(57)【要約】【課題】より機械的特性に優れたＡｌ基合金成形体を提供することを課題とする。【解決手段】本発明に係るＡｌ基合金成形体は、準結晶粒子分散構造を有し、且つＡｌ含有量が９７〜９８ａｔ％であるＡｌ基合金からなる粉末を用いてコールドスプレー法にて形成したことを特徴としている。このようにＡｌ基合金の粉末の性状と組成を限定し、さらにコールドスプレー法による施工によって皮膜の強度が向上する。具体的には、押出し加工バルク材と比較して９０％以上の強度を有するようになる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
準結晶粒子分散構造を有し、且つＡｌ含有量が９７〜９８ａｔ％であるＡｌ基合金からなる粉末を用いてコールドスプレー法にて形成したことを特徴とするＡｌ基合金成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コールドスプレー法によって形成されたＡｌ基合金成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、非特許文献１や特許文献１に記載されているように、コールドスプレー（Ｃｏｌｄ Ｓｐｒａｙ）法によって基材の表面に皮膜を形成する方法が知られている。この方法は、皮膜材料の融点または軟化点よりも低い温度に設定した超音速で流れるガスに皮膜材料の粉末を同伴させ、粉末を高速で基材の表面に衝突させることにより、固相状態のままで粉末の粒子を塑性変形させて皮膜を形成する。このようなコールドスプレー法によれば、緻密な組織で密度の高い皮膜を基材の表面に形成することができる。当然のことながら、コールドスプレー法により作製した積層体を強度部材として使用するためには、皮膜自体の優れた機械的特性が必要となる。
【０００３】
しかしながら、非特許文献１や特許文献１に記載されているコールドスプレー法によって得られる皮膜は、他の皮膜形成技術（溶射、めっきなど）と比較して緻密な皮膜が形成されるものの、皮膜材料である粉末を熱間押出しにより作製したバルク材の場合と比較すると、機械的特性が乏しい。この現象は、押出し加工により作製されたバルク材では粉末同士が極めて強固に結合されているのに対して、コールドスプレー法により作製された皮膜が構造的な欠陥である微小な空隙を多く含むためであると考えられる。
【０００４】
そこで、より機械的特性に優れた準結晶粒子分散アルミ合金の開発が進められている。例えば、特許文献２に記載の技術がある。この特許文献２には、アルミニウムを主成分とする溶湯が過冷却されてなるアルミニウム基合金であって、前記溶湯は、準結晶を形成するＱ元素と、当該準結晶の形成を補助するＰ元素と、前記溶湯の過冷却状態を安定化させると共に前記準結晶の晶出を遅らせるＳ元素とを含み、アルミニウム結晶相またはアルミニウム過飽和固溶体相中に、準結晶が分散していることを特徴とするアルミニウム基合金が開示されている。
【０００５】
また、特許文献３に記載の技術もある。特許文献３には、準結晶粒子分散アルミ合金粉末を固相状態で構造を維持したまま皮膜を形成する技術が開示されている。具体的には、積層装置によって基材上に、マトリクス中に準結晶粒子を分散させた準結晶粒子分散合金を前記準結晶粒子の分解温度以下の温度で積層させることにより、準結晶粒子分散合金積層材を製造することを特徴とする準結晶粒子分散合金積層材の製造方法、マトリクス中に準結晶粒子を分散させた準結晶粒子分散合金を基材上に積層してなることを特徴とする準結晶粒子分散合金積層材、および基材上にマトリクス中に準結晶粒子を分散させた準結晶粒子分散合金を積層した後、前記基材を除去してなることを特徴とする準結晶粒子分散合金バルク材が記載されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】榊和彦著、「新しい溶射プロセス  Ｃｏｌｄ Ｓｐｒａｙ」、産業出版株式会社編、溶射技術、２０００年８月３０日、Ｖｏｌ.２０、Ｎｏ.２、ｐ.３２〜４１
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１７９８５６号公報
【特許文献２】特開２００６−２７４３１１号公報
【特許文献３】特開２００８−２４８２７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２に記載のアルミニウム基合金は、高硬度を示す一方で脆いという問題があり、特許文献３に記載の準結晶粒子分散アルミ合金バルク材等は、極めて高い硬度を有するものの、その積層体（皮膜）単体での引張強度等の機械的特性が十分に高いとはいえないという問題があった。特に、室温での引張強度が、同じ粉末を用いて製造した押出し加工バルク材と比較して低い傾向にあるという問題があった。
