JPH02301549A - プラズマ溶射セラミックス皮膜の改質方法 - Google Patents
プラズマ溶射セラミックス皮膜の改質方法Info
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- JPH02301549A JPH02301549A JP1120490A JP12049089A JPH02301549A JP H02301549 A JPH02301549 A JP H02301549A JP 1120490 A JP1120490 A JP 1120490A JP 12049089 A JP12049089 A JP 12049089A JP H02301549 A JPH02301549 A JP H02301549A
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
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。
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]
本発明は、プラズマ溶射セラミックス皮膜の改質方法に
関する。特に、部分安定化ジルコニア皮膜の特質改善法
に関する。
関する。特に、部分安定化ジルコニア皮膜の特質改善法
に関する。
[従来の技@]
従来・、高温のプラズマ炎(A r % N *など)
の中にセラミックス微、粉末を注入し、炎と共に基板上
に吹き付けてセラミックス皮膜を作成することはよく行
なわれてきた。然し乍ら、このプラズマ溶射法により製
造されるセラミックス皮膜は、膜内に気孔、クラック等
を有し、特に、開気孔が多く存在するため、−ド地金属
の腐食やそれに伴う皮膜の欠落の問題があった。
の中にセラミックス微、粉末を注入し、炎と共に基板上
に吹き付けてセラミックス皮膜を作成することはよく行
なわれてきた。然し乍ら、このプラズマ溶射法により製
造されるセラミックス皮膜は、膜内に気孔、クラック等
を有し、特に、開気孔が多く存在するため、−ド地金属
の腐食やそれに伴う皮膜の欠落の問題があった。
そこで、本発明者の1人は、このプラズマ溶射で作成さ
れたセラミックス皮膜に対して、HIP処理を行なった
ときの効果を研究し、ある程度有効であることを発表し
た(a、アメリカ窯業協会比(Am、Cera+m、S
oc、Bull、 )、65巻[9]1306〜10頁
(1986))。
れたセラミックス皮膜に対して、HIP処理を行なった
ときの効果を研究し、ある程度有効であることを発表し
た(a、アメリカ窯業協会比(Am、Cera+m、S
oc、Bull、 )、65巻[9]1306〜10頁
(1986))。
HIP処理方法については、(1)特開昭54−332
32号、■プロシーディング 才ブ アラタフ(Pro
ceedings of ATTAC,’88.0sa
ka)、 1988年5月、及び0)等方加圧技術 小
泉光恵 西原正夫編者、日刊工業新聞社発行 に記載が
ある。この(1)とaには、HIP法を用いて加圧焼結
を行なう場合、加圧媒体が気体であるため、パイレック
スガラスや金属カプセル内に試料を封入して行なわれる
、即ち、この処理法では、カッヒルを使用4゛るために
、カプセル材料がヒラミ・7クス皮膜に付着し、種々の
問題を生じ、また、カプセルを複雑な形状物にすること
は、困難であり、広い工業的適用には、量産性の面で問
題がある。更に、溶射セラミックス皮膜には開気孔が多
く、耐腐食性に劣るセラミックス溶射被膜の改質にHI
Pを用いる場合もやはりカッセル封入が必要であった。
32号、■プロシーディング 才ブ アラタフ(Pro
ceedings of ATTAC,’88.0sa
ka)、 1988年5月、及び0)等方加圧技術 小
泉光恵 西原正夫編者、日刊工業新聞社発行 に記載が
ある。この(1)とaには、HIP法を用いて加圧焼結
を行なう場合、加圧媒体が気体であるため、パイレック
スガラスや金属カプセル内に試料を封入して行なわれる
、即ち、この処理法では、カッヒルを使用4゛るために
