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JPS6131182B2 - - Google Patents
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JPS6131182B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6131182B2
JPS6131182B2 JP9700078A JP9700078A JPS6131182B2 JP S6131182 B2 JPS6131182 B2 JP S6131182B2 JP 9700078 A JP9700078 A JP 9700078A JP 9700078 A JP9700078 A JP 9700078A JP S6131182 B2 JPS6131182 B2 JP S6131182B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tungsten carbide
powder
sprayed
thermal
coating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP9700078A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5524946A (en
Inventor
Sumio Kamyama
Hiroshi Fukuda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokuden Co Ltd Hyogo
Original Assignee
Tokushu Denkyoku Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokushu Denkyoku Co Ltd filed Critical Tokushu Denkyoku Co Ltd
Priority to JP9700078A priority Critical patent/JPS5524946A/en
Publication of JPS5524946A publication Critical patent/JPS5524946A/en
Publication of JPS6131182B2 publication Critical patent/JPS6131182B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/04Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
    • C23C4/06Metallic material

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は主として耐摩耗用及び/又は耐腐食用
の溶射被膜を作るためのタングステンカーバイト
系の溶射材料に関するものである。 従来タングステンカーバイト系溶射材料はタン
グステンカーバイト粉末とコバルト金属粉末等の
他の成分の粉末とをそのまま混合したもの、又は
タングステンカーバイトとコバルト金属粉末等の
他の成分の粉末とをそのまま造粒した粉末、タン
グステンカーバイト粉末の表面にコバルト金属粉
末等の他の成分の粉末等を単に接着剤で接着させ
しめた粉体又はコバルト金属粉等タングステンカ
ーバイト粉末以外の成分の粉体等の表面にタング
ステンカーバイト粉を単に接着剤で接着せしめた
粉末等を使用している。 しかしながらこれら従来の溶射材料はすべてタ
ングステンカーバイト粒子の全表面又は1部分が
露出しているため次のような欠点がある。 (イ) 溶射時の粉末の飛行中に溶粉粉末のタングス
テンカーバイトが空気と接触して炭素が酸化除
去され、溶射被膜中の炭素品位が低下して溶射
被膜の性質が低下する。 (ロ) 溶射時に溶射面に衝突した溶射粉末の1部が
反射飛散して所謂溶射材料の歩留が低下する。 (ハ) 溶射時にコバルト等他の成分はもとよりタン
グステンカーバイトの1部も溶解して溶射被膜
中にタングステンカーバイトと他の成分との共
晶合金部分等が多量に生成され溶射被膜の物理
的、化学的性質を低下せしめる。 (ニ) 溶射時の溶射粒子の堆積現象において、タン
グステンカーバイトが露出したまま溶射体表面
に衝突するため溶射膜内でタングステンカーバ
イト同志の結合部分や溶射体とタングステンカ
ーバイトとの直接の結合部分が存在する。タン
グステンカーバイト同志の結合力や溶射体とタ
ングステンカーバイトとの直接の結合力は弱
く、溶射膜に亀裂や剥離の現象が発生しやすく
なり、溶射膜を厚くすることができない。 (ホ) タングステンカーバイト系自溶性合金を溶射
材料として使用する場合、タングステンカーバ
イトの全表面又は1部が露出しているため再溶
融中に炭素の燃焼によるガスが発生し、被膜表
面で発泡現象を生じ、ブローホールやミクロホ
ールが発生する等の欠点がある。 (ヘ) 従来のタングステン系溶射材料は普通プラズ
マ溶射のみで施工され、一般的で安価な設備で
行なう火炎による溶射では優れた溶射被膜を作
ることができない。 本発明者等は上記に鑑み、溶射材料と溶射被膜
との間の炭素品位の差が少なく、溶射材料の歩留
が高く、溶射被膜にタングステンカーバイト系自
溶性合金として使用する場合ブローホールやミク
ロホールの少ない溶射被膜を作ることが可能で、
しかも火災による溶射で優れた溶射被膜を作るこ
とのできるタングステンカーバイト系溶射材料を
開発することを目的として鋭意研究した結果逐に
本発明に到達したもので、本発明は(イ)タングステ
ンカーバイト微細粉末又は(ロ)タングステンカーバ
イトを含む微細粉と略称するタングステンカーバ
イト微細粉と他の成分を1個の粒子に含むか又
は/及びタングステンンと炭素及び他の元素の1
種又は複数種の元素の化合物、又は(ハ)タングステ
ンカーバイト微細粉とタングステンカーバイトを
含む微細粉との混合物のそれぞれに金属及び/又
は他の成分をメツキ法によつて被覆した溶射材料
