JP2946975B2 - Ceramic coating with heat insulation - Google Patents

Ceramic coating with heat insulation

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JP2946975B2
JP2946975B2 JP30394492A JP30394492A JP2946975B2 JP 2946975 B2 JP2946975 B2 JP 2946975B2 JP 30394492 A JP30394492 A JP 30394492A JP 30394492 A JP30394492 A JP 30394492A JP 2946975 B2 JP2946975 B2 JP 2946975B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は断熱性を有するセラミッ
ク皮膜に関する。この皮膜は、例えば、エンジンで用い
られるエキゾーストマニホールド等の様に高温域で使用
される機器に適用できる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ceramic film having heat insulating properties. This coating can be applied to equipment used in a high temperature range, such as an exhaust manifold used in an engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】高温域で用いられる断熱性を有するセラ
ミック皮膜として、特開平3−223455号公報に開
示されている様に、金属基材にNiメッキ層を積層し、
更に、ジルコニアとイットリアとよりなるセラミック溶
射材料をプラズマ溶射して溶射皮膜を積層したものが知
られている。
2. Description of the Related Art As disclosed in JP-A-3-223455, a Ni plating layer is laminated on a metal substrate as a heat-insulating ceramic film used in a high temperature range.
Further, a ceramic sprayed material composed of zirconia and yttria is plasma-sprayed and a sprayed coating is laminated.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、金属基材の熱
膨張に溶射皮膜の熱膨張が追従できず、溶射皮膜が剥離
するおそれがある。そこで、本発明者は、金属の熱膨張
率に非常に近い熱膨張率を有するFeO、Fe2 3
Fe3 4 等の酸化鉄(α=13×10-6〜16×10
-6)に着目し、微小の酸化鉄系粉末と水ガラス等の無機
バインダとを混合したスラリー塗料を金属基材に塗布
し、焼成して固化させて形成した皮膜を採用する技術
を、開発している。かかる酸化鉄系の皮膜によれば、ジ
ルコニア(ZrO2 )膜、アルミナ(Al2 3 )膜に
比べ、皮膜の剥離の問題を回避するのに有利であり、冷
熱サイクルにおける耐久性が向上する。
However, the thermal expansion of the thermal spray coating cannot follow the thermal expansion of the metal substrate, and the thermal spray coating may be peeled off. Therefore, the present inventor has proposed FeO, Fe 2 O 3 , which have a thermal expansion coefficient very close to that of a metal,
Iron oxide such as Fe 3 O 4 (α = 13 × 10 −6 to 16 × 10
Focusing on -6 ), we developed a technology that employs a coating that is formed by applying a slurry paint, which is a mixture of fine iron oxide-based powder and an inorganic binder such as water glass, to a metal substrate, firing and solidifying it. doing. According to such an iron oxide-based film, it is advantageous to avoid the problem of peeling of the film, as compared with the zirconia (ZrO 2 ) film and the alumina (Al 2 O 3 ) film, and the durability in the thermal cycle is improved. .

【0004】また、酸化鉄の熱伝導率は表1に示す様
に、どの価数の酸化物をとろうとも、2W/mK〜3W
/mKと小さく、他のセラミック材料と比較してもZr
2 についで小さな熱伝導率であり、非常に断熱性に優
れている。
Further, as shown in Table 1, the thermal conductivity of iron oxide is 2 W / mK to 3 W regardless of the valence oxide.
/ MK, which is smaller than other ceramic materials.
It has a small thermal conductivity after O 2 , and is very excellent in heat insulation.

【0005】[0005]

【表1】 ところで、近年、高温域で使用される機器では、機器を
構成する金属基材に対する断熱性だけでなく、機器内を
流れる雰囲気ガスの保温性を上げることまで要請されて
いる。
[Table 1] By the way, in recent years, in equipment used in a high-temperature region, there is a demand for not only a heat insulating property for a metal base material constituting the equipment, but also an improvement in heat retention of an atmosphere gas flowing in the equipment.

