(57)【要約】【課題】耐衝撃剥離性に優れた溶射皮膜を良好に形成可能な溶射皮膜の形成方法を提供する。【解決手段】本発明の第１の溶射皮膜の形成方法では、基材の表面に溶射皮膜を形成するのに先立って、その基材の表面に投射材が投射される。投射材が投射された後の基材の表面の硬度は、投射材が投射される前の基材の表面の硬度よりも高く、投射材が投射された後の基材の表面の平均粗度Ｒａは６．０μｍ以下である。本発明の第２の溶射皮膜の形成方法では、基材の表面に溶射皮膜を形成するのに先立って、その基材の表面に投射材が投射されるとともにその投射材が投射された後の基材の表面が研磨される。研磨された後の基材の表面の硬度は、投射材が投射される前の基材の表面の硬度よりも高く、研磨された後の基材の表面の平均粗度Ｒａは６．０μｍ以下である。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の表面に投射材を投射し、それによって該基材の表面の硬度を増大させる工程であって、投射材が投射された後の前記基材の表面の平均粗度Ｒａは６．０μｍ以下であることと、
投射材が投射された後の前記基材の表面に溶射皮膜を形成する工程と
を備える溶射皮膜の形成方法。
【請求項２】
請求項１に記載の溶射皮膜の形成方法において、前記基材はオーステナイト系ステンレス鋼からなり、投射材が投射された後の前記基材の表面のビッカース硬度は、投射材が投射される前の前記基材の表面のビッカース硬度の１．３０倍以上である溶射皮膜の形成方法。
【請求項３】
請求項１に記載の溶射皮膜の形成方法において、前記基材は軟鋼又は焼鈍された炭素鋼からなり、投射材が投射された後の前記基材の表面のビッカース硬度は、投射材が投射される前の前記基材の表面のビッカース硬度の１．１０倍以上である溶射皮膜の形成方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の溶射皮膜の形成方法において、前記投射材の真比重は７．０以上であり、前記投射材の球形度は１．２以下であり、前記投射材の平均粒子径は０．２〜５．０ｍｍである溶射皮膜の形成方法。
【請求項５】
基材の表面に投射材を投射し、それによって該基材の表面の硬度を増大させる工程と、
投射材が投射された後の前記基材の表面を研磨し、それによって該基材の表面の平均粗度Ｒａを６．０μｍ以下にする工程であって、研磨された後の前記基材の表面の硬度は、投射材が投射される前の前記基材の表面の硬度よりも高いことと、
研磨された後の前記基材の表面に溶射皮膜を形成する工程と
を備える溶射皮膜の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶射皮膜の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ある種の用途で使用される溶射皮膜は、衝撃を受けたときに基材から剥離しにくいこと、すなわち耐衝撃剥離性に優れることを要求される。例えば、粉砕装置の刃部に形成される溶射皮膜や、掘削機の先端部のビットに形成される溶射皮膜がそうした溶射皮膜に当たる。
【０００３】
溶射皮膜の耐衝撃剥離性は、例えば、基材と溶射皮膜との密着性を向上させることで改善される。基材と溶射皮膜との密着性を向上させる場合には、例えば次の第１及び第２の方法が採られることがある。
【０００４】
第１の方法は、溶射皮膜の形成に先立ち、基材の表面をブラスト処理して粗面化するものである（例えば特許文献１参照）。粗面化された基材の表面に形成された溶射皮膜は、基材と機械的に噛み合うことによって、基材に対し強固に密着する。
【０００５】
第２の方法は、基材の表面に形成された溶射皮膜を熱処理するものである（例えば特許文献２参照）。基材と溶射皮膜の材質の組み合わせにもよるが、熱処理された溶射皮膜と基材の界面においては相互拡散が起こる。そのため、熱処理された溶射皮膜と基材とは冶金学的に強固に密着する。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−７０２６８号公報（段落［０００７］）
