JPH0258347B2 - - Google Patents
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Description
（産業上の利用分野）
この発明法は銅基金属基材への銅基溶射皮膜の
被着法に係り、その目的は銅や銅合金からなる銅
基金属基材に銅基溶射皮膜を強固に被着すること
ができ、かつ銅基金属基材に生じた凹み等の補修
が容易に行なえるとともに、銅基金属基材の表面
の保護膜として有用な銅基溶射皮膜をも被着する
ことができる銅基金属基材への銅基溶射皮膜の被
着法を提供することにある。 この明細書において、銅基金属基材及び銅基溶
射皮膜とは銅及び銅に各種金属（例えばAg、
Fe、Mn、Pb、Be、Cr、Zn、Sn、Al、Ni等）
が含まれた銅合金であつて銅を50重量％以上含む
銅合金からなるものをいう。 （従来技術及び従来技術の欠点） 従来、金属板に生じた凹み等を補修したり、金
属板の表面を保護するために金属板に被膜を被着
することが行なわれており、その皮膜の被着にあ
たつてはメツキや溶射等の各種手段が開発されて
きた。 しかし、銅や銅合金からなる銅基金属基材につ
いては皮膜を被着する適当な手段が存在せず、凹
み等の補修あるいは表面の保護が有効に行なえな
いという問題があつた。 すなわち、銅基金属基材を粗面化した後、銅基
溶射皮膜を形成しても基材と皮膜が強固に密着せ
ず、このため装飾、肉盛程度にしか使用できない
という問題点があつた。 一方、銅基金属基材に自溶合金（Ni−Ni−Cr
基にＢ、Siを添加したもの）を溶射後、再溶融
（約1000〜1100℃）とすることにより、合金中の
Ｂ、SiがB2O3、SiO2となり、他の金属酸化物を
ホウケイ酸ガラスとして溶解浮上させ、銅基金属
基材と溶射皮膜との中間に合金層を形成して密着
強化する被着法がある。 なるほどこの自溶合金による被着法は、銅基金
属基材と溶射皮膜は強固に密着する。しかし、例
えば銅基金属からなる軸受を補修したい場合にお
いて軸受の表面は軸より耐摩耗性が小さくかつ軸
とのなじみ性の良い金属（軸受特性の優れた）で
ある必要があり（軸受が軸より耐摩耗性が大きけ
れば軸が摩耗してしまうから使用に供さない。）、
このためこの自溶合金による被着法では使用に供
さないばかりでなく熱処理温度が高く、かつその
温度範囲が狭いので熱処理に高度の技術を要する
という問題点があつた。すなわち、銅基金属基材
に銅基溶射皮膜を強固に被着する方法がなかつた
のである。 （発明の解決課題） この発明者は上記問題に艦み、まず、銅基金属
基材に溶射によつて銅基溶射皮膜を被着させるこ
とを試みたが、銅基溶射皮膜の被着強度が弱く実
用に供し得ないものであつた。 そこで、この発明者は更に鋭意研究を続けた結
果、まず第１に、銅基金属基材に溶射によつて銅
基溶射皮膜を被着させた後所要温度で加熱処理し
た場合、銅基金属基材と銅基溶射皮膜との界面が
銅基金属基材側に移動することを見い出し、次い
て、第２に、このような界面の移動に伴つて、第
１図に示す様に、銅基金属基材と銅基溶射皮膜と
の被着強度が向上されることを見い出し、この発
明法を完成するに至つた。 （発明の解決手段） この発明法は、銅基金属基材の表面を粗面化
し、この粗面化された銅基金属基材の表面に溶射
によつて銅基溶射皮膜を形成し、その後250℃以
上両銅基の融点以内で加熱処理して銅基溶射皮膜
を銅基金属基材の表面に被着することを特徴とす
るものであり、以下にこの発明法を詳述する。 （発明の構成） この発明法においては、まず銅基金属基材の表
面を粗面化する。 ここで粗面化する理由は、次に行なう銅基溶射
皮膜の溶射において、銅基金属基材の表面に対す
る機械的かみつき、いわゆる投錨効果を高めるた
めである。 また、粗面化の方法としては銅基金属基材の表
面に下地用金属、例えばMo、Ni、Ｗ、Ni−Al
合金、Ni−Cr合金、Ni−Cu合金、Ni−Cr−Co
合金、Ni−Cr−Ｗ合金、等を溶射して粗面化す
る方法が採用される。 次いで、このように粗面化された銅基金属基材
表面に溶射によつて銅基溶射皮膜を形成する。 ここで、銅基溶射皮膜を形成するにあたつては
銅基金属を線状、棒状或いは粉状にした溶射材料
