JP3521583B2 - 金属基板表面の遮熱コーティング層の耐剥離性向上方法 - Google Patents
金属基板表面の遮熱コーティング層の耐剥離性向上方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は強度部材としての金
属基板の表面に遮熱コーティング層により厚膜を形成す
るときに遮熱コーティング層の耐剥離性を向上させるた
めの方法に関するものである。
属基板の表面に遮熱コーティング層により厚膜を形成す
るときに遮熱コーティング層の耐剥離性を向上させるた
めの方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】金属基板の表面に厚膜を一体的に形成さ
せる場合、図６に一例を示す如く、Ｎｉ基合金等の金属
基板１の表面に、ＭＣｒＡｌＹ（Ｍ：Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ
又はこれらの合金）の結合層２をプラズマ溶射し、その
上に、ジルコニア（ＺｒＯ2 、イットリアＹ2 Ｏ3 を６
〜２０％添加）をプラズマ溶射してジルコニア溶射膜３
とし、ＭＣｒＡｌＹの結合層２とジルコニアの溶射膜３
とからなる遮熱コーティング層４により厚膜を形成させ
るようにしている。
せる場合、図６に一例を示す如く、Ｎｉ基合金等の金属
基板１の表面に、ＭＣｒＡｌＹ（Ｍ：Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ
又はこれらの合金）の結合層２をプラズマ溶射し、その
上に、ジルコニア（ＺｒＯ2 、イットリアＹ2 Ｏ3 を６
〜２０％添加）をプラズマ溶射してジルコニア溶射膜３
とし、ＭＣｒＡｌＹの結合層２とジルコニアの溶射膜３
とからなる遮熱コーティング層４により厚膜を形成させ
るようにしている。
【０００３】しかし、上記金属基板１の表面にＭＣｒＡ
ｌＹの結合層２をプラズマ溶射し、その上にプラズマ溶
射によるジルコニア溶射膜３を施して厚膜を形成するこ
とは、施工は簡単であるが、ＭＣｒＡｌＹの結合層２と
ジルコニアの溶射膜３からなる遮熱コーティング層４と
金属基板１との界面の応力状態は、図２における○印か
ら推定できる如く残留応力が大きい状態にあり、遮熱コ
ーティング層４は剥離し易かった。
ｌＹの結合層２をプラズマ溶射し、その上にプラズマ溶
射によるジルコニア溶射膜３を施して厚膜を形成するこ
とは、施工は簡単であるが、ＭＣｒＡｌＹの結合層２と
ジルコニアの溶射膜３からなる遮熱コーティング層４と
金属基板１との界面の応力状態は、図２における○印か
ら推定できる如く残留応力が大きい状態にあり、遮熱コ
ーティング層４は剥離し易かった。
【０００４】そのため、従来では、遮熱コーティング層
４の耐剥離性を向上させるために図７に示す如く、ジル
コニア溶射膜３に細かなクラック５を入れることにより
残留応力を緩和させて耐剥離性を向上させる方法などが
採られており、クラック５を入れる方法として、レーザ
ビーム６を急激に照射して熱を加えることによりクラッ
ク５を生じさせるというレーザクラッキング処理が採ら
れている。
４の耐剥離性を向上させるために図７に示す如く、ジル
コニア溶射膜３に細かなクラック５を入れることにより
残留応力を緩和させて耐剥離性を向上させる方法などが
採られており、クラック５を入れる方法として、レーザ
ビーム６を急激に照射して熱を加えることによりクラッ
ク５を生じさせるというレーザクラッキング処理が採ら
れている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記ジルコ
ニア溶射膜３にクラック５を入れることにより耐剥離性
を向上させるようにする従来の方法では、厚膜の表面に
クラック５が生じていることから、金属基板１を回転体
の部品に適用する場合に好ましくないという事態が生じ
ている。
ニア溶射膜３にクラック５を入れることにより耐剥離性
を向上させるようにする従来の方法では、厚膜の表面に
クラック５が生じていることから、金属基板１を回転体
の部品に適用する場合に好ましくないという事態が生じ
ている。
【０００６】そこで、本発明は、ジルコニア溶射膜にク
ラックを入れないで且つ残留応力を解放させて耐剥離性
