JPH01116059A

JPH01116059A - 溶射方法

Info

Publication number: JPH01116059A
Application number: JP27416987A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Kawato; 川戸　康史
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1987-10-29
Filing date: 1987-10-29
Publication date: 1989-05-09

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、部材表面の特定の部分のみに溶射層を形成
するための溶射方法に関する。

［従来の技術］従来より、部材表面に、例えば耐摩耗性などを付与する
ための方法の一つとして、部材表面に溶射層を形成する
方法は一般に良く知られている。

例えば、特開昭６２−１０３４２５号公報では、ロータ
リピストンエンジンにおいて、第５図に示すように、高
速で回転するロータ２３の側面部２３ａと摺接するサイ
ドハウジング２１の慴接部の表面２１ａにセラミックを
溶射することにより、上記摺接部の表面２１ａに耐摩耗
性の高い溶射層２１ｂを形成するようにしたロータリピ
ストンエンジンのサイドハウジング２１が提案されてい
る。

ところが、例えば、上記サイドハウジング２１の場合、
第４図及び第５図に示すように、該サイドハウジング２
１とロータハウジング２２とを貫通して設けられた冷却
水通路２４と、上記サイドハウジング２１とロータハウ
ジング２２とロータ２３とで画成される作動室２５とを
気密にシールするために０−リング２６が装着される。

そして、該０−リング２６を装着するためのリングＷＩ
ｔ２７が、上記サイドハウジング２】のロータ２３との
摺接面２１ａの近傍に設けられている。

上記リング溝２７にセラミックの溶射層２１ｂが形成さ
れると０−リング２６のシール性が損なねれるため、こ
のリング溝２７について溶射層２１ｂが形成されないよ
うに、溶射に先立ってマスキングを行なう必要がある。

このように、溶射層を形成しない部分に対しては、従来
、鉄板、メツキ層、又はフォトレジスト被膜のようなプ
ラスチックフィルムで覆うことによりマスキングを施す
ようにしていた。

［発明が解決しようとする問題点］しかしながら、マスキング材として鉄板を用いる場合に
は、マスキング部に適合した形状に鉄板を加工すること
が必要であるためコスト高となる上、マスキング部の形
状が複雑な場合には適用し難いという問題があり、メツ
キ層でマスキングを行う場合には、メツキ作業に長時間
を要するためマスキング工程が長時間にわたるという問
題がある。

また、プラスチックフィルムをマスキング材として用い
る場合には、フィルム自体が高価であるためコスト高に
なるという問題があった。

［発明の目的］この発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、部材
表面の特定の部分のみに溶射層を形成するに際して、比
較的容易で、且つ低コストでマスキングを施すことがで
きる溶射方法を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］このため、この発明は、部材表面の特定の部分のみに溶
射層を形成する溶射方法において、上記部材表面の溶射
層を形成しない部分にアクリル樹脂のマスキング層を形
成し、次に、上記部材表面の温度が１５０℃〜２００’
Ｃの温度範囲になるように予熱を施し、次に、部材表面
に溶射を施し、その後に上記マスキング層を溶剤によっ
て除去するようにしたものである。

［発明の効果］この発明によれば、部材表面の特定の部分のみに溶射層
を形成する溶射方法において、上記部材表面の溶射層を
形成しない部分をアクリル樹脂を用いてマスキングする
ようにしたので、容易且つ低コストで上記マスキング部
への溶射層の形成を防止することができるとともに、溶
射後の上記マスキングの除去も、溶剤により容易に行う
ことができる。

また、本発明は、溶射前に予熱を施すようにしたので、
溶射層と部材との密着性、及びマスキング層と部材との
密着性を向上させることができるとともに、マスキング
層の表面の粘着性を低下させて該表面に溶射部材が固着
することを防止することができるという効果を有する。

［実施例］以下、この発明の実施例を、表面部に０−リング溝を有
する平板状部材の表面に対するセラミック溶射に適用し
た場合について、添付図面を参照しながら詳細に説明す
る。

第２図にその断面を示すように、本実施例に係る平板状
部材１（基材）は、表面部にＯ−リング３を装着するた
めのリング溝２を備えており、その平面部の表面１ａに
対してセラミックの溶射層を形成するものである。ただ
し、上記リング溝２の側壁部２　ａ、　２　ｂ及び底面
部２Ｃについては、Ｏ−リング３のシール性を維持する
ためにセラミック溶射層の形成を防止する必要がある。