、カプセル材料がヒラミ・7クス皮膜に付着し、種々の
問題を生じ、また、カプセルを複雑な形状物にすること
は、困難であり、広い工業的適用には、量産性の面で問
題がある。更に、溶射セラミックス皮膜には開気孔が多
く、耐腐食性に劣るセラミックス溶射被膜の改質にHI
Pを用いる場合もやはりカッセル封入が必要であった。
また、(りには、カプセル封入の困!lさを軽減した技
術として、その第1図に示きれたようなガラス粉末が用
いられた。また、(3)には、一般の焼結体等のHIP
処理フj法の概要を記載してあり、昇温、昇圧のタイミ
ングについても種々考慮されている。
術として、その第1図に示きれたようなガラス粉末が用
いられた。また、(3)には、一般の焼結体等のHIP
処理フj法の概要を記載してあり、昇温、昇圧のタイミ
ングについても種々考慮されている。
然し乍ら、カプセルを用いた場合には、焼結密度は向上
するものの、封入に手間が掛かることに加え、試料とカ
プセルと、又はカプセル内の緩衝材(通常窒化硼素が用
いられる)との間に反応が生じるという問題があった。
するものの、封入に手間が掛かることに加え、試料とカ
プセルと、又はカプセル内の緩衝材(通常窒化硼素が用
いられる)との間に反応が生じるという問題があった。
■の一方法では、封入問題はなくせるものの、緩衝材と
の反応の問題が解決されていない、また、単なるカプセ
ルフリー法の適用では、に記の問題が回避できるものの
、溶用皮膜の密度があまりに昇せず、耐摩耗性に問題点
がある。
の反応の問題が解決されていない、また、単なるカプセ
ルフリー法の適用では、に記の問題が回避できるものの
、溶用皮膜の密度があまりに昇せず、耐摩耗性に問題点
がある。
[発明が解決しようとする問題点]
本発明は、プラズマ溶射セラミックス皮膜に多数存在#
−る開気孔をカプセルを用いずに緻密化できる処理方法
を提供することを目的にする。また、本発明は、プラズ
マ溶射セラミックス皮膜を緻密化゛4るためのHIP処
理温度を低減[ることのできる溶射上ラミックス皮膜改
質方法を提供′りる2−とを目的にする。
−る開気孔をカプセルを用いずに緻密化できる処理方法
を提供することを目的にする。また、本発明は、プラズ
マ溶射セラミックス皮膜を緻密化゛4るためのHIP処
理温度を低減[ることのできる溶射上ラミックス皮膜改
質方法を提供′りる2−とを目的にする。
更に、本発明は、熱処理温度を通常の金属の適J+J
’i’f能な温度にまで低減した処理方法によって、プ
ラズマ溶射セラミックス皮膜を改善4−る方法を提供す
ることを目的にする。
’i’f能な温度にまで低減した処理方法によって、プ
ラズマ溶射セラミックス皮膜を改善4−る方法を提供す
ることを目的にする。
[発+!+1の構成]
[問題点を解決するための手段]
本発明は、プラズマ溶射によりセラミックス皮膜を形成
し、得られたプラズマ溶射セラミックス皮膜に、カプセ
ルフリー法のHIP処理法により、該プラズマ溶射セラ
ミックス皮膜を所望温度に加熱した後に、加圧媒体の昇
圧を開始することを特徴とするプラズマ溶射セラミック
ス皮膜の改質方法である。
し、得られたプラズマ溶射セラミックス皮膜に、カプセ
ルフリー法のHIP処理法により、該プラズマ溶射セラ
ミックス皮膜を所望温度に加熱した後に、加圧媒体の昇
圧を開始することを特徴とするプラズマ溶射セラミック
ス皮膜の改質方法である。
[作用コ
本発明によると、プラズマ溶射により、従来通りの方法
で、金属基板Fに作製した後に、HIF処理によりセラ
ミックス皮膜に存在する開気孔のみを選択的に減少させ
るものである。特に、HIP処理の際にカプセル化が不
要で、処理温度への昇温を先行させることにより、処理
温度で一定時間保持させた後に、昇圧を開始することに
より、その所要の処理温度を低くできるものである。
で、金属基板Fに作製した後に、HIF処理によりセラ
ミックス皮膜に存在する開気孔のみを選択的に減少させ
るものである。特に、HIP処理の際にカプセル化が不
要で、処理温度への昇温を先行させることにより、処理
温度で一定時間保持させた後に、昇圧を開始することに
より、その所要の処理温度を低くできるものである。
