JP3297320B2 - 肉盛方法 - Google Patents

肉盛方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、対象体にろう材を
溶射してから肉盛材を溶射した後に当該対象体を加熱す
ることにより、対象体と肉盛材とをろう付けする肉盛方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】対象体に肉盛材を溶射するにあたって、
対象体と肉盛材との接着強度を向上させる場合には、例
えば、特開昭60−125364号公報に開示された方
法がある。この方法は、対象体にろう材を溶射してから
肉盛材を溶射した後、この対象体を炉内で加熱して当該
対象体と肉盛材とをろう付けすることにより、当該対象
体と肉盛材との接着強度を高めるようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような方法では、加熱後のろう材の凝固収縮や肉盛材
に生じる残留応力などにより、図8に示すように、ろう
材23にポロシテイ(porosity :有孔部分、空胴部分)
23aを生じてしまうことがあった。このようなポロシ
テイ23aがろう材23に生じてしまうと、ろう材23
の強度が弱くなってしまい、対象体21と肉盛材22と
の接着強度の向上を十分に図ることができなくなってし
まう。
【0004】このようなことから、本発明は、ろう材に
おけるポロシテイの発生を抑制しながら対象体と肉盛材
とをろう付けすることができる肉盛方法を提供すること
を目的とした。
【0005】
【課題を解決するための手段】前述した課題を解決する
ための、第一番目の発明による肉盛方法は、対象体の対
象面にろう材を溶射してから肉盛材を溶射した後に当該
対象体を加熱することにより当該対象体と上記肉盛材と
をろう付けする肉盛方法であって、上記対象体の上記対
象面に上記ろう材を押し付ける残留応力を上記肉盛材が
有するように当該肉盛材を溶射することを特徴とする。
【0006】第一番目の発明による肉盛方法において
は、前記対象体が筒体であり、前記対象面が内周面であ
る場合、前記残留応力が圧縮応力となるように前記肉盛
材を溶射することを特徴とする。
【0007】上述の肉盛方法においては、前記肉盛材を
高速フレーム溶射法(HVOF)または高圧/高速フレ
ーム溶射法(HP/HVOF)により溶射することを特
徴とする。
【0008】第一番目の発明による肉盛方法において
は、前記対象体が筒体であり、前記対象面が外周面であ
る場合、前記残留応力が引張応力となるように前記肉盛
材を溶射することを特徴とする。
【0009】上述の肉盛方法においては、前記肉盛材を
プラズマ溶射法またはガス溶射法により溶射することを
特徴とする。
【0010】前述した課題を解決するための、第二番目
の発明による肉盛方法は、対象体の対象面にろう材を溶
射してから肉盛材を溶射した後に当該対象体を加熱する
ことにより当該対象体と上記肉盛材とをろう付けする肉
盛方法であって、上記対象体の上記対象面に上記ろう材
を押し付ける押圧力を上記肉盛材に加えながら上記加熱
を行うことを特徴とする。
【0011】第二番目の発明による肉盛方法において
は、前記対象体が筒体であり、前記対象面が内周面であ
る場合、当該対象体よりも熱膨張率の大きい付勢体を当
該対象体の内部に嵌合して前記加熱を行うことを特徴と
する。
【0012】第二番目の発明による肉盛方法において
は、前記対象体が筒体であり、前記対象面が外周面であ
る場合、当該対象体よりも熱膨張率の小さい付勢体を当
該対象体の外周面に嵌合して前記加熱を行うことを特徴
とする。
【0013】第二番目の発明による肉盛方法において
は、前記対象体の前記対象面が平面である場合、所定の
重量を有する付勢体を当該対象体の当該対象面上に載せ
ながら前記加熱を行うことを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】第一番目の発明による肉盛方法の
実施の形態を図1を用いて説明する。なお、図1は、そ
の手順を表すフロー図である。
【0015】まず、対象体の対象面以外をテープ等のマ
スキング材でマスキング(図1(a))したら、対象体
の対象面を粗くするために当該対象面にブラスト処理を
施す(図1(b))。次に、対象体の対象面にろう材を
溶射(図1(c))した後、肉盛材を溶射(図1
(d))する。この肉盛材の溶射には、溶射した肉盛材
が対象体の対象面にろう材を押し付ける残留応力を有す
るような方法(詳しくは後述する)を適用する。
【0016】上述したようにして溶射を終えたら、マス
キング材を外した(図1(e))後、炉内にセットして
加熱処理を施す(図1(f))ことにより、対象体と肉
盛材とをろう材によりろう付けする。このろう付け終了
後、ろう材が凝固収縮しても、肉盛材が対象体の対象面
にろう材を押し付ける残留応力を有しているため、ろう
