JP3251413B2 - Wear-resistant lightweight member and method of manufacturing the same - Google Patents
Wear-resistant lightweight member and method of manufacturing the sameInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は自動車部品、航空機部
品、精密機械部品等として耐摩耗性と軽量性が要求され
る用途に使用される耐摩耗性軽量部材、およびその製造
方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wear-resistant lightweight member used for applications requiring wear resistance and lightweight, such as automobile parts, aircraft parts, precision machine parts, and the like, and a method of manufacturing the same. .
【0002】[0002]
【従来の技術】自動車部品や航空機部品としては、燃費
向上等の観点から軽量化が強く要求され、また精密機械
部品においても軽量化が望まれることが多い。またこれ
らの自動車部品等のうち、特に相手部材が接触する部品
には、耐摩耗性が高いことが要求される。2. Description of the Related Art Lightening of automobile parts and aircraft parts is strongly demanded from the viewpoint of improvement of fuel efficiency and the like, and lightweighting of precision machine parts is often desired. In addition, among these automobile parts and the like, in particular, parts that come into contact with a mating member are required to have high wear resistance.
【0003】従来、軽量でかつ耐摩耗性を有する部品の
材料としては、一般に軽金属と称されるアルミニウムや
アルミニウム合金、あるいはマグネシウムやマグネシウ
ム合金、さらにはチタンやチタン合金等の比較的軽量な
金属もしくは合金を基材とし、その表面に耐摩耗性を付
与するための表面処理を施したものを用いるのが通常で
あった。この表面処理としては、硬質陽極酸化皮膜を形
成したり、あるいは硬質クロムメッキなどのメッキを施
す方法、そのほかPVDやスパッタリング等によってア
ルミナや窒化チタン等のセラミック皮膜を形成する方
法、さらには溶射によってセラミック皮膜を形成する方
法など、種々の方法が知られている。Conventionally, as a material of a lightweight and wear-resistant part, a relatively light metal such as aluminum or aluminum alloy, magnesium or magnesium alloy, or titanium or titanium alloy, which is generally called light metal, is used. Usually, an alloy was used as a base material and its surface was subjected to a surface treatment for imparting wear resistance. As the surface treatment, a method of forming a hard anodic oxide film or plating such as hard chrome plating, a method of forming a ceramic film such as alumina or titanium nitride by PVD or sputtering, or a method of spraying a ceramic by spraying Various methods are known, such as a method of forming a film.
【0004】ところで最近では自動車部品等における軽
量化の要求は、ますます厳しさを増しており、そのため
前述のような金属、合金では充分に要求を満たすことが
困難となりつつある。一方最近ではプラスチック材料に
ついても、各種エンジニアリングプラスチック、あるい
は潤滑性微粒子を分散させたプラスチック基複合材など
を耐摩耗性部材に用いることもある。プラスチックはそ
の密度が1〜1.5g/cm3 程度の範囲内にあり、軽
金属であるアルミニウム、マグネシウム、チタン(それ
ぞれ密度は2.7g/cm3 、1.7g/cm3 、4.
1g/cm3 )と比較しても軽量であり、したがって軽
量化の目的だけからすれば、材料としてプラスチックを
用いることが最適と考えられる。[0004] Recently, the demand for reducing the weight of automobile parts and the like has become more and more severe, and thus it has become difficult to sufficiently satisfy the requirements with the above-mentioned metals and alloys. On the other hand, recently, with respect to plastic materials, various engineering plastics or plastic-based composite materials in which lubricating fine particles are dispersed are sometimes used as wear-resistant members. Plastics have a density in the range of about 1 to 1.5 g / cm 3 , and are light metals such as aluminum, magnesium and titanium (the density is 2.7 g / cm 3 , 1.7 g / cm 3 and 4, respectively).
1 g / cm 3 ), and therefore, it is considered optimal to use plastic as a material only for the purpose of weight reduction.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】前述のようにプラスチ
ック材料は、軽量化のためには最適であったが、耐摩耗
性の点では未だ不充分であった。すなわち、前述のよう
な軽金属のうち、特にアルミニウム合金の場合には、古
くから多くの研究がなされた結果、表面に硬質アルマイ
ト皮膜などの各種の耐摩耗性皮膜を形成することによっ
て、現状では実用的に満足できる程度の耐摩耗性を得る
ことが可能となっている。しかしながらプラスチックの
場合には、たとえエンジニアリングプラスチックや潤滑
性微粒子を分散させたプラスチック複合材といえども、
アルミニウム、アルミニウム合金に耐摩耗性皮膜を形成
した場合と比較すれば格段に耐摩耗性が劣り、特に大き
な摩擦荷重が加わった場合や高速で摩擦が加わった場合
には摩耗が生じることを避け得ないのが実情である。も
ちろんプラスチック材料の表面に種々の方法によってセ
ラミックなどからなる硬質皮膜を形成することも考えら
れるが、現状ではプラスチックと硬質皮膜との間の密着
力を充分に確保することは困難であり、そのため大きな
摩擦荷重や高速摩擦が加わった場合、皮膜が剥離してし
まうおそれがあるから、実際上は耐摩耗部品として使用
することは困難であった。As described above, plastic materials are optimal for weight reduction, but are still insufficient in abrasion resistance. That is, among the light metals mentioned above, especially in the case of aluminum alloys, many studies have been conducted for a long time, and as a result, by forming various wear-resistant films such as hard alumite films on the surface, it is practically used at present. It is possible to obtain a sufficiently satisfactory abrasion resistance. However, in the case of plastic, even if it is an engineering plastic or a plastic composite material in which lubricating fine particles are dispersed,
Compared to the case where a wear-resistant film is formed on aluminum or aluminum alloy, the wear resistance is much lower, especially when large friction load is applied or when friction is applied at high speed, wear can be avoided. There is no fact. Of course, it is conceivable to form a hard film made of ceramic or the like on the surface of a plastic material by various methods. However, at present, it is difficult to ensure a sufficient adhesive force between the plastic and the hard film, and therefore, a large When a frictional load or high-speed friction is applied, the coating may be peeled off, so that it was practically difficult to use it as a wear-resistant part.
【0006】この発明は以上の事情を背景としてなされ
たもので、軽量性に著しく優れると同時に耐摩耗性も優
れた部材を提供することを目的とするものである。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a member which is extremely excellent in light weight and also excellent in wear resistance.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】前述のような課題を解決
するため、この発明においては、基本的には、充分な軽
量性を確保するために基材として軽量なプラスチックを
用い、その基材上にニッケルメッキ等の金属メッキを施
し、望ましくはその金属メッキ層表面に粗面化処理を施
してから、金属メッキ層上にセラミックからなる溶射層
を形成した構成とし、前記セラミック溶射層によって充
分な耐摩耗性を付与するとともに、中間に前記金属メッ
キ層を介在させることによって大きな摩擦荷重、高速の
摩擦でも溶射層の剥離が生じないようにしている。Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, the present invention basically uses a lightweight plastic as a base material in order to secure sufficient lightness, After applying a metal plating such as nickel plating on the metal plating layer, desirably, the surface of the metal plating layer is subjected to a roughening treatment, and then a sprayed layer made of ceramic is formed on the metal plated layer. In addition to providing high wear resistance, the thermal spray layer is prevented from being peeled even by a large friction load and high-speed friction by interposing the metal plating layer in the middle.