【0006】自動車排気系部品であるエキゾーストマニ
ホールドの場合を列にとって説明する。即ち、エンジン
始動時においては、触媒の早期活性化を図るため、触媒
に流入する排気ガスを早期に昇温させる必要がある。か
かる点から、エキゾーストマニホールドにおいては、排
気ガスは、その熱をエキゾーストマニホールドに伝達す
ることなく、保温された状態でエキゾーストマニホール
ドを通過することが好ましい。
The case of an exhaust manifold, which is a vehicle exhaust system part, will be described below. That is, when starting the engine, it is necessary to raise the temperature of the exhaust gas flowing into the catalyst at an early stage in order to activate the catalyst at an early stage. From this point, in the exhaust manifold, it is preferable that the exhaust gas pass through the exhaust manifold while keeping the temperature of the exhaust gas without transmitting the heat to the exhaust manifold.

【0007】この場合、エキゾーストマニホールドの内
面に積層した皮膜は熱伝導率が小さい方が好ましく、そ
れ以外に、いかに熱を吸収せずに反射させるかというこ
とが重要となる。これは熱の反射率と呼ばれる性能であ
り、皮膜の材質及び皮膜の表面の面粗度及び色調が関与
する。ここで、FeO、Fe2 3 、Fe3 4 等の酸
化鉄粉末を皮膜材料として用いた場合、材質、面粗度に
よる、反射率の影響は、他のセラミック粉末の場合と同
等であるが、色調的に問題が生じる。
In this case, it is preferable that the film laminated on the inner surface of the exhaust manifold has a small thermal conductivity. In addition, it is important how the heat is reflected without absorbing the heat. This is a performance called heat reflectance, and is related to the material of the film and the surface roughness and color tone of the surface of the film. Here, when an iron oxide powder such as FeO, Fe 2 O 3 or Fe 3 O 4 is used as a coating material, the influence of the reflectance due to the material and surface roughness is the same as that of other ceramic powders. However, there is a problem in color tone.

【0008】即ち、表2は一般的な塗膜の反射率を示し
たものである。
That is, Table 2 shows the reflectance of a general coating film.

【0009】[0009]

【表2】 表2に示す様に、白色が他の色に比べ反射率が大きくな
っていることがわかる。しかし、酸化鉄は、Fe2 3
が赤色、FeO、Fe3 4 が黒色であり、白色系セラ
ミックスに比べ反射率が小さく、ガス保温性も劣ると考
えられる。
[Table 2] As shown in Table 2, it can be seen that the reflectance of white is higher than that of other colors. However, iron oxide is Fe 2 O 3
Is red, FeO and Fe 3 O 4 are black, and it is considered that the reflectance is lower and the gas heat retention is inferior to white ceramics.

【0010】本発明はFeO、Fe2 3 、Fe3 4
を主要成分とする酸化鉄系膜の不具合を改善するための
ものであり、その目的は、熱伝導率及び熱反射率が共に
小さく、従って断熱性、保温性が一層優れた酸化鉄系の
セラミック皮膜を提供することにある。
The present invention relates to FeO, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4
The purpose of the present invention is to improve the problem of the iron oxide-based film whose main component is iron oxide-based ceramics, in which both the heat conductivity and the heat reflectance are small, and thus the heat insulation and the heat retention are more excellent. To provide a film.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明に係る断熱性を有
するセラミック皮膜は、金属系基材に積層され、Fe
O、Fe2 3 、Fe3 4 の少なくとも1種を主要成
分とする酸化鉄系膜と、酸化鉄系膜に直接または他の層
を介して積層された白色セラミックからなるセラミック
表層とで構成されていることを特徴とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION A ceramic film having heat insulating properties according to the present invention is laminated on a metal base material,
An iron oxide-based film containing at least one of O, Fe 2 O 3 and Fe 3 O 4 as a main component, and a ceramic surface layer made of a white ceramic laminated on the iron oxide-based film directly or via another layer. It is characterized by comprising.

