JP3178126B2 - 金属断熱層の形成方法 - Google Patents
金属断熱層の形成方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、耐熱性、耐熱衝撃性な
どに優れた金属断熱層を金属基体、例えば内燃機関部
材、溶接，溶射用ノズル、保温，保冷用部材などに形成
する方法に関する。
どに優れた金属断熱層を金属基体、例えば内燃機関部
材、溶接，溶射用ノズル、保温，保冷用部材などに形成
する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】内燃機
関部材、例えば自動車のライナーは、燃焼室内での熱が
エンジン本体に伝導し難いものであることが要望され
る。また、溶接，溶射用ノズルなども、その内部を流れ
る高温流体の熱が外部に容易に伝導しないものであるこ
とが望まれる。
関部材、例えば自動車のライナーは、燃焼室内での熱が
エンジン本体に伝導し難いものであることが要望され
る。また、溶接，溶射用ノズルなども、その内部を流れ
る高温流体の熱が外部に容易に伝導しないものであるこ
とが望まれる。
【０００３】従来、このような高熱を遮断し、断熱効果
を高める方法としては、ライナーやノズルなどの金属基
体の高熱に曝される側の表面に溶射等によりセラミック
層を形成することが知られているが、セラミック層は脆
く、また金属基体との密着性が十分でなく、更に熱膨張
係数の相違などから高温下で使用しているうちに容易に
剥離、剥落が生じるという問題がある。
を高める方法としては、ライナーやノズルなどの金属基
体の高熱に曝される側の表面に溶射等によりセラミック
層を形成することが知られているが、セラミック層は脆
く、また金属基体との密着性が十分でなく、更に熱膨張
係数の相違などから高温下で使用しているうちに容易に
剥離、剥落が生じるという問題がある。
【０００４】従って、上記の如く金属基体に対し、密着
よく、剥離、剥落が生じ難く、耐熱性、耐熱衝撃性に優
れた断熱層を形成することが求められている。
よく、剥離、剥落が生じ難く、耐熱性、耐熱衝撃性に優
れた断熱層を形成することが求められている。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明者は、上
記要望に応えるため鋭意検討を行った結果、断熱層を形
成すべき金属基体の表面に金属めっき皮膜を形成した
後、該皮膜上にセラミック微粒子を金属めっき液中に分
散してなる複合めっき液を用いて上記金属めっき皮膜側
から上記微粒子分散量が漸次増大し、更に微粒子分散量
が最大となったのち、微粒子分散量が漸次減少する傾斜
機能を有する複合めっき皮膜を形成し、次いで該複合め
っき皮膜上に金属めっき皮膜を形成することにより、優
れた断熱性を有すると共に、耐熱性、耐熱衝撃性などに
優れた金属断熱層を形成し得ることを知見した。
記要望に応えるため鋭意検討を行った結果、断熱層を形
成すべき金属基体の表面に金属めっき皮膜を形成した
後、該皮膜上にセラミック微粒子を金属めっき液中に分
散してなる複合めっき液を用いて上記金属めっき皮膜側
から上記微粒子分散量が漸次増大し、更に微粒子分散量
が最大となったのち、微粒子分散量が漸次減少する傾斜
機能を有する複合めっき皮膜を形成し、次いで該複合め
っき皮膜上に金属めっき皮膜を形成することにより、優
れた断熱性を有すると共に、耐熱性、耐熱衝撃性などに
優れた金属断熱層を形成し得ることを知見した。
【０００６】即ち、従来より金属めっき液中にセラミッ
ク微粒子を分散してなる複合めっき液を用いて複合めっ
きをおこない、金属マトリックス中にセラミック微粒子
が均一に分散してなる複合めっき皮膜を形成することは
知られているが、この場合この複合めっき皮膜に良好な
断熱性を付与するためには、該皮膜中のセラミック微粒
子分散量を多くする必要がある。しかしながら、セラミ
ック微粒子分散量を多くすると、複合めっき皮膜の金属
基体に対する密着性が低下し、セラミック溶射層を形成
した場合と同様の不利が生じる。
ク微粒子を分散してなる複合めっき液を用いて複合めっ
