JP2841081B2 - 耐摩耗材の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、耐摩耗材の製造方法に関する。すなわち、
基材の表面に被覆層が形成され、耐摩耗性を始め耐腐蝕
性その他に優れてなる、耐摩耗材の製造方法に関するも
のである。

「従来の技術」 このような耐摩耗材としては、従来次のようなものが
用いられていた。まず第１に、基材の表面にセラミック
スを溶射し、もって基材の表面をセラミックスの溶射被
膜層でコーティングして製造されたもの、が用いられて
いた。

又第２に、セラミックスの粒子や金属の粒子等の粉末
状の硬質材を含有した樹脂シートを予め製造しておき、
このような樹脂シートを基材の表面に、直接被覆せしめ
るか又は接着材で接着してなるもの、も用いられてい
た。

「発明が解決しようとする課題」 ところで、このような従来の耐摩耗材にあっては、次
の問題が指摘されていた。まず、前記第１のセラミック
スを溶射してなる耐摩耗材にあっては、次のとおり。す
なわち、この従来例の耐摩耗材は、セラミックスの溶射
被膜層により硬度が高く耐摩耗性に優れてなる。しかし
ながら製造に際し、非常に高価な溶射設備を使用してセ
ラミックスの溶射を行う必要があるので、加工コストが
かかり極めてコスト高となる、という問題があった。

又、前記第２の樹脂シートを用いてなる耐摩耗材にあ
っては、次のとおり。すなわち、この従来例の耐摩耗材
は製造に際し、コスト面には優れているものの、表面の
平滑性に優れた樹脂シートを得るためには、成形時に用
いられる樹脂の流動性を維持させる必要がある。もっ
て、セラミックスの粒子等の硬質材の含有量を多くする
ことができない、という難点があった。

例えば、樹脂シート中における硬質材の体積比は、通
常20％程度が限界とされる等、硬質材の含有量が少ない
ので、このような樹脂シートを用いてなる耐摩耗材は、
十分な硬度そして耐摩耗性が得られない、という問題が
あった。従来例では、このような問題が指摘されてい
た。

本発明は、このような実情に鑑み、上記従来例の問題
点を解決すべくなされたものであって、被膜層がセラミ
ックスの粒子を、溶融せしめられた樹脂によりほぼ接触
状態に近く濃密に含有してなることにより、セラミック
スの含有量が多く、厚さの設定も容易であり、表面の平
滑性およびコスト面にも優れ、簡単容易に製造できる、
耐摩耗材の製造方法を提案することを目的とする。

「課題を解決するための手段」 この目的を達成する本発明の技術的手段は、次のとお
りである。この耐摩耗材の製造方法は、まず、次の混合
工程，載置工程，溶融工程，被膜形成工程、等を有して
なる。

すなわち、多量のセラミックスの粒子と樹脂の粒子と
を混合する混合工程と、次に、このように該セラミック
スの粒子と該樹脂の粒子とが混合されたものを、基材の
表面上にほぼ均一に適宜厚さで置く載置工程と、しかる
後、加熱加圧により、該樹脂の粒子を溶融せしめる溶融
工程と、このように溶融した該樹脂が、該セラミックス
の粒子間を埋めて接合させ被膜層を形成せしめるととも
に、溶融した該樹脂が、該被膜層を上記基材に接合しせ
める被膜形成工程と、を有してなる。

そして、上記混合工程において、混合される該セラミ
ックスの粒子の量は、事後に該被膜層が形成された場合
に該セラミックスの粒子が該被膜層中において体積比で
50％以上となり、溶融せしめられた該樹脂によりほぼ接
触状態に近く濃密に含有されることになる量に、設定さ
れる。

又、上記被膜形成工程においては、溶融した該樹脂
が、まず、加熱加圧されても溶融しない該セラミックス
の粒子の隙間に、加圧されつつ毛細管現象により万べん
なく浸透するとともに、上記基材の表面との間にも加圧
により浸透し、もって事後、溶融していた該樹脂が硬化
することにより、該被膜層が形成されるとともに、該被
膜層が上記基材に接合される。

そして、このような上記混合工程，載置工程，溶融工
程，被膜形成工程等を辿ることにより、耐摩耗材が得ら
れる。そこで該耐摩耗材は、上記基材の表面に該被膜層
が形成されてなり、該被膜層は該セラミックスの粒子
を、該被膜層中における体積比が50％以上となるよう
に、溶融せしめられた該樹脂によりほぼ接触状態に近く
濃密に含有していること、を特徴とする。