【特許文献２】
特開平１０−４７２２４号公報（段落［０００９］）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、第１の方法では、基材の表面粗度が大きくなるにつれて溶射皮膜の表面粗度も大きくなるため、用途によっては溶射皮膜の表面を研磨する必要が生じる。加えて、過度に粗面化された基材の表面を溶射皮膜で均一に被覆することは容易でなく、基材の表面の一部が剥き出しになることがある。
【０００８】
また第２の方法では、溶射皮膜や基材が熱処理により変質または軟化することがある。例えば基材が軟化した場合には、溶射皮膜との界面付近の基材部分の硬度の低下に起因して溶射皮膜の耐衝撃剥離性が低下することがある。
【０００９】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、耐衝撃剥離性に優れた溶射皮膜を良好に形成可能な溶射皮膜の形成方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、溶射皮膜の耐衝撃剥離性が、その溶射皮膜が形成されている基材の表面の硬度に大きく関与していることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
請求項１に記載の発明は、基材の表面に投射材を投射し、それによって該基材の表面の硬度を増大させる工程であって、投射材が投射された後の前記基材の表面の平均粗度Ｒａは６．０μｍ以下であることと、投射材が投射された後の前記基材の表面に溶射皮膜を形成する工程とを備えることを要旨とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の溶射皮膜の形成方法において、前記基材はオーステナイト系ステンレス鋼からなり、投射材が投射された後の前記基材の表面のビッカース硬度は、投射材が投射される前の前記基材の表面のビッカース硬度の１．３０倍以上であることを要旨とする。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の溶射皮膜の形成方法において、前記基材は軟鋼又は焼鈍された炭素鋼からなり、投射材が投射された後の前記基材の表面のビッカース硬度は、投射材が投射される前の前記基材の表面のビッカース硬度の１．１０倍以上であることを要旨とする。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の溶射皮膜の形成方法において、前記投射材の真比重は７．０以上であり、前記投射材の球形度は１．２以下であり、前記投射材の平均粒子径は０．２〜５．０ｍｍであることを要旨とする。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、基材の表面に投射材を投射し、それによって該基材の表面の硬度を増大させる工程と、投射材が投射された後の前記基材の表面を研磨し、それによって該基材の表面の平均粗度Ｒａを６．０μｍ以下にする工程であって、研磨された後の前記基材の表面の硬度は、投射材が投射される前の前記基材の表面の硬度よりも高いことと、研磨された後の前記基材の表面に溶射皮膜を形成する工程とを備えることを要旨とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態を説明する。
【００１７】
第１実施形態に係る溶射皮膜の形成方法は、基材の表面に投射材を投射する第１工程と、投射材が投射された後の基材の表面に溶射皮膜を形成する第２工程とを含む。換言すれば、第１実施形態に係る溶射皮膜の形成方法では、基材の表面に溶射皮膜を形成するのに先立って、その基材の表面に投射材が投射される。
【００１８】
基材の表面に投射材を投射するプロセスは、ブラスト処理及びショットピーニング処理を包含する。一般に、基材の表面の粗度を増大させるべく基材の表面に投射材を投射するプロセスはブラスト処理と呼ばれ、基材の表面を加工硬化させるべく基材の表面に投射材を投射するプロセスはショットピーニング処理と呼ばれる。そして、ブラスト処理で使用される投射材はブラスト材と呼ばれ、ショットピーニング処理で使用される投射材はショットピーニング材と呼ばれる。前記第１工程は、ブラスト処理あるいはショットピーニング処理により遂行されてもよい。すなわち、第１工程で使用される投射材は、ブラスト材であってもショットピーニング材であってもよい。