きをおこない、金属マトリックス中にセラミック微粒子
が均一に分散してなる複合めっき皮膜を形成することは
知られているが、この場合この複合めっき皮膜に良好な
断熱性を付与するためには、該皮膜中のセラミック微粒
子分散量を多くする必要がある。しかしながら、セラミ
ック微粒子分散量を多くすると、複合めっき皮膜の金属
基体に対する密着性が低下し、セラミック溶射層を形成
した場合と同様の不利が生じる。
【０００７】このため、本発明者はかかる問題を解決す
る目的で、金属基体に対し、金属基体側から表面側に向
ってセラミック微粒子分散量が漸次増大する傾斜機能を
有する複合めっき皮膜を形成することを試みたが、この
めっき皮膜は金属基体に対し良好な密着性を有している
ものの（なお改良の余地はあるが）、特に表面のセラミ
ック微粒子分散量の多い部分において、急激な熱変動や
高温に曝されることによりブリスターが発生することな
どの問題が生じることが知見された。
る目的で、金属基体に対し、金属基体側から表面側に向
ってセラミック微粒子分散量が漸次増大する傾斜機能を
有する複合めっき皮膜を形成することを試みたが、この
めっき皮膜は金属基体に対し良好な密着性を有している
ものの（なお改良の余地はあるが）、特に表面のセラミ
ック微粒子分散量の多い部分において、急激な熱変動や
高温に曝されることによりブリスターが発生することな
どの問題が生じることが知見された。
【０００８】それ故、本発明者は更に検討を重ねた結
果、上述したように金属基体に先ず金属めっき皮膜を形
成し、更にその上にこの金属めっき皮膜側からセラミッ
ク微粒子の分散量を漸次増大させ、次いでセラミック微
粒子の分散量を漸次減少させた複合めっき皮膜を形成
し、最後に金属めっき皮膜を形成すること、つまりセラ
ミック微粒子の分散量が厚さ方向中央部で最大で、これ
よりそれぞれ厚さ方向両面に向うに従って分散量が漸減
する傾斜機能を有する複合めっき皮膜を２層の金属めっ
き皮膜間に介在させるようにすることによって、金属基
体との密着性に優れ、耐熱、耐熱衝撃性、耐食、耐薬品
性などの優れた特性を有し、ブリスターの発生などのな
い優れた断熱機能を有する断熱層が形成されることを知
見し、本発明をなすに至ったものである。
果、上述したように金属基体に先ず金属めっき皮膜を形
成し、更にその上にこの金属めっき皮膜側からセラミッ
ク微粒子の分散量を漸次増大させ、次いでセラミック微
粒子の分散量を漸次減少させた複合めっき皮膜を形成
し、最後に金属めっき皮膜を形成すること、つまりセラ
ミック微粒子の分散量が厚さ方向中央部で最大で、これ
よりそれぞれ厚さ方向両面に向うに従って分散量が漸減
する傾斜機能を有する複合めっき皮膜を２層の金属めっ
き皮膜間に介在させるようにすることによって、金属基
体との密着性に優れ、耐熱、耐熱衝撃性、耐食、耐薬品
性などの優れた特性を有し、ブリスターの発生などのな
い優れた断熱機能を有する断熱層が形成されることを知
見し、本発明をなすに至ったものである。
【０００９】従って、本発明は、断熱層を形成すべき金
属基体の表面に金属めっき皮膜を形成した後、該皮膜上
にセラミック微粒子を金属めっき液中に分散してなる複
合めっき液を用いて上記金属めっき皮膜側から上記微粒
子分散量が漸次増大し、更に微粒子分散量が最大となっ
たのち、微粒子分散量が漸次減少する傾斜機能を有する
複合めっき皮膜を形成し、次いで該複合めっき皮膜上に
金属めっき皮膜を形成することを特徴とする金属断熱層
の形成方法を提供する。
属基体の表面に金属めっき皮膜を形成した後、該皮膜上
にセラミック微粒子を金属めっき液中に分散してなる複
合めっき液を用いて上記金属めっき皮膜側から上記微粒
子分散量が漸次増大し、更に微粒子分散量が最大となっ
たのち、微粒子分散量が漸次減少する傾斜機能を有する
複合めっき皮膜を形成し、次いで該複合めっき皮膜上に
金属めっき皮膜を形成することを特徴とする金属断熱層
の形成方法を提供する。
【００１０】本発明によれば、表面部は金属めっき皮膜
が露呈しており、表面側のセラミック粒子分散量は少な
いものであるから、表面側の熱伝導性は良好なものであ