を向上させるようにしようとするものである。
ラックを入れないで且つ残留応力を解放させて耐剥離性
を向上させるようにしようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、金属基板の表面にＭＣｒＡｌＹ（Ｍ：Ｎ
ｉ、Ｃｏ、Ｆｅ又はこれらの合金）の結合層を溶射し、
その上にジルコニア（ＺｒＯ２、イットリアＹ２Ｏ３を
６〜２０％添加）を溶射して、該ＭＣｒＡｌＹの結合層
とジルコニアの溶射膜からなる遮熱コーティング層を施
し、上記ジルコニアの溶射膜にクラックが入らないレー
ザ照射条件のレーザ出力と加工速度を、レーザ出力を５
００〜１５００Ｗ、加工速度を２〜８ｍ／ｍｉｎの範囲
とし、該レーザ出力、加工速度の範囲で被照射層の大き
さに応じて変えながら上記遮熱コーティング層の表面に
レーザ照射処理を施し、遮熱コーティング層と金属基板
との界面の残留応力を解放して該遮熱コーティング層の
耐剥離性を向上させるようにする方法とする。
決するために、金属基板の表面にＭＣｒＡｌＹ（Ｍ：Ｎ
ｉ、Ｃｏ、Ｆｅ又はこれらの合金）の結合層を溶射し、
その上にジルコニア（ＺｒＯ２、イットリアＹ２Ｏ３を
６〜２０％添加）を溶射して、該ＭＣｒＡｌＹの結合層
とジルコニアの溶射膜からなる遮熱コーティング層を施
し、上記ジルコニアの溶射膜にクラックが入らないレー
ザ照射条件のレーザ出力と加工速度を、レーザ出力を５
００〜１５００Ｗ、加工速度を２〜８ｍ／ｍｉｎの範囲
とし、該レーザ出力、加工速度の範囲で被照射層の大き
さに応じて変えながら上記遮熱コーティング層の表面に
レーザ照射処理を施し、遮熱コーティング層と金属基板
との界面の残留応力を解放して該遮熱コーティング層の
耐剥離性を向上させるようにする方法とする。
【０００８】金属基板の表面にＭＣｒＡｌＹの結合層を
溶射し、その上にジルコニアを溶射して、該ジルコニア
の溶射膜にクラックが入らないで且つ応力解放の効果が
得られる条件でジルコニア溶射膜にレーザ照射処理を施
すと、レーザ出力により熱が加えられて残留応力が解放
され、ジルコニア溶射膜にクラックを生じさせることな
く耐剥離性を向上させることができる。
溶射し、その上にジルコニアを溶射して、該ジルコニア
の溶射膜にクラックが入らないで且つ応力解放の効果が
得られる条件でジルコニア溶射膜にレーザ照射処理を施
すと、レーザ出力により熱が加えられて残留応力が解放
され、ジルコニア溶射膜にクラックを生じさせることな
く耐剥離性を向上させることができる。
【０００９】又、金属基板の表面にＭＣｒＡｌＹ（Ｍ：
Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ又はこれらの合金）の結合層を溶射
し、その上にジルコニア（ＺｒＯ ２、イットリアＹ ２Ｏ
３を６〜２０％添加）を気孔率が高くなるように溶射し
て、該ＭＣｒＡｌＹの結合層とジルコニアの溶射膜から
なる遮熱コーティング層を施し、上記気孔率を高くして
あるジルコニアの溶射膜にクラックが入らないレーザ照
射条件としてのレーザ出力と加工速度を、レーザ出力を
５００〜１５００Ｗ、加工速度を２〜８ｍ／ｍｉｎの範
囲とし、該レーザ出力、加工速度の範囲で被照射層の大
きさに応じて変えながら上記遮熱コーティング層の表面
にレーザ照射処理を施し、遮熱コーティング層と金属基
板との界面の残留応力を解放して該遮熱コーティング層
の耐剥離性を向上させるようにすることにより応力解放
効果が高められて、クラックが入り難くなる。
Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ又はこれらの合金）の結合層を溶射
し、その上にジルコニア（ＺｒＯ ２、イットリアＹ ２Ｏ
３を６〜２０％添加）を気孔率が高くなるように溶射し
て、該ＭＣｒＡｌＹの結合層とジルコニアの溶射膜から
なる遮熱コーティング層を施し、上記気孔率を高くして
あるジルコニアの溶射膜にクラックが入らないレーザ照
射条件としてのレーザ出力と加工速度を、レーザ出力を
５００〜１５００Ｗ、加工速度を２〜８ｍ／ｍｉｎの範
囲とし、該レーザ出力、加工速度の範囲で被照射層の大
きさに応じて変えながら上記遮熱コーティング層の表面
