(57)【要約】  第２の成分Ｂと機械的に混合された第１の成分Ａを有する溶射粉末であって、第１の成分Ａが、金属若しくは金属複合材料、好ましくは、Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌで被覆されたＡＢＮ、Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌで被覆されたＨＢＮ、有機結合剤を含むＮｉ−Ｃｒ−Ａｌで被覆された凝集六方晶系窒化ホウ素粉末、無機結合剤を含むＮｉ−Ｃｒ−Ａｌ凝集六方晶系窒化ホウ素粉末、ＭがＮｉ、Ｃｏ、Ｆｅのうちの少なくとも１つであるＭＣｒＡｌＹ型粉末のうちの少なくとも１つであり、成分Ｂが、ニッケル、ニッケル合金、ニッケルクロム合金、ニッケルクロムアルミニウム合金、ニッケルアルミニウム合金、コバルト及びコバルト合金のうちの少なくとも１つで被覆されたポリマーである、溶射粉末。その結果は、４相混合物とする４つのはっきりと異なる相の溶射粉末である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第２の成分Ｂと機械的に混合された第１の成分Ａ
を含む溶射粉末であって、
該第１の成分Ａが、金属及び金属合金のうちの少なくとも１つで被覆された固形潤滑剤であり、
該第２の成分Ｂが、ニッケル、ニッケル合金、ニッケルクロム合金、ニッケルクロムアルミニウム合金、ニッケルアルミニウム合金、コバルト及びコバルト合金のうちの少なくとも１つで被覆された金属又はポリマーである、上記溶射粉末。
【請求項２】
前記第１の成分Ａが、Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌで被覆されたＡＢＮ、Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌで被覆されたＨＢＮ、有機結合剤を含むＮｉ−Ｃｒ−Ａｌで被覆された凝集六方晶系窒化ホウ素粉末、無機結合剤を含むＮｉ−Ｃｒ−Ａｌ凝集六方晶系窒化ホウ素粉末、ＭがＮｉ、Ｃｏ及びＦｅのうちの１つであるＭＣｒＡｌＹ型粉末と無機若しくは有機結合剤を含む凝集六方晶系窒化ホウ素粉末、並びに金属間化合物合金と無機若しくは有機結合剤を含む凝集六方晶系窒化ホウ素粉末のうちの少なくとも１つである、請求項１に記載の溶射粉末。
【請求項３】
前記第１の成分Ａ中の前記潤滑剤が、六方晶系窒化ホウ素、ベントナイト結合剤によって凝集された六方晶系窒化ホウ素（ＡＢＮ）、グラファイト、フッ化物、及びタルクのうちの少なくとも１つである、請求項１に記載の溶射粉末。
【請求項４】
成分Ａが、Ｎｉ５％−Ｃｒ５％−Ａｌで被覆されたＡＢＮである、請求項１に記載の溶射粉末。
【請求項５】
成分Ａの前記被覆層が一緒に合金になる、請求項１に記載の溶射粉末。
【請求項６】
前記有機結合剤が、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルピロリジノン、カルボキシメチルセルロース及びアクリルラテックス組成物のうちの少なくとも１つである、請求項１に記載の溶射粉末。
【請求項７】
前記ポリマーが、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド及びアクリル酸に基づくポリマーのうちの少なくとも１つである、請求項１に記載の溶射粉末。
【請求項８】
前記被覆ポリマーが変化しやすい相及び造孔剤のうちの１つである、請求項１に記載の溶射粉末。
【請求項９】
粒径が４０〜１２０μｍである、請求項５に記載の溶射粉末。
【請求項１０】
成分Ｂに対する成分Ａの平均粒径比が、ｄ５０サイズ画分について、約０．５〜約１．５である、請求項１に記載の溶射粉末。
【請求項１１】
成分Ａの見かけの密度が最小１．５である、請求項１に記載の溶射粉末。
【請求項１２】
成分Ｂの見かけの密度が最小２．５である、請求項１に記載の溶射粉末。
【請求項１３】
前記Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌで被覆されたＡＢＮが約５％〜約１５％のＣｒ及び約５％〜約１５％のＡｌである、請求項１に記載の溶射粉末。