【0012】白色セラミックは、ジルコニア(Zr
2 )、アルミナ(Al2 3 )、マグネシア(Mg
O)が適しているが、白色であれば他の材料であっても
良い。白色セラミックからなるセラミック表層の厚さは
100μm以下にできる。なお、図1は模式図を示す。
図1から理解できる様に、金属基材1の皮膜形成面1a
には酸化鉄系膜2が積層され、更にその上にセラミック
表層3が形成されている。
The white ceramic is zirconia (Zr
O 2 ), alumina (Al 2 O 3 ), magnesia (Mg
O) is suitable, but other materials may be used as long as they are white. The thickness of the ceramic surface layer made of white ceramic can be set to 100 μm or less. FIG. 1 is a schematic diagram.
As can be understood from FIG. 1, the film forming surface 1a of the metal substrate 1
, An iron oxide-based film 2 is laminated, and a ceramic surface layer 3 is further formed thereon.

【0013】[0013]

【作用】酸化鉄系膜は熱膨張率が金属基材に近い。ま
た、白色セラミックからなるセラミック表層は、熱反射
性に優れている。
The thermal expansion coefficient of an iron oxide film is close to that of a metal substrate. The ceramic surface layer made of white ceramic has excellent heat reflectivity.

【0014】[0014]

【実施例】【Example】

(実施例1)この例は、自動車の排気系で使用される鋳
鉄製のエキゾーストマニホールド(材質:FCD40)
に適用した場合である。 (1)まず、当部品の円管部の内面に、アルミナグリッ
ド材(100μm程度)によりショットブラスト処理を
施し、皮膜積層面を粗面化して表面粗さRz50μとす
る。 (2)無機バインダとして濃度30wt%の水ガラス水
溶液(Na2 O・SiO 2 )と、Fe2 3 粉末(粒度
1〜2μm)とを用い、体積比でFe2 3 粉末:水ガ
ラス水溶液=20:80とした状態とする。更にFe2
3 粉末を100wt%としたとき1wt%の分散剤を
添加し、ボ−ルミルにて充分に攪拌し、スラリ−状の塗
料を作製する。なおFe2 3 粉末粒子は一般塗料で使
用されるものよりも微細である。分散剤はポリカルボン
酸を有する市販品(サンノプコ株式会社SNディスパー
サント5040)である。 (3)スラリ−状の塗料をエキゾーストマニホールドの
内部に流し込み、その内壁面に塗料を付着させる。その
後、室温乾燥を行い、500℃にて5Hrの焼成を行
う。これにより酸化鉄系膜が形成される。この膜厚は3
00μmとした。 (4)ZrO2 粉末(8wt%Y2 3 を含む安定化Z
rO2 粉末、粒度1〜2μm)を用い、体積比でZrO
2 粉末:水ガラス水溶液=20:80とし、ボ−ルミル
にて充分攪拌し、スラリ−状の塗料を作製する。 (5)ZrO2 粉末を含む塗料を酸化鉄系皮膜上に付着
させ、乾燥、焼成(500℃×5Hr)を行う。これに
よりセラミック表層が積層される。この膜厚は30μm
とした。
 (Embodiment 1) This example is directed to a casting system used in an automobile exhaust system.
Exhaust manifold made of iron (material: FCD40)
This is the case when applied to. (1) First, attach the alumina grid to the inner surface of
Shot blasting process using a steel material (about 100 μm)
And the surface of the coating layer is roughened to a surface roughness Rz of 50 μm.
You. (2) Water glass water with a concentration of 30 wt% as an inorganic binder
Solution (NaTwoO ・ SiO Two) And FeTwoOThreePowder (particle size
1-2 μm), and the volume ratio of FeTwoOThreePowder: water moth
Lath aqueous solution = 20: 80. Further FeTwo
OThreeWhen the powder is 100 wt%, 1 wt% dispersant
And agitate well with a ball mill to form a slurry coating.
Make a charge. Note that FeTwoOThreePowder particles are used in general paints.
Finer than those used. Dispersant is polycarbon
Commercial product containing acid (San Nopco Co., Ltd. SN Disper
Santo 5040). (3) Slurry-like paint is applied to the exhaust manifold.
Pour inside and apply paint to the inner wall surface. That
After that, it is dried at room temperature and calcined at 500 ° C. for 5 hours.
U. Thereby, an iron oxide-based film is formed. This film thickness is 3
It was set to 00 μm. (4) ZrOTwoPowder (8 wt% YTwoOThreeStabilized Z containing
rOTwoPowder, particle size 1-2 μm), and ZrO
TwoPowder: water glass aqueous solution = 20:80, ball mill
To produce a slurry-like paint. (5) ZrOTwoPaint containing powder adheres on iron oxide film
Then, drying and firing (500 ° C. × 5 hours) are performed. to this
More ceramic surface layers are stacked. This film thickness is 30 μm
And

