JPH0761614B2 - ジルコニア質投射材 - Google Patents
ジルコニア質投射材Info
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- JPH0761614B2 JPH0761614B2 JP5144777A JP14477793A JPH0761614B2 JP H0761614 B2 JPH0761614 B2 JP H0761614B2 JP 5144777 A JP5144777 A JP 5144777A JP 14477793 A JP14477793 A JP 14477793A JP H0761614 B2 JPH0761614 B2 JP H0761614B2
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- JP
- Japan
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- zirconia
- shot
- average
- sintered body
- shot material
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ショットピーニング、
ショットブラストなどに用いられる人工投射材に関する
ものである。
ショットブラストなどに用いられる人工投射材に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】鋼材の応力腐食割れ防止、各種金属や合
金の鏡面の耐摩耗性付与、バフ研磨の代替として被処理
材表面の装飾効果付与などのためのショットピーニン
グ；被処理材表面に発生した錆、古くなった塗膜、ライ
ニング皮膜、溶射皮膜、メッキ皮膜などの除去、あるい
は、溶接後ののろ、樹脂製品などの成形後のバリ取りな
どの仕上げや各種コーティング前など金属素地表面への
不規則な凹凸の付与のためのショットブラストなどに用
いられる人工投射材としては、溶融アルミナ、酸化けい
素、スチールグリット、鋳鉄グリットなどの不規則なと
がった粒子やスチールショット、ガラスビーズ、アルミ
ナボールなどの球状粒子が知られている。
金の鏡面の耐摩耗性付与、バフ研磨の代替として被処理
材表面の装飾効果付与などのためのショットピーニン
グ；被処理材表面に発生した錆、古くなった塗膜、ライ
ニング皮膜、溶射皮膜、メッキ皮膜などの除去、あるい
は、溶接後ののろ、樹脂製品などの成形後のバリ取りな
どの仕上げや各種コーティング前など金属素地表面への
不規則な凹凸の付与のためのショットブラストなどに用
いられる人工投射材としては、溶融アルミナ、酸化けい
素、スチールグリット、鋳鉄グリットなどの不規則なと
がった粒子やスチールショット、ガラスビーズ、アルミ
ナボールなどの球状粒子が知られている。
【０００３】近年、各種合金の鏡面の耐摩耗性付与やバ
フ研磨の代替として鏡面の装飾効果付与などのために、
ガラス、ジルコン、アルミナなど金属以外の粒径の小さ
い投射材を用いたショットピーニングなどが行われてい
る。
フ研磨の代替として鏡面の装飾効果付与などのために、
ガラス、ジルコン、アルミナなど金属以外の粒径の小さ
い投射材を用いたショットピーニングなどが行われてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ショットピーニングや
ショットブラストに用いられる粒径の小さい投射材の特
徴としては、粒径の大きい投射材同様に比重が大きく、
機械的強度が大きく、投射による衝撃で破砕し難いもの
がよいとされている。
ショットブラストに用いられる粒径の小さい投射材の特
徴としては、粒径の大きい投射材同様に比重が大きく、
機械的強度が大きく、投射による衝撃で破砕し難いもの
がよいとされている。
【０００５】近年、被処理材の形状の複雑化や表面の平
滑さ、寸法精度、反射率、光沢などの表面特性に係わる
要求の高度化に対応するために、３ｍｍ以下の投射材、
特に要求精度の高い場合は０．３ｍｍ以下の投射材が要
求されるようになってきた。溶融アルミナや酸化けい素
は、金属製投射材にくらべて切削性に優れているので錆
やバリの除去などのショットブラストに用いられるが、
特に酸化けい素は針状結晶なので折れやすく、再使用が
難しい。ステンレス鋼やアルミニウム合金などの被処理
材の表面をスチールグリットや鋳鉄グリットで処理する
と投射材が表面に食い込んだり突き刺さる象眼現象を起
こし、この部分から錆が発生したり、投射材自体に錆が
発生する。ガラスビーズは、被処理材の表面に薄く光沢
のある梨地面をつくり、打撃作用は優れているが、ビー
ズ径が小さくなるほど静電気を帯び易くなり、装置内に
ビーズが付着し、また、機械的強度が弱いので１回の投
射で投射材自体が砕けてしまい再使用できない。
滑さ、寸法精度、反射率、光沢などの表面特性に係わる
要求の高度化に対応するために、３ｍｍ以下の投射材、
特に要求精度の高い場合は０．３ｍｍ以下の投射材が要
求されるようになってきた。溶融アルミナや酸化けい素
は、金属製投射材にくらべて切削性に優れているので錆
やバリの除去などのショットブラストに用いられるが、
特に酸化けい素は針状結晶なので折れやすく、再使用が
難しい。ステンレス鋼やアルミニウム合金などの被処理
材の表面をスチールグリットや鋳鉄グリットで処理する
と投射材が表面に食い込んだり突き刺さる象眼現象を起
こし、この部分から錆が発生したり、投射材自体に錆が
発生する。ガラスビーズは、被処理材の表面に薄く光沢
のある梨地面をつくり、打撃作用は優れているが、ビー
ズ径が小さくなるほど静電気を帯び易くなり、装置内に
ビーズが付着し、また、機械的強度が弱いので１回の投
射で投射材自体が砕けてしまい再使用できない。
【０００６】ジルコンやアルミナ投射材は、ガラスビー
ズと比較して打撃作用は優れているが、靭性が低いため
何回も繰り返して使えるほど機械的強度が優れておら
ず、比重が小さいため、投射材径が小さくなると静電気
により、装置内に投射材が付着しまったり、投射により
摩耗した投射粉や破砕したクズにより、被処理材に対し
て一定の条件で投射することができなくなる。
ズと比較して打撃作用は優れているが、靭性が低いため
何回も繰り返して使えるほど機械的強度が優れておら
ず、比重が小さいため、投射材径が小さくなると静電気
により、装置内に投射材が付着しまったり、投射により
摩耗した投射粉や破砕したクズにより、被処理材に対し
て一定の条件で投射することができなくなる。
【０００７】本発明は、これらの問題の解決された、湿
式で用いても投射材自体に錆が発生することなく、ガラ
スビーズより投射後の被処理材の表面が滑らかであり、
ジルコンやアルミナ投射材より比重が大きく、静電気に
より投射装置内に付着し難く、打撃作用や研磨や研掃な
どの除去作用に優れており、しかも被処理材に象眼現象
