(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、及び耐衝撃剥離性に優れた溶射皮膜を備えた積層体を提供する。【解決手段】  本発明の積層体は、ビッカース硬度が５００以下又は６００以上の基材と、その基材の上に設けられたアンダーコート層と、そのアンダーコート層の上に設けられたトップコート層とを備える。基材のビッカース硬度が５００以下である場合には、アンダーコート層のビッカース硬度は、基材のそれよりも高く且つ８１０よりも低い。一方、基材のビッカース硬度が６００以下である場合には、アンダーコート層のビッカース硬度は、基材のそれよりも低く且つ２３０よりも高い。トップコート層は溶射皮膜であって、サーメット粉末、又はサーメットと金属の混合粉末からなる溶射材料の溶射により形成される。使用される溶射材料には炭化タングステンが含有されていることが好ましい。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビッカース硬度が５００以下の基材と、
前記基材の上に設けられた第１の皮膜と、
前記第１の皮膜の上に設けられた第２の皮膜としての溶射皮膜とを備えた積層体であって、
前記第１の皮膜のビッカース硬度は、前記基材のそれよりも高く且つ８１０よりも低いことを特徴とする積層体。
【請求項２】
ビッカース硬度が６００以上の基材と、
前記基材の上に設けられた第１の皮膜と、
前記第１の皮膜の上に設けられた第２の皮膜としての溶射皮膜とを備えた積層体であって、
前記第１の皮膜のビッカース硬度は、前記基材のそれよりも低く且つ２３０よりも高いことを特徴とする積層体。
【請求項３】
前記第２の皮膜は、サーメット粉末、又はサーメットと金属の混合粉末からなる溶射材料の溶射により形成された溶射皮膜であり、前記溶射材料は炭化タングステンを含有する請求項１又は２に記載の積層体。
【請求項４】
ビッカース硬度が５００以下の基材の上に第１の皮膜を形成する工程と、
前記基材の上に形成された前記第１の皮膜の上に第２の皮膜として溶射皮膜を形成する工程とを備えた溶射皮膜の形成方法であって、
前記第１の皮膜のビッカース硬度は、前記基材のそれよりも高く且つ８１０よりも低いことを特徴とする溶射皮膜の形成方法。
【請求項５】
ビッカース硬度が６００以上の基材の上に第１の皮膜を形成する工程と、
前記基材の上に形成された前記第１の皮膜の上に第２の皮膜として溶射皮膜を形成する工程とを備えた溶射皮膜の形成方法であって、
前記第１の皮膜のビッカース硬度は、前記基材のそれよりも低く且つ２３０よりも高いことを特徴とする溶射皮膜の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶射皮膜の形成方法、及び溶射皮膜を備えた積層体に関する。
【背景技術】
【０００２】
粉砕装置の刃部や掘削機の先端部品といった過酷な条件下で使用される部品に設けられて当該部品を保護する溶射皮膜には、良好な耐摩耗性に加えて良好な耐衝撃剥離性を備えることが要求されている。
【０００３】
溶射皮膜の耐衝撃剥離性は、その溶射皮膜が設けられている基材の硬度の影響を受けることが知られている。溶射皮膜に対して外部から衝撃が加わったときに基材に変形が生じると、基材の変形に追従して溶射皮膜も変形しない限り、溶射皮膜には亀裂又は剥離が生じる。つまり、溶射皮膜の硬度が高く基材の変形に追従して溶射皮膜が変形することが困難である場合には、基材が変形しにくいほど、すなわち、基材の硬度が高いほど、溶射皮膜の耐衝撃剥離性はそれだけ向上するのである。しかしながら、基材の硬度が高すぎても溶射皮膜の耐衝撃剥離性は低下する。これは、基材の硬度が高くなるにつれて、基材と溶射皮膜との間のアンカー効果が弱まるためである。
【０００４】
溶射皮膜を形成する前に加熱処理によって基材の硬度を予め増大させることで溶射皮膜の耐衝撃剥離性を向上させる技術が非特許文献１で報告されている。加熱処理により基材の硬度を増大させる方法によれば、硬度の高い基材を用意する必要はない。硬度の高い基材は概して高価である。しかしながら、この加熱処理というのは基材が大きい場合に容易でなくコストも掛かる。また、基材の材質によってはたとえ熱処理したとしても基材の硬度が増大しないことがある。
