JP2888904B2 - 陽極火花放電によりセラミックス複合皮膜を形成させる方法 - Google Patents
陽極火花放電によりセラミックス複合皮膜を形成させる方法Info
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Description
ミックス複合皮膜を形成させるにあたり、浴中に特定の
微粒子を懸濁させて共析させる方法に関するものであ
る。
電気絶縁性、超高真空でのガス放出特性、遠赤外放射特
性、耐放射線特性、耐食性、可撓性及び密着性にすぐれ
る等、種々の特長を有するので、該火花放電法は近年注
目を集める皮膜形成技術となっている。
すでに多くの特許が出願されている。例えば、特公昭58
-17278号公報には、特殊な電流波形を用いることにより
従来の方法に比べてアルミニウム材表面に効率よく保護
皮膜を形成する方法が開示されている。また、特公昭59
-28636号公報及び同59-45722号公報には電解浴の組成中
に金属塩などを添加して様々な色調の着色保護皮膜をア
ルミニウム基材上に形成する方法が開示されている。
いる事により、マグネシウム基材上に効率よく皮膜を形
成する方法が開示され、さらに、様々な色調を有する保
護皮膜を形成する方法が、特公昭59-28638号公報に開示
されている。
せて共析させる方法について特許出願している(特願平
1-228639号)。この方法によれば、皮膜の硬度、絶縁破
壊電圧及び皮膜形成速度の問題は改善されるものの、耐
摩耗性は充分とはいえず、さらに改善が望まれている。
を、陽極火花放電によって金属基材表面に効率よく形成
できる方法を提供することを目的とする。
ックス皮膜を形成する電解浴中に特定の自己潤滑性を有
する微粒子を懸濁させ、懸濁させた微粒子を電解浴中の
成分と同時に析出させると上記課題を効率よく解決でき
るとの知見に基づいてなされたものである。
表面にセラミックス複合皮膜を形成させる方法であっ
て、電解浴中で水溶性若しくはコロイド状ケイ酸塩及び
/又は酸素酸塩を含有する水溶液に、二硫化モリブデ
ン、炭素、フッ化黒鉛及び四フッ化エチレン樹脂の群か
ら選ばれる少くとも1種の微粒子を懸濁させながら火花
放電を行うことを特徴とするセラミックス複合皮膜を形
成させる方法を提供する。
イド状ケイ酸塩及び/又はタングステン酸、錫酸塩、モ
リブデン酸、ホウ酸塩、アルミン酸塩、リン酸塩等の酸
素酸塩を1種ないし2種以上添加した水溶液に、自己潤
滑性を有する微粒子を分散させたものを用いる。さら
に、Ni、Co、Zn、Ca、Ba、Mg、Pb、Cr等の金属イオンを
可溶性の塩の形で、1種ないし2種以上添加する事が出
来る。尚、ケイ酸塩としては、一般式M2O・nSiO2(Mは
アルカリ金属を示し、nは0.5乃至100の正数を示す)で
表わされる種々の水溶性のもの、例えば、ケイ酸ナトリ
ウム、ケイ酸カリウム、ケイ酸リチウムと、水分散性の
ものとしてはコロイダルシリカ等を挙げることができ
る。これらのケイ酸塩は単独で、若しくは2種以上の混
合物として用いることができる。
塩の濃度は5g/l以上が好ましく、25〜200g/lが好適であ
る。特に酸素酸塩では、飽和に近い濃度とすると皮膜形
成速度が最も上昇するが、濃度上昇とともに形成された
皮膜が不均一となる現象も発生しやすくなるので上記濃
度とするのがよい。尚、水溶液のpHは任意であるが、3
〜13.5とするのがよい。
素、フッ化黒鉛及び四フッ化エチレン樹脂から選ばれる
