(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超フェライト系鉄基化合物を伴う、基板の熱コーティングのための溶射用粉末であって、該溶射用粉末は、不純物を除き、Ｃ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｎｂ、Ｐ、Ｓ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｏ、及びＺｒからなる化学元素のリストから選ばれる化学元素を含み、
該溶射用粉末が以下の化学組成を有することを特徴とする上記溶射用粉末であって、合計で最大０．４重量％の更なる化学元素が不純物として含有されている、上記溶射用粉末：
最大で０．７重量％までのＣ；
最大で０．７重量％までのＭｎ；
最大で０．５重量％までのＮｉ；
最大で１．２重量％までのＮｂ；
最大で０．１重量％までのＰ；
最大で０．１重量％までのＳ；
最大で０．２重量％までのＳｉ；
２０重量％から４０重量％までの範囲内のＣｒ；
２．０重量％から６重量％までの範囲内のＭｏ； 
最大で５０重量％までの、Ａｌ２Ｏ３及びＺｒＯ２からなるセラミック成分；及び
残部のＦｅ。
【請求項２】
前記溶射用粉末が以下の化学組成を有する溶射用粉末であって、合計で最大０．３重量％の更なる化学元素が不純物として含有されている、請求項１に記載の溶射用粉末：
最大で０．５重量％までのＣ；
最大で０．５重量％までのＭｎ；
最大で０．３重量％までのＮｉ；
最大で０．８重量％までのＮｂ；
最大で０．０５重量％までのＰ；
最大で０．０５重量％までのＳ；
最大で０．１５重量％までのＳｉ；
２５重量％から３５重量％までの範囲内のＣｒ；
３．５重量％から４．５重量％までの範囲内のＭｏ； 
１０重量％から最大で４０重量％までの、Ａｌ２Ｏ３及びＺｒＯ２からなるセラミック成分；及び
残部のＦｅ。
【請求項３】
前記溶射用粉末が以下の化学組成を有する、請求項１に記載の溶射用粉末：
最大で０．０１７重量％までのＣ；
最大で０．７重量％までのＭｎ；
最大で０．５重量％までのＮｉ；
最大で１．２重量％までのＮｂ；
最大で０．１重量％までのＰ；
最大で０．１重量％までのＳ；
最大で０．２重量％までのＳｉ；
２７．５重量％から２９．５重量％までの範囲内のＣｒ；
３．８重量％から４．２重量％までの範囲内のＭｏ； 
３４重量％から３６重量％までの範囲内の、Ａｌ２Ｏ３及びＺｒＯ２からなるセラミック成分；及び
残部のＦｅ。
【請求項４】
前記溶射用粉末が以下の化学組成を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の溶射用粉末：
最大で０．０１７重量％までのＣ；
最大で０．５重量％までのＭｎ；
最大で０．３重量％までのＮｉ；
最大で０．８重量％までのＮｂ；
最大で０．０５重量％までのＰ；
最大で０．０５重量％までのＳ；
最大で０．１５重量％までのＳｉ；
２７．５重量％から２９．５重量％までの範囲内のＣｒ；
３．８重量％から４．２重量％までの範囲内のＭｏ； 
３４重量％から３６重量％までの範囲内の、Ａｌ２Ｏ３及びＺｒＯ２からなるセラミック成分；及び
残部のＦｅ。
【請求項５】
前記セラミック成分が、６０重量％から９０重量％までの間のＡｌ２Ｏ３、及び１０重量％から４０重量％の間のＺｒＯ２を含有する、請求項１から４までのいずれか一項に記載の溶射用粉末。
【請求項６】
前記セラミック成分が、７５重量％から８５重量％までの間のＡｌ２Ｏ３、及び１５重量％から２５重量％までの間のＺｒＯ２を含有する、請求項１から５までのいずれか一項に記載の溶射用粉末。
【請求項７】