【０００５】
加えて、各種部品に求められる特性は用途により様々であり、使用される基材の材質は用途により制限されることが多い。溶射皮膜の耐衝撃剥離性は基材の材質にも影響される場合があるので、基材の材質が制限されることによって、溶射皮膜が十分な耐衝撃剥離性を発揮できないことも少なくない。
【非特許文献１】松原洋一、宝慧圭子，プロセスロールにおけるWC-Co溶射皮膜の破壊に及ぼす基材硬さの影響，高温学会誌，２００３年１１月，第２９巻，Supplement，ｐ．２４１−２４６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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、及び耐衝撃剥離性に優れた溶射皮膜を備えた積層体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、ビッカース硬度が５００以下の基材と、前記基材の上に設けられた第１の皮膜と、前記第１の皮膜の上に設けられた第２の皮膜としての溶射皮膜とを備えた積層体であって、前記第１の皮膜のビッカース硬度は、前記基材のそれよりも高く且つ８１０よりも低いことを特徴とする積層体を提供する。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、ビッカース硬度が６００以上の基材と、前記基材の上に設けられた第１の皮膜と、前記第１の皮膜の上に設けられた第２の皮膜としての溶射皮膜とを備えた積層体であって、前記第１の皮膜のビッカース硬度は、前記基材のそれよりも低く且つ２３０よりも高いことを特徴とする積層体を提供する。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の積層体において、前記第２の皮膜は、サーメット粉末、又はサーメットと金属の混合粉末からなる溶射材料の溶射により形成された溶射皮膜であり、前記溶射材料は炭化タングステンを含有することを要旨とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明では、ビッカース硬度が５００以下の基材の上に第１の皮膜を形成する工程と、前記基材の上に形成された前記第１の皮膜の上に第２の皮膜として溶射皮膜を形成する工程とを備えた溶射皮膜の形成方法であって、前記第１の皮膜のビッカース硬度は、前記基材のそれよりも高く且つ８１０よりも低いことを特徴とする溶射皮膜の形成方法を提供する。
【００１１】
請求項５に記載の発明では、ビッカース硬度が６００以上の基材の上に第１の皮膜を形成する工程と、前記基材の上に形成された前記第１の皮膜の上に第２の皮膜として溶射皮膜を形成する工程とを備えた溶射皮膜の形成方法であって、前記第１の皮膜のビッカース硬度は、前記基材のそれよりも低く且つ２３０よりも高いことを特徴とする溶射皮膜の形成方法を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
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可能な溶射皮膜の形成方法、及び耐衝撃剥離性に優れた溶射皮膜を備えた積層体が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態を説明する。
本実施形態に係る積層体は、ビッカース硬度が５００以下又は６００以上の基材と、その基材の上に設けられたアンダーコート層（第１の皮膜）と、そのアンダーコート層の上に設けられたトップコート層（第２の皮膜）としての溶射皮膜とを備える。積層体は、基材の上にアンダーコート層を形成する工程と、基材の上に形成されたアンダーコート層の上にトップコート層を形成する工程とを経て製造される。
【００１４】
前記アンダーコート層は、肉盛溶接法、フレーム溶射法、高速フレーム溶射法、及びプラズマ溶射法のいずれによって形成されてもよく、肉盛溶接法又はフレーム溶射法によって形成されることが好ましい。肉盛溶接法又はフレーム溶射法によれば、緻密なアンダーコート層を安価に形成することができる。
【００１５】