る。しかし、上記複合めっき皮膜の厚さ方向中央部に向
うに従ってセラミック粒子が増大していき、中央部でセ
ラミック粒子が最大となるので、この部分において良好
な断熱機能を発揮し、表面部に伝えられた熱の伝導を可
及的に遮断し得るものである。
が露呈しており、表面側のセラミック粒子分散量は少な
いものであるから、表面側の熱伝導性は良好なものであ
る。しかし、上記複合めっき皮膜の厚さ方向中央部に向
うに従ってセラミック粒子が増大していき、中央部でセ
ラミック粒子が最大となるので、この部分において良好
な断熱機能を発揮し、表面部に伝えられた熱の伝導を可
及的に遮断し得るものである。
【００１１】しかも、本発明の断熱層は、表面部がセラ
ミック微粒子を含まない金属層であり、これから中央部
にかけてセラミック微粒子が漸次増大するように分散さ
れているので、急激な温度変化が生じたり、室温に曝さ
れたりした場合もセラミック微粒子の剥落、亀裂発生が
確実に防止され、ブリスター等の発生を防止し得るもの
である。
ミック微粒子を含まない金属層であり、これから中央部
にかけてセラミック微粒子が漸次増大するように分散さ
れているので、急激な温度変化が生じたり、室温に曝さ
れたりした場合もセラミック微粒子の剥落、亀裂発生が
確実に防止され、ブリスター等の発生を防止し得るもの
である。
【００１２】また、本発明の断熱層は、セラミック微粒
子が厚さ方向中央部からそれぞれ厚さ方向両面にかけて
漸減する傾斜機能を有するため、強度、機械的特性や耐
熱性などの物理的特性が漸次変化していくので、部分的
に機械的応力、熱的応力が集中するようなことがなく、
良好な物理的特性を保持し、しかも良好な断熱作用が支
持されるものである。
子が厚さ方向中央部からそれぞれ厚さ方向両面にかけて
漸減する傾斜機能を有するため、強度、機械的特性や耐
熱性などの物理的特性が漸次変化していくので、部分的
に機械的応力、熱的応力が集中するようなことがなく、
良好な物理的特性を保持し、しかも良好な断熱作用が支
持されるものである。
【００１３】以下、本発明につき更に詳述すると、本発
明の断熱層の形成方法は、まず図１に示すように金属基
体１の所用面に金属めっき皮膜２を形成する。
明の断熱層の形成方法は、まず図１に示すように金属基
体１の所用面に金属めっき皮膜２を形成する。
【００１４】ここで、金属基体１は断熱層を形成するこ
とが必要な部材であればいずれのものでもよく、例えば
自動車のライナーその他の内燃機関部材、溶接や溶射な
どに用いられるノズル、保温、保冷用部材などが挙げら
れる。
とが必要な部材であればいずれのものでもよく、例えば
自動車のライナーその他の内燃機関部材、溶接や溶射な
どに用いられるノズル、保温、保冷用部材などが挙げら
れる。
【００１５】また、金属基体１の材質としては、ニッケ
ル，Ｎｉ−Ｐ，Ｎｉ−Ｂ，Ｎｉ−Ｃｏ，Ｎｉ−Ｆｅ等の
ニッケル合金、銅，Ｃｕ−ＺｎやＣｕ−Ｚｎ−Ｓｎ等の
銅合金、鉄、鉄合金などが使用できる。
ル，Ｎｉ−Ｐ，Ｎｉ−Ｂ，Ｎｉ−Ｃｏ，Ｎｉ−Ｆｅ等の
ニッケル合金、銅，Ｃｕ−ＺｎやＣｕ−Ｚｎ−Ｓｎ等の
銅合金、鉄、鉄合金などが使用できる。
【００１６】上記金属基体１に形成する金属めっき皮膜
２を得るための金属めっき液は、ニッケル、ニッケル合
金、銅、銅合金、鉄、鉄合金めっきなどの適宜な金属め
っき液が用いられ、金属めっき液は電気めっき液であっ
ても無電解めっき液であってもよい。これらは公知の浴
組成とすることができ、例えば、電気ニッケルめっき液
としては、スルファミン酸浴、ワット浴、高硫酸ニッケ
ル浴、高塩化物浴などが使用し得る。
２を得るための金属めっき液は、ニッケル、ニッケル合
金、銅、銅合金、鉄、鉄合金めっきなどの適宜な金属め
っき液が用いられ、金属めっき液は電気めっき液であっ
ても無電解めっき液であってもよい。これらは公知の浴
組成とすることができ、例えば、電気ニッケルめっき液
としては、スルファミン酸浴、ワット浴、高硫酸ニッケ
ル浴、高塩化物浴などが使用し得る。
【００１７】次に、本発明においては、上記金属めっき
皮膜２上に複合めっき皮膜３を形成する。この複合めっ
き皮膜３は、金属マトリックス中にセラミック微粒子が
