JPS61501713A - 熱噴霧材料 - 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】 熱　噴　霧　材　料 この発明は、熱噴霧（ｔｈｅｒｉ＋ａｌ　５ＤｒａＶｉｎＱ）　（プラズマもし くは火炎溶射）のための粉末材料の製造法、この方法によってつくられた粉末を 含有する材料、および基材上に自己接着性層を熱噴霧によって沈着させるこの材 料の用途に関する。

表面に保護コーティングを形成するために熱噴霧によって作業部品に塗布しよう とする種々の合金の場合、基材と保護コーティング層との間の接着性を改善する ために前もつと基材上に中間層を塗布することが必要であるとわかっている。

基材との接着性を改善しようとするそのような中間層は、通常ＭＯ１ＮｉＡｌ、 ＮｉＣｒＡｌもしくはＮＩＡＩＭＯから成る粉末材料の熱噴霧によって同様に得 られる。

更に、ニッケル合金の代りに、Ｆｅ１ＣＯおよびＣｕをベースとする材料の接着 層または自己接着層の形成に用いる試みがなされている。しかしながら、基材に 対して十分な接着力をそれらの材料によって得られることができていない。

この発明の目的は、２ＯＮ／−を超す基材との結合強度（張力による標準引き裂 き試験による測定）を有する自己接着層を形成することを可能にし、かつニッケ ルを含有せずもしくはＩＯ重重量型でしか含有しない熱噴霧用材料を得ることを 可能にすることである。

この発明は、熱ガス、より詳細には硫黄誘導一体の存在下で高耐食性を示す接着 層および自己接着層の形成を可能にしようとするものである。

この成果はこの発明によって、すなわち、熱噴霧による層の生成への用途のため に、またこの発明による方法によってつくられた粉末を含む熱噴霧材料の製造へ の用途のために得られる。この方法は、クロム１０〜３０重量４、アルミニウム ｌ〜２！１１１量４．炭’Ｒ’。

！重量幅未満、ニッケル１０重量憾未満、残部鉄の組成の溶融合金を、少なくと も４ＡＯｏ℃／秒の冷却速度で液体状態から微粒化して、−／！０〜＋２７ζク ロンの粒子寸法およびｊ　００　ｄ　／　ｌｉを超える比表面積を有する粉末を つくることを特徴とするものである。冷却速度は、有利には、Ａ　００−　ｊ　 ０００　’Ｃ７秒の間にある。同様に有利には粉末の比表面積は７　ｊ　Ｏｄ　 ／　ｌを超える。好ましくは１合金は２重量幅までのｚｒ。

Ｃ・およびＹから選ばれた１種またはそれよシ多種の元素を含む。同様に好まし くは１合金はｏ、！〜！重量重量上リブデンおよび／またはｏ、！〜！重量憂の チタンまたはタンタルを含有してもよい。

熱的微粒化のための材料は、有利には、混合物の形で、少なくとも２０重重量幅 この発明の方法によってつくられた粉末と、１０重重量幅での粉末としての少な くとも１種の硬質材料とを含有する。この硬質材料は好ましくは金属酸化物およ び炭化物から選ばれる。

この発明による材料は、混合物の形で、少なくとも２０重量幅の前記粉末と、１ ０重重量幅でのＷ、Ｍｏ。

Ｔｄ、ＴＩおよびＣｒの元素から成る詳よシ選ばれた金属粉末とを、好ましくは 含有する。同様に好ましくは。

この発明の材料は、ｒＯ重重量幅鉄、ニッケルまたはコバルトを主とする合金を 含有してもよい・　「鉄、ニッケルまたはコバルトを主とする合金」とは、この 発明の範囲内において次のよ５に解される。すなわち。

５０〜タデ重量噛の鉄、ニッケルまたはコバルトと。

少なくともｌ′ｓの他の元素とを含有し、各々次の表にある組成を有している（ 以下の表は重量幅で表わされ鉄　：　！ｏ〜タデ クロム　０−ＳＯ 炭素　０−２ ニッケル　０−％ａ２３ ケイ素　０−　≠ アルミニウム　０　０〜１０ タングステン　１１　ｏ＋−！ モリブデン　０−　１ 他の元素（合計）：ｏ−ｚ ニッケ＃　：！０〜タタ クロム　０〜３０ ケイ素　０−４ｃ 鉄　０〜ｉ。