【0015】電子顕微鏡で皮膜を観察したところ、酸化
鉄系膜、セラミック表層を構成する粒子は、互いに接合
する度合いが高かった。 (実施例2)この例は、基本的には実施例1と同じ条件
で酸化鉄系膜、ZrO2 セラミック表層を積層した。但
し、スラリー状の塗料を構成する粒子の径が異なる。即
ち、1〜2μmのFe2 3 の微粉末と、20〜40μ
mのFe2 3 粗粉末とを用いる。そして、微粉末:粗
粉末が重量比で30:70となる様にV形ミルで充分に
混粉し、これによりスラリー状のFe2 3 系の塗料を
形成した。又、1〜2μmのZrO2 の微粉末と、20
〜40μmのZrO2 粗粉末とを用い、同様に30:7
0の重量比で混粉し、スラリー状のZrO2 系塗料を作
製した。
Observation of the film with an electron microscope revealed that the iron oxide film and the particles constituting the ceramic surface layer had a high degree of bonding to each other. (Example 2) In this example, an iron oxide-based film and a ZrO 2 ceramic surface layer were basically laminated under the same conditions as in Example 1. However, the diameters of the particles constituting the slurry-like paint are different. That is, a fine powder of Fe 2 O 3 having a thickness of 1 to 2 μm,
m 2 of Fe 2 O 3 coarse powder. Then, a fine powder: coarse powder was sufficiently mixed with a V-type mill so that the weight ratio was 30:70, whereby a slurry-like Fe 2 O 3 -based paint was formed. A fine powder of ZrO 2 of 1 to 2 μm;
4040 μm ZrO 2 coarse powder and 30: 7
The powder was mixed at a weight ratio of 0 to prepare a slurry-like ZrO 2 -based paint.

【0016】この例においても、電子顕微鏡で皮膜を観
察したところ、酸化鉄系膜、セラミック表層を構成する
粒子は、互いに接合する度合が高かった。 (実施例3)この例は、排気系で使用されるステンレス
鋼系の排気パイプに、溶射により皮膜を形成した例であ
る。 (1)ステンレス鋼(SUS430)製の自動車用排気
パイプ(直径50mmの直管)に用い、その直管の内面
に、アルミナグリッド材(100μm程度)によるショ
ットブラスト処理を施し、皮膜積層面を粗面化して表面
粗さRz70μとする。 (2)プラズマ溶射装置を用い、Fe2 3 粉末(粒度
10〜44μm)を直管の内面に約500μmの厚さで
コ−ティングし、これにより酸化鉄系膜を形成する。な
お溶射条件は、出力が500A,75V(37.5K
W)、溶射距離が100mm、ガス流量がN2 :33リ
ットル/min、H2 :9リットル/minである。 (3)その後、Al2 3 粉末(粒度10〜44μm)
を同様のプラズマ溶射装置により、酸化鉄系膜の上に約
50μmの厚さでコ−ティングし、これによりセラミッ
ク表層を形成する。なお溶射条件は、出力が500A,
75V(37.5KW)、溶射距離が100mm、ガス
流量がN2 :33リットル/min、H2:9リットル
/minである。
Also in this example, when the film was observed with an electron microscope, it was found that the iron oxide-based film and the particles constituting the ceramic surface layer had a high degree of bonding to each other. (Embodiment 3) In this embodiment, a coating is formed on a stainless steel exhaust pipe used in an exhaust system by thermal spraying. (1) Used for a stainless steel (SUS430) automobile exhaust pipe (straight pipe with a diameter of 50 mm), and the inner surface of the straight pipe is subjected to a shot blast treatment with an alumina grid material (about 100 μm) to roughen the film laminated surface. The surface is made to have a surface roughness Rz of 70 μ. (2) using the spray coating apparatus, co a thickness of about 500 [mu] m Fe 2 O 3 powder (particle size 10~44Myuemu) on the inner surface of the straight tube - and computing, thereby forming iron oxide based film. The spraying conditions were as follows: output 500A, 75V (37.5K
W), the spraying distance is 100 mm, and the gas flow rate is N 2 : 33 l / min, H 2 : 9 l / min. (3) Then, Al 2 O 3 powder (particle size: 10 to 44 μm)
Is coated on the iron oxide-based film with a thickness of about 50 μm by a similar plasma spraying apparatus, thereby forming a ceramic surface layer. The spraying conditions were as follows: output 500A,
75 V (37.5 KW), spraying distance is 100 mm, gas flow rate is N 2 : 33 l / min, H 2 : 9 l / min.