【0008】具体的には、請求項1の発明の耐摩耗性軽
量部材は、プラスチックからなる基材の表面に金属から
なるメッキ層が形成され、さらにそのメッキ層上にセラ
ミックからなる溶射層が形成されていることを特徴とす
るものである。Specifically, in the wear-resistant lightweight member according to the first aspect of the present invention, a plating layer made of metal is formed on the surface of a base material made of plastic, and a sprayed layer made of ceramic is further formed on the plating layer. It is characterized by being formed.
【0009】また請求項2の発明の耐摩耗性軽量部材
は、請求項1に記載の耐摩耗性軽量部材において、前記
メッキ層の表面の粗度を、最大あらさ10〜50μmの
範囲内とし、その表面上に前記溶射層を形成したもので
ある。[0010] The wear-resistant lightweight member according to the second aspect of the present invention is the wear-resistant lightweight member according to the first aspect, wherein the surface roughness of the plating layer is within a range of a maximum roughness of 10 to 50 µm. The sprayed layer is formed on the surface.
【0010】さらに請求項3の発明の耐摩耗性軽量部材
は、請求項1に記載の耐摩耗性軽量部材において、前記
メッキ層をニッケルもしくはニッケル合金メッキ層とし
たものである。A third aspect of the present invention is a wear-resistant lightweight member according to the first aspect, wherein the plating layer is a nickel or nickel alloy plating layer.
【0011】また請求項4の発明の耐摩耗性軽量部材
は、請求項1に記載の耐摩耗性軽量部材において、前記
メッキ層を、基材側の銅メッキ層と表面側のニッケルも
しくはニッケル合金メッキ層とからなる構造としたもの
である。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the lightweight wear-resistant member according to the first aspect, wherein the plating layer is formed of a copper plating layer on the substrate side and nickel or nickel alloy on the surface side. It has a structure including a gold plating layer.
【0012】そしてまた請求項5の発明の耐摩耗性軽量
部材は、請求項1に記載の耐摩耗性軽量部材において、
前記溶射層を構成するセラミックとして、酸化物系セラ
ミック、窒化物系セラミック、炭化物系セラミックのう
ちの選ばれた1種または2種以上を用いたものである。Further, the wear-resistant lightweight member of the invention according to claim 5 is the wear-resistant lightweight member according to claim 1,
As the ceramic constituting the thermal sprayed layer, one or more selected from oxide-based ceramics, nitride-based ceramics, and carbide-based ceramics are used.
【0013】さらに請求項6の発明の耐摩耗性軽量部材
は、請求項1に記載の耐摩耗性軽量部材において、前記
基材を構成するプラスチックとして、アクリロニトリル
ブタジエンスチレン共重合体樹脂、ポリアミド系樹脂、
ポリアセタール樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹
脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネー
ト樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、エポキシ樹
脂、ポリスチレン樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリアリレ
ート樹脂、アクリル酸系樹脂、ポリイミド樹脂、硬質塩
化ビニル樹脂、高密度ポリエチレン樹脂、ポリプロピレ
ン樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、フッ素樹
脂系樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレー
ト樹脂、シリコーン樹脂、ポリフェニレンサルファイド
樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアリルサルフォン樹
脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリフェニレンエー
テル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、オキシベ
ンゾイルポリエステル樹脂のうちから選ばれた1種また
は2種以上を用いたものである。Further, according to a sixth aspect of the present invention, there is provided the lightweight wear-resistant member according to the first aspect, wherein the plastic forming the base material is an acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer resin or a polyamide resin. ,
Polyacetal resin, polyethylene terephthalate resin, polybutylene terephthalate resin, polycarbonate resin, polyphenylene oxide resin, epoxy resin, polystyrene resin, polysulfone resin, polyarylate resin, acrylic resin, polyimide resin, hard vinyl chloride resin, high-density polyethylene resin, Polypropylene resin, phenol resin, polyurethane resin, fluororesin resin, unsaturated polyester resin, diallyl phthalate resin, silicone resin, polyphenylene sulfide resin, polyamide imide resin, polyallyl sulfone resin, polyether sulfone resin, polyphenylene ether resin, One or more selected from polyether ether ketone resin and oxybenzoyl polyester resin It is.
【0014】そしてまた請求項7の発明の耐摩耗性軽量
部材は、請求項1に記載の耐摩耗性軽量部材において、
前記メッキ層の厚みを、1μm〜50μmの範囲内とし
たものである。The wear-resistant lightweight member of the invention according to claim 7 is the wear-resistant lightweight member according to claim 1,
The thickness of the plating layer is in the range of 1 μm to 50 μm.
【0015】さらに請求項8の発明の耐摩耗性軽量部材
は、請求項1に記載の耐摩耗性軽量部材において、前記
溶射層の厚みを、50μm〜400μmの範囲内とした
ものである。According to a further aspect of the present invention, there is provided the lightweight wear-resistant member according to the first aspect, wherein the thickness of the sprayed layer is in a range of 50 μm to 400 μm.
【0016】一方請求項9の発明の耐摩耗性軽量部材の
製造方法は、プラスチックからなる基材表面に金属をメ
ッキし、さらにそのメッキ層の表面に粗面化処理を施
し、次いでメッキ層上にセラミックを溶射することを特
徴とするものである。According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a wear-resistant lightweight member, comprising plating a metal on a surface of a plastic substrate, subjecting the surface of the plating layer to a surface roughening treatment, It is characterized by spraying a ceramic on the surface.
【0017】また請求項10の発明の耐摩耗性軽量部材
の製造方法は、請求項9に記載の方法において、前記メ
ッキ層に対する粗面化処理を、硬質粒子をメッキ層表面
に吹付けるブラスト処理によって行なうものである。According to a tenth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a wear-resistant lightweight member according to the ninth aspect, the surface roughening treatment for the plating layer is performed by a blast treatment for spraying hard particles onto the surface of the plating layer. It is done by.
【0018】また請求項11の発明の耐摩耗性軽量部材
の製造方法は、請求項9に記載の方法において、前記基
材表面に粗面化処理を施してから、基材表面に金属のメ
ッキを施すこととしている。According to a eleventh aspect of the present invention, in the method of the ninth aspect, the surface of the substrate is subjected to a surface roughening treatment, and then the surface of the substrate is plated with a metal. Is to be applied.
【0019】さらに請求項12の発明の耐摩耗性軽量部
材の製造方法は、請求項9に記載の方法において、前記
メッキとして、化学ニッケルメッキを施すこととしてい
る。According to a twelfth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a wear-resistant lightweight member according to the ninth aspect, the plating is performed by chemical nickel plating.
【0020】そしてまた請求項13の発明の耐摩耗性軽
量部材の製造方法は、請求項9に記載の方法において、
前記メッキとして、化学ニッケルメッキを施すこととし
ている。[0020] The method for manufacturing a wear-resistant lightweight member according to the invention of claim 13 is the method according to claim 9, wherein
As the plating, chemical nickel plating is performed.