超フェライト系鉄基化合物から作られた熱溶射層を伴う基板であって、該熱溶射層は、不純物を除き、Ｃ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｎｂ、Ｐ、Ｓ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｏ、及びＺｒからなる化学元素のリストから選ばれる化学元素を含み、
該熱溶射層が以下の化学組成を有し、合計で最大０．４重量％の更なる化学元素を不純物として含有することを特徴とする、上記基板：
最大で０．７重量％までのＣ；
最大で０．７重量％までのＭｎ；
最大で０．５重量％までのＮｉ；
最大で１．２重量％までのＮｂ；
最大で０．１重量％までのＰ；
最大で０．１重量％までのＳ；
最大で０．２重量％までのＳｉ；
２０重量％から４０重量％までの範囲内のＣｒ；
２．０重量％から６重量％までの範囲内のＭｏ；
最大で５０重量％までの、Ａｌ２Ｏ３及びＺｒＯ２からなるセラミック成分；及び
残部のＦｅ。
【請求項８】
前記熱溶射層が以下の化学組成を有し、合計で最大０．３重量％の更なる化学元素を不純物として含有する、請求項７に記載の基板：
最大で０．５重量％までのＣ；
最大で０．５重量％までのＭｎ；
最大で０．３重量％までのＮｉ；
最大で０．８重量％までのＮｂ；
最大で０．０５重量％までのＰ；
最大で０．０５重量％までのＳ；
最大で０．１５重量％までのＳｉ；
２５重量％から３５重量％までの範囲内のＣｒ；
３．５重量％から４．５重量％までの範囲内のＭｏ； 
１０重量％から最大で４０重量％までの、Ａｌ２Ｏ３及びＺｒＯ２からなるセラミック成分；及び
残部のＦｅ。
【請求項９】
前記熱溶射層が以下の化学組成を有する、請求項７に記載の基板：
最大で０．０１７重量％までのＣ；
最大で０．７重量％までのＭｎ；
最大で０．５重量％までのＮｉ；
最大で１．２重量％までのＮｂ；
最大で０．１重量％までのＰ；
最大で０．１重量％までのＳ；
最大で０．２重量％までのＳｉ；
２７．５重量％から２９．５重量％までの範囲内のＣｒ；
３．８重量％から４．２重量％までの範囲内のＭｏ； 
３４重量％から３６重量％までの範囲内の、Ａｌ２Ｏ３及びＺｒＯ２からなるセラミック成分；及び
残部のＦｅ。
【請求項１０】
前記熱溶射層が以下の化学組成を有する、請求項７から９のいずれか一項に記載の基板：
最大で０．０１７重量％までのＣ；
最大で０．５重量％までのＭｎ；
最大で０．３重量％までのＮｉ；
最大で０．８重量％までのＮｂ；
最大で０．０５重量％までのＰ；
最大で０．０５重量％までのＳ；
最大で０．１５重量％までのＳｉ；
２７．５重量％から２９．５重量％までの範囲内のＣｒ；
３．８重量％から４．２重量％までの範囲内のＭｏ； 
３４重量％から３６重量％までの範囲内の、Ａｌ２Ｏ３及びＺｒＯ２からなるセラミック成分；及び
残部のＦｅ。
【請求項１１】
前記セラミック成分が、６０重量％から９０重量％までの間のＡｌ２Ｏ３、及び１０重量％から４０重量％の間のＺｒＯ２を含有する、請求項７から１０までのいずれか一項に記載の基板。
【請求項１２】
前記セラミック成分が、７５重量％から８５重量％までの間のＡｌ２Ｏ３、及び１５重量％から２５重量％までの間のＺｒＯ２を含有する、請求項７から１１までのいずれか一項に記載の基板。
【請求項１３】
前記熱溶射層が、金属を含有するマトリクスの化合物層であり、前記セラミック成分を含有する内包物を有するものである、請求項７から１２のいずれか一項に記載の基板。
【請求項１４】
前記熱溶射層の気孔率が５％未満であり、及び／又は、該熱溶射層の微小硬さが３００ＨＶ．０３から１０００ＨＶ．０３の間であり、及び／又は、該熱溶射層の層厚みが５０μｍから５００μｍの間である、請求項７から１３のいずれか一項に記載の基板。