【0017】(試験例)皮膜の耐久性、断熱性、保温性
を明らかにするために次の様な試験を行った。皮膜の耐
久性は冷熱サイクルにより試験した。冷熱サイクルは、
700℃となる様に皮膜をバーナで加熱し、その後、常
温域の水中で冷却するサイクルを1サイクルとし、サイ
クルを繰り返すことにより、皮膜の亀裂、剥離が発生し
ないか調べた。
(Test Example) The following tests were conducted to clarify the durability, heat insulation and heat retention of the film. The durability of the coating was tested by thermal cycling. The cooling cycle is
The film was heated with a burner so as to reach 700 ° C., and then a cycle of cooling in water in a normal temperature range was defined as one cycle. By repeating the cycle, it was examined whether cracks or peeling of the film occurred.

【0018】皮膜の断熱性、保温性については、鋳鉄製
の自動車用エキゾーストマニホールドの内面に、皮膜を
形成し、このエキゾーストマニホールドを3000cc
のガソリン自動車用エンジンに装備し、エンジン点火始
動後の30秒後において、エキゾーストマニホールドの
出口から排出される排気ガスの温度を測定し、排気ガス
の温度から皮膜の断熱性、保温性を調べた。ここで、排
気ガスの温度が高いほど、皮膜の断熱性、保温性は優
れ、排気ガスの熱をエキゾーストマニホールドに伝えな
いと言える。
Regarding the heat insulating property and the heat retaining property of the film, a film is formed on the inner surface of an automobile exhaust manifold made of cast iron, and this exhaust manifold is 3,000 cc.
30 seconds after the ignition of the engine was started, the temperature of the exhaust gas discharged from the outlet of the exhaust manifold was measured, and the heat insulation and heat insulation of the film were examined based on the temperature of the exhaust gas. . Here, it can be said that as the temperature of the exhaust gas is higher, the heat insulating property and the heat retaining property of the film are better, and the heat of the exhaust gas is not transmitted to the exhaust manifold.

【0019】更に、エンジンの定常状態(4000rp
m)で、どの程度、熱を遮断しているかも調べた。これ
は鋳鉄製のエキゾーストマニホールドの外壁温度を測定
して行った。外壁の温度が低いほど、皮膜の遮熱性は優
れていると言える。試験した皮膜の仕様、試験結果を表
3に示す。表3において、比較例としてのNo.1は皮
膜が形成されていない場合である。表3に示す様に、N
o.1は、排気ガスの温度が400°Cと低く、エキゾ
ーストマニホールドの外壁温度は700°と高く、断熱
性、保温性は劣る。表3において、排気ガス温度の欄、
エキゾーストマニホールドの外壁温度の欄における(
)は、皮膜が形成されていないNo.1に対する差
(ΔT)を示す。
Further, the steady state of the engine (4000 rpm)
In m), it was also examined how much heat was blocked. This was performed by measuring the temperature of the outer wall of an exhaust manifold made of cast iron. It can be said that the lower the temperature of the outer wall, the better the heat insulation of the film. Table 3 shows the specifications of the coatings tested and the test results. In Table 3, No. as a comparative example. 1 is a case where a film is not formed. As shown in Table 3, N
o. In No. 1, the temperature of the exhaust gas is as low as 400 ° C., the outer wall temperature of the exhaust manifold is as high as 700 °, and the heat insulating property and the heat retaining property are inferior. In Table 3, the column of exhaust gas temperature,
In the column of the outer wall temperature of the exhaust manifold (
No.) indicates that no film was formed. The difference (ΔT) from 1 is shown.

