JP2003507574A - 軽量合金が基礎の保護用多機能複合被膜 - Google Patents
軽量合金が基礎の保護用多機能複合被膜Info
- Publication number
- JP2003507574A JP2003507574A JP2001516965A JP2001516965A JP2003507574A JP 2003507574 A JP2003507574 A JP 2003507574A JP 2001516965 A JP2001516965 A JP 2001516965A JP 2001516965 A JP2001516965 A JP 2001516965A JP 2003507574 A JP2003507574 A JP 2003507574A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coating
- oxide
- pores
- layer
- composite coating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
- C25D11/02—Anodisation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/04—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/04—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material
- C23C28/044—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material coatings specially adapted for cutting tools or wear applications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/04—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material
- C23C28/048—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material with layers graded in composition or physical properties
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/80—After-treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
- C25D11/02—Anodisation
- C25D11/024—Anodisation under pulsed or modulated current or potential
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
- C25D11/02—Anodisation
- C25D11/026—Anodisation with spark discharge
Abstract
Description
の合金が用いられる工学、電子、医薬および他の分野のいろいろな部門で利用可
能である。本発明は、そのような金属および合金およびまたそれらから作られた
構成材および製品に保護被膜を付着させる技術に関する。
で作られた構成材の代わりに硬化セラミック被膜(hardening cer
amic coating)を持たせた非鉄合金構成材を用いることができれば
、急速に摩耗する高荷重(highly−loaded)構成材の耐久性および
信頼性をかなり高くすることが可能になり、重量を軽くすることが可能になりか
つ装置の動的特性(dynamic characteristics)を向上
させることが可能になる。
が、それらを注油が充分でないか或は注油が全くなされない極端な条件下で用い
た時には非常に重大な欠点が見られる。TiN、TiCNの如き耐摩耗性被膜は
薄いと湿潤性(wettability)が充分でないことから潤滑膜(lub
ricant film)がしばしば壊れ、それによって、高い度合の摩耗がも
たらされる。相対的に厚いセラミック被膜は摩擦による摩耗(friction
wear)の性質の点で焼結セラミックに近い。それらの主な欠点は摩擦係数
が高いことと、注油が充分でない場合には摩擦界面が熱くなることと、微細切断
(micro−cutting)効果の結果として相手(counter−bo
dy)が過度に摩耗することと、セラミック粒子の剥離およびミクロチッピン(
micro−chipping)が起こりそしてそれらが研磨による摩耗(ab
rasive wear)の加速に参与することが含まれる。このような問題を
解決する目的で表面仕上げ操作を粗度がRa0.04−0.06μmになるまで
強力に行ったとしても得られる解決の度合はある程度のみである。
性を示しかつ攻撃的媒体に対して良好な耐性を示し得る万能の保護被膜を非鉄金
属合金構成材に作り出す試みが益々頻繁に行われるようになってきた。
ラミック被膜を生じさせそして前記孔の中にいろいろな充填材を入り込ませる方
法である。
されている複合層を生じさせそしてその孔の中にフルオロポリマーの粒子を入り
込ませる公知方法が存在する(米国特許第5,487,826A号)。
中にSiO2の粒子をゾル−ゲル技術で入り込ませる公知方法も存在する(WO
97/05302)。
機オリゴマーを入り込ませた後に熱処理を300−500℃で行う公知方法も存
在する(RU 2073752)。
の操作で温度が高くなる時の適用が制限される点と、そのような被膜が示す伝熱
等級および導電等級が低い点にある。
影響を大きく受ける。従って、複合被膜に金属または金属様成分を含めることで
それらの伝熱および導電性の向上を達成することができる。
5,645,896A号)が存在し、この方法は、最初に気体熱粉付け方法(g
as−thermal dusting−on process)を用いてロー
ター表面に粗い粒子の炭化タングステンの層を50−125μmの厚みで付着さ
せた後に厚みが75−150μmのニッケル−クロム層を前記炭化物層が完全に