を起こさせず、十分な機械的強度があって砕けることが
なく、被処理材に錆が発生しないため被処理材の酸洗浄
などの後工程も不必要であり、耐摩耗性が高く、繰り返
して使用しても被処理材に対して一定の投射条件と処理
を維持することができる投射材の提供を目的とするもの
である。
式で用いても投射材自体に錆が発生することなく、ガラ
スビーズより投射後の被処理材の表面が滑らかであり、
ジルコンやアルミナ投射材より比重が大きく、静電気に
より投射装置内に付着し難く、打撃作用や研磨や研掃な
どの除去作用に優れており、しかも被処理材に象眼現象
を起こさせず、十分な機械的強度があって砕けることが
なく、被処理材に錆が発生しないため被処理材の酸洗浄
などの後工程も不必要であり、耐摩耗性が高く、繰り返
して使用しても被処理材に対して一定の投射条件と処理
を維持することができる投射材の提供を目的とするもの
である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、実質上全量が
目開き２．３６ｍｍの篩下であり、平均対理論密度が９
５％以上であり、平均結晶粒径が１．０μｍ以下であ
り、かつ、平均ビッカース硬さが１０００ｋｇｆ／ｍｍ
2以上である部分安定化ジルコニア質焼結体からなるジ
ルコニア質投射材、を要旨とするものである。
目開き２．３６ｍｍの篩下であり、平均対理論密度が９
５％以上であり、平均結晶粒径が１．０μｍ以下であ
り、かつ、平均ビッカース硬さが１０００ｋｇｆ／ｍｍ
2以上である部分安定化ジルコニア質焼結体からなるジ
ルコニア質投射材、を要旨とするものである。
【０００９】本明細書において、焼結体に係わる「平均
結晶粒径」とは、試料を熱エッチングし、走査型電子顕
微鏡により観察される個々の結晶粒子の大きさを画像解
析して読み取られる面積と同じ面積の円の直径をいう。
結晶粒径」とは、試料を熱エッチングし、走査型電子顕
微鏡により観察される個々の結晶粒子の大きさを画像解
析して読み取られる面積と同じ面積の円の直径をいう。
【００１０】「ビッカース硬さ」とは、ＪＩＳ Ｒ １
６１０に規定されたファインセラミックスのビッカース
硬さ試験方法によって測定されたもの、すなわち、ビッ
カース硬度計またはマイクロビッカース硬度計を使用し
て、対面角が１３６度のダイヤモンド四角錘圧子を用
い、破壊されない程度の試験荷重で試料の鏡面研磨され
た平面にくぼみをつけ、くぼみの対角線長さから求めた
くぼみの表面積と試験荷重とから次式で算出される値を
いう。試験荷重は試料の大きさに応じて５０ｇｆ〜１０
ｋｇｆの範囲から選択し、負荷時間は１０秒とする。
６１０に規定されたファインセラミックスのビッカース
硬さ試験方法によって測定されたもの、すなわち、ビッ
カース硬度計またはマイクロビッカース硬度計を使用し
て、対面角が１３６度のダイヤモンド四角錘圧子を用
い、破壊されない程度の試験荷重で試料の鏡面研磨され
た平面にくぼみをつけ、くぼみの対角線長さから求めた
くぼみの表面積と試験荷重とから次式で算出される値を
いう。試験荷重は試料の大きさに応じて５０ｇｆ〜１０
ｋｇｆの範囲から選択し、負荷時間は１０秒とする。
【００１１】ビッカース硬さ（ｋｇｆ／ｍｍ2）＝１．
８５４４Ｐ／Ｓ Ｐ：試験荷重（ｋｇｆ） Ｓ：くぼみの表面積（ｍｍ2） 球状の投射材の「圧壊強度」とは、次の方法によって求
まるものをいう。
８５４４Ｐ／Ｓ Ｐ：試験荷重（ｋｇｆ） Ｓ：くぼみの表面積（ｍｍ2） 球状の投射材の「圧壊強度」とは、次の方法によって求
まるものをいう。
【００１２】球状投射材の粒径（下記のｄ）が０．２ｍ
ｍより大きいものは、ＪＩＳ Ｒ１６０８に規定された
ファインセラミックスの圧縮強さ試験方法に基いて、Ｊ
ＩＳ Ｂ ７７３３に規定された強度評価試験機のロッ
クウェル硬さＨＲＣ６０±３に熱処理された厚さ１０ｍ
ｍ以上の鋼の間にセットし、クロスヘッドスピード０．
５ｍｍ／ｍｉｎで荷重を加え、試料が破壊されたときの
荷重を測定する。球状投射材の粒径（下記のｄ）が０．
２ｍｍ以下のものは、微小圧縮変位測定方式を採用した
強度評価試験機の圧縮試験モードを用いて、上部加圧圧
子と下部加圧板との間に固定された試料に電磁力により
一定の増加割合で負荷を与えて試料が破壊する荷重を測
定し、ただし、５００ｇｆまで負荷を与えても試料が破
壊しない場合は試料が１０％変形したときの荷重を測定
する。そして、次式（平松、岡、木山；日本鉱業会誌、
８１．１０．２４（１９６５））を用いて圧壊強度を算
出する。
ｍより大きいものは、ＪＩＳ Ｒ１６０８に規定された
ファインセラミックスの圧縮強さ試験方法に基いて、Ｊ
ＩＳ Ｂ ７７３３に規定された強度評価試験機のロッ
クウェル硬さＨＲＣ６０±３に熱処理された厚さ１０ｍ
ｍ以上の鋼の間にセットし、クロスヘッドスピード０．
５ｍｍ／ｍｉｎで荷重を加え、試料が破壊されたときの
荷重を測定する。球状投射材の粒径（下記のｄ）が０．
２ｍｍ以下のものは、微小圧縮変位測定方式を採用した
強度評価試験機の圧縮試験モードを用いて、上部加圧圧
子と下部加圧板との間に固定された試料に電磁力により
一定の増加割合で負荷を与えて試料が破壊する荷重を測
定し、ただし、５００ｇｆまで負荷を与えても試料が破
壊しない場合は試料が１０％変形したときの荷重を測定
する。そして、次式（平松、岡、木山；日本鉱業会誌、
８１．１０．２４（１９６５））を用いて圧壊強度を算
出する。
【００１３】 圧壊強度（ｋｇｆ／ｍｍ2）＝２．８Ｐ／πｄ2 Ｐ：上記の荷重の測定値（ｋｇｆ） ｄ：試料を水平の面に置いた状態における上から見た投
影断面の最大寸法と最小寸法との平均（ｍｍ） 球状の投射材の「直径」とは、下記衝撃強度の測定の
際、ジルコニア板に置かれた試料の高さ、すなわち、該
ジルコニア板の面と平行状態を保って該試料の上から平
面を下ろし、該平面が該試料と接触したときの該ジルコ
ニア板と該平面との距離をいう。
影断面の最大寸法と最小寸法との平均（ｍｍ） 球状の投射材の「直径」とは、下記衝撃強度の測定の
際、ジルコニア板に置かれた試料の高さ、すなわち、該
ジルコニア板の面と平行状態を保って該試料の上から平
面を下ろし、該平面が該試料と接触したときの該ジルコ
ニア板と該平面との距離をいう。
【００１４】「衝撃強度」とは、以下のようにして求め
られるものをいう。すなわち、弾性率２．１×１０4ｋ
ｇｆ／ｍｍ2のジルコニア板の上に球状の投射材を置
き、それに１２０ｇの分銅を落下させ、その落下高さを
上げていき投射材が破壊される高さを測定し、次式によ
り衝撃強度を求める。
られるものをいう。すなわち、弾性率２．１×１０4ｋ
ｇｆ／ｍｍ2のジルコニア板の上に球状の投射材を置
き、それに１２０ｇの分銅を落下させ、その落下高さを
上げていき投射材が破壊される高さを測定し、次式によ
り衝撃強度を求める。
【００１５】衝撃強度（ｋｇｆ／ｍｍ2）＝０．１２×