【００１９】
第１実施形態に係る溶射皮膜の形成方法の要点は、投射材が投射された後の基材の表面の硬度が、投射材が投射される前の基材の表面の硬度よりも高いことと、投射材が投射された後の基材の表面の平均粗度Ｒａが６．０μｍ以下であることである。その平均粗度Ｒａが６．０μｍを超えると、投射材が投射された後の基材の表面に溶射皮膜を形成したとき、その基材の表面の一部が溶射皮膜によって被覆されることなく剥き出しになる可能性がある。
【００２０】
前記第１工程では、基材の表面に投射材が投射され、それによって基材の表面の硬度が増大させられる。
好ましい基材は、オーステナイト系ステンレス鋼からなる基材、軟鋼からなる基材、及び焼鈍された炭素鋼からなる基材であり、特に好ましい基材は、オーステナイト系ステンレス鋼からなる基材である。というのは、オーステナイト系ステンレス鋼、軟鋼及び焼鈍された炭素鋼は加工硬化性を有し、特にオーステナイト系ステンレス鋼は高い加工硬化性を有するからである。基材がオーステナイト系ステンレス鋼からなる場合には、投射材が投射された後の基材の表面のビッカース硬度は、投射材が投射される前の基材の表面のビッカース硬度の１．３０倍以上であることが好ましい。基材が軟鋼又は焼鈍された炭素鋼からなる場合には、投射材が投射された後の基材の表面のビッカース硬度は、投射材が投射される前の基材の表面のビッカース硬度の１．１０倍以上であることが好ましい。
【００２１】
好ましい投射材は、スチール系の投射材、及びタングステンカーバイドとコバルトとを含む超硬系の投射材である。スチール系及び超硬系の投射材は、セラミックス系の投射材（例えばアルミナや炭化ケイ素）のような他の投射材に比べて比重が大きい。そのため、スチール系及び超硬系の投射材は、基材の表面に投射されたとき、その基材の表面の硬度を効果的に増大させる。
【００２２】
投射材の真比重は、７．０以上が好ましく、１２．０以上がより好ましい。７．０以上の真比重を有する投射材は、基材の表面に投射されたとき、その基材の表面の硬度を効果的に増大させる。１２．０以上の真比重を有する投射材は、基材の表面に投射されたとき、基材の表面の硬度をより効果的に増大させる。
【００２３】
投射材の平均粒子径は、０．２ｍｍ以上が好ましく、０．８ｍｍ以上がより好ましい。投射材の平均粒子径はまた、５．０ｍｍ以下が好ましく、１．５ｍｍ以下がより好ましい。０．２ｍｍ未満の平均粒子径を有する投射材は、基材の表面に投射されたとき、その基材の表面の硬度をあまり増大させない。５．０ｍｍを超える平均粒子径を有する投射材が基材の表面に投射されると、その基材の表面の平均粗度Ｒａは６．０μｍを超えることがある。
【００２４】
投射材の球形度は、１．２以下が好ましい。１．２を超える球形度を有する投射材が基材の表面に投射されると、その基材の表面の平均粗度Ｒａは６．０μｍを超えることがある。
【００２５】
投射材を投射する際には、基材の表面の硬度を効果的に増大させることができる条件を選定することが望ましい。投射材が基材に衝突する速度は、例えば、投射装置の射出ノズルの口径、キャリアガス（圧縮空気）の圧力、射出ノズルと基材との間の距離に応じて変わる。投射材の衝突速度があまりにも低いと、基材の表面の硬度はほとんど増大しない。投射材の衝突速度が大きすぎると、基材の表面の平均粗度Ｒａが６．０μｍを超えたり、基材に投射材が突き刺さったりすることがある。突き刺さった投射材が残存したままの基材に溶射皮膜を形成すると、溶射皮膜と基材との間の密着力は低下する。
【００２６】
前記第２工程では、投射材が投射された後の基材の表面に溶射材が溶射され、それによってその基材の表面に溶射皮膜が形成される。