【請求項１５】
前記基板がアルミニウムを含有し、及び／又は該基板が車両用のブレーキディスクである、請求項７から１４のいずれか一項に記載の基板。
【請求項１６】
前記基板上の該基板と前記熱溶射層の間に、Ｎｉ及びＡｌを含んでなる合金、及び／又はＮｉ及びＣｒを含んでなる合金から作られた接着層が設けられた、請求項７から１５のいずれか一項に記載の基板。
【請求項１７】
前記熱溶射層及び／又は前記接着層を、粉末フレーム溶射プロセスを使用して製造することを含んでなる、請求項７から１６のいずれか一項に記載の基板を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超フェライト系鉄基化合物から作られる、基板の熱コーティング、特に車両のブレーキディスクの熱コーティング、のための溶射用粉末、及び基板に関し、特に、本願の独立請求項のプリアンブルによる超フェライト系鉄基化合物を含有する、熱溶射層を有するブレーキディスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の用途について、熱溶射によって適用されるコーティングが昔から知られている。このため、オイルによって潤滑された車両エンジンのシリンダーの滑走面は、特に場合によっては熱プラズマ溶射によって、例えば、ピストンリングとシリンダーの摩耗をかなり減少させるように、ピストンリングとシリンダー壁との間に働く摩擦係数をかなり減少させる層で、すでにコーティングされており、これは特にエンジンの動作性能の向上、例えばオイル交換などの運転間隔の延長、及び特にエンジン性能の目に見えた向上、をもたらす。
【０００３】
熱溶射により適用される表面のさらなる典型的な用途は、摩耗防止層及び熱バリア層を有するタービン部品のコーティング、特に物理的、化学的、又は熱的な負荷を受けるクランクベアリング他の製造部品のコーティング等の、油潤滑又は乾式潤滑を伴うベアリングの部品のコーティングである。該層が満足させるべき目的に応じて、溶射される表面層に必要とされる特性を発生させるために必要とされる特定の特性及び組成を有する溶射用粉末又は溶射用ワイヤの形で、極めて特定された材料が一般に用いられている。
【０００４】
他の用途の一例は、実は正反対の目的に供され、基板と該基板と理想的な距離で接触させることができる摩擦相手との間の摩擦を調整することが意図される摩擦表面を、基板上に設けることであり、同時に該基板自体が摩耗及び損傷から保護されることを伴う。
【０００５】
したがって、例えばＤＥ４３２１７１３Ａ１公報から、一方で車両の制動において制動効果を向上させ、同時にブレーキディスクそのものである基板を直接の摩耗から保護し、それにより特に該ブレーキディスクの耐用年数を延長するための、熱溶射層を伴う車両用のブレーキディスクが既に知られている。
【０００６】
これに関して、ブレーキシステムへの要求は、特に自動車製造において、そして例えば航空分野においても、過去数年間にわたり継続的に増大している。ブレーキシステムは、比較的重い車両又は航空機を、制御され信頼できるやり方で、加えて高速から、そしてアクアプレーニング等の不利な状況下で、制動できる必要がある。このことは、例えば、ブレーキディスク上の摩擦コーティングの接着引っ張り強度、そして微小硬さ及び巨視的硬さ、物性の熱的安定性、摩擦ライニングの熱伝導率等の物理的特性にも、高い要求を生じさせる。これに関して、経済的な理由のみから、摩擦層は比較的単純に、そして可能であれば確立された方法で製造できるべきであり、そしてこれらの層に用いられるべき材料の化学組成は単純な構造であるべきであり、できるだけ容易に入手可能であり安価である材料で構成されるべきであり、そして比較的小さな努力で製造できるべきである。加えて、これらの摩擦層は、同時に長い耐用年数を有するべきであり、すなわち動作においてできるだけ小さな機械的摩耗を有すべきであり、そしてさらに制動における大変高い熱の発生に十分に耐えうるべきであり、そして長い使用間隔又は交換間隔が実現できるように腐食等の化学的攻撃に対してもできるだけの耐性を有するべきである。
