ガストンネル型プラズマ容射による高品質セラミックスコ-ティングの作製

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01550564
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 小林 明 大阪大学, 溶接工学研究所, 助教授 (70110773)
• Keywords: ガストンネル型 / プラズマ溶射 / セラミックスコ-ティング / ジルコニア皮膜 / 高品質溶射皮膜 / ビッカ-ス硬度 / 溶射粒子の付着特性 / 特性溶射距離

Research Abstract

本年度は、ガストンネル型プラズマ溶射により、高品質セラミックスコ-ティングとして主にジルコニア皮膜を様々な溶射条件で作製し、その皮膜品質を解明するとともに、溶射粒子の付着特性を調べ皮膜品質との関連を明らかにした。
まずガストンネル型プラズマ溶射により作製したジルコニア、チタニアの皮膜において、アルミナ皮膜の場合と同様、良好な品質の皮膜が得られる臨界溶射距離が、それら溶射粒子の付着特性より求めた特性溶射距離L^*(w)とよく一致することが分かった。
つぎに、ジルコニア皮膜については、以下のことを明らかにした。
1.アルミナ皮膜の場合と同様、近距離溶射において気孔が少なく、緻密な高硬度ジルコニア皮膜が得られる。P=24kWの場合、溶射距離L=20mmではビッカ-ス硬さHv=1250の高い値が得られる。
2.ト-チ形状としてダイバ-タノズル直径が大きくなると、皮膜硬度は低下する。ガスダイバ-タノズル直径が大きい場合には、ト-チ入力を増大させると、高硬度ジルコニア皮膜が作製できる。この皮膜の硬度特性に対する溶射条件の影響については、粉末供給量を増加させると、皮膜硬度が高くなる。また、トラバ-ス速度を小さくしても高硬度が得られている。
3.ガストンネル型プラズマ溶射では、近距離溶射において、従来型プラズマ溶射と比較して、20%以上ビッカ-ス硬度の高い高品質のジルコニア皮膜が得られる。この場合の従来型プラズマ溶射の皮膜中には大きな気孔が非常に多く、またクラックの発生が見られる。
4.X線回折などにより溶射皮膜の構造を解析した結果、ガストンネル型プラズマ溶射によるジルコニア溶射皮膜においては、溶射粉末の溶融、再凝固により結晶化が進んでいることが分かっている。

Research Products

• [Publications] 小林 明: "“ガストンネル型プラズマ溶射装置による溶射粒子の付着特性とセラミックス皮膜特性"" 溶接学会誌. 8ー4. 457-463 (1990)
• [Publications] Akira Kobayashi: "“High Hardness Zirconia Coating by Gas Tunnel Type Plasma Spraying"" Trans.of JWRI. 19ー2. (1990)
• [Publications] 荒田 吉明: "“セラミックス溶射とその応用"" 日刊工業新聞社, 231 (1990)