(57)【要約】【課題】鉛フリーはんだ、特に溶融状態のＳｎ−Ａｇ系鉛フリーはんだに対する耐侵食性が優れたＣｏ基合金溶射層を形成するための溶射用Ｃｏ基合金粉末を提供する。【解決手段】Ｃｒ：２０．０〜３５．０％、Ｆｅ：０．１〜４０．０％、Ｃ：０．０５〜１．２０％、Ｍｎ：０．５〜２．０％、Ｓｉ：０．１〜３．０％、Ｂ：０．００１〜０．３％を含有し、さらに必要に応じて下記の（ａ）〜（ｃ）の内の１種または２種以上を含有し、残部がＣｏおよび不可避不純物からなる組成を有する溶射用Ｃｏ基合金粉末。ただし、（ａ）Ｗ：３．０〜１５．０％、（ｂ）Ｌａ：０．０１〜０．１５％およびＣｅ：０．０１〜０．１５％の内の１種または２種、（ｃ）Ｍｇ：０．００１〜０．０５％。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、Ｃｒ：２０．０〜３５．０％、Ｆｅ：０．１〜４０．０％、Ｃ：０．０５〜１．２０％、Ｍｎ：０．５〜２．０％、Ｓｉ：０．１〜３．０％、Ｂ：０．００１〜０．３％を含有し、残部がＣｏおよび不可避不純物からなる組成を有することを特徴とする溶射用Ｃｏ基合金粉末。
【請求項２】
質量％で、Ｃｒ：２０．０〜３５．０％、Ｆｅ：０．１〜４０．０％、Ｃ：０．０５〜１．２０％、Ｍｎ：０．５〜２．０％、Ｓｉ：０．１〜３．０％、Ｂ：０．００１〜０．３％を含有し、さらにＷ：３．０〜１５．０％を含有し、残部がＣｏおよび不可避不純物からなる組成を有することを特徴とする溶射用Ｃｏ基合金粉末。
【請求項３】
質量％で、Ｃｒ：２０．０〜３５．０％、Ｆｅ：０．１〜４０．０％、Ｃ：０．０５〜１．２０％、Ｍｎ：０．５〜２．０％、Ｓｉ：０．１〜３．０％、Ｂ：０．００１〜０．３％を含有し、さらにＬａ：０．０１〜０．１５％およびＣｅ：０．０１〜０．１５％の内の１種または２種を含有し、残部がＣｏおよび不可避不純物からなる組成を有することを特徴とする溶射用Ｃｏ基合金粉末。
【請求項４】
質量％で、Ｃｒ：２０．０〜３５．０％、Ｆｅ：０．１〜４０．０％、Ｃ：０．０５〜１．２０％、Ｍｎ：０．５〜２．０％、Ｓｉ：０．１〜３．０％、Ｂ：０．００１〜０．３％を含有し、さらにＭｇ：０．００１〜０．０５％を含有し、残部がＣｏおよび不可避不純物からなる組成を有することを特徴とする溶射用Ｃｏ基合金粉末。
【請求項５】
質量％で、Ｃｒ：２０．０〜３５．０％、Ｆｅ：０．１〜４０．０％、Ｃ：０．０５〜１．２０％、Ｍｎ：０．５〜２．０％、Ｓｉ：０．１〜３．０％、Ｂ：０．００１〜０．３％を含有し、さらにＷ：３．０〜１５．０％を含有し、さらにＬａ：０．０１〜０．１５％およびＣｅ：０．０１〜０．１５％の内の１種または２種を含有し、残部がＣｏおよび不可避不純物からなる組成を有することを特徴とする溶射用Ｃｏ基合金粉末。
【請求項６】
質量％で、Ｃｒ：２０．０〜３５．０％、Ｆｅ：０．１〜４０．０％、Ｃ：０．０５〜１．２０％、Ｍｎ：０．５〜２．０％、Ｓｉ：０．１〜３．０％、Ｂ：０．００１〜０．３％を含有し、さらにＷ：３．０〜１５．０％を含有し、さらにＭｇ：０．００１〜０．０５％を含有し、残部がＣｏおよび不可避不純物からなる組成を有することを特徴とする溶射用Ｃｏ基合金粉末。
【請求項７】
質量％で、Ｃｒ：２０．０〜３５．０％、Ｆｅ：０．１〜４０．０％、Ｃ：０．０５〜１．２０％、Ｍｎ：０．５〜２．０％、Ｓｉ：０．１〜３．０％、Ｂ：０．００１〜０．３％を含有し、さらにＬａ：０．０１〜０．１５％およびＣｅ：０．０１〜０．１５％の内の１種または２種を含有し、さらにＭｇ：０．００１〜０．０５％を含有し、残部がＣｏおよび不可避不純物からなる組成を有することを特徴とする溶射用Ｃｏ基合金粉末。
【請求項８】
