JP2022034760A - Method for manufacturing low temperature spray coating coated member - Google Patents

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Abstract

To provide a method for manufacturing a low temperature spray coating coated member, capable of suppressing the deformation of an aluminum alloy material caused by forming a low temperature spray coating on the surface of the aluminum alloy material.SOLUTION: A method for manufacturing a low temperature spray coating coated member includes a step of spraying a metal powder including at least one kind selected from pure iron, carbon steel, stainless steel, nickel, nickel alloy, cobalt and cobalt alloy at a low temperature in at least a part of a region on the surface of an aluminum alloy material 11 having an open cross section or a closed cross section to form a low temperature spray coating 33. The aluminum alloy material 31 has an outer surface 31c having the metal powder sprayed at a low temperature and an inner surface being a surface on the side opposite to the outer surface 31c, and, for example, a core material 36 is inserted into a space part surrounded by an inner surface corresponding to the region having the low temperature spray coating 33 as a reinforcing member for suppressing the deformation of the aluminum alloy material 31.SELECTED DRAWING: Figure 1A

Description

本発明は、アルミニウム又はアルミニウム合金材の表面に低温溶射皮膜を形成する際に、アルミニウム又はアルミニウム合金材の変形を抑制することができる低温溶射皮膜被覆部材の製造方法に関する。
なお、以下において、アルミニウム又はアルミニウム合金材を、まとめて単に「アルミニウム合金材」ということがある。
The present invention relates to a method for manufacturing a low temperature sprayed coating member capable of suppressing deformation of aluminum or an aluminum alloy material when forming a low temperature sprayed coating on the surface of an aluminum or aluminum alloy material.
In the following, aluminum or aluminum alloy material may be collectively referred to as "aluminum alloy material".

従来より、アルミニウム合金材の表面に、特定の材料からなる金属をろう付け又は溶射することにより、その表面の種々の特性を向上させる技術が提案されている。
例えば、特許文献1には、アルミニウム合金材の表面に、付加物質皮膜を形成し、この付加物質皮膜に対してパルス発振レーザを照射して加熱することにより、密着性に優れた合金化層又は複合化層を形成することができることが記載されている。
Conventionally, there have been proposed techniques for improving various properties of the surface of an aluminum alloy material by brazing or spraying a metal made of a specific material on the surface of the aluminum alloy material.
For example, in Patent Document 1, an alloying layer having excellent adhesion is formed by forming an additive material film on the surface of an aluminum alloy material and irradiating the additive substance film with a pulse oscillation laser to heat the aluminum alloy material. It is described that a composite layer can be formed.

ところで、押出加工により成形された薄肉のアルミニウム合金材の表面に、金属粉末を低温溶射することにより低温溶射皮膜を形成する場合に、アルミニウム合金材と低温溶射皮膜との熱膨張率が異なると、両者の冷却挙動の差によって、アルミニウム合金材が熱変形することがある。なお、このような低温溶射皮膜の形成によるアルミニウム合金材の熱変形は、押出加工により成形されたアルミニウム合金材のみではなく、鋳造加工により成形されたアルミニウム合金材においても発生する。
一般的に、押出材の製造時においては、押出成形後に所望の形状に矯正する工程が実施される。上記特許文献1においても、アルミニウム合金からなる押出材の片面に溶射皮膜を形成した後、撓み等を矯正する引張矯正を行うことが記載されている。
By the way, when a low-temperature sprayed film is formed by low-temperature spraying metal powder on the surface of a thin-walled aluminum alloy material formed by extrusion processing, if the thermal expansion rates of the aluminum alloy material and the low-temperature sprayed film are different, Due to the difference in cooling behavior between the two, the aluminum alloy material may be thermally deformed. It should be noted that the thermal deformation of the aluminum alloy material due to the formation of such a low temperature sprayed coating occurs not only in the aluminum alloy material formed by the extrusion process but also in the aluminum alloy material formed by the casting process.
Generally, at the time of manufacturing an extruded material, a step of straightening to a desired shape is carried out after extrusion molding. Also in Patent Document 1, it is described that after forming a thermal spray coating on one side of an extruded material made of an aluminum alloy, tensile straightening is performed to correct bending and the like.

特開平9-170037号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-170037

しかしながら、低温溶射皮膜は脆いため、一般的なアルミニウム合金材に対して実施される矯正工程と同様の方法で矯正した場合には、低温溶射皮膜に割れが発生し、この割れが原因となってアルミニウム合金押出材の表面から低温溶射皮膜が剥離することがある。その結果、低温溶射皮膜が剥離した領域においては、所望の特性を得ることができなくなるという問題が発生する。 However, since the low-temperature sprayed coating is brittle, cracks occur in the low-temperature sprayed coating when straightened by the same method as the straightening step performed on a general aluminum alloy material, and this crack is the cause. The low temperature sprayed coating may peel off from the surface of the aluminum alloy extruded material. As a result, there arises a problem that desired characteristics cannot be obtained in the region where the low temperature sprayed coating is peeled off.

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、アルミニウム合金材の表面に低温溶射皮膜を形成することにより発生するアルミニウム合金材の変形を抑制することができる低温溶射皮膜被覆部材の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and manufactures a low-temperature sprayed coating member capable of suppressing deformation of the aluminum alloy material generated by forming a low-temperature sprayed coating on the surface of the aluminum alloy material. The purpose is to provide a method.

本発明に係る低温溶射皮膜被覆部材の製造方法は、下記(1)の構成からなる。 The method for manufacturing a low-temperature sprayed coating member according to the present invention comprises the following configuration (1).

(1) 開断面又は閉断面を有するアルミニウム又はアルミニウム合金材の表面の少なくとも一部の領域に、純鉄、炭素鋼、ステンレス鋼、ニッケル、ニッケル合金、コバルト及びコバルト合金から選択された少なくとも1種を含有する金属粉末を低温溶射して、低温溶射皮膜を形成する工程を有する低温溶射皮膜被覆部材の製造方法であって、
前記アルミニウム又はアルミニウム合金材は、前記金属粉末が低温溶射される外表面と、前記外表面とは反対側の面である内表面と、を有し、
前記低温溶射皮膜が形成される領域に対応する内表面の少なくとも一部の領域に、前記アルミニウム又はアルミニウム合金材の変形を抑制する補強部材を設ける工程を有することを特徴とする低温溶射皮膜被覆部材の製造方法。
(1) At least one selected from pure iron, carbon steel, stainless steel, nickel, nickel alloy, cobalt and cobalt alloy in at least a part of the surface of aluminum or an aluminum alloy material having an open cross section or a closed cross section. A method for manufacturing a low-temperature spray film covering member, which comprises a step of forming a low-temperature spray film by low-temperature spraying a metal powder containing the above.
The aluminum or aluminum alloy material has an outer surface on which the metal powder is sprayed at a low temperature and an inner surface which is a surface opposite to the outer surface.
A low-temperature sprayed coating covering member comprising a step of providing a reinforcing member for suppressing deformation of the aluminum or aluminum alloy material in at least a part of the inner surface corresponding to the region where the low-temperature sprayed coating is formed. Manufacturing method.

また、本発明に係る低温溶射皮膜被覆部材の製造方法の好ましい実施形態は、下記(2)~(12)の構成からなる。 Further, a preferred embodiment of the method for manufacturing a low-temperature sprayed coating member according to the present invention comprises the following configurations (2) to (12).

(2) 前記補強部材は、前記低温溶射皮膜の延在方向と略同一の方向に長手方向を有する形状であることを特徴とする(1)に記載の低温溶射皮膜被覆部材の製造方法。 (2) The method for manufacturing a low-temperature sprayed coating member according to (1), wherein the reinforcing member has a shape having a longitudinal direction in substantially the same direction as the extending direction of the low-temperature sprayed coating.

(3) 前記アルミニウム又はアルミニウム合金材は、前記内表面にリブが設けられた形状であることを特徴とする(1)又は(2)に記載の低温溶射皮膜被覆部材の製造方法。 (3) The method for manufacturing a low-temperature sprayed coating member according to (1) or (2), wherein the aluminum or aluminum alloy material has a shape in which ribs are provided on the inner surface.

(4) 前記補強部材は、前記内表面に囲まれた空隙部に挿入される芯材であり、
少なくとも前記低温溶射皮膜を形成する工程において、前記低温溶射皮膜が形成される領域に対応する内表面の少なくとも一部の領域に前記芯材が接しており、
前記低温溶射皮膜を形成する工程の後に、前記芯材を抜去する工程を有することを特徴とする(1)~(3)のいずれか1つに記載の低温溶射皮膜被覆部材の製造方法。
(4) The reinforcing member is a core material inserted into a gap surrounded by the inner surface.
At least in the step of forming the low temperature sprayed coating, the core material is in contact with at least a part of the inner surface corresponding to the region where the low temperature sprayed coating is formed.
The method for manufacturing a low-temperature sprayed coating member according to any one of (1) to (3), further comprising a step of removing the core material after the step of forming the low-temperature sprayed coating.