覆われるまで付着させることを伴う。最終的な研磨で前記ローターを要求される
寸法になるまで小さく(reduces)することで前記炭化物層の保護頂点(
protecting apexes)(これがローター使用時に主な負荷を受
ける)を出現させる。
粉付け方法を用いて実質的に如何なる組成の被膜もあらゆる基材に付着させるこ
とができる。しかしながら、このような方法を用いたのでは複雑な形状の構成材
に均一な被膜を生じさせるのは困難である。更に、気体熱粉付け方法を用いて取
り付けられた被膜は、基材との接着の確実さが充分ではない。このような欠点は
基材が非鉄合金で作られている時にひどくなる、と言うのは、それらはプラズマ
ジェット(plasma jet)の影響下で迅速に熱を逸散しかつ薄い酸化物
膜を強力に生じるからである。また、非鉄合金は前記粉付け方法の高温に非常に
反応する、と言うのは、アルミニウム合金およびマグネシウム合金の場合には表
面が融解を起こす可能性がありそしてチタン合金の場合には過熱されることで耐
疲労性が低下するからである。
膜で構成されている多機能複合被膜(multifunctional com
posite coatings)を付着させる公知方法が存在する(米国特許
第5,364,522A号)。このような方法では、第一段階で、水酸化物セラ
ミック層を電気化学的に基材に付着させ、第二段階で、温度が450−800℃
の気体流または蒸気中で前記セラミック層に耐火性化合物による富裕化(enr
ichment)(浸入)を受けさせる。
食に耐性を示す。しかしながら、このような技術では高い温度が用いられている
ことからそのような被膜を非鉄合金で作られた構成材に付着させるのは不可能で
ある。
る公知方法が存在する(WO 91/13625)。最初に、アルミニウム基材
に陽極酸化を15%の硫酸溶液中で受けさせる。次に、この多孔質の陽極酸化物
(anode−oxide)表面に軟質金属、即ちインジウム、錫、ガリウムま
たはそれらの組み合わせの層を付着させる。前記陽極−酸化物被膜の厚みは1−
500μmから成りかつ前記金属層の厚みは10−100μmから成る。この過
程で前記陽極層が有する孔の少なくとも80%が金属で満たされるようにすべき
である。
膜が安定でない点にある。
の度合で受け(被膜内の水含有量が10%を越え)、かつその組成物はまた前記
被膜の構造の中に入り込んだ電解質アニオンを10−20%含有する。その被膜
を120℃を越える温度に加熱すると、前記電解質成分および水が前記被膜の構
造から出て行くことで陽極−酸化物層の破壊と破砕がもたらされ、これはそれの
保護特性にとって有害である。更に、そのような陽極−酸化物層は主に酸化物の
非晶質相で構成されており、その結果として、それらの強度および微細硬度(m
icro−hardness)は高くない。
fe)全体に渡って良好な耐摩耗性と低い摩擦係数を示し、攻撃性媒体に耐性を
示しかつ動的接触負荷および振動に耐える能力を有する非鉄合金製構成材用複合
被膜を開発することにある。
erosion wear)に耐性を示しかつ研磨性媒体(abrasive
media)が高温で示す作用に耐性を示しかつまた腐食に対しても耐性を示す
非鉄合金製構成材用複合被膜を開発することにある。
生産で用いることができる生態的に安全で比較的安価な技術を開発することにあ
る。
層にプラズマ電解酸化方法(plasma−electrolytic oxi
dation method)による酸化を受けさせることで多孔質の酸化物−
セラミック被膜(porous oxide−ceramic coating
)を生じさせた後に前記被膜の孔の中にNi、Cu、Co、Fe、Cr、Mo、
Ti、Al、Sb、Ag、Zn、Cd、Pb、Sn、Bi、In、Gaまたはそ
れらの混合物の如き金属またはメンデレエフ(Mendeleyev)の周期シ
ステムのIVB−VIB族の金属の炭化物、酸化物、窒化物、ホウ化物、ケイ化
物またはそれらの混合物を入り込ませることで生じさせた形態を持たせた被膜を
生じさせることで解決する。
を生じさせることを本発明の著者が先行国際出願PCT/RU97/00408
(公開WO 99/31303)の中で提案した。
10倍強くかつそれらの強度および微細硬度も陽極−酸化物層のそれよりも2−
5倍高い。
こさせる。当該構成材に100−1000Vのパルス電圧(振幅値)をかける。
dm2にする。
l reactions)の影響下で生じる微細結晶性酸化物層の微細硬度は前
記合金基材の組成に応じて300−2000Hvである。この層の厚みは1から
600μmであり得る。
理機械的特性、特にそれらの開放間隙率(open porosity)の度合
を大きく変えることができ、この間隙率を5から35%の範囲で変えることがで
きる。
化物、酸化物、窒化物、ホウ化物、ケイ化物またはそれらの混合物を前記被膜の
孔の中に入り込ませると前記被膜が特殊な特性、例えば強度および硬度などを取
得することに加えて可塑性、高い耐摩耗性および耐引っ掻き傷性と高い耐腐食性
を示すようになりかつ機械的接触負荷および振動に対して耐性を示すようになる
ことを見いだした。
である。大きが1ミクロンを越える孔が孔の全体積の90%を越えるパーセント
を構成している。そのような機能的化合物(functional compo
unds)の主要質量(main mass)が前記孔の中に入り込む。
能複合被膜を生じさせる時のマトリックス(matrix)として作用する。そ
のような被膜の間隙率はこの被膜の深さによって変わることを注目されたい。こ
の間隙率は表面の所が最大であり、基礎金属に近づくにつれて2−6倍小さくな
る。前記孔の中に入り込んだ機能的化合物の濃度は下記の特徴に従う:この濃度
は表面に近い層の濃度が最大でありそして被膜の深さが増すにつれて指数的に低
下する。酸化物−セラミック被膜の開放間隙率が10−20%の時に複合被膜の
形成に理想的なマトリックスが生じ、このマトリックスを特定の機能(抗摩耗、
伝熱性、抗腐食など)を満足させる特定の特性を有する化合物で満たす。
り、被膜の外側表面に向かって一様に低下する(20−30%だけ)。
合物と酸化物被膜が優れた接着力を示すようになる。それによって、そのような
複合被膜が最大の凝集力を示すようになる。
であるNi、Cu、Co、Fe、Cr、Mo、Ti、Al、Sb、Ag、Zn、
