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実用金属中最も軽量で、比強度に優れるマグネシウム合金を基材とし、溶射法により、耐熱・耐摩耗性に優れる複合合金を製造するための実験的検討がなされた。汎用フレ-ム溶射、プラズマ溶射、高速フレ-ム溶射の適用性が評価された。耐熱・耐摩耗材料としてNiーWC、WCーCo、およびCr_3C_2ーCo系サ-メットが、皮膜層の密着性促進用下地溶射材料としてAlが選択され、基材AZ31表面に積層された。更に、溶射層と基材の結合を向上させるため、加熱拡散熱処理が付加された。得られた複合材料の組織および機械特性の概要は以下の通りである。
1.高速フレ-ム溶射は、採用した溶射法中、最も良好な皮膜を形成でき、目標とする傾斜組成溶射複合合金の製造に適することが判った。同法は、原料粉末の結晶構造を殆ど変えずに、WC及びCo_3W_3C相から成る緻密で密着性の良い皮膜を形成でき、その硬度はHv800〜1200に達した。一方、プラズマ溶射は、WC相の大部分を分解し、Wを主相とする皮膜を形成し、緻密ではあったが、硬度はHv400以下の低い水準に停滞した。汎用フレ-ム溶射サ-メット皮膜は、多孔質で極めて密着性に劣るため、特性に限界があった。下地溶射アルミニウム皮膜は、何れの溶射法によっても密着強度では十分な水準に達しており、加熱拡散処理に適うものであった。
2.440℃、30分の加熱拡散処理により、Al溶射皮膜は基材AZ31と相互拡散反応し、金属間化合物Al_2Mg_3、Al_3Mg_2を生成すると同時に、組織が緻密化され、硬さも増大した。また、同処理は複合材表層部に傾斜組織を形成し、最表層部炭火物サ-メット溶射皮膜と基材の結合の強化に寄与する。
3.本複合合金は、サ-メット層の複合化により、焼入鋼材を約20倍越える耐摩耗性能を有した。本溶射法は実用マグネシウム合金の耐熱、耐摩耗化の推進に貢献するものと期待できる。
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