(5) 前記芯材を抜去する工程は、前記低温溶射皮膜が室温に冷却された後に実施されることを特徴とする(4)に記載の低温溶射皮膜被覆部材の製造方法。 (5) The method for manufacturing a low temperature sprayed coating member according to (4), wherein the step of removing the core material is carried out after the low temperature sprayed coating is cooled to room temperature.

(6) 前記アルミニウム又はアルミニウム合金材は、少なくとも前記低温溶射皮膜を形成する工程において、前記外表面から押圧されることにより固定されており、
更に、前記低温溶射皮膜を形成する工程の後に、前記アルミニウム又はアルミニウム合金材への押圧を解除する工程を有することを特徴とする(4)又は(5)に記載の低温溶射皮膜被覆部材の製造方法。
(6) The aluminum or aluminum alloy material is fixed by being pressed from the outer surface at least in the step of forming the low temperature sprayed coating.
Further, the production of the low temperature sprayed coating member according to (4) or (5), further comprising a step of releasing the pressure on the aluminum or the aluminum alloy material after the step of forming the low temperature sprayed coating. Method.

(7) 前記アルミニウム又はアルミニウム合金材への押圧を解除する工程は、前記低温溶射皮膜が室温に冷却された後に実施されることを特徴とする(6)に記載の低温溶射皮膜被覆部材の製造方法。 (7) Manufacture of the low-temperature sprayed coating member according to (6), wherein the step of releasing the pressure on the aluminum or the aluminum alloy material is performed after the low-temperature sprayed coating is cooled to room temperature. Method.

(8) 前記芯材は、少なくとも前記低温溶射皮膜を形成する工程において、前記芯材の長手方向両端部から中央部に向けて押圧されており、
更に、前記低温溶射皮膜を形成する工程と前記芯材を抜去する工程との間に、前記芯材への押圧を解除する工程を有することを特徴とする(4)~(7)のいずれか1つに記載の低温溶射皮膜被覆部材の製造方法。
(8) The core material is pressed toward the center from both ends in the longitudinal direction of the core material at least in the step of forming the low temperature sprayed coating.
Further, any one of (4) to (7), further comprising a step of releasing the pressure on the core material between the step of forming the low temperature sprayed coating and the step of removing the core material. The method for manufacturing a low temperature sprayed coating member according to one.

(9) 前記芯材は長手方向を有する弾性体からなることを特徴とする(8)に記載の低温溶射皮膜被覆部材の製造方法。 (9) The method for manufacturing a low-temperature sprayed coating member according to (8), wherein the core material is made of an elastic body having a longitudinal direction.

(10) 前記芯材への押圧を解除する工程は、前記低温溶射皮膜が室温に冷却された後に実施されることを特徴とする(8)又は(9)に記載の低温溶射皮膜被覆部材の製造方法。 (10) The step of releasing the pressure on the core material is carried out after the low temperature sprayed coating is cooled to room temperature, according to the low temperature sprayed coating member according to (8) or (9). Production method.

(11) 前記アルミニウム又はアルミニウム合金材は、閉断面の押出材である、(1)~(10)のいずれか1つに記載の低温溶射皮膜被覆部材の製造方法。 (11) The method for manufacturing a low-temperature sprayed coating member according to any one of (1) to (10), wherein the aluminum or aluminum alloy material is an extruded material having a closed cross section.

(12) 前記アルミニウム又はアルミニウム合金材は、開断面又は閉断面の鋳造材である、(1)~(10)のいずれか1つに記載の低温溶射皮膜被覆部材の製造方法。 (12) The method for manufacturing a low-temperature sprayed coating member according to any one of (1) to (10), wherein the aluminum or aluminum alloy material is a cast material having an open cross section or a closed cross section.

本発明によれば、アルミニウム合金材の表面に低温溶射皮膜を形成することにより発生するアルミニウム合金材の変形を抑制することができる低温溶射皮膜被覆部材の製造方法を提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a low temperature sprayed coating member capable of suppressing deformation of the aluminum alloy material generated by forming a low temperature sprayed coating on the surface of the aluminum alloy material.

図1Aは、本発明の第1実施形態に係る低温溶射皮膜被覆部材の製造方法を説明するための模式的な斜視図であって、低温溶射皮膜を形成する工程を示す図である。FIG. 1A is a schematic perspective view for explaining a method for manufacturing a low temperature sprayed coating member according to the first embodiment of the present invention, and is a diagram showing a step of forming a low temperature sprayed coating. 図1Bは、本発明の第1実施形態に係る低温溶射皮膜被覆部材の製造方法を説明するための模式的な斜視図であって、低温溶射皮膜が形成された状態を示す図である。FIG. 1B is a schematic perspective view for explaining a method for manufacturing a low temperature sprayed coating member according to the first embodiment of the present invention, and is a diagram showing a state in which a low temperature sprayed coating is formed. 図1Cは、本発明の第1実施形態に係る低温溶射皮膜被覆部材の製造方法を説明するための模式的な斜視図であって、第1実施形態により製造された低温溶射皮膜被覆部材を示す図である。FIG. 1C is a schematic perspective view for explaining a method for manufacturing a low temperature sprayed coating member according to the first embodiment of the present invention, showing the low temperature sprayed coating member manufactured according to the first embodiment. It is a figure. 図2Aは、従来の低温溶射皮膜被覆部材の製造方法を説明するための模式的な斜視図であって、低温溶射皮膜を形成する工程を示す図である。FIG. 2A is a schematic perspective view for explaining a conventional method for manufacturing a low temperature sprayed coating member, and is a diagram showing a process of forming a low temperature sprayed coating. 図2Bは、従来の低温溶射皮膜被覆部材の製造方法を説明するための模式的な斜視図であって、従来の製造方法により製造された低温溶射皮膜被覆部材を示す図である。FIG. 2B is a schematic perspective view for explaining a method of manufacturing a conventional low temperature sprayed coating member, and is a diagram showing a low temperature sprayed coating member manufactured by the conventional manufacturing method. 図3は、従来の製造方法により製造された低温溶射皮膜被覆部材の形状を模式的に示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view schematically showing the shape of the low temperature sprayed coating member manufactured by the conventional manufacturing method. 図4Aは、本発明の第2実施形態に係る低温溶射皮膜被覆部材の製造方法を説明するための模式的な斜視図であって、低温溶射皮膜を形成する工程を示す図である。FIG. 4A is a schematic perspective view for explaining a method for manufacturing a low temperature sprayed coating member according to a second embodiment of the present invention, and is a diagram showing a step of forming a low temperature sprayed coating. 図4Bは、本発明の第2実施形態に係る低温溶射皮膜被覆部材の製造方法を説明するための模式的な斜視図であって、低温溶射皮膜が形成された状態を示す図である。FIG. 4B is a schematic perspective view for explaining a method for manufacturing a low temperature sprayed coating member according to a second embodiment of the present invention, and is a diagram showing a state in which a low temperature sprayed coating is formed. 図4Cは、本発明の第2実施形態に係る低温溶射皮膜被覆部材の製造方法を説明するための模式的な斜視図であって、第2実施形態により製造された低温溶射皮膜被覆部材を示す斜視図である。FIG. 4C is a schematic perspective view for explaining a method for manufacturing a low temperature sprayed coating member according to a second embodiment of the present invention, showing the low temperature sprayed coating member manufactured according to the second embodiment. It is a perspective view. 図5Aは、本発明の第3実施形態に係る低温溶射皮膜被覆部材の製造方法を説明するための模式的な斜視図であって、低温溶射皮膜を形成する工程を示す図である。FIG. 5A is a schematic perspective view for explaining a method for manufacturing a low temperature sprayed coating member according to a third embodiment of the present invention, and is a diagram showing a step of forming a low temperature sprayed coating. 図5Bは、本発明の第3実施形態に係る低温溶射皮膜被覆部材の製造方法を説明するための模式的な斜視図であって、低温溶射皮膜が形成された状態を示す図である。FIG. 5B is a schematic perspective view for explaining a method for manufacturing a low temperature sprayed coating member according to a third embodiment of the present invention, and is a diagram showing a state in which a low temperature sprayed coating is formed. 図5Cは、本発明の第3実施形態に係る低温溶射皮膜被覆部材の製造方法を説明するための模式的な斜視図であって、押圧を解除する工程を示す図である。FIG. 5C is a schematic perspective view for explaining a method for manufacturing a low temperature sprayed coating member according to a third embodiment of the present invention, and is a diagram showing a step of releasing pressing. 図5Dは、本発明の第3実施形態に係る低温溶射皮膜被覆部材の製造方法を説明するための模式的な斜視図であって、第3実施形態により製造された低温溶射皮膜被覆部材を示す図である。FIG. 5D is a schematic perspective view for explaining a method for manufacturing a low temperature sprayed coating member according to a third embodiment of the present invention, showing the low temperature sprayed coating member manufactured according to the third embodiment. It is a figure. 図6Aは、本発明の第4実施形態に係る低温溶射皮膜被覆部材の製造方法を説明するための模式的な斜視図であって、低温溶射皮膜を形成する工程を示す図である。FIG. 6A is a schematic perspective view for explaining a method for manufacturing a low temperature sprayed coating member according to a fourth embodiment of the present invention, and is a diagram showing a step of forming a low temperature sprayed coating. 図6Bは、本発明の第4実施形態に係る低温溶射皮膜被覆部材の製造方法を説明するための模式的な斜視図であって、低温溶射皮膜が形成された状態を示す図である。FIG. 6B is a schematic perspective view for explaining a method for manufacturing a low temperature sprayed coating member according to a fourth embodiment of the present invention, and is a diagram showing a state in which a low temperature sprayed coating is formed. 図6Cは、本発明の第4実施形態に係る低温溶射皮膜被覆部材の製造方法を説明するための模式的な斜視図であって、押圧を解除する工程を示す図である。FIG. 6C is a schematic perspective view for explaining a method for manufacturing a low temperature sprayed coating member according to a fourth embodiment of the present invention, and is a diagram showing a step of releasing pressing. 図6Dは、本発明の第4実施形態に係る低温溶射皮膜被覆部材の製造方法を説明するための模式的な斜視図であって、第4実施形態により製造された低温溶射皮膜被覆部材を示す図である。FIG. 6D is a schematic perspective view for explaining a method for manufacturing a low temperature sprayed coating member according to a fourth embodiment of the present invention, showing the low temperature sprayed coating member manufactured according to the fourth embodiment. It is a figure.