質量％で、Ｃｒ：２０．０〜３５．０％、Ｆｅ：０．１〜４０．０％、Ｃ：０．０５〜１．２０％、Ｍｎ：０．５〜２．０％、Ｓｉ：０．１〜３．０％、Ｂ：０．００１〜０．３％を含有し、さらにＷ：３．０〜１５．０％を含有し、さらにＬａ：０．０１〜０．１５％およびＣｅ：０．０１〜０．１５％の内の１種または２種を含有し、さらにＭｇ：０．００１〜０．０５％を含有し、残部がＣｏおよび不可避不純物からなる組成を有することを特徴とする溶射用Ｃｏ基合金粉末。
【請求項９】
請求項１、２、３、４、５、６、７または８記載の成分組成を有する溶融鉛フリーはんだに対する耐侵食性に優れたＣｏ基合金溶射層。
【請求項１０】
請求項９記載の溶融鉛フリーはんだに対する耐侵食性に優れたＣｏ基合金溶射層を基材に形成したことを特徴とする鉛フリーはんだ付け装置用複合部材。
【請求項１１】
請求項１０記載の鉛フリーはんだ付け装置用複合部材からなることを特徴とする鉛フリーはんだ付け装置用はんだ槽。
【請求項１２】
請求項１０記載の鉛フリーはんだ付け装置用複合部材からなることを特徴とする鉛フリーはんだ付け装置用噴射ノズル。
【請求項１３】
請求項１０記載の鉛フリーはんだ付け装置用複合部材からなることを特徴とする鉛フリーはんだ付け装置用プロペラ。
【請求項１４】
請求項１０記載の鉛フリーはんだ付け装置用複合部材からなることを特徴とする鉛フリーはんだ付け装置用シャフト。
【請求項１５】
請求項１０記載の鉛フリーはんだ付け装置用複合部材からなることを特徴とする鉛フリーはんだ付け装置用ダクト。
【請求項１６】
請求項１０記載の鉛フリーはんだ付け装置用複合部材からなることを特徴とする鉛フリーはんだ付け装置用ヒーター保護管。
【請求項１７】
請求項１０記載の鉛フリーはんだ付け装置用複合部材からなることを特徴とする鉛フリーはんだ付け装置用ヒーター被覆管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、溶融鉛フリーはんだ、特に溶融状態のＳｎ−Ａｇ系はんだに対する耐侵食性に優れたＣｏ基合金溶射層を得ることができる溶射用Ｃｏ基合金粉末に関するものであり、さらにその溶射用Ｃｏ基合金粉末を溶射して得られたＣｏ基合金溶射層を有する鉛フリーはんだ付け装置用複合部材に関するものであり、さらに前記複合部材からなる鉛フリーはんだ付け装置におけるはんだ槽、ノズル、プロペラ、シャフトなどの鉛フリーはんだ付け装置用部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、鉛はんだ付け装置の材料としてＳＵＳ３０４（Ｃｒ：１８〜２０質量％、Ｎｉ：８〜１０．５質量％、残部：Ｆｅおよび不可避不純物）、ＳＵＳ３０９Ｓ（Ｃｒ：２２〜２４質量％、Ｎｉ：１２〜１５質量％、残部：Ｆｅおよび不可避不純物）、ＳＵＳ３１６（Ｃｒ：１６〜１８質量％、Ｎｉ：１０〜１４質量％、Ｍｏ：２〜３質量％、残部：Ｆｅおよび不可避不純物）などのステンレス鋼が使用されていた。
近年、環境問題に関する関心が高まり、例えば、ヨーロッパでは電子機器などへの有害物質の含有を規制することが決定されている。その規制物質の１つとして鉛が取り上げられている。そのために鉛を主成分とする鉛はんだの使用が規制され、鉛を全く使用しないＳｎ−Ａｇ系の鉛フリーはんだ（鉛フリーはんだであるＳｎ−Ａｇ系はんだの組成としてＳｎ−３．５％Ａｇ、Ｓｎ−３．０％Ａｇ−０．１％Ｃｕなどが知られている）が開発され、従来の鉛はんだとの置き換えが進みつつある。したがって、現在では鉛フリーはんだと言えば前記Ｓｎ−Ａｇ系はんだを一般に示している。