ｈ／Ｖ（体積：Ｖ） ｈ：上記の投射材が破壊される高さ（ｍｍ） Ｖ：上記のジルコニア板に置かれた試料の投射材の高さ
を、すなわち、該ジルコニア板と平行状態を保って該試
料の上から平面を下ろし、該平面が該試料と接触したと
きの該ジルコニア板と該平面との距離を直径とする球の
体積（ｍｍ3） 球状の投射材の「真球度」とは、下式で求められるもの
をいう。
ｈ／Ｖ（体積：Ｖ） ｈ：上記の投射材が破壊される高さ（ｍｍ） Ｖ：上記のジルコニア板に置かれた試料の投射材の高さ
を、すなわち、該ジルコニア板と平行状態を保って該試
料の上から平面を下ろし、該平面が該試料と接触したと
きの該ジルコニア板と該平面との距離を直径とする球の
体積（ｍｍ3） 球状の投射材の「真球度」とは、下式で求められるもの
をいう。
【００１６】 真球度＝（４π×投影断面の面積）／（周囲長）2 以下、本発明の詳細について説明する。
【００１７】（ａ）粒の大きさ ジルコニア質投射材の粒の大きさは、その実質上全量が
目開き２．３６ｍｍの篩下であること、すなわち、目開
き２．３６ｍｍの篩（たとえば、ＪＩＳ Ｚ８８０１に
規定された標準網ぶるい呼び寸法２．３６）を実質上全
量が通過するものでなければならない。
目開き２．３６ｍｍの篩下であること、すなわち、目開
き２．３６ｍｍの篩（たとえば、ＪＩＳ Ｚ８８０１に
規定された標準網ぶるい呼び寸法２．３６）を実質上全
量が通過するものでなければならない。
【００１８】その粒が大きいほど打撃作用は高くなる
が、大きすぎると、ショットピーニングでは被処理材表
面が荒れ歪を生じるので、投射後に被処理材を電解研磨
処理などを行って表面を滑らかにする必要があり；ショ
ットブラストでは、単位時間当たりの投射される投射材
の粒数が少なくなり完全にスケ−ルや溶射皮膜などを除
去することができなくなるからである。一方、粒径が小
さいほど、近年の被処理材の形状の複雑化や表面の平滑
さ、寸法精度、反射率、光沢などの表面特性に係わる要
求の高度化に対応することができるが、ショットブラス
トでは、投射材があまり小さいと、投射によって被処理
材から除かれたさびや金属粉と投射材との分級が難しく
なることがあるので、より好ましいのは実質上全量が目
開き０．０２ｍｍの篩上、かつ、目開き２ｍｍの篩下の
大きさのものである。
が、大きすぎると、ショットピーニングでは被処理材表
面が荒れ歪を生じるので、投射後に被処理材を電解研磨
処理などを行って表面を滑らかにする必要があり；ショ
ットブラストでは、単位時間当たりの投射される投射材
の粒数が少なくなり完全にスケ−ルや溶射皮膜などを除
去することができなくなるからである。一方、粒径が小
さいほど、近年の被処理材の形状の複雑化や表面の平滑
さ、寸法精度、反射率、光沢などの表面特性に係わる要
求の高度化に対応することができるが、ショットブラス
トでは、投射材があまり小さいと、投射によって被処理
材から除かれたさびや金属粉と投射材との分級が難しく
なることがあるので、より好ましいのは実質上全量が目
開き０．０２ｍｍの篩上、かつ、目開き２ｍｍの篩下の
大きさのものである。
【００１９】被処理材に与える投射の効果は、投射速
度、投射距離、投射角度などの条件にも左右されるの
で、被処理材の形状や材質および上記の投射条件との兼
ね合いによって、分級機や篩により投射材の粒径や分布
を調整する必要がある。
度、投射距離、投射角度などの条件にも左右されるの
で、被処理材の形状や材質および上記の投射条件との兼
ね合いによって、分級機や篩により投射材の粒径や分布
を調整する必要がある。
【００２０】（ｂ）密度 ジルコニア質投射材の平均対理論密度は、９５％以上で
なければならない。
なければならない。
【００２１】平均対理論密度が９５％より小さいと、耐
摩耗性や機械的強度が劣り、被処理材の表面に投射され
たときに破砕されたり、繰り返し投射すると摩耗し、投
射時の静電気により、摩耗したり、破砕した投射材が装
置内に付着してしまうからである。平均対理論密度が９
７％以上であればさらによい。焼結体の密度は、ＪＩＳ
Ｒ ６１２５に規定されている人造研削材の比重の測
定方法によって測定することができる。
摩耗性や機械的強度が劣り、被処理材の表面に投射され
たときに破砕されたり、繰り返し投射すると摩耗し、投
射時の静電気により、摩耗したり、破砕した投射材が装
置内に付着してしまうからである。平均対理論密度が９
７％以上であればさらによい。焼結体の密度は、ＪＩＳ
Ｒ ６１２５に規定されている人造研削材の比重の測
定方法によって測定することができる。
【００２２】投射材の形状としては、不規則な形状のグ
リットと球状のショットがあるが、ショットは表面を叩
く作用が大きいので、その反力により被処理材が金属の
場合結晶粒に歪を生じやすい。この歪の程度は、投射材
の焼結体密度が大きいほど大きくなる。ジルコニア質投
射材は、焼結体密度が約６であってガラスの２．５やア
ルミナの３．８に比べてかなり大きく、スチールの７に
近いので歪の程度は大きくなる。したがって、アルメン
ストリップとゲージとを用いて、被処理材の材質に適合
したアークハイト値となるように、投射材の形状と投射
圧力、距離、角度およびノズル径とを調節する必要があ
る。
リットと球状のショットがあるが、ショットは表面を叩
く作用が大きいので、その反力により被処理材が金属の
場合結晶粒に歪を生じやすい。この歪の程度は、投射材
の焼結体密度が大きいほど大きくなる。ジルコニア質投
射材は、焼結体密度が約６であってガラスの２．５やア
ルミナの３．８に比べてかなり大きく、スチールの７に
近いので歪の程度は大きくなる。したがって、アルメン
ストリップとゲージとを用いて、被処理材の材質に適合
したアークハイト値となるように、投射材の形状と投射
圧力、距離、角度およびノズル径とを調節する必要があ
る。
【００２３】（ｃ）平均結晶粒径 ジルコニア質投射材のジルコニア結晶の平均結晶粒径
は、１．０μｍ以下でなければならない。
は、１．０μｍ以下でなければならない。
【００２４】ジルコニア質投射材の平均結晶粒径が１．
０μｍを上回ると、圧力の高い状態で投射を行った場合
に、その応力によって正方晶の結晶構造が単斜晶に変態
し易くなり、投射材の消耗量が増えるとともに、被処理
材の表面性状を悪化させるので好ましくない。より好ま
しいのは、平均結晶粒径が０．７μｍ以下のものであ
る。ただし、通常えられるジルコニア焼結体の平均結晶
粒径の下限は、平均対理論密度が９５％以上であれば約
０．２μｍである。
０μｍを上回ると、圧力の高い状態で投射を行った場合
に、その応力によって正方晶の結晶構造が単斜晶に変態
し易くなり、投射材の消耗量が増えるとともに、被処理
材の表面性状を悪化させるので好ましくない。より好ま
しいのは、平均結晶粒径が０．７μｍ以下のものであ
る。ただし、通常えられるジルコニア焼結体の平均結晶
粒径の下限は、平均対理論密度が９５％以上であれば約
０．２μｍである。