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、任意に変更して実施することができる。また本願明細書において、数値範囲を示す「~」とは、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. The present invention is not limited to the embodiments described below, and can be arbitrarily modified and implemented without departing from the gist of the present invention. Further, in the specification of the present application, "-" indicating a numerical range is used to mean that the numerical values described before and after the numerical range are included as the lower limit value and the upper limit value.

本発明者らは、アルミニウム合金材の表面に低温溶射皮膜を形成した場合に、アルミニウム合金材が変形することを抑制する方法について鋭意検討を重ねた。その結果、アルミニウム合金材における低温溶射皮膜を形成する領域の裏面側に、予め補強部材が配設されていることが、変形防止に効果的であることを見出した。 The present inventors have earnestly studied a method for suppressing deformation of the aluminum alloy material when a low-temperature sprayed coating is formed on the surface of the aluminum alloy material. As a result, it was found that it is effective to prevent deformation that the reinforcing member is previously arranged on the back surface side of the region where the low temperature sprayed coating is formed in the aluminum alloy material.

以下、本発明に係る低温溶射皮膜被覆部材の製造方法について説明する。 Hereinafter, a method for manufacturing the low temperature sprayed coating member according to the present invention will be described.

[低温溶射皮膜被覆部材の製造方法]
本発明に係る低温溶射皮膜被覆部材の製造方法は、開断面又は閉断面を有するアルミニウム又はアルミニウム合金材の表面の少なくとも一部の領域に、純鉄、炭素鋼、ステンレス鋼、ニッケル、ニッケル合金、コバルト及びコバルト合金から選択された少なくとも1種を含有する金属粉末を低温溶射して、低温溶射皮膜を形成する工程を有する。また、アルミニウム又はアルミニウム合金材は、金属粉末が低温溶射される外表面と、外表面とは反対側の面である内表面と、を有し、低温溶射皮膜が形成される領域に対応する内表面の少なくとも一部の領域に、アルミニウム又はアルミニウム合金材の変形を抑制する補強部材を設ける工程を有する。
[Manufacturing method of low temperature sprayed coating member]
In the method for manufacturing a low temperature spray coating member according to the present invention, pure iron, carbon steel, stainless steel, nickel, nickel alloy, in at least a part of the surface of aluminum or an aluminum alloy material having an open cross section or a closed cross section. It has a step of forming a low-temperature sprayed film by low-temperature spraying a metal powder containing at least one selected from cobalt and a cobalt alloy. Further, the aluminum or aluminum alloy material has an outer surface on which the metal powder is sprayed at a low temperature and an inner surface which is a surface opposite to the outer surface, and corresponds to a region where a low temperature sprayed film is formed. It has a step of providing a reinforcing member for suppressing deformation of aluminum or an aluminum alloy material in at least a part of a region of the surface.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る低温溶射皮膜被覆部材の製造方法について、更に詳細に説明する。 Hereinafter, the method for manufacturing the low temperature sprayed coating member according to the embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

(第1実施形態)
図1A~図1Cは、本発明の第1実施形態に係る低温溶射皮膜被覆部材の製造方法を説明するための模式的な斜視図である。
(First Embodiment)
1A to 1C are schematic perspective views for explaining a method for manufacturing a low temperature sprayed coating member according to the first embodiment of the present invention.

図1Aに示すように、アルミニウム合金材31は閉断面の押出材であって、内表面31dに囲まれた空隙部(図示せず)を有している。
まず、低温溶射皮膜33を形成する前に、アルミニウム合金材31の空隙部に補強部材として芯材36を挿入する。芯材36は、アルミニウム合金材31の空隙部に嵌合される断面形状を有し、アルミニウム合金材31の長手方向の長さよりも長く形成されている。したがって、芯材36の両端部は、アルミニウム合金材31の一端部31a及び他端部31bから突出し、芯材36とアルミニウム合金材31との間は隙間なく挿入される。なお、上記芯材36は「中子」ともいう。
As shown in FIG. 1A, the aluminum alloy material 31 is an extruded material having a closed cross section, and has a void portion (not shown) surrounded by an inner surface 31d.
First, before forming the low-temperature sprayed coating 33, the core material 36 is inserted as a reinforcing member in the void portion of the aluminum alloy material 31. The core material 36 has a cross-sectional shape fitted in the gap portion of the aluminum alloy material 31, and is formed longer than the length in the longitudinal direction of the aluminum alloy material 31. Therefore, both ends of the core material 36 project from one end 31a and the other end 31b of the aluminum alloy material 31, and are inserted without a gap between the core material 36 and the aluminum alloy material 31. The core material 36 is also referred to as a "core".

次に、芯材36が挿入されたアルミニウム合金材31の外表面31cにおける一部の領域に、低温溶射法(コールドスプレー法)により金属粉末を低温溶射する。コールドスプレー法とは、ガスと金属粉末とを音速以上の高速で、溶射ヘッド14から所定の領域に吹き付ける方法である。
これにより、図1Bに示すように、アルミニウム合金材31の外表面31cにおける長手方向の一端部31aから他端部31bに延びる領域に低温溶射皮膜33が形成される。
Next, the metal powder is sprayed at a low temperature by a low temperature spraying method (cold spray method) on a part of the outer surface 31c of the aluminum alloy material 31 into which the core material 36 is inserted. The cold spray method is a method of spraying gas and metal powder from the spraying head 14 to a predetermined region at a high speed higher than the speed of sound.
As a result, as shown in FIG. 1B, the low temperature sprayed coating 33 is formed on the outer surface 31c of the aluminum alloy material 31 in the region extending from one end 31a to the other end 31b in the longitudinal direction.

その後、図1Cに示すように、アルミニウム合金材31から芯材36を抜去することにより、低温溶射皮膜被覆部材35を製造する。芯材36を抜去するタイミングは特に限定されないが、後述する通り、アルミニウム合金材31及び低温溶射皮膜33が冷却される過程で、低温溶射皮膜被覆部材35に変形が発生するため、低温溶射皮膜33が室温に冷却された後であることが好ましい。なお、室温とは、具体的には5~45℃とする。 Then, as shown in FIG. 1C, the core material 36 is removed from the aluminum alloy material 31 to manufacture the low temperature sprayed coating member 35. The timing for removing the core material 36 is not particularly limited, but as will be described later, the low temperature sprayed coating 33 is deformed in the process of cooling the aluminum alloy material 31 and the low temperature sprayed coating 33. Is preferably after cooling to room temperature. The room temperature is specifically 5 to 45 ° C.