【０００７】
これに関して従来技術から知られる解決法は、概して常に、上述の側面のうちの一つの特定の側面、又は多くともいくらかの少数の側面だけを最適化できるもので、他の特性において妥協をせざるを得ないものであった。
【０００８】
これらの不利益を少なくとも一部は埋め合わせることを可能にするため、部分的に非常に複雑であり、かつブレーキディスク上に複雑な層系を使用するコーティングプロセスが提案されている。このようにして、ＤＥ  １０  ２００９  ００８  １１４  Ａ１において、炭化タングステン系コーティングを伴うブレーキディスクが提案されており、ここで炭化タングステンコーティングは、浸炭、酸化、ガス浸炭窒化、又は他のガス若しくはプラズマに基づくプロセスによる後処理を必要とする熱溶射プロセスにより塗布される。
【０００９】
これに関して該後処理は、プラズマ相又はガス相からの原子を拡散導入することによって腐食に対して抵抗性を有するように硬化された耐磨耗層が形成される点において、該表面の近くにおいて該摩擦表面の硬化を実現するために、絶対に必要である。このプロセスは、ブレーキディスクの熱コーティングがその後のガス処理プロセスを必然的に伴うために、本来的に非常に複雑及び／又は高価であり、このことは製造を不必要なまでに複雑で高価にする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従って本発明の目的は、それ自体は公知である熱溶射プロセスを用いて熱溶射層を製造することができる、基板の熱コーティングのための熱溶射用粉末を提供することであり、この熱溶射層は、例えばすべての種類の陸上車両及び航空機の、ブレーキディスク上の摩擦層としてとりわけ有利に設けられるものであり、この点に関してここで該層に求められる全ての主要な特徴が同時に最適化されるものである。これに関して、製造は先行技術に比べて実質的に単純化されているべきであり、製造において必要なプロセス工程の数は最低限にまで減らされているべきである。更に、対応する熱コーティングされた基板、特に航空機又は陸上車両用のブレーキディスク、を提供することも本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
これらの課題を満足する本発明の主題は、独立請求項１及び６の発明特定事項によって特徴づけられる。
【００１２】
それぞれの従属請求項は、本発明の特に有利な実施形態に関する。
【００１３】
すなわち本発明は、超フェライト系鉄基化合物を伴う、基板の熱コーティングのための溶射用粉末であって、該溶射用粉末は、不純物を除き、Ｃ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｎｂ、Ｐ、Ｓ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｏ、及びＺｒからなる化学元素のリストから選ばれる化学元素を含む上記溶射用粉末に関する。本発明によれば、前記溶射用粉末は以下の化学組成を有し、別途合計で最大０．４重量％の更なる化学元素が不純物として含有される：最大で０．７重量％までのＣ；最大で０．７重量％までのＭｎ；最大で０．５重量％までのＮｉ；最大で１．２重量％までのＮｂ；最大で０．１重量％までのＰ；最大で０．１重量％までのＳ；最大で０．２重量％までのＳｉ；２０重量％から４０重量％までの範囲内のＣｒ；２．０重量％から６重量％までの範囲内のＭｏ；及び最大で５０重量％までのセラミック成分Ａｌ２Ｏ３／ＺｒＯ２；残部のＦｅ。