このため、本実施例では、以下の一連の工程手順に従っ
て溶射を行った。

基材表面部の脱脂４基材表面部のブラスト処理−リング
溝部のマスキング−予熱−溶射層マスキング除去以下、上記各工程について説明する。

（１）基材表面部の脱脂まず、基材ｌの平面部の表面１ａ及びリング溝２の表面
２　ａ、　２　ｂ、　２　ｃに対して脱脂処理を施し、
ゴミ、油分等を除去する。

（２）基材表面部のブラスト処理次に、基材ｌの平面部の表面１ａ及びリング溝２の表面
２　ａ、　２　ｂ、　２　ｃに対してブラスト処理を施
す。このブラスト処理は、上記表面１　ａ、　２　ａ、
　２　ｂ。

２ｃを適当に粗化して、溶射層またはマスキング層と基
材ｌとの密着性を向上させるために行うものである。

（３）　リング溝部のマスキング次に、第１ａ図に示すように、溶射層を形成しないリン
グ溝２の各表面部２　ａ、　２　ｂ、　２　ｃに、アク
リル系粘着剤を、好ましくは、１０〜２００μの膜厚に
なるように塗布してマスキング層４を形成する。

上記アクリル系粘着剤としては、アクリル酸エステル及
びメタクリル酸エステルの重合体、共重合体などを用い
ることができ、塗布方法としては、刷毛塗り又はスプレ
ー法などを適用することができる。

（４）予熱次に、溶射に先立って、基材１に余熱を施し、各表面１
　ａ、　２　ａ、　２　ｂ、　２　ｃを１５０〜２００
℃に加熱する。この予熱は、基材ｌと溶射層との密着性
、及び基材ｌと上記マスキング層４との密着性を向上さ
せるとともに、上記マスキング層４の表面を炭化せしめ
て該表面の粘着性を低下させ、後工程で行われる溶射時
において、マスキング層４の表面に溶射材料が固着する
ことを防止するためである。

本実施例では、上記予熱を、後工程で用いられるプラズ
マ溶射装置のプラズマ熱源を用いて行った。

この予熱において、予熱温度を１５０℃以上としたのは
、１５０℃未満では、溶射層及びマスキング層４と基材
１との密着性の向上、及びマスキング層４の表面の粘着
性の低下などの予熱効果が十分に得られないためであり
、また、予熱温度を２００℃以下としたのは、２００℃
を越えると、基材ｌの表面１ａの酸化等により、基材１
と溶射層との密着性が却って低下する可能性が生じるた
めである。

（５）溶射上記予熱を行った後に溶射を行い、第１ｂ図に示すよう
に、基材Ｉの平面部の表面！ａ上に所定の膜厚の溶射層
５を形成する。

本実施例では、市販のプラズマ溶射装置を用い、溶射ガ
ン６にアルミナ（Ａｉ２ｔｏｓ）の溶射粉末を供給して
溶射を行い、１００μの膜厚の溶射層５を形成した。

また、本実施例では、溶射ガン６で溶射を行いつつ冷却
エアを基材ｌに吹き付け、基材ｌの表面ｌａの温度が上
昇し過ぎて溶射層５と基材１との密着性が損われること
を防止するようにした。このことにより、マスキング層
４上に飛散した溶射材料は、上記冷却エアの圧力により
吹き飛ばされて除去され、マスキング層４上に溶射層が
形成されることはない（第１ｂ参照）。

すなわち、本来、アクリル樹脂などの樹脂は、その表面
に溶射材料を固着させにくい特性を有している上、更に
、本実施例では第（４）項で説明したように、溶射前に
予熱を加えてマスキング層４の表面を炭化せしめて、そ
の表面の粘着性を低下させるようにしているので、溶射
材料は更に固着しにくくなっており、溶射中にマスキン
グ層４上に飛散した溶射材料は、上記冷却エアの圧力に
よって簡単に除去され得る。

本実施例における溶射条件は、以下の通りであった。

・基材と溶射ガンとの距離：ｔｏｏｍｍ・作動ガス：ア
ルゴン、水素・冷却エア圧力＋　３５　、２　ｋｇ／ａｍ”（６）マ
スキング除去次に、基材ｌを、トルエン或いはアセトンなどの溶剤に
て洗浄し、マスキング層４を上記溶剤で溶かして除去す
る。マスキング層４を除去した後の基材ｌの断面図を第
１ｃ図に示す。