本発明による、プラズマ溶射によりセラミックス皮膜を
形成し、得られたプラズマ溶射セラミックス皮膜に温度
1100″C以上で、圧力50MPa以上の条件でカプ
セルフリー法のHIP処理を施す、このカプセルを使用
しないHIP処理法は、高温高圧下で、プラズマ溶射で
作成したセラミックス皮膜製品を、非酸化性ガス、或い
は酸化性ガスの雰囲気内で、加熱加圧4−るものである
。
形成し、得られたプラズマ溶射セラミックス皮膜に温度
1100″C以上で、圧力50MPa以上の条件でカプ
セルフリー法のHIP処理を施す、このカプセルを使用
しないHIP処理法は、高温高圧下で、プラズマ溶射で
作成したセラミックス皮膜製品を、非酸化性ガス、或い
は酸化性ガスの雰囲気内で、加熱加圧4−るものである
。
即ち、例えば、アルゴンガス等のガスを加圧媒体と4−
る高圧容器に収納し、高温の処理温度に加熱した後に、
昇圧し、HIP処理に必要な1000〜3000気圧の
圧力をかけるものである。
る高圧容器に収納し、高温の処理温度に加熱した後に、
昇圧し、HIP処理に必要な1000〜3000気圧の
圧力をかけるものである。
HIP処理装置としては、例えば、神戸製鋼所製小型H
IP処理装置を用いることができる。
IP処理装置を用いることができる。
このHIP処理即ち、熱間静水圧プレスでは、圧縮と同
時に焼結を行なうもので、高温度は、皮膜内での拡散浸
透反応を促進し、軟化を助長し、高圧力は、材料の均質
化を促進する。従って、このようなカブヒルフリーのH
IP処理により、プラズマ溶射で作成されたトラミック
ス皮膜の欠陥を除去する。
時に焼結を行なうもので、高温度は、皮膜内での拡散浸
透反応を促進し、軟化を助長し、高圧力は、材料の均質
化を促進する。従って、このようなカブヒルフリーのH
IP処理により、プラズマ溶射で作成されたトラミック
ス皮膜の欠陥を除去する。
このようなカプセルフリー法でプラズマ溶射セラミック
ス皮膜を改質する方法は、次のような利点がある。即ら
、第1に、工程が簡略化でき、即ち、複雑な形状物をカ
プセル処理することは非常に薄しく、大量生産にはカプ
セル法が不向きである、第2に、工程′:】ストが低減
でさる、即ち、HIP処理ではカプセル化のZコストが
大きな割合を占めるので、プラズマ溶射法の利点の一つ
が低コストでセラミックスの有する特性を利用できる点
にあるのに、後の処理工程ではコストのかかる方法は使
用できないものである。更に、本発明によるHIP処理
方法では、処理温度に達した後に所定時間保持した後に
、加圧媒体の昇fEを開始することにより、プラズマ溶
射膜の緻密化がはかれ、耐摩耗性、耐腐食性が向上でき
る。更に、HIP処理温度が、1100°C程度にまで
低減できる。
ス皮膜を改質する方法は、次のような利点がある。即ら
、第1に、工程が簡略化でき、即ち、複雑な形状物をカ
プセル処理することは非常に薄しく、大量生産にはカプ
セル法が不向きである、第2に、工程′:】ストが低減
でさる、即ち、HIP処理ではカプセル化のZコストが
大きな割合を占めるので、プラズマ溶射法の利点の一つ
が低コストでセラミックスの有する特性を利用できる点
にあるのに、後の処理工程ではコストのかかる方法は使
用できないものである。更に、本発明によるHIP処理
方法では、処理温度に達した後に所定時間保持した後に
、加圧媒体の昇fEを開始することにより、プラズマ溶
射膜の緻密化がはかれ、耐摩耗性、耐腐食性が向上でき
る。更に、HIP処理温度が、1100°C程度にまで
低減できる。
本発明で利用するプラズマ溶射法は、所謂、セラミック
スコーディングの1種であり、高温のブラズ゛7炎(A
r、He、N、、H,)の中にセラミックス微粉末を注
入し、炎と共に基板上に吹き付けてセラミックス膜を作
成するものである。
スコーディングの1種であり、高温のブラズ゛7炎(A
r、He、N、、H,)の中にセラミックス微粉末を注
入し、炎と共に基板上に吹き付けてセラミックス膜を作
成するものである。
本発明で使用するプラズマ溶射セラミックスは、一般に
、通常のプラズマ溶射方法で作製されるセラミックスで
ある。
、通常のプラズマ溶射方法で作製されるセラミックスで