肉盛溶接法によりアンダーコート層を形成する場合には、溶接材料を溶融させて、その溶融した溶接材料を基材の上に盛ることが行われる。使用される溶接材料は、線材、棒材及び粉末のいずれであってもよい。溶接材料を基材の上に盛る際には、加熱処理により基材表面を半溶融させてもよい。半溶融させた基材表面に溶接材料を盛った場合には、アンダーコート層と基材との間の密着性が向上する。
【００１６】
フレーム溶射法によりアンダーコート層を形成する場合には、溶射材料を溶融又は半溶融させて、その溶融又は半溶融した溶射材料を基材に吹き付けることが行われる。使用される溶射材料は、線材、棒材及び粉末のいずれであってもよい。粉末状の溶射材料をフレーム溶射法で溶射する場合には、その粉末状の溶射材料の粒度分布は４５〜１５０μｍ程度であることが望ましい。
【００１７】
フレーム溶射法によりアンダーコート層を形成する際に使用される溶射材料は自溶合金であってもよい。自溶合金とは、ニッケル基、ニッケル−クロム基又はコバルト基の合金にホウ素及びケイ素を添加したものであり、自溶合金を含んだ溶射皮膜に関してはJIS H 8303に規定されている。
【００１８】
アンダーコート層中に自溶合金が含まれる場合には特に、アンダーコート層を半溶融状態にまで加熱するフュージング処理をアンダーコート層に施してやることが好ましい。アンダーコート層をフュージング処理した場合には、アンダーコート層が緻密化する。また、基材とアンダーコート層との間で相互拡散が生じ、その結果、アンダーコート層が基材に対して冶金学的に結合してアンダーコート層と基材との間の密着性が向上する。フュージング処理の際、アンダーコート層は、酸素及びアセチレンの燃焼炎により加熱されてもよいし、加熱炉にて基材と一緒に加熱されてもよい。フュージング処理は、アンダーコート層の上にトップコート層が形成される前に行われることが好ましい。
【００１９】
アンダーコート層の気孔率は、出来る限り低いことが望ましい。具体的には、アンダーコート層の気孔率は、好ましくは１０容積％以下、より好ましくは５容積％以下、最も好ましくは０容積％である。アンダーコート層の気孔率が高すぎる場合には、トップコート層に対して外部から衝撃が加わったときのアンダーコート層の変形があまり抑制されないために、トップコート層の耐衝撃剥離性がそれほど向上しないことがある。
【００２０】
アンダーコート層の厚さは、好ましくは０．０８ｍｍよりも大、より好ましくは０．１５ｍｍよりも大であり、好ましくは５ｍｍ以下、より好ましくは３ｍｍ以下である。アンダーコート層の厚さが小さすぎる場合には、トップコート層に対して外部から衝撃が加わったときのアンダーコート層の変形があまり抑制されないために、トップコート層の耐衝撃剥離性がそれほど向上しないことがある。アンダーコート層の厚さが大きすぎる場合にはコストの面で不利がある。
【００２１】
基材のビッカース硬度が５００以下である場合には、アンダーコート層のビッカース硬度は、基材のビッカース硬度よりも高く且つ８１０よりも低いことが必須である。一方、基材のビッカース硬度が６００以上である場合には、アンダーコート層のビッカース硬度は、基材のビッカース硬度よりも低く且つ２３０よりも高いことが必須である。基材のビッカース硬度が５００以下及び６００以上のいずれの場合も、アンダーコート層のビッカース硬度は、好ましくは２６０よりも大、より好ましくは３５０よりも大であり、好ましくは７８０よりも小、より好ましくは６８０よりも小である。アンダーコート層のビッカース硬度が低すぎる場合及び高すぎる場合には、トップコート層の耐衝撃剥離性がアンダーコート層のせいでかえって低下することがある。アンダーコート層のビッカース硬度が低すぎる場合にトップコート層の耐衝撃剥離性が低下する理由は、トップコート層に対して外部から衝撃が加わったときにアンダーコート層に変形が生じるせいである。アンダーコート層のビッカース硬度が高すぎる場合にトップコート層の耐衝撃剥離性が低下する理由は、アンダーコート層に対するアンカー効果が弱まるせいである。アンカー効果は、トップコート層の形成時にアンダーコート層に溶射粒子が衝突することによって生じるアンダーコート層とトップコート層との間の機械的なかみ合いに基づくものであり、これにより、アンダーコート層に対するトップコート層の密着性が向上する。
【００２２】