が用いられる。 また、溶射の方法としては、ガス溶射法、ガス
爆発溶射法、アーク溶射法、プラズマジエツト溶
射法、線爆発溶射法がある。 ここで、溶射法の一例であるガス溶射法を用い
た場合を第２図に基づいて説明すると、線状に形
成された銅基金属からなる溶射材料１を溶射トー
チ２の中心孔３から送出すると共にその周囲に設
けられた燃料噴出口４より酸素−燃料ガスを噴出
し、このガスの燃焼炎５によつて溶射材料１を溶
融し、これを燃料噴出口４の周囲の圧縮空気噴出
口６より噴出された圧縮空気ジエツトで微粉化し
て銅基金属基材７表面に吹き付け、銅基溶射皮膜
８を形成するのである。 また溶射の際、銅基金属からなる溶射材料は熱
によつてその一部が酸化され、銅基金属基材の表
面に形成された銅基溶射皮膜には酸化された銅基
金属が含まれた状態となつている。 そして、このように銅基金属基材の表面に銅基
溶射皮膜を形成した後、これを250℃以上両銅基
の融点以内で加熱処理する。 ここで、加熱処理の温度を250℃以上両銅基の
融点以内としたのは、250℃未満においては、銅
基金属基材表面に如なる下地用金属を溶射した場
合でも銅基金属基材と銅基溶射皮膜との間の界面
の移動が行なわれず、一方両銅基の融点を超えた
場合には銅基金属自体が溶融してしまうためであ
る。 尚、両銅基の融点は、銅の融点1083℃よりも低
い。 このように加熱処理を行なうと、銅基金属基材
と銅基溶射皮膜との界面が銅基金属基材側に順次
移動されると共に銅基溶射皮膜内の酸化された銅
基金属が拡散されて銅基金属基材と銅基溶射皮膜
とが融合一体化されるようになり、第１図に示す
様に、このような界面の移動に伴なつて銅基金属
基材に対する銅基溶射皮膜の被着強度が向上され
る。 すなわち、溶射時に生成する酸化された銅基金
属が溶射皮膜表面上に移動するため、被着強度が
向上するのである。 尚、銅基溶射皮膜を銅基金属基材の熱作用に対
する保護膜として使用する場合には、銅基溶射皮
膜内に含まれた銅基金属より伝導性の低い酸化さ
れた銅基金属の拡散が完了される前に加熱処理を
中止することが望ましい。 ここで、この加熱時の雰囲気としては、大気
中、還元性ガス（N2）中、真空中等の雰囲気が
採用でき、銅基金属の種類、下地用金属の種類、
溶射皮膜を形成する目的等を適宜勘案して定めれ
ばよい。 また第１図において表した被着強度の値は剪断
密着強さ試験法（Metallizing Handbook
VOL・１（1959）METCO）による値を用いてい
る。 以上詳述した如く、この発明に係る銅基金属基
材への銅基溶射皮膜の被着法は、粗面化された銅
基金属基材の表面に銅基溶射皮膜を溶射した後、
これを250℃以上両銅基の融点以内で加熱処理す
るものであり、この加熱処理によつて銅基金属基
材と銅基溶射皮膜との界面が移動され、銅基金属
基材と銅基溶射皮膜とが融合一体化して銅基金属
基材に銅基溶射皮膜が強固に被着させることとな
るため、銅基金属基材に生じた凹み等の補修が容
易かつ確実に行なえるようになり、また、銅基金
属基材に被着された銅基溶射皮膜には銅基金属よ
り伝導性の低い酸化された銅基金属が含まれ銅基
金属基材が高炉等に使用される場合に負荷される
熱衝撃のような熱作用から保護されるという優れ
た効果を奏するものである。 叉、銅基金属基材と銅基溶射皮膜とを強固に被
着補修できるので、補修前の製品の物性、機械的
性質を損なうことがない（例えば銅基金属からな
る軸受を補修したい場合において軸受の表面は軸
より耐摩耗性が小さい金属−基材と皮膜が同一物
性が最も好ましい−を溶射することができる）と
いう効果を奏す。 さらに熱処理温度が低く、かつその温度範囲が
広いので熱処理に高度の技術を必要としない効果
を奏す。 次に、この発明に係る銅基金属基材への銅基溶
射皮膜の被着法の実施例、参考例及び比較例を述
べることにより、この発明の作用及び効果をより
一層明確なものとする。 以下の実施例においては、銅基金属基材及び銅
基溶射皮膜を形成する溶射材料夫々に銅（99.9重
量％）を用いて、銅基溶射皮膜の溶射は第２図に
示す様なガス溶射法ガス銃（Metco社製10E）を
用いて、行ない、銅基溶射皮膜の膜厚は２mm程度