好ましい溶射材は、サーメット及びセラミックスであり、特に好ましい溶射材は、炭化タングステンを５０重量％以上含むサーメットである。というのは、サーメット及びセラミックスが溶射されることにより形成される硬質の溶射皮膜の耐衝撃剥離性は、投射材が投射された後の基材の表面にその溶射皮膜が形成されることによって、特に顕著に改善されるからである。また、炭化タングステンを５０重量％以上含むサーメットは、溶射中に基材の表面の硬度を増大させる効果をも有する。
【００２７】
溶射皮膜の形成は、溶射材の飛行速度が４００ｍ／ｓを超えるような溶射法に従って遂行されることが好ましい。そうした溶射法としては、例えば、ＨＶＯＦ（Ｈｉｇｈ  Ｖｅｌｏｓｉｔｙ  Ｏｘｙｇｅｎ−Ｆｕｅｌ）法やＨＶＡＦ（Ｈｉｇｈ  Ｖｅｌｏｓｉｔｙ  Ａｉｒ−Ｆｕｅｌ）法などの高速フレーム溶射法、爆発溶射法、コールドスプレー法が挙げられる。上記の溶射法では、その他の溶射法に比べ溶射材がより高速で基材に衝突させられる。そのため、上記の溶射法は、溶射中に基材の表面の硬度を増大させる効果を有する。高速フレーム溶射法および爆発溶射法は、成膜能力が高く、特に好ましい。
【００２８】
本発明者らは、基材上に形成された溶射皮膜の剥離は、その溶射皮膜が形成されている基材の面の変形、すなわち基材の表面の変形によって引き起こされると考える。つまり、基材の表面が衝撃を受けて変形すると、溶射皮膜はその基材の表面の変形に追従するように変形する。溶射皮膜の変形がある限度を超えると、溶射皮膜と基材との間に僅かな間隙が生じ、その間隙を起点として溶射皮膜に亀裂が生じる。そして、溶射皮膜に生じた亀裂は、やがて溶射皮膜を基材から剥離させる。このことは、サーメットやセラミックスのように比較的弾性の小さい材料からなる溶射皮膜の耐衝撃剥離性が、金属のような弾性の大きい材料からなる溶射皮膜の耐衝撃剥離性に比べて劣ることと符合する。
【００２９】
第１実施形態に係る溶射皮膜の形成方法では、溶射皮膜は、投射材が投射されることによって硬度が増大させられた基材の表面、換言すれば加工硬化された基材の表面に形成される。加工硬化された基材の表面は、硬質であるがゆえに衝撃を受けても変形しにくい。従って、基材の表面の変形に追従する溶射皮膜の変形は抑制される。よって、加工硬化された基材の表面に形成された溶射皮膜は、良好な耐衝撃剥離性を奏する。
【００３０】
また一般に、基材上に形成された溶射皮膜の表面の平均粗度Ｒａは、その溶射皮膜が形成されている基材の面の平均粗度Ｒａ、すなわち基材の表面の平均粗度Ｒａと強く関連する。つまり、基材の表面の平均粗度Ｒａが低いほど、その基材上に形成された溶射皮膜の表面の平均粗度Ｒａも低くなる傾向にある。第１実施形態に係る溶射皮膜の形成方法では、溶射皮膜は、６．０μｍ以下という良好な平均粗度Ｒａを有する基材の表面に形成される。そのため、その基材の表面に形成される溶射皮膜の表面は、基材の表面と同程度の良好な平均粗度Ｒａを有する。また、基材の表面の良好な平均粗度Ｒａは、その基材の表面に溶射皮膜が形成されたときに基材の表面の一部が剥き出しになるのを防止する。
【００３１】
（第２実施形態）
以下、本発明の第２実施形態を説明する。
第２実施形態に係る溶射皮膜の形成方法は、基材の表面に投射材を投射する第１工程と、投射材が投射された後の基材の表面を研磨する第２工程と、研磨された後の基材の表面に溶射皮膜を形成する第３工程とを含む。換言すれば、第２実施形態に係る溶射皮膜の形成方法では、基材の表面に溶射皮膜を形成するのに先立って、その基材の表面に投射材が投射されるとともにその投射材が投射された後の基材の表面が研磨される。
【００３２】
第２実施形態に係る溶射皮膜の形成方法の要点は、研磨された後の基材の表面の硬度が、投射材が投射される前の基材の表面の硬度よりも高いことと、研磨された後の基材の表面の平均粗度Ｒａが６．０μｍ以下であることである。その平均粗度Ｒａが６．０μｍを超えると、研磨された後の基材の表面に溶射皮膜を形成したとき、その基材の表面の一部が溶射皮膜によって被覆されることなく剥き出しになる可能性がある。
【００３３】
前記第１工程では、前記第１実施形態と同様、基材の表面に投射材が投射され、それによって基材の表面の硬度が増大させられる。