分散されてなるもので、この場合セラミック微粒子の分
散量が最も多い厚さ方向中央部に形成された層３ａと、
その両側にそれぞれ形成されたセラミック微粒子の分散
量が中央部からそれぞれその外側に向うにしたがい漸減
する層３ｂ，３ｃとからなる傾斜機能を有しているもの
である。
皮膜２上に複合めっき皮膜３を形成する。この複合めっ
き皮膜３は、金属マトリックス中にセラミック微粒子が
分散されてなるもので、この場合セラミック微粒子の分
散量が最も多い厚さ方向中央部に形成された層３ａと、
その両側にそれぞれ形成されたセラミック微粒子の分散
量が中央部からそれぞれその外側に向うにしたがい漸減
する層３ｂ，３ｃとからなる傾斜機能を有しているもの
である。
【００１８】この複合めっき皮膜３の形成は、金属めっ
き液にセラミック微粒子を分散させた複合めっき液を用
いて行なうものである。この場合、この金属めっき液と
しては、上記金属めっき皮膜２の形成に用いる金属めっ
き液とその組成は相違しても同じでもよいが、同じ金属
のめっき液を用いることが好ましい。
き液にセラミック微粒子を分散させた複合めっき液を用
いて行なうものである。この場合、この金属めっき液と
しては、上記金属めっき皮膜２の形成に用いる金属めっ
き液とその組成は相違しても同じでもよいが、同じ金属
のめっき液を用いることが好ましい。
【００１９】また、セラミック微粒子としては、ジルコ
ニア、イットリア、セリア、シリカ、アルミナ、チタニ
ア、ムライト、炭化珪素などが挙げられ、これらの固溶
体粒子を用いることもできる。
ニア、イットリア、セリア、シリカ、アルミナ、チタニ
ア、ムライト、炭化珪素などが挙げられ、これらの固溶
体粒子を用いることもできる。
【００２０】上記のような傾斜機能を有する複合めっき
皮膜を得る方法としては、セラミック微粒子の金属めっ
き液中への分散量を増減させる方法が採用される。
皮膜を得る方法としては、セラミック微粒子の金属めっ
き液中への分散量を増減させる方法が採用される。
【００２１】即ち、上記金属めっき液へのセラミック微
粒子の分散量は０〜１０００ｇ／ｌの範囲で適宜選定さ
れるが、この場合他の条件が同一であれば分散量が多く
なるほど共析量も増大する。従って、互いにセラミック
微粒子分散量のみが異なる複数の同一めっき浴を準備
し、順次めっきする方法を採用することにより、上記傾
斜機能を有するめっき膜を形成することができる。
粒子の分散量は０〜１０００ｇ／ｌの範囲で適宜選定さ
れるが、この場合他の条件が同一であれば分散量が多く
なるほど共析量も増大する。従って、互いにセラミック
微粒子分散量のみが異なる複数の同一めっき浴を準備
し、順次めっきする方法を採用することにより、上記傾
斜機能を有するめっき膜を形成することができる。
【００２２】上記セラミック微粒子の粒径は種々選定し
得るが、０．１〜３０μｍ、より好ましくは０．５〜１
０μｍ（平均粒径）が好ましい。粒径が小さすぎる場
合、逆に大きすぎる場合は、粒子の共析量が少なくな
り、共析量のコントロールが困難になる場合が生じ、十
分な傾斜機能を付与し難くなる。
得るが、０．１〜３０μｍ、より好ましくは０．５〜１
０μｍ（平均粒径）が好ましい。粒径が小さすぎる場
合、逆に大きすぎる場合は、粒子の共析量が少なくな
り、共析量のコントロールが困難になる場合が生じ、十
分な傾斜機能を付与し難くなる。
【００２３】また、粒子の比表面積をコントロールする
ことも有効である。この場合、比表面積が小さいほど、
同一分散量で共析量が増大する。
ことも有効である。この場合、比表面積が小さいほど、
同一分散量で共析量が増大する。
【００２４】本発明において、上記傾斜機能を有するめ
っき膜を形成する方法としては、上述したセラミック微
粒子のめっき液中への分散量や比表面積を変化させる以
外に、めっき条件を変化させる方法も採用される。
っき膜を形成する方法としては、上述したセラミック微
粒子のめっき液中への分散量や比表面積を変化させる以
外に、めっき条件を変化させる方法も採用される。
【００２５】即ち、めっき浴としては、スルファミン酸