【００２５】（ｄ）ビッカース硬さ ジルコニア質投射材の平均ビッカース硬さは、１０００
ｋｇｆ／ｍｍ2以上でなければならず、とくに１１００
〜１５００ｋｇｆ／ｍｍ2の範囲がよい。
ｋｇｆ／ｍｍ2以上でなければならず、とくに１１００
〜１５００ｋｇｆ／ｍｍ2の範囲がよい。
【００２６】平均ビッカース硬さが１０００ｋｇｆ／ｍ
ｍ2を下回ると、被処理材の加工速度が遅くなるととも
に、投射材の消耗や破損率が大きくなるので好ましくな
い。また、１５００ｋｇｆ／ｍｍ2を上回ると、被処理
材の材質によっては被処理材の消耗率が大きくなるので
好ましくない。
ｍ2を下回ると、被処理材の加工速度が遅くなるととも
に、投射材の消耗や破損率が大きくなるので好ましくな
い。また、１５００ｋｇｆ／ｍｍ2を上回ると、被処理
材の材質によっては被処理材の消耗率が大きくなるので
好ましくない。
【００２７】（ｅ）圧壊強度 ジルコニア質投射材の平均圧壊強度は、４０ｋｇｆ／ｍ
ｍ2以上であることが望ましい。
ｍ2以上であることが望ましい。
【００２８】平均圧壊強度が４０ｋｇｆ／ｍｍ2以上と
なると、投射材の耐摩耗性および機械的強度が高くて、
被処理材の表面に投射されたときに破砕されにくく、か
つ、繰り返し投射されることによっても摩耗されにくい
からである。
なると、投射材の耐摩耗性および機械的強度が高くて、
被処理材の表面に投射されたときに破砕されにくく、か
つ、繰り返し投射されることによっても摩耗されにくい
からである。
【００２９】 （ｆ）ジルコニア結晶成分中の正方晶系ジルコニア量 ジルコニア質投射材は、ジルコニア結晶成分中の正方晶
系ジルコニアが７０モル％以上含まれているものが望ま
しい。
系ジルコニアが７０モル％以上含まれているものが望ま
しい。
【００３０】ジルコニア結晶成分中の正方晶系ジルコニ
ア量７０モル％以上のジルコニア質焼結体は、とくに靭
性や強度が高いからである。この条件を満足し、かつ、
ジルコニア結晶相のうち単斜晶系ジルコニアは５モル％
未満および立方晶系ジルコニアは３０モル％未満であれ
ばなおよい。
ア量７０モル％以上のジルコニア質焼結体は、とくに靭
性や強度が高いからである。この条件を満足し、かつ、
ジルコニア結晶相のうち単斜晶系ジルコニアは５モル％
未満および立方晶系ジルコニアは３０モル％未満であれ
ばなおよい。
【００３１】ジルコニア結晶成分中の各結晶相の量は、
焼結体の断面を粒径１〜５μｍのダイヤモンド砥石で鏡
面に仕上げ、その面のＸ線回折法による各結晶相の回折
ピークから面積強度を求め、次式に当てはめて求めるこ
とができる。
焼結体の断面を粒径１〜５μｍのダイヤモンド砥石で鏡
面に仕上げ、その面のＸ線回折法による各結晶相の回折
ピークから面積強度を求め、次式に当てはめて求めるこ
とができる。
【００３２】Ｍ（単斜晶系ジルコニアモル％）＝［｛Ｉ
m(111)＋Ｉm(11-1)｝／｛Ｉm(111)＋Ｉm(11-1)＋Ｉ
c+t(111)｝］×１００ Ｃ（立方晶系ジルコニアモル％）＝［Ｉc+t(111)／｛Ｉ
m(111)＋Ｉm(11-1)＋Ｉc+t(111)｝］×［Ｉc(400)／
｛Ｉc(400)＋Ｉt(400)＋Ｉt(004)｝］×１００ Ｔ（正方晶ジルコニアモル％）＝１００−Ｍ−Ｃ ここで、添字のｍは単斜晶系ジルコニア、ｃは立方晶系
ジルコニア、ｔは正方晶ジルコニアおよびｃ＋ｔは立方
晶系ジルコニアと正方晶ジルコニアの両者を表し、また
（）の中は各面指数であり、それら添字が添えられたＩ
は各結晶相の各面指数における面積強度を表す。
m(111)＋Ｉm(11-1)｝／｛Ｉm(111)＋Ｉm(11-1)＋Ｉ
c+t(111)｝］×１００ Ｃ（立方晶系ジルコニアモル％）＝［Ｉc+t(111)／｛Ｉ
m(111)＋Ｉm(11-1)＋Ｉc+t(111)｝］×［Ｉc(400)／
｛Ｉc(400)＋Ｉt(400)＋Ｉt(004)｝］×１００ Ｔ（正方晶ジルコニアモル％）＝１００−Ｍ−Ｃ ここで、添字のｍは単斜晶系ジルコニア、ｃは立方晶系
ジルコニア、ｔは正方晶ジルコニアおよびｃ＋ｔは立方
晶系ジルコニアと正方晶ジルコニアの両者を表し、また
（）の中は各面指数であり、それら添字が添えられたＩ
は各結晶相の各面指数における面積強度を表す。
【００３３】（ｇ）成分 ジルコニア質焼結体の安定化剤として、ＭｇＯ、Ｃａ
Ｏ、Ｙ2Ｏ3、ＣｅＯ2などの稀土類酸化物が多く使用さ
れているが、ジルコニア結晶成分中の正方晶系ジルコニ
ア量が７０モル％以上であるためには、例えば、Ｙ2Ｏ3
であれば、Ｙ2Ｏ3／ＺｒＯ2のモル比で１．５／９８．
５〜４．０／９６．０の範囲にあることが好ましい。
１．５／９８．５未満であれば単斜晶系ジルコニアが多
くなって正方晶系ジルコニアが少なくなり、転移により
高強度の投射材が得られず、一方、４．０／９６．０を
越えると正方晶系ジルコニアが減少し、立方晶系ジルコ
ニアが主体となるので、結晶粒径が大きくなり、靭性が
低下し、強度が低下する。また、ＺｒＯ2およびＹ2Ｏ3
以外に、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＳｉＯ2、ＭｇＯ、Ｃａ
Ｏ、稀土類酸化物などを共存させてもよい。これらのう
ち、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＳｉＯ2などのようにジルコニ
アより融点の低いものはその融点が低いことによってジ
ルコニアの焼結温度を下げ、またＭｇＯ、ＣａＯ、Ｃｅ
Ｏ2などはジルコニア結晶相に固溶してその焼結温度を
下げるので、投射材の製造上有利である。これらはＺｒ
Ｏ2とＹ2Ｏ3との合計に対し、０．０５〜３０ｗｔ％の
範囲内で用いることが好ましい。その含有量が３０ｗｔ
％より多くなると靭性が低くなるなどジルコニア本来の
特性が低下し、投射時に破砕したり、摩耗量が多くな
る。
Ｏ、Ｙ2Ｏ3、ＣｅＯ2などの稀土類酸化物が多く使用さ
れているが、ジルコニア結晶成分中の正方晶系ジルコニ
ア量が７０モル％以上であるためには、例えば、Ｙ2Ｏ3
であれば、Ｙ2Ｏ3／ＺｒＯ2のモル比で１．５／９８．
５〜４．０／９６．０の範囲にあることが好ましい。
１．５／９８．５未満であれば単斜晶系ジルコニアが多
くなって正方晶系ジルコニアが少なくなり、転移により
高強度の投射材が得られず、一方、４．０／９６．０を
越えると正方晶系ジルコニアが減少し、立方晶系ジルコ
ニアが主体となるので、結晶粒径が大きくなり、靭性が
低下し、強度が低下する。また、ＺｒＯ2およびＹ2Ｏ3
以外に、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＳｉＯ2、ＭｇＯ、Ｃａ
Ｏ、稀土類酸化物などを共存させてもよい。これらのう
ち、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＳｉＯ2などのようにジルコニ
アより融点の低いものはその融点が低いことによってジ