又は該メツキ法によつて被覆した溶射材料を主成
分とするタングステンカーバイト系溶射材料の微
細粉の粒度―15ミクロン+3ミクロンの一次微細
粉粒子を造粒し、さらに該微細粉粒子を粒度−74
ミクロン+5ミクロンの二次粒子の粉末に造粒し
てなるタングステンカーバイト系溶射材料を提供
するものである。 本発明に使用されるタングステンカーバイトと
はタングステンと炭素との化合物であつてWC,
W2C,W3C等のタングステンと炭素とが化合し
たものの総てを含むものである。 タングステンカーバイトを含む粉末とはタング
ステンカーバイトと他の成分例えば金属炭化物、
金属窒化物、金属酸化物などを1個の粒子に含む
か又は/及びタングステンと炭素、及び他の元素
の1種又は/及び複数種の元素の化合物例えば、
WTiC,Co2W4C,FeW3C,(CrFeWMo)23C6
を1個の粒子に含むものである。 メツキ法とは化学気相メツキ法、真空蒸着法、
電解メツキ法、スパツターリング法等の全ての気
相メツキ法、電解メツキ法、加圧水素還元法等の
液相メツキ法を含むものである。 金属又は/及び他の成分をメツキ法によつて被
覆するとは、前記の粉体の粒子にコバルト、ニツ
ケル、鉄、クロム、アルミニウム、ホウ素等の金
属又はこれらの金属の2種以上の合金及び/又は
タングステンカーバイト以外の金属炭化物、ホウ
素化合物、金属酸化物、金属窒化物又は合成樹脂
等の他の成分の単独又は2種以上で合金、化合物
の状態又は/及び積層の状態でメツキ法によつて
被覆することである。 第1図はタングステンカーバイト微細粉にコバ
ルト金属をメツキ法によつて被覆した本発明のタ
ングステンカーバイト系溶射材料の一実施例の倍
率1000倍の顕微鏡写真で不定形のタングステンカ
ーバイトが完全にコバルトメタルによつてメツキ
されていることが分る。 同様に第2図はタングステンカーバイト微細粉
にニツケル金属をメツキ法によつて完全に被電し
た本発明のタングステンカーバイト系溶射材料の
他の一実施例の倍率1000倍の顕微鏡写真で、第1
図の場合と同様に不定形のタングステンカーバイ
トが完全にニツケルメタルによつてメツキされて
いることが分る。 第3図はタングステンカーバイトの微細粉にコ
バルト金属をメツキ法によつて被覆した後、造粒
した本発明の一実施例の倍率1000倍の顕微鏡写真
でそのためタングステンカーバイト微細粉の夫々
の粒子がコバルト金属でメツキされ、全体として
溶射に好適な粒度となつていることが分る。 第4図は比較のために示した市販のタングステ
ンカーバイト―コバルト粉を使用して溶射した溶
射被膜の断面の倍率200倍の顕微鏡写真で、空孔
部分及び共晶合金部分が多いことを示している。 更に第5図は本発明によるタングステンカーバ
イト―コバルト粉を使用して溶射した溶射被膜の
断面の倍率200倍の顕微鏡写真で第4図と比較し
て空孔部分及び共晶合金部分が少なく、溶射被膜
として耐食性及び耐摩耗性が大である。 本発明の溶射材料は従来品と比較して次の利点
がある。 (i) 溶射材料が金属又は/及び他の成分でメツキ
法によつて被覆されているため溶射時の飛行中
に炭素が空気中の酸素によつて酸化除去される
ことが少ない。 従つて溶射被膜中の炭素品位の低下による性
能劣化を抑えることができる。 (ii) 溶射面に衝突した溶射粉末のうち、反射する
粒子が少なく所謂溶射材料の歩留が高い。 (iii) 溶射材料が金属又は/及び他の成分でメツキ
法によつて被覆されているため溶射時に先づ金
属又は/及び他の成分が溶射解する、従つて金
属又は/及び他の成分を溶解させ、タングステ
ンカーバイトの溶解を抑えてタングステンカー
バイト―金属又は/及び他の成分との共晶部分
の少ない溶被膜を作ることができる。そのため
共晶部分によつて発生する溶射被膜の性能低下
を抑えることができる。 (iv) 溶射粒子の堆積現象において、タングステン
カーバイトは金属又は/及び他の成分で被覆さ
れているため溶射膜内でタングステンカーバイ
ト同志の結合やタングステンカーバイトと溶射
体との結合部分がなく、溶射膜中の粒子間結合
が強固となり溶射被膜を厚くしても亀裂を発生
することが少なく所謂溶射膜を厚くすることが
できる。 (v) タングステンカーバイト系の自溶性合金等を
使用する場合において、タングステンカーバイ
トの全表面が金属又は/及び他の成分で被覆さ
れているため再溶融処理時に炭素の燃焼による
ガスの発生量が少なく、被膜表面で発泡現象を
生ずることがなく、ブローホールやミクロホー
ルの少ない溶射被膜を作ることができる。 (vi) 微細粉にコーテイングした微細粉を造粒した
造粒粉末をA粉、粗粉にコーテイングした粉末
をB粉とすると、 (イ) A粉は微細なタングステンカーバイト粉末
それぞれが、タングステンカーバイトの融点
よりも低い融点を有する金属で被覆されてお
り、粗粉のタングステンカーバイトを使用し
たB粉よりも化学成分偏析が少ない溶射被膜
を得ることができるので、溶射被膜の機械的
性能が安定し、かつ耐食、耐摩耗性が向上す
る。 (ロ) 粗粉のタングステンカーバイトを使用した
B粉は、溶射時被覆金属が溶けてもタングス
テンカーバイト自体はほとんど溶融しない粉
末も多く存在する。 それらの溶融しなかつたタングステンカー
バイトの質量が大きいほどはね返る力が大き
く、結合剤の役目をする被覆金属だけではね
返りを防止することが困難となり、溶射面に
は被覆金属のみ溶着し溶融しなかつたタング
ステンカーバイトの多くは脱落する。ところ
がA粉は微細なタングステンカーバイト粉そ
れぞれが被覆金属で覆われており、溶射時に
溶けないタングステンカーバイトが存在して
いても、はね返る力は小さく被覆金属が結合
剤となつてはね返りを防止する。又A粉とB
粉を1個の粉末として比較した場合、A粉の
方がはるかに表面積が大きくなり、低融点金
属である被覆金属が溶けた時見掛け上融体が
多く発生し、溶射面に衝突した溶射粉末のう
ち、反射する粒子が少なくなる。 以上よりA粉の方が所謂溶射材料の歩留が
高くなる。 (ハ) A粉を使用した溶射被膜は微細なタングス
テンカーバイトの間を被覆金属が結合剤とし
て存在しB粉の溶射被膜よりもはるかに微細