にレーザ照射処理を施し、遮熱コーティング層と金属基
板との界面の残留応力を解放して該遮熱コーティング層
の耐剥離性を向上させるようにすることにより応力解放
効果が高められて、クラックが入り難くなる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【００１１】図１は本発明の実施の一形態として、比較
的小型の供試材Ｉに対してレーザ照射を実施している状
態を示すもので、図６に示した場合と同様に金属基板１
の表面に、ＭＣｒＡｌＹ（Ｍ：Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ又はこ
れらの合金）の結合層２をプラズマ溶射して、その上に
ジルコニア（ＺｒＯ2 、イットリアＹ2 Ｏ3 を６〜２０
％添加）の溶射膜３をプラズマ溶射により施し、上記Ｍ
ＣｒＡｌＹの結合層２とジルコニア溶射膜３からなる遮
熱コーティング層４で厚膜を形成するようにした構成に
おいて、表層のジルコニア溶射膜３にクラックが生じな
いようにレーザ照射処理をし、該ジルコニア溶射膜３に
クラックを生じさせることなく、且つ遮熱コーティング
層４と金属基板１との界面の残留応力を解放させて耐剥
離性を向上させるようにする。
的小型の供試材Ｉに対してレーザ照射を実施している状
態を示すもので、図６に示した場合と同様に金属基板１
の表面に、ＭＣｒＡｌＹ（Ｍ：Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ又はこ
れらの合金）の結合層２をプラズマ溶射して、その上に
ジルコニア（ＺｒＯ2 、イットリアＹ2 Ｏ3 を６〜２０
％添加）の溶射膜３をプラズマ溶射により施し、上記Ｍ
ＣｒＡｌＹの結合層２とジルコニア溶射膜３からなる遮
熱コーティング層４で厚膜を形成するようにした構成に
おいて、表層のジルコニア溶射膜３にクラックが生じな
いようにレーザ照射処理をし、該ジルコニア溶射膜３に
クラックを生じさせることなく、且つ遮熱コーティング
層４と金属基板１との界面の残留応力を解放させて耐剥
離性を向上させるようにする。
【００１２】上記レーザ照射処理を施すことにより上述
の如き応力解放の効果が得られる条件としては、レーザ
照射条件と被照射層（溶射膜）の状態とがある。
の如き応力解放の効果が得られる条件としては、レーザ
照射条件と被照射層（溶射膜）の状態とがある。
【００１３】クラックが入らないレーザ照射条件は、レ
ーザ出力と加工速度（照射時間、すなわち、レーザ照射
時に供試材を移動させる速度）であり、レーザ出力を５
００〜１５００Ｗ、加工速度を２〜８m/min とする。供
試材Ｉの大きさに応じて上記レーザ出力と加工速度を適
宜変更して、ＺｒＯ2 溶射膜３にクラックが入らない条
件でレーザ照射処理を施すようにするが、供試材Ｉが大
きい場合は、レーザ照射しても熱が逃げ易くて冷却が速
くなりクラックが入り易くなるので、レーザ出力を大き
くしたり、加工速度を遅くするようにし、又、供試材Ｉ
が小さい場合は、熱が逃げにくく、冷却されにくいの
で、レーザ出力を小さくするか、加工速度を速くするよ
うにする。
ーザ出力と加工速度（照射時間、すなわち、レーザ照射
時に供試材を移動させる速度）であり、レーザ出力を５
００〜１５００Ｗ、加工速度を２〜８m/min とする。供
試材Ｉの大きさに応じて上記レーザ出力と加工速度を適
宜変更して、ＺｒＯ2 溶射膜３にクラックが入らない条
件でレーザ照射処理を施すようにするが、供試材Ｉが大
きい場合は、レーザ照射しても熱が逃げ易くて冷却が速
くなりクラックが入り易くなるので、レーザ出力を大き
くしたり、加工速度を遅くするようにし、又、供試材Ｉ
が小さい場合は、熱が逃げにくく、冷却されにくいの
で、レーザ出力を小さくするか、加工速度を速くするよ
うにする。
【００１４】又、被照射層の状態としては、気孔率が応
力解放の効果に関係していて、気孔率が高いほどクラッ
クが入らないことが後述する実施例で確認されている。
ここで、気孔率とは、粉末を半溶融状態でぶつけて付け
て行く溶射時に残る隙間（気孔）の全体に対する割り合
いをいい、気孔率を高くするには、例えば溶射時のエネ
ルギー（電流、電圧、ガス流量で決められる）を小さく
することにより達成できる。この場合に電流、電圧を小
