专利摘要:

公开号:WO1986000648A1
申请号:PCT/JP1985/000376
申请日:1985-07-04
公开日:1986-01-30
发明作者:Tsukasa Sakurada
申请人:Shinshu Ceramics Co., Ltd.;
IPC主号:C23C4-00
专利说明:
[0001] 明 箱 . 害
[0002] 発明の名称 :微粉体の流動化処理方法および
[0003] これを用いる溶射方法.
[0004] 技術分野
[0005] 本発明は溶射技術分野、 セラミ ックス浼結体等の分寄で用い る原材料としての锒粉体の流 特性を改善することに関する ό ' またさらに本発明は、 上記の'潦動特性の改蓍さ,れた徵粉体を 射材料として用い、 均一かつ.緻密な溶射皮膜を得る溶射方法に 関する。
[0006] • 背景技術 .
[0007] 金尿、 セラ ミ ック、 サーメ ツ ト等の敏粉体の溶射抹料を溶射 トーチによ て溶融して素材に噴き付け、 素材上に皮膜を形成 する、 いわゆる溶射技術の分舒、 あるいはアルミ ナの.敏粉体を' 焼結するセラ ミ ツク ス産業の.分翳等で、 微粉体が多用されてい る。
[0008] これらの溶射皮膜あるいは焼結体等において、 その組镞は、: · より緻密かつ.均—であることが望まれる ·
[0009] しかしながら 例えば溶射皮膜は溶融粒子の積.展によって形 成される.ため、. .皮膜.内に気孔や結合不良の部分が存在し、 皮臏 が不均一になり易いという問題点がある。 のため、 例えば半 導体装置等の精密分野への進出が驵まれ.ている
[0010] 溶射方法には、 熱.濂としてガスを用いるガス溶射方法、 ブラ ズマジュ ッ ト溶射方法、 :アーク溶射方法がある <» このうち、 ガ ス溶射方法は設備突 'が少なくて済むという利点がある。
[0011] しかし、 ガス溶射方法:によるときは粉状体から成る溶射材料 を溶かすエネルギ.一が十分でない.た:め.、 溶射後溶融粒子の積層 . によつて素材表面に形成さ.れるガス溶射皮隳の伏態が不良と.な り、 '溶射皮膜内 '気 ¾や結令不良の部分が存在し、 溶射皮膜が- 不均一になりやすい : 'という上述の欠点が特に顕著にあらわれる のである。 .
[0012] また、 一般 ガス-、 プラズマ、 アーク等の溶射方法による..と きは、 素材め篋度を 200 ¾ ¾下に保って溶射でき、 素材の熟:変 形を生じさせ.にく い利点がある。
[0013] しかしガス溶射:方法によるとき.は、 ガス溶射トーチから熟風 を吹き付けで行う ものである'ため、 素材がプ:ラスチック、 木材、 紙、 小型物品など、 低融点、 '低発火点、 低熱容量もの (以下高 溘弱体という) .であるときは、 素材が溶鲟、 癸火、 変形してし ま.うなどの不具合が'ある .
[0014] したがって、 ガス溶射法に.よるときは、 上..記の高 a弱体への 溶射は無理とされ、 まして特に高融点であるセラ ミ ツクス.. 'を溶 射材料とする高溘弱体への溶射は全く不可能であった。
[0015] このような ¾滠弱体への溶.射には、 プラズマ溶射、 アーク溶 射が主として行わ.れるが、 プラズ 溶射にあっては:.、 装镢が大 型でラン.ニングコズ トが高いという藺題^があり、 またアーク 溶射にあっては 熟風が生じないため素材が傷まな: 点におい ては良好であるが、 金 ¾材料は溶射できても導電性'のないセラ ミ ックスは全く溶射できないという.問題点がある。 またブラズ マ溶射 ァーグ溶射におい:ても、 ガス溶射程でない.にしても、 溶射皮膜內に気孔や結合不良が生じ、 皮膜が不均一になり易い という前述の簡題 ^点を抱えているのである β
[0016] 溶射方法によつ:て気孔や:結合不良のない均一な皮'嫫を得るた めには、 できる馄り雜かい鈸粉体の溶射材料を用いればよい, しかレながら、 これら溶射材料..は、 例えば锆¾ ¾ ルミ ナを 破砕機によって破碎じて徵粉体に形成するため、 敏粉体表面に ば锐.角.部が生じている。 このため溶射トーチに欲粉体を供袷す る場合に、 散粉体!^士が銳角部によって力 ミ ツキ結合して大粒 . : 子となる、 いわゆる:ブリ ッジ現象が生じる。 このブリ ッジ現象: は微粉体が細かい程顕著 生じる。 このためせっかぐ截粉体を 使用しても、 上記プリ ッジ現象によって木粒子化し、 锒粉体を 用いる効果が生じないばか か、 ブリ ッジ現象が生じた大粒子 とプリ ツジ現象が生.じない粒子とが混在するため、 溶射ト "チ によって瞳射する際、 瞳射に.波'打ち現象が生じ、 得られた皮膜 , 厚さにバラツキが生.じるという棼害がある。