ルコニアの焼結温度を下げ、またＭｇＯ、ＣａＯ、Ｃｅ
Ｏ2などはジルコニア結晶相に固溶してその焼結温度を
下げるので、投射材の製造上有利である。これらはＺｒ
Ｏ2とＹ2Ｏ3との合計に対し、０．０５〜３０ｗｔ％の
範囲内で用いることが好ましい。その含有量が３０ｗｔ
％より多くなると靭性が低くなるなどジルコニア本来の
特性が低下し、投射時に破砕したり、摩耗量が多くな
る。
【００３４】（ｈ）衝撃強度 ジルコニア質投射材の平均衝撃強度は、７×Ｄ-0.95ｋ
ｇｆ／ｍｍ2以上（Ｄは、該投射材の平均直径（ｍｍ）
である）であるのが望ましい。このような条件を満足す
る場合には、投射材の割れが少なくなり、消耗量が減少
する。衝撃強度がこれを下回ると、耐摩耗性および機械
的強度が低くて、被処理材の表面に投射されたときに破
砕されやすくなり、かつ繰り返し投射されることによっ
ても摩耗されやすくなる。衝撃強度がこの値を満足する
ものは、上記の平均圧壊強度４０ｋｇｆ／ｍｍ2以上の
条件が満足されている。
ｇｆ／ｍｍ2以上（Ｄは、該投射材の平均直径（ｍｍ）
である）であるのが望ましい。このような条件を満足す
る場合には、投射材の割れが少なくなり、消耗量が減少
する。衝撃強度がこれを下回ると、耐摩耗性および機械
的強度が低くて、被処理材の表面に投射されたときに破
砕されやすくなり、かつ繰り返し投射されることによっ
ても摩耗されやすくなる。衝撃強度がこの値を満足する
ものは、上記の平均圧壊強度４０ｋｇｆ／ｍｍ2以上の
条件が満足されている。
【００３５】（ｉ）真球度 投射材が球状である場合は、その平均真球度は０．９以
上が望ましい。
上が望ましい。
【００３６】本発明の投射材の形状に制限はないが、投
射量の均一性や投射材の運動の均一性が問題になる場合
は、真球に近いことが望ましい。平均真球度を０．９以
上にすることにより投射量を一定にするのが容易とな
り、被処理材の表面の粗さや歪を小さくし、装飾性に優
れたものとすることができる。ショットブラストに使用
する投射材は、投射量にかかわる要求がない場合は球状
である必要はなく、従来のものと同じく不規則なとがっ
た形状を持つグリット状のものでよい。
射量の均一性や投射材の運動の均一性が問題になる場合
は、真球に近いことが望ましい。平均真球度を０．９以
上にすることにより投射量を一定にするのが容易とな
り、被処理材の表面の粗さや歪を小さくし、装飾性に優
れたものとすることができる。ショットブラストに使用
する投射材は、投射量にかかわる要求がない場合は球状
である必要はなく、従来のものと同じく不規則なとがっ
た形状を持つグリット状のものでよい。
【００３７】本発明のジルコニア質投射材は、電融法、
加水分解法、中和共沈法、加水分解−中和法、水熱酸化
法、熱分解法、アルコキシド法などによって得られたジ
ルコニア質粉末を、投射材に要求されている粒径、粒径
分布などに応じて転動造粒法、押出造粒法、圧縮造粒
法、攪拌造粒法、液相造粒法などから造粒法を選択して
造粒し；あるいは、該ジルコニア質粉末をスラリーと
し、噴霧造粒法などの造粒乾燥方法によって造粒してえ
られた球状成形体を１３００〜１６００℃で焼成して製
造することができる。
加水分解法、中和共沈法、加水分解−中和法、水熱酸化
法、熱分解法、アルコキシド法などによって得られたジ
ルコニア質粉末を、投射材に要求されている粒径、粒径
分布などに応じて転動造粒法、押出造粒法、圧縮造粒
法、攪拌造粒法、液相造粒法などから造粒法を選択して
造粒し；あるいは、該ジルコニア質粉末をスラリーと
し、噴霧造粒法などの造粒乾燥方法によって造粒してえ
られた球状成形体を１３００〜１６００℃で焼成して製
造することができる。
【００３８】更に、一次焼結して得られたジルコニア質
投射材を熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）処理すれば、焼結
体の圧壊強度をさらに向上させることができる。また、
形状が球状の場合は、焼結後にバレル研磨などで表面お
よびその近傍に１０μｍを越えるような欠陥やクラック
がないように表面を研磨することによっても、焼結体の
圧壊強度や衝撃強度を向上させることができる。
投射材を熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）処理すれば、焼結
体の圧壊強度をさらに向上させることができる。また、
形状が球状の場合は、焼結後にバレル研磨などで表面お
よびその近傍に１０μｍを越えるような欠陥やクラック
がないように表面を研磨することによっても、焼結体の
圧壊強度や衝撃強度を向上させることができる。
【００３９】
【発明の効果】以上の如く、本発明のジルコニア質投射
材は、打撃力や研磨、研掃力に優れているにもかかわら
ず、被処理材表面の粗さや歪が小さく、かつ耐摩耗性、
機械的強度、硬度などに優れているので回収再使用が容
易である。
材は、打撃力や研磨、研掃力に優れているにもかかわら
ず、被処理材表面の粗さや歪が小さく、かつ耐摩耗性、
機械的強度、硬度などに優れているので回収再使用が容
易である。
【００４０】このジルコニア質投射材を用いることで、
従来では下地の金属表面を傷つけたり、歪を大きくしな
いと除去しにくかった古いセラミック溶射皮膜などの除
去や錆を発生させることなく表面下地加工などのショッ
トブラスト処理ができる。
従来では下地の金属表面を傷つけたり、歪を大きくしな
いと除去しにくかった古いセラミック溶射皮膜などの除
去や錆を発生させることなく表面下地加工などのショッ
トブラスト処理ができる。
【００４１】また、合金の鏡面に耐摩耗性を与えるため
の表面処理だけでなく、バフ研磨の代替として、ステン
レス鋼やアルミニウム合金製の製品の鏡面や樹脂表面な
どの装飾効果を目的としたショットピーニング処理が可
能となった。
の表面処理だけでなく、バフ研磨の代替として、ステン
レス鋼やアルミニウム合金製の製品の鏡面や樹脂表面な
どの装飾効果を目的としたショットピーニング処理が可
能となった。
【００４２】このジルコニア質投射材を用いれば、きめ
細かい処理が可能であって、被処理材の複雑な形状や仕
上げ面の表面粗さ精度、寸法精度、反射率や光沢など外
観的な表面特性などに関する厳しい要求に対応すること
ができる。
細かい処理が可能であって、被処理材の複雑な形状や仕
上げ面の表面粗さ精度、寸法精度、反射率や光沢など外
観的な表面特性などに関する厳しい要求に対応すること
ができる。
【００４３】本発明における投射材は、フロントアクス
ルビーム、ホイルキャップ、板ばね、クランクシャフ
ト、ピストンリング、ロッカアーム、カムシャフト、歯
車部品、シリンダ、ステヤリングナックル、巻ばね、コ
ネクチングロッドなどの自動車部品や各種車両の機関部
品，ジェットエンジンのタービンブレードなどの航空機
部品やその機関部品，スクリューなどの船舶部品やその
機関部品，化学あるいは石油化学プラントの反応装置類