【0020】[0020]

【表3】 [Table 3]

【0021】No.2〜No.6は、実施例1で用いた
スラリー状の塗料を用い、Fe2 3 の酸化鉄系膜にZ
rO2 セラミック表層を積層した場合であり、ZrO2
セラミック表層の厚さの影響を調べたものである。Zr
2 セラミック表層の厚さが20〜100μmでは10
00サイクルにおいても剥離がなかったが、ZrO2
ラミック表層の厚さが150μmを越えると、皮膜の剥
離が発生し、皮膜の耐久性が劣化することがわかる。こ
の理由は、Fe2 3 の酸化鉄系膜は熱膨張率が金属母
材と近いため熱応力が発生しにくいが、ZrO2 セラミ
ック表層は金属母材よりも熱膨張率が小さいために、Z
rO2 セラミック表層の厚さが増すと、酸化鉄系層とZ
rO2 セラミック表層との間での熱応力が大きくなり、
この部分で剥離が生じるからと推察される。
No. 2-No. 6 used in Example 1
Using slurry paint, FeTwoO ThreeZ on iron oxide film
rOTwoThis is the case where ceramic surface layers are laminated, and ZrOTwo
The effect of the thickness of the ceramic surface layer was examined. Zr
OTwoWhen the thickness of the ceramic surface layer is 20 to 100 μm, 10
No peeling was observed even in the 00 cycle, but ZrOTwoC
If the thickness of the lamic surface layer exceeds 150 μm,
It can be seen that separation occurred and the durability of the coating deteriorated. This
The reason is that FeTwoOThreeIron oxide film has a thermal expansion coefficient of metal
Since it is close to the material, thermal stress does not easily occur.TwoCerami
Since the surface layer has a smaller coefficient of thermal expansion than the metal base material,
rOTwoWhen the thickness of the ceramic surface layer increases, the iron oxide-based layer and Z
rOTwoThermal stress between the ceramic surface layer increases,
It is presumed that peeling occurs at this portion.

【0022】また、No.2〜No.6は、表面に白色
のZrO2 セラミック表層が積層されているため、熱反
射率が高く、そのため、比較例としてのNo.7(Fe
2 3 の酸化鉄系膜のみであり、ZrO2 セラミック表
層がないもの)と比べ、排気ガスの温度は460°Cと
高くなっており、更に、エキゾーストマニホールドの外
壁温度も低い。つまり、No.2〜No.6は、断熱
性、保温性に富んだ皮膜であると言える。
In addition, No. 2-No. 6 is white on the surface
ZrOTwoBecause the ceramic surface layer is laminated,
The emissivity is high, and therefore, No. 7 (Fe
TwoO ThreeOnly an iron oxide-based film of ZrOTwoCeramic table
Exhaust gas temperature is 460 ° C
Higher, and also outside the exhaust manifold
Wall temperature is low. That is, No. 2-No. 6 is thermal insulation
It can be said that the film is rich in properties and heat retention.

【0023】また、No.8は、Fe2 3 の酸化鉄系
膜に厚み50μmのAl2 3 セラミック表層を積層し
た場合である。No.9は、Fe2 3 の酸化鉄系膜に
厚み50μmのMgOセラミック表層を積層した場合で
ある。No.10は、FeOの酸化鉄系膜に厚み50μ
mのZrO2 表層を積層した場合である。No.11
は、Fe3 4 の酸化鉄系膜に厚み50μmのZrO2
表層を積層した場合である。
In addition, No. No. 8 shows a case where an Al 2 O 3 ceramic surface layer having a thickness of 50 μm is laminated on an Fe 2 O 3 iron oxide-based film. No. No. 9 is a case where a 50 μm thick MgO ceramic surface layer is laminated on an Fe 2 O 3 iron oxide-based film. No. 10 has a thickness of 50 μm on the iron oxide film of FeO.
This is a case in which m ZrO 2 surface layers are laminated. No. 11
Is a 50 μm thick ZrO 2 film formed on an iron oxide film of Fe 3 O 4.
This is the case where the surface layers are laminated.