タングステン　８　０−　ｔ モリブデン　０　０〜ＩＯ アルミニウム　０　０〜１０ 他の元素（合計）：ｏ、ｚ コバルト基台金： コバルト　：　ｊＯ〜タデ クロ五　〇〜３！ タングステン　″　θ−／！ モリブデン　０　０〜ＩＯ ニツケル　０〜３０ ケイ＠　０−　ダ 他の元素（合計）　＝　Ｑ〜　！ 驚くべきことに、この発明による材料の熱噴霧によって得られた保護層が、２Ｏ Ｎ／ｄの上記の値をたびたびかなシ超える基材からの引き裂き強度を示すことが わかった。逆に、通常の微粒化法から得られた粉末を同様のヤシ方で朋いて得ら れた層の場合、この最少値さえ得ることができなかった。この発明の実施によっ て得られたこの明白な効果は、液体状態からの微粒化時間における非常に速い冷 却速度が相の平衡状態の顕著な偏シを起させ、改善すべき合金元素の反応能ヵを 高めるという事実におそらく寄与を受けている。特に材料粒子の熱噴霧時に、発 熱反応が起こる。これは合金の融点まで上げられていることのみならず、基材の 表面に達する前Ｋかなシ高い温度まで加熱された粒子のためである。

少なくとも４Ｌ００℃／秒、好ましくはｔｏｏ〜！０００℃／秒の間の冷却速度 とは別に、微粒化の他のパラメータは　ｚ　００　ｄ　／　Ｉを超える。好まし くは７！０ＣＩＩ／ｉｌを超える比表面積を有する粉末を与えるように選択され る。それは不規則な形状の粒子１例えば、粒子の表面が高い粗さを示すよ５な形 状に対応し、この形状は球状の場合と比較して粒子の熱吸収能を改善する。

微粒化（液体状態からの微粒化）の実施のために公知型の装置を用いてもよい。

それは種々のパラメータを調整することを可能にし、所望の方法での上記特性を 得ることに影響する。この課題に関して、ジ盲ン。

ケニス、ビドウ（Ｊｏｈｎ　Ｋｓｉｔｈ　Ｂ＊ｄｄｏｗ　）　ｋ：よる本（タイ トル「微粒化による金属粉末の製造」ビデン、アンド、サン（Ｉｌ＠ｙｄ＠ｎ　 ＆　Ｓｏｎ　）　社発行）に記載された説明、ならびにこの本に示された文献が 参照することができる。

特に、上記の特性を得ることに影響する主なパラメータは、微粒化封入物の中に 金属を導入するためのオリアイスの直径および配置、導入のオリフィスに開いて いるメンティシュ中の溶融金属の温度（この温度は合金の融点よ１）２ｏｏ〜３ ００℃だけ好ましくは高い温度である）、金属の静水圧、微粒化封入物中の金属 用冷却流体（例えば、水またはガス）の選択、冷却流体の圧力および速度、飛行 距離（封入物へ導入するオリスイスを離れ、冷却流体のジェットによってさえぎ られるまでの関金属が移動する距離、この距離は空気のような気体が冷却流体の とき好ましくはｊ〜３！ａであシ、冷却流体が水のとき！−コ！国である）、金 属のジェットに対する冷却流体のジェットの入射角である。

前述のパラメータと微粒化によって得られる粉末の特性との間の関係の詳しい例 は、特に上記の本の第２章（第１０〜２４頁）、第弘章（第４Ｃ４ｃｍＡ、？頁 ）、および第３章（＠Ａ　６〜７！頁）Ｋ示されている。

上記のよ５にして得られた粉状材料は、接着層もしくは自己接着保護層の調友の ためにのみ使用することができる。しかしながら、この材料は同様に他の粉状材 料と混合して使用してもよい。４ＩＫ、少なくとも２０重量憾のマトリックスと しての粉末と、粉末としての硬質材料（例えば、酸化ジルコニウム、酸化アルミ ニウムなどの金属酸化物、または例えばタングステン。

モリブデン、タンタル、チタン、クロムの耐熱金属の炭化物、または粉末として のそれらの耐熱金属から選ばれたもの）とに対応する量で使用してもよい。

この発明による粉末材料をつくる合金は、粉末の反応性を高めるという特別の観 点から、Ｚｒ、Ｃ・およびＹの元素の１種またはそれよシ多種の元素２重量憾ま でを含有し、その場合は、この粉末の熱噴霧によシ得られた層の適用条件でその よ５な追加的元素の使用を可能くする。更に耐熱および耐食の所望の特性に関し て、特にそれらの間の特性を調和させる観点から、０゜！〜ｊ重量重量子リブデ ンおよび／またはチタンまたはタンタルの合金への添加を考慮してもよい。