ところが、鉛フリーはんだである前記Ｓｎ−Ａｇ系はんだは、従来の鉛はんだに比べて反応性が高くかつ溶融温度が高く、そのために従来から使用されているＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０９Ｓ、ＳＵＳ３１６などのステンレス鋼で作製したはんだ付け装置では溶融鉛フリーはんだに対する侵食に耐えられず、したがって、従来のステンレス鋼で作製したはんだ付け装置では損傷して短期間で使用寿命に至り、早期にはんだ付け装置の交換を余儀なくされることが明らかとなってきた。
【０００３】
ここで、溶融鉛フリーはんだである溶融Ｓｎ−Ａｇ系はんだによるステンレス鋼の侵食について説明する。一般に、ステンレス鋼の表面には不働態皮膜と呼ばれる酸化皮膜などの非反応性物質が形成されており、この酸化皮膜などの非反応性物質により溶融Ｓｎ−Ａｇ系はんだが直接金属面に接することを防ぎ、損傷を免れている。しかし、使用中に溶融金属の対流などにより摩耗を受けて表面皮膜が消滅すると、溶融Ｓｎ−Ａｇ系はんだとメタルが直接反応するようになり、損傷の原因となる。すなわち、融点の高いＦｅ、Ｎｉなどの金属がその融点より低い温度で低融点のＳｎと反応すると、低融点金属であるＳｎが高融点金属であるＦｅ、Ｎｉなどに固体内拡散し、Ｓｎと反応生成物を形成し、この反応生成物のＳｎ含有量が高まるに従い、融点が下がり、最終的には溶融金属中に溶融して損傷の原因となる。
そのため、鉛フリーはんだに対するはんだ付け装置の損傷を少しでもやわらげるために、はんだ付け装置を構成するステンレス鋼表面をセラミックコーティングしたり、ステンレス鋼表面に窒化層を設けるなどして装置の溶融鉛フリーはんだに対する耐侵食性を改善しようとしている（非特許文献１、非特許文献２、非特許文献３、非特許文献４などを参照）。
【非特許文献１】ＮＩＫＫＥＩ  ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ  ２００３．９．１  第４９〜５２頁
【非特許文献２】ＮｉＫＫＥＩ  ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ  ２００４．１．５  第９１〜９８頁
【非特許文献３】ＮＩＫＫＥＩ  ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ  ２００４．２．２  第３７頁
【非特許文献４】ＮＩＫＫＥＩ  ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ  ２００４．２．１６  第３５頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、セラミックコーティングでは、ＳＵＳなどのステンレス鋼基材に対する密着性が不十分であるために剥離することがあり、その剥離部分からステンレス鋼基材を侵食することがあるので信頼性がなく、また、ＳＵＳなどのステンレス鋼基材表面を窒化処理して得られた窒化層は鉛フリーはんだに対する耐侵食性が十分でなく、長期間使用すると窒化層が減肉し消滅し、その窒化層が消滅した部分からステンレス鋼基材が侵食されるようになるので鉛フリーはんだに対する耐侵食性が十分でないなどの課題があり、やはり耐侵食性に対する信頼性が十分ではなかった。そのために、セラミックコーティングまたは窒化処理などの表面処理よりも一層長期間溶融鉛フリーはんだに対する耐侵食性の高い表面処理方法が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで、本発明者は、セラミックコーティングまたは窒化処理などの表面処理よりも溶融鉛フリーはんだに対する耐侵食性の高い表面処理方法を開発すべく鋭意研究を行った。
【０００６】