【００１４】
これに関して、本発明による溶射用粉末又は本発明による熱溶射層の特に好ましい形態においては、前記元素リン（Ｐ）及びイオウ（Ｓ）はそのように少量で存在するので、合計で最大０．４重量％の他の化学元素とまさに同様に、これらは本発明の熱溶射層又は熱溶射用粉末の有益な特性に実質的に貢献しないので、同じく不純物と考えられるべきであり、例えばＰ及びＳがそれぞれ０．０２重量％未満の濃度であるような、非常に低い濃度で存在する。
そればかりか、これらの元素は、例えば比較的低い濃度（例えば０．１％以上から）においてすでに粒界の形成を促進し、それにより熱溶射層に悪影響を与え得るので、原則として望ましくないものである。
【００１５】
本発明における主たる発見は、本発明によれば２０から４０重量％のＣｒでありうる溶射用粉末中のクロム成分の増加を伴う、慣例上フェライト構造を有し比較的炭素顔料の低いステンレス鋼であると理解されていた超フェライト系材料の使用により、好ましくはＳｉＣ粒子を有するＡｌＳｉ合金で作られた内部排気を有さない固体ブレーキディスクである基板への熱入力を、かなり減少させることができるということである。これにより、例えば車両の激しいブレーキ操作において恐れられるような増大した熱入力による基板の損傷を、うまく抑制することが初めて可能となった。これは、比較的高いクロム含量によって、熱溶射層の熱伝導が、従来技術にいて知られていた材料と比較してかなり減少するためである。
【００１６】
さらに、本発明による層は、従来技術と比較して、同じ負荷において摩耗がとても小さく又はより遅いので、例えば、本発明によるブレーキディスクの耐用年数は先行技術と比較して実質的に改善され、本発明によるブレーキディスクが、しばしば、車両の全耐用年数にわたって全く交換を必要としないような動作寿命又は耐用年数を得ることができるということが示された。
【００１７】
さらに、本発明の熱溶射層が、例えば２％未満の、大幅に改善された気孔率を有し、これにより該層が、とりわけ機械的により安定で負荷に耐え、７００ＨＶ．０３まで又はそれを上回る改善された硬度を有しうることが示された。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明による溶射用粉末の好ましい一実施形態では、該溶射用粉末は、合計で最大０．３重量％の不純物としての更なる化学元素を除き、以下の組成を有する：
最大で０．５重量％まで、好ましくは最大で０．２重量％までのＣ；
最大で０．５重量％まで、好ましくは最大で０．１重量％までのＭｎ；
最大で０．３重量％まで、好ましくは最大で０．１重量％までのＮｉ；
最大で０．８重量％まで、好ましくは最大で０．６重量％までのＮｂ；
最大で０．０５重量％まで、好ましくは最大で０．０２重量％までのＰ；
最大で０．０５重量％まで、好ましくは最大で０．０１重量％までのＳ；
最大で０．１５重量％まで、好ましくは最大で０．１重量％までのＳｉ；
２５重量％から３５重量％までの範囲内のＣｒ；
３．５重量％から４．５重量％までの範囲内のＭｏ；及び
１０重量％から最大で４０重量％までのセラミック成分Ａｌ２Ｏ３／ＺｒＯ２；
残部のＦｅ。
【００１９】
実用上特に重要な一実施形態において、本発明による溶射用粉末には、最大で０．０１７重量％までのＣが存在し；Ｃｒは、２７．５重量％から２９．５重量％までの範囲内で存在し；Ｍｏは、３．８重量％から４．２重量％までの範囲内で存在し；かつ、セラミック成分Ａｌ２Ｏ３／ＺｒＯ２は、３４重量％から３６重量％まで、好ましくは３５重量％までの範囲で存在する。