な結晶組織となる。脆いタングステンカーバ
イトが微細結晶になるほど耐衝撃性に優れて
いる点から、A粉の溶射被膜の方が耐衝撃性
に優れていることは明らかである。 (ニ) A粉を形成する一次粒子のタングステンカ
ーバイトは微細粉末であり、粗粒のタングス
テンカーバイトを使用するB粉よりも溶射面
は、はるかに滑らかとなり、仕上げ加工が簡
単である。 タングステンカーバイト微細粉、タングス
テンカーバイトを含む微細粉、及びこれらの
混合微細粉に金属又は/および他の成分を被
覆する方法には前記の如く気相メツキ法、液
相メツキ法等があり気相メツキ法には化学気
相メツキ法、真空蒸着法、スパツターリング
法等があり、液相メツキ法には電解メツキ
法、加圧水素還元法等の方法があるが、本発
明は何れを採用するも差支えない。 実施例 1 タングステンカーバイト微細粉に化学気相メツ
キ法でコバルトを被覆した溶射材料でWC83%、
Co17%、粒度−74+37ミクロンのものをプラズ
マ溶射機でSS41の溶射体に溶射した。又同一条
件で市販のWC―Co系溶射材料(品位、粒度等も
同等品のもの)を溶射した被膜夫々に4号珪砂を
圧力5Kg/cm2の圧縮空気で角度20゜で耐ブラスト
エロージヨン試験をした結果、市販の溶射被膜の
約1.5倍の耐ブラストエロジヨン性能が得られ
た。 実施例 2 化学気相メツキ法で製造したNi、35%、Si、
2.5%、B、2.5%、Cr、3%、残WC―Coの本発
明の粉末及びNi33%、Si、2.0%、B、2.0%、
Cr、9%、WC―Co、50%の市販の自溶性合金
を同一条件で夫々2個のスラツジ搬送ポンプスリ
ーブにプラズマ溶射機で溶射したスラツジ搬送ポ
ンプを同一条件で稼動させた場合の両者の摩耗量
と時間との関係を第6図に示した。第6図より本
発明品の方が最大摩耗深さで測定した耐摩耗性が
優れていることが分る。 実施例 3 タングステンカーバイト微細粉に化学気相メツ
キ法でニツケルを被覆した本発明の溶射材料をグ
ランド型式のスラリーポンプのシヤフトのグラン
ドパツキンと接触する部分に溶射した。 搬送する液は5〜15%の硫酸溶液中に350ミク
ロン以下の硫安粉末を含む液である。 従来はSUS316のシヤフトを使用し、連続使用
時間が2週間程度であつたものが上記の溶射処理
することによつて2ケ月以上の連続使用に耐え
た。 実施例 4 タングステンカーバイトの微細粉それぞれに化
学気相メツキ法でコバルトを被膜したWC83%、
Co17%、粒度−15ミクロン+3ミクロンの一次
微細粉粒子を造粒し、粒度−74ミクロン+37ミク
ロンの二次粒子粉末を製造した。 実施例4によつて得られた二次粒子の性能は下
記の通りである。 (1) 溶射被膜の耐摩耗性 プラズマ溶射被膜の摩耗試験結果を第7図に示
す。摩耗試験はエメリー紙ロールにる摺動摩耗
量の測定によるもので、第7図のように市販品
の約1.5倍、粗粉にコーテイングした粉末の約
1.3倍の耐摩耗性を示した。粒度が5ミクロン
未満の粒はプラズマ溶射や火炎の噴流にのら
ず、飛散して溶射表面に密着することなく堆積
し、以後その面への健全な溶射被膜の形成をさ
またげる。即ち密着強度の低下を来す欠点があ
り、また粒度が74ミクロンを超過した粒は加熱
不足のため溶射面に密着せず、反射して粉末の
溶射歩留りを低下させる欠点がある。試験条件
は摩耗速度17.3m/分、荷重2.0Kgcm2である。 (2) 溶射歩留 溶射歩留試験の結果を表1に示す。 歩留は材質SUS420、径60mm、長さ30mm、肉厚
3mmの円筒状母材表面中央に、かつ円周方向に
幅約10mm、被膜厚0.4mmにプラズマ溶射を施
し、溶射被膜重量と粉未使用重量から算出し
た。 表1は各粉末材料につき10回の実験で測定し
た値の平均値である。
The present invention mainly relates to a tungsten carbide-based thermal spray material for producing a wear-resistant and/or corrosion-resistant thermal spray coating. Conventional tungsten carbide thermal spray materials are either a mixture of tungsten carbide powder and powders of other components such as cobalt metal powder, or granules of tungsten carbide and powders of other components such as cobalt metal powder. surface of tungsten carbide powder, powder of other components such as cobalt metal powder simply adhered with adhesive to the surface of tungsten carbide powder, or powder of components other than tungsten carbide powder such as cobalt metal powder A powder made by simply bonding tungsten carbide powder with an adhesive is used. However, all of these conventional thermal spray materials have the following drawbacks because the entire surface or a portion of the tungsten carbide particles are exposed. (b) During the flight of the powder during thermal spraying, the tungsten carbide in the melt powder comes into contact