JP2016529391A - 金属皮膜の溶射のために基材を前処理する方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、溶射による金属皮膜を受けるため、基材の被覆すべきゾーンを前処理するための前処理方法において、ａ）被覆すべきゾーン上に、１０μｍ超かつ１００μｍ未満の均一の厚みを有する接着剤層を被着させるステップと、ｂ）接着剤が乾燥する前に、被覆すべきゾーン上に金属粉末をコールドスプレーして、粉末粒子が接着剤層内で少なくとも部分的に包埋された状態になるようにするステップと、ｃ）粉末粒子が内部に捕捉状態で保持され続けている接着剤を乾燥させて、溶射により被着される金属皮膜を受入れるのに好適な下地を形成するステップとを備える。この方法は、ファンの羽根の前縁の保護に応用できる。【選択図】図１

Description

本発明は、溶射により被着される金属皮膜を受けるために基材の被覆すべきゾーンを前処理する方法に関する。

より厳密には、本発明は、高温に対して極めて感応性が高いか、またはより一般的には溶射による金属層の被着に対する不適合性を示す基材に関する。

詳細には、非限定的に、本発明は、有機マトリクス複合（ＯＭＣ）材料製の基材に関する。具体的には、マグネシウム系合金製の基材、あるいは実際にはプラスチック材料などの有機材料で全体または一部が製造されている基材を考慮することもできる。

航空機製造の分野、より詳細には航空機ターボジェットエンジンの分野においては、ターボジェットエンジンのコンポーネント要素の重量を削減することが普遍的な関心事である。

この関心事により、有機マトリクス複合材料製の翼が金属製翼に比べて軽量であることから、このような複合翼を有するファン羽根または固定子案内羽根の開発が導かれるに至った。しかしながら、このような複合翼の前縁は、エロージョンおよび考えられる衝撃（鳥、砂利、氷、砂など）に対する感応性が高すぎて、保護なしで使用することができない。

したがって、ＯＭＣ部品を保護してその幾何的および物理的無欠性を維持しかつ一定の最小寿命を保証することが必要である。このような前縁を以下のものを用いて保護することが公知である。
・前縁に接着される金属補強片、
・前縁に塗布されるエロージョン防止塗料、
・前縁に接着される金属またはプラスチックのエロージョン防止フィルム、または、
・上記保護の組合せ。

一例としては、ＯＭＣ羽根、特にファン羽根の前縁の先端部に、金属皮膜を具備してもよい。

この被覆すべきゾーンはそれ自体、特に羽根が小さい場合、薄い箔状であり、金属を溶射することによる被覆によって激しく損傷を受ける可能性がある。

他の利用分野も可能であり、特に、ファンの周りに位置するエンジン吸気口ケーシング、低圧案内羽根、そしてより一般的には、１５０℃の温度を超えないあらゆる部品、が考えられる。

ある特許文献には、特に皮膜と基材との間の熱膨張差の結果として緊張下に置かれている皮膜における先に記述された現象に対抗するため、圧縮下で溶射による保護皮膜を施すことが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。

使用される保護の如何に関わらず、前縁に対するその付着能力が最も重要である。すなわち、保護は、前縁に対し充分良好に付着して、離脱したり縁部との関係において移動したりすることなく衝撃に対応でき、かつ正常動作時の寿命要件を満たすことが必要である。

溶射によって得られる皮膜は、このニーズを満たす技術である。しかしながら、複雑な形状を有するＯＭＣ部品上では、溶射はいくつかの問題点を示す。すなわち、
・皮膜の付着力。ＯＭＣ部品は、主として、繊維（７０％超）、特に炭素繊維、およびより少ない含有量の樹脂（３０％未満）、特にエポキシ樹脂で形成されている。これに反して、その構造および製造方法のため、ＯＭＣ材料の表面は、炭素繊維よりも多くの樹脂で構成されることになり、溶射された皮膜は炭素繊維には付着するものの、樹脂に対する付着力は非常に低い。その結果、皮膜はＯＭＣ材料に対して、その表面に存在する炭素繊維材料のみを介してすなわち多くとも表面積の５０％を介してしか付着しない。
・ＯＭＣに対する溶射による高温の影響。溶射中、エポキシ樹脂は、溶射された溶融金属が生成する熱の影響で劣化する。これは炭素繊維についても言えることであるが、その程度は低い。この欠点は、樹脂および炭素の熱拡散率が低いことから発生する。