「作用」 本発明は、このような手段よりなるので、次のように
作用する。すなわち、この耐摩耗材の製造方法にあって
は、まず、混合工程で混合された多量の所定量のセラミ
ックスの粒子と樹脂の粒子とが、載置工程で基材上に載
せられる。

そして、次の溶融工程で、加熱加圧により溶融した樹
脂が、被膜形成工程で、加圧と毛細管現象により浸透し
てセラミックスの粒子間を埋めて接合させ、被膜層を形
成しせめるとともに、被膜層と基材の表面との間にも加
圧により浸透して、被膜層を基材に接合せしめ、もって
耐摩耗材が製造される。さてそこで、この耐摩耗材の製
造方法にあっては、次のごとくなる。

第１に、形成された被膜層は、セラミックスの粒子が
体積比で50％以上となっており、セラミックスの粒子が
接触状態に近く濃密でその含有量が多い。もって、この
耐摩耗材は、硬度が高く優れた耐摩耗性を備えてなる。

第２に、更にこの被膜層そして耐摩耗材は、樹脂シー
トを用いず形成されるので、多量のセラミックスの粒子
を含有しているにもかかわらず、表面の平滑性も容易に
確保される。すなわち、セラミックスの粒子の含有量が
多いものの、混合された樹脂の粒子が加熱加圧により、
溶融すると共に毛細管現象等により浸透するので、樹脂
の流動性のみに頼ることなく、その表面は容易に平滑状
態となる。

第３に、そしてこのような耐摩耗材は、溶射設備を使
用する溶射によらず、混合工程，載置工程，溶融工程，
被膜形成工程等を辿り、セラミックスの粒子と樹脂の粒
子とを間に混合して載置し、加熱加圧して樹脂の粒子を
溶融，浸透させることにより、簡単容易に製造されコス
ト面に優れている。例えば、混合工程におけるセラミッ
クスと樹脂との体積比による量設定も、両者共に粒子の
状態で行われるので、簡単容易である。

第４に、この耐摩耗材は、その被膜層の厚さの設定も
容易である。

「実 施 例」 以下本発明を、図面に示すその実施例に基づいて詳細
に説明する。第１図は、本発明に係る耐摩耗材の製造方
法の実施例の説明に供する斜視図である。第２図は、そ
の要部を拡大して示す平面説明図である。第３図は、そ
の混合工程および載置工程の説明に供する、要部を拡大
して示す平面説明図である。第４図は、その溶融工程の
説明に供する正面説明図である。

まず、この耐摩耗材の製造方法について、混合工程，
載置工程，溶融工程，被膜形成工程の順に説明し、それ
から耐摩耗材について説明する。混合工程については、
次のとおり。

まず最初に、混合工程では、第３図に示すごとく多量
のセラミックスの粒子１と樹脂の粒子２とが混合され、
準備される。

これについて詳述すると、セラミックスの粒子１とし
ては、酸化物系，窒化物系，炭化物系，ホウ化物系のセ
ラミックスが用いられる。そして、このセラミックスの
粒子１は、例えば、粉末若しくは微粒状となったものが
多量に用いられ、このセラミックスの粒子１の量は、事
後に被膜層３（第１図および第２図参照）を形成した場
合、ほぼ接触状態に近く濃密となる程度、つまり、被膜
層３中におけるその体積比が50％以上となる程度、に設
定される。

なお、セラミックスの粒子１として極めて細かい微粒
子状のものを用いた場合には、形成される被膜層３中に
おいて、セラミックスの粒子１どうしが極めて密接し、
より濃密な状態となるとともに、セラミックスの粒子１
が極めて均一に分布するようになる、という利点があ
る。

樹脂の粒子２としては、加熱により溶融して接合機能
を発揮し事後硬化する樹脂、例えば一般に接着剤として
用いられる樹脂を、粉末若しくは微粒状としたものが使
用される。混合工程は、このようになっている。

次に、載置工程について述べる。載置工程では、第３
図に示すごとく、このようにセラミックスの粒子１と樹
脂の粒子２とが混合されたもの４が、基材５の表面上
に、ほぼ均一に適宜厚さで置かれる。