など，プレスなどの機械関連機器，割出台、センター、
チャックなどの工作機工具，メス、ピンセット、注射針
などの医療部品，ステムなどの人工骨材料，歯、歯根な
どの歯科材料，各種ステンレス鋼やその溶接面など金属
の疲労や応力腐食あるいは粒界腐食による破壊の限界の
延長を目的としたショットピーニングとして用いられる
ほか；洋食器、スプーン、フォーク、ナイフ、鍋、釜、
フライパンなどの家庭用あるいは業務用台所用品類，ス
テンレス刃物、カッター、打刃物などの工業用あるいは
民生用刃物類，システムキッチン、流し台、厨房機器、
洗面化粧台などの住宅機器類，物置、ガレージ、門扉、
フェンスなどの住宅資材類，飾り皿、壁掛け類、表札な
どの室内外装飾用品類，テレビ、ビデオ、冷蔵庫、洗濯
機、乾燥機などの家電製品類，ワープロ、パソコンなど
のＯＡ機器類，エアコン、ストーブなどの冷暖房用品
類，ライター、灰皿などの喫煙具類，カメラ、顕微鏡な
どの光学機械類，ゴルフ用品、キャンピング用品、自転
車、バイク、自動車、ヨット、モーターボート、スーツ
ケースなどの生活レジャー用品類，腕時計、金、銀器、
指輪、ネックレス、優勝カップ、楯、メダル、バッジな
どの宝飾品類，照明用フードの内面など、金属、樹脂、
ガラス、木材、石材、セラミックスなどの表面に梨地面
を施工し、商品価値やデザインの向上あるいは梨地面施
工時や後処理工程の省力化；各種機械加工部品や押出、
鋳込み、射出成形などで成形された金属、樹脂、フェラ
イト、セラミックス製品などのバリ取り、表面研掃；接
着剤、塗料、釉薬、溶射材の付着や接着効果向上のため
の表面荒し；ろう接面の不純物、放電加工後の硬化膜、
鋼材の焼入れ後や溶接バリ、サビ、古くなった溶射皮
膜、メッキ、塗装膜、琺瑯質などの除去；各種ボンベな
ど内圧容器の内面洗浄；各種金型や金型部品、自動車部
品、各種車両部品や機械部品類の仕上げ時の研磨や清掃
あるいは修理前のブラストクリーニングなどに用いるこ
とができる。
ルビーム、ホイルキャップ、板ばね、クランクシャフ
ト、ピストンリング、ロッカアーム、カムシャフト、歯
車部品、シリンダ、ステヤリングナックル、巻ばね、コ
ネクチングロッドなどの自動車部品や各種車両の機関部
品，ジェットエンジンのタービンブレードなどの航空機
部品やその機関部品，スクリューなどの船舶部品やその
機関部品，化学あるいは石油化学プラントの反応装置類
など，プレスなどの機械関連機器，割出台、センター、
チャックなどの工作機工具，メス、ピンセット、注射針
などの医療部品，ステムなどの人工骨材料，歯、歯根な
どの歯科材料，各種ステンレス鋼やその溶接面など金属
の疲労や応力腐食あるいは粒界腐食による破壊の限界の
延長を目的としたショットピーニングとして用いられる
ほか；洋食器、スプーン、フォーク、ナイフ、鍋、釜、
フライパンなどの家庭用あるいは業務用台所用品類，ス
テンレス刃物、カッター、打刃物などの工業用あるいは
民生用刃物類，システムキッチン、流し台、厨房機器、
洗面化粧台などの住宅機器類，物置、ガレージ、門扉、
フェンスなどの住宅資材類，飾り皿、壁掛け類、表札な
どの室内外装飾用品類，テレビ、ビデオ、冷蔵庫、洗濯
機、乾燥機などの家電製品類，ワープロ、パソコンなど
のＯＡ機器類，エアコン、ストーブなどの冷暖房用品
類，ライター、灰皿などの喫煙具類，カメラ、顕微鏡な
どの光学機械類，ゴルフ用品、キャンピング用品、自転
車、バイク、自動車、ヨット、モーターボート、スーツ
ケースなどの生活レジャー用品類，腕時計、金、銀器、
指輪、ネックレス、優勝カップ、楯、メダル、バッジな
どの宝飾品類，照明用フードの内面など、金属、樹脂、
ガラス、木材、石材、セラミックスなどの表面に梨地面
を施工し、商品価値やデザインの向上あるいは梨地面施
工時や後処理工程の省力化；各種機械加工部品や押出、
鋳込み、射出成形などで成形された金属、樹脂、フェラ
イト、セラミックス製品などのバリ取り、表面研掃；接
着剤、塗料、釉薬、溶射材の付着や接着効果向上のため
の表面荒し；ろう接面の不純物、放電加工後の硬化膜、
鋼材の焼入れ後や溶接バリ、サビ、古くなった溶射皮
膜、メッキ、塗装膜、琺瑯質などの除去；各種ボンベな
ど内圧容器の内面洗浄；各種金型や金型部品、自動車部
品、各種車両部品や機械部品類の仕上げ時の研磨や清掃
あるいは修理前のブラストクリーニングなどに用いるこ
とができる。
【００４４】
【実施例】以下、本発明を実施例及び比較例により具体
的に説明する。
的に説明する。
【００４５】本発明はこれらの実施例により限定される
ものではない。
ものではない。
【００４６】実施例１〜６、比較例１〜４ 表１および２に示すＺｒＯ2／Ｙ2Ｏ3換算モル比となる
ようにイットリアを添加した濃度５０ｇ／ｌのオキシ塩
化ジルコニウム水溶液を原料にして加水分解法により表
１に示す特性のジルコニア質粉末を得た。この粉末を乾
式粉砕し、撹拌造粒機により０．１ｍｍ程度の造粒核粒
子をえ、さらにそれを撹拌造粒機により成長させ、ほぼ
焼成による収縮を見込んだ大きさのものを目開き２．８
３〜０．０２０ｍｍの篩で粒径分布を調整して成形球体
をえ、表３および４に示す条件で焼成してジルコニア質
焼結体をえた。実施例３および４ならびに比較例４で
は、さらに圧力１５０ＭＰａ、温度１５００℃で１時間
ＨＩＰ処理をした。以上のようにしてえられた焼結体を
目開き２．３６ｍｍの篩でその篩上を除いてショットピ
ーニングおよびショットブラストのテストに供した。
ようにイットリアを添加した濃度５０ｇ／ｌのオキシ塩
化ジルコニウム水溶液を原料にして加水分解法により表
１に示す特性のジルコニア質粉末を得た。この粉末を乾
式粉砕し、撹拌造粒機により０．１ｍｍ程度の造粒核粒
子をえ、さらにそれを撹拌造粒機により成長させ、ほぼ
焼成による収縮を見込んだ大きさのものを目開き２．８
３〜０．０２０ｍｍの篩で粒径分布を調整して成形球体
をえ、表３および４に示す条件で焼成してジルコニア質
焼結体をえた。実施例３および４ならびに比較例４で
は、さらに圧力１５０ＭＰａ、温度１５００℃で１時間
ＨＩＰ処理をした。以上のようにしてえられた焼結体を
目開き２．３６ｍｍの篩でその篩上を除いてショットピ
ーニングおよびショットブラストのテストに供した。
【００４７】実施例７〜９、比較例５ ジルコニア質粉末として、実施例１などでえたジルコニ
ア質粉末に平均粒径０．３〜０．５μｍの高純度アルミ
ナ粉末（住友化学工業社製 ＡＫＰ−３０）を表１およ
び２に示す比率で添加し、振動ボールミルを用いて湿式
粉砕混合し、乾燥し、乾式粉砕してえられたジルコニア
粉末を用いるほかは、実施例１などに示す条件でジルコ
ニア焼結体をえ、実施例８および９ではさらに実施例３
などと同一条件でＨＩＰ処理し、ショットピーニングお
よびショットブラストのテストに供した。
ア質粉末に平均粒径０．３〜０．５μｍの高純度アルミ
ナ粉末（住友化学工業社製 ＡＫＰ−３０）を表１およ