溶射の場合、熱拡散率は、被覆すべき基材が具体的には溶融粉末から受け取った熱をより急速にまたはより緩慢に排出または分散させる能力としてみなされる。その熱拡散率が低ければ低いほど、衝撃を受けた基材中に局所的に熱が集中した状態となる度合いは高くなり、このことで、基材自体の無欠性は損なわれることになる。この熱効果は、１０分の数ミリメートル（ｍｍ）の深さに至るまで、ＯＭＣ基材の表面に損傷を与える。厚みの小さい（２ｍｍ未満）部品または軽量の部品の場合、この効果は増幅され、破壊的である。
・熱膨張差。溶射は、溶融粉末を噴霧することにより部品の表面上に皮膜を被着させることからなる。冷却時点で、皮膜は、熱収縮の結果として収縮を受け、それはより低温の基材の収縮よりも大きい。皮膜と基材の間のこの熱収縮／膨張差は、皮膜内の張力を導き、このとき皮膜は「緊張状態」にあると言われる。この現象は、基材上の皮膜の付着力を劣化させ、それは、皮膜と基材の熱膨張特性間の差の増加と共に増大する。このことは特に、中度の熱膨張係数を有する金属皮膜のものと比べて小さい熱膨張係数を有するＯＭＣ基材にあてはまる。

仏国特許第２９７８３２１号

本発明の目的は、先行技術の欠点を克服することを可能にし、詳細には溶射により基材、詳細にはＯＭＣ基材上に金属皮膜を被着させることができるようにし、かつそれに伴って付着力および強度を改善することにある。

この目的で、本発明において、方法は、
ａ）被覆すべきゾーン上に、１０マイクロメートル（μｍ）超かつ１００μｍ未満の均一の厚みを有する接着剤層を被着させるステップと、
ｂ）接着剤が乾燥する前に、被覆すべきゾーン上に金属粉末をコールドスプレーして、粉末粒子が前記接着剤層内で少なくとも部分的に包埋された状態になるようにするステップと、
ｃ）前記粉末粒子が内部に捕捉状態で保持され続けている接着剤を乾燥させて、溶射により被着される金属皮膜を受入れるのに好適な下地を形成するステップと、が実施されることを特徴としている。

このようにして、接着剤の存在によって、基材の表面上に金属粉末粒子を低温被着すなわち周囲温度で被着させることが可能であり、しかもそのために、被覆すべきゾーンに制限される１つのゾーン内で如何なる形であれ基材に損傷を加えることはなく、この金属粉末粒子は、金属皮膜を被着させる目的での後続する溶射の間、基材を保護するために役立つということが理解できるかもしれない。

こうして、ＯＭＣ基材の場合、金属粉末粒子は、ＯＭＣ基材の表面上に低温被着させられ、被覆すべきゾーンに限定されるゾーン内で基材の繊維またはマトリクスに如何なる形であれ損傷を与えることはなく、この金属粉末粒子はこのとき、金属皮膜自体を被着させるための後続する溶射の間、ＯＭＣ基材を保護するのに役立つ。

下地は、溶融され基材上に噴霧される代りに基材上に接着された金属粉末粒子で構成される。

全体として、本発明の解決法を使用することにより、低温金属付着下地を製作することが可能である。

こうして、この技術は、接着剤が付着するあらゆる基材に適用可能である。

接着剤は、乾燥ステップ中の基材、特にＯＭＣ基材に対する損傷を回避するため、１００℃未満の温度での乾燥（または硬化）に好適であることが好ましい。

この解決法は、さらに、下地のために使用される粉末の組成を適切に選択することによって、摩耗および摩擦に対する保護を提供する上で使用するのに好適であると考えられる全ての材料範囲から選択された材料で、金属皮膜を作製することも可能にするという追加の利点を示す。