[0017] このため 来における溶射法においては、 溶射材料は粒径が
[0018] 5 // mのものが限界であり'、 これより も粒径の小さなものは不 可飽とされていた。;
[0019] • 発明者は、 上記の'ように 5 ni £i下の溶射材料は用いること.' ができないのは、 溶射技術そものに欠 があ.るわけではなく .、: 溶射 トーチ等に供給'する前設階での溶射材料のプリ ッジ現象に 問題があることに鑑がみ、 钕粉体の浼動特性を改菩すること:で、 5 m以下の超徼粉体を溶射材料として使用しえ、 溶射皮膜の 緻密度を向上させることができるのみならず、 ガス溶射方法に よる前述の問題点をも一挙に解決できるこどを見い出した。 : ' 発明の関示
[0020] 即ち本発明の目的は、 ブリ ッジ:現象を生ずることな く安定し て定量供袷が可能な锇粉体. 提供しう る敏粉体の浚動化 ^理方 - 法を提供するにあり、 その'特徴は、 锒粉体に垓钕粉.体よりあ小 径の锒粉体を混入するところにある。
[0021] 'また本発明の目的は、 上記の流勤特性め改善された敏粉体を . 溶射材料.として用い、 均一かつ緻密な溶射皮胰を搽ることので . きる溶射方法を提供するにあり、 .その特徵は、 微粉体に、 該锇 ' - 粉体より も小径の後粉末を混入した溶射材料を用いて素材上に 溶射するところにあ 。
[0022] 図面の簡箄な.鋭明 '
[0023] 第 1·図は镟粉体のブリ ッジ現象を.示す ¾明 、 第 2図は無定 ' 形钹粉末の介在伏態を示す説明図.である i
[0024] 発明を実施するための最良め形態"
[0025] 第 1図は截粉体.問士のカミ.ッキによるブリ ッジ現象を示す♦ 図に'示すように微粉体.の鋭角部同士の力 ミ ツキによってブ:リ V ジ現象が生じる * このブリ ッジ現象ば前記したように欲粉体が 一 5 i m以下の小粒で、 径が小さ く なればなる程顕著に生じる。
[0026] - なお従来における.敏粉体の浼勤化処理方法にお ては、 截粉体 · を界面活性剤で処理して、 敏粉体表面に界面活性剤の皮膜を形 : 成し、 敏粉体に疎水性を付与して、 敏粉体め淆り耷よくす:る :· 琿方法があることを付記する。 しかしながら:この方法によるも、 粒子径が犬なるときは有効と言え:るが、 粒子搔が 5 / . m以下の : 細かいものである.ときば、 やはり.カ ミ ツキによるプリ ッジ現象 の.発生を抑えられない。
[0027] 本発明において特徴.的なことは、 第 2図に示すように徵粉体
[0028] 1 0 .に、 微粉体 1 0よりも粒径の小さな锇粉末 1 ·2を混入させ . るところにある, 該混入させる钕粉末は無定形のものが特に纾 . ましい。 無定彤徵粉末はアモルフ ス伏シリ カ、 アモルファ ス : 状アルミ ナなどがある 無定形截粉末 1 :2 は図に示されるよ にほぼ球伏をなし、 これが欲粉体 Γ 0の間瞎内に介在する: と から、 まず徵粉体 1 0同士.を遠ざけ、.物理的に敏粉体 1 0 锐 : 角部同士の力 ミ ツキを少なくする。 またさらに散粉体 1 0が必. 要橱所に拱袷あるいは輪送される際無定形钹粉末 1 ·2が転勤す る、 いわゆるべアリ ング効果を生ずるこ;とから、 钕粉体 1 0の : 表 1
[0029] 流動速度は 2. 4 の穴径、 Samp l e 70g使用
[0030] 測定く り返し数 n == 6 ) - 安息角及び流勤速度.測定懊の檁準.倡差 ( ) から再現性ば.十分 あることが判断される。
[0031] 流動特性の代表値として安息角のみを用いることを目的に実 際に代表し得るか.否か安息.角と流動.特性;の相関分折をおこな てみお。
[0032] その結果危険率' 5 %で有意であることが判った。 次は無定形粉末:としてァモルフブスシリ カを添加した場合 流勖弒験結果で.ある ·
[0033] ( 1 ) £2 -Tiひ 2;系粉末 53〜i5# a の粒径.
