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(In Japanese)アルミニウム系合金の溶射材料および溶射皮膜

Patent code P180015284
File No. (S2015-1844-N0)
Posted date Sep 21, 2018
Application number P2017-532530
Date of filing Jul 27, 2016
International application number JP2016072058
International publication number WO2017022597
Date of international filing Jul 27, 2016
Date of international publication Feb 9, 2017
Priority data
  • P2015-153320 (Aug 3, 2015) JP
  • P2015-204013 (Oct 15, 2015) JP
Inventor
  • (In Japanese)東 健司
  • (In Japanese)井上 博之
  • (In Japanese)上杉 徳照
Applicant
  • (In Japanese)公立大学法人大阪府立大学
Title (In Japanese)アルミニウム系合金の溶射材料および溶射皮膜
Abstract (In Japanese)アルミニウムを主成分とし、i)第1金属が添加されるか、またはii)第1金属と第2金属とが添加されて形成されるアルミニウム系合金であり、前記第1金属が、イットリウム、リチウム、亜鉛、ビスマス、スズおよびカルシウムから選択される少なくとも1種でありかつ前記アルミニウム系合金中に0より多く3重量%以下含まれ、前記第2金属が、マグネシウムでありかつ前記アルミニウム系合金中に0より多く6重量%以下含まれるアルミニウム系合金の溶射材料。
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

従来から構造部材の表面を改質するために溶射処理技術が用いられている。
溶射材料としては、溶射皮膜の諸物性に優れることから、亜鉛やアルミニウム、それらを基材とする合金材料が多用されている。
例えば、特開2007-138282号公報(特許文献1)には、質量%でアルミニウム13~78%、カルシウム1~5%を含有し、かつアルミニウムおよびカルシウムの合計量が79%以下であり、残部がマグネシウムおよび不可避的不純物からなる、溶射時の防爆性および溶射部の耐食性に優れたマグネシウム合金溶射材料に関する技術が開示されている。
また、特開2005-179707号公報(特許文献2)には、スズを5~20重量%含有し、残部がアルミニウムおよび不可避的不純物からなり、未溶解組織と溶解組織が混在するアルミニウム系溶射摺動材料に関する技術が開示されている。

特に、鋼構造物の防食処理には、アルミニウムにマグネシウムを添加した合金による溶射が用いられるようになってきている。
しかしながら、マグネシウムの添加濃度を増加させると防食作用が高まるものの、その反面、溶射皮膜の損耗が大きくなってしまうため長期間の防食性能の持続が困難となるという、トレードオフの関係になることがわかっている(例えば、高谷泰之、外4名、「腐食特性に及ぼすAl-Mg合金溶射皮膜のMg添加量の効果」、溶射、一般社団法人日本溶射学会、2014年7月、第51巻、第3号、p.82-87:非特許文献1参照)。

他方、日本のインフラ鋼構造物は、高温多湿で海塩粒子が飛来する地域での塩害による腐食劣化が著しく、維持管理の点で重大な課題になっている。鋼構造物の腐食による劣化損傷を補修する場合、補修後の耐久性を重視したライフサイクルコスト(LCC)の観点で補修することが必要になっている。
しかしながら、代表的な溶射材料である亜鉛-アルミニウム合金溶射の耐久年数は厳しい環境下では60年程度とされており、国土交通省が定める道路橋示方書の目標期間100年を満たしていない。そして、現行の金属溶射材料では、塩水に対する溶解性と犠牲防食性の両者に優れた溶射材料は見当たらない。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、アルミニウム系合金の溶射材料および溶射皮膜に関する。さらに詳しくは、本発明は、損耗(自己腐食)を殆ど起こすことなしに長期間にわたる防食性能を発揮させ得るアルミニウム系合金の溶射材料およびそれを溶射することにより得られた溶射皮膜に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
アルミニウムを主成分とし、i)第1金属が添加されるか、またはii)第1金属と第2金属とが添加されて形成されるアルミニウム系合金であり、
前記第1金属が、イットリウム、リチウム、亜鉛、ビスマス、スズおよびカルシウムから選択される少なくとも1種でありかつ前記アルミニウム系合金中に0より多く3重量%以下含まれ、
前記第2金属が、マグネシウムでありかつ前記アルミニウム系合金中に0より多く6重量%以下含まれるアルミニウム系合金の溶射材料。

【請求項2】
 
前記第2金属が、マグネシウムでありかつ前記アルミニウム系合金中に0より多く5重量%以下含まれる請求項1に記載のアルミニウム系合金の溶射材料。

【請求項3】
 
前記第1金属がイットリウム、亜鉛、スズおよびカルシウムから選択される少なくとも1種でありかつ前記第2金属がマグネシウムである請求項1に記載のアルミニウム系合金の溶射材料。

【請求項4】
 
前記アルミニウム系合金が、アルミニウムを主成分とし、前記第1金属と第2金属とが添加されて形成され、
前記第1金属が、イットリウム、亜鉛、スズおよびカルシウムから選択される少なくとも1種でありかつ前記アルミニウム系合金中に0より多く3重量%以下含まれ、
前記第2金属が、マグネシウムでありかつ前記アルミニウム系合金中に0より多く6重量%以下含まれる請求項1に記載のアルミニウム系合金の溶射材料。

【請求項5】
 
前記アルミニウム系合金が、アルミニウムを主成分とし、前記第1金属と第2金属とが添加されて形成され、
前記第1金属が、カルシウムでありかつ前記アルミニウム系合金中に0.05重量%以上0.79重量%以下含まれる請求項1に記載のアルミニウム系合金の溶射材料。

【請求項6】
 
前記アルミニウム系合金が、アルミニウムを主成分とし、前記第1金属と第2金属とが添加されて形成され、
前記第1金属が、カルシウムでありかつ前記アルミニウム系合金中に0.05重量%以上0.6重量%以下含まれる請求項1に記載のアルミニウム系合金の溶射材料。

【請求項7】
 
前記アルミニウム系合金が、アルミニウムを主成分とし、前記第1金属と第2金属とが添加されて形成され、
前記第2金属が、前記アルミニウム系合金中に2.6重量%以上5.9重量%以下含まれる請求項1に記載のアルミニウム系合金の溶射材料。

【請求項8】
 
アルミニウムを主成分とし、i)第1金属が添加されるか、またはii)第1金属と第2金属とが添加されて形成されたアルミニウム系合金の溶射皮膜であり、
前記第1金属が、イットリウム、リチウム、亜鉛、ビスマス、スズおよびカルシウムから選択される少なくとも1種でありかつ前記アルミニウム系合金中に0より多く3重量%以下含まれ、
前記第2金属が、マグネシウムでありかつ前記アルミニウム系合金中に0より多く6重量%以下含まれてなるアルミニウム系合金の溶射皮膜。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2017532530thum.jpg
State of application right Published
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