さく、ガス流量を大きくすることによりエネルギーを小
さくできるが、エネルギーが小さくなりすぎると、ほと
んど粉末が溶けず、コーティングできないことになる。
力解放の効果に関係していて、気孔率が高いほどクラッ
クが入らないことが後述する実施例で確認されている。
ここで、気孔率とは、粉末を半溶融状態でぶつけて付け
て行く溶射時に残る隙間（気孔）の全体に対する割り合
いをいい、気孔率を高くするには、例えば溶射時のエネ
ルギー（電流、電圧、ガス流量で決められる）を小さく
することにより達成できる。この場合に電流、電圧を小
さく、ガス流量を大きくすることによりエネルギーを小
さくできるが、エネルギーが小さくなりすぎると、ほと
んど粉末が溶けず、コーティングできないことになる。
【００１５】したがって、本発明では、ジルコニア溶射
膜３にレーザ出力と加工速度を一定条件としてレーザ照
射処理を施し、又、溶射膜は気孔率が高いものとする。
膜３にレーザ出力と加工速度を一定条件としてレーザ照
射処理を施し、又、溶射膜は気孔率が高いものとする。
【００１６】
【実施例】次に、本発明者等の行った実験結果について
説明する。
説明する。
【００１７】本発明者等は、１つの供試材として、イン
コネル７１８を素材とする縦、横、高さが１００mm×５
０mm×５mmの大きさの金属基板１の表面に、ＭＣｒＡｌ
Ｙ（Ｍ：Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ又はこれらの合金）の一例と
してＮｉＣｒＡｌＹの結合層２を膜厚１００μm （０．
１mm）となるようプラズマ溶射し、更に、その上にＺｒ
Ｏ2 を膜厚２００μm （０．２mm）となるようプラズマ
溶射して溶射膜３を施してなる比較的小型の供試材Ｉを
作って用い、この供試材Ｉに、表層のＺｒＯ2溶射膜３
にクラックが入らない条件でレーザ照射処理を施すよう
にした。すなわち、上記の供試材Ｉに対して、レーザ出
力を５００Ｗ、加工速度（レーザ照射時に供試材を移動
させる速度）を５m/min 、焦点はずし距離ｌを１５mm、
オシレーション幅ｗを５．５mm、重ね代を０．５mmとし
て実施した。又、被照射層（溶射膜）の状態としては、
気孔率の高い状態とした。
コネル７１８を素材とする縦、横、高さが１００mm×５
０mm×５mmの大きさの金属基板１の表面に、ＭＣｒＡｌ
Ｙ（Ｍ：Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ又はこれらの合金）の一例と
してＮｉＣｒＡｌＹの結合層２を膜厚１００μm （０．
１mm）となるようプラズマ溶射し、更に、その上にＺｒ
Ｏ2 を膜厚２００μm （０．２mm）となるようプラズマ
溶射して溶射膜３を施してなる比較的小型の供試材Ｉを
作って用い、この供試材Ｉに、表層のＺｒＯ2溶射膜３
にクラックが入らない条件でレーザ照射処理を施すよう
にした。すなわち、上記の供試材Ｉに対して、レーザ出
力を５００Ｗ、加工速度（レーザ照射時に供試材を移動
させる速度）を５m/min 、焦点はずし距離ｌを１５mm、
オシレーション幅ｗを５．５mm、重ね代を０．５mmとし
て実施した。又、被照射層（溶射膜）の状態としては、
気孔率の高い状態とした。
【００１８】レーザ照射法は、図１に示すように、レー
ザビーム６を集光レンズ７を通して固定ミラー８で反射
させ、反射されたレーザビーム６をオシレートミラー９
で反射させて、ＺｒＯ2 溶射膜３の表面に所定のオシレ
ーション幅でオシレートさせながら照射させるように
し、供試材Ｉを加工テーブル１０上に載せて加工テーブ
ル１０を加工速度に合わせて移動させ、所要の重ね代で
レーザ照射処理を施すようにした。
ザビーム６を集光レンズ７を通して固定ミラー８で反射
させ、反射されたレーザビーム６をオシレートミラー９
で反射させて、ＺｒＯ2 溶射膜３の表面に所定のオシレ
ーション幅でオシレートさせながら照射させるように
し、供試材Ｉを加工テーブル１０上に載せて加工テーブ
ル１０を加工速度に合わせて移動させ、所要の重ね代で
レーザ照射処理を施すようにした。
【００１９】供試材Ｉの表面のＺｒＯ2 溶射膜３に、上
記レーザ照射条件でレーザ照射処理した結果、図２に△
印で示す如く、レーザ照射処理を施していない○印の場