【請求項１４】
成分Ａ’をさらに含み、Ａ’はＮｉ５＋ｘ％−Ｃｒ５＋ｙ％−Ａｌで被覆されたＡＢＮであり、ｘは５％超であり、ｙは０〜１０％である、請求項１に記載の溶射粉末。
【請求項１５】
成分Ｂが、微細なポリエステルと合金粒子のニッケル被覆凝集物である、請求項１に記載の溶射粉末。
【請求項１６】
４相混合物とする４つのはっきりと異なる相である、請求項１に記載の溶射粉末。
【請求項１７】
請求項１に記載の溶射粉末を作製する方法。
【請求項１８】
成分Ｂが金属である場合、前記固形潤滑剤で被覆された成分Ａに対する該金属成分Ｂの混合比が約１０〜９０重量％、好ましくは２５〜７５重量％、より好ましくは４０〜６０重量％である、請求項１に記載の溶射粉末。
【請求項１９】
成分Ｂが金属である場合、成分Ａ中の前記固形潤滑剤の代わりにポリマーを用いることができる、請求項１に記載の溶射粉末。
【請求項２０】
前記ＡＢＮが、ジルコニア、イッテルビア、ジスプロシア、及び金属のうちの少なくとも１つを含む、請求項３に記載の溶射粉末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１０年１月２６日に出願された米国仮特許出願第６１／２９８，３９１号及び２０１０年９月１４日に出願された米国仮特許出願第６１／３８２，７２９号に基づく国際出願であり、それらの開示はその全体が参照により明確に本明細書に組み込まれている。
【０００２】
連邦政府による資金提供を受けた研究開発の記載
適用なし。
【０００３】
付属コンパクトディスクの参照
適用なし。
【背景技術】
【０００４】
以下の特許及び特許公報、並びにこれらの刊行物から発行された特許は、その全体が参照により本明細書に組み込まれている：ＣＡ２６３９７３２（Ａ１）、ＵＳ７５８２３６５、ＵＳ７２６７８８９、ＵＳ７７６３５７３、ＵＳ６８８７５３０、ＵＳ７１７９５０７、ＵＳ７００８４６２、ＵＳ７１３５２４０、ＵＳ７０５２５２７、ＵＳ６８０８７５６、ＵＳ５９７６６９５、ＵＳ５４３４２１０、ＵＳ５１９６４７１、ＵＳ５５０６０５５、ＵＳ５１２２１８２及びＵＳ５０４９４５０。
【０００５】
ＯＥＭは、タービンエンジン効率を改善するために摩耗性被膜を形成するスプレー粉末を製造している。これらの摩耗性粉末は、一般的には、プラズマ又は低速燃焼プロセスを用いて、表面上に噴霧される。摩耗性被膜としても知られる、隙間制御被膜のための多くのプラズマ適用においては、これらの被膜が、１）ポリマーと、金属若しくはセラミックとの混合物又は２）固形潤滑剤と、金属若しくはセラミックとの混合物を用いて噴霧される又は３）ポリマー若しくは固形潤滑剤及び、セラミック若しくは金属と同時噴霧されることが知られている。
【０００６】
溶射のための粉末の１つの形態は、米国特許第３，６１７，３５８号（Ｄｉｔｔｒｉｃｈ）に開示されたものなどの複合粉末である。この特許は、結合剤を含む非常に微細な粉末状構成要素のスラリーを噴霧して液滴を形成し、液滴を粉末に乾燥させることを含む、複合材料を作製するための噴霧乾燥プロセスの使用を教示している。例えば、金属及び非金属のサーメット粉末中に、単一の構成要素のみが存在してもよく、又は複数の構成要素を組み入れることができる。
【０００７】
例えば、米国特許第４，２９１，０８９号（Ａｄａｍｏｖｉｃ）に開示されたセラミックコアの金属被覆などの、溶射のための他の複合材料形態が知られている。この特許によれば、ニッケル合金被覆ベントナイトなどの被覆粉末は、ガスタービンエンジン用の溶射された摩耗性シール被膜の製造にとって有用である。より微細なセラミック粒子による金属コア粒子の被覆は、同様の目的で米国特許第３，６５５，４２５号（Ｌｏｎｇｏ及びＰａｔｅｌ）に教示されている。
【０００８】
溶射のための粉末の別の例は、米国特許第５，１２２，１８２号（Ｄｏｒｆｍａｎ）に開示されている。この特許は、２つの構成要素の混合物を開示しているが、両構成要素は金属及び非金属であり、それらは特定の所定の比でほぼ同じである。かくして、従来技術は３相（マトリックス（金属又はセラミック））＋固形潤滑剤＋ポリエステル摩耗性材料を教示していることも公知である。