浴を用いた方が硫酸塩浴を用いた場合よりもセラミック
微粒子の共析量が多くなり、まためっき液中には非イオ
ン活性剤、アニオン活性剤、カチオン活性剤等を０．０
００１〜１ｇ／ｌ、特に０．０１〜０．１ｇ／ｌの範囲
で添加し得るが、アニオン活性剤、非イオン活性剤、カ
チオン活性剤の順で共析量が多くなり、その添加量が多
くなる程また共析量も増加する。なお、上記活性剤とし
ては、従来からめっきに使用されているものがいずれも
好適に用いられるが、共析量を増大させる点から、炭化
水素系及びフルオロアルキル基系界面活性剤が好まし
く、またラウリル硫酸ナトリウムはめっき膜のピットを
防止する点から０．５〜１ｇ／ｌを添加することが好ま
しい。
浴を用いた方が硫酸塩浴を用いた場合よりもセラミック
微粒子の共析量が多くなり、まためっき液中には非イオ
ン活性剤、アニオン活性剤、カチオン活性剤等を０．０
００１〜１ｇ／ｌ、特に０．０１〜０．１ｇ／ｌの範囲
で添加し得るが、アニオン活性剤、非イオン活性剤、カ
チオン活性剤の順で共析量が多くなり、その添加量が多
くなる程また共析量も増加する。なお、上記活性剤とし
ては、従来からめっきに使用されているものがいずれも
好適に用いられるが、共析量を増大させる点から、炭化
水素系及びフルオロアルキル基系界面活性剤が好まし
く、またラウリル硫酸ナトリウムはめっき膜のピットを
防止する点から０．５〜１ｇ／ｌを添加することが好ま
しい。
【００２６】また、公知のニッケルめっきの第一次光沢
剤、例えば有機スルホイミド化合物並びに第二次光沢
剤、例えばアセチレンアルコール化合物を０．５〜２０
ｇ／ｌ添加することにより、めっき皮膜の柔軟性及び外
観の改善に効果がある。
剤、例えば有機スルホイミド化合物並びに第二次光沢
剤、例えばアセチレンアルコール化合物を０．５〜２０
ｇ／ｌ添加することにより、めっき皮膜の柔軟性及び外
観の改善に効果がある。
【００２７】めっき液のｐＨは、めっき浴の種類に応じ
た通常の範囲とすることができ、例えば電気ニッケルめ
っき液等の場合はｐＨ３．５〜４．５とすることができ
るが、セラミック微粒子の共析量はｐＨが低くなる程増
加する傾向にある。
た通常の範囲とすることができ、例えば電気ニッケルめ
っき液等の場合はｐＨ３．５〜４．５とすることができ
るが、セラミック微粒子の共析量はｐＨが低くなる程増
加する傾向にある。
【００２８】次に、電気めっきを行なう場合において、
陰極電流密度は通常０．５〜１０Ａ／ｄｍ2の範囲で選
定し得るが、電流密度が低くなる程セラミック微粒子の
共析量が増加する。また、めっき液の撹拌としては、機
械撹拌、ポンプ撹拌、空気撹拌、カソードロッキング等
が採用し得、特に機械撹拌が好適であるが、この場合撹
拌が強い程共析量が増加する。例えば、機械撹拌（プロ
ペラ撹拌）においては、プロペラの回転数を５０〜２５
００ｒｐｍの範囲とすることができ、ポンプ撹拌におい
ては、めっき液の循環量を１０〜１００回／時間とする
ことができ、空気撹拌においては、空気量を０．５〜３
０ｍ3 ／ｍ2／分とすることができ、カソードロッキング
においては、振幅０．５〜２００ｃｍ、往復回数０．５
〜１５０回／分とすることができるが、いずれも強撹拌
によりセラミック微粒子の共析量が増加する。
陰極電流密度は通常０．５〜１０Ａ／ｄｍ2の範囲で選
定し得るが、電流密度が低くなる程セラミック微粒子の
共析量が増加する。また、めっき液の撹拌としては、機
械撹拌、ポンプ撹拌、空気撹拌、カソードロッキング等
が採用し得、特に機械撹拌が好適であるが、この場合撹
拌が強い程共析量が増加する。例えば、機械撹拌（プロ
ペラ撹拌）においては、プロペラの回転数を５０〜２５
００ｒｐｍの範囲とすることができ、ポンプ撹拌におい
ては、めっき液の循環量を１０〜１００回／時間とする
ことができ、空気撹拌においては、空気量を０．５〜３
０ｍ3 ／ｍ2／分とすることができ、カソードロッキング
においては、振幅０．５〜２００ｃｍ、往復回数０．５
〜１５０回／分とすることができるが、いずれも強撹拌
によりセラミック微粒子の共析量が増加する。
【００２９】上記の陰極電流密度及び撹拌度合いを変化
