JPH0256427B2

JPH0256427B2 -

Info

Publication number: JPH0256427B2
Application number: JP30204187A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Kitamura; Shinji Kishi; Akira Yotsutsuji
Original assignee: KOOKI ENJINIARINGU JUGEN; NOMURA TOKIN KK
Current assignee: KOOKI ENJINIARINGU JUGEN; NOMURA TOKIN KK
Priority date: 1987-11-30
Filing date: 1987-11-30
Publication date: 1990-11-30
Also published as: JPH01142070A

Description

【発明の詳細な説明】

（技術分野）本発明は、封孔された溶射層の製造方法に関す
るものである。（背景技術）従来、金属の表面にセラミツクや金属等の溶射
材料の微粒子を溶射して、溶射層を形成する技術
が用いられている。溶射材料のあるものは硬度が
高く、化学的にも安定しているので、表面の耐摩
耗性や耐腐食性を改善する効果が大きい。しかし
ながら、溶射層は、微粒子が溶着されたものであ
るから、特殊な方法を講じない限り、各微粒子の
間に隙間が生じ、多孔質となる。このため、溶射
層の隙間を介して、水分や薬品が侵入し、素地金
属が腐食されやすい。そこで、溶射拓層を形成した後、表面に水ガラ
ス及びその誘導体等を塗布して、風乾させ、ガラ
ス質（ケイ酸塩）により隙間を埋める方法が提案
されている。しかしながら、水ガラス及びその誘
導体を塗布した際にセラミツク溶射層の隙間に侵
入する成分は主として溶媒として利用されている
水や有機溶剤であり、有効成分よりは溶媒が優先
的に毛細管現象により侵入するので、溶媒が揮散
した後は、やはり隙間が残ることになり、ガラス
質は溶射層の表面を覆うに過ぎなかつた。一方、溶射層を形成した後、フエノール樹脂、
ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂液を
塗布して風乾あるいは熱硬化させることにより、
隙間を埋める方法も提案されている。この方法で
は、溶射層が高温状態であると、塗布した樹脂液
が塗布作業中に次第に硬化して行つたり、溶媒が
揮散して行くので、粘度が増加し、著しく塗りむ
らが生じるという問題があつた。また、これらの
樹脂液が十分に含浸しないうちに、樹脂分が乾燥
したり硬化してしまうので、深層部まで封孔でき
ないという問題があつた。したがつて、溶射層を
形成した後、これを常温付近まで冷却してから樹
脂液を塗布するが、塗布工程の終了後、樹脂液を
乾燥あるいは硬化させるべく加熱すると、溶射層
の隙間に残存している空気が膨張して樹脂液を隙
間から押し出してしまい、隙間が埋められないと
いう問題があつた。（発明の目的）本発明は上述のような点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、溶射の結果生
じた気孔を封孔された溶射層の製造方法におい
て、封孔用の樹脂液を溶射層の隙間に確実に含浸
させた状態で硬化させるようにすることにある。（発明の開示）本発明に係る封孔された溶射層の製造方法にあ
つては、上記の目的を達成するために、第１図に
示すように、素地金属１上に溶射材料の微粒子を
溶射して溶射層２を形成し、この溶射層２の表面
に、光硬化性の樹脂液３を、常温よりも高温状態
で塗布し、塗布時よりも低温状態で、光を照射し
て樹脂液３を硬化させることを特徴とするもので
ある。本発明にあつては、このように、光硬化性の樹
脂液３を封孔剤として用いているので、常温より
も高温状態で塗布しても、塗布工程の途中で樹脂
液３が次第に硬化するようなことはなく、塗布む
らは生じない。また、高温状態で塗布することに
より、樹脂液３の粘性が低くなつているので、溶
射層２の隙間に樹脂液が含浸しやすい。さらにま
た、塗布時よりも低温状態で、光を照射して樹脂
液３を硬化させるので、塗布工程後の冷却によ
り、溶射層２の隙間の空気が減圧され、溶射層２
の表面に塗布された樹脂液３が、隙間に吸い込ま
れるものであり、樹脂液３の含浸が確実に行われ
るものである。したがつて、本発明にあつては、
硬化した樹脂により溶射層２の隙間が完全に埋め
られるものであり、素地金属１の腐食を防止する
ことができる。また、派生効果として、溶射層の
気孔が完全に除去できるので、溶射層を形成した
物品の表面を研磨して鏡面にしようとする場合に
も、気孔に基づく窪みが生じないので、容易に鏡
面とすることができる。以下、図面を参照しながら詳述する。第１図ａ乃至ｅは本発明の製造方法の各工程を
説明するための図である。素地金属１は、例え
ば、鉄鋼、ステンレス鋼、銅または銅合金、アル
ミニウムまたはアルミニウム合金よりなる。第１図ａの工程では、まず、素地金属１の表面
に付着している油脂類やその他の異物を除去する
ために、溶剤による脱脂や、空焼きを行う。これ
は、油脂類やその他の異物が付着していると、溶
射層の密着性が不良となるからである。次いで、
溶射層の密着性を高めるために、素地金属１の表
面に、サンドブラスト、シヨツトブラスト、また
はグリツドブラストなどの機械的方法による表面
粗化を施す。第１図ｂの工程では、素地金属１の粗化された
面に、溶射材料の微粒子をプラズマあるいはガス
溶射する。溶射材料の微粒子としては、セラミツ
クス系の溶射材料として、グレイアルミナ、ホワ
イトアルミナ、チタニア、アルミナチタニア、ス
ピネル、ムライト、ジルコニア・イツトリア、ジ
ルコニア・マグネシア、ジルコニア・カルシア、