【0024】比較例としてのNo.12は、厚み500
μmのZrO2 セラミック膜のみを積層した場合であ
る。比較例としてのNo.13は、厚み500μmのA
2 3 セラミック膜のみを積層した場合である。ここ
で、No.8〜No.11は、1000サイクルでも皮
膜の剥離はなく、耐久性に優れており、また、排気ガス
の温度も460°Cと高く、エキゾーストマニホールド
の外壁温度も低く、断熱性、保温性に富んだ皮膜である
と言える。
No. as a comparative example. 12 is thickness 500
μm ZrOTwoWhen only ceramic films are laminated
You. No. as a comparative example. 13 is a 500 μm thick A
lTwoO ThreeThis is a case where only ceramic films are laminated. here
No. 8 to No. 11 is leather even for 1000 cycles
No film peeling, excellent durability, and exhaust gas
Temperature is as high as 460 ° C and exhaust manifold
The outer wall temperature is low, and the film has excellent heat insulation and heat retention.
It can be said.

【0025】これに対して、酸化鉄系膜が積層されてい
ないNo.12は400サイクルで剥離が生じ、同様に
酸化鉄系膜が積層されていないNo.13は200サイ
クルで剥離が生じ、耐久性に劣ると言える。なお、N
o.7〜No.13で用いたスラリー状の塗料は、基本
的には実施例1で用いたものと同様の条件とした。
On the other hand, no. In No. 12, peeling occurred at 400 cycles, and No. 12 in which no iron oxide-based film was similarly laminated. In No. 13, peeling occurred in 200 cycles, which means that the durability was poor. Note that N
o. 7-No. The conditions of the slurry paint used in Example 13 were basically the same as those used in Example 1.

【0026】(適用例)図2は車両の排気系の一部を示
す。この排気系は、図2に示す様にエンジン200に装
備されたエキゾーストマニホールド100、フロントパ
イプ102、プレマフラ104、センタパイプ106、
マフラ108をもつ。本発明に係る皮膜は、いずれの部
品に適用しても良いものである。更に、これに限らず、
他の種の高温域で使用される機器に適用できるものであ
る。
FIG. 2 shows a part of an exhaust system of a vehicle. As shown in FIG. 2, the exhaust system includes an exhaust manifold 100, a front pipe 102, a pre-muffler 104, a center pipe 106,
It has a muffler 108. The coating according to the present invention may be applied to any part. Furthermore, not limited to this,
It can be applied to equipment used in other kinds of high temperature regions.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明の断熱性を有する皮膜は、耐久
性、保温性、遮熱性に優れたものとなる。ところで、一
般的に、酸化鉄系膜を構成するFeO、Fe2 3 、F
3 4は焼成性に劣り、軟質層となり易く、そのた
め、排気ガスに含まれる粒子等により削られるおそれが
ある。この点、本発明では、白色セラミックからなるセ
ラミック表層が酸化鉄系層には積層されているので、か
かる削りの問題回避に有利である。
The heat-insulating film of the present invention has excellent durability, heat retention and heat shielding properties. By the way, generally, FeO, Fe 2 O 3 , F
e 3 O 4 is inferior in sinterability and tends to be a soft layer, and therefore may be cut off by particles contained in exhaust gas. In this regard, in the present invention, since the ceramic surface layer made of white ceramic is laminated on the iron oxide-based layer, it is advantageous to avoid such a problem of shaving.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例1に係る皮膜の模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a film according to Example 1.

【図2】適用例を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing an application example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

図中、1は金属基材、1aは皮膜形成面、2は酸化鉄系
膜、3はセラミック表層を示す。
In the figure, 1 is a metal substrate, 1a is a film forming surface, 2 is an iron oxide-based film, and 3 is a ceramic surface layer.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】金属系基材に積層され、FeO、Fe2
3 、Fe3 4 の少なくとも1種を主要成分とする酸化
鉄系膜と、 該酸化鉄系膜に直接または他の層を介して積層された白
色セラミックからなるセラミック表層とで構成されてい
ることを特徴とする、断熱性を有するセラミック皮膜。
1. A method according to claim 1, wherein the metal substrate is laminated with FeO, Fe 2 O
3. An iron oxide-based film containing at least one of Fe 3 O 4 as a main component, and a ceramic surface layer made of a white ceramic laminated directly or via another layer on the iron oxide-based film. A heat-insulating ceramic film characterized by the following.
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