合に比して遮熱コーティング層４の残留応力が減少して
いる効果が認められた。
記レーザ照射条件でレーザ照射処理した結果、図２に△
印で示す如く、レーザ照射処理を施していない○印の場
合に比して遮熱コーティング層４の残留応力が減少して
いる効果が認められた。
【００２０】又、本発明者等は上記供試材Ｉとして、Ｎ
ｉＣｒＡｌＹの結合層２とＺｒＯ2の溶射膜３の施工法
を種々変えたもの、すなわち、上記ＮｉＣｒＡｌＹの結
合層２とＺｒＯ2 溶射膜３の両方を減圧プラズマ溶射
（ＶＰＳ）としたもの、両方とも大気中プラズマ溶射
（ＡＰＳ）としたもの、あるいは、いずれか一方を減圧
プラズマ溶射、他方を大気中プラズマ溶射としたものを
別々に作り、これら異なる施工法による供試材Ｉについ
て上記ＺｒＯ2 溶射膜３にクラックを入れないで残留応
力を解放できるような条件でレーザ照射処理を施した場
合と、レーザ照射処理を施していない場合の遮熱コーテ
ィング層４の耐剥離性について調べたところ、表１に示
すような結果が得られた。
ｉＣｒＡｌＹの結合層２とＺｒＯ2の溶射膜３の施工法
を種々変えたもの、すなわち、上記ＮｉＣｒＡｌＹの結
合層２とＺｒＯ2 溶射膜３の両方を減圧プラズマ溶射
（ＶＰＳ）としたもの、両方とも大気中プラズマ溶射
（ＡＰＳ）としたもの、あるいは、いずれか一方を減圧
プラズマ溶射、他方を大気中プラズマ溶射としたものを
別々に作り、これら異なる施工法による供試材Ｉについ
て上記ＺｒＯ2 溶射膜３にクラックを入れないで残留応
力を解放できるような条件でレーザ照射処理を施した場
合と、レーザ照射処理を施していない場合の遮熱コーテ
ィング層４の耐剥離性について調べたところ、表１に示
すような結果が得られた。
【００２１】
【表１】
表１中、ＮＯ．１はＮｉＣｒＡｌＹの結合層２とＺｒＯ
2 の溶射膜３をともに減圧プラズマ溶射（ＶＰＳ）とし
たもの、ＮＯ．２はＮｉＣｒＡｌＹの結合層２を減圧プ
ラズマ溶射（ＶＰＳ）、ＺｒＯ2 の溶射膜３を大気中プ
ラズマ溶射（ＡＰＳ）としたもの、ＮＯ．３はＮｉＣｒ
ＡｌＹの結合層２を大気中プラズマ溶射（ＡＰＳ）、Ｚ
ｒＯ2 の溶射膜３を減圧プラズマ溶射（ＶＰＳ）とした
もの、ＮＯ．４はＮｉＣｒＡｌＹの結合層２とＺｒＯ2
の溶射膜３をともに大気中プラズマ溶射（ＡＰＳ）とし
たものである。
2 の溶射膜３をともに減圧プラズマ溶射（ＶＰＳ）とし
たもの、ＮＯ．２はＮｉＣｒＡｌＹの結合層２を減圧プ
ラズマ溶射（ＶＰＳ）、ＺｒＯ2 の溶射膜３を大気中プ
ラズマ溶射（ＡＰＳ）としたもの、ＮＯ．３はＮｉＣｒ
ＡｌＹの結合層２を大気中プラズマ溶射（ＡＰＳ）、Ｚ
ｒＯ2 の溶射膜３を減圧プラズマ溶射（ＶＰＳ）とした
もの、ＮＯ．４はＮｉＣｒＡｌＹの結合層２とＺｒＯ2
の溶射膜３をともに大気中プラズマ溶射（ＡＰＳ）とし
たものである。
【００２２】たとえば、ＮＯ．２の場合では、レーザ照
射処理なしの場合は熱サイクル数が１１０回目で剥離が
発生したのに対し、レーザ照射処理をすると、１４０回
以上まで剥離しないことが確認された。表１から明らか
なように遮熱コーティング層４の施工法の種類に関係な
くレーザ照射処理を施すことにより応力解放の効果によ
り耐剥離性が向上していることがわかり、レーザ照射の
効果があることが認められる。
射処理なしの場合は熱サイクル数が１１０回目で剥離が
発生したのに対し、レーザ照射処理をすると、１４０回
以上まで剥離しないことが確認された。表１から明らか
なように遮熱コーティング層４の施工法の種類に関係な
くレーザ照射処理を施すことにより応力解放の効果によ
り耐剥離性が向上していることがわかり、レーザ照射の
効果があることが認められる。
【００２３】又、被照射層の状態として、気孔率が高い
ものほどクラックが入らないことが確認され、気孔率が
応力解放の効果に関係していることが判明した。
ものほどクラックが入らないことが確認され、気孔率が
応力解放の効果に関係していることが判明した。
【００２４】図３、図４及び図５はレーザ照射条件と気
孔率の関係を示すもので、レーザ照射条件として、レー
ザ出力（５００〜１５００Ｗ）と加工速度（２〜８m/mi
n ）の関係において、図３は気孔率を１０％とした場合
を示すもので、○印はクラックが入った場合、●印はク