その結果、ＣｏのＳｎに対する固溶限がＮｉやＦｅよりも格段に小さいことに着目し、種々の添加元素を最適化することにより、溶融鉛フリーはんだに対する耐侵食性に優れたＣｒ：２０．０〜３５．０％（％は質量％を示す。以下、同じ）、Ｆｅ：０．１〜４０．０％、Ｃ：０．０５〜１．２０％、Ｍｎ：０．５〜２．０％、Ｓｉ：０．１〜３．０％、Ｂ：０．００１〜０．３％を含有し、さらに必要に応じて下記の（ａ）〜（ｃ）の内の１種または２種以上を含有し、残部がＣｏおよび不可避不純物からなる組成を有するＣｏ基合金粉末をステンレス鋼の表面に溶射して得られたＣｏ基合金溶射層は前記Ｃｏ基合金粉末と成分組成が同じであり、このＣｏ基合金溶射層は、溶融鉛フリーはんだに対する耐侵食性に極めて優れており、さらにステンレス鋼基材に対する密着性がセラミックコーティングに比べて格段に優れているので先に述べたようなセラミックコーティングの剥離による侵食を防止することができ、さらに窒化層に比べて溶融鉛フリーはんだに対する耐侵食性が一層優れており、しかも窒化層よりも厚くステンレス鋼基材表面に形成することができるので長期間使用しても耐侵食性に対する信頼性を損なうことはない、などの知見を得たのである。ただし、前記（ａ）〜（ｃ）は、
（ａ）Ｗ：３．０〜１５．０％、
（ｂ）Ｌａ：０．０１〜０．１５％およびＣｅ：０．０１〜０．１５％の内の１種または２種、
（ｃ）Ｍｇ：０．００１〜０．０５％、である。
【０００７】
この発明は、かかる知見に基づいてなされたものであって、
（１）質量％で、Ｃｒ：２０．０〜３５．０％、Ｆｅ：０．１〜４０．０％、Ｃ：０．０５〜１．２０％、Ｍｎ：０．５〜２．０％、Ｓｉ：０．１〜３．０％、Ｂ：０．００１〜０．３％を含有し、残部がＣｏおよび不可避不純物からなる組成を有する溶射用Ｃｏ基合金粉末、
（２）質量％で、Ｃｒ：２０．０〜３５．０％、Ｆｅ：０．１〜４０．０％、Ｃ：０．０５〜１．２０％、Ｍｎ：０．５〜２．０％、Ｓｉ：０．１〜３．０％、Ｂ：０．００１〜０．３％を含有し、さらにＷ：３．０〜１５．０％を含有し、残部がＣｏおよび不可避不純物からなる組成を有する溶射用Ｃｏ基合金粉末、
（３）質量％で、Ｃｒ：２０．０〜３５．０％、Ｆｅ：０．１〜４０．０％、Ｃ：０．０５〜１．２０％、Ｍｎ：０．５〜２．０％、Ｓｉ：０．１〜３．０％、Ｂ：０．００１〜０．３％を含有し、さらにＬａ：０．０１〜０．１５％およびＣｅ：０．０１〜０．１５％の内の１種または２種を含有し、残部がＣｏおよび不可避不純物からなる組成を有する溶射用Ｃｏ基合金粉末、
（４）質量％で、Ｃｒ：２０．０〜３５．０％、Ｆｅ：０．１〜４０．０％、Ｃ：０．０５〜１．２０％、Ｍｎ：０．５〜２．０％、Ｓｉ：０．１〜３．０％、Ｂ：０．００１〜０．３％を含有し、さらにＭｇ：０．００１〜０．０５％を含有し、残部がＣｏおよび不可避不純物からなる組成を有する溶射用Ｃｏ基合金粉末、
（５）質量％で、Ｃｒ：２０．０〜３５．０％、Ｆｅ：０．１〜４０．０％、Ｃ：０．０５〜１．２０％、Ｍｎ：０．５〜２．０％、Ｓｉ：０．１〜３．０％、Ｂ：０．００１〜０．３％を含有し、さらにＷ：３．０〜１５．０％を含有し、さらにＬａ：０．０１〜０．１５％およびＣｅ：０．０１〜０．１５％の内の１種または２種を含有し、残部がＣｏおよび不可避不純物からなる組成を有する溶射用Ｃｏ基合金粉末、
（６）質量％で、Ｃｒ：２０．０〜３５．０％、Ｆｅ：０．１〜４０．０％、Ｃ：０．０５〜１．２０％、Ｍｎ：０．５〜２．０％、Ｓｉ：０．１〜３．０％、Ｂ：０．００１〜０．３％を含有し、さらにＷ：３．０〜１５．０％を含有し、さらにＭｇ：０．００１〜０．０５％を含有し、残部がＣｏおよび不可避不純物からなる組成を有する溶射用Ｃｏ基合金粉末、
（７）質量％で、Ｃｒ：２０．０〜３５．０％、Ｆｅ：０．１〜４０．０％、Ｃ：０．０５〜１．２０％、Ｍｎ：０．５〜２．０％、Ｓｉ：０．１〜３．０％、Ｂ：０．００１〜０．３％を含有し、さらにＬａ：０．０１〜０．１５％およびＣｅ：０．０１〜０．１５％の内の１種または２種を含有し、さらにＭｇ：０．００１〜０．０５％を含有し、残部がＣｏおよび不可避不純物からなる組成を有する溶射用Ｃｏ基合金粉末、
