℃)
自溶合金溶射皮膜を加熱・溶融させた際の加熱温度の影
響を調査した。 (1) 供試自溶合金溶射材料および被処理体 実施例２に同じ (2) 溶射法および形成皮膜厚さ 実施例２に同じ 但し、この実施例では、自溶合金溶射皮膜の上に、トッ
プコートとして気孔率18〜28％の多孔質なAl2O3 溶射皮
膜を30μｍ厚に施工した。 (3) 自溶合金溶射皮膜の加熱, 溶融方法および雰囲気条
件 実施例２と同じ雰囲気制御可能な電気炉を用い、空気を
真空ポンプを用いて除いた後、Arガスを導入して10hPa
に維持し、自溶合金皮膜の加熱温度を下記のように変化
させた。 Ｂ合金については 920〜1100℃ or (940〜1040℃) Ｃ合金については 1070〜1200℃ or (1090 〜1160℃)
【００３１】(4) 調査結果 調査結果を表３に示す。この結果から明らかなように、
比較例として示したNo.3, No.4は、Ｂ合金, Ｃ合金とも
低温では溶融せず自溶合金としての特性を示さないが、
前者の合金は1030℃、後者の合金は1150℃前後で溶融
し、緻密で気孔の小さい皮膜を形成した。しかし、両皮
膜ともさらに温度を上昇 (1055℃, 1170℃) させると流
動状態となって、自重によって下部へ流動し、皮膜膜厚
が不均等となった。これに対し、トップコートとしてAl
2O3 を形成している皮膜は、同一の温度においても下部
へ流動することがなく初期の膜厚を維持していた。ま
た、皮膜が流動状態近くに加熱されると皮膜の粘度が低
下し、ガス類の外部放出や自溶合金中に含まれているS
i, Ｂ元素による酸化物の還元作用が活発なうえ、比重
の軽い酸化物などが皮膜表面へ浮上しやすくなるので、
皮膜内部の気孔は一層少なく、均質な皮膜が得られるこ
とが確認された。さらに、自溶合金皮膜が流動点に加熱
されながらその上にセラミックスのトップコートを形成
しておくと、自溶合金の流出が抑制されているため、ト
ップコートのない自溶合金皮膜に比較してより高い温度
の加熱が可能となり、そのために皮膜中に残存する気孔
の大きさがより小さくなるとともに、温度管理範囲が大
きくなり、生産性の向上が期待できる。
比較例として示したNo.3, No.4は、Ｂ合金, Ｃ合金とも
低温では溶融せず自溶合金としての特性を示さないが、
前者の合金は1030℃、後者の合金は1150℃前後で溶融
し、緻密で気孔の小さい皮膜を形成した。しかし、両皮
膜ともさらに温度を上昇 (1055℃, 1170℃) させると流
動状態となって、自重によって下部へ流動し、皮膜膜厚
が不均等となった。これに対し、トップコートとしてAl
2O3 を形成している皮膜は、同一の温度においても下部
へ流動することがなく初期の膜厚を維持していた。ま
た、皮膜が流動状態近くに加熱されると皮膜の粘度が低
下し、ガス類の外部放出や自溶合金中に含まれているS
i, Ｂ元素による酸化物の還元作用が活発なうえ、比重
の軽い酸化物などが皮膜表面へ浮上しやすくなるので、
皮膜内部の気孔は一層少なく、均質な皮膜が得られるこ
とが確認された。さらに、自溶合金皮膜が流動点に加熱
されながらその上にセラミックスのトップコートを形成
しておくと、自溶合金の流出が抑制されているため、ト
ップコートのない自溶合金皮膜に比較してより高い温度
の加熱が可能となり、そのために皮膜中に残存する気孔
の大きさがより小さくなるとともに、温度管理範囲が大
きくなり、生産性の向上が期待できる。
【００３２】
【表３】
【００３３】実施例４ この実施例では、自溶合金溶射皮膜の上にトップコート
として多孔質セラミックス溶射層を形成させた皮膜を、
高周波誘導加熱方式によって処理した場合の皮膜内部に
残存する気孔径の変化を調査した。 (1) 供試自溶合金溶射皮膜 表１のＤ合金およびＥ合金を用いた。 (2) 被処理体 JIS G3462 規定のボイラ用鋼STBA24 (外径38mm, 内厚3.