Cd、Pb、Sn、Bi、In、Gaおよびそれらの混合物が含まれる。
性質を示すようになる理由はそれが熱機械的負荷下で変形を起こすと言った挙動
による。このようなセラミックと金属の2相構造物が示す衝撃粘度(shock
viscosity)は純粋なセラミックのそれに比べて5倍大きい。
−セラミック層に仕上げ処理を受けさせることである領域(sectors)を
出現させる(laid bare)。そのようなより強い領域が摩擦表面上で主
な負荷を受け持つことで、前記表面が耐える能力が高くなる。
らが潤滑油の貯蔵所として働きそして前記潤滑油の存在によって摩擦接触時の摩
擦レジーム(friction regime)が変化し、摩耗生成物の除去が
助長されることで、表面の作業能力(working capabilitie
s)が向上する。
接触表面の状態を考慮に入れて複合被膜の孔の間隙率を最適にしかつ前記孔に入
り込ませる機能的化合物の組成を最適にすることで、特定の使用条件に最適に対
応する複合被膜を生じさせることができる。
レエフの元素周期律表(periodic system of elemen
ts)のIVB−VIB族の金属の耐火性化合物:炭化物、酸化物、窒化物、ホ
ウ化物およびケイ化物が含まれる。
化合物を単独で用いるか或は金属と一緒に用いることで、その複合被膜に高い硬
度および強度、高温に対する耐性および非常に高い耐摩耗性などの如き特性を与
える。そのような化合物を前記孔の中に位置させると、その複合被膜が堅くなり
かつそれの熱物理的および機械的特性が変化する。
せる時、それらの全部で、水溶液または有機溶液[超分散(ultra−dis
perse)粉末の使用を包含]を用いた公知の電解方法または化学的沈澱、気
相または蒸気相を用いた化学的もしくは物理的沈澱方法、または粉末、バー(b
ars)、ブラシなどを用いた摩擦−機械的方法(こすりつけ)を用いる。
じて、そのような機能的化合物が酸化物−セラミックマトリックス被膜の孔の中
に1−150μmの深さにまで入り込む。
(fine grinding)、研ぎ仕上げ(honing)、超仕上げ(s
uperfinish)]を前記構成材が必要な寸法および必要な表面粗度にな
るまでか或は前記酸化物−セラミック被膜の頂点が現れる(出現する)まで受け
させる。このような機械的処理によって、機能的化合物の余分な層を除去して残
りの部分を表面に均一に分布させることが可能になる。機械的処理は、また、摩
擦表面に使い馴らし(run in)を受けさせる必要がないことも意味する。
本発明を示す実施例で考慮する具体的な構成材に限定すると解釈されるべきでな
い。 実施例1(比較) 合金D16(AlCu4Mg2)の試験片を寸法がD=40mm、d=16mm
およびh=12mmの環の形態にする。外側の円柱表面にプラズマ電解酸化を温
度が30℃の燐酸塩−ケイ酸塩電解液(pH11)中で120分間受けさせる。
このレジームは下記である:陽極−陰極、電流密度:20A/dm2、最終電圧
の大きさ(振幅):陽極600V、陰極190V。酸化物−セラミック被膜の深
さは120μmで微細硬度は1800Hvで開放間隙率は20%である。 実施例2 合金D16(AlCu4Mg2)の試験片に実施例1の場合と同じ処理を受けさ
せ、これは下記の特徴を示す:酸化物被膜の深さ:120μm、微細硬度:18
00Hv、開放間隙率:20%。
後のニッケルの浸入深さ(depth of penetration)は約1
0μmである。ニッケル濃度は表面に近い層が最大でありそして被膜の深さが増
すにつれて指数的に低くなる。 実施例3 合金AK4−2(AlCu2、Mg2FeNi)の試験片にプラズマ電解酸化を
温度が30℃の燐酸塩−ケイ酸塩電解液(pH11)中で90分間受けさせる。
このレジームは下記である:陽極−陰極、電流密度:15A/dm2、最終電圧
の大きさ:陽極550V、陰極120V。酸化物−セラミック被膜の深さは70
μmで微細硬度は1550Hvで開放間隙率は16%である。
%の複合層を付着させる。沈澱を起こさせる過程で前記試験片を300℃に加熱
した。その後、前記試験片に研磨を受けさせた。機能的化合物であるCr−Cr 3 C2が多孔質構造の中に入り込んだ深さは約7μmである。 実施例4 合金VT6(TiAl6V4)の試験片に酸化を温度が20℃のアルミン酸塩−
硫酸塩電解液(pH9)中で20分間受けさせる。レジーム:陽極;電流密度:
50A/dm2;最終陽極電圧の大きさ:300V。酸化物被膜の深さ:15μ
m、微細硬度:690Hv、開放間隙率:12%。
澱を起こさせる過程で前記試験片を200℃に加熱した。その後、前記試験片の
円柱表面に研磨を受けさせた。ニッケル化合物が多孔質構造の中に入り込んだ深
さは3μmである。 実施例5 合金VMD12(MgZn6MnCu)の試験片に酸化を温度が20℃のアル
ミン酸塩−フッ化物電解液(pH12)中で40分間受けさせる。レジーム:陽
極−陰極;電流密度:8A/dm2;最終電圧の大きさ:陽極:350V、陰極
:130V。酸化物−セラミック被膜の深さ:30μm、微細硬度:750Hv
、開放間隙率:25%。
。沈澱を起こさせている間、前記試験片を200℃に加熱した。その後、前記試
験片の円柱表面に研磨を受けさせた。ニッケル化合物が前記層の多孔質構造の中
に入り込んだ深さは10μmである。 実施例6 合金ABM−3(AlBe60Mg2)、即ち「ロカロイ(localloy)
」型の合金の試験片に酸化を温度が30℃の燐酸塩−ケイ酸塩電解液(pH11
)中で120分間受けさせる。レジーム陽極−陰極;電流密度:15A/dm2
;最終電圧の大きさ:陽極:480V、陰極:110V。酸化物−セラミック被
膜の深さ:100μm、微細硬度:790Hv、開放間隙率:18%。
。沈澱を起こさせる過程で前記試験片を200℃に加熱した。その後、前記試験
片の円柱表面に研磨を受けさせた。ニッケル化合物が酸化物層の多孔質構造の中
に入り込んだ深さ:8μm。
ounter−specimens)から生じさせた摩擦対の試験を万能摩擦試
験機(universal friction machine)で行った。
付着させておいた試験片(環)を動かしながらこれに硬度HRC3が58−60
の鋼ShKh15の固定試験片を押し付ける。