【0021】さらに請求項14の発明の耐摩耗性軽量部
材の製造方法は、請求項9に記載の方法において、前記
メッキとして、基材上に先ず化学銅メッキを行なった
後、化学ニッケルメッキを行ない、さらに電気ニッケル
メッキを施すこととしている。According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a wear-resistant lightweight member according to the ninth aspect, wherein, as the plating, chemical copper plating is first performed on a base material, and then chemical nickel plating is performed. This is followed by electro-nickel plating.
【0022】[0022]
【作用】図1にこの発明の耐摩耗性軽量部材の断面構造
の一例を模式的に示す。FIG. 1 schematically shows an example of a sectional structure of a wear-resistant lightweight member according to the present invention.
【0023】図1において符号1はプラスチックからな
る基材であり、この基材1上には、中間層として金属か
らなるメッキ層2が形成され、さらにこのメッキ層2上
には、最表面層としてセラミックからなる溶射層3が形
成されている。なお基材1の表面1Aは、後述するよう
に粗面化処理が施されてからメッキ層2が形成されるの
が通常である。また溶射層3の表面2Aも、後述するよ
うに粗面化処理を施して、最大あらさ10〜50μmの
粗面としておき、その上にセラミックからなる溶射層3
を形成することが望ましい。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a base material made of plastic, on which a plating layer 2 made of metal is formed as an intermediate layer. The thermal spray layer 3 made of ceramic is formed. The surface 1A of the substrate 1 is usually formed with a plating layer 2 after being subjected to a roughening treatment as described later. The surface 2A of the thermal sprayed layer 3 is also subjected to a surface roughening treatment as described later so as to have a roughened surface having a maximum roughness of 10 to 50 μm.
It is desirable to form
【0024】この発明の耐摩耗性軽量部材においては、
その主要部分を占める基材1が前述のようにプラスチッ
クによって構成されている。一般にプラスチックの密度
は通常1〜1.5g/cm3 程度と極めて軽量であるた
め、基材1としてプラスチックを用いることにより、耐
摩耗性軽量部材全体としてもその軽量性を充分に確保す
ることができる。In the wear-resistant lightweight member of the present invention,
The base material 1 occupying the main part is made of plastic as described above. Generally, the density of plastic is extremely light, usually about 1 to 1.5 g / cm 3. Therefore, by using plastic as the base material 1, it is possible to sufficiently secure the lightness of the wear-resistant lightweight member as a whole. it can.
【0025】一方最表面の溶射層3を構成するセラミッ
クは一般にその硬度が高く、したがって部材に充分な耐
摩耗性を与えるに寄与する。例えば最も一般的なアルミ
ナ(Al2 O3 )の場合、その硬さは溶射の場合Hv8
00程度に達し、硬質アルマイト皮膜(Hv400〜5
00程度)と比較しても高いから、セラミック溶射層に
よって充分な耐摩耗性を与えることができる。ここで、
セラミックをプラスチック基材上に直接溶射した場合、
溶射時の高温によってプラスチック表面が炭化し、その
ためプラスチック基材との間で充分な密着性(耐剥離
性)を確保することが困難となり、また溶射時にプラス
チック基材が熱変形してしまうおそれもあり、さらには
耐摩耗性部材としての使用時の摩擦による熱によってプ
ラスチック基材が熱変形したり、またそれらの熱変形に
より溶射層が剥離しやすくなったりする問題があり、そ
のため従来はプラスチック上にセラミックを溶射して耐
摩耗性部材として使用することは実用上不可能と考えら
れていた。これに対しこの発明の耐摩耗性軽量部材の場
合は、プラスチック基材1とセラミック溶射層3との間
に金属メッキ層2が介在するため、このような問題を回
避して、セラミック溶射層3の剥離等の問題を解消し、
セラミック溶射層3による耐摩耗性を充分に発揮させる
ことができる。On the other hand, the ceramic constituting the outermost thermal spray layer 3 generally has a high hardness, and therefore contributes to imparting sufficient wear resistance to the member. For example, in the case of the most common alumina (Al 2 O 3 ), its hardness is Hv8 in the case of thermal spraying.
00, hard anodized film (Hv400-5
Therefore, sufficient wear resistance can be provided by the ceramic sprayed layer. here,
When ceramic is sprayed directly on a plastic substrate,
The high temperature during thermal spraying causes the plastic surface to carbonize, which makes it difficult to ensure sufficient adhesion (peeling resistance) to the plastic substrate, and that the plastic substrate may be thermally deformed during thermal spraying. In addition, there is a problem that the plastic base material is thermally deformed by the heat due to friction when used as a wear-resistant member, and the thermal spraying tends to peel off the thermal sprayed layer. It has been considered that it is practically impossible to spray ceramics on the material and use it as a wear-resistant member. On the other hand, in the case of the wear-resistant lightweight member of the present invention, since the metal plating layer 2 is interposed between the plastic substrate 1 and the ceramic sprayed layer 3, such a problem is avoided and the ceramic sprayed layer 3 is prevented. Eliminates problems such as peeling
The wear resistance of the ceramic sprayed layer 3 can be sufficiently exhibited.
【0026】すなわち、セラミック溶射層の形成時にお
いては、セラミックは金属メッキ層上に溶射されること
になるが、金属メッキ層2は熱伝導性が良好であるた
め、溶射時の熱が金属メッキ層によって面方向に伝達さ
れて分散され、そのためプラスチック基材表面の高熱に
よる炭化が防止されるとともに、プラスチック基材の熱
変形も防止される。また耐摩耗部品としての使用時にお
いても摩擦による熱が金属メッキ層によって分散される
ため、その熱が局部的に集中することが防止されて、プ
ラスチック基材の熱変形が防止される。そして上述のよ
うにプラスチック基材表面の炭化が防止される結果、セ
ラミック溶射層が下地(金属メッキ層)に充分に密着
し、かつ局部的な熱変形も防止されるところから、溶射
層の剥離を確実に防止することができる。That is, when the ceramic sprayed layer is formed, the ceramic is sprayed on the metal plating layer. However, since the metal plating layer 2 has good thermal conductivity, heat during the spraying is reduced by the metal plating layer. The layer is transmitted and dispersed in the plane direction by the layer, so that carbonization of the surface of the plastic substrate due to high heat is prevented, and thermal deformation of the plastic substrate is also prevented. In addition, even when used as a wear-resistant part, heat due to friction is dispersed by the metal plating layer, so that the heat is prevented from being locally concentrated, and thermal deformation of the plastic base material is prevented. As described above, carbonization of the surface of the plastic substrate is prevented, so that the ceramic sprayed layer sufficiently adheres to the base (metal plating layer) and local thermal deformation is also prevented. Can be reliably prevented.