ジルコニア・ムライト、ジリコニア・シリカ、コ
バルトブルーなどが用いられ、メタル系の溶射材
料として、チタニウム、シリコン、タンタル、モ
リブデン、ニツケル、鉄モリブデン合金、ステン
レス、モリブデンニツケル合金、ニツケルクロム
合金、ニツケルクロムアルミ、ニツケル・アル
ミ、ニクラリーなどが用いられ、その他の溶射材
料として、ニツケルグラフアイト、クロムカーバ
イト、チタンカーバイト、タングステンカーバイ
ト、ボロンカーバイト、ジルコニウムカーバイ
ト、チタンボライド、モリブデンボライド、ジル
コニウムボライド、チタンナイトライド、ジルコ
ニウムナイトライド、炭化ケイ素、窒素ケイ素な
どが用いられる。また、これらの複合粉末を用い
ても良い。後述の実施例では、アルミナ96重量％
とチタニア2.3重量％を含むグレイアルミナの粉
末を用いている。なお、アンダーコート層としてニツケル80重量
％とクロム20重量％を含むニツケル・クロム溶射
層を予め形成しておいても良く、特に素地金属１
が鉄材である場合には、アンダーコート層として
ニツケル・クロム溶射層を設けることにより、接
合強度を高くすることができる。溶射材料の微粒子は半ば溶融された状態で、素
地金属１の表面に射突され、堆積して、溶射層２
が形成される。この溶射層２は、溶射材料の微粒
子が相互に溶着して成るものであり、各微粒子の
間には隙間が生じている。なお、溶射層２は、プ
ラズマあるいはガス溶射により形成されるもので
あるから、形成された直後の状態では、かなりの
高温状態となつており、隙間に残留したガス
（N₂，Ar，He等）や大気は十分に排気されてい
る。第１図ｃの工程では、溶射層２が高温状態のま
まで、その表面に光硬化性の樹脂液３を塗布す
る。光硬化性の樹脂液３は、光によるラジカル開
始剤を混入した架橋型多官能性アクリル樹脂ある
いはその変性体樹脂よりなり、溶剤を含まないも
のを用いる。光によるラジカル開始剤としては、
特に限定されるものではなく、市販されているも
のが実用できる。主成分としての架橋型多官能性アクリル樹脂は
２官能以上のものが目的に合わせて用いられ、そ
の変性体樹脂としては、エポキシ樹脂で変性した
エポキシアクリレート樹脂、ウレタン基を導入し
たウレタンアクリレート樹脂、ポリエステルで変
性したポリエステルアクリレート樹脂、シリコン
で変性したアクリレート樹脂、フツ素で変性した
アクリレート樹脂のいずれか単独又は組み合わせ
たものを用いることができる。この樹脂液３は、溶剤を含まないものを用い
る。なぜなら、溶剤を含めると、溶射層２の隙間
には、主として溶剤だけが含浸され、溶剤の揮散
後には隙間が残ることになるからである。また、
樹脂液３は、できるだけ低粘度のものを使用す
る。なぜなら、樹脂液３の粘度が高いと、溶射層
２の隙間に樹脂液３が含浸されにくいからであ
る。もつとも、樹脂液３が高温状態の溶射層２の
表面に触れて加熱されると、粘度が下がるので、
常温における粘度が不十分であつても高温状態で
の粘度が低ければ良い。なお、樹脂液３は予め加
熱しておいても良いことは言うまでもない。上述のように、溶射層２は高温状態であるの
で、隙間に残留したガスは膨張しており、且つ、
高温状態では樹脂液３の粘度が低いので、含浸は
極めてスムーズに行われる。また、本発明におい
て用いる樹脂液３は光硬化性であるので、光にの
み反応し、熱を加えてもほとんど反応しないの
で、含浸中に樹脂液３が増粘・硬化するようなこ
とはない。第１図ｄの工程では、溶射層２を冷却する。こ
の冷却は自然放冷により行い、常温付近の温度に
まで冷却する。この冷却工程において、溶射層２
の隙間に僅かに残存していたガスや大気は収縮
し、隙間の内圧は減圧される。このため、溶射層
２の表面に塗布された樹脂液３は、溶射層２の隙
間に吸い込まれ、深層部まで樹脂液３が含浸され
る。第１図ｅの工程では、樹脂液３が含浸された溶
射層２に光を照射し、樹脂液３を硬化させる。紫
外線硬化性の樹脂液に対しては紫外線ランプを光
源として使用する。光硬化性の樹脂液の硬化速度
は数秒乃至数十秒程度であり、極めて速い。した
がつて、塗布工程を溶射後の高温状態で行えるこ
とと相俟つて、本発明の製造方法における作業速
度は従来例よりも飛躍的に迅速になる。実施例本発明の製造方法を用いて、以下の試料を製造
した。幅50mm、長さ50mm、厚み９mmのSS―41材
を素地金属とし、これを１mmφのグリツドを用い
てブラスチングして表面を粗面化した。これに、
アルミナ96％とチタニア2.3％を含むグレイアル
ミナ粉末（昭和電工製）をプラズマ溶射して
300μmの溶射層を形成した。プラズマ溶射装置と
しては、プラズマダイン社製のものを40kWモー
ドで用いた。アルミナ粉末の供給量は1.2Kg／hr、
Arガスの供給量は2.9m³／hr、Heガスの供給量は
0.8m³／hr、電流は800Aであつた。同じ方法で未
封孔のアルミナ溶射層を有する鉄板（試料１）を
多数枚製造した。ペンタエリスリトールトリアクリレート100g
に紫外線ラジカル開始剤として、イルガキユアー
184を2.0g、トリエタノールアミンを1.0g加え、
紫外線硬化剤の樹脂液とした。これを未封孔のア
ルミナ溶射層を有する鉄板の表面に塗布した。塗
布工程は、常温よりも高温状態で行つた。これ
を、常温付近まで自然放冷した後に、紫外線ラン
プを用いて紫外線を10秒間照射して、試料２を得
た。比較例として、従来、封孔用に使用していたフ
エノール樹脂をアルコールに溶解した樹脂液を未
封孔のアルミナ溶射層を有する鉄板の表面に塗布
した。塗布工程は、常温で行つた。次に、これを
12時間以上常温で乾燥させて、アルコールを揮散
させ、試料３を得た。同じ要領で比較例として、
エチルシリケート（水ガラス）を封孔材とした試
料４を得た。また、封孔材としてエポキシ樹脂を
用いて試料５を作製した。エポキシ樹脂の硬化
は、150℃で２時間の加熱硬化とした。