with air and carbon is oxidized and removed, reducing the quality of carbon in the sprayed coating and deteriorating the properties of the sprayed coating. (b) During thermal spraying, a portion of the thermal spray powder that collides with the thermal spraying surface is reflected and scattered, reducing the so-called yield of thermal spraying material. (c) During thermal spraying, not only other components such as cobalt but also a part of tungsten carbide are dissolved, and a large amount of eutectic alloy parts of tungsten carbide and other components are formed in the thermal sprayed coating, causing physical damage to the thermal sprayed coating. , deteriorating chemical properties. (d) In the deposition phenomenon of thermal spray particles during thermal spraying, the tungsten carbide collides with the surface of the sprayed object while being exposed, resulting in the bonding of tungsten carbide with each other within the sprayed film or the direct bond between the thermal spraying object and tungsten carbide. Part exists. The bonding force between tungsten carbide and the direct bonding force between the sprayed body and tungsten carbide are weak, and cracks and peeling phenomena tend to occur in the sprayed film, making it impossible to increase the thickness of the sprayed film. (e) When using a tungsten carbide self-fluxing alloy as a thermal spraying material, the entire surface or part of the tungsten carbide is exposed, so gas is generated due to carbon combustion during remelting, and foaming occurs on the coating surface. There are drawbacks such as the occurrence of blowholes and microholes. (f) Conventional tungsten-based thermal spray materials are usually applied only by plasma spraying, and it is not possible to create an excellent thermal spray coating by flame spraying using general, inexpensive equipment. In view of the above, the present inventors have found that there is little difference in carbon quality between the thermal sprayed material and the thermal sprayed coating, and that the yield of the thermal sprayed material is high, and that when used as a tungsten carbide-based self-fusing alloy in the thermal sprayed coating, blowholes and It is possible to create a sprayed coating with few microholes,
In addition, the present invention was arrived at as a result of intensive research aimed at developing a tungsten carbide thermal spray material that can produce an excellent thermal spray coating by thermal spraying due to fire. Fine powder or (b) Tungsten carbide-containing fine powder, abbreviated as tungsten carbide fine powder and other components in one particle, or/and one of tungsten, carbon and other elements.