【0027】また金属メッキ層の表面にブラスト等の粗
面化処理を施してメッキ層の表面粗度を最大あらさにし
て10〜50μmの範囲内に調整し、粗度調整後のメッ
キ層表面にセラミック溶射層を形成することにより、所
謂アンカー効果によって金属メッキ層に対するセラミッ
ク溶射層の密着性を充分に高めることができる。The surface of the metal plating layer is subjected to a surface roughening treatment such as blasting to adjust the surface roughness of the plating layer to a maximum roughness within a range of 10 to 50 μm. By forming the ceramic sprayed layer, the adhesion of the ceramic sprayed layer to the metal plating layer can be sufficiently increased by a so-called anchor effect.
【0028】さらにこの発明の作用を、望ましい態様と
ともに詳細に説明する。Further, the operation of the present invention will be described in detail together with preferred embodiments.
【0029】基材となるプラスチックは、基本的には用
途に応じて任意のものを用いることができるが、一般に
は高強度を有するプラスチックであって、その上に化学
メッキ等によって金属メッキ層を形成する技術が確立さ
れているプラスチックを用いることが望ましい。具体的
には、例えばアクリロニトリルブタジエンスチレン共重
合体樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアセタール樹脂、ポ
リエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタ
レート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンオ
キサイド樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ
サルホン樹脂、ポリアリレート樹脂、アクリル酸系樹
脂、ポリイミド樹脂、硬質塩化ビニル樹脂、高密度ポリ
エチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、フェノール樹脂、
ポリウレタン樹脂、フッ素樹脂系樹脂、不飽和ポリエス
テル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、
ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリアミドイミド樹
脂、ポリアリルサルフォン樹脂、ポリエーテルサルフォ
ン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリエーテルエ
ーテルケトン樹脂、オキシベンゾイルポリエステル樹脂
などを用いることができる。The plastic used as the base material can be basically selected according to the intended use. Generally, it is a plastic having high strength, and a metal plating layer is formed thereon by chemical plating or the like. It is desirable to use a plastic for which a forming technique is established. Specifically, for example, acrylonitrile butadiene styrene copolymer resin, polyamide resin, polyacetal resin, polyethylene terephthalate resin, polybutylene terephthalate resin, polycarbonate resin, polyphenylene oxide resin, epoxy resin, polystyrene resin, polysulfone resin, polyarylate resin, Acrylic resin, polyimide resin, hard vinyl chloride resin, high density polyethylene resin, polypropylene resin, phenol resin,
Polyurethane resin, fluororesin resin, unsaturated polyester resin, diallyl phthalate resin, silicone resin,
Polyphenylene sulfide resin, polyamide imide resin, polyallyl sulfone resin, polyether sulfone resin, polyphenylene ether resin, polyether ether ketone resin, oxybenzoyl polyester resin, and the like can be used.
【0030】上述のようなプラスチック基材1上には図
1に示すように金属からなるメッキ層2が形成される。
このメッキ層2は、化学メッキのみによって形成しても
良く、あるいは化学メッキ後、さらに電気メッキを施し
て形成しても良い。またメッキ層2の金属としては、要
はプラスチックへの化学メッキが可能でかつセラミック
溶射層との密着性が良好なものであれば良いが、通常は
ニッケル(以下ではニッケル合金を含むものとする)が
最適である。但しニッケルを用いる場合も、ニッケル単
独のメッキ層とする場合のほか、銅メッキ後ニッケルメ
ッキを施すこともある。なおここでメッキ方法とメッキ
金属との組合せとしては、化学ニッケルメッキ(化学ニ
ッケル合金メッキも含むものとする)単独、あるいは化
学銅メッキ後に化学ニッケルメッキを施す場合、また化
学銅メッキ後、電気ニッケルメッキ(電気ニッケル合金
メッキを含む)を施す場合、さらには化学銅メッキ後、
化学ニッケルメッキを施してから電気メッキを施す場合
などがある。いずれにしてもプラスチック基材上への最
初のメッキは化学メッキを用いるのが通常である。On the plastic substrate 1 as described above, a plating layer 2 made of metal is formed as shown in FIG.
This plating layer 2 may be formed only by chemical plating, or may be formed by further performing electroplating after chemical plating. The metal of the plating layer 2 may be any metal that can be chemically plated on plastic and has good adhesion to the ceramic sprayed layer, but is usually nickel (hereinafter, a nickel alloy is included). Optimal. However, when nickel is used, nickel plating may be performed after copper plating in addition to the case where a nickel-only plating layer is used. Here, as the combination of the plating method and the plating metal, chemical nickel plating (including chemical nickel alloy plating) alone, chemical nickel plating followed by chemical nickel plating, or chemical copper plating followed by electric nickel plating ( (Including electric nickel alloy plating), and after chemical copper plating,
In some cases, electroplating is performed after chemical nickel plating. In any case, the first plating on the plastic substrate usually uses chemical plating.
【0031】また実際にプラスチック基材上に金属メッ
キ層を形成するにあたっては、メッキ前にプラスチック
基材の表面を粗面化しておくのが通常である。この粗面
化処理は、アンカー効果によってプラスチック基材に対
するメッキ層の密着性を向上させることを目的とするも
のである。粗面化処理の具体的手法としては、一般には
三酸化クロム−硫酸の如きクロム酸−硫酸系のエッチン
グ液あるいはアルカリエッチング液などを用いて湿式の
化学エッチングにより粗面化する方法が一般的である
が、ブラストあるいはホーニング等の機械的粗面化処理
を適用することもでき、さらにはこれらを併用しても良
い。なおこの場合の粗面化処理は、通常は表面粗度が最
大粗さにして5〜20μm程度となるように行なう。When a metal plating layer is actually formed on a plastic substrate, it is usual that the surface of the plastic substrate is roughened before plating. The purpose of this roughening treatment is to improve the adhesion of the plating layer to the plastic substrate by the anchor effect. As a specific method of the surface roughening treatment, generally, a method of roughening the surface by wet chemical etching using a chromic acid-sulfuric acid type etching solution such as chromium trioxide-sulfuric acid or an alkali etching solution is generally used. However, a mechanical surface roughening treatment such as blasting or honing may be applied, and these may be used in combination. In this case, the surface roughening treatment is usually performed so that the surface roughness is about 5 to 20 μm as the maximum roughness.
【0032】ここで、プラスチック基材上にメッキ層を
形成するための代表的なプロセスを示せば、次の通りで
ある。Here, a typical process for forming a plating layer on a plastic substrate will be described as follows.
【0033】すなわち、先ずプラスチック基材表面を公
知の手法によって洗浄した後、前述のように化学的エッ
チングあるいは機械的方法によって表面を粗面化する。
化学的エッチングを行なった後には、表面を中和させ
る。次いで、プラスチックの種類によっては必要に応じ
てコンディショニングを行なってから、化学メッキの核
となる金属パラジウム核を生成させるためのキャタリス
トとして、塩化パラジウム、塩化スズ(II)、塩酸と
からなる液に浸漬する処理を行ない、さらに金属パラジ
ウムの活性化を図るための反応促進処理を行ない、その
後化学メッキを行なう。化学メッキ後には必要に応じて
さらに電気メッキを行ない、洗浄後、乾燥させる。電気
メッキは、通常の方法に従って行なえば良いが、例えば
ニッケルメッキの場合ストライクメッキを行なってから
半光沢ニッケルメッキあるいは光沢ニッケルメッキを施
せば良い。That is, first, the surface of the plastic substrate is washed by a known method, and then the surface is roughened by a chemical etching or a mechanical method as described above.