ime)で実施し、この試験を受けさせる前の被覆試験片にスピンドル油を数滴
加えておく。スリップ速度(slip rate)を2m/秒にし、試験片の接
触点の通常負荷を75Nにする。この試験を60秒間行った。各環毎に同じ試験
を10回実施した。特徴付けでは、前記試験の結果から平均値を計算した。
apacity)などの如き摩擦特徴も評価した。鋼試験片上の点の寸法を比較
しかつ被覆試験片の質量損失を比較することで耐摩擦性を摩耗重量および摩耗寸
法に基づいて評価した。
合金に通常の酸化物−セラミック被膜を生じさせた場合よりも有効であることを
立証している。このように、摩擦係数は約半分であり、相手が摩耗する度合は2
−5倍小さくかつ環の被膜自身の摩耗も10倍に及んで小さい。
することに加えて特定の可塑性、例外的な耐摩耗性および耐引っ掻き傷性を示し
かつ腐食および振動に対して高い耐性を示すことから、我々は、非鉄金属製構成
材の用途をかなり広げる機会が得る。
そして攻撃性媒体、動的接触負荷および振動)を同時に受ける極端な条件下で機
能させた時の耐久性および信頼性も向上する。
囲の金属および耐火性化合物を用いることができることから、実際の使用条件に
最適な特徴を選択してそのような特徴を複合被膜に持たせることが可能になる。
されかつ産業規模で用いるに適する。
合している機能的材料、2=酸化物マトリックス被膜内の孔、3=酸化物−セラ
ミックマトリックス被膜、4=基礎金属と酸化物被膜の間の転移層、5=基礎金
属。
り、ここで、1=結合している機能的材料、2=酸化物マトリックス被膜内の孔
、3=酸化物−セラミックマトリックス被膜、4=基礎金属と酸化物被膜の間の
転移層、5=基礎金属、6=作業表面に突き出ている酸化物被膜。
る公知方法が存在する(WO 91/13625)。最初に、アルミニウム基材
に陽極酸化を15%の硫酸溶液中で受けさせる。次に、この多孔質の陽極酸化物
(anode−oxide)表面に軟質金属、即ちインジウム、錫、ガリウムま
たはそれらの組み合わせの層を付着させる。前記陽極−酸化物被膜の厚みは1−
500μmから成りかつ前記金属層の厚みは10−100μmから成る。この過
程で前記陽極金属が有する孔の少なくとも80%が金属で満たされるようにすべ
きである。
Claims (12)
- 【請求項1】 非鉄金属、それらの合金および金属間化合物およびまたそれ
らから作られた構成材の上に付着している保護用複合被膜であって、保護を受け
させるべき材料の表面層にプラズマ電解酸化方法による酸化を受けさせることで
多孔質の酸化物−セラミックマトリックス被膜を生じさせた後に前記被膜の孔の
中に下記の群の金属;Ni、Cu、Co、Fe、Cr、Mo、Ti、Al、Sb
、Ag、Zn、Cd、Pb、Sn、Bi、In、Gaおよびそれらの混合物そし
て下記の化合物:メンデレエフの元素周期律表のIVB−VIB族の金属の炭化
物、酸化物、窒化物、ホウ化物、ケイ化物およびそれらの混合物から選択される
機能的化合物の少なくとも1種を入り込ませることで生じさせた形態を持つこと
を特徴とする複合被膜。 - 【請求項2】 非鉄金属であるAl、Mg、Ti、Nbおよびそれらの合金
かつまた化合物Al−Ti、Ti−NbおよびAl−Beに付着している被膜で
あることを特徴とする請求項1記載の複合被膜。 - 【請求項3】 前記酸化物−セラミックマトリックス被膜が5−35%、好
適には10−12%の開放間隙率を有していて間隙率が被膜の厚みを通して外側
層から内側に向かう方向に低下しており、前記酸化物−セラミック被膜が300
−2000HVのミクロ硬度を有していてミクロ硬度が厚みを通して外側層から
内側に向かって高くなっておりそして前記酸化物−セラミック層の全厚が1−6
00μm、好適には3−150μmから成ることを特徴とする請求項1記載の複
合被膜。 - 【請求項4】 前記機能的化合物が前記酸化物−セラミックマトリックス被
膜の孔の中に1−150μm、好適には2−100μmの深さにまで入り込んで
いることを特徴とする請求項3記載の複合被膜。 - 【請求項5】 保護用複合被膜を非鉄金属、それらの合金および金属間化合
物およびまたそれらから作られた構成材に付着させる方法であって、下記の段階
: (a)保護を受けさせるべき材料の表面層にプラズマ電解酸化を受けさせ、 (b)段階(a)で生じさせた酸化物層の孔の中に下記の群の金属:Ni、Cu
、Co、Fe、Cr、Mo、Ti、Al、Sb、Ag、Zn、Cd、Pb、Sn
、Bi、In、Gaおよびそれらの混合物そして下記の化合物:メンデレエフの
元素周期律表のIVB−VIB族の金属の炭化物、酸化物、窒化物、ホウ化物、
ケイ化物およびそれらの混合物から選択される少なくとも1種の機能的化合物を
入り込ませ、 (c)その複合被膜の表面に機械仕上げを受けさせる、 段階を包含することを特徴とする方法。 - 【請求項6】 前記プラズマ電解酸化を10−55℃の温度の弱アルカリ性
電解質水溶液中で100−1000Vの電圧、2−200A/dm2の電流密度
、周波数が50−3000Hzの連続パルスを用いて行うことを特徴とする請求
項5記載の方法。 - 【請求項7】 超分散粉末の使用を包含する水溶液または有機溶液を用いた
電気化学的沈澱によって前記機能的化合物を前記被膜の孔の中に入り込ませるこ
とを特徴とする請求項5記載の方法。 - 【請求項8】 水溶液または有機溶液を用いた化学的沈澱によって前記機能
的化合物を前記被膜の孔の中に入り込ませることを特徴とする請求項5記載の方
法。 - 【請求項9】 気相を用いた化学的沈澱によって前記機能的化合物を前記被
膜の孔の中に入り込ませることを特徴とする請求項5記載の方法。 - 【請求項10】 物理的沈澱方法を用いて前記機能的化合物を前記被膜の孔
の中に入り込ませることを特徴とする請求項5記載の方法。 - 【請求項11】 粉末、バーまたはブラシを用いて摩擦−機械的にこするこ
とで前記機能的化合物を前記被膜の孔の中に入り込ませることを特徴とする請求
項5記載の方法。 - 【請求項12】 前記複合被膜の仕上げ機械処理を下記の操作:研磨、微細
研削、ラップ仕上げ、研ぎ仕上げおよび超仕上げから選択しそしてそれを実際の
寸法が必要な寸法に相当するまでか或は前記酸化物−セラミックマトリックス層
の突出部の頂点が現れるまで行うことを特徴とする請求項5−11のいずれか記