ラックが入らなかった場合を示す。図４は気孔率を２０
％とした場合を、又、図５は気孔率を３０％とした場合
をそれぞれ示すものであるが、気孔率が高いほどクラッ
クが入らないことがわかる。このことから、レーザ出力
と加工速度を変え且つ気孔率をコントロールすることに
よりクラックが入らないでレーザ照射により応力除去を
行い、寿命を向上させることができる。
孔率の関係を示すもので、レーザ照射条件として、レー
ザ出力（５００〜１５００Ｗ）と加工速度（２〜８m/mi
n ）の関係において、図３は気孔率を１０％とした場合
を示すもので、○印はクラックが入った場合、●印はク
ラックが入らなかった場合を示す。図４は気孔率を２０
％とした場合を、又、図５は気孔率を３０％とした場合
をそれぞれ示すものであるが、気孔率が高いほどクラッ
クが入らないことがわかる。このことから、レーザ出力
と加工速度を変え且つ気孔率をコントロールすることに
よりクラックが入らないでレーザ照射により応力除去を
行い、寿命を向上させることができる。
【００２５】なお、本発明者等は、供試材Ｉとして、Ｎ
ｉＣｒＡｌＹ以外にＭＣｒＡｌＹ（Ｍ：Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆ
ｅ又はこれらの合金）の結合層をプラズマ溶射したもの
でも実験したが、同様な結果が得られた。
ｉＣｒＡｌＹ以外にＭＣｒＡｌＹ（Ｍ：Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆ
ｅ又はこれらの合金）の結合層をプラズマ溶射したもの
でも実験したが、同様な結果が得られた。
【００２６】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明の遮熱コーティ
ング層の耐剥離性向上方法によれば、金属基板の表面に
ＭＣｒＡｌＹ（Ｍ：Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ又はこれらの合
金）の結合層を溶射し、その上にジルコニア（Ｚｒ
Ｏ２、イットリアＹ２Ｏ３を６〜２０％添加）を溶射し
て、該ＭＣｒＡｌＹの結合層とジルコニアの溶射膜から
なる遮熱コーティング層を施し、上記ジルコニアの溶射
膜にクラックが入らないレーザ照射条件のレーザ出力と
加工速度を、レーザ出力を５００〜１５００Ｗ、加工速
度を２〜８ｍ／ｍｉｎの範囲とし、該レーザ出力、加工
速度の範囲で被照射層の大きさに応じて変えながら上記
遮熱コーティング層の表面にレーザ照射処理を施し、遮
熱コーティング層と金属基板との界面の残留応力を解放
して該遮熱コーティング層の耐剥離性を向上させるよう
にするので、ジルコニア溶射膜にクラックを入れること
なく遮熱コーティング層の残留応力を解放させて、耐剥
離性を向上させることができ、回転体等に適用して、よ
り信頼性の高いものとすることができ、又、金属基板の
表面にＭＣｒＡｌＹ（Ｍ：Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ又はこれら
の合金）の結合層を溶射し、その上にジルコニア（Ｚｒ
Ｏ ２、イットリアＹ ２Ｏ ３を６〜２０％添加）を気孔率
が高くなるように溶射して、該ＭＣｒＡｌＹの結合層と
ジルコニアの溶射膜からなる遮熱コーティング層を施
し、上記気孔率を高くしてあるジルコニアの溶射膜にク
ラックが入らないレーザ照射条件としてのレーザ出力と
加工速度を、レーザ出力を５００〜１５００Ｗ、加工速
度を２〜８ｍ／ｍｉｎの範囲とし、該レーザ出力、加工
速度の範囲で被照射層の大きさに応じて変えながら上記
遮熱コーティング層の表面にレーザ照射処理を施し、遮
熱コーティング層と金属基板との界面の残留応力を解放
して該遮熱コーティング層の耐剥離性を向上させるよう
にすることにより、よりクラックが入らないようにする
ことができる。
ング層の耐剥離性向上方法によれば、金属基板の表面に
ＭＣｒＡｌＹ（Ｍ：Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ又はこれらの合
金）の結合層を溶射し、その上にジルコニア（Ｚｒ
Ｏ２、イットリアＹ２Ｏ３を６〜２０％添加）を溶射し
て、該ＭＣｒＡｌＹの結合層とジルコニアの溶射膜から