とした。 また、銅基金属基材を粗面化するために溶射す
る下地用金属には、No（99.95重量％）、Ni−Al
合金（Ni95重量％Al5重量％）、Ni−Cr合金
（Ni80重量％ Cr20重量％）を用い、この溶射は
アーク溶射銃（コーケン社製200型）で行い、そ
の膜厚は0.05mm程度とした。 参考例 １ スチールグリツトで粗面化した銅基材の表面に
溶射より銅基溶射皮膜を形成した後、850℃で加
熱処理した。 ここで第３図Ａ，Ｂ，Ｃに添加した写真はこの
実施例において加熱処理前の状態、加熱処理を30
分行なつた状態及び加熱処理を120分行なつた状
態を示している。 第３図Ａの写真において上半分が銅基材、下半
分が銅基溶射皮膜で中央の色の変わつた部分が界
面となつており、銅基溶射皮膜部分で層状に黒く
ぼけた部分は酸化された銅である。 これが30分の加熱処理後は第３図Ｂの写真のよ
うに界面が銅基材側に移動してぼけてしまい酸化
された銅が拡散され、120分の加熱処理後の第３
図Ｃの写真では界面が更に移動し、酸化された銅
が更に広がつていつた。 実施例 １ 銅基材と銅基溶射皮膜との間にMoからなる下
地用金属を溶射したものを、参考例１と同様850
℃で加熱処理した。 ここで第４図Ａ，Ｂ，Ｃに添加した写真はこの
実施例において加熱処理前の状態、加熱処理を30
分間行なつた状態及び加熱処理を120分行なつた
状態を示している。 第４図Ａの写真において上部が銅基材、下部が
銅溶射皮膜で中央の黒く色の変わつた部分がMo
層でこれが界面となつており、銅溶射皮膜部分で
層状に黒くぼけた部分は酸化された銅である。 これが30分の加熱処理後は第４図Ｂの写真のよ
うに界面となるMo層が銅基材側に移動して分散
されると共に酸化された銅が拡散され、また120
分の加熱処理後の第４図Ｃの写真では界面が更に
少し移動し酸化された銅の拡散が更に広がつてい
つた。 実施例 ２ 銅基材と銅溶射皮膜との間にNi−Al合金から
なる下地用金属を溶解したものを、参考例１と同
様850℃で加熱処理した。 ここで第５図Ａ，Ｂ，Ｃに添加した写真はこの
実施例において加熱処理前の状態、加熱処理を30
分行つた状態及び加熱処理を120分行なつた状態
を示している。 第５図Ａの写真において上部が銅基材、下部が
銅基溶射皮膜で中央の黒く色の変わつた部分が
Ni−Al層でこれが界面となつており、銅基溶射
皮膜部分で層状に黒くぼけた部分は酸化された銅
である。これが30分の加熱処理後は第５図Ｂの写
真のように界面となるNi−Al層が銅基材側に移
動して分散されると共に酸化された銅が拡散さ
れ、また120分の加熱処理後の第５図Ｃの写真で
は界面が更に少し移動し酸化された銅の拡散が更
に広がつていた。 実施例 ３ 銅基材と銅基溶射皮膜との間にNi−Cr合金か
らなる下地用金属を溶射したものを、実施例１と
同様850℃で加熱処理した。 ここで第６図Ａ，Ｂ，Ｃに添加した写真は此の
実施例において加熱処前状態、加熱処理を30分行
なつた状態及び加熱処理を120分おこなつた状態
を示している。 第６図Ａの写真において上部が銅基材、下部が
銅基溶射皮膜で中央の黒色の変わつた部分がNi
−Cr層でこれが界面となつており、銅基溶射皮
膜部分で層状に黒くぼけた部分は酸化された銅で
ある。 これが30分の加熱処理後は第６図Ｂの写真のよ
うに界面となるNi−Cr層が銅基材側に移動して
分散されると共に酸化された銅が抗散され、120
分後の加熱処理後の第６図Ｃの写真では界面が更
に少し移動し酸化された銅の拡散が更に広がつて
いた。 実施例 ４ 銅基材表面を直接粗面化した場合及び粗面化に
下地用金属Mo、Ni−Al合金もしくはNi−Cr合
金を用いた場合夫々について、界面の移動速度を
加熱処理の温度を変えて測定した。 その結果を第７図から第１０図に示す。 第７図は下地用金属を介在させずに銅基材表面
に銅基溶射皮膜を被着した場合の例であり、この
場合600℃では界面に起こらず、順次温度を上げ
ていくにつれて界面の移動温度が上昇され、1100
℃を超えると銅自体が溶融してしまい測定できな
かつた。 第８図は下地用金属としてMoを用いた場合の
例であり、この場合は240℃においては界面の移
動が起こらず、250℃で初めて徐々であるが界面