1種又は2種以上の混合物があげられる。ここで用いに
炭素としては黒鉛がより好ましい。これらの微粒子は自
己潤滑性を有し、火花放電時にセラミックス被膜中にと
り込まれて耐摩耗性の良好な皮膜が形成される。
て、別種のセラミックス微粒子、例えばAl2O3、Al(O
H)3、SiO2、3Al2O3・2SiO2、TiO2、Cr2O3、ZrO2、部分
安定したジルコニア、安定化ジルコニア等の酸化物系セ
ラミックスやSiC、SiN、ZrSi2、TiSi2、MoSi2、WSi2、B
N等の非酸化物系のセラミックスなどを添加混合して用
いる事が出来る。
0μmの粒子径のものが良く、特に0.03μm〜20μmが
好ましい。つまり粒子径が大きくなるのに従い共析しに
くくなり、共析した場合も皮膜が不均一となるからであ
る。
させる電解液の種類や析出させようとする微粒子の量に
より任意に決定できるが、通常200g/lまででよく、5〜
100g/lの範囲が析出効率から考えて最も好ましい。
ノニオン系、非イオン系、アニオン系等の界面活性剤を
加えて分散させるのがよい。
出来る金属基材としては、アルミニウム及びその合金、
ジルコニウム、チタン、ニオブ、マグネシウム及びその
合金等があげられる。
場合、特に前処理を行なわなくともよいが、脱脂、エッ
チング、酸洗等により充分に清浄化しておくのが望まし
い。
用いる。
懸濁状態を維持しながら火花放電を行う。自己潤滑性を
有する微粒子はその自重により沈降するので常法により
均一な懸濁状態を維持しながら行うことが重要である。
例えば、撹拌や液の循環により行うことができる。
60℃がよい。低温では火花放電による皮膜の形成速度が
おそくなり、一方高温では、形成された皮膜が不均一と
なりやすいためである。
ると高電流部の皮膜粒子が荒くなるため、0.2〜20A/dm2
で行なうのがよく、好ましくは1〜5A/dm2である。
形(矩形波波形)、ノコギリ波形又は単相半波波形が好
ましい。
い場合には複合皮膜本来の性能が発揮されないため、5
分以上電解すべきである。通常、10〜60分の電解で実用
的な皮膜、例えば2〜80μm厚のものが得られる。
皮膜を有する金属材が効率よく製造される。
動部分のしゅう動面に施せばガス放出性及び耐食性にす
ぐれ、さらに耐久性の良好な装置とすることができる。
また、高温装置の可動部分のしゅう動面に施せば、耐温
性、耐食性に優れ、さらに耐久性の良好な装置とするこ
とができる。
被覆としてこのセラミックス複合皮膜を用いれば、ガス
放出性及び耐食性にすぐれ、かつ摩擦等の摩耗等による
損傷の少ない信号線等を得ることができる。
さらに向上するため、より遠赤外放射特性にすぐれるヒ
ーターに応用でき、外観的にも黒色化するため装飾的な
用途にも活用できる。
化処理を施して清浄化した後、陽極として用い、ステン
レス板を陰極とし、Na4P2O7・10H2O70g/lの水溶液にフ
ッ化黒鉛微粒子(セントラル硝子株式会社、セフボン、
平均粒子径2μm)3g/lをノニオン系界面活性剤(日華
化学ペルテックス1225)0.3g/lにより分散させた溶液中
で火花放電させた。尚、フッ化黒鉛微粒子が沈降しない
ように撹拌し、良好な懸濁状態を維持した。40℃、1A/d
m2、60分間の火花放電により、10μmの複合皮膜が得ら
れ、この皮膜をX線マイクロアナライザにより元素分析
したところ、Al、O、C、F、が検出され、フッ化黒鉛
を含むセラミックス皮膜が形成されたことが判明した。
(昭和電工(株)、アルミナ、AL-160SG、平均粒子径0.