なる遮熱コーティング層を施し、上記ジルコニアの溶射
膜にクラックが入らないレーザ照射条件のレーザ出力と
加工速度を、レーザ出力を５００〜１５００Ｗ、加工速
度を２〜８ｍ／ｍｉｎの範囲とし、該レーザ出力、加工
速度の範囲で被照射層の大きさに応じて変えながら上記
遮熱コーティング層の表面にレーザ照射処理を施し、遮
熱コーティング層と金属基板との界面の残留応力を解放
して該遮熱コーティング層の耐剥離性を向上させるよう
にするので、ジルコニア溶射膜にクラックを入れること
なく遮熱コーティング層の残留応力を解放させて、耐剥
離性を向上させることができ、回転体等に適用して、よ
り信頼性の高いものとすることができ、又、金属基板の
表面にＭＣｒＡｌＹ（Ｍ：Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ又はこれら
の合金）の結合層を溶射し、その上にジルコニア（Ｚｒ
Ｏ ２、イットリアＹ ２Ｏ ３を６〜２０％添加）を気孔率
が高くなるように溶射して、該ＭＣｒＡｌＹの結合層と
ジルコニアの溶射膜からなる遮熱コーティング層を施
し、上記気孔率を高くしてあるジルコニアの溶射膜にク
ラックが入らないレーザ照射条件としてのレーザ出力と
加工速度を、レーザ出力を５００〜１５００Ｗ、加工速
度を２〜８ｍ／ｍｉｎの範囲とし、該レーザ出力、加工
速度の範囲で被照射層の大きさに応じて変えながら上記
遮熱コーティング層の表面にレーザ照射処理を施し、遮
熱コーティング層と金属基板との界面の残留応力を解放
して該遮熱コーティング層の耐剥離性を向上させるよう
にすることにより、よりクラックが入らないようにする
ことができる。
【図１】本発明の実施の一形態として供試材にレーザ照
射処理をしている状態を示す概略斜視図である。
射処理をしている状態を示す概略斜視図である。
【図２】遮熱コーティング層の応力状態とこれに及ぼす
レーザ照射の効果を示す図である。
レーザ照射の効果を示す図である。
【図３】気孔率を１０％とした場合にクラックが入らな
い状態を示す図である。
い状態を示す図である。
【図４】気孔率を２０％とした場合にクラックが入らな
い状態を示す図である。
い状態を示す図である。
【図５】気孔率を３０％とした場合にクラックが入らな
い状態を示す図である。
い状態を示す図である。
【図６】従来の金属基板の厚膜の形成する状態を示す概
略図である。
略図である。
【図７】図６に示すジルコニアの溶射膜にクラックを生
じさせるようにする従来の方法を示す概略図である。
じさせるようにする従来の方法を示す概略図である。
Ｉ 供試材
１ 金属基板
２ ＭＣｒＡｌＹ（Ｍ：Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ又はこれらの
合金）の結合層 ３ ジルコニアの溶射膜 ４ 遮熱コーティング層 ６ レーザビーム ９ オシレートミラー １０ 加工テーブル
合金）の結合層 ３ ジルコニアの溶射膜 ４ 遮熱コーティング層 ６ レーザビーム ９ オシレートミラー １０ 加工テーブル
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 勝谷 涼一
神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地
石川島播磨重工業株式会社 技術研究所
内
(72)発明者 結城 正弘
神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地
石川島播磨重工業株式会社 技術研究所
内
(72)発明者 森重 徳男
神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地
石川島播磨重工業株式会社 技術研究所
内
(56)参考文献 特開 平７−62519（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−177173（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−38565（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−96064（ＪＰ，Ａ)