載の方法。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/RU1999/000298 WO2001012883A1 (en) | 1999-08-17 | 1999-08-17 | Light alloy-based composite protective multifunction coating |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008045712A Division JP2008144281A (ja) | 2008-02-27 | 2008-02-27 | 軽量合金を基礎とする保護用多機能複合被膜 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003507574A true JP2003507574A (ja) | 2003-02-25 |
JP2003507574A5 JP2003507574A5 (ja) | 2006-09-21 |
Family
ID=20130390
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001516965A Pending JP2003507574A (ja) | 1999-08-17 | 1999-08-17 | 軽量合金が基礎の保護用多機能複合被膜 |
Country Status (12)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1231299B1 (ja) |
JP (1) | JP2003507574A (ja) |
KR (1) | KR20020042642A (ja) |
CN (1) | CN1367849A (ja) |
AT (1) | ATE541962T1 (ja) |
AU (1) | AU1588600A (ja) |
BR (1) | BR9917460A (ja) |
CA (1) | CA2382164A1 (ja) |
CZ (1) | CZ2002572A3 (ja) |
MX (1) | MXPA02001672A (ja) |
NO (1) | NO20020748L (ja) |
WO (1) | WO2001012883A1 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007009285A (ja) * | 2005-06-30 | 2007-01-18 | Hokkaido Univ | 陽極酸化皮膜形成チタン製部材およびその製造方法、並びに内燃機関用のバルブスプリング |
JP2012528612A (ja) * | 2009-06-02 | 2012-11-15 | アーアーペー バイオマテリアルズ ゲーエムベーハー | ナノ銀を用いた骨接合 |
CN103770397A (zh) * | 2012-10-26 | 2014-05-07 | 南昌航空大学 | 一种(Ti,Al,Si)N-Mo(S,N)2-Ag/TiAlN纳米多层涂层 |
Families Citing this family (28)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1544321B1 (en) * | 2002-09-24 | 2016-08-10 | IHI Corporation | Method for coating sliding surface of high temperature member |
US9284647B2 (en) | 2002-09-24 | 2016-03-15 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method for coating sliding surface of high-temperature member, high-temperature member and electrode for electro-discharge surface treatment |
WO2004095532A2 (en) * | 2003-03-31 | 2004-11-04 | Tokyo Electron Limited | A barrier layer for a processing element and a method of forming the same |
JP4714945B2 (ja) * | 2003-08-19 | 2011-07-06 | 岡山県 | マグネシウム又はマグネシウム合金からなる製品の製造方法 |
DE102004057403B4 (de) * | 2004-11-26 | 2007-09-06 | Frank Fischer | Crimp-Stempel, Crimp-Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung hierfür |
CN101218376A (zh) * | 2005-06-17 | 2008-07-09 | 国立大学法人东北大学 | 金属构件的保护膜构造及采用该保护膜构造的金属零件、半导体或平板显示器制造装置 |
NZ544373A (en) * | 2005-12-20 | 2008-05-30 | Auckland Uniservices Ltd | Micro-arc plasma assisted electroless nickel plating methods |
US10610614B2 (en) | 2006-09-08 | 2020-04-07 | Kyocera Corporation | Bioimplant with evanescent coating film |
WO2008029612A1 (fr) * | 2006-09-08 | 2008-03-13 | Japan Medical Materials Corporation | Bio-implant |
US11278642B2 (en) | 2006-09-08 | 2022-03-22 | Takao Hotokebuchi | Bioimplant with evanescent coating film |