【０００９】
本発明は前記問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、より機械的特性に優れたＡｌ基合金成形体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意研究した結果、組織観察により、皮膜単体での乏しい機械的特性（例えば、引張特性）は、粉末と粉末の界面における結合状態が押出し加工バルク材と比較して十分でないことをつきとめた。
そこで、粉末と粉末の界面における結合状態をより良好なものとするために、コールドスプレー法による皮膜形成時に粉末をより大きく変形させるべく、コールドスプレー法で基材に衝突させた際の変形能を高くするよう試みた。ここで、粉末同士の結合状態をより強固なものとするためには、粉末をより高いエネルギーで衝突させるか、粉末自体をより変形し易いものとするかのいずれかの手法が考えられる。
本発明者らは、研究をすすめた結果、粉末組成中のＡｌ含有量を増大させて粉末の変形能を大きくすることにより前記課題を解決できることを見出した。ただし、Ａｌ含有量を増加させることで粉末の変形能は向上するが、粉末自体の強度が低下することが懸念されるため、機械的特性と粉末の変形能を両立することが必要であることも見出した。
【００１１】
本発明者らはさらに鋭意研究した結果、粉末のＡｌ含有量を特定の範囲に規定することで、皮膜単体でありながら、同じ粉末を用いて得た押出し加工バルク材の強度に対して９０％以上（ほぼ同等）の強度を有するようにできることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】
本発明に係るＡｌ基合金成形体は、準結晶粒子分散構造を有し、且つＡｌ含有量が９７〜９８ａｔ％（原子％）であるＡｌ基合金からなる粉末を用いてコールドスプレー法にて形成したことを特徴としている。
つまり、本発明に係るＡｌ基合金成形体は、施工条件等の改良により高いエネルギーで粉末を衝突させるものではなく、より変形し易い粉末を対象とすることで皮膜特性の改善を図っている。このように、Ａｌ含有量が９７〜９８ａｔ％であるＡｌ基合金からなる粉末を用いると、Ａｌ基合金からなる粉末の強度が比較的弱く、変形能が高いので、コールドスプレー法が実施される温度で当該粉末が基材に衝突した際に変形し易くすることができる。そのため、皮膜中に構造的な欠陥である微小な空隙の形成量を抑制することができるようになり、機械的特性を向上させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るＡｌ基合金成形体は、Ａｌ基合金の粉末の性状と組成を限定し、さらにコールドスプレー法による施工によって皮膜の強度が向上する。具体的には、押出し加工バルク材と比較して９０％以上の強度を有するようになる。つまり、従来の皮膜単体と比較してより機械的特性に優れたＡｌ基合金成形体を提供することができる。そのため、皮膜を肉厚に形成することで構造部材として利用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】引張試験片の形状を説明する図である。
【図２】（ａ）は、比較例１、参考例１，２の引張試験結果を示すグラフであり、（ｂ）は、参考例１の光学顕微鏡の組織観察結果を示す写真であり、（ｃ）は、比較例１の光学顕微鏡の組織観察結果を示す写真である。なお、（ａ）において横軸は温度［℃］を示し、縦軸は０．２％耐力［ＭＰａ］を示す。また、（ｂ）および（ｃ）中のスケールは５０μｍを示す。
【図３】比較例２、比較例３、実施例１、実施例２に係る引張試験片による引張試験の結果を示すグラフである。なお、横軸は試験温度［℃］を示し、縦軸は０．２％耐力［ＭＰａ］を示す。
【図４】（ａ）は、２５℃における比較例２、比較例３、実施例１、実施例２に係る引張試験片による引張試験の結果を示すグラフであり、（ｂ）は、２５℃における比較例２、比較例３、実施例１、実施例２に係る引張試験片による引張試験の結果を示すグラフである。なお、（ａ）および（ｂ）において横軸はＡｌ含有量（ａｔ％）を示し、縦軸は０．２％耐力［ＭＰａ］を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の要旨は、準結晶粒子分散構造を有し、且つＡｌ含有量が９７〜９８ａｔ％の粉末をコールドスプレー法にて成形することで、押出し加工バルク材と比較して９０％以上の強度を発現させることを可能とした点にある。