すなわち、先の混合工程で混合されたもの４、つまり
混合された多量のセラミックスの粒子１と樹脂の粒子２
とが、この載置工程において、基材５上に置かれる。基
材５としては、金属，セラミックス，その他各種の材質
のものが用いられ、又、平板状のもの，更に肉厚が厚い
もの，その他各種形状のものが用いられる。そして、セ
ラミックスの粒子１と樹脂の粒子２とが混合されたもの
４は、基材５上に、ほぼ均一の厚さでかつ適宜必要とさ
れる厚さで載置される。載置工程は、このようになって
いる。

次に、溶融工程について述べる。このような載置工程
の後、溶融工程では、第４図に示すごとく加熱加圧によ
り、樹脂の粒子２が溶融せしめられる。すなわち、先の
混合工程で混合され載置工程で基材５上に所定のごとく
載せられた、セラミックスの粒子１と樹脂の粒子２とが
混合されたもの４は、基材５とともに、上記の加熱加圧
台６間に置かれる。そして、加熱加圧台６の作動によ
り、基材５上の樹脂の粒子２が、セラミックスの粒子１
とともに加熱され、溶融しつつ圧縮プレスされ加圧され
る。溶融工程は、このようになっている。

次に、被膜形成工程について述べる。被膜形成工程で
は、第１図および第２図に示すごとく、このように溶融
した樹脂７が、セラミックスの粒子１間を埋めて接合さ
せ被膜層３を形成しせめるとともに、この溶融した樹脂
７が、このような被膜層３を基材５に接合せしめる。

このような被膜形成工程について説明すると、先の溶
融工程での加熱加圧により、樹脂の粒子２は、溶融した
樹脂７となる。そして、この溶融した樹脂７が、加熱加
圧されても溶融しないセラミックスの粒子１間の隙間
に、加圧されつつ毛細管現象により万べんなく浸透す
る。

そして、このように浸透し溶融した樹脂７は、バイン
ダーとして機能し、まずセラミックスの粒子１間を埋
め、これらを強力に接合させ被膜層３を形成せしめると
ともに、この被膜層３と基材５の表面間にも浸透し、両
者を強力に接合せしめる。そして事後、溶融した樹脂７
は硬化し、基材５上に被膜層３が被覆形成される。被膜
形成工程は、このようになっている。

次に、耐摩耗材８について述べる。上述の製造方法に
より、つまり混合工程，載置工程，溶融工程，被膜形成
工程等を辿ることにより、第１図および第２図に示した
耐摩耗材８が製造される。

すなわち、この耐摩耗材８は、基材５の表面に被膜層
３が形成されてなる。そしてこの被膜層３は、セラミッ
クスの粒子１を、溶融した樹脂７によりほぼ接触状態に
近く濃密に含有してなる。このようなセラミックスの粒
子１の量は、被膜層３中におけるその体積比が、50％以
上まで高められている。耐摩耗材８は、このようになっ
ている。

本発明に係る耐摩耗材８の製造方法は、以上説明した
ようになっている。そこで、以下のごとくなる。

まず、この耐摩耗材８の製造方法にあっては、まず、
混合工程で混合された多量の所定量のセラミックスの粒
子１と樹脂の粒子２とが、載置工程で基材５上に載せら
れる。そして、次の溶融工程で、加熱加圧により溶融し
た樹脂７が、被膜形成工程で、加圧と毛細管現象により
浸透してセラミックスの粒子１間を埋めて接合させ、被
膜層３を形成せしめるとともに、被膜層３と基材５の表
面との間に加圧により浸透して、被膜層３を基材５に接
合せしめ、もって、耐摩耗材８が製造される。

さてそこで、この耐摩耗材８の製造方法にあっては、
次の第1,第2,第3,第４ごとくなる。

第１に、形成された被膜層３は、セラミックスの粒子
１が接触状態に近く濃密でその含有量が多く、その体積
比が50％以上となっている。もって、この耐摩耗材８
は、硬度が高く優れた耐摩耗性を備えてなる。

第２に、更にこの被膜層３そして耐摩耗材８は、従来
例のごとく樹脂シートを用いず形成されるので、表面の
平滑性も容易に確保される。すなわち、セラミックスの
粒子１の含有量を多くしても、混合された樹脂の粒子２
が加熱加圧により、溶融した樹脂となると共に毛細管現
象等により浸透するので、樹脂の流動性のみに頼ること
なく、その表面は容易に平滑状態となる。