A thermal spray material or a compound of one or more elements, or (c) a mixture of fine tungsten carbide powder and fine powder containing tungsten carbide, each coated with metal and/or other components by a plating method. Primary fine powder particles of particle size -15 microns + 3 microns of fine powder of tungsten carbide thermal sprayed material whose main component is the thermal sprayed material coated by the above-mentioned method are granulated, and further the fine powder particles are granulated with particle size -74.
The present invention provides a tungsten carbide thermal spray material which is granulated into a powder of micron+5 micron secondary particles. Tungsten carbide used in the present invention is a compound of tungsten and carbon.
It includes all combinations of tungsten and carbon such as W 2 C and W 3 C. Powder containing tungsten carbide means tungsten carbide and other components such as metal carbide,
Containing metal nitrides, metal oxides, etc. in one particle or/and compounds of tungsten, carbon, and one or more other elements, for example,
One particle contains WTiC, Co 2 W 4 C, FeW 3 C, (CrFeWMo) 23 C 6 , etc. What is the plating method? Chemical vapor plating method, vacuum evaporation method,
This includes all gas phase plating methods such as electrolytic plating and sputtering, as well as liquid phase plating methods such as electrolytic plating and pressurized hydrogen reduction. Coating metals and/or other components by the plating method means coating the powder particles with metals such as cobalt, nickel, iron, chromium, aluminum, boron, or alloys of two or more of these metals. Or metal carbides other than tungsten carbide, boron compounds, metal oxides, metal nitrides, or other components such as synthetic resins, singly or in combination, in the form of alloys, compounds, and/or laminations, by the plating method. It is to cover it. Figure 1 is a micrograph at 1000x magnification of an example of the tungsten carbide sprayed material of the present invention, in which fine tungsten carbide powder is coated with cobalt metal by the plating method. It can be seen that it is plated with cobalt metal. Similarly, FIG. 2 is a micrograph at 1000x magnification of another example of the tungsten carbide thermal spray material of the present invention, in which fine tungsten carbide powder is completely electrified by plating nickel metal. 1
As in the case shown in the figure, it can be seen that the irregularly shaped tungsten carbide is completely plated with nickel metal. Figure 3 is a micrograph at a magnification of 1000 times of an example of the present invention in which fine tungsten carbide powder is coated with cobalt metal by the plating method and then granulated. It can be seen that the particles are plated with cobalt metal, and the particle size as a whole is suitable for thermal spraying. Figure 4 is a micrograph at 200x magnification of a cross section of a thermally sprayed coating using commercially available tungsten carbide-cobalt powder for comparison, showing that there are many pores and eutectic alloy areas. ing. Furthermore, FIG. 5 is a micrograph at a magnification of 200 times of a cross section of a thermally sprayed coating using the tungsten carbide-cobalt powder according to the present invention, and shows that there are fewer pores and eutectic alloy portions than in FIG. 4. It has high corrosion resistance and wear resistance as a thermal spray coating. The thermal spray material of the present invention has the following advantages compared to conventional products. (i) Since the thermal spray material is coated with metal and/or other components by the plating method, carbon is less likely to be oxidized and removed by oxygen in the air during the thermal spray flight. Therefore, performance deterioration due to a decrease in carbon quality in the sprayed coating can be suppressed. (ii) Of the thermal spray powder that collides with the thermal spray surface, fewer particles are reflected, resulting in a high yield of the so-called thermal spray material. (iii) Since the sprayed material is coated with metal or/and other components by plating method, the metal or/and other components will be dissolved first during thermal spraying. By melting the tungsten carbide, it is possible to suppress the dissolution of the tungsten carbide and create a melted coating with a small amount of eutectic portions between the tungsten carbide and the metal and/or other components. Therefore, deterioration in performance of the sprayed coating caused by the eutectic portion can be suppressed. (iv) In the deposition phenomenon of sprayed particles, since tungsten carbide is coated with metal and/or other components, there is no bonding between tungsten carbides or bonding between tungsten carbide and the sprayed body within the sprayed film. The bond between the particles in the sprayed film becomes strong, and even if the sprayed film is made thicker, cracks are less likely to occur, and the so-called thicker sprayed film can be made. (v) When using tungsten carbide-based self-fusing alloys, the entire surface of tungsten carbide is coated with metal and/or other components, so the amount of gas generated due to carbon combustion during remelting treatment. It is possible to create a sprayed coating with fewer blowholes and microholes without causing foaming on the surface of the