2 mm, 長さ500 mm) を被処理体とした。 (3) 溶射法および皮膜厚さ プラズマ溶射法によって前記Ｄ合金とＥ合金をそれぞれ
1.0 mm厚に形成し、さらに本発明の皮膜に対しては気孔
率12〜30％のAl2O3 を25μｍ厚にトップコートを積層さ
せた。 (4) 自溶合金溶射皮膜の加熱・溶融方法 自溶合金溶射皮膜としては、高周波誘導加熱方式 (周波
数 2KHz)を用い、被処理体の外部に配設した高周波リン
グを徐々に移動しながら溶射皮膜を加熱・溶融させた。
として多孔質セラミックス溶射層を形成させた皮膜を、
高周波誘導加熱方式によって処理した場合の皮膜内部に
残存する気孔径の変化を調査した。 (1) 供試自溶合金溶射皮膜 表１のＤ合金およびＥ合金を用いた。 (2) 被処理体 JIS G3462 規定のボイラ用鋼STBA24 (外径38mm, 内厚3.
2 mm, 長さ500 mm) を被処理体とした。 (3) 溶射法および皮膜厚さ プラズマ溶射法によって前記Ｄ合金とＥ合金をそれぞれ
1.0 mm厚に形成し、さらに本発明の皮膜に対しては気孔
率12〜30％のAl2O3 を25μｍ厚にトップコートを積層さ
せた。 (4) 自溶合金溶射皮膜の加熱・溶融方法 自溶合金溶射皮膜としては、高周波誘導加熱方式 (周波
数 2KHz)を用い、被処理体の外部に配設した高周波リン
グを徐々に移動しながら溶射皮膜を加熱・溶融させた。
【００３４】(5) 結果 高周波誘導加熱後の自溶合金皮膜を切断し、その断面を
光学顕微鏡により調査した結果を表４に要約した。この
結果、比較例 (No.3,4) の皮膜でもさきに表２に示した
燃焼フレームによる加熱に比較すると比較的緻密で気孔
は小さいが、セラミックスのトップコートを有する本発
明の皮膜は、比較例の皮膜より約10〜20℃高温に維持し
ても、皮膜が流下したり脱落することがないため、一段
と緻密で皮膜内部に残留する気孔も非常に小さいことが
確認された。さらに、加熱・溶融後の自溶合金の表面を
研削・研磨したところ、本発明の皮膜はRa 0.1μｍ程度
の平滑な仕上げ面が得られたのに対し、比較例の皮膜で
は研磨面に露出した気孔の存在によって１〜２μｍ程度
のピット状の凹部が検出された。なお、トップコートを
形成した自溶合金溶射皮膜をArガス雰囲気中で高周波誘
導加熱すると、自溶合金皮膜の表面に生成する酸化膜が
薄く、表面仕上げが極めて容易にできるうえ、仕上げ面
も平滑であった。
光学顕微鏡により調査した結果を表４に要約した。この
結果、比較例 (No.3,4) の皮膜でもさきに表２に示した
燃焼フレームによる加熱に比較すると比較的緻密で気孔
は小さいが、セラミックスのトップコートを有する本発
明の皮膜は、比較例の皮膜より約10〜20℃高温に維持し
ても、皮膜が流下したり脱落することがないため、一段
と緻密で皮膜内部に残留する気孔も非常に小さいことが
確認された。さらに、加熱・溶融後の自溶合金の表面を
研削・研磨したところ、本発明の皮膜はRa 0.1μｍ程度
の平滑な仕上げ面が得られたのに対し、比較例の皮膜で
は研磨面に露出した気孔の存在によって１〜２μｍ程度
のピット状の凹部が検出された。なお、トップコートを
形成した自溶合金溶射皮膜をArガス雰囲気中で高周波誘
導加熱すると、自溶合金皮膜の表面に生成する酸化膜が
薄く、表面仕上げが極めて容易にできるうえ、仕上げ面
も平滑であった。
【００３５】
【表４】
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
自溶合金溶射皮膜の再溶融処理に先立って多孔質なセラ
ミック溶射皮膜を仮に被覆しておくため、該自溶合金溶
射皮膜の流動落下現象を阻止することが可能である。こ
のため、通常の自溶合金溶射皮膜に比較すると、より高
温に加熱できるため、該溶射皮膜の粘度が低下してガス
類の放出が促進される。さらには酸化物の浮上も容易と
なるため、セラミック溶射皮膜を除去したあとの自溶合
金溶射皮膜の表面性状が良好である。その結果、精密な
仕上げを必要とする自溶合金溶射皮膜被覆部材の不良率
を著しく低減できる。しかも、本発明方法によれば、溶
射皮膜の再溶融処理の操作が容易である。
自溶合金溶射皮膜の再溶融処理に先立って多孔質なセラ