【０００９】
従来技術の被膜は適用の設計意図を満たすが、以前の粉末及び被膜を作製するのに用いられるプロセスに関しては信頼性及び高い費用の問題がある。したがって、摩耗性被膜を形成するのに用いるための改良された粉末が必要である。
【発明の概要】
【００１０】
専門用語を明確にするために、「複合材料」とは、物理的に接触している２つ以上の粒子を意味する。これらの複合材料は、通常は結合剤を含むが、結合剤は常に含まれるわけではない。さらに、被覆を、当技術分野で公知のように機械的又は化学的に行うことができる。
【００１１】
本発明の目的は、第２の成分Ｂと機械的に混合された第１の成分Ａを溶射することにより、摩耗性被膜を形成する新規の形態の複合粉末を作製することである。
【００１２】
上記及び他の目的は、第１の成分粉末と、第２の成分粉末とを含む溶射粉末混合物により達成される。成分粉末は、金属及び非金属の複数のサブ粒子をそれぞれが含む複合粒子の形態にあり、非金属は典型的にはセラミック又はポリマーである。第２の粉末の複合粒子は、第１の粉末の複合粒子とは実質的に異なる形態を有する。
【００１３】
実施形態においては、成分Ａは金属粒子であるが、成分Ｂは機械的に被覆された複合材料である。
【００１４】
実施形態においては、成分Ａ及びＢはそれぞれ、機械的に被覆された複合材料又は化学的に被覆された複合材料である。
【００１５】
実施形態においては、成分Ａは機械的に被覆されたポリマーを含む複合材料であるが、成分Ｂは機械的に被覆されたポリマーを含まない複合材料である。
【００１６】
実施形態においては、第１の成分は、有機結合剤、金属相、及び固形潤滑剤を含む複合材料であり；第２の成分は、有機結合剤、金属相及びポリマー相を有する複合材料であり；それぞれの成分の間の見かけの密度差は、個々の成分を混合したものと比較した場合の見かけの密度よりも小さく；第１及び第２の成分は噴霧乾燥された材料、若しくは機械的に被覆された材料として製造され、材料は燃焼若しくはプラズマ溶射、好ましくは、プラズマ溶射を用いて噴霧され；溶射粉末は約１０〜約１５０μｍ、好ましくは、約４４〜約１５０μｍの全体粒径を有する。実施形態においては、金属相はＮｉＣｒ又は３１６ステンレススチールであり、固形潤滑剤は六方晶系窒化ホウ素（ＨＢＮ）である。別の実施形態においては、第１の成分中への第２の成分の混合比は、０〜４０重量％、好ましくは５〜３０重量％、より好ましくは約７〜１５重量％、より好ましくは約８〜１２重量％、より好ましくは約１０重量％である。別の実施形態においては、１つの成分が金属である場合、固形潤滑剤及び又はポリマー金属被覆成分に対する金属成分の混合比は、約１０〜９０重量％、好ましくは２５〜７５重量％、より好ましくは４０〜６０重量％である。
【００１７】
その結果は、機械的被覆及び／又は噴霧乾燥による固形潤滑剤及び／又はポリマー相の改良された封入（ｅｎｔｒａｐｍｅｎｔ）である。また、これは、異なる密度を有する様々な成分の同時噴霧又は機械的混合物と比較して、より再現性が高く、一貫した被膜微小構造をももたらす。機械的完全性を改良するためには、より高温の有機結合剤を用いる。結合剤は、金属相と共に、ポリマー相の分解を最小化するのに役立つ。
【００１８】
本発明の他の例示的実施形態及び利点を、本開示及び添付の図面を精査することにより確認することができる。
【００１９】
本発明を、本発明の非限定的な例示的実施形態を手段として、記載の図面を参照して、以下の詳細な説明でさらに説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の態様を示す図である。
【００２１】
【図２】本発明の別の態様を示す図である。
【００２２】
【図３】本発明の別の態様を示す図である。
【００２３】
【図４】本発明の別の態様を示す図である。
【００２４】
【図５】本発明の別の態様を示す図である。
【００２５】