非限定的に、これらの材料には、単一の粉末としてかまたは実際には２つ以上の粉末の混合物として（金属窒化ホウ素または金属黒鉛タイプの）潤滑用ワニスを場合によって取込んだ、ＮｉＡｌ、ＮｉＣｒＡｌ、ＮｉＣｒＡｌＹ、ＣｕＮｉＩｎ、ＣｕＡｌ、「Ｔｒｉｂａｌｌｏｙ」（登録商標）または「Ｓｔｅｌｌｉｔｅ」（登録商標）タイプのＣｏ系合金、ＷＣ−金属またはＣｒ₂Ｃ₃金属タイプの炭化物サーメットといった金属粉末が含まれていてよい。

接着された下地上への溶射によって得られる皮膜の後続する付着は、接着剤層の厚みを含めた様々なパラメータによって左右される。接着剤層の厚みが大きすぎる場合には、金属粉末粒子は接着剤で覆われ、付着力は低下する。これは、溶射中、溶融材料が当初、下地の金属粒子と遭遇しないからである。

下地は、未溶融金属粉末粒子で構成され、これらの粉末粒子は大部分が、
・基材側で接着剤内に半分包埋され、
・反対側で接着剤層から半分突出し、
こうして、この下地はいつでも溶射層を受入れることができる状態にある。

このために、接着剤層は粉末粒子のサイズよりも小さい厚みを有する必要があると理解してもよい。したがって、好ましくは、前記接着剤層は、前記粉末の粒子の平均直径ｄ₅₀未満の厚みを有する。

金属粉末（または粉末混合物）の粒子の表面密度が低い場合には、付着力は相応して低下する。

表面密度とは、一単位面積あたりの粒子の数である。金属粒子が広く離隔させられている場合には、表面密度は低い。金属粒子が隣り合っている場合には、表面密度は最大限になっている。後続して溶射される皮膜の付着力は、この表面密度によって左右される。強い付着力には、表面密度がかなり高いことが求められるが、表面密度が最大である必要はなく、こうして、基材上に接着される下地の付着力を確保するのに充分な接着剤が残される。

このパラメータは、使用される接着剤の流動性との関係における金属粉末の粒度分布によって調整される。

好ましい実施形態においては、ステップｂ）の終りで、被覆すべきゾーンの表面積の７０％超かつ９５％未満が粉末粒子で覆われている。

好ましい実施形態において、ステップａ）で接着剤を被着させた後、接着剤が塗布されている基材は、被覆すべきゾーン全体にわたる接着剤のクリープに対抗するべく動作を開始するミキサーまたは撹拌器内に設置され、この運動は、コールドスプレーステップｂ）および接着剤乾燥ステップｃ）の間継続され、ひとたび接着剤が硬化した時点で停止させられる。

一例を挙げると、このようなミキサーは、「Ｔｕｒｋｕｌａ」（登録商標）タイプの三次元ダイナミックミキサーである。

こうして、接着剤のクリープまたは流出が回避され、接着剤には、被着中の接着剤の厚みに対応する規則的厚みが維持される。

好ましくは、ステップａ）の前に、特にサンドブラスティングそしてより具体的には細砂によるサンドブラスティングにより、被覆すべきゾーン内で基材の表面粗度を均一にすることからなるステップａ０）が実施される。

このようなステップを用いることにより、ステップａ）においてより規則的な接着剤の塗布を得ることがさらに容易になる。

別の好ましい実施形態においては、ステップｃ）の終りで、未接着粉末粒子を除去することによる仕上げを下地を施すステップｃ’）が実施される。一例を挙げると、この除去は、吹付けおよび／またはサンドブラスティングによって実施されてよい。

このステップは、未接着の粉末粒子、詳細には、接着剤層の表面上に捕捉され、そうでなければ下地内の余分な厚みを導くと同時に溶射により下地上に被着させられる金属皮膜の接着力の局所的問題を発生させるかもしれない粒子の存在を最小限に抑えるかまたは完全に無くするのに役立つ。

本発明は同様に、基材を摩耗から保護する方法において、ステップｃ）の後に、溶射により下地上に金属皮膜を被着させて基材上に金属保護層を形成するステップｄ）をさらに含み、前述の前処理方法が実施される、保護方法も提供している。