DE102007042382B3 (de) * | 2007-09-05 | 2009-04-02 | Siemens Ag | Bauteil zur gleitenden Lagerung eines anderen Bauteils und Verfahren zu dessen Herstellung |
DE102007052575A1 (de) * | 2007-11-03 | 2009-05-07 | Märzhäuser Wetzlar GmbH & Co. KG | Schutzschicht |
DE102008026558B4 (de) | 2008-06-03 | 2010-04-01 | Königsee Implantate und Instrumente zur Osteosynthese GmbH | Elektrochemisches Tauchverfahren in einem wässrigen Elektrolyt zur Erzeugung einer biologisch degradationsstabilen Oberflächenschicht auf Grundkörpern aus Titan oder Titanbasislegierungen |
DE102008026557A1 (de) | 2008-06-03 | 2009-12-17 | Königsee Implantate und Instrumente zur Osteosynthese GmbH | Elektrochemisch hergestellte, biologisch degradationsstabile, duktile und haftfeste Titanoxid-Oberflächenschicht auf Titan oder Titanbasislegierungen |
GB2469115B (en) * | 2009-04-03 | 2013-08-21 | Keronite Internat Ltd | Process for the enhanced corrosion protection of valve metals |
GB201009772D0 (en) | 2010-06-11 | 2010-07-21 | Accentus Plc | Metal treatment |
US9297090B2 (en) | 2010-07-16 | 2016-03-29 | Aap Implantate Ag | PEO coating on Mg screws |
CN103096945B (zh) * | 2010-07-16 | 2017-07-21 | Aap培植股份公司 | Mg螺钉上的磷灰石涂层 |
FR2966533B1 (fr) * | 2010-10-21 | 2014-02-21 | Astrium Sas | Organe de frottement pour l'assemblage de deux pieces. |
CN102168295B (zh) * | 2011-02-15 | 2012-05-30 | 艾荻环境技术(上海)有限公司 | 具有选择性吸收功能的复合材料涂层 |
US20130221816A1 (en) * | 2012-02-24 | 2013-08-29 | Htc Corporation | Casing of electronic device and method of manufacturing the same |
CH707176A1 (fr) * | 2012-11-13 | 2014-05-15 | Frédéric Gonzales | Céramique active. |
US20160153112A1 (en) | 2013-07-19 | 2016-06-02 | Fundación Cidaut | Metallic substrate with ceramic coating and method for obtaining it |
FR3014912B1 (fr) * | 2013-12-16 | 2016-01-01 | Snecma | Procede de fabrication d'une piece revetue d'un revetement protecteur |
CN105887084B (zh) * | 2016-05-12 | 2018-10-30 | 广东省材料与加工研究所 | 一种具有自修复功能的镁合金复合涂层制备方法 |
CN105887159B (zh) * | 2016-05-12 | 2018-04-10 | 广东省材料与加工研究所 | 一种兼具装饰性和功能性的镁合金复合涂层制备方法 |
CN108823619B (zh) * | 2018-07-16 | 2020-06-09 | 长安大学 | 一种在闭孔泡沫铝表面沉积Ni-Mo-SiC-TiN复合镀层的方法 |
CZ308356B6 (cs) * | 2019-04-01 | 2020-06-17 | Vysoké Učení Technické V Brně | Způsob výroby keramicko-kovového kompozitu gravitačním litím a keramicko-kovový kompozit vyrobený podle této metody |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU726213A1 (ru) * | 1977-12-20 | 1980-04-05 | Предприятие П/Я В-2652 | Способ нанесени антифрикционных покрытий |
DD151330A1 (de) * | 1980-06-03 | 1981-10-14 | Peter Kurze | Verfahren zur herstellung von diffusionsschichten in metallen |
DE3401951C1 (de) * | 1984-01-20 | 1985-08-29 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., 8000 München | Verfahren zur Verbesserung der Korrosionsfestigkeit der anodisch oxidierten Oberfläche von Aluminiumteilen |