の移動が生じ、その後は第７図同様温度の上昇に
伴ない界面の移動速度が上昇され1100℃を超える
と溶融し測定不能であつた。 第９図は下地用金属としてNi−Al合金を用い
た場合の例であり、この場合は第７図同様600℃
では界面の移動が起らず、その後は温度の上昇に
つれて界面の移速度が上昇し、1100を超えると溶
融し測定不能であつた。 第１０図は下地用金属としてNi−Cr合金を用
いて場合の例であり、この場合は第７図及び第９
図同様600℃では界面の移動が起らず、その後は
温度の上昇につれて界面の移動速度が上昇し、
1100℃を超えると溶融し測定不能であつた。 これらの結果より、界面の移動は、下地用金属
にMoを用た場合に一番低い温度250℃で移動を
開始し、その後は温度の上昇に伴ない移動速度が
上昇し、1100℃を超えると銅が溶融し測定不能と
なることがわかる。 実施例 ５ 銅基材表面の粗面化に下地用金属Mo、Ni−Al
合金もしくはNi−Cr合金を用いた場合夫々につ
いて、85℃で加熱処理し、夫々の界面の移動速度
を比較した結果を第１１図に示す。 この図に示す様に、界面の移動速度は、下地用
金属にNi−Cr合金を用いた場合（図中Ａ）、下地
用金属にNi−Al合金を用いた場合（図中Ｂ）、下
地用金属にNi−Al合金を用いた場合（図中Ｃ）、
下地用金属にMoを用いた場合（図中Ｄ）の順と
なつた。 実施例６乃至８及び参考例２並びに比較例１ 銅基材表面にNiメツキ（Ni99.9重量％）を行
ない銅基溶射皮膜を被着したもの（比較ば例１）、
銅基材表面を直接粗面化、または粗面化に下地用
金属Mo−Ni−Al合金もしくはNi−Cr合金を用
い銅基溶射皮膜を被着したもの（参考例２及び実
施例６乃至８）夫々について、加熱処理前N2ガ
ス中で850℃で５分加熱処理後、N2ガス中で850
℃で30分間処理後、N2ガス中で120分加熱処理
後、真空中800℃で30分加熱処理後夫々の場合に
ついての銅基溶射皮膜の被着強度を比較してみ
た。 その結果を下記１表及び１２図のグヤラフに示
す。 尚、第１２図において、１は加熱処理前、２は
N2ガス中850℃で５分加熱理後、３はN2ガス中
850℃で30分加熱処理後、４はN2ガス中850℃で
120分加熱処理後、５は真空中800℃で30分加熱処
理後の剪断密着強さを示す。 また、ここで銅溶射皮膜の被着強度の値は前記
の剪断密着強さ試験法（Metallizing Hand
book VOL、１（1959）METRO）による値を用
いた。
被着法に係り、その目的は銅や銅合金からなる銅
基金属基材に銅基溶射皮膜を強固に被着すること
ができ、かつ銅基金属基材に生じた凹み等の補修
が容易に行なえるとともに、銅基金属基材の表面
の保護膜として有用な銅基溶射皮膜をも被着する
ことができる銅基金属基材への銅基溶射皮膜の被
着法を提供することにある。 この明細書において、銅基金属基材及び銅基溶
射皮膜とは銅及び銅に各種金属（例えばAg、
Fe、Mn、Pb、Be、Cr、Zn、Sn、Al、Ni等）
が含まれた銅合金であつて銅を50重量％以上含む
銅合金からなるものをいう。 （従来技術及び従来技術の欠点） 従来、金属板に生じた凹み等を補修したり、金
属板の表面を保護するために金属板に被膜を被着
することが行なわれており、その皮膜の被着にあ
たつてはメツキや溶射等の各種手段が開発されて
きた。 しかし、銅や銅合金からなる銅基金属基材につ
いては皮膜を被着する適当な手段が存在せず、凹
み等の補修あるいは表面の保護が有効に行なえな
いという問題があつた。 すなわち、銅基金属基材を粗面化した後、銅基
溶射皮膜を形成しても基材と皮膜が強固に密着せ
ず、このため装飾、肉盛程度にしか使用できない
という問題点があつた。 一方、銅基金属基材に自溶合金（Ni−Ni−Cr
基にＢ、Siを添加したもの）を溶射後、再溶融
（約1000〜1100℃）とすることにより、合金中の
Ｂ、SiがB2O3、SiO2となり、他の金属酸化物を
ホウケイ酸ガラスとして溶解浮上させ、銅基金属
基材と溶射皮膜との中間に合金層を形成して密着
強化する被着法がある。 なるほどこの自溶合金による被着法は、銅基金
属基材と溶射皮膜は強固に密着する。しかし、例