この金属保護層は、下地上に直接被着させるか、または下地を覆う中間層上に被着させるためのものである。

一例を挙げると、中間層は、第２の金属下地に対応し得る。

本発明は、同様に、
・１０μｍ超かつ１００μｍ未満でかつ粉末の粒子の平均直径ｄ₅₀未満の厚みを有する樹脂マトリクス中に少なくとも部分的に包埋させられた金属材料の粉末粒子を提示する、基材上に接着された下地と、
・連続的でかつ金属材料製の、厚み１００μｍ超の摩耗保護層と、を含む摩耗防止用皮膜を含む基材から製造された部品も提供している。

このような部品上の下地の樹脂マトリクスは、下地内の粉末粒子のサイズと同規模の厚み、すなわち粉末粒子のサイズに近い厚みを有し、この厚みは、前記粉末の粒子の平均直径ｄ₅₀の３０％〜１２０％の範囲内、好ましくは３０％〜９５％の範囲内、そしてなお一層有利には、４０％〜８０％の範囲内にある厚みであるものとして推定され得ることがわかる。

好ましくは、本発明は、基材が有機マトリクス複合材料で製造されている部品を提供する。

このような部品は、詳細には、有機マトリクス複合材料製の前縁を有し、この前縁が以上で定義した保護方法を用いて前縁上に被着させられる金属皮膜により形成された補強により保護されている翼であってよい。

このような翼は、タービンエンジンの羽根、ヘリコプターの羽根またはプロペラの羽根の翼である。

理想的には、接着剤の厚みは、後続して冷間溶射された粉末の粒子の平均直径ｄ₅₀の半分に近いものであるべきである。

好ましくは、接着剤層は、１０μｍ超かつ５０μｍ未満の厚みを示し、接着剤層のこの厚みは好ましくは２０μｍ〜４０μｍの範囲内にある。

ｄ₁₀＝４５μｍおよびｄ₉₀＝９０μｍにより定義される粒度を示す粉末については、接着剤のこの厚みは有利には約３０μｍである。

接着剤は、ブラシ、パッド、スプレーガンを用いて、または、厚みが可能なかぎり規則的である層を得ることができるようにする他の任意の手段によって、被着させられる。

有利には、前記接着剤層は、接着剤被着ステップａ）の前に、ステップａ）に先行して混合された樹脂および硬化剤を含むエポキシ接着剤によって形成されている。

その後、接着剤が乾燥する前に、溶射下地として一般に使用されている金属粉末、すなわちＮｉＡｌ、ＮｉＣｒＡｌ、ＮｉＣｒＡｌＹ…が、接着剤で覆われた表面上に噴霧される。

粉末が噴霧されることから、粉末粒子はこのとき、部品が複雑な形状を有する可能性があるにも関わらず、部品／基材上に規則的な金属層を形成する。

下地の粉末をコールドスプレーするのに好適な技術の中でも、非限定的に、スプレーガン、パッドおよびエアブラシなどを用いた手作業による被着に言及することができる。

こうして、下地を形成する粉末をコールドスプレーするためのシステムによってであるか、最終熱保護皮膜を形成する粉末を溶射するためのシステムであるかに関わらず、考えられる被覆すべきゾーンに対するアクセス可能性の欠如による場合を除いて、この技術が被覆すべきゾーンの形状に関して制限を受けることはない、ということを理解することができる。

上に金属粉末が接着された部品は、接着剤についての仕様にしたがって乾燥させられる。ＯＭＣ部品については、１００℃超の乾燥温度を必要としない接着剤が選択されなければならない。

乾燥後、ＯＭＣ部品は、溶射によって上に標準的な下地が被着されている部品と同一の粗な金属下地で被覆される。

このような状況下で、この下地上には、任意の従来の溶射皮膜を被着させることができる。

この後者の作業中、溶射対象の部品は、ＯＭＣおよび接着剤が劣化する温度を超えることを回避するため、そして好ましくは１１０℃未満の温度に保つためそして／または皮膜の層間剥離を導く可能性のあるあらゆる引張応力の導入を可能なかぎり回避するために、従来の技術を用いて冷却される必要がある。