【００１６】
以下に本発明に係るＡｌ基合金成形体について説明する。
本発明に係るＡｌ基合金成形体は、準結晶粒子分散構造を有し、且つＡｌ含有量が９７〜９８ａｔ％であるＡｌ基合金からなる粉末を用いてコールドスプレー法にて形成したことを特徴としている。
【００１７】
準結晶粒子分散構造とは、１９８４年にＡｌ−１４％Ｍｎ合金において初めて発見された構造であって、その特徴としては、正二十面体という構造に起因して、従来の結晶材料が示さない回転対称性を示すことが挙げられる。また、準結晶粒子分散構造をとるＡｌ基合金からなる粉末は、従来の結晶材料のような周期的な構造を有していないことから極めて高い硬度を示す。例えば、Ａｌ−Ｌｉ−Ｃｕ系ではビッカース硬度で５２０Ｈｖ、Ａｌ−Ｒｕ−Ｃｕ系では１０７０Ｈｖにも達する。
【００１８】
コールドスプレー法は、基材の表面に準結晶粒子分散構造を有するＡｌ基合金からなる粉末を衝突させて、準結晶粒子分散構造を有したままＡｌ基合金の皮膜を形成する手法である。そのため、準結晶粒子分散構造を有するＡｌ基合金からなる粉末は、これに分散させた準結晶粒子の分解温度以下の温度で基材の表面に衝突させる必要がある。準結晶粒子の分解温度を超えた温度で基材の表面に衝突させると準結晶粒子の構造が壊れてしまうため、準結晶粒子が存在することによって得ることのできる高い機械的特性を得ることができない。準結晶粒子分散構造を有するＡｌ基合金を基材に衝突させる温度は、準結晶粒子の分解温度よりも低い温度であることが好ましく、準結晶粒子の分解温度よりも３０℃以上低い温度であることがさらに好ましい。そして、本発明における準結晶粒子分散構造を有するＡｌ基合金の基材への衝突は、前記した準結晶粒子の分解温度以下であって、準結晶粒子の固相状態を保ったまま行わせるのが最も好ましい。このようにすれば、準結晶粒子の構造を維持したまま基材の表面に確実に皮膜を形成することができる。
【００１９】
前記粉末は、最大粒子径が２００μｍ以下とするのが好ましく、１５０μｍ以下とするのがより好ましい。また、その平均粒子径としては、０．１〜５０μｍとするのが好ましい。最大粒子径がこの範囲であれば皮膜を均質に形成できる。これに対し、粉末の粒子径が２００μｍを超えると皮膜の形成が困難となるおそれがある。
前記粉末の最大粒径や平均粒子径は、これを製造する際の条件、例えば、特開２００６−２７４３１１号公報に記載されたＡｌ基合金を用いた場合、単ロール液体急冷装置のロールの温度や回転速度、ロールへの溶湯の供給量などを調節することによって制御することが可能である。また、アトマイズ法、ケミカルアロイング法、メカニカルアロイング法などによっても制御することができるが、生産性を考慮すると、これらの中でもアトマイズ法によって制御すると好適である。
【００２０】
かかる皮膜と基材との密着性を向上させたいのであれば、前記粉末を基材に衝突させる前に、基材の表面をブラスト処理等するなどの粗面化処理を施しておくのがよい。また、これとは反対に、準結晶粒子分散構造を有するＡｌ基合金と基材との密着性を低下させたいのであれば、準結晶粒子分散構造を有するＡｌ基合金を基材に衝突させる前に、基材の表面を研磨するなどの平滑化処理を施しておくのがよい。
【００２１】
かかる皮膜は、コールドスプレー法で前記粉末を基材に衝突させる工程数の増減や時間の長短などの諸条件を変更することによってその厚さを適宜に調節することができる。皮膜の厚さは、積層材の成形体とする場合は、例えば１μｍ以上、好ましくは１０μｍ以上、より好ましくは１００μｍ以上とすることができ、バルク材とする場合は、例えば２ｍｍや３ｍｍなどとすることができる。コールドスプレー法の条件は、基材の表面に準結晶粒子分散構造を有するＡｌ基合金からなる粉末を衝突させて、準結晶粒子分散構造を有するＡｌ基合金の皮膜を形成することのできる条件であれば特に限定されるものではないが、例えば、前記粉末と同伴させるガス種をＨｅ、当該ガスのガス圧を３ＭＰａ、ガス温度を５００℃、Ａｌ基合金からなる粉末の供給量を１０ｇ／ｍｉｎ、コールドスプレー装置のノズル距離（ＳＯＤ）を２０ｍｍ、ノズル長さ（ＩB）を１５０ｍｍ、トラバース速度を１００ｍｍ／ｓ、基材をＪＩＳ  Ｈ  ４０００に規定する合金番号５０５２の合金板（５０ｍｍ×１００ｍｍ×６ｍｍ）という条件とすることができる。