好ましい基材は、オーステナイト系ステンレス鋼からなる基材、軟鋼からなる基材、及び焼鈍された炭素鋼からなる基材であり、特に好ましい基材は、オーステナイト系ステンレス鋼からなる基材である。好ましい投射材は、スチール系及び超硬系の投射材である。投射材の真比重は、７．０以上が好ましく、１２．０以上がより好ましい。投射材の球形度は、１．２以下でも１．２を超えてもよく、特に限定されない。投射材の平均粒子径は、０．２ｍｍ以上が好ましく、０．８ｍｍ以上がより好ましい。
【００３４】
前記第２工程では、投射材が投射された後の基材の表面が研磨され、それによってその基材の表面の平均粗度Ｒａは６．０μｍ以下にされる。研磨しろは、３０μｍ以下であることが好ましい。研磨しろが３０μｍよりも大きいと、硬度の増大した基材の部分が全て取り去られる可能性がある。硬度の増大した基材の部分が全て取り去られると、研磨された後の基材の表面の硬度は、投射材が投射される前の基材の表面の硬度と変わらない。
【００３５】
基材がオーステナイト系ステンレス鋼からなる場合には、研磨された後の基材の表面のビッカース硬度は、投射材が投射される前の基材の表面のビッカース硬度の１．３０倍以上であることが好ましい。基材が軟鋼又は焼鈍された炭素鋼からなる場合には、研磨された後の基材の表面のビッカース硬度は、投射材が投射される前の基材の表面のビッカース硬度の１．１０倍以上であることが好ましい。
【００３６】
前記第３工程では、研磨された後の基材の表面に溶射材が溶射され、それによってその基材の表面に溶射皮膜が形成される。
好ましい溶射材は、サーメット及びセラミックスであり、特に好ましい溶射材は、炭化タングステンを５０重量％以上含むサーメットである。好ましい溶射方法は、溶射材の飛行速度が４００ｍ／ｓを超えるような溶射法であり、特に好ましい溶射法は高速フレーム溶射法および爆発溶射法である。
【００３７】
第２実施形態に係る溶射皮膜の形成方法では、溶射皮膜は、投射材が投射されることによって硬度が増大させられた後に研磨された基材の表面に形成される。ただし、研磨された後の基材の表面の硬度は、投射材が投射される前の基材の表面の硬度よりも高い。従って、第２実施形態に係る溶射皮膜の形成方法で形成される溶射皮膜は、第１実施形態に係る溶射皮膜の形成方法で形成される溶射皮膜と同様、良好な耐衝撃剥離性を奏する。
【００３８】
また、第２実施形態に係る溶射皮膜の形成方法でも、溶射皮膜は、６．０μｍ以下という良好な平均粗度Ｒａを有する基材の表面に形成される。そのため、その基材の表面に形成される溶射皮膜の表面は、基材の表面と同程度の良好な平均粗度Ｒａを有する。
【００３９】
前記実施形態は、次のように変更されてもよい。
・  第２実施形態において、投射材が投射された後の基材の表面の平均粗度Ｒａがもとより６．０μｍ以下である場合には、第２工程は省略されてもよい。
【００４０】
【実施例】
次に、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。
比較例１０１では、オーステナイト系ステンレス鋼の一種であるＳＵＳ３０４からなる基材の表面にそのまま溶射皮膜を形成した。溶射機にはＰＲＡＸＡＩＲ／ＴＡＦＡ社製の「ＪＰ−５０００」を使用し、溶射材にはフジミインコーポレーテッド社製の「ＳＵＲＰＲＥＸ  ＷＣ１２Ｊ」、すなわち１２重量％のコバルトを含みタングステンカーバイドを主成分とするサーメット粉末を使用した。溶射皮膜の形成時、酸素流量は８９３Ｌ／ｍｉｎ、灯油流量は０．３２Ｌ／ｍｉｎ、溶射距離は３８０ｍｍ、溶射材の供給速度は１００ｇ／ｍｉｎ、溶射機のノズルの長さは８インチ（２０３ｍｍ）とした。
【００４１】
実施例１０１〜１１０及び比較例１０２〜１０５では、ＳＵＳ３０４からなる基材の表面に投射材を投射し、その投射材が投射された後の基材の表面に溶射皮膜を形成した。使用された投射材の材質、球形度及び平均粒子径は、表１に示す通りである。投射材の投射時、キャリアガス（圧縮空気）の圧力は０．４ＭＰａ、投射装置の射出ノズルと基材との間の距離は１００ｍｍ、基材に対する投射材の投射角度は９０度、投射材の供給速度は２Ｌ／ｍｉｎ、射出ノズルの口径は７ｍｍ、射出ノズルの移動速度は５ｍｍ／ｓｅｃ、射出ノズルの移動ピッチは１０ｍｍとした。使用された溶射機及び溶射材並びに溶射条件は比較例１０１と同じである。
