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 |
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| 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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