【００２０】
これに関して、セラミック成分Ａｌ２Ｏ３／ＺｒＯ２は、６０重量％から９０重量％までの間のＡｌ２Ｏ３、及び１０重量％から４０重量％の間のＺｒＯ２を含有する。実用上特に重要な一実施形態において、該セラミック成分Ａｌ２Ｏ３／ＺｒＯ２は、７５重量％から８５重量％まで、好ましくは８０重量％まで、の間のＡｌ２Ｏ３、及び１５重量％から２５重量％まで、好ましくは２０重量％まで、の間のＺｒＯ２を含有する。このことは、もし例えば３５重量％のセラミック成分Ａｌ２Ｏ３／ＺｒＯ２が溶射用粉末に含有されており、かつ、もし該セラミック成分Ａｌ２Ｏ３／ＺｒＯ２が、８０重量％のＡｌ２Ｏ３及び２０重量％のＺｒＯ２を含有していれば、合計２８重量％のＡｌ２Ｏ３が該溶射用粉末に含有されており、かつ合計７重量％のＺｒＯ２が該溶射用粉末に含有されていることを意味する。
【００２１】
これに関して該溶射用粉末の名目上の粒径は、好ましくは−１６μｍから＋１１μｍまでの範囲内にあり、ここで先に用いられた粒径の命名法は、当業者にとって通常どおりに理解される。従って、例えば通常どおりに、−１６μｍから＋１１μｍまでの範囲の粒径とは、粒子が１１μｍよりも大きく、１６μｍよりも小さいことを意味する。これについて、本発明による溶射用粉末が、用途により、また溶射される溶射層にいかなる特定の層物性が必要とされるかにより、大きく異なる粒径又は粒径分布を有していてもよいことは明らかである。
【００２２】
本発明はさらに、超フェライト系鉄基化合物から作られた熱溶射層を伴う基板であって、該熱溶射層が、不純物を除き、Ｃ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｎｂ、Ｐ、Ｓ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｏ、及びＺｒからなる化学元素のリストから選ばれる化学元素を含み、該熱溶射層が以下の化学組成を有し、合計で最大０．４重量％の更なる化学元素が不純物として含有されていてもよいことを特徴とする、上記基板にも関する：最大で０．７重量％までのＣ；最大で０．７重量％までのＭｎ；最大で０．５重量％までのＮｉ；最大で１．２重量％までのＮｂ  最大で０．１重量％までのＰ  最大で０．１重量％までのＳ；最大で０．２重量％までのＳｉ；２０重量％から４０重量％までの範囲内のＣｒ；２．０重量％から６重量％までの範囲内のＭｏ；及び、最大で５０重量％までのセラミック成分Ａｌ２Ｏ３／ＺｒＯ２；残部のＦｅ。
【００２３】
特殊な実施形態において、本発明による基板の熱溶射層は、以下の化学組成を有し、合計で最大０．３重量％の更なる化学元素が不純物として含有されていてもよい：
最大で０．５重量％まで、好ましくは最大で０．２重量％までのＣ；
最大で０．５重量％まで、好ましくは最大で０．１重量％までのＭｎ；
最大で０．３重量％まで、好ましくは最大で０．１重量％までのＮｉ；
最大で０．８重量％まで、好ましくは最大で０．６重量％までのＮｂ；
最大で０．０５重量％まで、好ましくは最大で０．０２重量％までのＰ；
最大で０．０５重量％まで、好ましくは最大で０．０１重量％までのＳ；
最大で０．１５重量％まで、好ましくは最大で０．１重量％までのＳｉ；
２５重量％から３５重量％までの範囲内のＣｒ；
３．５重量％から４．５重量％までの範囲内のＭｏ；及び
１０重量％から最大で４０重量％までのセラミック成分Ａｌ２Ｏ３／ＺｒＯ２；
残部のＦｅ。
【００２４】
実用上特に重要な一実施形態において、本発明による基板の熱溶射層は、以下の化学組成を有する：最大で０．０１７重量％までのＣ；２７．５重量％から２９．５重量％までの範囲内のＣｒ；３．８重量％から４．２重量％までの範囲内のＭｏ；及び３４重量％から３６重量％まで、好ましくは３５重量％までの範囲のセラミック成分Ａｌ２Ｏ３／ＺｒＯ２；残部のＦｅ。