【００２２】
皮膜の面積も特に限定されるものではない。コールドスプレー法の条件を適切な条件とすることにより、大面積で形成することも可能であり、基材の一部のみに小面積で形成することも可能である。
【００２３】
形成された皮膜中の準結晶粒子の存在形態は、微細な球状粒子の状態であって、皮膜中に均一に分散していることが好ましい。具体的には、準結晶粒子の平均粒子寸法は１０〜１０００ｎｍとするのが好ましい。準結晶粒子の平均粒子寸法が１０ｎｍ未満の場合、皮膜の強度向上に寄与し難いことがある。一方で、準結晶粒子の平均粒子寸法が１０００ｎｍを超えた場合は、析出強化粒子としての機能が低下するおそれがある。
【００２４】
形成された皮膜に含まれる準結晶粒子の体積率は、２０〜８０％とするのが好ましい。形成された皮膜に含まれる準結晶粒子の体積率をこの範囲とすれば準結晶粒子を分散強化粒子として利用することができ、高い強度を有するようにすることができる。一方、準結晶粒子の体積率が２０％未満である場合は、準結晶粒子を分散強化粒子として利用できず、準結晶粒子の体積率が８０％を超えた場合は、形成された皮膜が脆化するおそれがある。準結晶粒子の体積率は、前記粉末を製造するときの条件、例えば、強度と延性のバランスを考慮して、溶質元素量や冷却速度を制御することにより制御することが可能である。
【００２５】
基材は、前記した皮膜を形成することができ、且つ前記粉末と親和性の高い基材を用いるのがよい。このような基材を用いると、高温環境下であっても、基材とその表面に形成されたＡｌ基合金の皮膜とを剥離し難くすることができ、本発明に係るＡｌ基合金成形体を構造用部材として用いた場合であっても高い機械的特性を維持することができる。
【００２６】
前記粉末と親和性の高い基材としては、前記粉末の主たる金属元素と同種の金属元素を主として含む基材を用いるのが好適である。したがって、本発明の場合、準結晶粒子分散構造を有するＡｌ基合金からなる粉末を用いているので、基材も純アルミニウムやアルミニウム合金を用いるのが好ましい。しかし、熱膨張率やヤング率などの物性値が準結晶粒子分散構造を有するＡｌ基合金と同等の金属からなる基材であれば用いることが可能である。
【００２７】
なお、当該基材を後に除去する成形を行ったＡｌ基合金成形体、つまり、基材を含まないバルク材とする場合は、必ずしも準結晶粒子分散構造を有するＡｌ基合金と親和性の高い基材を用いる必要はない。かかる基材は除去されるため、その親和性は問題とならないからである。そのため、このような場合は基材として例えば、鉄、鉄合金、純マグネシウム、マグネシウム合金、カルシウム、マンガン、スズなどを用いることができる。
【００２８】
前記粉末のＡｌ含有量が９７ａｔ％未満であると、コールドスプレー法によって前記粉末を基材に衝突させてもＡｌ基合金の強度が高いため粉末の変形能が高くならず、作製された皮膜が構造的な欠陥である微小な空隙を多く含むことになるためＡｌ基合金成形体の機械的特性が向上しない。
一方、Ａｌ基合金からなる粉末のＡｌ含有量が９８ａｔ％を超えると、純Ａｌに近い組成を有することになってしまうため形成された皮膜の機械的特性が低くなってしまう。
よって、Ａｌ基合金のＡｌ含有量は９７〜９８ａｔ％とする。
【００２９】
Ａｌ基合金からなる粉末に含有される他の元素としては、例えば、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃｏや不可避的不純物などの金属元素を合計で２〜３ａｔ％含有することができる。なお、不可避的不純物などの金属元素としては、例えば、Ｍｎ、Ｖ、Ｌｉ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｎｉ、Ｇｅ、Ｗ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどを挙げることができる。
【００３０】
Ａｌ基合金からなる粉末は、粉末粒度幅指数δ（δ＝ｌｏｇＤ（９０）−ｌｏｇＤ（１０））が０．８０以上、好ましくは０．８２以上あればよい。なお、前記式において、Ｄ（９０）は、Ａｌ基合金からなる粉末の９０％粒子径を表し、Ｄ（１０）は、Ａｌ基合金からなる粉末の１０％粒子径を表す。また、ここで、９０％粒子径および１０％粒子径とは、Ａｌ基合金からなる粉末の集団の全体積を１００％として求められた累積カーブにおいて、９０％および１０％となるそれぞれの粒子径（μｍ）をいう。つまり、横軸に粒子径（μｍ）、縦軸に累積％をとったグラフにおいて累積％が９０％となる粒子径と、１０％となる粒子径をいう。