【図６】本発明の別の態様を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本明細書に示される詳細は、例示的なものであり、本発明の実施形態の例示的考察を目的とするものに過ぎず、本発明の原理及び概念的態様の最も有用で、容易に理解される説明であると考えられるものを提供するために提示されるものである。これに関して、図面と併せて説明を読めば、本発明のいくつかの形態をどのように実際に具体化することができるかは当業者には明らかであり、本発明の構造的な詳細を、本発明の基本的な理解に必要である以上に詳しく示すための試みは行わない。
【００２７】
実施形態においては、成分Ａは金属粒子であるが、成分Ｂは機械的に被覆された複合材料である。
【００２８】
実施形態においては、成分Ａ及びＢはそれぞれ機械的に被覆された複合材料又は化学的に被覆された複合材料である。
【００２９】
実施形態においては、成分Ａは機械的に被覆されたポリマーを含む複合材料であるが、成分Ｂは機械的に被覆されたポリマーを含まない複合材料である。
【００３０】
本発明の一実施形態においては、第１の成分は、有機結合剤、金属相、及び固形潤滑剤を含む複合材料であり；第２の成分は、有機結合剤、金属相及びポリマー相を有する複合材料であり；それぞれの成分の間の見かけの密度差は、個々の成分を混合したものと比較した場合の見かけの密度よりも小さく；第１及び第２の成分は噴霧乾燥された材料、若しくは機械的に被覆された材料として製造され、材料は燃焼若しくはプラズマ溶射、好ましくはプラズマ溶射を用いて噴霧され；溶射粉末は約１０〜約１５０μｍ、好ましくは約４４〜約１５０μｍの全体粒径を有する。好ましい実施形態においては、金属相はＮｉＣｒ若しくは３１６ステンレススチール、又は金属粉末、例えば、限定されるものではないが、鉄、ニッケル若しくはコバルトに基づくものであるか、又はこれらの３種の組合せである。金属粉末はまた、約０〜４０重量％の間のクロム、約０〜１５重量％の間のアルミニウム、並びに限定されるものではないが、イットリウム、ハフニウム、シリコン、レニウム、タンタル及びタングステンなどの重要元素のさらなる添加物をも含有してもよい。ＭＣｒＡｌＹ及びＦｅ３Ａｌ、鉄アルミニウム合金、ニッケルアルミナイドなどの金属間化合物を用いることもできる。同様に、固形潤滑剤はＨＢＮである。別の好ましい実施形態においては、第１の成分中への第２の成分の混合比は、０〜４０重量％、好ましくは５〜３０重量％、より好ましくは約７〜１５重量％、より好ましくは約８〜１２重量％、より好ましくは約１０重量％である。別の実施形態においては、１つの成分が金属である場合、固形潤滑剤及び又はポリマー金属被覆成分に対する金属成分の混合比は、約１０〜９０重量％、好ましくは２５〜７５重量％、より好ましくは４０〜６０重量％である。
【００３１】
この実施形態は、機械的被覆及び／又は噴霧乾燥による固形潤滑剤及び／又はポリマー相の改良された封入をもたらす。これはまた、異なる密度を有する様々な成分の同時噴霧又は機械的混合物と比較して、より再現性が高く、一貫した被膜微小構造をももたらす。機械的完全性を改良するために、より高温の有機結合剤を添加する。結合剤は、金属相と共に、ポリマー相の分解を最小化するのにも役立つ。
【００３２】
本発明の実施形態においては、溶射粉末は、約１０〜約１５０μｍ、好ましくは、約４４〜約１５０μｍの全体粒径を有する。
【００３３】
本発明の実施形態においては、粉末全体は１つ又は２つの構成要素の複合材料である。
【００３４】
実施形態においては、第１の成分は、有機結合剤、金属相、及び固形潤滑剤を有する。金属相は、例えば、ＮｉＣｒ若しくは３１６ステンレススチール、又は金属粉末、例えば、限定されるものではないが、鉄、ニッケル若しくはコバルトに基づくもの又はこれらの３種の組合せであってよい。金属粉末はまた、約０〜４０重量％の間のクロム、約０〜１５重量％の間のアルミニウム、並びに限定されるものではないが、イットリウム、ハフニウム、シリコン、レニウム、タンタル及びタングステンなどの重要元素のさらなる添加物をも含有してもよい。ＭＣｒＡｌＹ及びＦｅ３Ａｌ、鉄アルミニウム合金、ニッケルアルミナイドなどの金属間化合物を用いることもできる。固形潤滑剤は、例えば、凝集六方晶系窒化ホウ素（ＡＢＮ）、ＨＢＮであってもよい。
