減圧プラズマ溶射法によるホウ化物系サ-メット溶射皮膜の開発

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03650595
• Research Institution: Kinki University
• Principal Investigator: 合田 進 近畿大学, 理工学部・経営工学科, 教授 (20153744)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 沖 幸男 近畿大学, 理工学部・経営工学科, 講師 (10118010)
• Keywords: ホウ化物 / サ-メット / 減圧プラズマ溶射 / 溶射皮膜 / 界面反応

Research Abstract

遷移金属ホウ化物(MoBおよびZrB_2)と遷移金属(FeおよびNi)との組み合せで,減圧プラズマ溶射を行った.溶射粉末には,ホウ化物粒子のまわりをバインダ金属で取り囲んだ形態の複合粉末を用い,バインダ金属成分の量を出来るだけ少なくすることを試みた.
溶射皮膜の組織観察を行うとともに,研磨した基材上に1層のみ溶射した試料を用いて,個々の溶着粒子の組織観察を行い,ホウ化物とバインダ金属との濡れ性,反応性について検討した結果,次の知見が得られた:
1.MoBーNi,ZrB_2ーNiともに濡れ性は良好であり,界面反応物の生成はわずかであった.
2.MoBーFe系では,溶射中の界面反応が激しく,良好な皮膜は期待できなかった.
3.ZrB_2ーFe系の場合,濡れ性がわるく,界面での接合が不十分であった.
以上の結果から,バインダ金属としてNiを選び,MoBーNi,ZrB_2ーNi系を中心に検討を進めた.
MoBiーNi系では,MoB粒子表面を覆うのに必要最小限の18mass%Niを添加した複合粉末で良好な皮膜が得られ,その室温での硬さはHv1500に達している.ZrB2ーNi系では,ZrB_2ー35mass%Ni造粒粉末を用いて,同程度の硬さの皮膜が得られた.しかし,造粒粉では組織が不均一になり,気孔も幾分多くなった.複合粉末により組織の均一化をはかるとともに,界面の接合状態も改善する必要がある.
当初より,ホウ化物固有の特性を発揮させるように,バインダ金属量を最小にすることを試みてきた.その結果,緻密な皮膜を再現性よく形成させることが困難であった.今後は,安定した皮膜形できるようバインダ金属量を幾分増加させ,ホウ化物とバインダ金属界面の反応を検討し,有効な成分系を決定して後に,バインダ金属量を最小にすることを試みる.