材にポロシテイが生じにくくなる。
【0017】したがって、ろう材の強度低下を抑えるこ
とができ、対象体と肉盛材との接着強度の向上を十分に
図ることができる。
【0018】ここで、上記溶射方法について説明する。
例えば、対象体が筒体であり、対象面が内周面である場
合、肉盛材の残留応力が圧縮応力であれば、ろう材を筒
体の内周面に押し付けることができる(図2参照)。こ
のような圧縮応力を肉盛材に与えることができる溶射方
法としては、例えば、高速フレーム溶射法(HVOF)
や高圧/高速フレーム溶射法(HP/HVOF)などが
挙げられる。このような溶射方法においては、溶射材料
(肉盛材)の粒子を比較的低温(約3000℃位)かつ
高速(約500〜1200m/sec位)で溶射するこ
とから、当該粒子が半溶融状態のままで対象体に噴き付
けられて潰れるように溶射されるため、溶射被膜(肉盛
材)に圧縮応力が残留するようになるのである。
【0019】一方、対象体が筒体であり、対象面が外周
面である場合、肉盛材の残留応力が引張応力であれば、
ろう材を筒体の外周面に押し付けることができる(図3
参照)。このような引張応力を肉盛材に与えることがで
きる溶射方法としては、例えば、プラズマ溶射法やガス
溶射法などが挙げられる。このような溶射方法において
は、溶射材料(肉盛材)の粒子を比較的高温(約100
00℃位:プラズマ溶射法)で溶射したり低速(250
m/sec以下:ガス溶射法)で溶射することから、当
該粒子が完全に溶融した状態で対象体に噴き付けられて
溶射後に凝固収縮するようになるので、溶射被膜(肉盛
材)に引張応力が残留するようになるのである。
【0020】なお、ろう材の溶射方法については、特に
限定されることはないが、肉盛材と同様な溶射方法、す
なわち、対象体が筒体であり対象面が内周面である場合
には残留応力が圧縮応力となる溶射方法を適用し、対象
体が筒体であり対象面が外周面である場合には残留応力
が引張応力となる溶射方法を適用すれば、肉盛材の残留
応力に対する障害を少しでも削減することができる一
方、肉盛材に作用する残留応力を少しでも生かすことが
できるようになるので、より好ましい結果を得ることが
できるようになる。
【0021】第二番目の発明による肉盛方法の実施の形
態を図4を用いて説明する。なお、図4は、その手順を
表すフロー図である。
【0022】まず、対象体の対象面以外をテープ等のマ
スキング材でマスキング(図4(a))したら、対象体
の対象面を粗くするために当該対象面にブラスト処理を
施す(図4(b))。次に、対象体の対象面にろう材を
溶射(図4(c))した後、肉盛材を溶射(図4
(d))したら、マスキング材を外す(図4(e))。
続いて、対象体の対象面にろう材を押し付ける押圧力を
肉盛材に付与する押圧治具(詳しくは後述する)を当該
対象体に取り付けた(図4(f))後、当該対象体を炉
内にセットして加熱処理を施す(図4(g))ことによ
り、対象体と肉盛材とをろう材によりろう付けする。
【0023】このろう付け終了後、ろう材が凝固収縮し
ても、押圧治具が対象体の対象面にろう材を押し付ける
押圧力を肉盛材に付与しているため、ろう材にポロシテ
イが生じにくくなる。
【0024】したがって、前述した第一番目の発明の場
合と同様に、ろう材の強度低下を抑えることができ、対
象体と肉盛材との接着強度の向上を十分に図ることがで
きる。
【0025】ここで、前記押圧治具について説明する。
例えば、対象体が筒体であり、対象面が内周面である場
合、上記押圧治具が当該筒体よりも熱膨張率の大きい付
勢体(例えば環状のもの)であれば、当該付勢体を筒体
の内部に嵌合することにより、前記加熱処理に伴って、
筒体の内周面にろう材を押し付ける押圧力を肉盛材に付
与することができる(図5参照)。
【0026】一方、対象体が筒体であり、対象面が外周
面である場合、上記押圧治具が当該筒体よりも熱膨張率
の小さい付勢体(例えば環状のもの)であれば、当該付
勢体を筒体の外周面に嵌合することにより、前記加熱処
理に伴って、筒体の外周面にろう材を押し付ける押圧力
を肉盛材に付与することができる(図6参照)。
【0027】また、対象体の対象面が平面である場合、
前記押圧治具が所定の重量を有する付勢体(例えばブロ
ック状のもの)であれば、当該付勢体を対象体の対象面
上に載せながら前記加熱処理を施すことにより、対象体
の対象面にろう材を押し付ける押圧力を肉盛材に付与し
ながらろう付けすることができる(図7参照)。
【0028】なお、前述した各実施の形態における筒体
は、円筒型はもちろんのこと、角筒型などであってもよ
く、そのタイプが限定されることはないものの、円筒型
であれば、最も顕著に効果を発現することができる。
【0029】
【実施例】第一番目の発明による肉盛方法の前述した実
施の形態に基づいて、対象体(筒体)の対象面(内周
面)に肉盛材を溶射した一実施例を以下に示す。