4μm)を40g/lを懸濁させたNa4P2O7・10H2O70g/lの水
溶液にさらにMoS2微粒子分散ゾル(日立粉末冶金
(株))ヒタゾルMA-407S)50g/lを懸濁させた溶液を用
いて、40℃、1A/dm2で60分間の火花放電させた。この結
果、平均膜厚15μmの複合皮膜が得られ、X線マイクロ
アナライザーによる分析から、Al、O、Mo、S、が検出
され、二硫化モリブデンが共析したことが判明した。
(昭和電工(株))AL-160SG)40g/lを懸濁させたNa4P2
O7・10H2O70g/l水溶液にさらに、黒鉛微粒子ゾル(日立
粉末冶金(株)AB-1D、平均粒子1μm)50g/lを懸濁さ
せた溶液を用いて、30℃、1A/dm2で40分間火花放電させ
た。
クロアナライザーによる分析から、Al、O、C、が検出
され、黒鉛微粒子が共析したことが判明した。
(昭和電工(株)、AL-160SG)40g/lを懸濁させたNa4P2
O7・10H2O70g/l水溶液にさらに、分散剤としてフッ素系
非イオン型界面活性剤(大日本インキ(株))、商品
名、メガファック F-142D)1g/lを用い、四フッ化エチ
レン樹脂微粒子(セントラル硝子(株)、商品名、セラ
ラルルーブ−I、粒子径3μm)2g/lを懸濁させた溶液
を用いて、30℃、1A/dm2、40分間の火花放電させた。
クロアナライザによる分析から、Al、O、F、Cが検出
され、四フッ化エチレン樹脂微粒子が共析したことが判
明した。
極として用い、ステンレス板を陰極とし、Na4P2O7・10H
2O70g/lの水溶液中で、実施例1と同様の条件で火花放
電させた。
極として用い、ステンレス板を陰極とし、Al2O3微粒子4
0g/lを懸濁させたNa4P2O7・10H2O70g/lの水溶液を用い
て、実施例2と同様の条件で火花放電させた。
を下記の方法で評価した。結果をまとめて表−1に示
す。
製)で測定した。
条件で耐摩耗性を評価した。なお、試験に先立ち、予備
摩耗を100回行なった。
Claims (1)
- 【請求項1】電解浴中で火花放電により基体表面にセラ
ミックス複合皮膜を形成させる方法であって、電解浴中
で水溶性若しくはコロイド状ケイ酸塩及び/又は酸素酸
塩を含有する水溶液に、二硫化モリブデン、炭素、フッ
化黒鉛及び四フッ化エチレン樹脂の群から選ばれる少く
とも1種の微粒子を懸濁させながら火花放電を行うこと
を特徴とするセラミックス複合皮膜を形成させる方法。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5482790A JP2888904B2 (ja) | 1990-03-06 | 1990-03-06 | 陽極火花放電によりセラミックス複合皮膜を形成させる方法 |
US07/573,703 US5147515A (en) | 1989-09-04 | 1990-08-28 | Method for forming ceramic films by anode-spark discharge |
GB9019189A GB2237030B (en) | 1989-09-04 | 1990-09-03 | Method for forming ceramics films by anode-spark discharge |
DE4027999A DE4027999C2 (de) | 1989-09-04 | 1990-09-04 | Verfahren zur Bildung einer keramischen Beschichtung durch Funkenentladung |
FR9010978A FR2651509A1 (fr) | 1989-09-04 | 1990-09-04 | Procede pour la production de films de ceramiques par decharge d'etincelles a l'anode. |
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---|---|---|---|
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03257195A JPH03257195A (ja) | 1991-11-15 |
JP2888904B2 true JP2888904B2 (ja) | 1999-05-10 |
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ID=12981504
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
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---|---|
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---|---|---|---|---|
JP5416437B2 (ja) * | 2009-03-10 | 2014-02-12 | 株式会社神戸製鋼所 | 半導体や液晶の製造設備における真空チャンバ或いはその真空チャンバの内部に設けられる部品の材料に用いられるアルミニウム合金部材 |
CN108277516B (zh) * | 2018-04-13 | 2022-09-27 | 中国人民解放军陆军装甲兵学院 | 一种微弧氧化电解液和一种微弧氧化膜的制备方法 |
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1990
- 1990-03-06 JP JP5482790A patent/JP2888904B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH03257195A (ja) | 1991-11-15 |
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