After chemical etching, the surface is neutralized. Next, depending on the type of plastic, conditioning is performed as necessary, and then as a catalyst for generating metal palladium nuclei serving as nuclei for chemical plating, a liquid containing palladium chloride, tin (II) chloride, and hydrochloric acid is used. An immersion treatment is performed, a reaction promoting treatment for activating metal palladium is performed, and then a chemical plating is performed. After the chemical plating, electroplating is further performed as necessary, and after cleaning, drying is performed. The electroplating may be performed according to a normal method. For example, in the case of nickel plating, strike plating is performed, and then semi-bright nickel plating or bright nickel plating may be performed.
【0034】金属メッキ層の厚みは1〜50μmの範囲
内が望ましい。1μm未満では溶射時の熱や摩擦部材と
しての使用時における熱を分散させる効果が充分に得ら
れず、ひいては溶射層の剥離を防止する効果が充分に得
られない。また金属メッキ層の厚みが1μm未満では、
金属メッキ後の粗面化処理において充分に粗面化するこ
とができず、局部的に下地のプラスチック基材が露出し
てしまうおそれがある。一方50μmを越える厚い金属
メッキ層を形成することは経済性を悪化させるだけであ
る。なお金属メッキ層の厚みは1〜50μmの範囲内で
も特に3〜50μmとすることが最適である。また金属
メッキを化学メッキのみによって行なう場合は、厚みを
最大10μm程度までとし、また化学メッキ後に電気メ
ッキを行なう場合には、1〜2μm程度化学メッキを施
しておいてから、必要厚まで電気メッキを施すことが望
ましい。なおまた電気メッキを適用する場合、メッキ層
の内部応力を少なくするため、光沢剤などの添加剤は必
要最小限度内にとどめることが望ましい。The thickness of the metal plating layer is preferably in the range of 1 to 50 μm. If it is less than 1 μm, the effect of dispersing the heat at the time of thermal spraying and the heat at the time of use as a friction member cannot be sufficiently obtained, and the effect of preventing the sprayed layer from peeling off cannot be sufficiently obtained. If the thickness of the metal plating layer is less than 1 μm,
Roughening cannot be performed sufficiently in the roughening treatment after metal plating, and the underlying plastic base material may be locally exposed. On the other hand, forming a thick metal plating layer exceeding 50 μm only deteriorates economic efficiency. The thickness of the metal plating layer is most preferably in the range of 1 to 50 μm, particularly 3 to 50 μm. If the metal plating is performed only by chemical plating, the thickness should be up to about 10 μm. If the electroplating is to be performed after chemical plating, the chemical plating should be performed to about 1 to 2 μm before the electroplating to the required thickness. It is desirable to apply. When applying electroplating, it is desirable to keep additives such as brighteners to a minimum necessary amount in order to reduce the internal stress of the plating layer.
【0035】金属メッキ層上にはセラミックの溶射層を
形成するが、溶射前に予め金属メッキ層表面に粗面化処
理を施しておくことが望ましい。粗面化処理は、アンカ
ー効果によって溶射層の密着性を高めるために行なわれ
るが、粗面化の程度が最大あらさ(Rt)にして10μ
m未満ではその効果が充分に得られず、一方最大あらさ
が50μmを越えれば溶射層の厚みが不均一となってし
まうから、粗面化の程度はRt10〜50μmの範囲内
とすることが好ましく、より望ましくはRt10〜30
μmの範囲内とする。粗面化処理の具体的方法として
は、機械的粗面化法が適当であるが、場合によっては化
学エッチングによる湿式粗面化法も適用できる。機械的
粗面化法としては、硬質微粒子を表面に吹付けるブラス
ト法が最適であるが、このほかホーニング等の手法を適
用しても良い。ブラストの場合、硬質微粒子としては#
100〜#220程度のホワイトアルミナ粒子を用いる
ことが望ましい。Although a ceramic sprayed layer is formed on the metal plating layer, it is desirable that the surface of the metal plating layer be subjected to a roughening treatment before spraying. The surface roughening treatment is performed to enhance the adhesion of the sprayed layer by the anchor effect, but the degree of surface roughening is set to 10 μm to the maximum roughness (Rt).
When the thickness is less than m, the effect cannot be sufficiently obtained. On the other hand, when the maximum roughness exceeds 50 μm, the thickness of the sprayed layer becomes non-uniform. Therefore, the degree of surface roughening is preferably in the range of Rt10 to 50 μm. , More preferably Rt10 to 30
It is within the range of μm. As a specific method of the surface roughening treatment, a mechanical surface roughening method is appropriate, but in some cases, a wet surface roughening method by chemical etching can also be applied. As the mechanical surface roughening method, a blast method in which hard fine particles are sprayed on the surface is optimal, but in addition, a method such as honing may be applied. In the case of blast, #
It is desirable to use about 100 to # 220 white alumina particles.
【0036】粗面化処理後の金属メッキ層表面に溶射さ
れるセラミックとしては、安価な汎用のもの、例えば酸
化物系セラミックとしては、アルミナ(Al2 O3 )、
酸化クロム(Cr2 O3 )、二酸化ケイ素(Si
O2 )、二酸化チタン(TiO2 )、ジルコニア(Zr
O2 )、ジルコン(ZrO2 +SiO2 )等、窒化物系
セラミックとしては窒化チタン(TiN)、窒化ケイ素
(Si3 N4 )等、炭化物系セラミックとしては炭化タ
ングステン(WC)、炭化クロム(Cr3 C2 )、炭化
ジルコニウム(ZrC)、炭化チタン(TiC)等を用
いることができ、またもちろんこれらの2種以上の混合
物でも良い。実際上は、Al2 O3 を主体としこれに少
量のSiO2 等を添加したホワイトアルミナ溶射材(代
表成分:Al2O3 98.5%、SiO2 1%)、ある
いはCr2 O3 を主体とし、これに少量のTiO2 等を
添加した酸化クロム系溶射材(代表成分:Cr2 O3 9
6%、少量のTiO2 2%)などを用いることができ
る。As the ceramic sprayed on the surface of the metal plating layer after the surface roughening treatment, inexpensive general-purpose ceramics, for example, alumina (Al 2 O 3 ) as the oxide ceramic,
Chromium oxide (Cr 2 O 3 ), silicon dioxide (Si
O 2 ), titanium dioxide (TiO 2 ), zirconia (Zr
O 2), zircon (ZrO 2 + SiO 2) or the like, titanium nitride as the nitride-based ceramics (TiN), silicon nitride (Si 3 N 4) or the like, carbide-based As the ceramic tungsten carbide (WC), chromium carbide (Cr 3 C 2 ), zirconium carbide (ZrC), titanium carbide (TiC) and the like can be used, and of course, a mixture of two or more of these may be used. Practically, a white alumina sprayed material (representative component: 98.5% of Al 2 O 3 , 1% of SiO 2 ) mainly composed of Al 2 O 3 and a small amount of SiO 2 added thereto, or Cr 2 O 3 a principal, and a small amount of chromium oxide-based thermal spray material with the addition of TiO 2 or the like (representative component: Cr 2 O 3 9
6%, a small amount of TiO 2 2%) or the like can be used.