【００３５】
実施形態においては、第２の成分は、有機結合剤、金属相及びポリマー相を有する。
【００３６】
実施形態においては、構成要素１中への第２の成分の構成要素２の混合比は、０〜４０重量％、好ましくは５〜３０重量％、より好ましくは約７〜１５重量％、より好ましくは８〜１２重量％、より好ましくは約１０重量％である。
【００３７】
別の実施形態においては、第１の成分は上記で定義された金属であり、第２の成分は有機結合剤を含む機械的に被覆された固形潤滑剤である。被覆は、第１の成分において用いられる金属と同じであってもよい。固形潤滑剤及び結合剤は上記のものであってよい。別の実施形態においては、固形潤滑剤の代わりにポリマーを用いることができる。固形潤滑剤被覆成分に対する金属成分の混合比は、約１０〜９０重量％、好ましくは２５〜７５重量％、より好ましくは４０〜６０重量％である。固形潤滑剤の代わりにポリマーを用いる場合、好ましい混合比は、約１０〜２０重量％である。
【００３８】
実施形態においては、第１及び第２の成分を、噴霧乾燥された材料又は機械的に被覆された材料として製造することができる。実施形態においては、第１及び第２の成分を、燃焼又はプラズマ溶射、好ましくは、プラズマ溶射を用いて噴霧して、被膜、好ましくは、摩耗性被膜を形成する。
【００３９】
実施形態においては、被膜を作製する場合、ポリマーを用いて多孔率を制御し、固形潤滑剤は、ブレードチップが様々な侵入率及び速度で被膜を切断する場合に、ブレードチップによる摩擦熱を低下させる。一緒に、又は個別に、ポリマー及び／又は潤滑剤は、溶射被膜の粒子間粘着強度を低下させる。いくつかの場合、ポリマーを固形潤滑剤と複合させて、多くの利点を達成する。
【００４０】
これらの摩耗性被膜を製造する２つの手法は、混合又は同時噴霧である。混合物中の密度差が供給装置又は操作における分離をもたらし得るため、同時噴霧の利益はプロセス制御がより多いことである；これは同時噴霧プロセスでは起きない。同時噴霧の欠点は、ポリマー及び／又は固形潤滑剤が低密度であり、それらを供給することが困難であり、プラズマ火炎中で融解又は分解する傾向があることである。これは、製造休止時間及び材料損失をもたらす。いくつかの場合、ノズルの組立及び／又はノズルの充填も行うことがあり、これは過度の生産休止時間をもたらす。混合の利益は摩耗性被膜及び摩耗性シールを製造するためのプロセス全体がより単純であることである。
【００４１】
対照的に、固形潤滑剤の機械的被覆による凝集は、密度が金属又はセラミックマトリックス相の密度に近づき、１）より高い混合物均一性、２）溶射プロセスにより適用された場合の固形潤滑剤相のより高い封入率及び３）粒子重量の増加に起因する同時噴霧された場合のより良好な流動性を可能にするように、密度を増加させる。
【００４２】
例えば、被覆プロセスを用いる機械的凝集は、ＨＢＮなどの固形潤滑剤、並びに微細な金属粉末、例えば、ニッケル合金及び有機結合剤による被覆を使用する。金属粉末は、一般的には、サイズ４４μｍ未満であり、典型的には、２０μｍ未満であり、固形潤滑剤は、一般的には、５４μｍより大きく、典型的には、平均で１２０μｍである。
【００４３】
金属粉末は、鉄、ニッケル若しくはコバルトに基づくものであるか、又はこれら３種の組合せであってよい。金属粉末はまた、約０〜４０重量％の間のクロム、約０〜１５重量％の間のアルミニウム、並びに限定されるものではないが、イットリウム、ハフニウム、シリコン、レニウム、タングステン、タンタル及びタングステンなどの重要元素のさらなる添加物も含有してもよい。ＭＣｒＡｌＹ及びＦｅ３Ａｌ、鉄アルミニウム合金、ニッケルアルミナイドなどの金属間化合物を用いることもできる。
【００４４】