[0034] 入荷原料粉 ·: 安息角
[0035] a--.5· (く り返し) ί ΐ =49β.32' a -0.39'
[0036] ァ¾ルフア スンリカ添加 (添 ¾量. 0.4D
[0037] n - .5 Τ = 37 20' a -0.45'
[0038] ( 2 ) A 03 粉末. 25〜 5 酿 の粒径.
[0039] 入荷原料粉 : 安息角,.
[0040] n = 5 (く り返し) X =64*.15'' ΰ =2 50".
[0041] ァモルフプ ス.シリカ添加 (添如 ¾ 1 .5¾)
[0042] : η = 5 . =38:07 ο =0.49'
[0043] ( 3〉 A ^ OfTii 系粉末 . 25〜 5 p の粒搔;
[0044] 入荷原料粉 安息角
[0045] n = 5 : (ぐり返し) -56.°05' tf =0. 2'
[0046] ァモル:フプスシリ カ添 Si (添加量 0.6 H.) . ·
[0047] n = 5 了 38:50' 0.43'
[0048] 以上の通 ¾かなり有効であることが確認された。
[0049] ( 4 ) A £a ( T i 02:系粉末 5 M down Free - 入荷原料粉 .. 安息角
[0050] n = 1 90:00'
[0051] アモルファス .リ カ添加 (添如:量 6.5
[0052] n = 5 (ぐり.'返し) tf =0.85' :
[0053] ( 5 ) さらに 5^ι» down Free .の粉末に!づいて ½理を行ったが . : 同様に効果の確認が出来た これにより超徵粉末の.定量供.袷が - ': ほぼ可能になつた
[0054] 上記の流動試験結果から明らがなよう,に無定形&粉末を混入 ·. すること^よ て安息角が小さ く な .、 流動性が改善される, さらに微粉^の供袷、 輪送等には振動等が加わるから、 無定形 敏.粉末の転動によるペアリ ング劲果によつて、 さらに流動性が 向上する。 これによつて敏粉体が 5 mより小径のものであつ ても前記:した.よ なブリ ッジ現象がほとんど:生じない .
[0055] 次に上 mのように流動化&理した微粉体を溶射材料と'して髙 温弱体上へガス溶射.じた実施例を示す。 ■
[0056] (実施例) ,
[0057] 実施例 1
[0058] 原料として、 A (60%) 、 Ti 0i (40%) の複合粉末 にァモルフ τスシリ力 0,6 %添加 たものを用いて、 下地鉛理 としてサン ドブラス ト した ABS擀脂母材 (装铣用 化粧品用-ケ ース) 上にガス溶射した。 溶射条拌は袠 1 に示す。 A Oa 、. T10, の粒度分布は 5〜25#RI であったが、..ァモルフ 1スシリ- カを 0.6 %添加し-たことにより、 安 、角が 55 ' から 38 · に向上 した。 ..
[0059] 厚さ 0.3 ^の均一、 かつ緻密な溶射皮腠が得られた。 母材の 変形も生;じなかった。
[0060] 表 1
[0061] また ¾ 弱^と.して上記の抱に.、 厚さ OO !B ボリエステ ルフィル 、.木材.、 紙、 ;ガラスを いたところ、 上記:と同様の 好結果が得られた。 .
[0062] なお溶;射材..料として、 上記の A 、 Ti 02等のセラ ミ ック スであ.る:場合、 潞等の高温弱体への溶射は、 ガス瑢射ト一チの 火力、 度柢下を図る と、.例えば従来 2700で程度から 2000 ¾程度にするのがよい また炎の火力が'なお強ければ、 ガス溶 射トーチからの殖出スビー ドを低.下させ、 あるいは冷却、 加速 用の ァを強く:す《などレて素材 .彘度上昇を防ぐとよい。; . この SP速甩'エアを冷却源と.して用いることは特に重要であ:り、 ポリ エステルフィル.ム、 羝等 時に髙滠に弱い素材よベの溶射 はこれによって初めて可能となる。 .
[0063] 上記においては髙 弱体上への溶射を試みたが、 金厲等の髙.