【００２５】
これに関して、前記セラミック成分Ａｌ２Ｏ３／ＺｒＯ２自体は、６０重量％から９０重量％までの間のＡｌ２Ｏ３、及び１０重量％から４０重量％の間のＺｒＯ２を含有してもよい。該セラミック成分Ａｌ２Ｏ３／ＺｒＯ２自体は、具体的には７５重量％から８５重量％まで、好ましくは８０重量％まで、の間のＡｌ２Ｏ３、及び１５重量％から２５重量％まで、好ましくは２０重量％まで、の間のＺｒＯ２を含有していてもよい。
【００２６】
これに関して、前記熱溶射層は、実用上、金属を含有するマトリクスの化合物層であり、前記セラミック成分Ａｌ２Ｏ３／ＺｒＯ２を含有する内包物を有するものであることが好ましい。
【００２７】
これに関して、前記熱溶射層の気孔率は５％未満、好ましくは２％未満であり、及び／又は、該熱溶射層の微小硬さが、３００ＨＶ．０３から１０００ＨＶ．０３の間、好ましくは５００ＨＶ．０３から７００ＨＶ．０３の間であり、及び／又は、該熱溶射層の層厚みが、５０μｍから５００μｍの間、好ましくは１００μｍから３００μｍの間である。
【００２８】
前記基板は、例えばアルミニウム、特にアルミニウム合金を含有し、若しくは多かれ少なかれ完全にアルミニウムで作られる。実用上、これは特に好ましくは、強化のためにＳｉＣ粒子を有するＡｌＳｉ合金から作られた基板であり、ここで該基板は具体的には車両用の、特に自動車又は航空機用の、ブレーキディスクである。
【００２９】
超フェライト系熱溶射層と基板とに間にさらに良好な接着強度が必要となる特殊な場合には、例えばＮｉ／Ａｌ、及び／又はＮｉ／Ｃｒから、又は他のそれ自体は公知の接着層材料から作られた接着層を、該超フェライト系熱溶射層と該基板との間の該基板上に設けてもよい。
【００３０】
これに関して、該超フェライト系熱溶射層及び／又は該基板は、粉末フレーム溶射プロセス、特に高速フレーム溶射プロセス又はプラズマ溶射プロセスで製造されることが好ましい。
【００３１】
最後に以下において、自動車用のブレーキディスクのコーティングにおいて得られた結果などの、本発明に関する試験結果を報告する。
【００３２】
下表１において、本発明による溶射用粉末の特に好ましい実施形態の一例として、セラミック成分を伴わない超フェライト系鉄基化合物の化学組成を規定する。これはＳｉＣ粒子を有するＡｌＳＯ合金の基板から作られたブレーキディスクについてのテストで、その特別な価値が証明されたものである。これに関して、すべてのパーセンテージ値は、重量パーセントである。
表１：セラミック成分を伴わない超フェライト系鉄基化合物の組成。Ｔ．Ａ．Ｏ．は、すべての他の不純物を示す。
【表１】
0006301060.tif 000002
【００３３】
次いで、上述の試験でのブレーキディスクを被覆するのに用いた、最終の溶射用粉末がＦｅを３１．６％だけ含み、代わりに３５重量％のＡｌ２Ｏ３／ＺｒＯ２セラミック成分を含むように、表１のとおりの合計６６．６%の鉄の３５％をＡｌ２Ｏ３／ＺｒＯ２セラミック成分３５％で置き換えた、対応する本発明による溶射用粉末を形成した。
【００３４】
試験において、ＳｉＣ粒子を有するＡｌＳｉ合金で作られた内部排気を有さない固体ブレーキディスクを、上でさらに説明したように、表１のとおりの超フェライト系鉄基化合物から、及びＡｌ２Ｏ３／ＺｒＯ２セラミック成分から形成された溶射用粉末を用いてコーティングした。該ブレーキディスク基板の直径は、２５０ｍｍと３００ｍｍの間であった。
【００３５】
