JPWO2011010400A1 - 耐溶融金属部材および耐溶融金属部材の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(実施形態1)
図4の高速ガス溶射装置300には、筒状ガス供給部310が設けられている。X軸方向視において、筒状ガス供給部310のガス排出口である筒状ガス供給孔310aは、噴射口103aを包囲している。そのため、筒状ガス供給孔310aから噴出したガスにより筒状のガスドームが形成される。噴射ノズル103から噴射された燃焼ガスは、このガスドームの内部をX軸方向に移動する。ガスとしては空気だけではなく窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス等の非酸化性ガスおよびプロパンガス、アセチレンガス等の可燃性ガスを使用することも可能である。
図6は図4の高速ガス溶射装置を使用して被溶射材204としてのロールに溶射する方法を模式的に示した模式図である。溶射材料は、溶射材料供給ノズル104より超音速で流れる燃焼ガス203の中に吹き込まれ加熱、加速される。この加熱、加速された溶射材料は、被溶射材204に吹き付けられることにより、成膜して溶射皮膜205となる。被溶射材料が酸化しないように筒状ガス供給部310aより筒状のガス流で形成されたガスドームが供給される。筒状ガス供給部310aから噴射されるガス流として非酸化性ガスを使用する場合には、酸化防止効果を高めることができる。一方、非溶射材204が矢印方向に回転することにより、溶射皮膜がガスドームの内部から退避して、大気に晒される。ここで、溶射直後の溶射皮膜の温度は800℃程度あり、溶射材料の酸化開始温度である250℃〜350℃より高い。そのため、溶射直後の溶射皮膜は、大気に晒されることにより、表面が酸化してその上に形成される新たな溶射皮膜との結合力が低下する。そこで、本実施形態では、冷却ガス吹き付けノズル206により溶射皮膜205の表面に冷却ガスを吹き付けている。これにより、溶射直後の溶射皮膜205の表面が急速に酸化開始温度以下に冷却されるため、溶射皮膜205の酸化を防止できる。冷却ガスとして窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス等の非酸化性ガスを使用するとより効果が大きい。
幅30mm×長さ50mm×厚さ5mmの平板を用いた。溶射条件は灯油量19.7リットル/h、酸素量700Nリットル/minとした。
条件1:非酸化性筒状ガスドーム無し、非酸化性ガス吹き付け無し (ベース)
条件2:非酸化性筒状ガスドーム有り、非酸化性ガス吹き付け無し
条件3:非酸化性筒状ガスドーム有り、非酸化性ガス吹き付け有り
溶射粒子2の周囲には溶融粒子1の酸化物5が生ずることにより、溶融粒子1間の結合力を弱めると共に貫通気孔4が生成されやすくしていた。
[0010]
図2は従来の溶射皮膜内に亜鉛が浸入した状態の光学顕微鏡写真である。同図に示すように、溶射皮膜に亜鉛が浸入すると、腐食が進行して、溶射皮膜が剥離、損耗する。
[0011]
図3Aは、従来の溶射粒子が積層された状態を図示した断面図であり、図3Bは従来の溶射粒子よりも粒径が小さい微粉溶射粒子が積層された状態を図示した断面図である。溶射粒子を完全な球と仮定した場合に、隣接する溶射粒子の間に形成される隙間の大きさは、粒子径の三乗に比例する。そのため、溶射粒子の径を小さくすることにより、微粉粒子の充填率が向上して、溶融亜鉛が浸入しにくい緻密な溶射皮膜を生成することができる。
[0012]
そこで、本願発明は、(1)Znおよび/またはAlを含む溶融金属に接触する接触部位を溶射皮膜で覆った耐溶融金属部材であって、前記溶射皮膜を、平均粒子径が15μm以下の溶射粒子を高速ガス溶射機で溶射することにより形成したことを特徴とする。
[0013]
(2)(1)の構成において、前記溶射粒子には、Niおよび/またはCoを含ませることができる。
[0014]
(3)(1)または(2)の構成において、溶射ノズルから噴射された溶射粒子を、筒状のガス流で形成されたガスドーム内を移動させながら前記耐溶融金属部材に衝突させることを特徴とする。
[0015]
(4)(3)の構成において、前記ガスドームは、非酸化性ガスにより形成されていることが好ましい。
[0016]
(5)(1)から(4)の構成において、溶射直後の溶射皮膜表面に非酸化性ガスを吹き付けることが好ましい。
発明の効果
[0017]
本発明によれば、緻密な溶射皮膜を備えた耐溶融金属部材を提供することができる。
図面の簡単な説明
Claims (5)
- Znおよび/またはAlを含む溶融金属に接触する接触部位を溶射皮膜で覆った耐溶融金属部材であって、前記溶射皮膜を、粒子径が15μm以下の溶射粒子を溶射することにより形成したことを特徴とする耐溶融金属部材
- 前記溶射粒子は、Niおよび/またはCoを含むことを特徴とする請求項1に記載の耐溶融金属部材
- 溶射ノズルから噴射された溶射粒子を、筒状のガス流で形成されたガスドーム内を移動させながら前記耐溶融金属部材に衝突させることを特徴とする請求項1または2に記載の耐溶融金属部材の製造方法
- 前記ガスドームは、非酸化性ガスにより形成されていることを特徴とする請求項3に記載の耐溶融金属部材の製造方法
- 溶射直後の溶射皮膜表面に非酸化性の冷却ガスを吹き付けることを特徴とする請求項3または4に記載の耐溶融金属部材の製造方法
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