（８）質量％で、Ｃｒ：２０．０〜３５．０％、Ｆｅ：０．１〜４０．０％、Ｃ：０．０５〜１．２０％、Ｍｎ：０．５〜２．０％、Ｓｉ：０．１〜３．０％、Ｂ：０．００１〜０．３％を含有し、さらにＷ：３．０〜１５．０％を含有し、さらにＬａ：０．０１〜０．１５％およびＣｅ：０．０１〜０．１５％の内の１種または２種を含有し、さらにＭｇ：０．００１〜０．０５％を含有し、残部がＣｏおよび不可避不純物からなる組成を有する溶射用Ｃｏ基合金粉末、
（９）前記（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（７）または（８）記載の成分組成を有する溶融鉛フリーはんだに対する耐侵食性に優れたＣｏ基合金溶射層、に特徴を有するものである。
【０００８】
この発明の前記（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（７）または（８）記載の成分組成を有する溶射用Ｃｏ基合金粉末を溶射して得られたＣｏ基合金溶射層は溶融鉛フリーはんだに対する耐侵食性に優れており、このＣｏ基合金溶射層をステンレス鋼などの基材に形成して得られた複合部材は鉛フリーはんだ付け装置の部材として有効であり、この複合部材は鉛フリーはんだ付け装置におけるはんだ槽、噴射ノズル、プロペラ、シャフト、ダクト、ヒーター保護管、ヒーター被覆管など鉛フリーはんだ付け装置の各種構成部品の部材として有効である。したがって、この発明は、
（１０）前記（９）記載の溶融鉛フリーはんだに対する耐侵食性に優れたＣｏ基合金溶射層を基材に形成した鉛フリーはんだ付け装置用複合部材、
（１１）前記（１０）記載の鉛フリーはんだ付け装置用複合部材からなる鉛フリーはんだ付け装置用はんだ槽、
（１２）前記（１０）記載の鉛フリーはんだ付け装置用複合部材からなる鉛フリーはんだ付け装置用噴射ノズル、
（１３）前記（１０）記載の鉛フリーはんだ付け装置用複合部材からなる鉛フリーはんだ付け装置用プロペラ、
（１４）前記（１０）記載の鉛フリーはんだ付け装置用複合部材からなる鉛フリーはんだ付け装置用シャフト、
（１５）前記（１０）記載の鉛フリーはんだ付け装置用複合部材からなる鉛フリーはんだ付け装置用ダクト、
（１６）前記（１０）記載の鉛フリーはんだ付け装置用複合部材からなる鉛フリーはんだ付け装置用ヒーター保護管、
（１７）前記（１０）記載の鉛フリーはんだ付け装置用複合部材からなる鉛フリーはんだ付け装置用ヒーター被覆管、に特徴を有するものである。
【０００９】
次に、この発明の溶射用Ｃｏ基合金粉末およびＣｏ基合金溶射層の合金組成における各元素の限定理由について詳述する。
Ｃｒ：
Ｃｒは、表面に濃縮して薄くて緻密なＣｒ２Ｏ３を主体とする不働態被膜を形成することにより、溶融鉛フリーはんだである溶融Ｓｎ−Ａｇ系はんだが直接Ｃｏ基合金溶射層と接して反応してしまうことを阻害する効果があるが、Ｃｒを２０．０％未満含有しても所望の効果が得られず、一方、３５．０％を超えて含有すると溶射層の基材への密着力が低下して好ましくない。従って、この発明の溶射用Ｃｏ基合金粉末およびＣｏ基合金溶射層に含まれるＣｒは２０．０〜３５．０％に定めた。一層好ましくは、２１．０〜２５．０％である。
【００１０】
Ｆｅ：
Ｆｅは、溶射層と基材との密着性を向上させる効果があるので添加するが、Ｆｅは０．１％未満含有しても所望の効果が得られず、一方、４０．０％を超えて含有すると鉛フリーはんだに対する耐侵食性が劣化するので好ましくない。したがって、Ｆｅの含有量を０．１〜４０．０％とした。一層好ましくは、１〜２０％である。
【００１１】
Ｃ：