基盤の表面は、サンドブラストにより前処理され、活性化され、その結果基板表面における表面粗さＲａは約４〜８μｍに達した。本発明による超フェライト系熱溶射層を、接着層なしで、該前処理された基板の表面に直接大気圧プラズマ溶射により溶射した。該プラズマ溶射の装置として、出願人（Ｓｕｌｚｅｒ  Ｍｅｔｃｏ）のトリプレックス  プロ（Ｔｒｉｐｌｅｘ  Ｐｒｏ）−２００トーチを用いた。プロセスガスとして、Ａｒ／Ｈｅ混合物を使用した。Ａｒをキャリアガスとして用いて、粉体搬送速度を１２０ｇ／分とした。該溶射プロセスの塗布効率は、７０％より大であった。コーティングの後、コーティングされた基板をそれ自体は公知のやり方で、特に研磨により、後処理した。
【００３６】
気孔率が２％未満であり、微小硬さが５００ＨＶ．０３から７００ＨＶ．０３までの範囲内であり、研磨された状態でコーティング厚みが１００μｍから３００μｍの間であるこれらのプロセス条件を用いて、ブレーキディスク基板上に熱溶射層を製造することができた。
【００３７】
例えばＣ２Ｈ２／Ｏ２混合物を用いる、あるいはＳｕｌｚｅｒ  Ｍｅｔｃｏ社のトリプレックス（Ｔｒｉｐｌｅｘ）ＡＰＳトーチを用いる場合にはＡｒ／Ｈ２混合物を用いるフレーム溶射プロセスにより、同様の良好な結果が可能である。Ａｒ／Ｈ２混合物を伴うトリプレックス（Ｔｒｉｐｌｅｘ）ＡＰＳトーチを用い、搬送速度を３００ｇ／分又はそれ以上とすることも可能である。Ａｒ／Ｈ２又はＮ２／Ｈ２ガス混合物を伴う単カソードＡＰＳトーチも同様である。
【００３８】
また、用途及び要求により、特に好ましくはＮｉ／Ａｌから又はＮｉＣｒで作られた、接着層を基板表面に、例えば本発明による超フェライト系熱溶射層と基板との間に、設けてもよく、これにより該超フェライト系熱溶射層の接着を、特別な負荷に対してさらに改善することができる。これに関して該接着層は、好ましくは同様に熱溶射プロセスによって適用される。
【００３９】
これに関して、本発明による基板の溶射層は、指定された技術的に重要な化学成分に加えて、溶射用粉末の説明で既に指定された不純物Ｐ及びＳも含有していてもよく、また、それらには限定されない例として表１においてＴＡＯと略称される、更に技術的に重要でない不純物を含んでいてもよい。
【００４０】
対応する不純物である溶射層の製造の実務において常に避けられないそれらの不純物に加えて、本発明による基板の熱溶射層は、例えば更に、セラミック成分とは別に、例えば結合したあるいは結合していない酸素を少し、又はある程度の量のＡｒ、Ｈｅ、Ｎｅなどのプロセスガスを含むことができ、これらは溶射層の本質的な性質とは技術的に無関係であり、またこれらは熱溶射プロセスにおいて、例えば溶射粉の一つ又はそれ以上の成分の酸化により、又は別の形でそこに結び付きうることで、溶射層に導入されうる。当業者は、実務上このような又は同様の不純物を完全に排除することは決してできないが、適切なプロセス制御により、該溶射粉又はそれを用いて溶射された熱溶射層の本質的な性質に影響しないように制限できることを、技術上の観点、及び実務上の観点から理解するであろう。
【００４１】
したがってこれに関して、本発明による溶射層を製造するためにどのような溶射プロセスが選ばれるかによって、指定されない更に副次的な不純物も該溶射プロセス自体を通じて該層に入り込みうることも理解されるであろう。したがって、例えばＨＶＯＦプロセス（そこでは熱エネルギーを生成させるために、例えばケロシン又は他の有機若しくは無機燃料を燃焼させることができる）の使用において、燃料からのごく微量の炭素が付加的に該層に入り込むことも起こりうる。
【００４２】
当業者は、本発明が、本発明の単にさらなる改良だけでなく、明示的に論じられていない本発明による実施形態の全てのさらなる組み合わせをも含むことを、容易に理解するであろう。