【００３１】
このような粉末粒度幅指数δを有すれば、均一で緻密な組織を得ることができる。一方、粉末粒度幅指数δが０．８０未満であると、Ａｌ基合金からなる粉末の粒度幅が大きくなり過ぎてしまうため、つまり、粉末の大きさに開きが出過ぎてしまうため、コールドスプレー法によって準結晶粒子分散構造を有するＡｌ基合金からなる粉末を基材に衝突させても、作製された皮膜に構造的な欠陥である微小な空隙が多く含まれてしまい、Ａｌ基合金成形体の機械的特性が向上しない。
【００３２】
コールドスプレー法を行うコールドスプレー装置は、例えば、非特許文献１に記載されたような従来公知の装置を用いることで実施可能である。
さらに、当該コールドスプレー装置に例えば、特開２００７−１４６２８１号公報に記載の装置のように、コールドスプレーノズル内またはノズルとコンプレッサー間の作動ガス配管内に作動ガスを加熱するための加熱手段を設ける構成とするとより好ましい。このような加熱手段を設ければ、より材料を変形し易くすることができるので、緻密な皮膜を得ることが可能である。
【００３３】
コールドスプレー法によって得られた本発明に係るＡｌ基合金成形体は、同じＡｌ基合金からなる粉末を押出し加工することによって得られたバルク材と比較してその強度比は、２５〜３００℃の範囲であれば皮膜単体で９０％以上の強度を得ることができる。具体的には、本発明に係るＡｌ基合金成形体は、２５℃において３０５ＭＰａ以上、３００℃において１４６ＭＰａ以上の引張強度を得ることができる。かかる効果については後に詳述する。
引張強度は、例えば、図１に示す試験片を作製し、後記する実施例の項目の表１に示す条件で引張試験を行うことにより測定することができる。なお、ＪＩＳ  Ｚ  ２２０１で規定されている５号試験片などを作製して引張試験を行ってもよい。
【００３４】
以上に説明した本発明に係るＡｌ基合金成形体によれば、皮膜の機械的特性を向上させることができる。そのため、従来の溶射やめっき等の表面処理技術では耐摩耗性、耐熱性、耐食性を向上させるのみであったが、皮膜を構造部材として利用することが可能となる。
本発明で規定する、皮膜単体での機械的特性が同粉末の押出し加工バルク材と比較して９０％以上（ほぼ同等）とすることができるので、優れた機械的特性を有する皮膜をコーティング部材として利用することが可能となる。
従来、準結晶粒子分散アルミ合金あるいはアモルファス合金等のバルク材を得るためには、急冷凝固粉末を押出し加工するまでに、ＨＩＰ処理やＣＩＰ処理等の前処理が必要となっていたが、本発明のＡｌ基合金成形体をコーティング部材として利用することにより、急冷凝固粉末を適用部位に直接適用することができるので、製品の製造工程を大幅に短縮することが可能になる。また、基材部分を排除することにより、優れた強度を有する皮膜をバルク材として取り出すことが可能となる。
【００３５】
本発明に係るＡｌ基合金成形体は、例えば、基材の表面上にコーティングした状態または基材を除去した状態で輸送用機器や電子機器などの構造物用部材（例えば、パネル部材）として使用することができる。
【実施例】
【００３６】
次に、本発明に係るＡｌ基合金成形体の実施例と比較例とを対比して具体的に説明する。
表１に示す組成を有し、且つ準結晶粒子分散構造を有するＡｌ基合金からなる粉末を用いて、表２に示す条件でのコールドスプレーを実施し、比較例１に係る板状のＡｌ基合金成形体を作製した。なお、かかる粉末は、表１に示す組成を有するＡｌ基合金の溶湯をガスアトマイズ法により急冷することにより作製した。
前記粉末の分級条件として、粉末粒度が１５０μm以下のものを使用した。使用した粉末は、均一で緻密な組織を得るために、使用する粉末の粒度幅を小さくすることで皮膜特性を改善できることを開示した特願２００８−０５７６３９（未公開）における粉末粒度幅指数δ（δ＝ｌｏｇＤ（９０）−ｌｏｇＤ（１０））が０．９８であり、この特願２００８−０５７６３９（未公開）の発明で規定される粒度幅を満足しない。
なお、参考例１として比較例１と同じ粉末を用いて押出し加工したバルク材の板材を作製した。かかる参考例１のバルク材の製造条件は、比較例１と同じ粉末を用いて冷間成形し、冷間成形したアルミニウム基合金をアルミニウム製の缶（カプセル）に封入して押出し用ビレットを作製し、その後、押出し機を使用して押出し用ビレットを４００℃で押し出すことによりバルク材を作製した。
【００３７】
