プラズマ溶射と低温プラズマ窒化処理の複合化による高機能ステンレス皮膜の開発

• 研究課題/領域番号: 22560737
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 材料加工・処理
• 研究機関: 地方独立行政法人大阪府立産業技術総合研究所 (2012); 大阪府立産業技術総合研究所 (2010-2011)
• 研究代表者: 足立 振一郎 地方独立行政法人大阪府立産業技術総合研究所, その他部局等, 研究員 (50359410)
• 研究分担者: 上田 順弘 大阪府立産業技術総合研究所, その他部局等, 研究員 (90359365)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2012年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2011年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2010年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
• キーワード: プラズマ溶射 / 低温プラズマ窒化 / 低温プラズマ浸炭 / オーステナイト系ステンレス鋼 / 耐摩耗 / プラズマ窒化 / プラズマ浸炭 / 溶射 / オーステナイト系ステンレス / 耐腐食 / 拡張オーステナイト / 拡散 / 窒素拡散

研究概要

プラズマ溶射したオーステナイト系ステンレス(SUS316L)溶射皮膜の耐摩耗性を改善するため,低温プラズマ窒化処理により窒素を過飽和に固溶した拡張オーステナイト(S相)について検討した.溶射粉末の粒径,プラズマトーチへの投入電力などプラズマ溶射条件を最適化することで,ステンレス鋼材の場合と同程度の膜厚を有するS相をSUS316L溶射皮膜に形成する技術を開発して,飛躍的な耐摩耗性の向上を達成した.さらに,低温プラズマ浸炭処理および浸炭処理と窒化処理の複合化処理に関しても検討を行い,S相の厚膜化および硬さ分布の改善などを達成した.