前記トップコート層は溶射皮膜であって、ＨＶＯＦ（High Velocity Oxygen-Fuel）法やＨＶＡＦ（High Velocity Air-Fuel）法などの高速フレーム溶射法、爆発溶射法、及びコールドスプレー法のいずれかによって形成されることが好ましく、高速フレーム溶射法又は爆発溶射法によって形成されることがより好ましい。トップコート層の形成時、溶射粒子の飛行速度、すなわち、溶射機から射出される溶融又は半溶融した溶射材料の速度は、４００ｍ／秒を超えることが望ましい。高速フレーム溶射法、爆発溶射法及びコールドスプレー法によれば、溶射粒子の飛行速度が４００ｍ／秒を超える可能性が高く、高速フレーム溶射法及び爆発溶射法は成膜能力が特に高い。溶射粒子の飛行速度が４００ｍ／秒以下である場合には、アンダーコート層に対するトップコート層のアンカー効果が弱まるために、トップコート層の耐衝撃剥離性がそれほど向上しないことがある。
【００２３】
トップコート層の形成時に使用される溶射材料は、サーメット粉末、又はサーメットと金属の混合粉末であることが望ましい。溶射材料として用いられるサーメット粉末及び混合粉末は、炭化タングステンを含有することが望ましい。サーメット粉末及び混合粉末それぞれに含まれる炭化タングステンの量は、好ましくは５０重量％以上である。サーメットと金属の混合粉末は、例えば特開２００２−２２０６５２号公報に開示されているような、炭化タングステンを含有するサーメットと金属の混合粉末であってもよい。
【００２４】
炭化タングステンを５０重量％以上含有するサーメットとしては、１２重量％のコバルトと残部の炭化タングステンとを含有するサーメットである“WC/12Co”、１７重量％のコバルトと残部の炭化タングステンとを含有するサーメットである“WC/17Co”、１０重量％のコバルトと４重量％のクロムと残部の炭化タングステンとを含有するサーメットである“WC/10Co/4Cr”、２０重量％の炭化クロムと７重量％のニッケルと残部の炭化タングステンとを含有するサーメットである“WC/20CrC/7Ni”などが知られている。溶射材料中のサーメットはこれらのうちのいずれであってもよい。
【００２５】
トップコート層の厚さは、好ましくは４０μｍよりも大、より好ましくは７０μｍよりも大であり、好ましくは８００μｍ以下、より好ましくは５００μｍ以下である。薄すぎるトップコート層は耐衝撃剥離性がそれほど高くない。トップコート層の厚さが大きすぎる場合にはコストの面で不利がある。
【００２６】
本実施形態は以下の利点を有する。
・  基材のビッカース硬度が５００以下である場合、基材よりも硬度の高いアンダーコート層の上に設けられたトップコート層に対して外部から衝撃が加わったときのアンダーコート層の変形量は、基材の上に直接設けられたトップコート層に対して外部から衝撃が加わったときの基材の変形量に比べて小さい。つまり、基材よりも硬度の高いアンダーコート層の上にトップコート層を設けることによって、トップコート層の剥離の原因となる素地の変形が抑制される。そのため、アンダーコート層の上に設けられたトップコート層はたとえ硬度が高くても、基材の上に直接設けられたトップコート層に比べて高い耐衝撃剥離性を有する。
【００２７】
・  基材のビッカース硬度が５００以下であるときのアンダーコート層のビッカース硬度は８１０よりも低い。そのため、アンダーコート層のビッカース硬度が高すぎるためにアンカー効果が低下し、その結果、トップコート層の耐衝撃剥離性がアンダーコート層のせいでかえって低下するというような事態が起こることはない。
【００２８】
・  基材のビッカース硬度が６００以上であるときのアンダーコート層のビッカース硬度は２３０よりも高い。そのため、アンダーコート層のビッカース硬度が低すぎるためにトップコート層に対して外部から衝撃が加わったときにアンダーコート層に変形が生じ、その結果、トップコート層の耐衝撃剥離性がアンダーコート層のせいでかえって低下するというような事態が起こることはない。
【００２９】
・  基材のビッカース硬度が６００以上であるときのアンダーコート層のビッカース硬度は基材のビッカース硬度よりも低い。そのため、アンダーコート層のビッカース硬度が基材のビッカース硬度よりも高いためにアンカー効果が低下し、その結果、トップコート層の耐衝撃剥離性がアンダーコート層のせいでかえって低下するというような事態が起こることはない。