AU571772B2 (en) * | 1985-02-06 | 1988-04-21 | Fujitsu Limited | Process for forming composite aluminum film |
US4784732A (en) * | 1986-07-24 | 1988-11-15 | Covino Charles P | Electrolytic formation of an aluminum oxide layer |
US5364522A (en) * | 1993-03-22 | 1994-11-15 | Liang Wang | Boride, carbide, nitride, oxynitride, and silicide infiltrated electrochemical ceramic films and coatings and the method of forming such |
DE19680596C1 (de) * | 1995-07-28 | 2001-08-23 | Electro Chem Eng Gmbh | Verfahren zur Einlagerung von Solen in mikroporöse Deckschichten auf Gegenständen aus Aluminium, Magnesium, Titan oder deren Legierungen und Gegenstände aus Magnesium, Titan oder deren Legierungen mit Sol-behandelten Deckschichten |
ATE242345T1 (de) * | 1997-12-17 | 2003-06-15 | Isle Coat Ltd | Verfahren zur herstellung von harten schutzbeschichtungen auf artikel, die aus aluminiumlegierungen hergestellt sind |
-
1999
- 1999-08-17 EP EP99958538A patent/EP1231299B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-08-17 WO PCT/RU1999/000298 patent/WO2001012883A1/ru not_active Application Discontinuation
- 1999-08-17 CZ CZ2002572A patent/CZ2002572A3/cs unknown
- 1999-08-17 BR BR9917460-0A patent/BR9917460A/pt not_active Application Discontinuation
- 1999-08-17 MX MXPA02001672A patent/MXPA02001672A/es unknown
- 1999-08-17 AU AU15886/00A patent/AU1588600A/en not_active Abandoned
- 1999-08-17 KR KR1020027002082A patent/KR20020042642A/ko not_active Application Discontinuation
- 1999-08-17 CN CN99816864A patent/CN1367849A/zh active Pending
- 1999-08-17 AT AT99958538T patent/ATE541962T1/de active
- 1999-08-17 CA CA002382164A patent/CA2382164A1/en not_active Abandoned
- 1999-08-17 JP JP2001516965A patent/JP2003507574A/ja active Pending
-
2002
- 2002-02-15 NO NO20020748A patent/NO20020748L/no not_active Application Discontinuation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007009285A (ja) * | 2005-06-30 | 2007-01-18 | Hokkaido Univ | 陽極酸化皮膜形成チタン製部材およびその製造方法、並びに内燃機関用のバルブスプリング |
JP4697629B2 (ja) * | 2005-06-30 | 2011-06-08 | 国立大学法人北海道大学 | 内燃機関用のバルブスプリングおよびその製造方法、並びに陽極酸化皮膜形成チタン製部材の製造方法 |
JP2012528612A (ja) * | 2009-06-02 | 2012-11-15 | アーアーペー バイオマテリアルズ ゲーエムベーハー | ナノ銀を用いた骨接合 |
CN103770397A (zh) * | 2012-10-26 | 2014-05-07 | 南昌航空大学 | 一种(Ti,Al,Si)N-Mo(S,N)2-Ag/TiAlN纳米多层涂层 |
CN103770397B (zh) * | 2012-10-26 | 2016-04-27 | 南昌航空大学 | 一种(Ti,Al,Si)N-Mo(S,N)2-Ag/TiAlN纳米多层涂层 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20020042642A (ko) | 2002-06-05 |
CN1367849A (zh) | 2002-09-04 |
EP1231299A1 (en) | 2002-08-14 |
EP1231299A4 (en) | 2006-08-02 |
MXPA02001672A (es) | 2002-12-13 |
NO20020748D0 (no) | 2002-02-15 |
NO20020748L (no) | 2002-04-12 |