【表】試料１〜５について、JIS・Ｈ―8617（1974）付
属書１に準じて塩水噴霧法による腐食促進試験を
行つた結果を第１表に示す。塩水噴霧時間は96時
間連続噴霧とした。表中、レイテイングナンバー
とは、噴霧面積に対する腐食面積の割合を指数で
示したものであり、レイテイングナンバーが大き
いものは腐食発生率が低いということになる。腐
食の発生を認めないものは、＞9.8と表記してい
る。無封孔の試料１では腐食発生率が高いが、実
施例の試料２では腐食の発生が認められなかつ
た。また、比較例の試料３〜５では、無封孔の試
料１よりは腐食発生率が低いものの、腐食の発生
が認められ、実施例の試料２の方が優れているこ
とは明らかである。（発明の効果）本発明は上述のように、素地金属上に溶射材料
の微粒子を溶射して溶射層を形成し、この溶射層
の表面に、光硬化性の樹脂液を、常温よりも高温
状態で塗布し、塗布時よりも低温状態で、光を照
射して樹脂液を硬化させるようにしたので、封孔
用の樹脂液を溶射層の隙間に確実に含浸させた状
態で硬化させることができ、溶射層の隙間を確実
に封孔することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製造方法の各工程を説明する
ための図である。１は素地金属上、２は溶射層、３は光硬化性の
樹脂液である。

Claims

【特許請求の範囲】１素地金属上に溶射材料の微粒子を溶射して溶
射層を形成し、この溶射層の表面に、光硬化性の
樹脂液を、常温よりも高温状態で塗布し、塗布時
よりも低温状態で、光を照射して樹脂液を硬化さ
せることを特徴とする封孔された溶射層の製造方
法。２光硬化性の樹脂液は、光によるラジカル開始
剤を混入した架橋型多官能性アクリル樹脂あるい
はその変性体樹脂、あるいは光硬化性エポキシ樹
脂よりなり、溶剤を含まないことを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の封孔されたセラミツク
溶射層の製造方法。３前記架橋型多官能性アクリル樹脂は２官能以
上のものを主成分とし、前記変性体樹脂はエポキ
シ樹脂で変性したエポキシアクリレート樹脂、ウ
レタン基を導入したウレタンアクリレート樹脂、
ポリエステルで変性したポリエステルアクリレー
ト樹脂、シリコンで変性したアクリレート樹脂、
フツ素で変性したアクリレート樹脂のいずれか単
独又は組み合わせたものであることを特徴とする
特許請求の範囲第２項記載の封孔された溶射層の
製造方法。４ラジカル開始剤は、紫外線でラジカルを発生
する機能を有することを特徴とする特許請求の範
囲第２項記載の封孔された溶射層の製造方法。