(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面をコーティングするための鉄系のコーティング材料において、
コーティング材料は、１２〜３０％のＣｒ、６〜２０％のＮｉ、０〜７％のＭｏ、０〜１％のＮおよび１０〜１２％のＳｉ並びに５％以下のＭｎを含有する合金である結合相を含み、
ここで、すべての％は質量パーセントを示し、
Ｓｉを加えることで液相線温度が１２００℃より低い温度に下げられ、ここで該温度は該合金が完全に溶融される温度であり、
Ｓｉとは別に、該合金が、液相線温度を同様に下げる元素として、Ｂ、Ｐ、Ｈｆおよび／またはＣを、Ｂの量は０〜１．５％、Ｐの量は０〜１５％、Ｈｆの量は０〜１５％、および、０〜２％の量のＣを含み、該合金の残部は少なくとも５０％のＦｅであり、
かつ、
該鉄系のコーティング材料が、酸化物、窒化物、炭化物、ホウ化物および／または、これらの混合物を含む硬い粒子を該合金とともに含む
ことを特徴とする鉄系のコーティング材料。
【請求項２】
該合金は、上記に述べた組成を備えた融液のガスまたは水のアトマイゼーションもしくはメルトスピニングまたは上記に述べた組成を備えたインゴットの破砕によって得られたものであることを特徴とする請求項１に記載の鉄系のコーティング材料。
【請求項３】
請求項１または２に記載の鉄系のコーティング材料でコーティングされた金属製品。
【請求項４】
請求項１または２に記載の鉄系のコーティング材料を対象の表面に付け、付けた鉄系のコーティング材料を炉中で１２００℃より低い温度に熱することを特徴とする対象の表面のコーティング方法。
【請求項５】
請求項１または２に記載の鉄系のコーティング材料を対象の表面に付け、付けた鉄系のコーティング材料をレーザーで１２００℃より低い温度に熱することを特徴とする対象の表面のコーティング方法。
【請求項６】
請求項１または２に記載の鉄系のコーティング材料を１２００℃より低い温度に熱し、溶射によって対象の表面に付けることを特徴とする対象の表面のコーティング方法。
【請求項７】
請求項１または２に記載の鉄系のコーティング材料を耐磨耗性および／または耐腐食性の対象の製造に使用する鉄系のコーティング材料の使用方法。
【請求項８】
耐磨耗性および／または耐腐食性の対象が、デカンター遠心機のねじまたはコンベヤーである請求項７に記載の鉄系のコーティング材料の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面のコーティングのための鉄系の材料およびこの材料でコートされた製品に関する。
【背景技術】
【０００２】
耐擦傷性材料で表面をコーティングすることで表面をより耐磨耗性とより耐腐食性にすることが以前から知られている。このような超硬合金コーティングは、一般に、よりソフトな結合相を形成し、加えて、酸化物、炭化物、ホウ化物および窒化物のような硬い粒子を含むニッケルおよびコバルト合金で構成される。硬い粒子は、結合相か、酸素、炭素、窒素および／またはホウ素が、酸化物、炭化物、窒化物および／またはホウ化物を形成するような量が加えられる、のいずれかと溶け合わされる。耐擦傷性の材料は、通常粉末の形で処理すべき表面に適用される。粉末は、表面に適用され、結合相は、溶けるようにしむけられる。あるいは、表面に適用される場合、材料は前もって溶融される。
【０００３】
ニッケルあるいはコバルト合金からなる結合相を備えたコーティング材料は、多くの事例で、電解腐食を引き起こし、もとの金属よりもより腐食しないコーティングされた表面に問題を生じさせる。さらに、これらのコーティング材料は、比較的高価である。
【０００４】
今日、さらにある種の応用としてステンレス鋼のコーティングがある。保護されるべき表面は、溶射によって、あるいはステンレス鋼の溶着によってステンレス鋼でコーティングされる。これらには、ある種の欠点がある。ステンレス鋼が溶射によって付加される場合、密着層はない。ステンレス鋼が溶着される場合もまた、材料は、溶融状態でコーティングされる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、比較的安いが、ニッケルまたはコバルト合金によってコートされた対象の表面に親密に付着した密着層と同様に対象の表面に良く張り付きコートされる、密着層を得る可能性を提供する、表面のコーティングの新しい材料に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、主として、腐食作用に鈍感な材料（ステンレス鋼）に基づいたコーティング材料を特徴とするものである。本発明によれば、材料は、１２〜３０％のＣｒ、最大５％のＭｎ、６〜２０％のＮｉ、０〜７％のＭｏおよび０〜１％のＮ、および１０〜１２％のＳｉ、述べたすべては、質量パーセントである、を含む、腐食作用に鈍感な合金の結合相から構成される。Ｓｉの追加は、液相線温度を低下させ、これは、結合相における温度が、１２００℃よりも低い値で完全に溶融される。コーティング材料は、鉄とクロムとは別に、常にマンガンとシリコンとを上記で与えられた量含んでいる。そして、Ｓｉとは別に、該合金が、液相線温度を同様に下げる元素として、Ｂ、Ｐ、Ｈｆおよび／またはＣを、Ｂの量は０〜１．５％、Ｐの量は０〜１５％、Ｈｆの量は０〜１５％、および、０〜２％の量のＣを含み、該合金の残部は少なくとも５０％のＦｅである。また、該鉄系のコーティング材料は、酸化物、窒化物、炭化物、ホウ化物および／または、これらの混合物を含む硬い粒子を該合金とともに含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