このような冷却技術には、液体二酸化炭素または液体窒素の液滴または低温空気を連続的に吹付けることなどの技術のいずれかを用いることで溶射中のゾーンに近いところに局在化された冷却を設定するステップが含まれる。これらの冷却技術は、溶融粉末粒子によりＯＭＣに送出される熱の量を最小限に抑えるため低い速度で溶射することと組合わされてよい。

接着された下地上に被着させることのできる金属皮膜の範囲は、接着剤の高温挙動と結びつけられると理解することができ、同様に、「低温」速度での溶射の実施（高い走査速度、低い粉末送出速度、および過熱を回避するための噴霧中における一時停止の使用）と組合せて使用された場合、部品の冷却技術によりあらゆるタイプの皮膜の被着が可能になることも理解できる。

さらに、下地上への溶射によって被着される皮膜層の付着力は、球形に近いよりもむしろ不規則である形状をもつ粒子を有する粉末を下地内に使用することによって改善される。その上、このような不規則な形状は、接着剤層に対しより良く結合する。

０．７５未満、有利には０．７０未満、なお一層有利には０．６５未満である粒子の円形度係数を有する粉末を選択することが好ましく、さらに一層有利な状況は、円形度係数が０．６０未満の場合である。

「円形度」という用語は、粒子と同じ体積を有する１つの球の表面積と問題の粒子の表面積との間の比率（ψ_v）であって、体積等価直径と面積等価直径の間の比率の２乗と等価でもある比率としてＷｅｄｅｌｌが定義づけした通りの円形度係数（無次元数）を意味するものとして用いられる。１という値は、完全球形に対応する。

有利には、本発明で使用される粉末の粒子は全て、１．５〜３の範囲内の形状因子を有する。好ましくは、この形状因子は、１．６〜２．５の範囲内、有利には、１．７〜２．３の範囲内、そしてより有利には１．８〜２の範囲内にある。

粒子の細長比をうまく示すこの形状因子は、最大フェレット径（粒子の２つの相対する側に平行な２本の接線の間の最大距離）と最小フェレット径（粒子の相対する側に対して平行な２本の接線の間の最小距離）の間の比率として定義される。こうして、１という形状因子は、球に対応し、√２という形状因子は立方体に対応する。

本明細書において、「粒子」という用語は、問題の粉末の他の物理的実体から分離されている１つの物理的実体に対応している。

詳細には本発明に関連して存在する様々なタイプの粉末の中でも、ガスアトマイズ粉末よりも水アトマイズ粉末が好ましい。具体的には、水アトマイズ粉末は、かなり細長く球の形状からは離れていて、形状が極めて不規則である粒子で構成されている。したがって、このような水アトマイズ粉末は、本発明の接着剤接合にとってより優れている。

こうして部品は、標準的溶射、詳細には以下の噴霧技術のいずれによっても、いつでも被覆され得る状態となる、ブロートーチ法、ワイヤアーク法、高速フレーム（ＨＶＯＦ）溶射法、またはプラズマアークトーチ（大気プラズマ溶射（ＡＰＳ）、不活性ガスプラズマ溶射（ＩＰＳ）、または低圧プラズマ溶射（ＬＰＰＳ））法、または高温空気または高温気体のみによって加熱される粉末を非常に高速で噴霧することからなるコールドスプレー法。

表面は、金属製で粗であることから、あらゆるタイプの皮膜が可能である。エロージョン防止の利用分野のためには、ＷＣ−金属皮膜（コバルト結合剤を伴う炭化タングステン）を選択することが適切である。例えば、圧縮下でのＷＣ−金属皮膜の被着のためには、高圧−ＨＶＯＦ溶射法を用いることができる。

皮膜の厚みは、典型的に０．５ｍｍ〜２０ｍｍの範囲内にある。

有利な対策として、溶射により被着させられる金属皮膜は、下地を形成するためにコールドスプレーされる金属粉末と同じ材料で作製される。
本発明の他の利点および特徴は、添付図面を参照にしながら一例として行なわれる以下の説明を読むことで明らかとなる。