させる方法は、めっき液組成を変化させることなく、し
かも連続的制御が可能であるため、セラミック微粒子の
共析量をコントロールする方法として有効に採用され
る。
させる方法は、めっき液組成を変化させることなく、し
かも連続的制御が可能であるため、セラミック微粒子の
共析量をコントロールする方法として有効に採用され
る。
【００３０】また、めっき温度は電着応力の少ない柔軟
なめっき膜を得る点から通常３０〜６０℃であるが、め
っき温度が高い程共析量は増加する。従って、めっき温
度を変化させることによっても共析量をコントロールし
得る。
なめっき膜を得る点から通常３０〜６０℃であるが、め
っき温度が高い程共析量は増加する。従って、めっき温
度を変化させることによっても共析量をコントロールし
得る。
【００３１】上記複合めっき皮膜３を形成した後は、そ
の上に金属めっき皮膜４を形成する。この金属めっき皮
膜４の形成は上記金属めっき皮膜２の形成と同様の金属
めっき液を用いて行なう。なお、この皮膜４は複合めっ
き皮膜３のマトリックスと同じ金属の皮膜であることが
好ましい。
の上に金属めっき皮膜４を形成する。この金属めっき皮
膜４の形成は上記金属めっき皮膜２の形成と同様の金属
めっき液を用いて行なう。なお、この皮膜４は複合めっ
き皮膜３のマトリックスと同じ金属の皮膜であることが
好ましい。
【００３２】ここで、各めっき皮膜の厚さはその用途等
に応じ適宜選定し得る。
に応じ適宜選定し得る。
【００３３】また、中央層３ａにおけるセラミック微粒
子分散量は平均して２０〜４０％（容量％、以下同
様）、特に２５〜３５％とすることが好ましい。この場
合、中央層３ａにおいて、セラミック微粒子が均等に分
散していてもよく、また真中でセラミック微粒子が最も
多く、これより内外面に向うに従って漸次セラミック微
粒子が減少するように不均等に分散されていてもよい。
子分散量は平均して２０〜４０％（容量％、以下同
様）、特に２５〜３５％とすることが好ましい。この場
合、中央層３ａにおいて、セラミック微粒子が均等に分
散していてもよく、また真中でセラミック微粒子が最も
多く、これより内外面に向うに従って漸次セラミック微
粒子が減少するように不均等に分散されていてもよい。
【００３４】内外の層３ｂ，３ｃにおけるセラミック粒
子分散量はそれぞれ４０％以下とすることが好ましい。
この場合、内外の層３ｂ，３ｃを例えば２層に分け、中
央層３ａに近い層のセラミック微粒子分散量を１０〜４
０％、特に１５〜２５％とし、遠い層の分散量を１０％
以下、特に５％以下とすることができる。また、これら
層３ｂ，３ｃはそれぞれセラミック微粒子が均等に分散
していてもよく、それぞれ中央層３ａ側から内外面に向
うにしたがい漸次セラミック微粒子が減少するように不
均一に分散されていてもよい。なお層３ｂ，３ｃのセラ
ミック微粒子の分散状態は互いに同じであっても異なっ
ていてもよい。
子分散量はそれぞれ４０％以下とすることが好ましい。
この場合、内外の層３ｂ，３ｃを例えば２層に分け、中
央層３ａに近い層のセラミック微粒子分散量を１０〜４
０％、特に１５〜２５％とし、遠い層の分散量を１０％
以下、特に５％以下とすることができる。また、これら
層３ｂ，３ｃはそれぞれセラミック微粒子が均等に分散
していてもよく、それぞれ中央層３ａ側から内外面に向
うにしたがい漸次セラミック微粒子が減少するように不
均一に分散されていてもよい。なお層３ｂ，３ｃのセラ
ミック微粒子の分散状態は互いに同じであっても異なっ
ていてもよい。
【００３５】本発明において、セラミック微粒子の分散
量の漸減は上述したように中央部から内外面方向にかけ
て一連に連続的であってもよく、階段状に減少していて
もよいが、金属母材は一体性が実質的に保持されている
ことが好ましく、これにより傾斜機能が有効に発揮され
る。従って、このような場合、金属が共通しているの
で、各皮膜や層間において図１に示したような明瞭な境
界線は実際的には形成されない。
量の漸減は上述したように中央部から内外面方向にかけ
て一連に連続的であってもよく、階段状に減少していて
もよいが、金属母材は一体性が実質的に保持されている