上記第1実施形態では、アルミニウム合金材31の空隙部に芯材36が隙間なく嵌合されている。また、芯材36は低温溶射皮膜33の延在方向と同一の方向に長手方向を有する形状であって、低温溶射皮膜33が形成される領域に対応する内表面に接するように配設されている。したがって、この芯材36が補強部材として作用し、低温溶射皮膜33の形成後に、アルミニウム合金材31及び低温溶射皮膜33が冷却されるまでの間に、低温溶射皮膜被覆部材35が変形することを抑制することができる。 In the first embodiment, the core material 36 is fitted without a gap in the gap portion of the aluminum alloy material 31. Further, the core material 36 has a shape having a longitudinal direction in the same direction as the extending direction of the low temperature sprayed coating 33, and is arranged so as to be in contact with the inner surface corresponding to the region where the low temperature sprayed coating 33 is formed. There is. Therefore, the core material 36 acts as a reinforcing member, and after the formation of the low temperature sprayed coating 33, the low temperature sprayed coating member 35 is deformed before the aluminum alloy material 31 and the low temperature sprayed coating 33 are cooled. It can be suppressed.

なお、本発明においては、上記芯材36の形状に限定されず、少なくとも低温溶射皮膜33を形成する工程において、低温溶射皮膜33が形成される領域に対応する内表面の少なくとも一部の領域に、芯材が接していればよい。ただし、上記第1実施形態に示すように、芯材36が、アルミニウム合金材31の空隙部に隙間なく嵌合されていると、低温溶射皮膜33を形成する位置を自由に設計することができるとともに、低温溶射皮膜被覆部材の変形をより一層抑制することができる。
また、本発明において、芯材36の材料については特に限定されないが、例えば、砂、弾性体、セラミック、樹脂、金属、若しくはこれらの混合物、又はこれらをバインダ等で所望の形状に固化させたもの等を使用することができる。
In the present invention, the shape is not limited to the shape of the core material 36, and at least in the step of forming the low temperature sprayed coating 33, at least a part of the inner surface corresponding to the region where the low temperature sprayed coating 33 is formed. , It suffices if the core material is in contact. However, as shown in the first embodiment, when the core material 36 is fitted tightly in the gaps of the aluminum alloy material 31, the position where the low temperature sprayed coating 33 is formed can be freely designed. At the same time, deformation of the low-temperature sprayed coating member can be further suppressed.
Further, in the present invention, the material of the core material 36 is not particularly limited, but for example, sand, an elastic body, a ceramic, a resin, a metal, or a mixture thereof, or a material obtained by solidifying these into a desired shape with a binder or the like. Etc. can be used.

(従来の低温溶射皮膜被覆部材の製造方法)
比較のため、芯材36を挿入することなく、アルミニウム合金材の表面に低温溶射皮膜を形成した例について説明する。図2A及び図2Bは、従来の低温溶射皮膜被覆部材の製造方法を説明するための模式的な斜視図である。また、図3は、従来の製造方法により製造された低温溶射皮膜被覆部材の形状を示す斜視図である。
(Conventional method for manufacturing low temperature sprayed coating member)
For comparison, an example in which a low-temperature sprayed coating is formed on the surface of an aluminum alloy material without inserting the core material 36 will be described. 2A and 2B are schematic perspective views for explaining a conventional method for manufacturing a low temperature sprayed coating member. Further, FIG. 3 is a perspective view showing the shape of the low temperature sprayed coating member manufactured by the conventional manufacturing method.

図2Aに示すように、従来の低温溶射皮膜被覆部材の製造方法では、中空のアルミニウム合金材71の外表面71cにおける一部の領域に、溶射ヘッド74を用いて金属粉末を吹き付ける。
その結果、図2Bに示すように、アルミニウム合金材71の長手方向の一端部71aから他端部71bに延びる領域に低温溶射皮膜73が形成され、低温溶射皮膜被覆部材75が製造される。
このように製造された低温溶射皮膜被覆部材75は、長手方向に直交する方向における断面視で、低温溶射皮膜73が形成された面が突状に変形している。また、図3に示すように、製造された低温溶射皮膜被覆部材75において、低温溶射皮膜73が形成された面に注目すると、長手方向中央部が両端部よりも凹み、全体として湾曲した形状となっている。
As shown in FIG. 2A, in the conventional method for manufacturing a low-temperature sprayed coating member, a metal powder is sprayed onto a part of the outer surface 71c of the hollow aluminum alloy material 71 by using the sprayed head 74.
As a result, as shown in FIG. 2B, the low temperature sprayed coating 73 is formed in the region extending from one end 71a to the other end 71b in the longitudinal direction of the aluminum alloy material 71, and the low temperature sprayed coating member 75 is manufactured.
In the low temperature sprayed coating member 75 manufactured in this way, the surface on which the low temperature sprayed coating 73 is formed is deformed in a protruding shape in a cross-sectional view in a direction orthogonal to the longitudinal direction. Further, as shown in FIG. 3, in the manufactured low-temperature sprayed coating member 75, focusing on the surface on which the low-temperature sprayed coating 73 is formed, the central portion in the longitudinal direction is recessed from both ends, and the shape is curved as a whole. It has become.

従来の製造方法により製造された低温溶射皮膜被覆部材75が変形する理由について、以下に具体的に説明する。 The reason why the low temperature sprayed coating member 75 manufactured by the conventional manufacturing method is deformed will be specifically described below.

コールドスプレー法によりアルミニウム合金材71の外表面71cに低温溶射皮膜73を形成した場合に、低温溶射皮膜73が形成されている領域は高温となる、ここで、アルミニウム合金材71と低温溶射皮膜73とは、熱伝導率、比熱及び線膨張係数等の特性が異なり、両者の収縮の速さが異なる。しかし、アルミニウム合金材71と低温溶射皮膜73とは接合されているため、冷却の過程でいずれか一方が速く収縮すると、他方にも、図3の矢印A1に示す方向と矢印A2に示す方向に収縮による応力がかかる。その結果、冷却の過程において、低温溶射皮膜被覆部材75の変形が発生する。 When the low temperature sprayed coating 73 is formed on the outer surface 71c of the aluminum alloy material 71 by the cold spray method, the region where the low temperature sprayed coating 73 is formed becomes high temperature. Here, the aluminum alloy material 71 and the low temperature sprayed coating 73 The characteristics such as thermal conductivity, specific heat, and linear expansion coefficient are different from each other, and the shrinkage speeds of both are different. However, since the aluminum alloy material 71 and the low-temperature sprayed coating 73 are bonded to each other, if one of them shrinks rapidly in the cooling process, the other will also be in the direction shown by arrow A1 and the direction shown by arrow A2 in FIG. Stress due to shrinkage is applied. As a result, the low temperature sprayed coating member 75 is deformed in the cooling process.

一方、上記第1実施形態では、アルミニウム合金材31の空隙部に、収縮による応力を抑制する補強部材としての芯材36を挿入するため、低温溶射皮膜被覆部材35の変形を抑制することができる。 On the other hand, in the first embodiment, since the core material 36 as a reinforcing member for suppressing stress due to shrinkage is inserted into the void portion of the aluminum alloy material 31, deformation of the low temperature sprayed coating member 35 can be suppressed. ..

(第2実施形態)
図4A~図4Cは、本発明の第2実施形態に係る低温溶射皮膜被覆部材の製造方法を説明するための模式的な斜視図である。本実施形態においては、使用するアルミニウム合金材の形状が第1実施形態と異なる。
(Second Embodiment)
4A to 4C are schematic perspective views for explaining a method for manufacturing a low temperature sprayed coating member according to a second embodiment of the present invention. In the present embodiment, the shape of the aluminum alloy material used is different from that of the first embodiment.

図4Aに示すように、アルミニウム合金材11は閉断面の押出材であり、その内表面には1本のリブ12が設けられている。より具体的には、リブ12は、アルミニウム合金材11の内表面に囲まれた空隙部17を、一方の壁面から他方の壁面に向かって横断し、更に、アルミニウム合金材11の長手方向の一端部11aから他端部11bまで延びる形状を有している。 As shown in FIG. 4A, the aluminum alloy material 11 is an extruded material having a closed cross section, and one rib 12 is provided on the inner surface thereof. More specifically, the rib 12 crosses the gap portion 17 surrounded by the inner surface of the aluminum alloy material 11 from one wall surface toward the other wall surface, and further, one end in the longitudinal direction of the aluminum alloy material 11. It has a shape extending from the portion 11a to the other end portion 11b.