【表１】
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【００３８】
【表２】
2010261054.tif 000004
【００３９】
得られた皮膜の機械的特性を評価するため、図１に示す引張試験片を作製して、表３に示す試験条件で引張試験を実施した。なお、引張試験片は基材上に形成した厚さ２．２ｍｍの皮膜から切削加工により皮膜のみを切り出し、図１に示す形状に形成した。
【００４０】
【表３】
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【００４１】
また、参考例２として、汎用鋳造アルミニウム合金（ＡＣ２Ｂ）で作製した引張試験片を作製し、比較例１および参考例１と同様に表３に示す試験条件で引張試験を行った。
図２に示すように、比較例１の強度は特に室温近傍で低く、参考例２と比較しても強度が低い。同粉末の押出し加工バルク材と比較すると、同粉末を使用しているにも関わらず、強度が著しく低下している。これは、図２（ｂ）に示す参考例１の組織と比較して、図２（ｃ）に示す比較例１の組織が構造的な欠陥である微小な空隙を多く含んでおり、粉末同士の結合状態が強固でないためと考えられる。したがって、皮膜特性を改善させるためには、粉末同士の結合状態を強固にすることが必要であることは明らかである。
【００４２】
次に、表４に示す組成を有し、且つ準結晶粒子分散構造を有するＡｌ基合金からなる粉末を用いて、前記した表２に示す条件と同じ条件で比較例２、比較例３、実施例１、実施例２に係る板状のＡｌ基合金成形体を作製した。前記粉末の分級条件として、粉末粒度が３２μｍ以下のものを使用した。使用した粉末の粉末粒度幅指数δ（δ＝ｌｏｇＤ（９０）−ｌｏｇＤ（１０））は、比較例２が０．８３、比較例３が０．８２、実施例１が０．８４、実施例２が０．８２であり、全ての粉末が前記した特願２００８−０５７６３９（未公開）の発明で規定される粒度幅を満足していない。コールドスプレーは前記した表２に示す条件で実施した。
【００４３】
【表４】
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【００４４】
得られた皮膜の機械的特性を評価するため、前記と同様に図１に示す引張試験片を作製して、表３に示す試験条件で引張試験を実施した。なお、引張試験片は基材上に形成した厚さ２．２ｍｍの皮膜から切削加工により皮膜のみを切り出し、図１に示す形状に形成した。
【００４５】
図３に示すとおり、比較例２、比較例３は、参考例２（ＡＣ２Ｂ）と比較して、室温近傍（２５℃）で強度が低く、優れた機械的特性（引張強度）を有する皮膜が得られないことを意味している。
一方、実施例１、実施例２は、皮膜単体での０．２％耐力が、室温（２５℃）から３００℃の全温度域において、参考例２（ＡＣ２Ｂ）と比較して高いことがわかる。これは、実施例１、実施例２では、Ａｌ含有量を増加させ、より変形能の高い粉末としていることに起因すると考えられる。Ａｌ基合金からなる粉末の変形能の高い粉末では、コールドスプレーした場合の変形能が高く、得られた皮膜の機械的特性が改善されたと考えられる。
【００４６】
これは、図４（ａ）および（ｂ）からも明らかである。すなわち、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、２５℃および３００℃のいずれにおいても、実施例１、実施例２は同じ粉末で押出し加工したバルク材とほぼ同等の引張強度（当該バルク材の引張強度に対して９０％以上の引張強度）を有しているのに対し、比較例２、比較例３は、同じ粉末で押出し加工したバルク材の半分程度以下の引張強度しか有していない。
【００４７】
以上の結果から、粉末粒度幅を限定しない場合であっても、Ａｌ基合金からなる粉末の組成を適切な範囲に設定することにより、皮膜単体の機械的特性に優れたＡｌ基合金成形体を得ることが可能であることを確認することができた。
【図１】
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【図３】
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【図２】
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【図４】
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