coating. (vi) Powder A is the granulated powder obtained by granulating the fine powder coated on the fine powder, and Powder B is the powder coated on the coarse powder. It is coated with a metal that has a melting point lower than that of the tungsten carbide, and it is possible to obtain a thermal sprayed coating with less chemical component segregation than B powder, which uses coarse tungsten carbide powder, so the mechanical performance of the thermal sprayed coating is improved. It is stable and has improved corrosion and wear resistance. (b) Among the B powders that use coarse tungsten carbide, there are many powders in which the tungsten carbide itself hardly melts even if the coating metal melts during thermal spraying. The greater the mass of the unmelted tungsten carbide, the greater the force of repulsion, and it becomes difficult to prevent the repulsion only with the coating metal, which acts as a binder. Most of the tungsten carbide will fall off. However, in Powder A, each fine tungsten carbide powder is covered with a coating metal, so even if there is tungsten carbide that does not melt during thermal spraying, the rebound force is small and the coating metal acts as a binder to prevent rebound. . Also A powder and B
When comparing the powder as a single powder, powder A has a much larger surface area, and when the coating metal, which is a low melting point metal, melts, an apparently large amount of melt is generated, and the sprayed powder collides with the sprayed surface. Of these, fewer particles will be reflected. From the above, powder A has a higher yield of so-called thermal spray material. (c) The thermal sprayed coating using powder A has a much finer crystal structure than the thermal spraying coating using powder B because the coating metal exists as a binder between fine tungsten carbide particles. Since the finer the brittle tungsten carbide becomes, the more excellent the impact resistance is, it is clear that the thermal spray coating made of powder A has better impact resistance. (d) Tungsten carbide, the primary particle forming Powder A, is a fine powder, and the sprayed surface is much smoother and easier to finish than Powder B, which uses coarse-grained tungsten carbide. As mentioned above, methods for coating tungsten carbide fine powder, fine powder containing tungsten carbide, and mixed fine powder thereof with metal and/or other components include the vapor phase plating method and the liquid phase plating method. Phase plating methods include chemical vapor plating method, vacuum evaporation method, sputtering method, etc., and liquid phase plating methods include electrolytic plating method, pressurized hydrogen reduction method, etc., which are adopted in the present invention. There is no problem in doing so. Example 1 Thermal spray material made of fine tungsten carbide powder coated with cobalt by chemical vapor plating method, WC83%,
Co 17%, particle size -74+37 microns was sprayed onto SS41 spray body using a plasma spray machine. Also, under the same conditions, a commercially available WC-Co thermal spraying material (of the same quality, particle size, etc.) was sprayed onto each coating, and No. 4 silica sand was sprayed at an angle of 20° with compressed air at a pressure of 5 kg/cm 2 for blast erosion resistance. As a result of testing, it was found to have approximately 1.5 times the blast erosion resistance of commercially available thermal sprayed coatings. Example 2 Ni, 35%, Si, manufactured by chemical vapor plating method
Powder of the present invention with 2.5%, B, 2.5%, Cr, 3%, balance WC-Co and Ni33%, Si, 2.0%, B, 2.0%,
A commercially available self-fusing alloy of 9% Cr and 50% WC-Co was sprayed onto two sludge transport pump sleeves using a plasma spraying machine under the same conditions. Figure 6 shows the relationship between the amount of wear and time. From FIG. 6, it can be seen that the product of the present invention has better wear resistance as measured by the maximum wear depth. Example 3 The thermal spraying material of the present invention, in which fine tungsten carbide powder was coated with nickel using a chemical vapor plating method, was thermally sprayed onto the shaft of a gland type slurry pump in a portion that would come into contact with the gland packing. The liquid to be conveyed is a liquid containing ammonium sulfate powder of 350 microns or less in a 5-15% sulfuric acid solution. Conventionally, a shaft made of SUS316 was used, and the continuous use time was about two weeks, but by applying the above thermal spraying treatment, it can be used continuously for more than two months. Example 4 WC83%, in which fine tungsten carbide powder was coated with cobalt by chemical vapor plating,
Primary fine powder particles containing 17% Co and having a particle size of -15 microns + 3 microns were granulated to produce secondary powder particles with a particle size of -74 microns + 37 microns. The performance of the secondary particles obtained in Example 4 is as follows. (1) Wear resistance of thermal sprayed coating Figure 7 shows the results of the abrasion test of the plasma sprayed coating. The abrasion test was performed by measuring the amount of sliding wear on an emery paper roll, and as shown in Figure 7, it was about 1.5 times that of the commercially available product, and about 1.5 times that of the powder coated with coarse powder.