えば銅基金属からなる軸受を補修したい場合にお
いて軸受の表面は軸より耐摩耗性が小さくかつ軸
とのなじみ性の良い金属（軸受特性の優れた）で
ある必要があり（軸受が軸より耐摩耗性が大きけ
れば軸が摩耗してしまうから使用に供さない。）、
このためこの自溶合金による被着法では使用に供
さないばかりでなく熱処理温度が高く、かつその
温度範囲が狭いので熱処理に高度の技術を要する
という問題点があつた。すなわち、銅基金属基材
に銅基溶射皮膜を強固に被着する方法がなかつた
のである。 （発明の解決課題） この発明者は上記問題に艦み、まず、銅基金属
基材に溶射によつて銅基溶射皮膜を被着させるこ
とを試みたが、銅基溶射皮膜の被着強度が弱く実
用に供し得ないものであつた。 そこで、この発明者は更に鋭意研究を続けた結
果、まず第１に、銅基金属基材に溶射によつて銅
基溶射皮膜を被着させた後所要温度で加熱処理し
た場合、銅基金属基材と銅基溶射皮膜との界面が
銅基金属基材側に移動することを見い出し、次い
て、第２に、このような界面の移動に伴つて、第
１図に示す様に、銅基金属基材と銅基溶射皮膜と
の被着強度が向上されることを見い出し、この発
明法を完成するに至つた。 （発明の解決手段） この発明法は、銅基金属基材の表面を粗面化
し、この粗面化された銅基金属基材の表面に溶射
によつて銅基溶射皮膜を形成し、その後250℃以
上両銅基の融点以内で加熱処理して銅基溶射皮膜
を銅基金属基材の表面に被着することを特徴とす
るものであり、以下にこの発明法を詳述する。 （発明の構成） この発明法においては、まず銅基金属基材の表
面を粗面化する。 ここで粗面化する理由は、次に行なう銅基溶射
皮膜の溶射において、銅基金属基材の表面に対す
る機械的かみつき、いわゆる投錨効果を高めるた
めである。 また、粗面化の方法としては銅基金属基材の表
面に下地用金属、例えばMo、Ni、Ｗ、Ni−Al
合金、Ni−Cr合金、Ni−Cu合金、Ni−Cr−Co
合金、Ni−Cr−Ｗ合金、等を溶射して粗面化す
る方法が採用される。 次いで、このように粗面化された銅基金属基材
表面に溶射によつて銅基溶射皮膜を形成する。 ここで、銅基溶射皮膜を形成するにあたつては
銅基金属を線状、棒状或いは粉状にした溶射材料
が用いられる。 また、溶射の方法としては、ガス溶射法、ガス
爆発溶射法、アーク溶射法、プラズマジエツト溶
射法、線爆発溶射法がある。 ここで、溶射法の一例であるガス溶射法を用い
た場合を第２図に基づいて説明すると、線状に形
成された銅基金属からなる溶射材料１を溶射トー
チ２の中心孔３から送出すると共にその周囲に設
けられた燃料噴出口４より酸素−燃料ガスを噴出
し、このガスの燃焼炎５によつて溶射材料１を溶
融し、これを燃料噴出口４の周囲の圧縮空気噴出
口６より噴出された圧縮空気ジエツトで微粉化し
て銅基金属基材７表面に吹き付け、銅基溶射皮膜
８を形成するのである。 また溶射の際、銅基金属からなる溶射材料は熱
によつてその一部が酸化され、銅基金属基材の表
面に形成された銅基溶射皮膜には酸化された銅基
金属が含まれた状態となつている。 そして、このように銅基金属基材の表面に銅基
溶射皮膜を形成した後、これを250℃以上両銅基
の融点以内で加熱処理する。 ここで、加熱処理の温度を250℃以上両銅基の
融点以内としたのは、250℃未満においては、銅
基金属基材表面に如なる下地用金属を溶射した場
合でも銅基金属基材と銅基溶射皮膜との間の界面
の移動が行なわれず、一方両銅基の融点を超えた
場合には銅基金属自体が溶融してしまうためであ
る。 尚、両銅基の融点は、銅の融点1083℃よりも低
い。 このように加熱処理を行なうと、銅基金属基材
と銅基溶射皮膜との界面が銅基金属基材側に順次
移動されると共に銅基溶射皮膜内の酸化された銅
基金属が拡散されて銅基金属基材と銅基溶射皮膜
とが融合一体化されるようになり、第１図に示す
様に、このような界面の移動に伴なつて銅基金属
基材に対する銅基溶射皮膜の被着強度が向上され
る。 すなわち、溶射時に生成する酸化された銅基金
属が溶射皮膜表面上に移動するため、被着強度が
向上するのである。 尚、銅基溶射皮膜を銅基金属基材の熱作用に対
する保護膜として使用する場合には、銅基溶射皮