【００４２】
実施例２０１〜２１４では、ＳＵＳ３０４からなる基材の表面に投射材を投射し、その投射材が投射された後の基材の表面を研磨し、その研磨された後の基材の表面に溶射皮膜を形成した。使用された投射材の材質、球形度及び平均粒子径は、表２に示す通りである。投射材の投射条件は、１００番台の実施例と同じとした。研磨時には研磨紙（ＳｉＣ＃１８０）が使用され、研磨しろは１０μｍとした。使用された溶射機及び溶射材並びに溶射条件は比較例１０１と同じである。
【００４３】
比較例３０１では、炭素鋼の一種であるＳ４５Ｃの焼鈍材からなる基材の表面にそのまま溶射皮膜を形成した。使用された溶射機及び溶射材並びに溶射条件は比較例１０１と同じである。
【００４４】
実施例３０１〜３１０及び比較例３０２〜３０５では、Ｓ４５Ｃの焼鈍材からなる基材の表面に投射材を投射し、その投射材が投射された後の基材の表面に溶射皮膜を形成した。使用された投射材の材質、球形度及び平均粒子径は、表３に示す通りである。投射材の投射条件は、１００番台の実施例と同じとした。使用された溶射機及び溶射材並びに溶射条件は比較例１０１と同じである。
【００４５】
実施例４０１〜４１４では、Ｓ４５Ｃの焼鈍材からなる基材の表面に投射材を投射し、その投射材が投射された後の基材の表面を研磨し、その研磨された後の基材の表面に溶射皮膜を形成した。使用された投射材の材質、球形度及び平均粒子径は、表４に示す通りである。投射材の投射条件は、１００番台の実施例と同じとした。研磨は、２００番台の実施例と同様にして行なった。使用された溶射機及び溶射材並びに溶射条件は比較例１０１と同じである。
【００４６】
上記実施例及び比較例で使用された基材の外形寸法は、８０ｍｍ×８０ｍｍ×２０ｍｍである。その基材の表面に形成された溶射皮膜の厚さは１００μｍである。
【００４７】
【表１】
2004353073.tif 000002
【００４８】
【表２】
2004353073.tif 000003
【００４９】
【表３】
2004353073.tif 000004
【００５０】
【表４】
2004353073.tif 000005
表１，３に示す“硬度比”は、投射材が投射される前の基材の表面のビッカース硬度に対する投射材が投射された後の基材の表面のビッカース硬度の比である。表２，４に示す“硬度比”は、投射材が投射される前の基材の表面のビッカース硬度に対する研磨された後の基材の表面のビッカース硬度の比である。
【００５１】
表１，３に示す“基材の表面の平均粗度Ｒａ”は、東京精密社製の表面粗さ測定機「サーフコム１４００Ｄ−１２」を用いて測定される、投射材が投射された後の基材の表面の平均粗度Ｒａである。表２，４に示す“基材の表面の平均粗度Ｒａ”は、「サーフコム１４００Ｄ−１２」を用いて測定される、研磨された後の基材の表面の平均粗度Ｒａである。
【００５２】
表１〜４に示す“溶射皮膜の表面の平坦性”は、「サーフコム１４００Ｄ−１２」を用いて測定される溶射皮膜の表面の平均粗度Ｒａに基づく。溶射皮膜の表面の平均粗度Ｒａが３．０μｍ未満の場合には◎、３．０μｍ以上６．０μｍ未満の場合には○、６．０μｍ以上の場合には×と評価した。
【００５３】
表１〜４に示す“耐衝撃剥離性”は、落球衝撃試験の結果に基づく。落球衝撃試験では、直径９．５ｍｍ、重量３．３２ｇの５００個の鋼球を１ｍの高さから溶射皮膜に落下させて衝突させる操作が、溶射皮膜に亀裂又は剥離が生じるまで繰り返し行なわれる。鋼球は、ガイドパイプを通じて基材に対し６０度の角度で落下させられる。表１，２では、溶射皮膜に亀裂又は剥離が生じるまでに前記操作が繰り返された回数が、５００回以上の場合には◎、３００回以上５００回未満の場合には○、１５０回以上３００回未満の場合には△、５０回以上１５０回未満の場合には▲、５０回未満の場合には×と評価した。表３，４では、溶射皮膜に亀裂又は剥離が生じるまでに前記操作が繰り返された回数が、５０回以上の場合には◎、３０回以上５０回未満の場合には○、１５回以上３０回未満の場合には△、５回以上１５回未満の場合には▲、５回未満の場合には×と評価した。
