JP7281747B2 - 溶射加工品の製造方法 - Google Patents
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Description
本実施形態に係る封孔処理剤は、レゾール型フェノール樹脂と、低級アルコール及びケトン類とからなる群から選択される少なくとも一種の溶剤と、を含有する。このため、本実施形態の封孔処理剤によれば、基材表面に溶射材料を溶射することで作製した溶射皮膜における開口気孔に、良好充填でき、これにより開口気孔を封孔することができる。そして、封孔処理された溶射皮膜、及びこの溶射皮膜を備える溶射加工品は、高い強度を有し、かつ高い耐腐食性を有しうる。
2.1.封孔処理剤
本実施形態の封孔処理剤は、樹脂成分を含んでいる。具体的には、封孔処理剤は、上述のとおり、レゾール型フェノール樹脂と、低級アルコール及びケトン類とからなる群から選択される少なくとも一種の溶剤とを含有する。したがって、封孔処理剤は、樹脂成分としてレゾール型フェノール樹脂を含有している。
本実施形態に係る溶射加工品5は、基材1と、基材1上に形成された溶射皮膜2と、を備える。溶射皮膜2は、上記で説明した封孔処理剤3で封孔処理されている。このため、溶射加工品5は、高い強度と高い耐腐食性を有する。
1.1.レゾール型フェノール樹脂の合成
ホルムアルデヒド3.0モル(過剰量)と、フェノール1.0モルと、塩基触媒0.02モルとを混合し、室温で撹拌しながら、温度を100℃になるまで加熱時間2時間の条件で加熱した。これにより、レゾール型フェノール樹脂を合成した。
・ホルムアルデヒド:ホルマリン 三菱ケミカル株式会社製ホルマリン
・フェノール:フェノール 三菱ケミカル株式会社製フェノール
・塩基触媒:アンモニア 三菱ケミカル株式会社製アンモニア水
上記1.1で作製したレゾール型フェノール樹脂と、メタノールとを、レゾール型フェノール樹脂:メタノールの質量比が1:2になるように混合した。これにより、封孔処理剤を得た。
表1及び2に記載の、厚さ6mm、幅50mm、長さ50mmの被溶射材(基材)を脱脂洗浄することにより、被溶射材の素地に付着している油脂性の汚れを除去し、続いてブラスト処理を施し、素地面を更に洗浄した。
(被溶射材)
・炭素鋼板:王子製鉄株式会社製([組成]C:0.11質量%、Si:0.21質量%、Mn:0.58質量%、P:0.016質量%、硫黄:0.023質量%、残部Fe)。
・SUS316L鋼板:[組成]C:0.008質量%、Si:0.22質量%、Mn:1.66質量%、P:0.34質量%、S:0.0012質量%、Ni:12.32質量%、Cr:16.76質量%、Mo:2.01質量%、残部Fe。ビッカース硬さ183HV(荷重条件0.3kg)
(溶射皮膜)
・溶射材料-1:フジミインコーポレーテッド株式会社製 品名 SURPREX W2007J ([組成]:C:7.3質量%、Cr:16.5質量%、Ni:7.1質量%、Fe:0.11質量%、残部W。粒度-45+15μm)。
・溶射材料-2:フジミインコーポレーテッド株式会社製 品名 DTS-B49-45/15([組成]:Co:25.9質量%、Cr:21.9質量%、W:1.7質量%、B:7.7質量%、Fe:0.18質量%、残部Mo。粒度-45+15μm)。
・溶射材料-3:KENNAMETAL INC製 品名 ステライト([組成]:C:1.2質量%、Cr:27.9質量%、Fe:1.5質量%、Mn:0.3質量%、Mo:0.2質量%、Ni:2.2質量%、Si:1.2質量%、W:4.9質量%、残部Co。)。
(封孔処理剤)
・樹脂1:上記1.で合成したレゾール型フェノール樹脂
(溶剤)
・溶剤:メタノール
2.1.実施例1-1~1-6及び比較例1-1~1-5について
各実施例及び比較例について、次の評価試験を実施した。その結果を表1及び2に示す。
1.3.で作製した溶射皮膜材の側面を切断し、その切断面を光学顕微鏡により観察した。溶射材料1から作製された溶射皮膜を備える溶射皮膜材には、全体にわたって直径が5~12μm以下の微細な孔が多数存在することが確認された。溶射材料2及び溶射材料3から作製された2つの溶射皮膜を備える溶射皮膜材には、全体にわたって直径が2~4μm以下の微細な孔が多数存在することがわかった。