【0030】 [実施条件] ・対象体−形状:筒体(リング) 材質:SUS304 対象面:内周面 ・ブラスト処理工程−使用装置:エア圧送式ブラスト装置 使用ブラスト:破砕スチールグリッド(グリッドサイズ #60(直径0.3mm)) ・ろう材溶射工程−使用装置:HVOF溶射装置 溶射材料:BNi−2(パウダ) 溶射厚さ:60μm ・肉盛材溶射工程−使用装置:HVOF溶射装置 溶射材料:ハステロイC(パウダ) 溶射厚さ:1.0mm ・加熱処理工程−使用装置:真空加熱炉 加熱温度:1045℃ 加熱時間:2時間
【0031】[実施結果]上記条件で施工した対象体と
肉盛材との接着強度を測定したところ、その値は23k
g/mm2 であった。一方、比較のため、肉盛材をプラ
ズマ溶射法で溶射した以外は上記条件と同一条件で施工
した対象体と肉盛材との接着強度は、約5kg/mm2
であった。
【0032】
【発明の効果】本発明による肉盛方法では、次のような
効果を得ることができる。 (1)ろう材が凝固収縮しても、ろう材にポロシテイが
生じにくくなるので、ろう材の強度低下を抑えることが
でき、対象体と肉盛材との接着強度の向上を十分に図る
ことができる。 (2)対象体を高温にあげることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第一番目の発明による肉盛方法の実施の形態の
手順を表すフロー図である。
【図2】筒体の内周面に施工した場合の主要工程におけ
る筒体の断面図である。
【図3】筒体の外周面に施工した場合の主要工程におけ
る筒体の断面図である。
【図4】第二番目の発明による肉盛方法の実施の形態の
手順を表すフロー図である。
【図5】筒体の内周面に施工した場合の主要工程におけ
る筒体の断面図である。
【図6】筒体の外周面に施工した場合の主要工程におけ
る筒体の断面図である。
【図7】対象体の平面部分に施工した場合の主要工程に
おける対象体の断面図である。
【図8】従来の肉盛方法で施工した場合の対象体の断面
図である。
【符号の説明】
1 筒体 1a 内周面 1b 外周面 2 肉盛材 3 ろう材 10a〜10c 付勢体 11 対象体 11a 対象面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23C 6/00 B23K 1/20 B23K 9/04 C23C 4/04

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 対象体の対象面にろう材を溶射してから
    肉盛材を溶射した後に当該対象体を加熱することにより
    当該対象体と上記肉盛材とをろう付けする肉盛方法であ
    って、上記対象体の上記対象面に上記ろう材を押し付け
    る残留応力を上記肉盛材が有するように当該肉盛材を溶
    射することを特徴とする肉盛方法。
  2. 【請求項2】 前記対象体が筒体であり、前記対象面が
    内周面である場合、前記残留応力が圧縮応力となるよう
    に前記肉盛材を溶射することを特徴とする請求項1に記
    載の肉盛方法。
  3. 【請求項3】 前記肉盛材を高速フレーム溶射法(HV
    OF)または高圧/高速フレーム溶射法(HP/HVO
    F)により溶射することを特徴とする請求項2に記載の
    肉盛方法。
  4. 【請求項4】 前記対象体が筒体であり、前記対象面が
    外周面である場合、前記残留応力が引張応力となるよう
    に前記肉盛材を溶射することを特徴とする請求項1に記
    載の肉盛方法。
  5. 【請求項5】 前記肉盛材をプラズマ溶射法またはガス
    溶射法により溶射することを特徴とする請求項4に記載
    の肉盛方法。
  6. 【請求項6】 対象体の対象面にろう材を溶射してから
    肉盛材を溶射した後に当該対象体を加熱することにより
    当該対象体と上記肉盛材とをろう付けする肉盛方法であ
    って、上記対象体の上記対象面に上記ろう材を押し付け
    る押圧力を上記肉盛材に加えながら上記加熱を行うこと
    を特徴とする肉盛方法。
  7. 【請求項7】 前記対象体が筒体であり、前記対象面が
    内周面である場合、当該対象体よりも熱膨張率の大きい
    付勢体を当該対象体の内部に嵌合して前記加熱を行うこ
    とを特徴とする請求項6に記載の肉盛方法。
  8. 【請求項8】 前記対象体が筒体であり、前記対象面が
    外周面である場合、当該対象体よりも熱膨張率の小さい
    付勢体を当該対象体の外周面に嵌合して前記加熱を行う
    ことを特徴とする請求項6に記載の肉盛方法。
  9. 【請求項9】 前記対象体の前記対象面が平面である場
    合、所定の重量を有する付勢体を当該対象体の当該対象
    面上に載せながら前記加熱を行うことを特徴とする請求
    項6に記載の肉盛方法。
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