研究成果

• [雑誌論文] Formation of S-phase layer on plasma sprayed AISI 316L stainless steel coating by plasma nitriding at low temperature (2012)
  • 著者名/発表者名: Shinichiro Adachi, Nobuhiro Ueda
  • 雑誌名: Thin solid films 巻: 523 ページ: 11-14
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation of S-phase layer on plasma sprayed AISI 316L stainless steel coating by plasma nitriding at low temperature (2012)
  • 著者名/発表者名: Shinichiro Adachi, Nobuhiro Ueda
  • 雑誌名: Thin Solid Films 巻: 523 ページ: 11-14
  • DOI: 10.1016/j.tsf.2012.05.062
  • 査読あり
• [雑誌論文] Surface Hardness Improvement of Plasma-Sprayed AISI 316L Stainless Steel Coating by Low-Temperature Plasma Carburizing
  • 著者名/発表者名: Shinichiro Adachi, Nobuhiro Ueda
  • 雑誌名: Advanced Powder Technology 巻: (in press)
  • 査読あり
• [学会発表] Combined LowTemperature Plasma Carburizing and Nitriding of Plasma Sprayed Austenitic Stainless Steel Coating (2012)
  • 著者名/発表者名: 足立振一郎,上田順弘
  • 学会等名: ATSC2012
  • 発表場所: Tsukuba
  • 年月日: 2012-11-26
• [学会発表] SurfaceHardness Improvement of Plasma Sprayed AISI 316L Stainless Steel Coating by Low Temperature Plasma Carburizing (2012)
  • 著者名/発表者名: 足立振一郎,上田順弘
  • 学会等名: ICCCI2012
  • 発表場所: Kurashiki
  • 年月日: 2012-09-03
• [学会発表] rSUS316L溶射皮膜への複合低温プラズマ処理 (2012)
  • 著者名/発表者名: 足立振一郎,上田順弘
  • 学会等名: 日本溶射学会第95回全国講演大会
  • 発表場所: 広島市
  • 年月日: 2012-06-19
• [学会発表] 溶射技術による金属表面改質 (2012)
  • 著者名/発表者名: 足立振一郎,上田順弘
  • 学会等名: 府市連携セミナー
  • 発表場所: 大阪市
  • 年月日: 2012-02-07
• [学会発表] 溶射技術による金属表面改質 (2012)
  • 著者名/発表者名: 足立振一郎
  • 学会等名: 府市連携セミナー
  • 発表場所: 大阪産業創造館(大阪府)
  • 年月日: 2012-02-07
• [学会発表] SUS316L溶射皮膜への複合低温プラズマ処理 (2012)
  • 著者名/発表者名: 足立振一郎, 上田順弘
  • 学会等名: 日本溶射協会第95回全国講演大会
  • 発表場所: 鯉城会館(広島市)
• [学会発表] Surface Hardness Improvement of Plasma Sprayed AISI 316L Stainless Steel Coating by Low Temperature Plasma Carburizing (2012)
  • 著者名/発表者名: Shinichiro Adachi, Nobuhiro Ueda
  • 学会等名: THE FOURTH INTERNATIONAL CONFERENCE ON THE CHARACTERIZATION AND CONTROL OF INTERFACES FOR HIGH QUALITY ADVANCED MATERIALS
  • 発表場所: ホテル日航倉敷(倉敷市)
• [学会発表] Combined Low Temperature Plasma Carburizing and Nitriding of Plasma Sprayed Austenitic Stainless Steel Coating (2012)
  • 著者名/発表者名: Shinichiro Adachi, Nobuhiro Ueda
  • 学会等名: 5th Asian Thermal Spray Conference
  • 発表場所: つくば国際会議場(つくば市)
• [学会発表] ステンレス溶射皮膜への低温プラズマ浸炭処理による表面硬さの改善 (2011)
  • 著者名/発表者名: 足立振一郎,上田順弘
  • 学会等名: 日本溶射学会第94回全国講演大会
  • 発表場所: 名古屋市
  • 年月日: 2011-11-14
• [学会発表] ステンレス溶射皮膜への低温プラズマ浸炭処理による表面硬さの改善 (2011)
  • 著者名/発表者名: 足立振一郎, 上田順弘
  • 学会等名: 日本溶射協会第94回全国講演大会
  • 発表場所: ウインクあいち(愛知県)
  • 年月日: 2011-11-14
• [学会発表] rSUS316L溶射皮膜の低温プラズマ浸炭処理によるS相の形成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 足立振一郎,上田順弘
  • 学会等名: 日本金属学会第149回講演大会
  • 発表場所: 宜野湾市
  • 年月日: 2011-11-07
• [学会発表] SUS316L溶射皮膜の低温プラズマ浸炭処理によるS相の形成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 足立振一郎, 上田順弘
  • 学会等名: 日本金属学会秋期(第149回)講演大会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター(沖縄県)
  • 年月日: 2011-11-07
• [学会発表] Formation of S-phase Layer on Plasma Sprayed AISI316L Stainless Steel Coating by Plasma Nitriding at Low-temperature (2011)
  • 著者名/発表者名: 足立振一郎,上田順弘
  • 学会等名: 第24回プラズマ材料科学シンポジウム
  • 発表場所: 吹田市
  • 年月日: 2011-07-20
• [学会発表] Formation of S-phase Layer on Plasma Sprayed AISI316L Stainless Steel Coating by Plasma Nitriding at Low-Temperature (2011)
  • 著者名/発表者名: 足立振一郎, 上田順弘
  • 学会等名: 第24回プラズマ材料科学シンポジウム
  • 発表場所: 大阪大学銀杏会館(大阪府)
  • 年月日: 2011-07-20
• [学会発表] ステンレス溶射皮膜への低温窒化処理によるS相の厚膜化の検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 足立振一郎,上田順弘
  • 学会等名: 日本溶射学会第93回全国講演大会
  • 発表場所: 大阪市
  • 年月日: 2011-06-06
• [学会発表] ステンレス溶射皮膜への低温窒化処理によるS相の厚膜化の検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 足立振一郎, 上田順弘
  • 学会等名: 日本溶射協会第93回全国講演大会
  • 発表場所: たかつガーデン(大阪府)
  • 年月日: 2011-06-06
• [学会発表] ステンレス溶射皮膜への低温プラズマ窒化処理の検討 (2010)
  • 著者名/発表者名: 足立振一郎,上田順弘
  • 学会等名: 日本溶射協会第92回全国講演大会
  • 発表場所: 川崎市
  • 年月日: 2010-11-29
• [学会発表] ステンレス溶射皮膜への低温プラズマ窒化処理の検討 (2010)
  • 著者名/発表者名: 足立振一郎
  • 学会等名: 日本溶射協会第92回全国講演大会
  • 発表場所: 川崎市産業振興会館(神奈川県)
  • 年月日: 2010-11-29