まず、アルミニウム合金材11における、リブ12によって仕切られた2つの空隙部に芯材46a及び芯材46bを挿入する。芯材46a及び芯材46bは、それぞれ、2つの空隙部に嵌合される断面形状を有し、いずれも、アルミニウム合金材11の長手方向の長さよりも長く形成されている。したがって、芯材46a及び芯材46bの両端部は、アルミニウム合金材11の一端部11a及び他端部11bから突出し、芯材46a及び芯材46bは、アルミニウム合金材11との間に隙間のない状態で挿入される。 First, the core material 46a and the core material 46b are inserted into the two gaps partitioned by the ribs 12 in the aluminum alloy material 11. The core material 46a and the core material 46b each have a cross-sectional shape that is fitted into the two gaps, and both are formed longer than the length of the aluminum alloy material 11 in the longitudinal direction. Therefore, both ends of the core material 46a and the core material 46b protrude from one end 11a and the other end 11b of the aluminum alloy material 11, and the core material 46a and the core material 46b have no gap between the core material 46a and the core material 46b. It is inserted in the state.

次に、芯材46a及び芯材46bが挿入されたアルミニウム合金材11の外表面11cに対して、長手方向の一端部11aから他端部11bに向けて、溶射ヘッド14から金属粉末を低温溶射する。これにより、図4Bに示すように、アルミニウム合金材11の外表面11cに低温溶射皮膜13が形成される。 Next, the metal powder is sprayed at a low temperature from the thermal spray head 14 from the one end portion 11a to the other end portion 11b in the longitudinal direction with respect to the outer surface 11c of the aluminum alloy material 11 into which the core material 46a and the core material 46b are inserted. do. As a result, as shown in FIG. 4B, the low temperature sprayed coating 13 is formed on the outer surface 11c of the aluminum alloy material 11.

その後、図4Cに示すように、アルミニウム合金材11から芯材46a及び芯材46bを抜去することにより、低温溶射皮膜被覆部材45を製造する。芯材46a及び芯材46bを抜去するタイミングは特に限定されないが、上記第1実施形態と同様に、低温溶射皮膜13が室温に冷却された後であることが好ましい。 Then, as shown in FIG. 4C, the core material 46a and the core material 46b are removed from the aluminum alloy material 11 to manufacture the low temperature sprayed coating member 45. The timing for removing the core material 46a and the core material 46b is not particularly limited, but it is preferable that the low temperature sprayed coating 13 is cooled to room temperature as in the first embodiment.

上記第2実施形態では、アルミニウム合金材11の空隙部に、芯材46a及び芯材46bが隙間なく嵌合されている。また、芯材46a及び芯材46bは、低温溶射皮膜13の延在方向と同一の方向に長手方向を有し、低温溶射皮膜13が形成される領域に対応する内表面に接するように配設されている。したがって、芯材46a及び芯材46bが補強部材として作用し、アルミニウム合金材11及び低温溶射皮膜13が冷却されるまでの間に、低温溶射皮膜被覆部材45が変形することを抑制することができる。
また、第2実施形態においても、アルミニウム合金材11の2つの空隙部に芯材46a及び芯材46bを隙間なく嵌合させているため、低温溶射皮膜13を形成する位置を自由に設計することができる。
In the second embodiment, the core material 46a and the core material 46b are fitted tightly into the gaps of the aluminum alloy material 11. Further, the core material 46a and the core material 46b have a longitudinal direction in the same direction as the extending direction of the low temperature sprayed coating 13, and are arranged so as to be in contact with the inner surface corresponding to the region where the low temperature sprayed coating 13 is formed. Has been done. Therefore, the core material 46a and the core material 46b act as reinforcing members, and it is possible to prevent the low temperature sprayed coating member 45 from being deformed until the aluminum alloy material 11 and the low temperature sprayed coating 13 are cooled. ..
Further, also in the second embodiment, since the core material 46a and the core material 46b are fitted without gaps in the two gaps of the aluminum alloy material 11, the position where the low temperature sprayed coating 13 is formed can be freely designed. Can be done.

なお、上記第2実施形態では、芯材46a及び芯材46bは、アルミニウム合金材11の空隙部に隙間なく嵌合されているが、本発明においてはこのような構成に限定されない。例えば、芯材46a及び芯材46bの少なくとも一方が、少なくとも低温溶射皮膜13を形成する工程において、低温溶射皮膜13が形成される領域に対応する内表面における少なくとも一部の領域に接するように配設されていればよい。
また、上記第2実施形態に示す形状のアルミニウム合金材11を使用する場合には、必ずしも芯材46a及び芯材46bの両方を空隙部に挿入する必要はなく、2つの空隙部のうち、いずれか一方の空隙部にのみ補強部材となる芯材を挿入してもよい。
In the second embodiment, the core material 46a and the core material 46b are fitted tightly in the gaps of the aluminum alloy material 11, but the present invention is not limited to such a configuration. For example, at least one of the core material 46a and the core material 46b is arranged so as to be in contact with at least a part of the inner surface corresponding to the region where the low temperature sprayed coating 13 is formed in the step of forming at least the low temperature sprayed coating 13. It suffices if it is installed.
Further, when the aluminum alloy material 11 having the shape shown in the second embodiment is used, it is not always necessary to insert both the core material 46a and the core material 46b into the gap portion, and either of the two gap portions is used. A core material to be a reinforcing member may be inserted only in one of the gaps.

また、アルミニウム合金材11のリブ12の数、形状及び厚さについても特に限定されず、例えば、アルミニウム合金材の要求される強度に応じて、2本以上のリブが設けられたアルミニウム合金材を使用することもできる。具体的には、アルミニウム合金材の内表面に囲まれた空隙部において、互いに平行な2本のリブが、一方の壁面から他方の壁面に向かって横断しているとともに、アルミニウム合金材の長手方向の一端部から他端部まで延びる形状であってもよい。
更に、複数のリブは互いに平行である必要はなく、また、2本のリブが十字状に交差する形状でもよい。
Further, the number, shape and thickness of the ribs 12 of the aluminum alloy material 11 are not particularly limited, and for example, an aluminum alloy material provided with two or more ribs according to the required strength of the aluminum alloy material. It can also be used. Specifically, in the void portion surrounded by the inner surface of the aluminum alloy material, two ribs parallel to each other cross from one wall surface toward the other wall surface, and in the longitudinal direction of the aluminum alloy material. It may have a shape extending from one end to the other end of the.
Further, the plurality of ribs do not have to be parallel to each other, and the two ribs may have a shape in which they intersect in a cross shape.

なお、例えば、互いに平行な2本のリブが設けられたアルミニウム合金材を用いた場合には、3つの空隙部を有するため、低温溶射皮膜を形成する領域等に応じて、少なくとも1つの空隙部、例えば中央の空隙部に芯材を挿入すれば、変形を抑制する効果を得ることができる。
また、3本の芯材を各空隙部に挿入することにより、低温溶射皮膜の形成による変形をより一層抑制することができる。
更に、十字状に交差するリブが形成されたアルミニウム合金材は、4つの空隙部を有するものとなるが、上記平行な2本のリブを有するアルミニウム合金材と同様に、少なくとも1本の芯材を空隙部に挿入すればよく、全ての空隙部に芯材を挿入することが最も好ましい。
For example, when an aluminum alloy material having two ribs parallel to each other is used, since it has three voids, at least one void is provided depending on the region where the low temperature sprayed coating is formed. For example, if the core material is inserted into the central gap, the effect of suppressing deformation can be obtained.
Further, by inserting the three core materials into the respective voids, deformation due to the formation of the low temperature sprayed coating can be further suppressed.
Further, the aluminum alloy material having the ribs intersecting in a cross shape has four voids, but like the aluminum alloy material having two parallel ribs, at least one core material. May be inserted into the voids, and it is most preferable to insert the core material into all the voids.

(第3実施形態)
図5A~図5Dは、本発明の第3実施形態に係る低温溶射皮膜被覆部材の製造方法を説明するための模式的な斜視図である。第3実施形態は、図1A~図1Cに示す第1実施形態の変形例であるため、上記第1実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一符号を付してその説明を省略又は簡略化する。
(Third Embodiment)
5A to 5D are schematic perspective views for explaining a method for manufacturing a low temperature sprayed coating member according to a third embodiment of the present invention. Since the third embodiment is a modification of the first embodiment shown in FIGS. 1A to 1C, the same or equivalent parts as those of the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof is omitted. Simplify.