【００３０】
・  本実施形態では、所定の硬度を有するアンダーコート層を基材とトップコート層との間に設けることによって、トップコート層の耐衝撃剥離性の向上を図っている。そのため、高価な硬度の高い基材を必要とすることもないし、基材の硬度を増大させるべく基材を加熱処理する必要もない。また、基材の材質や大きさにほとんど影響されることなく、トップコート層の耐衝撃剥離性を向上させることができる。
【００３１】
・  サーメット粉末、又はサーメットと金属の混合粉末を溶射してトップコート層を形成した場合には、耐摩耗性の高いトップコート層が得られる。特に、炭化タングステンの含有量が５０重量％以上であるサーメット粉末又は混合粉末を溶射して形成されるトップコート層は非常に耐摩耗性が高い。
【実施例】
【００３２】
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。
【００３３】
【表１】
2005330569.tif 000002
【００３４】
【表２】
2005330569.tif 000003
【００３５】
【表３】
2005330569.tif 000004
実施例１〜３３及び比較例１〜７において、基材をそれぞれ用意した。各基材の材質及びビッカース硬度は上記表１〜３の“基材”欄に示す通りである。基材の外径寸法はいずれも８０ｍｍ×８０ｍｍ×２０ｍｍである。実施例１〜３３及び比較例１，６，７においては、基材の上にアンダーコート層を形成し、さらにそのアンダーコート層の上にトップコート層を形成することにより積層体を作製した。比較例２，３においては、トップコート層の形成を省略して基材の上にアンダーコート層のみを形成することにより積層体を作製した。比較例４，５においては、アンダーコート層の形成を省略して基材の上に直接トップコート層を形成することにより積層体を作製した。
【００３６】
実施例１〜８，１０〜３３及び比較例１，２，６，７では、フレーム溶射法によりアンダーコート層を形成し、形成されたアンダーコート層にはフュージング処理を施した。実施例９及び比較例３では、肉盛溶接法によりアンダーコート層を形成した。アンダーコート層の形成時に使用される溶射材料又は溶接材料、並びに形成されたアンダーコート層のビッカース硬度及び厚さは、表１〜３の“アンダーコート層”欄に示す通りである。また、エヌサポート社製の画像解析処理装置"ＮＳＦＪ１−Ａ"を用いて測定されるアンダーコート層の気孔率はいずれも２容積％以下である。
【００３７】
“アンダーコート層”欄中の“Ａ”は、１４．０重量％のクロムと４．０重量％の鉄と３．６重量％のケイ素と２．５重量％のホウ素と０．６重量％の炭素と残部のニッケルとを含有する合金である“Ni-14.0Cr-4.0Fe-3.6Si-2.5B-0.6C”を表す。“アンダーコート層”欄中の“Ｂ”は、１１．０重量％のクロムと２．５重量％の鉄と３．０重量％のケイ素と２．３重量％のホウ素と０．４重量％の炭素と残部のニッケルとを含有する合金である“Ni-11.0Cr-2.5Fe-3.0Si-2.3B-0.4C”を表す。“アンダーコート層”欄中の“Ｃ”は、１７．０重量％のクロムと４．０重量％の鉄と４．３重量％のケイ素と３．５重量％のホウ素と０．９重量％の炭素と残部のニッケルとを含有する合金である“Ni-17.0Cr-4.0Fe-4.3Si-3.5B-0.9C”を表す。“アンダーコート層”欄中の“Ｄ”は、１０．０重量％のクロムと２．０重量％の鉄と３．０重量％のケイ素と２．０重量％のホウ素と残部のニッケルとを含有する合金である“Ni-10.0Cr-2.0Fe-3.0Si-2.0B”を表す。“アンダーコート層”欄中の“Ｅ”は、１８．０重量％のクロムと１２．０重量％のタングステンと２．０重量％の鉄と２．０重量％のモリブデンと３．６重量％のケイ素と３．３重量％のホウ素と０．９重量％の炭素と残部のニッケルとを含有する合金である“Ni-18.0Cr-12.0W-2.0Fe-2.0Mo-3.6Si-3.3B-0.9C”を表す。“アンダーコート層”欄中の“Ｆ”は、１３．０重量％のクロムと４．０重量％の鉄と４．０重量％のケイ素と３．