[0064] ¾強体上への溶射においても、 前述 ごと く溶射材料 ^ブ ツ :; ジ現象が生じていないから、 該溶射.方法によって均一、 かつ緻 密な皮膜を得ることができる。
[0065] また上記'においてはガス溶射方法による実施例を示したが、 低温溶射が.可饞であるプラズマジ ッ ト镕射方法に ;おいても均 ―.、 かつ敏密な.皮膜.を得ることができるのはもちろんである。
[0066] さらに.、 溶射材料が導電性のものであると.きは、 アーク溶射 : 方法によっても均一、 かつ緻密な皮膜を得ることができる,
[0067] またセラ ミ ツクスに導電性を要求する場合などは、 金) Sその 他の導電性.物質をセラ ミ ックス原料にあらかじめ添加して溶射 するよう;にするとよい。
[0068] 実施例 2
[0069] 原料として、 A 0 ( 60 % ) 、 T 10 , ( 40 % ) の複合粉末に ' ァモルフプスシ 'リ カ 0. 8 %添加したものを甩いて、 卞地処理と してサン ドブラス 卜した ABS樹脂母材 (装统用、 化粧用ケ ス) 上にガス溶射した。 A £ 0; <■ Τ ί Ο^ の粒度分市は 5 u * 以下 .
[0070] であったが、 アモルファ スシリカを 0 . 6 %添加したことにより、 . 安息角が 60 ·付近から 40 '付近まで向上した, .
[0071] 厚さ 0. 3*a の Sめて緻密でかつ均一な溶射皮膜が得られた .
[0072] 母材の変形も:生じなかった *
[0073] 溶射条件実験^ほぼ表 1 に示すと同様であるが、 溶射材料が 小径のゆえに、.火力濫度は実施例 1 よ ¾ 'も低下させるこ;とがで . きた 実旄例. Γに示す、 ftの髙温篛 上への瑢射はより好遒に行え f . - 実施例 3 : ' ·
[0074] 原料として a 粉末にァモルファスシリ力 1 %添加したもの を用いて; 下処理としてサンドブラス ト した ABS榭胞母材 (装 飾用、 化粧品用ケース) 上にガス溶射した · Α ί粉末の粒度分 布は 44〜10#ia であつ.たが、 ァモルフプスシリ 力を 1 添加す ることにより、 安息角 65 ·から 31'· ( ^ = 2.2 η *5.) に向 上した。 ·
[0075] 厚さ 0,15«mの均一、 かつ緻密な溶射皮膜が得られた。 母材め 変形も生じなかった。
[0076] 溶射条件ば原料供狯量が 10s /min であり、 他の条件は表 1 と同じである。
[0077] また A£粉末として、 粒度が.5. ί» 以下のものを甩いたとこ ろ、 上記と同様な好結果が得られた。
[0078] A £粉末の代わりに、 Cu.、 Ni、 Fe-' Ni- Cr合金、 Sn、 Cu- Zo 合金の各钕粉体を溶射材料として用いたところ、 各 上記:と同 様の好結果が得られた。
[0079] 実施例 4 ·
[0080] 原材料として、 AA BI ダウ ンフ リ一の 粉末に、 0,36 #m の Ciiの锒粉末を 5 %添加したものを用いた * この Cuの截粉末-を添 加することによって安息角が 39 ' から 3 8 · に向上した。
[0081] 溶射条袢は実施例 3と苘搽であ';る。
[0082] やは 均 "^、 かつ敏密な溶射皮:膜が得られた,
[0083] なお上記の Cu.の敏粉末に界面活性剤に,よる疎水化 &理を 31じ. たところ、 安息角を一展向上でき、:より均 、 かづ緻密な溶射 皮膜が得られた-。 以上 0ように本発:明によれば :
[0084] ①敏粉体に、 該锇粉:休よりも小搭の鈸粉末を混入すること.によ つて安息角が小さ く なる.ことから明らかなように浼動特性が 改善される。
[0085] そして、 このように敏粉末を混入した钕粉体を必要 (S所に 供袷、 輪送する場合、 供袷、 輪送時に振動.が加わ から、 锒 粉末の転動による.; アリ ング効 mによつてさらに流動性が向 上す'る。 これによつて敏粉体が 5 ti n より小径のものであつ : ても前記したようなブリ ツジ現象がほとん:ど生じない。 . ·
[0086] こ ように流勤化 ½理した锇粉体は、 溶射技術に'おける溶 射材料として、 またセラミ ックスの.焼結体:の頃料として有 . に用いうる,
[0087] ②溶射材料として用いるときは、 上記のプリ yジ現象が原因す る、 溶射材料の溶射トーチからの脈動拱給が防止しえ、 さ ら. に 5 よりも小径の微粉体を溶射材料として用いることが できるから、 均 でかつ緻密な溶射皮膜を得ることができる, 特に、 溶射材料を溶かすエネルギーが十分でないガス溶射 方法においても.、 溶射材料としての徵粉体、 5 Μ » 以下の超 镟粉末.を使用することが^ ί能とな'づたから榕射材料を十分に 溶解しえ、 ブラ.ズ々ジヱ ッ ト溶射、 アーク溶射に匹锒する凝 密で高品質の溶射皮膜を提供できる。 :このガズ溶射装置は轻 便、 可搬で設備費の安価な従来型装置をそのま用いることが でき、 ブラズ:マジェ y ト溶射等に比し'てランユングコス トが '格段に低くて済む利点がある .