ミック溶射皮膜を仮に被覆しておくため、該自溶合金溶
射皮膜の流動落下現象を阻止することが可能である。こ
のため、通常の自溶合金溶射皮膜に比較すると、より高
温に加熱できるため、該溶射皮膜の粘度が低下してガス
類の放出が促進される。さらには酸化物の浮上も容易と
なるため、セラミック溶射皮膜を除去したあとの自溶合
金溶射皮膜の表面性状が良好である。その結果、精密な
仕上げを必要とする自溶合金溶射皮膜被覆部材の不良率
を著しく低減できる。しかも、本発明方法によれば、溶
射皮膜の再溶融処理の操作が容易である。
【図１】自溶合金溶射皮膜の加熱・溶融処理雰囲気中の
Arガス分圧と溶融後の自溶合金皮膜の内部に残存する気
孔径の関係を示したものである。
Arガス分圧と溶融後の自溶合金皮膜の内部に残存する気
孔径の関係を示したものである。
Claims (5)
- 【請求項１】 鋼鉄製基材の表面に、自溶合金を溶射被
覆したのちその表面にセラミックスを溶射被覆し、次い
でこれらの溶射被覆部材を減圧下の不活性ガス雰囲気中
で加熱することにより前記自溶合金溶射皮膜を再溶融さ
せ、しかるのち該部材の最外層に形成した前記セラミッ
クスの溶射皮膜を除去して自溶合金溶射皮膜を再度露出
させることを特徴とする自溶合金溶射被覆部材の製造方
法。 - 【請求項２】 鋼鉄製基材の表面に、自溶合金を溶射被
覆したのちその表面にセラミックスを溶射被覆し、これ
らの溶射皮膜を大気中もしくは不活性ガス中で高周波誘
導加熱することにより、前記自溶合金溶射皮膜を再溶融
させ、しかるのち該部材の最外層に形成した前記セラミ
ックスの溶射皮膜を除去して自溶合金溶射皮膜を再度露
出させることを特徴とする自溶合金溶射被覆部材の製造
方法。 - 【請求項３】 自溶合金溶射皮膜の上に溶射被覆するセ
ラミックスとして、比重が8.0 以下の酸化物, 窒化物,
炭化物, 硼化物のうちから選ばれたいずれか１種または
２種以上を用いることを特徴とする請求項１または２に
記載の製造方法。 - 【請求項４】 セラミック溶射皮膜は、気孔率が10〜80
％, 膜厚 3〜50μｍに形成することを特徴とする請求項
１, ２または３に記載の製造方法。 - 【請求項５】 溶射皮膜の再溶融処理に当たっては、昇
温速度や加熱温度を、セラミック溶射皮膜の色に応じて
調節することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項
に記載の製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01704798A JP3204637B2 (ja) | 1998-01-29 | 1998-01-29 | 自溶合金溶射被覆部材の製造方法 |
| DE69916373T DE69916373T2 (de) | 1998-01-29 | 1999-01-11 | Verfahren zur herstellung eines sprühbeschichtungselementes mit automatischem schmelzen |
| PCT/JP1999/000050 WO1999039020A1 (fr) | 1998-01-29 | 1999-01-11 | Procede servant a fabriquer un element de revetement par pulverisation d'alliage a fusion automatique |
| EP99900159A EP0971046B1 (en) | 1998-01-29 | 1999-01-11 | Method of production of self-fusing alloy spray coating member |
| US09/381,956 US6326063B1 (en) | 1998-01-29 | 1999-01-11 | Method of production of self-fusing alloy spray coating member |
Applications Claiming Priority (1)
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