次いで、最終凝集物を、約２５０μｍである約６０メッシュ未満にスクリーニングすることができる。好ましい実施形態においては、次いで、最終凝集物を約２５０μｍである約６０メッシュ未満から約６３μｍである約２３０メッシュ超の間でスクリーニングすることができる。
【００４５】
６３〜２５０μｍのサイズの粉末を、有機結合剤を含む固形潤滑剤の壁に付着させた微細な金属粒子で被覆する。固形潤滑剤は、例えば、ＨＢＮ、凝集窒化ホウ素（ＡＢＮ）、グラファイト、フッ化物、タルクであってよい。一般的には、固形潤滑剤は約４５μｍ超、好ましくは、約５３μｍ超であろう。
【００４６】
固形潤滑剤の代わりにポリマーを用いることができ、このポリマーは、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド及び／又はアクリル酸に基づくポリマーであってよい。一般的には、ポリマー粉末は、約４５μｍ超、好ましくは、約５３μｍ超であろう。
【００４７】
被覆は粉末の密度を増加させ、高温のプラズマ又は燃焼火炎から固形潤滑剤／ポリマーを保護し、それによって被膜化プロセスの間の分解を減少させる。さらに、密度の増加は、得られる混合物のより高い化学的均一性をもたらす。密度の増加はまた、粉末を金属又はセラミックと同時噴霧した場合に流動性も改善するであろう。
【００４８】
典型的な混合比では、ポリマー又は固形潤滑剤被覆材料は、金属又はセラミック粉末を含む場合、約１０〜２０重量％である。
【００４９】
金属／セラミック粉末は、被覆プロセスで用いられる金属／セラミックと同じか、又は異なる化学及び／又は製造プロセスであってよい。一般的には、金属／セラミック粉末のサイズは、約１２０μｍから約４５μｍの間である。しかしながら、粉末の範囲は、−２５０μｍ＋１０μｍであってよい。同時噴霧の場合、金属と被覆複合材料の典型的な堆積比は、約１：１〜３：１であり、被膜中の被覆粒子の封入率は２０〜５０体積％である。
【００５０】
ＨＢＮを、例えば、ＨＢＮ複合材料を含むベントナイト結合剤であってよいＡＢＮ、グラファイト又はポリマーで置き換えることもできることを理解されたい。ポリマーは、例えば、限定されるものではないが、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、及び／又はアクリル酸に基づくポリマーである。
【００５１】
金属合金を、例えば、イットリア安定化ジルコニアなどの金属酸化物セラミックで置き換えることもできることを理解されたい。
【００５２】
結合剤は有機物又は無機物であってよいことを理解されたい。
【００５３】
図１は、Ａ＋Ｂの機械的混合物１４を形成する、成分Ａ１０であるＮｉＣｒＡｌで被覆された凝集六方晶系窒化ホウ素（ＡＢＮ）及び成分Ｂ１２であるＮｉで被覆されたポリエステルを示す。図２に示される、成分Ａ及びＢがほぼ等しい粉末見かけ密度（ＡＤ）及びサイズ比を有する場合、操作、混合及び噴霧パラメーターの問題は、現在及び過去の製品と比較して有意に減少する。この実施形態の一例においては、成分Ａ１０は、例えば、ｄ５０粒径：６８μｍを有し、成分Ｂ１２は、例えば、ｄ５０：７２μｍを有する。好ましい実施形態においては、成分Ａ１０は、ＮｉＣｒＡｌで被覆されたＡＢＮとＮｉＣｒＡｌとの噴霧乾燥による凝集物である。別の実施形態においては、成分Ａ１０は粉末化されており、約２０ｕｍのｄ５０を有する。
【００５４】
別の例においては、さらにより微細なＨＢＮの使用が、ＮｉＣｒＡｌ被覆材と共に、ＡＢＮの代用物である。被覆されたＢＮ上でｄ５０が約５０μｍ未満である場合、粉末は凝集するべきである。微細な被覆材、例えば、１０μｍのＨＢＮも実現可能である。しかしながら、凝集は結合剤を導入し、結合剤は被膜特性に別の変化を導入することに留意されたい。別の例は、ＮｉＣｒＡｌで被覆されたＨＢＮを約１０μｍのｄ５０で凝集させること、次いで、この凝集した材料をＮｉで被覆されたポリエチレンと混合することである。
【００５５】