び２に示す比率で添加し、振動ボールミルを用いて湿式
粉砕混合し、乾燥し、乾式粉砕してえられたジルコニア
粉末を用いるほかは、実施例１などに示す条件でジルコ
ニア焼結体をえ、実施例８および９ではさらに実施例３
などと同一条件でＨＩＰ処理し、ショットピーニングお
よびショットブラストのテストに供した。
【００４８】実施例１０ 造粒を、撹拌造粒機でえた０．１ｍｍ程度の核粒子を球
形整粒機により成長させ、ほぼ焼成による収縮を見込ん
だ大きさのものを目開き２．８３〜０．０２０ｍｍの篩
で粒径分布を調整して成形球体をえるほかは、実施例１
〜６、比較例１〜４の欄に示す条件で実施した。
形整粒機により成長させ、ほぼ焼成による収縮を見込ん
だ大きさのものを目開き２．８３〜０．０２０ｍｍの篩
で粒径分布を調整して成形球体をえるほかは、実施例１
〜６、比較例１〜４の欄に示す条件で実施した。
【００４９】実施例１１〜１３、比較例６ 焼成に供する顆粒物として、実施例１などでえたジルコ
ニア質粉末をジルコニア質スラリーとし、噴霧乾燥機に
より造粒乾燥したものを使用し、実施例１３では実施例
３などと同じ条件で焼成しＨＩＰするほかは、実施例１
〜６、比較例１〜４の欄に示す条件で実施した。
ニア質粉末をジルコニア質スラリーとし、噴霧乾燥機に
より造粒乾燥したものを使用し、実施例１３では実施例
３などと同じ条件で焼成しＨＩＰするほかは、実施例１
〜６、比較例１〜４の欄に示す条件で実施した。
【００５０】実施例１４〜１５ 焼成に供する顆粒物として、実施例７などと同一条件で
えたアルミナ含有ジルコニア質粉末をジルコニア質スラ
リーとし、噴霧乾燥機により造粒乾燥したものを使用
し、実施例１５では上記のスラリー中の気泡を消泡剤で
除去して造粒乾燥に供するほかは、実施例１〜６、比較
例１〜４の欄に示す条件で実施した。
えたアルミナ含有ジルコニア質粉末をジルコニア質スラ
リーとし、噴霧乾燥機により造粒乾燥したものを使用
し、実施例１５では上記のスラリー中の気泡を消泡剤で
除去して造粒乾燥に供するほかは、実施例１〜６、比較
例１〜４の欄に示す条件で実施した。
【００５１】実施例１６〜２２、比較例７〜１２ 実施例１などでえられたジルコニア質粉末に表１および
２に示す成分をそれに示す比率で添加し、アトリッショ
ンミルで８時間湿式粉砕し、乾燥してジルコニア質粉末
をえ、撹拌造粒機により０．１ｍｍ程度の造粒核粒子を
え、さらにそれを転動造粒機によりほぼ焼成による収縮
を見込んだ大きさにまで成長させて顆粒物とし、表３お
よび４に示す条件で焼成し、ジルコニア質焼結体をえ、
バレル研磨によって表面に光沢が生じ、倍率５０倍の顕
微鏡で観察して表面に大きな欠陥が見出だされなくなる
まで仕上げて投射材とした。えられた投射材を衝撃強度
の測定ならびにショットピーニングおよびショットブラ
ストのテストに供した。
２に示す成分をそれに示す比率で添加し、アトリッショ
ンミルで８時間湿式粉砕し、乾燥してジルコニア質粉末
をえ、撹拌造粒機により０．１ｍｍ程度の造粒核粒子を
え、さらにそれを転動造粒機によりほぼ焼成による収縮
を見込んだ大きさにまで成長させて顆粒物とし、表３お
よび４に示す条件で焼成し、ジルコニア質焼結体をえ、
バレル研磨によって表面に光沢が生じ、倍率５０倍の顕
微鏡で観察して表面に大きな欠陥が見出だされなくなる
まで仕上げて投射材とした。えられた投射材を衝撃強度
の測定ならびにショットピーニングおよびショットブラ
ストのテストに供した。
【００５２】比較例１３、１４ アルミナ球体（内外セラミックス社製アルミナイトＡボ
ール。焼結体密度３．８ｇ／ｃｍ3、平均粒径１．９ｍ
ｍ）（比較例１３）およびガラスビーズ（ユニオン社製
ＵＢ−８１０Ｌ。平均粒径１４５μｍ）（比較例１４）
について、ショットピーニングおよびショットブラスト
のテストを行った。
ール。焼結体密度３．８ｇ／ｃｍ3、平均粒径１．９ｍ
ｍ）（比較例１３）およびガラスビーズ（ユニオン社製
ＵＢ−８１０Ｌ。平均粒径１４５μｍ）（比較例１４）
について、ショットピーニングおよびショットブラスト
のテストを行った。
【００５３】前者では、繰り返し投射を行うと破損する
球体が生じ、焼結体の密度が低いことによると認められ
るが被処理体の表面の変形深さは小さく、その表面粗さ
は大きかった。後者では、１回の投射で繰り返して使用
することができない程度にビーズが破損してしまった。
球体が生じ、焼結体の密度が低いことによると認められ
るが被処理体の表面の変形深さは小さく、その表面粗さ
は大きかった。後者では、１回の投射で繰り返して使用
することができない程度にビーズが破損してしまった。
【００５４】以上の各例における、投射材製造用のジル
コニア粉末の特性を表１および２に、焼成条件を表３お
よび４に、投射材の特性を表５〜８に、投射材を用いた
ショットピ−ニングおよびショットブラストのテストの
結果を表９および１０に示す。
コニア粉末の特性を表１および２に、焼成条件を表３お
よび４に、投射材の特性を表５〜８に、投射材を用いた
ショットピ−ニングおよびショットブラストのテストの
結果を表９および１０に示す。
【００５５】えられた投射材（目開き２．３６ｍｍの篩
の篩下の焼結体）の粒径分布は、目開き２．３６、２．
００、１．７０、１．４０、１．１８、１．００、０．
８５０、０．７１０、０．６００、０．５００、０．４
２５、０．３５５、０．３００、０．２５０、０．２１
２、０．２００、０．１８０、０．１５０、０．１２
５、０．１００、０．０９０、０．０７５、０．０６
３、０．０５３、０．０４５、０．０３８、０．０２５
および０．０２０（いずれも単位ｍｍ）の篩を目開きの
小さいものから順に受け皿の上に積み重ね、ロータップ
試験機により５分間振とうすることによって測定した。
ふるい分けられた試料が入っている篩のうち、もっとも
上の篩より１段上の篩の目開きを粒径分布の上限とし、
もっとも下の篩の目開きを粒径分布の下限とした。
の篩下の焼結体）の粒径分布は、目開き２．３６、２．
００、１．７０、１．４０、１．１８、１．００、０．
８５０、０．７１０、０．６００、０．５００、０．４
２５、０．３５５、０．３００、０．２５０、０．２１
２、０．２００、０．１８０、０．１５０、０．１２
５、０．１００、０．０９０、０．０７５、０．０６
３、０．０５３、０．０４５、０．０３８、０．０２５
および０．０２０（いずれも単位ｍｍ）の篩を目開きの
小さいものから順に受け皿の上に積み重ね、ロータップ
試験機により５分間振とうすることによって測定した。
ふるい分けられた試料が入っている篩のうち、もっとも
上の篩より１段上の篩の目開きを粒径分布の上限とし、
もっとも下の篩の目開きを粒径分布の下限とした。
【００５６】ショットピーニングテストは、ゲ−ジ圧力
４ｋｇｆ／ｃｍ2の圧縮空気を利用した直圧式ノズルタ
イプを用いて行い、厚さ５ｍｍのＳＵＳ３１６を被処理
材として、１回の投射時間１２０分間で３回繰り返し処