Ｃは同時に含有するＣｒと共に硬化相であるＣｒカーバイドを形成し、これを素地中に微細に分散させることで耐摩耗性を著しく向上させ、流動する溶融鉛フリーはんだに対する耐侵食性を著しく向上させる作用があるが、Ｃは０．０５％未満を含有しても所望の効果が得られず、一方、１．２０％を越えて含有すると、溶射層が脆化し、使用中の振動等により剥離し易くなるので好ましくない。したがって、Ｃの含有量を０．０５〜１．２０％に定めた。一層好ましい範囲は０．０６〜０．２％である。
【００１２】
Ｍｎ：
Ｍｎは、母相の結晶構造であるオーステナイト構造を安定化させることにより、溶射層の脆化を抑制し、その結果、基材との密着性を高める作用があるが、Ｍｎが０．５％未満含有しても所望の効果が得られず、一方、２．０％を超えて含有すると鉛フリーはんだとの濡れ性を高め、溶融鉛フリーハンダとの反応を促進することとなり、損傷を加速するので好ましくない。したがって、Ｍｎの含有量を０．５〜２．０％（一層好ましくは、０．５〜１．５％）とした。
【００１３】
Ｓｉ：
Ｓｉは酸素との親和性が高いために表面にＳｉＯ２を形成し、Ｃｒ２Ｏ３と共に溶融鉛フリーはんだであるＳｎ−Ａｇ合金が直接金属と接して反応してしまうことを阻害する効果があるが、Ｓｉを０．１％未満含有しても所望の効果が得られず、一方、３．０％を越えて含有すると、合金の脆化が顕在化し、基材との密着性が低下するので好ましくない。したがって、Ｓｉの含有量を０．１〜３．０％に定めた。一層好ましい範囲は０．５〜２．０％である。
【００１４】
Ｂ：
Ｂは溶射層の靭性および基材との密着性を向上させる効果があるので添加するが、その含有量が０．００１％未満では所望の効果が得られず、一方、０．５％を越えて含有すると、逆に溶射層の靭性および基材との密着性が低下するようになるので好ましくない。したがって、Ｂの含有量を０．００１〜０．５％に定めた。一層好ましい範囲は０．０１〜０．２％である。
【００１５】
Ｗ：
Ｗは、ＣとＷＣを形成することにより耐摩耗性が向上し、溶融鉛フリーはんだによる損傷を抑制する効果があるため、必要に応じて添加されるが、Ｗを３．０％未満添加しても所望の効果が得られず、一方、１５．０％を越えて含有するとＣｒの効果を著しく損ない、結果的に鉛フリーはんだに対する耐侵食性が低下するようになるので好ましくない。したがって、Ｗの含有量を３．０〜１５．０％に定めた。一層好ましい範囲は１３．０〜１５．０％である。
【００１６】
ＬａおよびＣｅ：
これら成分は、微量に添加することにより、溶融鉛フリーはんだ中で形成される表面皮膜の密着性を向上させることにより溶融鉛フリーはんだに対する耐侵食性を向上させる効果があるところから、必要に応じて添加される。しかし、Ｌａの含有量が０．０１％未満では所望の効果が得られず、一方、０．１５％を越えて含有すると、逆に表面皮膜は剥離し易くなり、有害となるので好ましくない。したがって、Ｌａの含有量を０．０１〜０．１５％に定めた。Ｌａの含有量の一層好ましい範囲は０．０５〜０．１２％である。
同様に、Ｃｅの含有量が０．０１％未満では表面皮膜の密着性を向上させるに十分な効果が得られず、一方、０．１５％を越えて含有すると、逆に表面皮膜は剥離し易くなり、有害となるので好ましくない。したがって、Ｃｅの含有量を０．０１〜０．１５％に定めた。Ｃｅの含有量の一層好ましい範囲は０．０５〜０．１２％である。
【００１７】
Ｍｇ：
ＭｇはＭｎと共存させることにより母相の結晶構造であるオーステナイト構造を安定化させ、それにより脆化を抑制し、溶射層の靭性を付与することで基材との密着性を向上させる効果があるので必要に応じて添加するが、Ｍｇの含有量が０．００１％未満では所望の効果が発揮されず、一方、０．０５％を超えて含有すると、逆に相安定性を劣化させ鉛フリーはんだ中での耐侵食性を劣化させてしまうので好ましくない。したがって、Ｍｇの含有量を０．００１〜０．０５％（一層好ましくは、０．００２％〜０．０１０％）とした。