図5Aに示すように、本実施形態においては、アルミニウム合金材31の空隙部に芯材36を挿入する。芯材36は、例えば、アルミニウム合金材31の空隙部に隙間なく嵌合される断面形状を有している。
その後、芯材36をその両端部から押圧するとともに、アルミニウム合金材31の外表面31cを押圧することにより、アルミニウム合金材31を固定する。具体的には、芯材36の長手方向両端部から中央部に向かって芯材36を挟持するように、矢印P1で示す方向に押圧する。また、アルミニウム合金材31の外表面31cにおいて、低温溶射皮膜33を形成する面と、その反対側の面からアルミニウム合金材31を挟持するように、矢印P2で示す方向に押圧する。
As shown in FIG. 5A, in the present embodiment, the core material 36 is inserted into the gap portion of the aluminum alloy material 31. The core material 36 has, for example, a cross-sectional shape that is fitted without gaps in the gaps of the aluminum alloy material 31.
After that, the aluminum alloy material 31 is fixed by pressing the core material 36 from both ends thereof and pressing the outer surface 31c of the aluminum alloy material 31. Specifically, the core material 36 is pressed in the direction indicated by the arrow P1 so as to sandwich the core material 36 from both ends in the longitudinal direction toward the center portion. Further, on the outer surface 31c of the aluminum alloy material 31, the aluminum alloy material 31 is pressed in the direction indicated by the arrow P2 so as to sandwich the aluminum alloy material 31 from the surface forming the low temperature sprayed coating 33 and the surface on the opposite side thereof.

アルミニウム合金材31の外表面31cに対して押圧する位置は特に限定されないが、低温溶射皮膜33を形成する面を正面視したとき、4角に近い領域を押圧するとともに、低温溶射皮膜33を形成する面と反対側の面においても、上記4角に近い領域を押圧することが好ましい。低温溶射皮膜33を形成する面の4角に近い領域とは、アルミニウム合金材31の一端部31a及び他端部31bに近い領域であって、それぞれ、低温溶射皮膜33に対して対称となる各2領域を示す。
このように、アルミニウム合金材31を固定する手段として、低温溶射皮膜33を形成する面及びその反対側の面において、それぞれ対応する合計8領域を押圧する方法を用いることが好ましく、上記2面で対応する領域であれば、押圧する領域が増大するほどより好ましい。また、低温溶射皮膜33を形成する面において、低温溶射皮膜33を形成しない全領域、及びこの反対側の面の対応する全領域を押圧することが更に好ましい。
The position of pressing against the outer surface 31c of the aluminum alloy material 31 is not particularly limited, but when the surface forming the low temperature sprayed coating 33 is viewed from the front, the region close to the four corners is pressed and the low temperature sprayed coating 33 is formed. It is preferable to press the region close to the four corners also on the surface opposite to the surface to be surfaced. The regions close to the four corners of the surface forming the low temperature sprayed coating 33 are regions close to one end 31a and the other end 31b of the aluminum alloy material 31, and are symmetrical with respect to the low temperature sprayed coating 33, respectively. Two regions are shown.
As described above, as a means for fixing the aluminum alloy material 31, it is preferable to use a method of pressing a total of eight regions corresponding to each of the surface forming the low temperature sprayed coating 33 and the surface on the opposite side thereof. As long as it is a corresponding region, it is more preferable that the region to be pressed increases. Further, it is more preferable to press the entire region where the low temperature sprayed coating 33 is not formed and the corresponding entire region on the opposite surface thereof on the surface where the low temperature sprayed coating 33 is formed.

その後、図5Bに示すように、アルミニウム合金材31の外表面31c及び芯材36の両端部が押圧されている状態で、低温溶射皮膜33を形成する。 After that, as shown in FIG. 5B, the low temperature sprayed coating 33 is formed in a state where both ends of the outer surface 31c of the aluminum alloy material 31 and the core material 36 are pressed.

その後、図5Cに示すように、アルミニウム合金材31の外表面31cに対する押圧を解除するとともに、芯材36への押圧を解除する。アルミニウム合金材31及び芯材36への押圧を解除するタイミングは特に限定されないが、芯材36を抜去するタイミングと同様に、低温溶射皮膜33が室温に冷却された後であることが好ましい。 After that, as shown in FIG. 5C, the pressure on the outer surface 31c of the aluminum alloy material 31 is released, and the pressure on the core material 36 is released. The timing at which the pressure on the aluminum alloy material 31 and the core material 36 is released is not particularly limited, but it is preferably after the low-temperature sprayed coating 33 has been cooled to room temperature, similar to the timing at which the core material 36 is removed.

その後、図5Dに示すように、アルミニウム合金材31から芯材36を抜去することにより、低温溶射皮膜被覆部材55を製造する。芯材36を抜去するタイミングは、芯材36への押圧を解除した後であれば、特に限定されないが、低温溶射皮膜33が室温に冷却された後であることが好ましい。 Then, as shown in FIG. 5D, the core material 36 is removed from the aluminum alloy material 31 to manufacture the low temperature sprayed coating member 55. The timing for removing the core material 36 is not particularly limited as long as the pressure on the core material 36 is released, but it is preferable that the low temperature sprayed coating 33 is cooled to room temperature.

上記第3実施形態に係る製造方法では、芯材36をP1に示す方向に押圧することにより、アルミニウム合金材31に対して、図3の矢印A2に示す方向への応力を抑制する効果を向上させることができる。更に、アルミニウム合金材31をP2に示す方向に押圧することにより、アルミニウム合金材31に対して、図3の矢印A1に示す方向への応力を抑制する効果を向上させることができる。その結果、図1A~図1Cに示す第1実施形態と比較して、低温溶射皮膜被覆部材55の変形をより一層抑制することができる。 In the manufacturing method according to the third embodiment, by pressing the core material 36 in the direction shown in P1, the effect of suppressing the stress in the direction shown by the arrow A2 in FIG. 3 on the aluminum alloy material 31 is improved. Can be made to. Further, by pressing the aluminum alloy material 31 in the direction shown in P2, it is possible to improve the effect of suppressing the stress in the direction shown by the arrow A1 in FIG. 3 on the aluminum alloy material 31. As a result, the deformation of the low temperature sprayed coating member 55 can be further suppressed as compared with the first embodiment shown in FIGS. 1A to 1C.

(第4実施形態)
図6A~図6Dは、本発明の第4実施形態に係る低温溶射皮膜被覆部材の製造方法を模式的に示す斜視図である。第4実施形態は、図5A~図5Dに示す第3実施形態の変形例であるため、上記第3実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一符号を付してその説明を省略又は簡略化する。
本実施形態では、弾性体からなる芯材66を使用している。また、芯材66は長手方向を有し、芯材66の長手方向に直交する方向の断面は、アルミニウム合金材31の空隙部における断面よりも、若干小さくなるように設計されている。
(Fourth Embodiment)
6A to 6D are perspective views schematically showing a method for manufacturing a low temperature sprayed coating member according to a fourth embodiment of the present invention. Since the fourth embodiment is a modification of the third embodiment shown in FIGS. 5A to 5D, the same or equivalent parts as those of the third embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof is omitted. Simplify.
In this embodiment, a core material 66 made of an elastic body is used. Further, the core material 66 has a longitudinal direction, and the cross section in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the core material 66 is designed to be slightly smaller than the cross section in the void portion of the aluminum alloy material 31.

まず、アルミニウム合金材31の空隙部に芯材66を挿入する。このとき、芯材66はアルミニウム合金材31の空隙部よりも若干小さいため、芯材66とアルミニウム合金材31との間には、わずかな隙間が生じる。
その後、図6Aに示すように、芯材66をその両端部から押圧するとともに、アルミニウム合金材31の外表面31cを押圧する。芯材66は弾性体からなるため、その両端部から押圧すると、長手方向の長さは小さくなるのに対し、長手方向に直行する面の断面積が大きくなり、芯材66とアルミニウム合金材31との間が隙間なく接触する。これにより、アルミニウム合金材31が固定される。アルミニウム合金材31及び芯材66を押圧する位置及び方向は、上記第3実施形態と同様である。
First, the core material 66 is inserted into the void portion of the aluminum alloy material 31. At this time, since the core material 66 is slightly smaller than the void portion of the aluminum alloy material 31, a slight gap is generated between the core material 66 and the aluminum alloy material 31.
After that, as shown in FIG. 6A, the core material 66 is pressed from both ends thereof, and the outer surface 31c of the aluminum alloy material 31 is pressed. Since the core material 66 is made of an elastic body, when pressed from both ends thereof, the length in the longitudinal direction becomes smaller, but the cross-sectional area of the surface orthogonal to the longitudinal direction becomes larger, and the core material 66 and the aluminum alloy material 31 become larger. There is no gap between them. As a result, the aluminum alloy material 31 is fixed. The positions and directions for pressing the aluminum alloy material 31 and the core material 66 are the same as those in the third embodiment.