ＯＭＣ基材上に溶射され本発明の方法によって得られた皮膜の顕微鏡写真である。 ＯＭＣ基材上に溶射され本発明の方法によって得られた皮膜の顕微鏡写真である。

一例として、以下では、樹脂トランスファ成形（ＲＴＭ）によって製造されたファンの羽根の前縁上の皮膜の作製に対する本発明の方法の応用について説明する。

ＲＴＭファン羽根は、細くて長さに沿って複雑な形状をもつ前縁を有する。前縁の厚みは、２ｍｍを超えない。それは複合材料（３次元製織された炭素繊維および射出されたエポキシ樹脂）でできていることから、羽根の前縁はエロージョンに対する感応性が高い。エロージョン防止補強を用いて前縁を保護することが非常に重要である。現在、このような補強は、前縁上に接着された成形金属部品からなる。羽根の圧力側および吸引側では、それは約４０ｍｍにわたり前縁から離れるように延在する。Ｔｉ合金製のこの補強は、羽根の圧力側および吸引側の上にあるその部分において比較的薄いものの、Ｔｉ合金はそれ自体エロージョンに対する感応性が高く厚みに余裕が必要であることから、その頂上において厚くなっている（５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内）。

本発明の方法は、以下のステップを用いて適用される。
・脱脂ステップ。部品を脱脂する。
・接着剤の塗布に先立つマスキングステップ。サンドブラスティングに対する保護を提供するための接着剤としても使用されるポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）製粘着テープを用いて、マスキングを実施する。これは、接着剤を受けるべきでなく、被覆されるべきでないゾーンを保護する。
・サンドブラスティングステップ。接着剤を受けるべきゾーンを、コランダム（結晶粒サイズ１８０μｍまたは３００μｍ）を用いたサンドブラスティングに付す。このサンドブラスティングによる前処理は、均一な粗度をもつ表面を得るために役立ち、こうして、接着剤は表面全体にわたって規則的に展延することになる（０．８μｍ〜５μｍの範囲内の粗度Ｒａを得ることが望まれる）。
・接着剤を被着させるステップ。この目的で、「Ｓｐｅｃｉｆｉｘ ｄｅ Ｓｔｒｕｅｒｓ」エポキシ樹脂接着剤を使用する。樹脂接着剤は、「Ｓｐｅｃｉｆｉｘ Ｒｅｓｉｎ」樹脂とその硬化剤「Ｓｐｅｃｉｆｉｘ−４０硬化剤」とを混合することによって調製される。

接着剤を受けるべき羽根のゾーン（被覆すべきゾーン）全体にわたる薄い層として調製物を展延させるためには、ブラシを使用する。樹脂の中には、紫外線（ＵＶ）ランプを使用した場合に色の対比によりその厚みの規則性を際立たせる目的で蛍光染料を含み入れてよい。理想的には、より優れた再現性を得るため、ロボットにより担持されるスプレーガンを用いて、樹脂を被着させてよい。被着された樹脂接着剤の厚みは、約３０μｍである。厚みが充分に薄い場合、樹脂接着剤がクリープすることは考えられない。最後に、粉末を手作業であるいはスプレーガンを用いて、接着剤が被覆されたゾーンの上に被着させる。

樹脂接着剤が重力下で流出および／またはクリープする効果を回避するために、羽根は、これらの効果に対抗する形で羽根を移動させる機械、すなわちミキサーまたは撹拌器タイプの機械にしっかりと固定される。この例においては、機械は、その第１の機能以外の目的に使用される「Ｔｕｒｂｕｌａ」（登録商標）タイプの機械などの３次元ダイナミックミキサーである。機械により生成される３次元運動およびこの運動の速度は、樹脂接着剤のクリープを防止するようなものである。

このとき、それ自体ロボットにより担持されているスプレーガンを使用することによって、機械内を部品が移動している間に、粉末が噴霧される。具体的には、これは、溶射ロボットのスプレーガンであるが、その熱源は不活動化されている。
・樹脂接着剤の重合または硬化ステップ、 選択された樹脂接着剤は、９０℃の温度で１時間（ｈ）で、または５０℃の温度で３時間で硬化する。