以上のような一連の工程から成る本発明方法による実施
例と、マスキング層の膜厚が本発明方法とは異なる比較
例とについて、それぞれ試験片を作成し、溶射後の表面
状態を比較するテストを行った。

以下、上記テストについて説明する。

試験片の基材は、Ｃ：３．４重量％、Ｓｔ：１．５重量
％、Ｍｎ：０．７５重量％、Ｐ：０．０３重重要、Ｓ：
０．０５重量％、残部が実質的にＦｅから成る片状黒鉛
鋳鉄を母材として機械加工し、第３図に示すように、縦
６０ｍｍ、横５０ｍｍ、厚さ５ｍｎ＋の板状の基材を６
個作成した。

上記基材に、それぞれ、第（１）項で説明した脱脂処理
及び第（２）項で説明したブラスト処理を施した後ｌＯ
〜１５ｍｍの幅でアクリル系粘着剤を塗布しく第３図参
照）、マスキング層の膜厚が異なる６種類の試験片を作
成した。

そして、第１表に示すように、マスキング層の膜厚が、
第（３）項で説明した本発明方法による範囲（１０〜２
００μ）にある試験片３種類を本発明実施例とし、マス
キング層の膜厚が、上記範囲より小さいものを比較例１
１上記範囲を越えるもの２種類を比較例２及び比較例３
とした。

上記３種類の本発明実施例及び３種類の比較例について
、それぞれ、第（４）項で説明した予熱を施した後、第
（５）項で説明した溶射を行い、溶射後の試験片の状態
を目視で観察するテストを行っ観察結果及び判定結果は
第１表に示す通りであり、マスキング層の膜厚カ月０μ
未満（５〜９μ）である比較例Ｉについては、マスキン
グ層上に溶射層が形成されておりマスキング効果が無く
不合格であり、また、マスキング層の膜厚が２００μを
越える比較例２（膜厚：２１０〜２３０μ）及び比較例
３（膜厚：３００〜３３０μ）については、マスキング
部への溶射層の形成は防止されているものの溶射層への
アクリル系樹脂の飛散が認められ、溶射層の本来の特性
を損う可能性があるため不合格であった。

これに対して、本発明実施例１，２．３では、いずれも
、マスキング部への溶射層の形成及び溶射層へのアクリ
ル系樹脂の飛散は共に認められなかった。

以上説明したように、本実施例によれば、基材ｌの表面
部の特定の部分（平面部の表面１ａ）のみに溶射層５を
形成する溶射方法において、上記基材ｌの表面部の溶射
層を形成しない部分（リング溝２の表面２　ａ、　２　
ｂ、　２　ｃ）にアクリル樹脂を用いてマスキング層４
を形成するようにしたので、容易且つ低コストで上記マ
スキング部（２ａ、２ｂ、２ｃ）への溶射層５の形成を
防止することができるとともに、溶射後の上記マスキン
グ層４の除去も、溶剤により容易に行うことができる。

また、本発明は、溶射前に予熱を施すようにしたので、
溶射層ｌと基材ｌとの密着性、及びマスキング層４と基
材ｌとの密着性を向上させることができるとともに、マ
スキング層４の表面の粘着性を低下させて該表面に溶射
部材が固着することを防止することができるという効果
を有する。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図、第１ｂ図及び第１ｃ図は本発明に係る溶射方
法の工程を説明するためのもので、第１ａ図はマスキン
グ、第ｔｂ図は溶射、第１ｃ図はマスキング除去後にお
ける状態をそれぞれ示した基材のリング溝部の断面図、
第２図は基材のリング溝部の断面図、第３図は試験片の
斜視図、第４図は従来例に係るロータリピストンエンジ
ンのサイドハウジングの正面図、第５図は第４図を”Ａ
”−“八“線で切断して示した拡大断面図である。１・・・基材、１ａ・・・基材平面部の表面、２・・・
リング溝、２　ａ、　２　ｂ、　２　ｃ・・・リング溝
の表面、４・・・マスキング層、５・・・溶射層。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）部材表面の特定の部分のみに溶射層を形成する溶
射方法であって、上記部材表面の溶射層を形成しない部分にアクリル樹脂
のマスキング層を形成し、次に、上記部材表面の温度が
１５０℃〜２００℃の温度範囲になるように予熱を施し
、次に、部材表面に溶射を施し、その後に上記マスキン
グ層を溶剤によって除去することを特徴とする溶射方法
。