【0037】セラミック溶射層の厚みは、50μm未満
では充分な耐摩耗性が得られない。一方溶射層の厚みが
厚いほど耐摩耗性では優れるが、厚過ぎれば経済性や密
着性を損なうから、通常は50〜400μmの範囲内と
することかが望ましい。If the thickness of the ceramic sprayed layer is less than 50 μm, sufficient wear resistance cannot be obtained. On the other hand, the greater the thickness of the thermal sprayed layer, the better the abrasion resistance. However, if the thickness is too large, the economy and the adhesion will be impaired.
【0038】セラミック溶射のための具体的な溶射方法
としては、セラミックの焼結棒を高温(3000℃程
度)の酸素−アセチレン炎中で溶融し、その溶滴をエア
ジェット中で加速し、噴射して対象材に吹付ける所謂ロ
ーカイド溶射法が最適であるが、このほかプラズマパウ
ダー溶射法なども適用することができる。なおこの溶射
自体は、大気圧中でも減圧雰囲気でも支障ない。As a specific thermal spraying method for ceramic thermal spraying, a ceramic sintered rod is melted in a high-temperature (about 3000 ° C.) oxygen-acetylene flame, and the droplets are accelerated in an air jet to spray. The so-called rowide spraying method, in which the target material is sprayed onto the target material, is most suitable, but a plasma powder spraying method or the like can also be applied. Note that this thermal spraying itself does not matter at atmospheric pressure or under reduced pressure.
【0039】溶射後の表面は通常は平滑でない場合が多
く、そこで溶射後には砥石やダイヤモンド研摩材などに
よって最大あらさ数μm程度、用途によっては最大あら
さ1μm以下に平滑化することが望ましい。The surface after thermal spraying is usually not smooth. Therefore, it is desirable that the surface after thermal spraying be smoothed to a maximum roughness of about several μm with a grindstone or a diamond abrasive, or to a maximum roughness of 1 μm or less depending on the application.
【0040】以上のようにして、著しく軽量でかつ耐摩
耗性に優れた耐摩耗性部材を得ることができる。なお部
材表面は耐食性が良好でかつ電気絶縁性を有するセラミ
ックで覆われているため、部材としても耐摩耗性に優れ
るばかりでなく、耐食性や電気絶縁性にも優れている。As described above, a wear-resistant member which is extremely lightweight and has excellent wear resistance can be obtained. Since the surface of the member is covered with ceramic having good corrosion resistance and electrical insulation, not only is the member excellent in wear resistance, but also excellent in corrosion resistance and electrical insulation.
【0041】[0041]
実施例1 汎用プラスチックであるABS(アクリロニトリルブタ
ジエンスチレン共重合体)樹脂、エンジニアリングプラ
スチックであるPOM(ポリアセタール)樹脂、および
スーパーエンジニアリングプラスチックであるPSF
(ポリスルホン)樹脂のそれぞれを用いて100mm×
100mm×8mmの板材を作成し、これらを基材とし
た。各基材表面に#150のアルミナ粒子を用いてブラ
ストによる機械的粗面化処理を行ない、基材表面の粗度
を最大あらさ10μmに調整した。Example 1 ABS (acrylonitrile butadiene styrene copolymer) resin as a general-purpose plastic, POM (polyacetal) resin as an engineering plastic, and PSF as a super engineering plastic
(Polysulfone) 100 mm ×
A 100 mm × 8 mm plate was prepared and used as a base material. The surface of each base material was mechanically roughened by blasting using # 150 alumina particles to adjust the roughness of the base material surface to a maximum roughness of 10 μm.
【0042】次いで各基材表面にプラスチック上への公
知の化学メッキ方式(具体的にはエンソン−OMI社の
エンシールドプロセス)を適用し、メルテックス(株)
のメルプレートNI−802を使用して化学メッキによ
りニッケルメッキ層を形成した。また一部の試料は、上
述のように化学ニッケルメッキを施した後、さらにメル
テック(株)製光沢剤ナイカルPC−3を使用して公知
の応力フリー電気ニッケルメッキを施した。ここでメッ
キ厚は、化学ニッケルメッキ単独の場合は2μm、5μ
mの2種類の膜厚とした。また化学ニッケルメッキ後電
気ニッルメッキを施す場合は、化学ニッケルメッキで膜
厚1μmのメッキ層を形成した後、電気ニッケルメッキ
によって総厚10μm、20μm、30μmの3種類の
膜厚とした。メッキ後に、ニッケルメッキ層表面に機械
的粗面化処理として、#150のアルミナ粒子を用いて
ブラスト処理を行ない、メッキ層表面の粗度を最大あら
さ15μmに調整した。Then, a known chemical plating method (specifically, an Enshield process of Enson-OMI) on plastic is applied to the surface of each base material, and Meltex Co., Ltd.
Was used to form a nickel plating layer by chemical plating. Some of the samples were subjected to chemical nickel plating as described above, and then to known stress-free electric nickel plating using a brightener Nical PC-3 manufactured by Meltec Co., Ltd. Here, the plating thickness is 2 μm and 5 μm for chemical nickel plating alone.
m and two types of film thickness. Further, in the case of performing electric nilt plating after chemical nickel plating, a plating layer having a thickness of 1 μm was formed by chemical nickel plating, and then three kinds of total thicknesses of 10 μm, 20 μm, and 30 μm were formed by electric nickel plating. After plating, the surface of the nickel plating layer was blasted using # 150 alumina particles as a mechanical roughening treatment to adjust the roughness of the plating layer surface to a maximum roughness of 15 μm.
【0043】次いで大気中プラズマパウダースプレー装
置によって溶射用ホワイトアルミナパウダ(Al2 O3
98.5%、SiO2 1%、MgO+CaO0.5%)
を溶射した。溶射層の厚みは120μm、250μmの
2種類とした。溶射直後の表面あらさは、溶射後の厚み
が120μmの場合は最大あらさ25μm、溶射層の厚
みが250μmの場合は最大あらさ30μmであった。
そこで溶射後にダイヤモンドバイト研摩を行ない、面粗
度を溶射層厚みが120μmの場合は最大あらさ3μ
m、溶射層厚みが250μmの場合は最大あらさ5μm
に調整した。Next, a white alumina powder (Al 2 O 3) for thermal spraying was sprayed with an atmospheric plasma powder spray device.
98.5%, SiO 2 1%, MgO + CaO 0.5%)
Was sprayed. The thicknesses of the sprayed layers were 120 μm and 250 μm. The surface roughness immediately after thermal spraying was a maximum roughness of 25 μm when the thickness after thermal spraying was 120 μm, and a maximum roughness of 30 μm when the thickness of the thermal sprayed layer was 250 μm.