コーティング材料は、利点として、酸化物、窒化物、炭化物および／またはこれらの混合物に基づいた硬い粒子を含むことができる。あるいは、１つは、酸素、炭素、窒素および／またはホウ素、これらの元素は、酸化物、炭化物、窒化物および／またはホウ化物を形成する量を加えることができる。ただし、本発明では特に前者を採用し、すなわち酸化物等に基づいた硬い粒子をコーティング材料が含む。
【０００８】
発現鉄(expression iron)系の材料は、硬い粒子を含む結合相をこれから先で説明する。本発明による鉄系の材料で表面をコーティングすることによって、一つは、それ自体は耐腐食性でない表面上に、腐食作用に鈍感な表面層を得ることができる。一つは、また、より少ない耐摩耗性の材料で製造された対象上に耐摩耗性の表面を得ることができる。もしそれが望まれるならば、一つは、鉄系の材料の部分的なコーティングによって、ある部分にコーティングをえることができる。
【０００９】
鉄系の材料は、利点を備えたＳｉとは別に、同様に液相線温度を下げる元素である、Ｂおよび／またはＰおよび／またはＨｆおよび／またはＣを含んでいる。Ｂの量は０〜１．５％で、その上、Ｐの量は０〜１５％で、Ｈｆの量は０〜１５％で、そして、Ｃの量は０〜２％である。
【００１０】
結合相で見出されるＳｉの量は、１０〜１２％である。活性な、シリコンの溶解された量は、所要の溶解温度を下げる効果を得るためにこの区間あるはずである。分析されたＳｉの量は、Ｓｉがシリコンカーバイドまたはシリコン窒化物を形成している、または、酸素と結合しているあるいは、他のある方法でシンターされているのだから、相当により高いかもしれない。
【００１１】
もしそれが望まれるならば、鉄系のコーティング材料における結合相は、Ｔｉ、Ｗ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖおよびその他の合金元素（alloying elements）を含むことができる。組成における変化は、同様に、Ｃ、Ｏ、ＮおよびＳのような、少ない避けられない量の汚染元素の結果かもしれない。
【００１２】  鉄系のコーティング材料における結合相は、上記で与えられた組成を備えた融液のガスまたは水のアトマイゼーションによって得ることができる利点を備えている。あるいは、結合相は、上記に述べたような組成を備えたインゴットのメルトスピニングあるいは破砕によって得られる。【００１３】
本発明は、また、上に記述された種類の鉄系の材料でコーティングされた金属の製造物を含んでいる。
【００１４】  本発明による鉄系の材料は、材料の溶融により、結合相をもたらすことによってコーティングされる他の種類の知られた手法によってコートされる表面に付けることができる。鉄系の材料がコーティングされる対象の表面に付けられた後、対象が、材料の結合相が溶融する温度に炉中で熱せられる。鉄系のコーティング材料は、また、溶射によって表面に付けることができる。鉄系の材料は、また、粉末の形状で表面に付けられた後に、結合相が、レーザーを用いて溶融状態にされることができる。【００１５】
下記の表では、小さな真空炉で溶融することで製造された異なったコーティング材料における結合相の組成の例が示される。インゴットは、その後冷たい型の中で凝固する。なお、表中、融液１〜２、５〜７、９〜１０は参考用である。
【００１６】
【表１】
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【００１７】
本発明によって提案されている種類の鉄系の材料は、今日、市場で見つけられるＮｉ−およびＣｏ−コーティングよりコスト見地からより有利である。
【００１８】
いま提案されたコーティング材料は、食品関係に使用されるつもりだったニッケル合金が、表面のコーティングに許されていない、食品や製薬業界の設備に使えるという利点がある。
【００１９】
このコーティング材料は、また、例えば、デカンター遠心機中のねじ/コンベヤーまたは耐磨耗表面を要求される他の種類の装置、例えば、研削工具のように激しい摩耗を受ける異なった種類の表面に使うことができることが見出される。
【００２０】
本発明による材料で、例えばバルブのような、化学工業や塩水のような腐食性雰囲気で使われる装置の表面をコーティングすることによって、耐腐食性の材料で装置全体を製造することなしに耐腐食性を向上させることができる。さらに、本発明によるコーティング材料の他の関係は、より安いあるいはより容易に加工できる材料で作られた装置により耐磨耗／耐腐食表面を得るために使うことができる。
【００２１】
本発明によるコーティング材料は、また、結合相の組成が、製造物における材料の組成に密接に対応する場合は、製造物のコーティングに使われることができる。