０重量％のホウ素と０．６重量％の炭素と残部のニッケルとを含有する合金である“Ni-13.0Cr-4.0Fe-4.0Si-3.0B-0.6C”を表す。“アンダーコート層”欄中の“Ｇ”は、３５重量％の“WC/12Co”と６５重量％の“Ni-14.0Cr-4.0Fe-4.3Si-3.5B-0.7C”の混合物を表し、“Ni-14.0Cr-4.0Fe-4.3Si-3.5B-0.7C”は、１４．０重量％のクロムと４．０重量％の鉄と４．３重量％のケイ素と３．５重量％のホウ素と０．７重量％の炭素と残部のニッケルとを含有する合金である。“アンダーコート層”欄中の“Ｈ”は、５０重量％の“WC/12Co”と５０重量％の“Ni-14.0Cr-4.0Fe-4.3Si-3.5B-0.7C”の混合物を表す。“アンダーコート層”欄中の“Ｉ”は、１．５重量％のホウ素と０．１重量％の炭素と残部のニッケルとを含有する合金である“Ni-1.5B-0.1C”を表す。
【００３８】
トップコート層は、ＰＲＡＸＡＩＲ／ＴＡＦＡ社製の高速フレーム溶射機である“ＪＰ−５０００”を使用して高速フレーム溶射法により形成した。トップコート層の形成時に使用される溶射材料、及び形成されたトップコート層の厚さは表１〜３の“トップコート層”欄に示す通りである。“トップコート層”欄中の“W2011XJ”は、９０重量％の“WC/20CrC/10Ni”と１０重量％の金属ニッケルの混合物を表す。
【００３９】
トップコート層を形成するべく“WC/12Co”又は“WC/20CrC/7Ni”を溶射するときの溶射条件として、酸素流量は８９３Ｌ／分、灯油流量は０．３２Ｌ／分、溶射距離は３８０ｍｍ、溶射材料の供給速度は１００ｇ／分、溶射機のノズル長さは８インチ（約２０３ｍｍ）に設定した。トップコート層を形成するべく“WC/10Co/4Cr”を溶射するときの溶射条件として、酸素流量は８７０Ｌ／分、灯油流量は０．３８Ｌ／分、溶射距離は３８０ｍｍ、溶射材料の供給速度は１００ｇ／分、溶射機のノズル長さは８インチ（約２０３ｍｍ）に設定した。トップコート層を形成するべく“W2011XJ”を溶射するときの溶射条件として、酸素流量は６８２Ｌ／分、灯油流量は０．３８Ｌ／分、溶射距離は３８０ｍｍ、溶射材料の供給速度は１００ｇ／分、溶射機のノズル長さは４インチ（約１０２ｍｍ）に設定した。
【００４０】
表１，２の“耐衝撃剥離性”欄には、実施例１〜２６及び比較例１〜６で得られた積層体の耐衝撃剥離性を四段階評価した結果を示す。積層体の耐衝撃剥離性の評価は、落球衝撃試験の結果に基づいて行った。落球衝撃試験では、２５０個の超硬球を各積層体に落下させて衝突させる操作を積層体の表面（実施例１〜２６及び比較例１，４〜６の場合はトップコート層、比較例２，３の場合はアンダーコート層）に亀裂又は剥離が生じるまで繰り返した。超硬球は、積層体に対し６０度の角度で１ｍの高さからガイドパイプを通じて落下させた。各超硬球の直径は１０ｍｍ、重量は６ｇである。
【００４１】
“耐衝撃剥離性”欄の“◎”は、積層体を落球衝撃試験に供したとき、積層体の表面に亀裂又は剥離が生じるまでに繰り返される前記の操作の回数（耐用回数）が２００回以上であることを表し、耐衝撃剥離性が優良であることを意味する。“耐衝撃剥離性”欄の“○”は、１００回以上２００回未満の操作によって積層体の表面に亀裂又は剥離が生じることを表し、耐衝撃剥離性が良好であることを意味する。“耐衝撃剥離性”欄の“△”は、５０回以上１００回未満の操作によって積層体の表面に亀裂又は剥離が生じることを表し、耐衝撃剥離性がまずまずであることを意味する。“耐衝撃剥離性”欄の“×”は、５０回未満の操作によって積層体の表面に亀裂又は剥離が生じることを表し、耐衝撃剥離性が不良であることを意味する。
【００４２】
表１，２に示すように、実施例１〜２６の積層体はいずれも耐衝撃剥離性の評価が◎〜△であった。それに対し、アンダーコート層を有さない比較例４，５の積層体は耐衝撃剥離性の評価が×であった。
【００４３】
表１，２の“耐摩耗性”欄には、実施例１〜２６及び比較例１〜６で得られた積層体の耐摩耗性を四段階評価した結果を示す。積層体の耐摩耗性の評価は、JIS H 8682-1に準拠した摩耗試験の結果に基づいて行った。摩耗試験では、スガ摩耗試験機を用いて、研磨紙ＣＰ１８０（ＵＳ  ＣＡＭＩ規格）により荷重３．１５ｋｇｆ（≒３１Ｎ）で積層体の表面を摩擦した。