第３に、そしてこのような耐摩耗材８は、従来例のご
とく溶射設備を使用する溶射によらず、混合工程，載置
工程，溶融工程，被膜形成工程を辿り、セラミックスの
粒子１と樹脂の粒子２とを単に混合して載置し、加熱加
圧して樹脂の粒子２を溶融，浸透させることにより、簡
単容易に製造される。例えば、混合工程におけるセラミ
ックスの粒子１と樹脂の粒子２との体積比による量設定
も、両者共に粒子の状態で行われるので、簡単容易であ
る。

第４に、この耐摩耗材８は、その被膜層３の厚さの設
定も容易である。

「発明の効果」 本発明に係る耐摩耗材の製造方法は、その被膜層がセ
ラミックスの粒子を、溶融した樹脂によりほぼ接触状態
に近く濃密に含有してなることにより、次の効果を発揮
する。

まず第１に、耐摩耗性に優れてなる。すなわちその被
膜層が、セラミックスの含有量が多く硬度が高いので、
この耐摩耗材は、十分な他摩耗性を備えてなる。

第２に、表面の平滑性にも優れている。すなわち、こ
の被膜層そして耐摩耗材は、樹脂シートを用いず形成さ
れるで、多量のセラミックスの粒子を含有しているにも
かかわらず、表面の平滑性も容易に確保される。

第３に、コスト面にも優れてなる。すなわち、この耐
摩耗材は、溶射によらず、混合工，載置工程，溶融工
程，被膜形成工程を辿ることにより、簡単容易に製造さ
れ、セラミックスを溶射してなる被膜層の場合に比し、
コスト面に優れている。

第４に、この耐摩耗材は、被膜層の厚さの設定も容易
である。このように、この種従来例に存した問題点が一
掃される等、本発明の発揮する効果は、顕著にして大な
るものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る耐摩耗材の製造方法の実施例の
説明に供する、斜視図である。第２図は、その要部を拡
大して示す平面説明図である。第３図は、その混合工程
および載置工程の説明に供する、要部を拡大して示す平
面説明図である。第４図は、その溶融工程の説明に供す
る、正面説明図である。 １……セラミックスの粒子 ２……樹脂の粒子 ３……被膜層 ４……混合されたもの ５……基材 ６……加熱加圧台 ７……溶融した樹脂 ８……耐摩耗材

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】多量のセラミックスの粒子と樹脂の粒子と
   を混合する混合工程と、次に、このように該セラミック
   スの粒子と該樹脂の粒子とが混合されたものを、基材の
   表面上にほぼ均一に適宜厚さで置く載置工程と、 しかる後、加熱加圧により、該樹脂の粒子を溶融せしめ
   る溶融工程と、このように溶融した該樹脂が、該セラミ
   ックスの粒子間を埋めて接合させ被膜層を形成せしめる
   とともに、溶融した該樹脂が、該被膜層を上記基材に接
   合せしめる被膜形成工程と、を有してなり、 上記混合工程において、混合される該セラミックスの粒
   子の量は、事後に該被膜層が形成された場合に該セラミ
   ックスの粒子が該被膜層中において体積比で50％以上と
   なり、溶融せしめられた該樹脂によりほぼ接触状態に近
   く濃密に含有されることになる量に、設定され、 上記被膜形成工程においては、溶融した該樹脂が、ま
   ず、加熱加圧されても溶融しない該セラミックスの粒子
   の隙間に、加圧されつつ毛細管現象により万べんなく浸
   透するとともに、上記基材の表面との間にも加圧により
   浸透し、もって事後、溶融していた該樹脂が硬化するこ
   とにより、該被膜層が形成されるととともに、該被膜層
   が上記基材に接合され、 このような上記混合工程，載置工程，溶融工程，被膜形
   成工程等を辿ることにより、耐摩耗材が得られ、該耐摩
   耗材は、上記基材の表面に該被膜層が形成されてなり、
   該被膜層は該セラミックスの粒子を、該被膜層中におけ
   る体積比が50％以上となるように、溶融せしめられた該
   樹脂によりほぼ接触状態に近く濃密に含有しているこ
   と、を特徴とする耐摩耗材の製造方法。