その後、図6Bに示すように、アルミニウム合金材31の外表面31c及び芯材66の両端部が押圧されている状態で、低温溶射皮膜33を形成する。 After that, as shown in FIG. 6B, the low temperature sprayed coating 33 is formed in a state where both ends of the outer surface 31c of the aluminum alloy material 31 and the core material 66 are pressed.

その後、図6Cに示すように、アルミニウム合金材31の外表面31cに対する押圧を解除するとともに、芯材66への押圧を解除する。これにより、アルミニウム合金材31と芯材66との間には、再び隙間が生じる。アルミニウム合金材31及び芯材66への押圧を解除するタイミングについても、上記第3実施形態と同様である。 After that, as shown in FIG. 6C, the pressure on the outer surface 31c of the aluminum alloy material 31 is released, and the pressure on the core material 66 is released. As a result, a gap is generated again between the aluminum alloy material 31 and the core material 66. The timing for releasing the pressure on the aluminum alloy material 31 and the core material 66 is the same as that in the third embodiment.

その後、図6Dに示すように、アルミニウム合金材31から芯材66を抜去することにより、低温溶射皮膜被覆部材65を製造する。 Then, as shown in FIG. 6D, the low temperature sprayed coating member 65 is manufactured by removing the core material 66 from the aluminum alloy material 31.

上記第4実施形態では、芯材66の断面積がアルミニウム合金材31の空隙部の断面積よりも小さいため、アルミニウム合金材31の空隙部に隙間なく芯材36が挿入される第3及び第3実施形態と比較して、容易に芯材66を挿入することができる。
また、上記の通り、芯材66の両端部から中央部に向けて押圧することにより、アルミニウム合金材31と芯材66との間は完全に密着するため、効果的にアルミニウム合金材を固定することができ、これにより、低温溶射皮膜被覆部材65の変形を抑制することができる。
さらに、芯材66への押圧を解除することにより、アルミニウム合金材31と芯材66との間には再び隙間が生じるため、アルミニウム合金材31から容易に芯材66を抜去することができる。
In the fourth embodiment, since the cross-sectional area of the core material 66 is smaller than the cross-sectional area of the gap portion of the aluminum alloy material 31, the core material 36 is inserted into the gap portion of the aluminum alloy material 31 without any gaps. The core material 66 can be easily inserted as compared with the three embodiments.
Further, as described above, by pressing from both ends of the core material 66 toward the center portion, the aluminum alloy material 31 and the core material 66 are completely in close contact with each other, so that the aluminum alloy material is effectively fixed. This makes it possible to suppress deformation of the low temperature sprayed coating member 65.
Further, by releasing the pressure on the core material 66, a gap is generated again between the aluminum alloy material 31 and the core material 66, so that the core material 66 can be easily removed from the aluminum alloy material 31.

以上、第1~第4実施形態の各実施形態について詳細に説明した。続いて、上記第1~第4実施形態において使用することができるアルミニウム合金材、低温溶射皮膜の材料となる金属粉末、及び芯材について、以下で詳細に説明する。 The embodiments of the first to fourth embodiments have been described in detail above. Subsequently, the aluminum alloy material, the metal powder used as the material of the low temperature sprayed coating, and the core material that can be used in the first to fourth embodiments will be described in detail below.

<アルミニウム合金材>
本発明において、アルミニウム合金材の材質については特に限定されないが、例えば、5000系、6000系及び7000系のアルミニウム合金を適用することができる。また、アルミニウム合金材及び補強部材としてのリブの厚さについても特に限定されないが、例えば、0.5mm~5.0mmであることが好ましい。ただし、リブの厚さについては、上述の通り、低温溶射皮膜の幅に応じて自由に設計することができる。
<Aluminum alloy material>
In the present invention, the material of the aluminum alloy material is not particularly limited, but for example, 5000 series, 6000 series and 7000 series aluminum alloys can be applied. Further, the thickness of the rib as the aluminum alloy material and the reinforcing member is not particularly limited, but is preferably 0.5 mm to 5.0 mm, for example. However, as described above, the thickness of the rib can be freely designed according to the width of the low temperature sprayed coating.

上記実施形態において、アルミニウム合金材は、押出成形により成形された押出材を使用したが、鋳型を用いた鋳造により成形された鋳造材であってもよい。なお、押出成形により閉断面のアルミニウム合金材を製造することができ、鋳造により開断面又は閉断面のアルミニウム合金材を製造することができる。開断面の鋳造材であっても、低温溶射皮膜の形成により変形が発生することがあるため、本発明に係る低温溶射皮膜被覆部材の製造方法を適用することにより、変形を抑制することができる。 In the above embodiment, the aluminum alloy material uses an extruded material formed by extrusion molding, but may be a cast material formed by casting using a mold. An aluminum alloy material having a closed cross section can be manufactured by extrusion molding, and an aluminum alloy material having an open cross section or a closed cross section can be manufactured by casting. Even if the cast material has an open cross section, deformation may occur due to the formation of the low temperature sprayed coating. Therefore, by applying the method for manufacturing the low temperature sprayed coating member according to the present invention, the deformation can be suppressed. ..

<金属粉末>
低温溶射皮膜を形成するための金属粉末としては、純鉄、炭素鋼、ステンレス鋼、ニッケル、ニッケル合金、コバルト及びコバルト合金から選択された少なくとも1種を含有するものとし、これらの中から、目的に応じて金属種を選択することができる。また、これらの金属粉末を用いて形成する低温溶射皮膜の厚さは特に限定されないが、例えば、0.2mm~3.0mmとすることが好ましい。
なお、本願明細書において、純鉄とは、工業用として容易に入手が可能であり、純度が99.9質量%以上のものを表す。また、炭素鋼とは、鉄と炭素を主成分とし、ケイ素、マンガン、不純物リン、硫黄及び銅等を微量に含む鉄鋼材料を表し、ステンレス鋼とは、鉄にCr及びNi等が添加された鉄鋼材料を表す。なお、ニッケル合金としては、通称インコネル合金、インコロイ合金、ハステロイ合金と呼ばれるNiを主成分として、Mo、Fe、Co、Cr、Mnなどを適当量添加した合金を用いることができる。
<Metal powder>
The metal powder for forming the low-temperature spray film shall contain at least one selected from pure iron, carbon steel, stainless steel, nickel, nickel alloys, cobalt and cobalt alloys, and the purpose thereof is among these. The metal type can be selected according to the above. The thickness of the low-temperature sprayed coating formed by using these metal powders is not particularly limited, but is preferably 0.2 mm to 3.0 mm, for example.
In the specification of the present application, pure iron is easily available for industrial use and has a purity of 99.9% by mass or more. Further, carbon steel represents a steel material containing iron and carbon as main components and containing a small amount of silicon, manganese, impurity phosphorus, sulfur, copper, etc., and stainless steel means iron to which Cr, Ni, etc. are added. Represents a steel material. As the nickel alloy, an alloy containing Ni as a main component, which is commonly called an inconel alloy, an inconel alloy, or a hastelloy alloy, and an appropriate amount of Mo, Fe, Co, Cr, Mn, or the like can be used.

金属粉末の粒子径については特に限定されないが、コールドスプレーのガス圧を1MPa以下の低圧条件とした場合には、例えば20μm以下であることが好ましく、10μm以下であることがより好ましい。
一方、ガス圧を1MPa~5MPaの高圧条件とした場合には、例えば100μm以下であることが好ましく、50μm以下であることがより好ましい。
また、金属粉末の粒子形状についても特に限定されない。
The particle size of the metal powder is not particularly limited, but when the gas pressure of the cold spray is set to a low pressure condition of 1 MPa or less, it is preferably 20 μm or less, more preferably 10 μm or less, for example.
On the other hand, when the gas pressure is set to a high pressure condition of 1 MPa to 5 MPa, it is preferably 100 μm or less, more preferably 50 μm or less, for example.
Further, the particle shape of the metal powder is not particularly limited.