【００１８】
不可避不純物：
不可避不純物としてはＰやＳなどが挙げられるが、これら不純物は、できるだけ低減されることが好ましい。また、Ｃｏ原料の不純物やスクラップ原料を使用する際にＮｉを含有してしまうが、５％未満の含有であれば許容される。
【発明の効果】
【００１９】
この発明の溶射用Ｃｏ基合金粉末溶射して得られた溶射層は、鉛フリーはんだに対する耐侵食性に優れており、さらに基材に対する密着性が優れているので、鉛フリーはんだ付け装置を長期間損傷することなく使用することができ、電子・電気産業上優れた効果をもたらすものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
通常の高周波溶解炉を用いて溶解し鋳造して得られたＣｏ基合金溶湯を通常のガスアトマイズ法により粉末化することにより表１〜４に示される成分組成を有し平均粒径：４０〜１００μｍの範囲内の本発明溶射用Ｃｏ基合金粉末（以下、本発明溶射用粉末という）１〜３２および比較本発明溶射用Ｃｏ基合金粉末（以下、比較溶射用粉末という）１〜１７を作製し用意した。
さらに、市販のアルミナからなる溶射用セラミックス粉末を購入し従来溶射用粉末として用意した。
さらに、ＳＵＳ３０４からなる厚さ：３ｍｍのステンレス鋼板を用意し、このステンレス鋼板の表面をアルミナグリッド＃２０でブラスすることにより前処理し、この前処理したステンレス鋼板を縦：５ｍｍ、横：５０ｍｍの寸法を有するように切断してステンレス鋼基板を作製し用意した。
さらに、鉛フリーはんだの基本組成として知られているＳｎ−３．２％Ａｇ−０．１％Ｃｕの組成の鉛フリーはんだを用意した。
【００２１】
先に用意した本発明溶射用粉末１〜３２、比較溶射用粉末１〜１７および従来溶射用粉末を用い、通常のプラズマ溶射法により先に用意したステンレス鋼基板の表面に厚さ：０．４ｍｍの溶射層を形成し、複合板を作製した。
【００２２】
さらに、Ｓｎ−３．２％Ａｇ−０．１％Ｃｕの組成の鉛フリーはんだを４３０℃に加熱しこの温度に保持することにより溶融鉛フリーはんだを作製した。この溶融鉛フリーはんだを撹拌翼により対流させ、この対流している溶融鉛フリーはんだに複合板を浸漬し、１０００時間保持した。１０００時間保持後、複合板を取り出し、外部観察することにより溶射層剥離の有無を観察してその結果を表１〜４に示し、さらに溶射層剥離の無い複合板の表面を光学顕微鏡観察することにより最大侵食深さを測定し、その結果を表１〜４に示し、溶融鉛フリーはんだに対する耐侵食性を評価した。
【００２３】
【表１】
2007131937.tif 000002
【００２４】
【表２】
2007131937.tif 000003
【００２５】
【表３】
2007131937.tif 000004
【００２６】
【表４】
2007131937.tif 000005
【００２７】
表１〜４に示された結果から、
（イ）従来溶射用粉末を用いて作製したセラミックス溶射層は対流している溶融鉛フリーはんだ中に長時間浸漬すると剥離するが、本発明溶射用粉末１〜３２を用いて作製した溶射層は剥離することがなく、ステンレス鋼基板に対する密着性が格段に優れている、
（ロ）本発明溶射用粉末１〜３２を用いて作製した溶射層は剥離することがなく最大侵食深さは小さいが、この発明の範囲を外れた比較溶射用粉末１〜１７で作製した溶射層は剥離するものがあり、剥離しない場合でも最大侵食深さが格段に大きくなって耐浸食性に対する信頼性が低い、ことが分かる。
なお、実施例では溶射層について試験したが、この発明の溶射用Ｃｏ基合金粉末を用いて形成した肉盛り層についても同じような結果が得られた。