ある。
次に、本発明によるプラズマ溶射ヒラミ/クスのHIP
処理方法とその結果を、具体的な実施例により、説明す
るが、本発明は、その説明により限定されるものではな
い。
処理方法とその結果を、具体的な実施例により、説明す
るが、本発明は、その説明により限定されるものではな
い。
[実施例]
イツトリア部分安定化ジル:1ニア溶射皮膜を、その昇
圧開始時期の異なる2つの方法でHIP処理を行なった
結果を示す。
圧開始時期の異なる2つの方法でHIP処理を行なった
結果を示す。
アルゴンガス中で、温度1200〜1400°Cに保持
し、圧力100MPaにする加圧媒体として、アルゴン
を用いて、第1図に示4−各々の昇圧昇温ブ【Jフィル
で、加熱後に、昇圧することにより、カプセルフリー法
でHIP処理した。
し、圧力100MPaにする加圧媒体として、アルゴン
を用いて、第1図に示4−各々の昇圧昇温ブ【Jフィル
で、加熱後に、昇圧することにより、カプセルフリー法
でHIP処理した。
第1図に示した方法1は、従来通りの昇温と同時に昇圧
をOM始する方法であり、方法2は、加熱温度が所要温
度にまで昇温し、30分間保持した後に加圧を開始した
ものである。この両方法1.2において、温度プロフィ
ルは同じである。
をOM始する方法であり、方法2は、加熱温度が所要温
度にまで昇温し、30分間保持した後に加圧を開始した
ものである。この両方法1.2において、温度プロフィ
ルは同じである。
第2図に対応する方法によって得られた試料の嵩密度の
処理温度に対する変化を示した。
処理温度に対する変化を示した。
第2図から明らかなように、方法1よりも方法2により
得たHIP処理のイツトリア部分安定化溶射皮膜が、緻
密化が進んでいることが分かる。
得たHIP処理のイツトリア部分安定化溶射皮膜が、緻
密化が進んでいることが分かる。
即ち、HIP処理1−る時に、始めから加圧媒体を昇圧
許せるより、低圧のままに所要温度に上昇させ、暫く保
持した後に、昇圧を開始することにより、同じHIP処
理時間と温度、圧力でも、緻密化が向トする。
許せるより、低圧のままに所要温度に上昇させ、暫く保
持した後に、昇圧を開始することにより、同じHIP処
理時間と温度、圧力でも、緻密化が向トする。
[発明の効果]
本発明によるプラズマ溶射セラミックスの特性改善方法
は、 第1に、HIP処理を施す際に、温度が処理温度に達し
た後、所定時間経過後に、加圧媒体の昇圧を開始するこ
とにより、プラズマ溶射膜の緻密化が図れ、耐摩耗性、
耐腐食性の向上が期待されること、 第2に、HIP処理の温度が1100℃以上まで低減さ
れたので、通常の金属基板の使用が可能にできる処理方
法が提供できること、 第3に、また、本発明によるプラズマ溶射セラミックス
特性の改善方法は、カプセル化が不必要で、前処理が不
必要なので、HIP処理1程が大幅に簡略化されること
、 第4に、気孔量はあまり減少しないので、耐熱衝撃性の
点で有利であること、 第5に、従って、以トの利点から、航空機用タービンエ
ンジン部材等に現在使用されているプラズマ溶射セラミ
ックス皮膜に、本発明方法を適用することにより、腐食
による部材の破壊を防止し、断熱層の寿命を大幅に延ば
すことが期待できることなどの顕著な技術的な効果が得
られた。
は、 第1に、HIP処理を施す際に、温度が処理温度に達し
た後、所定時間経過後に、加圧媒体の昇圧を開始するこ
とにより、プラズマ溶射膜の緻密化が図れ、耐摩耗性、
耐腐食性の向上が期待されること、 第2に、HIP処理の温度が1100℃以上まで低減さ
れたので、通常の金属基板の使用が可能にできる処理方
法が提供できること、 第3に、また、本発明によるプラズマ溶射セラミックス
特性の改善方法は、カプセル化が不必要で、前処理が不
必要なので、HIP処理1程が大幅に簡略化されること
、 第4に、気孔量はあまり減少しないので、耐熱衝撃性の
点で有利であること、 第5に、従って、以トの利点から、航空機用タービンエ
ンジン部材等に現在使用されているプラズマ溶射セラミ
ックス皮膜に、本発明方法を適用することにより、腐食
による部材の破壊を防止し、断熱層の寿命を大幅に延ば