理想的には、羽根は、もはやクリープしないように充分な程度に樹脂が確実に重合してしまうのに少なくとも必要な時間、同じ機械内を移動し続ける。
・吹付けまたはサンドブラスティングによる仕上げステップ。細かいコランダム（５０μｍ）を用いたサンドブラスティングまたは吹付けにより、接着された金属下地から未接着の余分な粉末を取り除く。
・マスク除去および目視ステップ。マスクを部品から除去し、その外観を目視する。その外観は、接着された下地内に局所的間隙や色の変化が全く無い、厚みが規則的な被着を示さなくてはならない。

この技術を用いて作製した皮膜を、「プルオフ」試験として公知のＡＳＴＭ規格Ｃ３３３を使用することにより、接着剤強度について試験した。

先に塗布したＮｉＡｌ（供給業者ＰｒａｘｉｅｒからのＮｉ１８５）粉末の接着剤下地、およびブローアークプラズマトーチ法により被着させた同じ組成を有するＮｉＡｌ金属皮膜層を伴う金属スタッドを用いて、試験を実施した。測定された付着力値は、約２０メガパスカル（ＭＰａ）であった。

図１および２を参照すると、以下の層が見られる。
・エポキシ樹脂（暗色の方）で被覆された炭素繊維（薄い色の断面として見える）でできたＯＭＣ基材１１。
・基材１１の直上に設置された下地。塗布された接着剤のこの下地は、樹脂接着剤１３の半分の深さまで包埋されたＮｉＡｌの粉末粒子の単一層１２で構成されている。右では（図１および図２、樹脂接着剤１３を示す矢印の場所）、粉末粒子が研磨中に剥ぎ取られている、
・ブローアークプラズマトーチにより下地上に溶射された厚み０．２ｍｍのＮｉＡｌ皮膜層１４、および、
・皮膜層１４の後続する研磨のための、皮膜１４を覆う皮膜樹脂の層１５。

より厳密には、図１において、接着剤下地は、粉末粒子一層分の厚みを有するように調整される。この調整は、先に塗布した樹脂接着剤の厚みと結びつけられる。研磨中に、ＮｉＡｌの粒子（Ｎｉ１８５タイプ、Ｐｒａｘｉａｉｒ商標）が剥ぎ取られた。

Claims (8)

1. 溶射による金属皮膜を受けるため、基材の被覆すべきゾーンを前処理するための前処理方法において、
   ａ）被覆すべきゾーン上に、１０μｍ超かつ１００μｍ未満の均一の厚みを有する接着剤層を被着させるステップと、
   ｂ）接着剤が乾燥する前に、被覆すべきゾーン上に金属粉末をコールドスプレーして、粉末粒子が前記接着剤層内で少なくとも部分的に包埋された状態になるようにするステップと、
   ｃ）前記粉末粒子が内部に捕捉状態で保持され続けている接着剤を乾燥させて、溶射により被着される金属皮膜を受入れるのに好適な下地を形成するステップと、
   が実施されること、および、
   ステップａ）において接着剤を被着させた後、接着剤が塗布された基材は、被覆すべきゾーン全体にわたる接着剤のクリープに対抗するべく動作を開始するミキサーまたは撹拌器内に設置され、この運動は、ステップｂ）およびステップｃ）の間継続され、ひとたび接着剤が硬化した時点で停止させられることを特徴とする前処理方法。
2. 接着剤層が１０μｍ超かつ５０μｍ未満の厚みを有することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記接着剤層が、前記金属粉末の粒子の平均直径ｄ₅₀未満の厚みを有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記接着剤層が、前記ステップａ）に先立って混合した樹脂および硬化剤を含むエポキシ接着剤によって形成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記ステップｂ）の終りで、被覆すべきゾーンの表面積の７０％超かつ９５％未満が粉末粒子で覆われていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記ステップａ）に先立ち、特にサンドブラスティングにより、被覆すべきゾーン内で基材の表面粗度を均一にすることからなるステップａ０）が実施されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記ステップｃ）の終りで、未接着粉末粒子を除去することによる仕上げを下地に施す前記ステップｃ’）が実施されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
8. 有機マトリクス複合材料製の基材を摩耗から保護する方法において、前記ステップｃ）の後に、溶射により下地上に金属皮膜を被着させて基材上に金属保護層を形成する前記ステップｄ）をさらに含み、請求項１〜７のいずれか一項に記載の前処理方法が実施される、保護方法。

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