理を行った。破損率は、受け皿の上に目開き０．０２０
ｍｍの篩を、さらにその上に投射前の投射材の粒径分布
の上記上限と下限の平均値のほぼ１／３に相当する目開
きの篩を重ね、その上から投射後の投射材１００ｇを入
れ、ロータップ試験機により５分間振とうして篩分け、
えられたものの重量を次式に当てはめて算出した。
４ｋｇｆ／ｃｍ2の圧縮空気を利用した直圧式ノズルタ
イプを用いて行い、厚さ５ｍｍのＳＵＳ３１６を被処理
材として、１回の投射時間１２０分間で３回繰り返し処
理を行った。破損率は、受け皿の上に目開き０．０２０
ｍｍの篩を、さらにその上に投射前の投射材の粒径分布
の上記上限と下限の平均値のほぼ１／３に相当する目開
きの篩を重ね、その上から投射後の投射材１００ｇを入
れ、ロータップ試験機により５分間振とうして篩分け、
えられたものの重量を次式に当てはめて算出した。
【００５７】 破損率（ｗｔ％）＝｛Ａ／（１００−Ｂ）｝×１００ Ａ：目開き０．０２０ｍｍの篩の中の試料の量（ｇ） Ｂ：受け皿の中の試料の量（ｇ） また、この被処理材表面のショットピーニング後の表面
変形量の深さおよび表面粗さ（Ｒａ：中心線平均粗さ）
を測定した。
変形量の深さおよび表面粗さ（Ｒａ：中心線平均粗さ）
を測定した。
【００５８】ショットブラストテストは、ブラスト処理
された炭素鋼（ＳＳ４１ ５０ｍｍ×５０ｍｍ×５ｍ
ｍ）に部分安定化ジルコニア粉末（東ソー社製ＴＺ−３
Ｙ。
された炭素鋼（ＳＳ４１ ５０ｍｍ×５０ｍｍ×５ｍ
ｍ）に部分安定化ジルコニア粉末（東ソー社製ＴＺ−３
Ｙ。
【００５９】Ｙ2Ｏ3 ３モル％）を皮膜厚さが２００μ
ｍになるまでプラズマ溶射してえられたものを試験片と
して行った。すなわち、ゲージ圧力５ｋｇｆ／ｃｍ2の
圧縮空気により、口径６ｍｍのノズルからジルコニア質
投射材を該試験片に投射距離３０ｃｍ、投射角度６０度
の条件で１０分間ブラスト処理し、試験片の溶射面の研
掃状態を観察し、ショットピーニングテスト同様に投射
材の破損率を求めた。
ｍになるまでプラズマ溶射してえられたものを試験片と
して行った。すなわち、ゲージ圧力５ｋｇｆ／ｃｍ2の
圧縮空気により、口径６ｍｍのノズルからジルコニア質
投射材を該試験片に投射距離３０ｃｍ、投射角度６０度
の条件で１０分間ブラスト処理し、試験片の溶射面の研
掃状態を観察し、ショットピーニングテスト同様に投射
材の破損率を求めた。
【００６０】
【表１】
【００６１】
【表２】
【００６２】
【表３】
【００６３】
【表４】
【００６４】
【表５】
【００６５】
【表６】
【００６６】
【表７】
【００６７】
【表８】
【００６８】
【表９】
【００６９】
【表１０】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平5−75639 (32)優先日 平５(1993)４月１日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (72)発明者 大西 宏司 大阪府堺市毛穴町445番地−20 審査官 大久保 好二 (56)参考文献 特開 平５−309556（ＪＰ，Ａ)
Claims (8)
- 【請求項１】実質上全量が目開き２．３６ｍｍの篩下で
あり、平均対理論密度が９５％以上であり、平均結晶粒
径が１．０μｍ以下であり、かつ、平均ビッカース硬さ
が１０００ｋｇｆ／ｍｍ2以上である部分安定化ジルコ
ニア質焼結体からなることを特徴とする、ジルコニア質
投射材。 - 【請求項２】部分安定化ジルコニア質焼結体が球状であ
り、その平均圧壊強度が４０ｋｇｆ／ｍｍ2以上であ
り、かつ、平均真球度が０．９以上である、請求項１記
載のジルコニア質投射材。 - 【請求項３】部分安定化ジルコニア質焼結体の実質上全
量が、目開き０．０２ｍｍの篩上であり、かつ、目開き
２ｍｍの篩下である、請求項１または２記載のジルコニ
ア質投射材。 - 【請求項４】部分安定化ジルコニア質焼結体の平均対理
論密度が９７％以上である、請求項１〜３のいずれかの
項記載のジルコニア質投射材。 - 【請求項５】部分安定化ジルコニア質焼結体がＺｒＯ2
およびＹ2Ｏ3からなり、ＺｒＯ2／Ｙ2Ｏ3モル比が９
８．５／１．５〜９６／４である、請求項１〜４のいず
れかの項記載のジルコニア質投射材。 - 【請求項６】部分安定化ジルコニア質焼結体のジルコニ
ア結晶成分中の正方晶系ジルコニア量が７０モル％以上
である、請求項１〜５のいずれかの項記載のジルコニア
質投射材。 - 【請求項７】部分安定化ジルコニア質焼結体のジルコニ
ア結晶成分中の正方晶系ジルコニア量が７０モル％以上
であり、かつ、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＳｉＯ2、ＭｇＯ、
ＣａＯおよび稀土類酸化物のいずれか１種以上をＺｒＯ
2およびＹ2Ｏ3の合計に対して０．０５〜３０ｗｔ％含
む、請求項５記載のジルコニア質投射材。 - 【請求項８】部分安定化ジルコニア質焼結体が球状であ
り、その平均直径をＤｍｍで表して、ジルコニア質焼結
体の平均衝撃強度が７×Ｄ-0.95ｋｇｆ／ｍｍ2以上であ
る、請求項６または７記載のジルコニア質投射材。
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| JP19740892 | 1992-07-02 | ||
| JP20010392 | 1992-07-06 | ||
| JP24139892 | 1992-08-19 | ||
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| JP4-293197 | 1993-04-01 | ||
| JP4-200103 | 1993-04-01 | ||
| JP5144777A JPH0761614B2 (ja) | 1992-07-02 | 1993-06-16 | ジルコニア質投射材 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| JPH0761614B2 true JPH0761614B2 (ja) | 1995-07-05 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP5144777A Expired - Fee Related JPH0761614B2 (ja) | 1992-07-02 | 1993-06-16 | ジルコニア質投射材 |
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-
1993
- 1993-06-16 JP JP5144777A patent/JPH0761614B2/ja not_active Expired - Fee Related
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