例１ 次の重量噛組成を有する合金を、１００℃／秒の冷却速度の微粒化装置で液体状 態から噴霧（微粒化）する。

０、／未満　Ｃ 残部　Ｆ・ 得られた粉末は粗さを示す不規則形状の粒子からなっている。−ｌ！ｏから＋２ ７ミクロンの粒子寸法にスクリングの後、粉末の比表面積を粉末冶金で周知の方 法で測定する。得られた比表面積値は７００　ｄ　／　ｊｌと７　ｊ　Ｏａ／　 ／　ＪＦとの間にあった。

得られた粉末を、通常タイプの火炎溶射装置（特Ｋ。

出願人の装置ＣＤ８　２０　０００タイプ）を用いて。

８ｔ　３７鋼の２つの試験片上に噴霧し、ＤＩＮｊｏ／１０規隼にもとずいて、 得られた層の引き裂き強度を測定する。この引き裂き試験によって、２１．０と Ｊ　Ｏ。

ＯＮ／ｄとの間にある結合強度値を得ることができ旭例コ 例１で用いた粉末を、粒子寸法−７！〜＋３７ミクロンのム１２０５粉末とｚｏ ：ｚｏの重量割合で混合し。

次いでこの混合物を、含硫黄雰囲気での厳しい酸化条件下の炉に用いられるべき 部品表面に熱噴霧によって噴霧する。非常な耐摩耗性を示すＪ　！　Ｎ　／ｄの 結合強度を持つ自己接着性が得られた。

手続補正書（方幻 昭和６１年６月１２日 ’ＰＣＴ／ＣＨ８５１０００１１ ２１１発明の名称 熱　噴　霧　材　料 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 カストラン　ソシエテ　アノニム ４、代理人 東京都千代田区丸の内三丁目２番３号 電話東京（２１１）２３２１大代表 昭和６１年５月８日 国際調査報告

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. １．クロム１０〜３０重量％、アルミニウム１〜２５重量％、炭素０．５重量％ 未満、ニッケル１０重量％未満、残部鉄の組成の溶融合金を、少なくとも４００ ℃／秒の冷却速度で液体状態から微粒化して、−１５０から＋２７ミクロンの粒 子寸法および５００ｃｍ２／ｇを超える比表面を有する粉末をつくることを特徴 とする熱噴霧用粉状材料の製造法。
2. ２．冷却速度が６００℃／秒と５０００℃／秒との間にあることを特徴とする請 求の範囲第１項記載の方法。
3. ３．粉末の比表面が７５０ｃｍ２／ｇを超えることを特徴とする請求の範囲第１ 項または第２項記載の方法。
4. ４．合金が、Ｚｒ、ＣｅおよびＹから選ばれた１種またはそれより多種の元素を ２重量％まで含有することを特徴とする請求の範囲第１〜３項のいずれか１項記 載の方法。
5. ５．合金が、０．５〜５重量％のモリブデンおよび／または０．５〜５重量％の チタンを含有することを特徴とする請求の範囲第１〜４項のいずれか１項記載の 方法。
6. ６．請求の範囲第１〜５項のいずれか１項に記載の方法によってつくられた粉末 を含有する、熱噴霧用材料。
7. ７．少なくζも２０重量％の前記粉末と８０重量％までの少なくとも１種の粉状 硬質材料とを混合物の形で含有することを特徴とする請求の範囲第６項記載の材 料。
8. ８．前記硬質材料が金属酸化物および炭化物から選ばれたものであることを特徴 とする請求の範囲第７項記載の材料。
9. ９．少なくとも２０重量％の前記粉末と、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、ＴｉおよびＣｒから 成る群より選ばれた８０重量％までの金属粉末とを混合物の形で含有することを 特徴とする請求の範囲第６〜８項のいずれか１項記載の材料。
10. １０．鉄、ニッケルまたはコバルトを主とする合金８０重量％までを含有するこ とを特徴とする請求の範囲第６〜８項のいずれか１項記載の材料。
11. １１．請求の範囲第６〜９項のいずれか１項記載の材料を、基材上に自己接着層 を熱噴霧によって沈着させるための用途。