It showed 1.3 times higher wear resistance. Particles with a particle size of less than 5 microns are not carried by plasma spraying or flame jets, but are scattered and deposited on the sprayed surface without adhering to it, thereby hindering the formation of a healthy sprayed coating on that surface. That is, there is a drawback that adhesion strength is reduced, and particles with a particle size exceeding 74 microns do not adhere tightly to the sprayed surface due to insufficient heating and are reflected, resulting in a reduction in the spraying yield of the powder. The test conditions were a wear rate of 17.3 m/min and a load of 2.0 kgcm 2 . (2) Thermal spray yield The results of the thermal spray yield test are shown in Table 1. The yield was determined by plasma spraying on the center of the surface of a cylindrical base material of SUS420 with a diameter of 60 mm, length of 30 mm, and wall thickness of 3 mm, and a width of approximately 10 mm in the circumferential direction and a coating thickness of 0.4 mm. Calculated from the weight used. Table 1 shows the average values measured in 10 experiments for each powder material.

【表】 (3) 上記タングステンカーバイト溶射被膜の耐摩
耗試験結果を第7図に示した。 即ち実施例4によつて製造され、造粒された
本発明の溶射材料は、 (A) 微細な一次粒子のタングステンカーバイト
がコバルトで被膜されている為、 溶射時の飛行中に炭素が空気中の酸素に
よつて酸化除去されることが少ない、従つ
て溶射被膜中の炭素品位の低下にる性能劣
化を抑えることができる。 粗粉にコーテイングした粉末よりも1個
の粉末としては表面積がかなり大きくな
り、低融点金属であるCoが溶けた時見掛
け上融体が多く発生し、溶射面に衝突した
溶射粉末のうち、反射する粒子が少なく、
所謂溶射材料の歩留が高くなる。 溶射膜内でタングステンカーバイト同志
の結合やタングステンカーバイトと溶射体
との結合部分がなく、溶射膜中の粒子間結
合が強固となり溶射被膜を厚くしても亀裂
を発生することが少なく所謂溶射膜を厚く
することができる。 (B) 微細な一次粒子を粗粒化することによつて
粉末の送給性を向上するとともに、1個あた
りの粒の質量を大きく、かつタングステンカ
ーバイト粒そのものは微細化することにより
溶射面への衝突時に造粒粉1個あたりの力積
を大きくして圧潰させつつ堆積させ、微細粒
のタングステンカーバイトの堆積歩留が向上
する。 (C) 溶射被膜の使用環境が微細粉の摩耗を招来
するような場合には微細粉のタングステンカ
ーバイトが均一かつ密に分布する被膜が望ま
しく本発明はこの耐摩耗性に効果的である。 の効果を奏することが判明した。
[Table] (3) Figure 7 shows the results of the wear resistance test of the tungsten carbide sprayed coating. That is, the thermal spraying material of the present invention manufactured and granulated according to Example 4 has the following properties: (A) Fine primary particles of tungsten carbide are coated with cobalt; It is less likely to be oxidized and removed by the oxygen contained therein, and therefore performance deterioration due to a decrease in carbon quality in the sprayed coating can be suppressed. As a single powder, the surface area is much larger than that of powder coated on coarse powder, and when Co, a low melting point metal, melts, an apparently large amount of melt is generated. There are fewer particles that
The yield of so-called thermal sprayed materials is increased. There is no bonding between tungsten carbide or bonding between tungsten carbide and the sprayed material in the sprayed film, and the bonds between particles in the sprayed film are strong, so even if the sprayed film is thick, cracks will not occur, resulting in so-called thermal spraying. The film can be made thicker. (B) Powder feedability is improved by coarsening fine primary particles, the mass of each particle is increased, and the tungsten carbide particles themselves are made finer to improve the spray surface. When the granulated powder collides with the tungsten carbide, the impulse per granulated powder is increased and the granulated powder is crushed and deposited, thereby improving the deposition yield of fine tungsten carbide particles. (C) If the environment in which the thermal spray coating is used causes wear of the fine powder, it is desirable to have a coat in which the fine powder of tungsten carbide is uniformly and densely distributed, and the present invention is effective in improving this wear resistance. It was found that this effect was achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図、第2図は本発明のタングステンカーバ