上記1.3.で作製した溶射加工品(2)において、JIS Z2244:2009に準拠してビッカース硬さを測定した。荷重条件は、0.3kgである。その結果を、表1及び2に示した。
実施例1-1~1-6及び比較例1-1~1-5の各々の溶射加工品(2)に対し、CASS試験(CASS test:copper-acceleratedacetic acid salt spray test)を行ない、酢酸酸性の塩化ナトリウム水溶液に塩化銅(II)二水和物を添加した溶液を噴霧した雰囲気下における、溶射加工品の耐腐食性を評価した。
A:噴霧時間が700時間を超えても、錆を発生しなかった。
B:噴霧時間が500時間を超えても錆は発生しなかったが、700時間経過する前に、赤錆等が発生した。
C:噴霧時間が300時間を超えても錆は発生しなかったが、500時間経過する前に、赤錆等が発生した。
D:噴霧時間が100時間を超えても錆は発生しなかったが、300時間経過する前に、赤錆等が発生した。
E:噴霧時間が100時間経過する前に、赤錆等が発生した。
実施例2-1及び比較例2-1で作製した溶射加工品(1)又は溶射加工品(2)については、次の方法で試験を行ない、上記2.1.とは異なる方法で腐食性試験を行ない、評価した。なお、溶射加工品(1)又は溶射加工品(2)の製造方法は、上記で説明した1.1~1.3と同様である。比較例2-1では、炭化処理を行っていない。また、実施例2-1は、炭化処理を施した溶射加工品(2)について評価し、比較例2-1は炭化処理を施していない溶射加工品(1)について評価した。
650℃の溶融アルミニウム-亜鉛含有メッキ浴(Al:55質量%、Zn:44質量%、Si:1質量%)を用意し、試験片である溶射加工品を上記のメッキ浴に浸漬し、溶射加工品の腐食性(耐腐食性)を確認した。なお、表3には、溶射加工品の表面に何らかの皮膜が固着した時間(又は固着を生じなかった時間)を示した。
以上から明らかなように、本開示の第1の態様の封孔処理剤は、レゾール型フェノール樹脂と、低級アルコール及びケトン類とからなる群から選択される少なくとも一種の溶剤と、を含有する。
2 溶射皮膜
3 封孔処理剤
4 開口気孔
5 溶射加工品
20 溶射材料
Claims (7)
- 基材と、前記基材上に形成された溶射皮膜と、を備える溶射加工品の製造方法であり、
前記基材に溶射材料を吹き付けて前記溶射皮膜を形成する溶射工程と、
前記溶射皮膜に封孔処理剤で封孔処理を施す封孔処理工程と、を含み、
前記封孔処理剤は、レゾール型フェノール樹脂と、低級アルコール及びケトン類からなる群から選択される少なくとも一種の溶剤と、を含有し、
前記低級アルコールは、メタノール、エタノール、1-プロパノール、イソプロピルアルコール(2-プロパノール)、及びブタノールからなる群から選択される少なくとも一種のアルコール系溶剤であり、
前記レゾール型フェノール樹脂と前記溶剤との質量比(レゾール型フェノール樹脂/溶剤)が、1/3以上3/1以下の範囲内であり、
前記封孔処理工程は、前記溶射皮膜の開口気孔内で前記封孔処理剤を硬化させて硬化物とする硬化処理と、前記硬化物の少なくとも一部を炭化させて炭化物とする炭化処理と、を含み、
前記炭化処理は、空気存在下で行われる、
溶射加工品の製造方法。 - 前記炭化処理における加熱温度は、600℃以上である、
請求項1に記載の溶射加工品の製造方法。 - 前記溶射材料が、炭化タングステンサーメットを含む、
請求項1又は2に記載の溶射加工品の製造方法。 - 前記溶射皮膜が、炭化タングステン、クロム、ニッケル、モリブデン、及びコバルトからなる群より選ばれた少なくとも1種を含む、
請求項1から3のいずれか一項に記載の溶射加工品の製造方法。 - 前記溶射皮膜の膜厚が、50μm以上500μm以下の範囲内である、
請求項1から4のいずれか1項に記載の溶射加工品の製造方法。 - 前記レゾール型フェノール樹脂が、フェノールとホルムアルデヒドとをモル比(フェノール/アルデヒド)が1/3以上1/1以下の範囲内となるように反応させた生成物である、
請求項1から5のいずれか1項に記載の溶射加工品の製造方法。 - 前記溶射皮膜の開口気孔内に前記封孔処理剤の炭化物が含まれている、
請求項1から6のいずれか1項に記載の溶射加工品の製造方法。
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