これはオートクレーブ手法を中心として展開されるが、一般的には複合粉末を用いることにより、これを拡張することができ、連続的又はオートクレーブ的被覆が複合材料を提供する唯一の方法である。図１に示されるように、２つの複合材料の混合物１４を有する手法は、化学的被覆若しくはオートクレーブ的被覆、又は別の方法であっても、最終組成物が２つの異なる構成要素Ａ及びＢの混合物からなり、構成要素Ａが固形潤滑剤と、金属／合金及び／又はセラミックとの複合材料であり、構成要素Ｂがプラスチック／ポリマーと、金属又は合金との複合材料である、溶射適用のための複合粉末である。
【００５６】
ＡＢＮが構成要素Ａの一部である場合、一例においては、溶射粉末は、
構成要素Ａが、金属／合金＋固形潤滑剤（ＨＢＮ）＋セラミック複合材料の複合材料であり、
構成要素Ｂが、金属／合金＋プラスチックの複合材料である、
ようなものであり、４相混合物とする４つのはっきりと異なる相をもたらす。
【００５７】
構成要素Ａ中のセラミック複合材料は、ＨＢＮをＡＢＮにするためにＨＢＮに添加されるものであることを理解されたい。
【００５８】
別の例は、結合剤を用いる、ＡＢＮ及びポリマー上への金属合金の被覆である。例えば、Ｎｉ５Ｃｒ５Ａｌを、十分に微細なグレードのポリマーのための被覆合金として用いることができる。この様式で、噴霧後に残留するニッケルが少なくなり、その結果、より良好な酸化抵抗性が得られる。図３に示されるように、成分Ａ１０を結合剤を用いて凝集させて、凝集した成分Ａ１６を形成する。凝集した成分Ａ１６と、成分Ｂ１２との混合物は、混合物１８をもたらす。
【００５９】
軽い、及び／又は砕けやすい粉末材料については、生成物噴霧及び製造ロバスト性のためには保護的（金属）被膜による被覆が必要である。成分Ａ及びＢの最小及び最大粒径範囲は所定のものである。成分Ａと成分Ｂとの間の粒径及び見かけの密度（ＡＤ）の「不一致」は、所定のウィンドウの範囲外にあるべきではない。１つの好ましい実施形態は、成分ＡのＡＤ及び粒径が成分Ｂとほぼ等しい若しくは等しい場合であるか、又は成分Ａの見かけの密度及び粒径が成分Ｂの見かけの密度及び粒径に近づく場合である。
【００６０】
一般的には、成分Ａ及びＢのより高いＡＤは、それらが溶射プロセスにより誘導されるガス流及び空気流にあまり影響されないため、噴霧の観点から有益である。
【００６１】
別の実施形態においては、成分Ａ、金属被覆ポリマーのＡＤは、２．２以上である。約１．７から２．２以上への被覆されたＡＢＮのＡＤの増加を、いくつかの非常に微細であるが、高密度の材料、例えば、ジルコニア、イッテルビア、ジスプロシア、又は金属を、窒化ホウ素（ＡＢＮ）凝集物に導入することにより達成することができる。これにより、噴霧のためのより強固な生成物が得られるであろう。別の実施形態においては、被覆の厚さを増加させることにより、ＡＤを同様に増加させることもできる。多すぎる金属マトリックスを添加しないように注意を払わなければならない。その理由は、多すぎる金属マトリックスを添加すると、窒化ホウ素を過剰保護し得るからである。
【００６２】
顆粒の作製に関して言及する場合、結合剤は「一時的結合剤」と呼ばれることが多い。公知の有機結合剤材料としては、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡ）を含むポリビニルアルコール、ポリビニルピロリジノン（ＰＶＰ）及び任意の他の類似する結合剤が挙げられる。結合剤としては、様々な合成及び天然ポリマー、例えば、アクリルラテックス組成物及びカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、並びに他の類似する化合物も挙げられる。
【００６３】
上記のように、溶射粉末は、第２の成分Ｂと機械的に混合された第１の成分Ａを有し、第１の成分Ａは、Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌで被覆されたＡＢＮ、Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌで被覆されたＨＢＮ、Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌで被覆された凝集窒化ホウ素粉末、有機結合剤を含むＮｉ−Ｃｒ−Ａｌで被覆された凝集六方晶系窒化ホウ素粉末、及び無機結合剤を含むＮｉ−Ｃｒ−Ａｌ凝集六方晶系窒化ホウ素粉末のうちの少なくとも１つであり、成分Ｂは、ニッケル、ニッケル合金、ニッケルクロム合金、ニッケルクロムアルミニウム合金、ニッケルアルミニウム合金、コバルト及びコバルト合金のうちの少なくとも１つで被覆されたポリマーである。