特公 昭62−274062（ＪＰ，Ｂ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C23C 4/00 - 4/18
Claims (2)
- 【請求項１】 金属基板の表面にＭＣｒＡｌＹ（Ｍ：Ｎ
ｉ、Ｃｏ、Ｆｅ又はこれらの合金）の結合層を溶射し、
その上にジルコニア（ＺｒＯ２、イットリアＹ２Ｏ３を
６〜２０％添加）を溶射して、該ＭＣｒＡｌＹの結合層
とジルコニアの溶射膜からなる遮熱コーティング層を施
し、上記ジルコニアの溶射膜にクラックが入らないレー
ザ照射条件のレーザ出力と加工速度を、レーザ出力を５
００〜１５００Ｗ、加工速度を２〜８ｍ／ｍｉｎの範囲
とし、該レーザ出力、加工速度の範囲で被照射層の大き
さに応じて変えながら上記遮熱コーティング層の表面に
レーザ照射処理を施し、遮熱コーティング層と金属基板
との界面の残留応力を解放して該遮熱コーティング層の
耐剥離性を向上させるようにすることを特徴とする金属
基板表面の遮熱コーティング層の耐剥離性向上方法。 - 【請求項２】 金属基板の表面にＭＣｒＡｌＹ（Ｍ：Ｎ
ｉ、Ｃｏ、Ｆｅ又はこれらの合金）の結合層を溶射し、
その上にジルコニア（ＺｒＯ ２、イットリアＹ ２Ｏ ３を
６〜２０％添加）を気孔率が高くなるように溶射して、
該ＭＣｒＡｌＹの結合層とジルコニアの溶射膜からなる
遮熱コーティング層を施し、上記気孔率を高くしてある
ジルコニアの溶射膜にクラックが入らないレーザ照射条
件としてのレーザ出力と加工速度を、レーザ出力を５０
０〜１５００Ｗ、加工速度を２〜８ｍ／ｍｉｎの範囲と
し、該レーザ出力、加工速度の範囲で被照射層の大きさ
に応じて変えながら上記遮熱コーティング層の表面にレ
ーザ照射処理を施し、遮熱コーティング層と金属基板と
の界面の残留応力を解放して該遮熱コーティング層の耐
剥離性を向上させるようにすることを特徴とする金属基
板表面の遮熱コーティング層の耐剥離性向上方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31576595A JP3521583B2 (ja) | 1995-11-10 | 1995-11-10 | 金属基板表面の遮熱コーティング層の耐剥離性向上方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31576595A JP3521583B2 (ja) | 1995-11-10 | 1995-11-10 | 金属基板表面の遮熱コーティング層の耐剥離性向上方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09137264A JPH09137264A (ja) | 1997-05-27 |
| JP3521583B2 true JP3521583B2 (ja) | 2004-04-19 |
Family
ID=18069281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31576595A Expired - Fee Related JP3521583B2 (ja) | 1995-11-10 | 1995-11-10 | 金属基板表面の遮熱コーティング層の耐剥離性向上方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3521583B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6180262B1 (en) * | 1997-12-19 | 2001-01-30 | United Technologies Corporation | Thermal coating composition |
-
1995
- 1995-11-10 JP JP31576595A patent/JP3521583B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09137264A (ja) | 1997-05-27 |
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