Therefore, a diamond bite is polished after thermal spraying, and the surface roughness is adjusted to a maximum roughness of 3 μm when the thickness of the thermal sprayed layer is 120 μm.
m, maximum roughness 5 μm when sprayed layer thickness is 250 μm
Was adjusted.
【0044】以上のようにして得られた各部材につい
て、次のようにして耐摩耗性を評価した。Each member obtained as described above was evaluated for abrasion resistance as follows.
【0045】すなわち各部材の中央に直径7mmの穴を形
成して、テーバー摩耗試験片とした。そして相手材(摩
耗輪)としてCS−17を用い、荷重1kg、回転速度
72r.p.m.にてテーバー摩耗試験を行ない、1
0,000回だけ回転摩耗させたときの摩耗量(摩耗前
後の重量の差)を測定した。その結果を表1、表2に示
す。また同時に比較材として、前述の各プラスチック基
材にニッケルメッキ層および溶射層を形成しなかった試
験片と、アルミニウム合金(A 5052)に50μm
の厚みの硫酸硬質アルマイト皮膜を形成した試験片(ア
ルマイト皮膜のマイクロビッカース硬さ430Hv)、
および耐摩耗耐久性に優れているとされている超耐熱フ
ェノール樹脂からなる試験片についても、前記と同じ条
件でテーバー摩耗試験を行ない、摩耗量を測定したの
で、その結果も表1、表2に併せて示す。また、各試験
片について、比重により摩耗量を摩耗深さに換算したの
で、その換算摩耗深さも併せて表1に示す。なおこの換
算にあたっては、ABS樹脂の比重は1.06、POM
樹脂の比重は1.45、PSF樹脂の比重は1.24、
超耐熱フェノール樹脂の比重は1.45、硬質アルマイ
ト皮膜の比重は3.1と仮定した。That is, a hole having a diameter of 7 mm was formed in the center of each member to obtain a Taber abrasion test piece. Using CS-17 as a mating material (wear wheel), a load of 1 kg and a rotation speed of 72 r. p. m. A Taber abrasion test at
The amount of abrasion (difference in weight before and after abrasion) was measured when the abrasion was performed only 000 times. The results are shown in Tables 1 and 2. At the same time, as a comparative material, a test piece in which a nickel plating layer and a sprayed layer were not formed on each of the above-mentioned plastic base materials, and a 50 μm
A test piece (micro-Vickers hardness of anodized film of 430 Hv) on which a sulfuric acid hard alumite film having a thickness of
For a test piece made of a super heat-resistant phenol resin which is considered to be excellent in wear resistance and durability, a Taber abrasion test was performed under the same conditions as above, and the wear amount was measured. The results are also shown in Tables 1 and 2. Are shown together. Further, for each test piece, the wear amount was converted to the wear depth by the specific gravity, and the converted wear depth is also shown in Table 1. In this conversion, the specific gravity of the ABS resin was 1.06 and POM
The specific gravity of the resin is 1.45, the specific gravity of the PSF resin is 1.24,
The specific gravity of the super heat resistant phenolic resin was assumed to be 1.45, and the specific gravity of the hard alumite film was assumed to be 3.1.
【0046】[0046]
【表1】 [Table 1]
【0047】[0047]
【表2】 [Table 2]
【0048】表1、表2に示されるように、この発明に
よる部材(本発明材)の場合は、プラスチック単独の場
合と比較して格段に耐摩耗性が向上されており、特に中
間層として20〜30μmの厚みのニッケルメッキ層を
形成した場合には、硬質アルマイト皮膜を形成したアル
ミニウム合金材と同等かまたはそれ以上に優れた耐摩耗
性を示すことが判明した。As shown in Tables 1 and 2, in the case of the member according to the present invention (the material of the present invention), the abrasion resistance is remarkably improved as compared with the case of using the plastic alone, and especially as the intermediate layer. It was found that when a nickel plating layer having a thickness of 20 to 30 μm was formed, the wear resistance was equal to or better than that of an aluminum alloy material on which a hard alumite film was formed.
【0049】実施例2 実施例1における化学ニッケルメッキの代りに、メルテ
ックス(株)のメルプレートCU−390を用いて化学
銅メッキを施して、基材上に銅メッキ層を形成した点以
外は、実施例1と全く同様な基材、プロセスを適用し
た。その場合も実施例1と同様な結果が得られた。Example 2 Instead of the chemical nickel plating in Example 1, except that a chemical copper plating was performed using a Melplate CU-390 manufactured by Meltex Co., Ltd. to form a copper plating layer on the base material. Applied the same base material and process as in Example 1. In this case, the same result as in Example 1 was obtained.
【0050】[0050]
【発明の効果】この発明の耐摩耗性部材は、基材として
著しく軽量なプラスチックを用いているため、部材全体
としても従来のアルミニウム合金等の軽金属からなる耐
摩耗性部材と比較して格段に軽量であり、しかも最表面
に硬質なセラミックの溶射層が形成されているため、耐
摩耗性も従来のアルミニウム合金に対する硬質アルマイ
ト皮膜と同程度に優れている。そしてセラミックの溶射
層とプラスチック基材との間に金属メッキ層が介在して
いるため、溶射時の熱や耐摩耗性部材としての使用時の
摩擦熱が直接プラスチック基材に加わることがなく、金
属メッキ層によって面方向に分散され、そのため溶射時
の熱によってプラスチック基材表面が炭化されて溶射層
が剥離しやすくなったり、同じく溶射時の熱や使用時の
摩擦熱によってプラスチック基材に局部的な熱変形が生
じて溶射層が剥離しやすくなったりすることが防止さ
れ、そのため溶射層の耐剥離性が充分に高く、大きな摩
擦荷重が加わった場合や高速の摩擦が加わった場合でも
溶射層が剥離するおそれが少なく、その点からも充分な
耐摩耗性を発揮することができる。Since the wear-resistant member of the present invention uses a remarkably lightweight plastic as a base material, the entire member is much more remarkable than a conventional wear-resistant member made of a light metal such as an aluminum alloy. Since it is lightweight and has a hard ceramic sprayed layer formed on the outermost surface, its wear resistance is as good as that of a conventional hard anodized aluminum alloy film. And since the metal plating layer is interposed between the ceramic sprayed layer and the plastic substrate, the heat during thermal spraying and the frictional heat when used as a wear-resistant member are not directly applied to the plastic substrate, It is dispersed in the plane direction by the metal plating layer, so that the heat of the spraying causes the surface of the plastic substrate to be carbonized and the sprayed layer is easily peeled off. The thermal spraying layer prevents the thermal spraying layer from easily peeling off, so the thermal spraying layer has sufficiently high peeling resistance, and sprays even when a large frictional load or high-speed friction is applied. The layer is less likely to be peeled off, and from this point, sufficient abrasion resistance can be exhibited.
【0051】そしてまた特に金属メッキ層の表面を粗面
化して金属溶射層を形成した場合には、溶射層のセラミ
ックに対するアンカー効果が得られ、そのため溶射層の
密着性が充分に高くなり、溶射層の耐剥離性を充分に高
めることができる。In particular, when the metal sprayed layer is formed by roughening the surface of the metal plating layer, an effect of anchoring the sprayed layer to the ceramic is obtained, so that the adhesion of the sprayed layer becomes sufficiently high, The peel resistance of the layer can be sufficiently increased.