膜内に含まれた銅基金属より伝導性の低い酸化さ
れた銅基金属の拡散が完了される前に加熱処理を
中止することが望ましい。 ここで、この加熱時の雰囲気としては、大気
中、還元性ガス（N2）中、真空中等の雰囲気が
採用でき、銅基金属の種類、下地用金属の種類、
溶射皮膜を形成する目的等を適宜勘案して定めれ
ばよい。 また第１図において表した被着強度の値は剪断
密着強さ試験法（Metallizing Handbook
VOL・１（1959）METCO）による値を用いてい
る。 以上詳述した如く、この発明に係る銅基金属基
材への銅基溶射皮膜の被着法は、粗面化された銅
基金属基材の表面に銅基溶射皮膜を溶射した後、
これを250℃以上両銅基の融点以内で加熱処理す
るものであり、この加熱処理によつて銅基金属基
材と銅基溶射皮膜との界面が移動され、銅基金属
基材と銅基溶射皮膜とが融合一体化して銅基金属
基材に銅基溶射皮膜が強固に被着させることとな
るため、銅基金属基材に生じた凹み等の補修が容
易かつ確実に行なえるようになり、また、銅基金
属基材に被着された銅基溶射皮膜には銅基金属よ
り伝導性の低い酸化された銅基金属が含まれ銅基
金属基材が高炉等に使用される場合に負荷される
熱衝撃のような熱作用から保護されるという優れ
た効果を奏するものである。 叉、銅基金属基材と銅基溶射皮膜とを強固に被
着補修できるので、補修前の製品の物性、機械的
性質を損なうことがない（例えば銅基金属からな
る軸受を補修したい場合において軸受の表面は軸
より耐摩耗性が小さい金属−基材と皮膜が同一物
性が最も好ましい−を溶射することができる）と
いう効果を奏す。 さらに熱処理温度が低く、かつその温度範囲が
広いので熱処理に高度の技術を必要としない効果
を奏す。 次に、この発明に係る銅基金属基材への銅基溶
射皮膜の被着法の実施例、参考例及び比較例を述
べることにより、この発明の作用及び効果をより
一層明確なものとする。 以下の実施例においては、銅基金属基材及び銅
基溶射皮膜を形成する溶射材料夫々に銅（99.9重
量％）を用いて、銅基溶射皮膜の溶射は第２図に
示す様なガス溶射法ガス銃（Metco社製10E）を
用いて、行ない、銅基溶射皮膜の膜厚は２mm程度
とした。 また、銅基金属基材を粗面化するために溶射す
る下地用金属には、No（99.95重量％）、Ni−Al
合金（Ni95重量％Al5重量％）、Ni−Cr合金
（Ni80重量％ Cr20重量％）を用い、この溶射は
アーク溶射銃（コーケン社製200型）で行い、そ
の膜厚は0.05mm程度とした。 参考例 １ スチールグリツトで粗面化した銅基材の表面に
溶射より銅基溶射皮膜を形成した後、850℃で加
熱処理した。 ここで第３図Ａ，Ｂ，Ｃに添加した写真はこの
実施例において加熱処理前の状態、加熱処理を30
分行なつた状態及び加熱処理を120分行なつた状
態を示している。 第３図Ａの写真において上半分が銅基材、下半
分が銅基溶射皮膜で中央の色の変わつた部分が界
面となつており、銅基溶射皮膜部分で層状に黒く
ぼけた部分は酸化された銅である。 これが30分の加熱処理後は第３図Ｂの写真のよ
うに界面が銅基材側に移動してぼけてしまい酸化
された銅が拡散され、120分の加熱処理後の第３
図Ｃの写真では界面が更に移動し、酸化された銅
が更に広がつていつた。 実施例 １ 銅基材と銅基溶射皮膜との間にMoからなる下
地用金属を溶射したものを、参考例１と同様850
℃で加熱処理した。 ここで第４図Ａ，Ｂ，Ｃに添加した写真はこの
実施例において加熱処理前の状態、加熱処理を30
分間行なつた状態及び加熱処理を120分行なつた
状態を示している。 第４図Ａの写真において上部が銅基材、下部が
銅溶射皮膜で中央の黒く色の変わつた部分がMo
層でこれが界面となつており、銅溶射皮膜部分で
層状に黒くぼけた部分は酸化された銅である。 これが30分の加熱処理後は第４図Ｂの写真のよ
うに界面となるMo層が銅基材側に移動して分散
されると共に酸化された銅が拡散され、また120
分の加熱処理後の第４図Ｃの写真では界面が更に
少し移動し酸化された銅の拡散が更に広がつてい
つた。 実施例 ２ 銅基材と銅溶射皮膜との間にNi−Al合金から
なる下地用金属を溶解したものを、参考例１と同