【００６４】
別の実施形態においては、被覆ポリマーは、変化しやすい（ｆｕｇｉｔｉｖｅ）相である。別の実施形態においては、被覆ポリマーは造孔剤である。別の実施形態においては、粒径は約４０〜約１２０μｍである。別の実施形態においては、成分Ｂに対する成分Ａの平均粒径比は、ｄ５０サイズ画分については、約０．５〜約１．５、好ましくは約０．７〜約１．３である。別の実施形態においては、成分Ａの見かけの密度は、最小１．５である。別の実施形態においては、成分Ｂの見かけの密度は、最小２．５である。
【００６５】
別の実施形態においては、Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌで被覆されたＡＢＮは、約５重量％〜約１５重量％のＣｒ及び約５重量％〜約１５重量％のＡｌである。
【００６６】
別の実施形態においては、溶射粉末は成分Ａ’をさらに含み、Ａ’はＮｉ５＋ｘ重量％−Ｃｒ５＋ｙ重量％−Ａｌで被覆されたＡＢＮであり、ｘは５重量％超であり、ｙは０〜１０重量％である。
【００６７】
図４は、本発明の混合物の別の例を示す。成分Ａ１０を、有機又は無機結合剤（図示せず）を用いて成分Ｃ２０と凝集させて、成分Ａ＋Ｃ凝集物２２を形成する。成分Ｃ２０はニッケル又はコバルト合金である。成分Ｂ１２を成分Ａ＋Ｃ２２と混合すると、混合物２４が得られる。混合物２４は、５相混合物とする５つのはっきりと異なる相の一例である。
【００６８】
図５は、本発明の混合物の別の例を示す。成分Ｂ１２はニッケルで被覆されたポリエステルのままであり、成分Ｃ２０はニッケル又はコバルト合金のままである。成分Ｄ２６はＡＢＮ又はＨＢＮである。第１に、成分Ｃ２０及び成分Ｄ２６を、有機又は無機結合剤（図示せず）を用いて凝集させて、成分Ｃ＋Ｄ凝集物２８を形成する。成分Ｂを成分Ｃ＋Ｄ２８と混合すると、新しい混合物３０が得られる。
【００６９】
図６は、本発明の混合物のいずれかにおいて用いることができる成分Ｂ１２の変形の一例である。成分Ｂ１２の被覆されたポリエステルコア４０を、ポリエステル／ポリマー３４＋金属合金３２及び／若しくはＨＢＮ又は非常に微細な高密度セラミック相の凝集物で置き換える。これにより、ポリエステル相の密度がさらに増加する。ニッケル合金若しくはコバルト合金及び／又は微細な六方晶系窒化ホウ素及び／又は非常に微細な高密度セラミック（まとめて３２）を、結合剤（図示せず）を用いてポリマー３４と凝集させ、次いで、この凝集物をニッケル又はコバルト合金被覆材３６で被覆する。
【００７０】
上記の例は単に説明のために提供されたものであり、本発明の限定と解釈されるべきでは全くないことに留意されたい。本発明を例示的な実施形態を参照して説明してきたが、本明細書で用いられた用語は、限定の用語ではなく、説明及び例示の用語であることを理解されたい。本発明の態様における本発明の範囲及び精神を逸脱することなく、現在記載及び補正されている添付の特許請求の範囲内で、変更を行うことができる。本発明を特定の手段、材料及び実施形態を参照して本明細書で説明してきたが、本発明は、本明細書に開示された詳細に限定されることを意図されず、むしろ、本発明は、添付の特許請求の範囲内にあるものなど、全ての機能的に等価な構造、方法及び使用にまで拡張される。
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図２】
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【国際調査報告】
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