イト系溶射材料の一実施例の倍率1000倍の図面代
用顕微鏡写真で、第1図は不定形のタングステン
カーバイトが完全にコバルトメタルによつてメツ
キされていることを示す。同様に第2図はタング
ステンカーバイトが完全にニツケルメタルによつ
てメツキされていることを示す。第3図は本発明
のタングステンカーバイト系微細粉の溶射材料を
造粒した場合の倍率1000倍の図面代用顕微鏡写
真。第4図は市販のタングステンカーバイトコバ
ルト粉を使用して溶射した溶射被膜の断面の倍率
200倍の図面代用顕微鏡写真。第5図は本発明の
溶射材料を使用して溶射した溶射被膜の断面の倍
率200倍の図面代用顕微鏡写真。第6図は本発明
品と市販品とのスラツジ搬送用ポンプのスリーブ
における使用時間による耐摩耗性の比較を示した
図である。第7図は実施例4によるタングステン
カーバイト溶射被膜の耐摩耗試験結果を示す。 1……本発明品の耐摩耗性特性を示す直線、2
……従来品の耐摩耗性特性を示す直線、3……市
販品、4……粗粉にコーテイングした粉末、5…
…微細粉にコーテイングした粉末の造粒粉末。
Figures 1 and 2 are micrographs (substituting for drawings) at a magnification of 1000 times of an example of the tungsten carbide thermal spray material of the present invention. Figure 1 shows that irregularly shaped tungsten carbide is completely covered with cobalt metal Indicates that it is plated. Similarly, FIG. 2 shows that the tungsten carbide is completely plated with nickel metal. FIG. 3 is a micrograph used as a drawing at a magnification of 1000 times when the tungsten carbide-based fine powder thermal spray material of the present invention is granulated. Figure 4 shows the magnification of the cross section of the sprayed coating using commercially available tungsten carbide cobalt powder.
A 200x magnification photomicrograph instead of a drawing. FIG. 5 is a 200x magnification photomicrograph of a cross section of a thermally sprayed coating that was sprayed using the thermal spraying material of the present invention. FIG. 6 is a diagram showing a comparison of the wear resistance of the sleeve of a sludge conveying pump between the product of the present invention and a commercially available product depending on usage time. FIG. 7 shows the results of the wear resistance test of the tungsten carbide sprayed coating according to Example 4. 1... Straight line showing the wear resistance characteristics of the product of the present invention, 2
... Straight line showing the wear resistance characteristics of conventional products, 3 ... Commercial product, 4 ... Powder coated on coarse powder, 5 ...
...A granulated powder coated with fine powder.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 (イ)タングステンカーバイト微細粉、又は(ロ)タ
ングステンカーバイトを含む微細粉と略称するタ
ングステンカーバイト微細粉と他の成分を1個の
粒子に含むか又は/及びタングステンと炭素及び
他の元素の1種又は複数種の元素の化合物又は(ハ)
タングステンカーバイト微細粉とタングステンカ
ーバイトを含む微細粉との混合物のそれぞれに金
属及び/又は他の成分をメツキ法によつて被覆し
た溶射材料又は該メツキ法によつて被覆した溶射
材料を主成分とするタングステンカーバイト系溶
射材料の微細粉の粒度―15ミクロン+3ミクロン
の一次微細粉粒子を造粒し、さらに該微細粉粒子
を粒度―74ミクロン+5ミクロンの二次粒子の粉
末に造粒してなるタングステンカーバイト系溶射
材料。
1 (a) Tungsten carbide fine powder, or (b) tungsten carbide-containing fine powder, which is abbreviated as tungsten carbide fine powder and other components in one particle, or/and tungsten, carbon, and other components. Compounds of one or more elements or (c)
The main component is a thermal sprayed material in which a mixture of fine tungsten carbide powder and fine powder containing tungsten carbide is coated with metal and/or other components by a plating method, or a thermal sprayed material coated by the plating method. The primary fine powder particles of the tungsten carbide thermal spray material having a particle size of -15 microns + 3 microns are granulated, and the fine powder particles are further granulated into secondary particles with a particle size of -74 microns + 5 microns. Tungsten carbide thermal spray material.
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