様850℃で加熱処理した。 ここで第５図Ａ，Ｂ，Ｃに添加した写真はこの
実施例において加熱処理前の状態、加熱処理を30
分行つた状態及び加熱処理を120分行なつた状態
を示している。 第５図Ａの写真において上部が銅基材、下部が
銅基溶射皮膜で中央の黒く色の変わつた部分が
Ni−Al層でこれが界面となつており、銅基溶射
皮膜部分で層状に黒くぼけた部分は酸化された銅
である。これが30分の加熱処理後は第５図Ｂの写
真のように界面となるNi−Al層が銅基材側に移
動して分散されると共に酸化された銅が拡散さ
れ、また120分の加熱処理後の第５図Ｃの写真で
は界面が更に少し移動し酸化された銅の拡散が更
に広がつていた。 実施例 ３ 銅基材と銅基溶射皮膜との間にNi−Cr合金か
らなる下地用金属を溶射したものを、実施例１と
同様850℃で加熱処理した。 ここで第６図Ａ，Ｂ，Ｃに添加した写真は此の
実施例において加熱処前状態、加熱処理を30分行
なつた状態及び加熱処理を120分おこなつた状態
を示している。 第６図Ａの写真において上部が銅基材、下部が
銅基溶射皮膜で中央の黒色の変わつた部分がNi
−Cr層でこれが界面となつており、銅基溶射皮
膜部分で層状に黒くぼけた部分は酸化された銅で
ある。 これが30分の加熱処理後は第６図Ｂの写真のよ
うに界面となるNi−Cr層が銅基材側に移動して
分散されると共に酸化された銅が抗散され、120
分後の加熱処理後の第６図Ｃの写真では界面が更
に少し移動し酸化された銅の拡散が更に広がつて
いた。 実施例 ４ 銅基材表面を直接粗面化した場合及び粗面化に
下地用金属Mo、Ni−Al合金もしくはNi−Cr合
金を用いた場合夫々について、界面の移動速度を
加熱処理の温度を変えて測定した。 その結果を第７図から第１０図に示す。 第７図は下地用金属を介在させずに銅基材表面
に銅基溶射皮膜を被着した場合の例であり、この
場合600℃では界面に起こらず、順次温度を上げ
ていくにつれて界面の移動温度が上昇され、1100
℃を超えると銅自体が溶融してしまい測定できな
かつた。 第８図は下地用金属としてMoを用いた場合の
例であり、この場合は240℃においては界面の移
動が起こらず、250℃で初めて徐々であるが界面
の移動が生じ、その後は第７図同様温度の上昇に
伴ない界面の移動速度が上昇され1100℃を超える
と溶融し測定不能であつた。 第９図は下地用金属としてNi−Al合金を用い
た場合の例であり、この場合は第７図同様600℃
では界面の移動が起らず、その後は温度の上昇に
つれて界面の移速度が上昇し、1100を超えると溶
融し測定不能であつた。 第１０図は下地用金属としてNi−Cr合金を用
いて場合の例であり、この場合は第７図及び第９
図同様600℃では界面の移動が起らず、その後は
温度の上昇につれて界面の移動速度が上昇し、
1100℃を超えると溶融し測定不能であつた。 これらの結果より、界面の移動は、下地用金属
にMoを用た場合に一番低い温度250℃で移動を
開始し、その後は温度の上昇に伴ない移動速度が
上昇し、1100℃を超えると銅が溶融し測定不能と
なることがわかる。 実施例 ５ 銅基材表面の粗面化に下地用金属Mo、Ni−Al
合金もしくはNi−Cr合金を用いた場合夫々につ
いて、85℃で加熱処理し、夫々の界面の移動速度
を比較した結果を第１１図に示す。 この図に示す様に、界面の移動速度は、下地用
金属にNi−Cr合金を用いた場合（図中Ａ）、下地
用金属にNi−Al合金を用いた場合（図中Ｂ）、下
地用金属にNi−Al合金を用いた場合（図中Ｃ）、
下地用金属にMoを用いた場合（図中Ｄ）の順と
なつた。 実施例６乃至８及び参考例２並びに比較例１ 銅基材表面にNiメツキ（Ni99.9重量％）を行
ない銅基溶射皮膜を被着したもの（比較ば例１）、
銅基材表面を直接粗面化、または粗面化に下地用
金属Mo−Ni−Al合金もしくはNi−Cr合金を用
い銅基溶射皮膜を被着したもの（参考例２及び実
施例６乃至８）夫々について、加熱処理前N2ガ
ス中で850℃で５分加熱処理後、N2ガス中で850
℃で30分間処理後、N2ガス中で120分加熱処理
後、真空中800℃で30分加熱処理後夫々の場合に
ついての銅基溶射皮膜の被着強度を比較してみ