【００４４】
“耐摩耗性”欄の“◎”は、積層体を摩耗試験に供したときの積層体の摩耗体積を、ＳＳ４００鋼板を同様の摩耗試験に供したときのＳＳ４００鋼板の摩耗体積で除したときの値が０．０５未満であることを表し、耐摩耗性が優良であることを意味する。“耐摩耗性”欄の“○”は、ＳＳ４００鋼板の摩耗体積に対する積層体の摩耗体積の比が０．０５以上０．１未満であることを表し、耐摩耗性が良好であることを意味する。“耐摩耗性”欄の“×”は、ＳＳ４００鋼板の摩耗体積に対する積層体の摩耗体積の比が０．１以上であることを表し、耐摩耗性が不良であることを意味する。
【００４５】
表１，２に示すように、実施例１〜２６及び比較例１，４〜６の積層体はいずれも耐摩耗性の評価が◎であった。この結果は、積層体の耐摩耗性がアンダーコート層の有無によってあまり左右されないことを示唆する。
【００４６】
表３の“耐衝撃剥離性の向上度”欄には、実施例２７〜３３及び比較例７で得られた積層体の耐衝撃剥離性の向上度を四段階評価した結果を示す。耐衝撃剥離性の向上度の評価は、落球衝撃試験の結果に基づいて行った。
【００４７】
“耐衝撃剥離性の向上度”欄の“◎”は、積層体を落球衝撃試験に供したときの耐用回数を、アンダーコート層の形成を省略して基材の上に直接トップコート層を形成することにより作製された積層体を同様の落球衝撃試験に供したときの耐用回数で除したときの値が２．０以上であることを表し、耐衝撃剥離性が大きく向上していることを意味する。“耐衝撃剥離性の向上度”欄の“○”は、アンダーコート層を備えない積層体の耐用回数に対するアンダーコート層を備える積層体の耐用回数の比が１．５以上２．０未満であることを表し、耐衝撃剥離性がまずまず向上していることを意味する。“耐衝撃剥離性の向上度”欄の“△”は、アンダーコート層を備えない積層体の耐用回数に対するアンダーコート層を備える積層体の耐用回数の比が１．０以上１．５未満であることを表し、耐衝撃剥離性が少し向上していることを意味する。“耐衝撃剥離性の向上度”欄の“×”は、アンダーコート層を備えない積層体の耐用回数に対するアンダーコート層を備える積層体の耐用回数の比が１．０未満であることを表し、耐衝撃剥離性が向上していないことを意味する。
【００４８】
表３に示すように、実施例２７〜３３の積層体はいずれも耐衝撃剥離性の向上度の評価が◎〜△であった。
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。
【００４９】
・  前記第１の皮膜の形成は、肉盛溶接法又はフレーム溶射法により遂行される請求項４又は５に記載の溶射皮膜の形成方法。
・  前記第１の皮膜の気孔率は１０％以下である請求項１〜３のいずれか一項に記載の積層体。
【００５０】
・  前記第１の皮膜の厚さは０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下である請求項１〜３のいずれか一項に記載の積層体。
・  前記第２の皮膜は、サーメット粉末、又はサーメットと金属の混合粉末からなる溶射材料の溶射により形成された溶射皮膜である請求項１又は２に記載の積層体。
【００５１】
・  前記第２の皮膜は、サーメット粉末、又はサーメットと金属の混合粉末からなる溶射材料の溶射により形成される請求項４又は５に記載の溶射皮膜の形成方法。
・  前記溶射材料中の炭化タングステンの量は５０重量％以上である請求項３に記載の積層体。
【００５２】
・  前記第２の皮膜の形成に先立って、前記基材の上に形成された前記第１の皮膜を半溶融状態にまで加熱する工程をさらに備えた請求項４又は５に記載の溶射皮膜の形成方法。
【００５３】
・  前記第２の皮膜の形成は、高速フレーム溶射法、爆発溶射法、及びコールドスプレー法のいずれかにより遂行される請求項４又は５に記載の溶射皮膜の形成方法。
・  前記第２の皮膜の形成は、溶射粒子の飛行速度が４００ｍ／秒よりも大きい溶射法により遂行される請求項４又は５に記載の溶射皮膜の形成方法。
【００５４】
・  前記第２の皮膜の厚さは５０μｍ以上８００μｍ以下である請求項１〜３のいずれか一項に記載の積層体。