JP2003507574A5

JP2003507574A5 -

Info

Publication number: JP2003507574A5
Application number: JP2001516965A
Authority: JP
Filing date: 1999-08-17
Publication date: 2006-09-21

Description

【特許請求の範囲】
【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てこの保護を受けさせるべき材料の表面層のプラズマ電解酸化で生じた１番目の多孔質酸化物−セラミックマトリックス被膜とこの１番目のマトリックス被膜の孔の中に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、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を包含する群から選択される少なくとも１種の機能的成分が入り込むことで生じた２番目の被膜の形態を有する保護用複合被膜であって、前記１番目のマトリックス被膜の表面部分が前記２番目の被膜を越えて突き出ている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％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１−６００μｍ、好適には３−１５０μｍから成ることを特徴とする請求項１または２記載の複合被膜。
【請求項４】前記酸化物−セラミックマトリックス被膜が１０−１２％の開放間隙率を有することを特徴とする請求項３記載の複合被膜。
【請求項５】前記機能的成分が前記酸化物−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１、２、３または４記載の複合被膜。
【請求項６】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前以て決めておいた間隙率を有する１番目の酸化物−セラミックマトリックス被膜が生じるように調節した工程電圧および電流密度を用いて受けさせ、
（ｂ）段階（ａ）で生じさせた１番目の酸化物−セラミックマトリックス被膜の孔の中に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、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を包含する群から選択される少なくとも１種の機能的成分を入り込ませることで２番目の被膜を生じさせ、そして
（ｃ）その複合被膜の表面に仕上げを受けさせることで前記１番目のマトリックス被膜の表面部分が前記２番目の被膜を越えて突き出るようにする、
段階を包含することを特徴とする方法。
【請求項７】前記プラズマ電解酸化を１００−１０００Ｖの電圧および２−２００Ａ／ｄｍ²の電流密度で起こさせることを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項８】前記プラズマ電解酸化を１０−５５℃の温度で起こさせることを特徴とする請求項６または７記載の方法。
【請求項９】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成分を前記１番目のマトリックス被膜の孔の中に入り込ませることを特徴とする請求項６、７または８記載の方法。
【請求項１０】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成分を前記１番目のマトリックス被膜の孔の中に入り込ませることを特徴とする請求項６、７または８記載の方法。
【請求項１１】気相を用いた化学的沈澱によって前記機能的成分を前記１番目のマトリックス被膜の孔の中に入り込ませることを特徴とする請求項６、７または８記載の方法。
【請求項１２】物理的沈澱方法を用いて前記機能的成分を前記１番目のマトリックス被膜の孔の中に入り込ませることを特徴とする請求項６、７または８記載の方法。
【請求項１３】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成分を前記１番目のマトリックス被膜の孔の中に入り込ませることを特徴とする請求項６、７または８記載の方法。
【請求項１４】前記複合被膜の仕上げ処理を下記の操作：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することを特徴とする請求項６から１３のいずれか記載の方法。       [Claims]
    (1) First porous oxides produced by plasma electrolytic oxidation of surface layers of non-ferrous metals, their alloys and intermetallic compounds and also components made from them and which are to be protected, Ni, Cu, Co, Fe, Cr, Mo, Ti, Al, Sb, Ag, Zn, Cd, Pb, Sn, Bi, In, Ga and Ni in the pores of the ceramic matrix coating and this first matrix coating At least one functional component selected from the group consisting of mixtures thereof, carbides, oxides, nitrides, borides, silicides and mixtures thereof of metals of group IVB-VIB of the Periodic Table of the Elements of Mendeleev. A protective composite coating having the form of a second coating formed by the penetration of the second coating, wherein a surface portion of the first matrix coating extends beyond the second coating. Composite coating, characterized in that out come.
    2. A film adhered to non-ferrous metals Al, Mg, Ti, Nb and alloys thereof and also to compounds Al-Ti, Ti-Nb and Al-Be. A composite coating as described.
    3. The method of claim 2, wherein said oxide-ceramic matrix coating is 5-3.5%And the porosity decreases in the direction from the outer layer to the inner side through the thickness of the coating, and the oxide-ceramic coating has a micro hardness of 300-2000 HV, and the micro hardness is The thickness of the oxide-ceramic layer is increased from the outer layer to the inner side through the thickness and the total thickness of the oxide-ceramic layer is comprised between 1 and 600 μm, preferably between 3 and 150 μm.1 or 2A composite coating as described.
    (4) 4. The composite coating of claim 3 wherein said oxide-ceramic matrix coating has an open porosity of 10-12%.
    Claims5] FunctionalcomponentPenetrate into the pores of the oxide-ceramic matrix coating to a depth of 1-150 μm, preferably 2-100 μm.1, 2, 3 or 4A composite coating as described.
    6. A method of applying a protective composite coating to non-ferrous metals, their alloys and intermetallic compounds and also components made therefrom, comprising the following steps:
(A) using a process voltage and current density adjusted to produce a first oxide-ceramic matrix coating having a predetermined porosity on the surface layer of the material to be protected by plasma electrolytic oxidation; Let me accept
(B) Ni, Cu, Co, Fe, Cr, Mo, Ti, Al, Sb, Ag, Zn, Cd, Pb in the pores of the first oxide-ceramic matrix coating produced in step (a). , Sn, Bi, In, Ga and mixtures thereof, selected from the group comprising carbides, oxides, nitrides, borides, silicides and mixtures thereof of metals of group IVB-VIB of Mendeleev's Periodic Table of Elements. Inducing at least one functional component to form a second coating, and
(C) subjecting the surface of the composite coating to a finish so that the surface portion of the first matrix coating protrudes beyond the second coating;
A method comprising the steps of:
    Claims7] The plasma electrolytic oxidation is performed at a voltage of 100-1000V and2-200A / dm^TwoCurrent densityTo wake upClaims characterized6The described method.
    8. The method according to claim 6 or 7, wherein the plasma electrolytic oxidation is performed at a temperature of 10-55 ° C.
    Claims9The functionalization by electrochemical precipitation with aqueous or organic solutions involving the use of superdispersed powders.Ingredients of the first matrix coatingCharacterized in that it is inserted into the hole of6, 7 or 8The described method.
    Claims10The functionalization by chemical precipitation using an aqueous or organic solutionThe components of the first matrix coatingClaims characterized in that they enter into the hole6, 7 or 8The described method.
    Claims1110. The method according to claim 1, wherein the chemical precipitationIngredients of the first matrix coatingCharacterized in that it is inserted into the hole of6, 7 or 8The described method.
    Claims12The method of claim 1, wherein said functional precipitation method is used.Ingredients of the first matrix coatingCharacterized in that it is inserted into the hole of6, 7 or 8The described method.
    Claims13The said functionality is achieved by friction-mechanical rubbing with a powder, bar or brush.Ingredients of the first matrix coatingCharacterized in that it is inserted into the hole of6, 7 or 8The described method.
    Claims14The finishing treatment of the composite film is selected from the following operations: polishing, fine grinding, lapping, sharpening and superfinishing.DoClaims characterized by the following:6 to 13The method according to any one of the above.