【図1】この発明の耐摩耗性軽量部材の断面構造の一例
を模式的に示す縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing an example of a sectional structure of a wear-resistant lightweight member of the present invention.
1 基材 2 メッキ層 3 溶射層 1 base material 2 plating layer 3 sprayed layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 千葉 国雄 埼玉県浦和市文蔵5−15−3−108 (72)発明者 安原 義信 埼玉県川口市北原台1−3−20 (72)発明者 杉本 文也 埼玉県浦和市文蔵5−7−4 日本コー ティング工業株式会社内 (72)発明者 石橋 正嗣 東京都板橋区蓮根3−20−5 藤倉プラ スチック株式会社内 (56)参考文献 特開 平1−165754(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23C 28/00 C23C 4/10 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Kunio Chiba 5-15-3-108 Bunzo, Urawa City, Saitama Prefecture (72) Inventor Yoshinobu Yasuhara 1-3-20 Kitaharadai, Kawaguchi City, Saitama Prefecture (72) Inventor Sugimoto Fumiya 5-7-4 Bunzo, Urawa-shi, Saitama Japan Coating Industry Co., Ltd. (72) Inventor Masashi Ishibashi 3-20-5 Hasune, Itabashi-ku, Tokyo Fujikura Plastic Co., Ltd. (56) References JP 1-165754 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C23C 28/00 C23C 4/10
Claims (14)
からなるメッキ層が形成され、さらにそのメッキ層上に
セラミックからなる溶射層が形成されていることを特徴
とする耐摩耗性軽量部材。1. A wear-resistant lightweight member characterized in that a plating layer made of metal is formed on a surface of a base material made of plastic, and a sprayed layer made of ceramic is formed on the plating layer.
さ10〜50μmの範囲内とされ、その表面上に前記溶
射層が形成されている、請求項1に記載の耐摩耗性軽量
部材。2. The wear-resistant lightweight member according to claim 1, wherein the surface roughness of the plating layer is within a range of a maximum roughness of 10 to 50 μm, and the sprayed layer is formed on the surface. .
ル合金からなるメッキ層である、請求項1に記載の耐摩
耗性軽量部材。3. The wear-resistant lightweight member according to claim 1, wherein the plating layer is a plating layer made of nickel or a nickel alloy.
表面側のニッケルもしくはニッケル合金メッキ層とから
なる、請求項1に記載の耐摩耗性軽量部材。4. The wear-resistant lightweight member according to claim 1, wherein the plating layer comprises a copper plating layer on the base material side and a nickel or nickel alloy plating layer on the surface side.
化物系セラミック、窒化物系セラミック、炭化物系セラ
ミックのうちの選ばれた1種または2種以上である、請
求項1に記載の耐摩耗性軽量部材。5. The wear resistance according to claim 1, wherein the ceramic constituting the sprayed layer is at least one selected from an oxide ceramic, a nitride ceramic, and a carbide ceramic. Lightweight material.
クリロニトリルブタジエンスチレン共重合体樹脂、ポリ
アミド系樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエチレンテレ
フタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポ
リカーボネート樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、
エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリサルホン樹脂、
ポリアリレート樹脂、アクリル酸系樹脂、ポリイミド樹
脂、硬質塩化ビニル樹脂、高密度ポリエチレン樹脂、ポ
リプロピレン樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹
脂、フッ素樹脂系樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジア
リルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、ポリフェニレン
サルファイド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアリル
サルフォン樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリフ
ェニレンエーテル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹
脂、オキシベンゾイルポリエステル樹脂のうちから選ば
れた1種または2種以上である、請求項1に記載の耐摩
耗性軽量部材。6. The plastic constituting the base material is acrylonitrile butadiene styrene copolymer resin, polyamide resin, polyacetal resin, polyethylene terephthalate resin, polybutylene terephthalate resin, polycarbonate resin, polyphenylene oxide resin,
Epoxy resin, polystyrene resin, polysulfone resin,
Polyarylate resin, acrylic acid resin, polyimide resin, hard vinyl chloride resin, high-density polyethylene resin, polypropylene resin, phenol resin, polyurethane resin, fluororesin resin, unsaturated polyester resin, diallyl phthalate resin, silicone resin, polyphenylene sulfide 2. A resin selected from the group consisting of a resin, a polyamideimide resin, a polyallyl sulfone resin, a polyether sulfone resin, a polyphenylene ether resin, a polyether ether ketone resin, and an oxybenzoyl polyester resin. 2. A wear-resistant lightweight member according to item 1.
mの範囲内である、請求項1に記載の耐摩耗性軽量部
材。7. The plating layer has a thickness of 1 μm to 50 μm.
The wear-resistant lightweight member according to claim 1, wherein the value is within the range of m.
μmの範囲内である、請求項1に記載の耐摩耗性軽量部
材。8. The thermal sprayed layer has a thickness of 50 μm to 400 μm.
The wear-resistant lightweight member according to claim 1, which is in a range of μm.
メッキし、さらにそのメッキ層の表面に粗面化処理を施
し、次いでメッキ層上にセラミックを溶射することを特
徴とする、耐摩耗性軽量部材の製造方法。9. A wear-resistant, lightweight material characterized by plating a metal on the surface of a plastic substrate, subjecting the surface of the plating layer to a surface roughening treatment, and then spraying a ceramic on the plating layer. Manufacturing method of the member.
メッキ層表面に硬質粒子を吹付けるブラスト処理によっ
て行なう、請求項9に記載の耐摩耗性軽量部材の製造方
法。10. A roughening treatment for the plating layer,
The method for producing a wear-resistant lightweight member according to claim 9, wherein the method is performed by blasting in which hard particles are sprayed on the plating layer surface.
から、基材表面に金属のメッキを施す、請求項9に記載
の耐摩耗性軽量部材の製造方法。11. The method for producing a wear-resistant lightweight member according to claim 9, wherein the surface of the substrate is subjected to a surface roughening treatment, and then the surface of the substrate is plated with metal.
キを施す、請求項9に記載の耐摩耗性軽量部材の製造方
法。12. The method for producing a wear-resistant lightweight member according to claim 9, wherein a chemical nickel plating is applied as the plating.
ニッケルメッキを行なった後、さらに電気ニッケルメッ
キを施す、請求項9に記載の耐摩耗性軽量部材の製造方
法。13. The method for manufacturing a wear-resistant lightweight member according to claim 9, wherein, as the plating, a chemical nickel plating is first performed on the base material, and then an electric nickel plating is further performed.
銅メッキを行なった後、化学ニッケルメッキを行ない、
さらに電気ニッケルメッキを施す、請求項9に記載の耐
摩耗性軽量部材の製造方法。14. As the plating, a chemical copper plating is first performed on a base material, and then a chemical nickel plating is performed.
The method for producing a wear-resistant lightweight member according to claim 9, further comprising applying an electric nickel plating.
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