ことが好ましく、これにより傾斜機能が有効に発揮され
る。従って、このような場合、金属が共通しているの
で、各皮膜や層間において図１に示したような明瞭な境
界線は実際的には形成されない。
【００３６】
【実施例】以下、実施例を示し、本発明を具体的に説明
するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではな
い。
するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではな
い。
【００３７】自動車のライナーに対し、常法に従って前
処理した後、下記組成の電気ニッケルめっき液を用いて
下記条件でめっきを行ない、厚さ１０μｍのニッケル層
を形成した。
処理した後、下記組成の電気ニッケルめっき液を用いて
下記条件でめっきを行ない、厚さ１０μｍのニッケル層
を形成した。
【００３８】めっき液組成及び条件 ＮｉＳＯ4・６Ｈ2Ｏ ３００ｇ／ｌ ＮｉＣｌ2・６Ｈ2Ｏ ４５ｇ／ｌ Ｈ3ＢＯ3 ４０ｇ／ｌ ピット防止剤 ０．５ｇ／ｌ ｐＨ ４．２ 温度 ４５℃ 陰極電流密度 ３Ａ／ｄｍ2
【００３９】次に、下記組成のジルコニア粒子分散電気
ニッケルめっき液を用いて下記条件を複合めっきを行な
った。
ニッケルめっき液を用いて下記条件を複合めっきを行な
った。
【００４０】めっき液組成及び条件 スルファミン酸ニッケル ３００ｇ／ｌ ホウ酸 ３０ｇ／ｌ ピット防止剤 ０．５ｇ／ｌ ジルコニア粒子（平均粒径２μｍ） ０〜６００ｇ／ｌ 温度 ４０℃ 陰極電流密度 ３Ａ／ｄｍ2
【００４１】このめっき液組成において、まずジルコニ
ア粒子を添加しないめっき液を作り、次いでこれに徐々
にジルコニア粒子を添加していき（０〜２８分）、最大
量に達した後、所定時間のめっきを行ない（２８〜１１
２分）、次いでめっき液の所定量を濾過することによ
り、徐々にめっき液中のジルコニア粒子分散量を減少さ
せる（１１２〜１４０分）というめっき操作により、内
側中間部（厚さ３０μｍ，ＺｒＯ2共析量０〜４０％に
傾斜）、中央部（厚さ９０μｍ，ＺｒＯ2共析量４０
％）、外側中間部（厚さ３０μｍ，ＺｒＯ2共析量４０
〜０％に傾斜）をそれぞれ形成した。
ア粒子を添加しないめっき液を作り、次いでこれに徐々
にジルコニア粒子を添加していき（０〜２８分）、最大
量に達した後、所定時間のめっきを行ない（２８〜１１
２分）、次いでめっき液の所定量を濾過することによ
り、徐々にめっき液中のジルコニア粒子分散量を減少さ
せる（１１２〜１４０分）というめっき操作により、内
側中間部（厚さ３０μｍ，ＺｒＯ2共析量０〜４０％に
傾斜）、中央部（厚さ９０μｍ，ＺｒＯ2共析量４０
％）、外側中間部（厚さ３０μｍ，ＺｒＯ2共析量４０
〜０％に傾斜）をそれぞれ形成した。
【００４２】次いで、上記組成の電気ニッケルめっき液
を用いてめっきを施し、厚さ１０μｍのめっき皮膜を得
た。
を用いてめっきを施し、厚さ１０μｍのめっき皮膜を得
た。
【００４３】得られたライナーの上記めっき皮膜に対す
る熱衝撃性は優れたものであった。
る熱衝撃性は優れたものであった。
【００４４】なお、ニッケルめっき皮膜及び種々ＺｒＯ
2量の複合めっき皮膜の熱伝導度は下記の通りである。
ここで、熱伝導度測定は、約φ１０×２（ｍｍ）寸法の
円板形状に加工した各種の複合めっき皮膜のサンプルを
用いて、レーザーフラッシュ法により測定した。測定装
置は理学製のＬＦ／ＴＣＭ−ＦＡ８５１０Ｂを用い、室
温から８００℃の範囲で熱拡散率及び熱容量を測定し、
熱伝導率を測定した。結果を表１に示す。
2量の複合めっき皮膜の熱伝導度は下記の通りである。
ここで、熱伝導度測定は、約φ１０×２（ｍｍ）寸法の
円板形状に加工した各種の複合めっき皮膜のサンプルを
用いて、レーザーフラッシュ法により測定した。測定装
置は理学製のＬＦ／ＴＣＭ−ＦＡ８５１０Ｂを用い、室
温から８００℃の範囲で熱拡散率及び熱容量を測定し、
熱伝導率を測定した。結果を表１に示す。
【００４５】
【表１】
【００４６】
【発明の効果】本発明によれば、優れた断熱機能を有
し、しかも耐熱衝撃性が良好なもので、ブリスター等の