<芯材>
芯材の材料は特に限定されないが、例えば、砂、弾性体、セラミック、樹脂、金属、若しくはこれらの混合物、又はこれらをバインダ等で所望の形状に固化させたもの等を使用することができる。例えば、芯材を金属により形成する場合には、熱伝導性が優れた銅やアルミニウム合金等を使用してもよい。
また、砂をバインダで固化させることにより作成した芯材は、加工が容易であり、低温溶射皮膜の形成後に、芯材を破壊しながら抜去することができる。更に、弾性体を芯材とした場合には、アルミニウム合金材に容易に挿入・抜去することができ、再利用が可能となるため好ましい。
なお、弾性体としてはゴムを使用することが好ましく、低温溶射皮膜を形成するため、耐熱温度が高いゴムであることがより好ましい。耐熱温度が高いゴムとしては、例えば、シリコーンゴム又はフッ素ゴム等を使用することができる。
<Core material>
The material of the core material is not particularly limited, but for example, sand, an elastic body, a ceramic, a resin, a metal, or a mixture thereof, or a material obtained by solidifying these into a desired shape with a binder or the like can be used. For example, when the core material is formed of metal, copper, an aluminum alloy, or the like having excellent thermal conductivity may be used.
Further, the core material produced by solidifying the sand with a binder is easy to process, and can be removed while destroying the core material after the formation of the low temperature sprayed coating. Further, when the elastic body is used as the core material, it is preferable because it can be easily inserted and removed from the aluminum alloy material and can be reused.
It is preferable to use rubber as the elastic body, and it is more preferable to use rubber having a high heat resistant temperature in order to form a low temperature sprayed coating. As the rubber having a high heat resistant temperature, for example, silicone rubber, fluororubber, or the like can be used.

11,31,71 アルミニウム合金材
12 リブ
13,33,73 低温溶射皮膜
14,74 溶射ヘッド
35,45,55,65,75 低温溶射皮膜被覆部材
36,46a,46b,66 芯材
11,31,71 Aluminum alloy material 12 ribs 13,33,73 Low temperature sprayed coating 14,74 Thermal spray head 35,45,55,65,75 Low temperature sprayed coating coating member 36,46a,46b, 66 Core material

Claims (12)

開断面又は閉断面を有するアルミニウム又はアルミニウム合金材の表面の少なくとも一部の領域に、純鉄、炭素鋼、ステンレス鋼、ニッケル、ニッケル合金、コバルト及びコバルト合金から選択された少なくとも1種を含有する金属粉末を低温溶射して、低温溶射皮膜を形成する工程を有する低温溶射皮膜被覆部材の製造方法であって、
前記アルミニウム又はアルミニウム合金材は、前記金属粉末が低温溶射される外表面と、前記外表面とは反対側の面である内表面と、を有し、
前記低温溶射皮膜が形成される領域に対応する内表面の少なくとも一部の領域に、前記アルミニウム又はアルミニウム合金材の変形を抑制する補強部材を設ける工程を有することを特徴とする低温溶射皮膜被覆部材の製造方法。
At least a portion of the surface of an aluminum or aluminum alloy having an open or closed cross section contains at least one selected from pure iron, carbon steel, stainless steel, nickel, nickel alloys, cobalt and cobalt alloys. A method for manufacturing a low-temperature spray film covering member, which comprises a step of forming a low-temperature spray film by low-temperature spraying a metal powder.
The aluminum or aluminum alloy material has an outer surface on which the metal powder is sprayed at a low temperature and an inner surface which is a surface opposite to the outer surface.
A low-temperature sprayed coating covering member comprising a step of providing a reinforcing member for suppressing deformation of the aluminum or aluminum alloy material in at least a part of the inner surface corresponding to the region where the low-temperature sprayed coating is formed. Manufacturing method.
前記補強部材は、前記低温溶射皮膜の延在方向と略同一の方向に長手方向を有する形状であることを特徴とする請求項1に記載の低温溶射皮膜被覆部材の製造方法。 The method for manufacturing a low-temperature sprayed coating member according to claim 1, wherein the reinforcing member has a shape having a longitudinal direction in substantially the same direction as the extending direction of the low-temperature sprayed coating. 前記アルミニウム又はアルミニウム合金材は、前記内表面にリブが設けられた形状であることを特徴とする請求項1又は2に記載の低温溶射皮膜被覆部材の製造方法。 The method for manufacturing a low-temperature sprayed coating member according to claim 1 or 2, wherein the aluminum or aluminum alloy material has a shape in which ribs are provided on the inner surface. 前記補強部材は、前記内表面に囲まれた空隙部に挿入される芯材であり、
少なくとも前記低温溶射皮膜を形成する工程において、前記低温溶射皮膜が形成される領域に対応する内表面の少なくとも一部の領域に前記芯材が接しており、
前記低温溶射皮膜を形成する工程の後に、前記芯材を抜去する工程を有することを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の低温溶射皮膜被覆部材の製造方法。
The reinforcing member is a core material inserted into a gap surrounded by the inner surface.
At least in the step of forming the low temperature sprayed coating, the core material is in contact with at least a part of the inner surface corresponding to the region where the low temperature sprayed coating is formed.
The method for manufacturing a low-temperature sprayed coating member according to any one of claims 1 to 3, further comprising a step of removing the core material after the step of forming the low-temperature sprayed coating.
前記芯材を抜去する工程は、前記低温溶射皮膜が室温に冷却された後に実施されることを特徴とする請求項4に記載の低温溶射皮膜被覆部材の製造方法。 The method for manufacturing a low-temperature sprayed coating member according to claim 4, wherein the step of removing the core material is performed after the low-temperature sprayed coating is cooled to room temperature. 前記アルミニウム又はアルミニウム合金材は、少なくとも前記低温溶射皮膜を形成する工程において、前記外表面から押圧されることにより固定されており、
更に、前記低温溶射皮膜を形成する工程の後に、前記アルミニウム又はアルミニウム合金材への押圧を解除する工程を有することを特徴とする請求項4又は5に記載の低温溶射皮膜被覆部材の製造方法。
The aluminum or aluminum alloy material is fixed by being pressed from the outer surface at least in the step of forming the low temperature sprayed coating.
The method for manufacturing a low temperature sprayed coating member according to claim 4 or 5, further comprising a step of releasing the pressure on the aluminum or the aluminum alloy material after the step of forming the low temperature sprayed coating.
前記アルミニウム又はアルミニウム合金材への押圧を解除する工程は、前記低温溶射皮膜が室温に冷却された後に実施されることを特徴とする請求項6に記載の低温溶射皮膜被覆部材の製造方法。 The method for manufacturing a low-temperature sprayed coating member according to claim 6, wherein the step of releasing the pressure on the aluminum or the aluminum alloy material is performed after the low-temperature sprayed coating is cooled to room temperature. 前記芯材は、少なくとも前記低温溶射皮膜を形成する工程において、前記芯材の長手方向両端部から中央部に向けて押圧されており、
更に、前記低温溶射皮膜を形成する工程と前記芯材を抜去する工程との間に、前記芯材への押圧を解除する工程を有することを特徴とする請求項4~7のいずれか1項に記載の低温溶射皮膜被覆部材の製造方法。
The core material is pressed toward the center from both ends in the longitudinal direction of the core material at least in the step of forming the low temperature sprayed coating.
Further, any one of claims 4 to 7, further comprising a step of releasing the pressure on the core material between the step of forming the low temperature sprayed coating and the step of removing the core material. The method for manufacturing a low temperature sprayed coating member according to.
前記芯材は長手方向を有する弾性体からなることを特徴とする請求項8に記載の低温溶射皮膜被覆部材の製造方法。 The method for manufacturing a low-temperature sprayed coating member according to claim 8, wherein the core material is made of an elastic body having a longitudinal direction. 前記芯材への押圧を解除する工程は、前記低温溶射皮膜が室温に冷却された後に実施されることを特徴とする請求項8又は9に記載の低温溶射皮膜被覆部材の製造方法。 The method for manufacturing a low-temperature sprayed coating member according to claim 8 or 9, wherein the step of releasing the pressure on the core material is performed after the low-temperature sprayed coating is cooled to room temperature. 前記アルミニウム又はアルミニウム合金材は、閉断面の押出材である、請求項1~10のいずれか1項に記載の低温溶射皮膜被覆部材の製造方法。 The method for manufacturing a low-temperature sprayed coating member according to any one of claims 1 to 10, wherein the aluminum or aluminum alloy material is an extruded material having a closed cross section. 前記アルミニウム又はアルミニウム合金材は、開断面又は閉断面の鋳造材である、請求項1~10のいずれか1項に記載の低温溶射皮膜被覆部材の製造方法。 The method for manufacturing a low-temperature sprayed coating member according to any one of claims 1 to 10, wherein the aluminum or aluminum alloy material is a cast material having an open cross section or a closed cross section.
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