ATE541962T1 (de) | 2012-02-15 |
CA2382164A1 (en) | 2001-02-22 |
EP1231299B1 (en) | 2012-01-18 |
BR9917460A (pt) | 2002-04-02 |
AU1588600A (en) | 2001-03-13 |
WO2001012883A1 (en) | 2001-02-22 |
CZ2002572A3 (cs) | 2002-08-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2003507574A (ja) | 軽量合金が基礎の保護用多機能複合被膜 | |
US7264682B2 (en) | Titanium boride coatings on titanium surfaces and associated methods | |
JP3488259B2 (ja) | 研削輪用被覆研摩材の製造方法 | |
EP0441636B1 (en) | Process for surface treating titanium-containing metallic material | |
JPS6124100B2 (ja) | ||
JP5859459B2 (ja) | ドクターブレード | |
JP5373917B2 (ja) | ダイヤモンド被膜ドクターブレード | |
EP0699642A2 (en) | Whisker or fiber reinforced polycrystalline cubic boron nitride and diamond | |
WO2002100582A1 (fr) | Article en metal poreux, materiau composite metallique utilisant cet article, et procede de production y relatif | |
KR20060039922A (ko) | 코팅 | |
JP2008144281A (ja) | 軽量合金を基礎とする保護用多機能複合被膜 | |
WO2005121402A1 (en) | Method and composition of materials for making wear resistant surface coating | |
JP3081765B2 (ja) | 炭素部材およびその製造方法 | |
RU2704337C1 (ru) | Способ формирования цирконийсодержащего оксидного покрытия на титановых сплавах | |
JP2000046083A (ja) | 自己潤滑性摩擦材料とその製造方法 | |
Raghavendra et al. | Study on wear mechanism and contact temperature against dry sliding wear of Ni-Al2O3 nanocomposite coating | |
JP2005008942A (ja) | 表面処理方法 | |
Wu et al. | Effects of tungsten carbide and cobalt particles on corrosion and wear behaviour of copper matrix composite | |
JP3218956B2 (ja) | アルミニウム材の表面処理方法およびその処理膜 | |
JPS59123793A (ja) | 複合メツキ被膜 | |
Narayanan et al. | 16 Electroless Nanocomposite | |
RU2004623C1 (ru) | Способ получени комплексного твердосмазочного покрыти | |
WO1999047290A1 (fr) | Matrice de profilage et procede de traitement de la surface d'une matrice de profilage | |
JP3749618B2 (ja) | 潤滑油存在下での耐摩耗性に優れる摺動部材 | |
Wang et al. | Effects of Ni and TiN coatings on the alumina/heat-resistant steel interface properties |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060802 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060802 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20070326 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20070405 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20070326 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070605 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20070905 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20070912 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070925 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20071030 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20080410 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20090918 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20090929 |