[0088] 特に i i¾融点 セラ ミ ックス欲粉体で ;あっても、 小径の:钹粉 体を用いるこ:とによつてガス溶射でも;十分に涫解する.ことが でき、;セラ ミ:ツクス溶射技術分野にお:いて、 従来のプラ:.ズマ ジ フ ト溶射に加えて、 ランニンダコス トが低くて济.むガス' 溶射方法が 1 追加されたことになる .
[0089] ③溶射方法ばもと と素钛の溢 を 200 *5程度にしか上昇させ - ないから、 素材の :変形等を生じさせない点で有利であったが、. '■ . 本発萌.方法におい;:ては、 超钹粉体を用いてのより低濠での^
[0090] . 解が可能となり、 'プラス -チック、 ガラズ 木材、 1»、 小型物: 品等の低融点、 低発火点 :、 低熱容量のいわゆる高 a弱^上へ. . の溶射が可接となった · ·
权利要求:
Claims

ί 3 請求 ¾画
I . 欲粉体に、:該微粉体より も小径の锒粉末を混入することを 特徴とする锇粉^め流勤化処理方法,'
2 . 請求の乾'西 1 に いて、 敏粉末として無定形钕粉末を ¾い ることを特徵とする後粉体の流動化 ¾ϊ理方法, .
3 . 精求の範面 1 に:おいて、 敏粉体の.粒径が 5 # m以下である . 徵粉体の流動化処理方法,·
4 , 請求 0範囲 1 において、 徵粉^および/または微粉末にあ らかじめ界面活性剤による疎水処理したものを用いることを 特徴とする锇粉体の流動化処理方法。 ;
5: . 請求の範通 1 において 後粉末の.混入量が钕粉体に対して
0. 1重量 以上である敏粉末の流動化処理方法。
6 . 請求め範面: 1 において、 混入する敏粉末は無定^のものを ' 用い、 該無定形截粉末が微粉体と同犲愛のものである敏粉末
の浼動化処理方法。
7 . 搔求.の範囲: 1 において.、 敏粉末は無定形のものを用い、 該 :: 無定形徴粉末が敏粉体と異材質のものである锒粉体の浼勒化 ' ' 処理方法 .
8 . 微粉体に、 .該敏粉体よりも小径の锇粉未を混入した.溶射材 料を用いて素紂上に溶射する .とを特散とする溶射方法。
9 , 箝求の範面 8において、 敏粉末として無定形敏粉末を用い · るこ とを特徴.とする溶射方法。 '
10. 請求め範囲 8において、 ガス.溶射法を用いる溶射方法 β
II . 請求の範囲 S において、 素材が、 ブラスチック、 木材、 羝、 ガラス、 ·小型物品等の高溘弱体.である溶射方法。:
12. 請求の範囲 8において、 溶射する ^粉体がセラミ ックスで
ある溶射方法'
13 ¾求め範西 8 おい..て、 素材が ブラズチック、 木材、 抵、 ガラス、 小型物品等の ¾溫弱^ あり、 溶射材料としてセラ- -ミ ックスを用い、 ガス溶射 トーチの S度を 2000で程度の低温 にして前記素材上に溶射することを特徴と.する溶射方法,
14. 請求の範囲 8 において、 加速用圧箱空気によって溶射物を · 加速して素材表面に溶射物をぶつけると同時に、 · 該加逮用汪 縮空気によって素栻表面を冷却することを特微とする溶射-方 法。
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同族专利:
公开号 | 公开日
AU4544785A|1986-02-10|
引用文献:
公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
法律状态:
1986-01-30| AK| Designated states|Designated state(s): AU KR US |
1986-01-30| AL| Designated countries for regional patents|Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LU NL SE |
1986-03-13| COP| Corrected version of pamphlet|Free format text: PAGE 5 INSERTED;FOLLOWING PAGES RENUMBERED |
优先权:
申请号 | 申请日 | 专利标题
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