すことが期待できることなどの顕著な技術的な効果が得
られた。
第1図は、プラズマ溶射セラミックス皮膜をH!P処理
するときの昇温と昇圧のプロフィルを、従来方法1の場
合と本発明による方法2を比較して示したものである。 第2図は、第1図に示す方法で得たプラズマ溶射セラミ
ックス皮膜の嵩密度を、処理温度に対してプロットした
グラフである。
するときの昇温と昇圧のプロフィルを、従来方法1の場
合と本発明による方法2を比較して示したものである。 第2図は、第1図に示す方法で得たプラズマ溶射セラミ
ックス皮膜の嵩密度を、処理温度に対してプロットした
グラフである。
Claims (1)
- プラズマ溶射によりセラミックス皮膜を形成し、得られ
たプラズマ溶射セラミックス皮膜に、カプセルフリー法
のHIP処理法により、該プラズマ溶射セラミックス皮
膜を処理温度に加熱した後に、加圧媒体の昇圧を開始す
るHIP処理プロフィルにより、HIP処理することを
特徴とするプラズマ溶射セラミックス皮膜の改質方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1120490A JPH02301549A (ja) | 1989-05-16 | 1989-05-16 | プラズマ溶射セラミックス皮膜の改質方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1120490A JPH02301549A (ja) | 1989-05-16 | 1989-05-16 | プラズマ溶射セラミックス皮膜の改質方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02301549A true JPH02301549A (ja) | 1990-12-13 |
Family
ID=14787480
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1120490A Pending JPH02301549A (ja) | 1989-05-16 | 1989-05-16 | プラズマ溶射セラミックス皮膜の改質方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02301549A (ja) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60110862A (ja) * | 1983-11-22 | 1985-06-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | スラスタの製造方法 |
JPS61136666A (ja) * | 1984-12-07 | 1986-06-24 | Hitachi Zosen Corp | 溶射皮膜の処理方法 |
JPS61159566A (ja) * | 1985-01-08 | 1986-07-19 | Daido Steel Co Ltd | 金属又はセラミツク基材のコ−テイング方法 |
-
1989
- 1989-05-16 JP JP1120490A patent/JPH02301549A/ja active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60110862A (ja) * | 1983-11-22 | 1985-06-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | スラスタの製造方法 |
JPS61136666A (ja) * | 1984-12-07 | 1986-06-24 | Hitachi Zosen Corp | 溶射皮膜の処理方法 |
JPS61159566A (ja) * | 1985-01-08 | 1986-07-19 | Daido Steel Co Ltd | 金属又はセラミツク基材のコ−テイング方法 |
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