【００５４】
表１，２に示すように、１００番台及び２００番台の実施例で形成された溶射皮膜は、比較例１０１で形成された溶射皮膜に比べて、高い耐衝撃剥離性を有していた。また、１００番台及び２００番台の実施例で形成された溶射皮膜の表面は、良好な平坦性を有していた。
【００５５】
表３，４に示すように、３００番台及び４００番台の実施例で形成された溶射皮膜は、比較例３０１で形成された溶射皮膜に比べて、高い耐衝撃剥離性を有していた。また、３００番台及び４００番台の実施例で形成された溶射皮膜の表面は、良好な平坦性を有していた。
【００５６】
次に、前記実施形態から把握できる技術的思想について以下に記載する。
・  請求項５に記載の溶射皮膜の形成方法において、前記基材はオーステナイト系ステンレス鋼からなり、研磨された後の前記基材の表面のビッカース硬度は、投射材が投射される前の前記基材の表面のビッカース硬度の１．３０倍以上である溶射皮膜の形成方法。
【００５７】
・  請求項５に記載の溶射皮膜の形成方法において、前記基材は軟鋼又は焼鈍された炭素鋼からなり、研磨された後の前記基材の表面のビッカース硬度は、投射材が投射される前の前記基材の表面のビッカース硬度の１．１０倍以上である溶射皮膜の形成方法。
【００５８】
・  請求項５に記載の溶射皮膜の形成方法において、前記投射材の真比重は７．０以上であり、前記投射材の平均粒子径は０．２ｍｍ以上である溶射皮膜の形成方法。
【００５９】
（定義）
・  基材の表面の硬度は、基材の表面に直交する面で切断された基材の切断面にあって基材の表面から基材の内部に向かって２０μｍだけ離れた部分で測定される硬度である。ただし、硬度の測定前に切断面は研磨される。
【００６０】
・  投射材は多数の投射粒子を含む。投射材の平均粒子径は、その投射材に含まれる投射粒子の中から選択される特定の投射粒子の粒子径を表わす。前記特定の投射粒子は、その特定の投射粒子の粒子径よりも小さい粒子径を有する投射粒子の重量を合計した値と、投射材に含まれる全ての投射粒子の重量を合計した値の半分とが等しい、という条件を満たすものである。投射粒子の粒子径は、ＪＩＳ  Ｒ  ６００２に記載される篩い分け試験方法に従って測定される。
【００６１】
・  投射材の球形度は、その投射材に含まれる投射粒子の球形度の平均である。各投射粒子の球形度は、次のように定義される第１の線分Ｓ１及び第２の線分Ｓ２に基づいて算出される（図１参照）。第１の線分Ｓ１は、投射粒子の表面上に両端点を有する線分のうち最大の長さを有する線分である。従って、第１の線分Ｓ１の長さは、投射粒子の最大長に相当する。第２の線分Ｓ２は、投射粒子の表面上に両端点を有し且つ第１の線分Ｓ１に直交し且つ第１の線分Ｓ１の中点Ｐを通る線分のうち最大の長さを有する線分である。投射粒子の球形度は、第１の線分Ｓ１の長さを第２の線分Ｓ２の長さで除することによって求められる。従って、投射粒子の球形度は１．０以上であり、投射材の球形度もまた１．０以上である。
【００６２】
・  平均粗度Ｒａの値は、表面粗さ測定機（例えば東京精密社製の「サーフコム１４００Ｄ−１２」）を用いて測定される値である。平均粗度Ｒａの測定時、測定長さは１０ｍｍ、カットオフ波長は０．８ｍｍ、測定速度は０．３ｍｍ／ｓｅｃ、触針の先端の曲率半径は５μｍである。
【００６３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、耐衝撃剥離性に優れた溶射皮膜を良好に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】投射材に含まれる投射粒子の球形度の算出方法を説明するための図。
【図１】
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