発生もない金属断熱層を簡単かつ確実に製造することが
できるものである。
し、しかも耐熱衝撃性が良好なもので、ブリスター等の
発生もない金属断熱層を簡単かつ確実に製造することが
できるものである。
【図１】本発明により得られる金属断熱層を示す断面図
である。
である。
１ 金属基体 ２ 金属めっき皮膜 ３ 複合めっき皮膜 ４ 金属めっき皮膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 外川 守人 愛知県小牧市東田中1200 三菱重工業株 式会社 名古屋誘導推進システム製作所 内 (72)発明者 松村 宗順 大阪府枚方市出口１−５−１ 上村工業 株式会社 中央研究所内 (72)発明者 岡田 益雄 大阪府守口市梶町３−35−23 株式会社 サミックス内 (56)参考文献 特開 昭59−226199（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C25D 15/02 C23C 18/52 F16J 10/04
Claims (1)
- 【請求項１】 断熱層を形成すべき金属基体の表面に金
属めっき皮膜を形成した後、該皮膜上にセラミック微粒
子を金属めっき液中に分散してなる複合めっき液を用い
て上記金属めっき皮膜側から上記微粒子分散量が漸次増
大し、更に微粒子分散量が最大となったのち、微粒子分
散量が漸次減少する傾斜機能を有する複合めっき皮膜を
形成し、次いで該複合めっき皮膜上に金属めっき皮膜を
形成することを特徴とする金属断熱層の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31611692A JP3178126B2 (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | 金属断熱層の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31611692A JP3178126B2 (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | 金属断熱層の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06272093A JPH06272093A (ja) | 1994-09-27 |
| JP3178126B2 true JP3178126B2 (ja) | 2001-06-18 |
Family
ID=18073428
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31611692A Expired - Lifetime JP3178126B2 (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | 金属断熱層の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3178126B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4554330B2 (ja) * | 2004-10-21 | 2010-09-29 | 株式会社リコー | 高耐久性を有する断熱スタンパ構造 |
| WO2011096432A1 (ja) * | 2010-02-04 | 2011-08-11 | 日本精機宝石工業株式会社 | 放熱性材料 |
| JP5783114B2 (ja) * | 2012-03-30 | 2015-09-24 | 株式会社豊田中央研究所 | 火花点火式内燃機関 |
-
1992
- 1992-10-30 JP JP31611692A patent/JP3178126B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06272093A (ja) | 1994-09-27 |
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