た。 その結果を下記１表及び１２図のグヤラフに示
す。 尚、第１２図において、１は加熱処理前、２は
N2ガス中850℃で５分加熱理後、３はN2ガス中
850℃で30分加熱処理後、４はN2ガス中850℃で
120分加熱処理後、５は真空中800℃で30分加熱処
理後の剪断密着強さを示す。 また、ここで銅溶射皮膜の被着強度の値は前記
の剪断密着強さ試験法（Metallizing Hand
book VOL、１（1959）METRO）による値を用
いた。
【表】
【表】
これらの結果から明らかなように、粗面化処理
された銅基材の表面に被着された銅基溶射皮膜の
被着強度は加熱処理によつて著しく向上されるこ
とが理解され、また、銅基材の表面にメツキ処理
を施した比較例１との比較より銅基材表面の粗面
化処理もこの発明においては必要であることが理
解される。特に、この粗面化処理は界面の移動を
確実とするに下地用金属を溶射する必要があるこ
とが解される。
された銅基材の表面に被着された銅基溶射皮膜の
被着強度は加熱処理によつて著しく向上されるこ
とが理解され、また、銅基材の表面にメツキ処理
を施した比較例１との比較より銅基材表面の粗面
化処理もこの発明においては必要であることが理
解される。特に、この粗面化処理は界面の移動を
確実とするに下地用金属を溶射する必要があるこ
とが解される。
第１図はこの発明において銅基金属基材に被着
された銅基溶射皮膜の被着強度と界面の移動距離
との一般的関係を示す説明図、第２図はこの発明
において銅基金属基材表面に銅基溶射皮膜を溶射
する方法の一例であるガス溶射法の断面説明図、
第３図Ａ，Ｂ，Ｃはこの発明の参考例１において
加熱処理した場合の界面の金属組織の変化状態を
示す写真、第４図Ａ，Ｂ，Ｃはこの発明の実施例
１において加熱処理した場合の界面の金属組織の
変化状態を示す写真、第５図Ａ，Ｂ，Ｃはこの発
明の実施例２において加熱処理した場合の界面の
変化状態を示す写真、第６図Ａ，Ｂ，Ｃはこの発
明の実施例３において加熱処理した場合の金属組
織の界面の変化状態を示す写真、第７図乃至１０
図は夫々この発明の実施例において界面の移動速
度と加熱処理の温度との関係を示す説明図、第１
１図はこの発明の実施例において界面の移動速度
を比較した説明図、第１２図はこの発明の実施例
及び参考例並びに銅基材表面にNiメツキした比
較例において加熱処理前及び各加熱処理した後の
銅基溶射皮膜の被着強度の変化を示す説明図であ
る。 ７……銅基金属基材、８……銅基溶射皮膜。
された銅基溶射皮膜の被着強度と界面の移動距離
との一般的関係を示す説明図、第２図はこの発明
において銅基金属基材表面に銅基溶射皮膜を溶射
する方法の一例であるガス溶射法の断面説明図、
第３図Ａ，Ｂ，Ｃはこの発明の参考例１において
加熱処理した場合の界面の金属組織の変化状態を
示す写真、第４図Ａ，Ｂ，Ｃはこの発明の実施例
１において加熱処理した場合の界面の金属組織の
変化状態を示す写真、第５図Ａ，Ｂ，Ｃはこの発
明の実施例２において加熱処理した場合の界面の
変化状態を示す写真、第６図Ａ，Ｂ，Ｃはこの発
明の実施例３において加熱処理した場合の金属組
織の界面の変化状態を示す写真、第７図乃至１０
図は夫々この発明の実施例において界面の移動速
度と加熱処理の温度との関係を示す説明図、第１
１図はこの発明の実施例において界面の移動速度
を比較した説明図、第１２図はこの発明の実施例
及び参考例並びに銅基材表面にNiメツキした比
較例において加熱処理前及び各加熱処理した後の
銅基溶射皮膜の被着強度の変化を示す説明図であ
る。 ７……銅基金属基材、８……銅基溶射皮膜。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 50％以上の銅を含む銅基金属基材の表面を
Ｂ、Siを含まない下地用金属を溶射して銅基金属
基材の表面を粗面化し、この粗面化された銅基金
属基材の表面に溶射によつて50％以上の銅を含み
Ｂ、Siを含まない銅基溶射皮膜を形成し、その後
250℃以上前記両銅基の融点以内即ち基材、被膜
共溶融しない状態での加熱処理して上記の銅基溶
射皮膜を銅基金属基材の表面に被着することを特
徴とする銅基金属基材への銅基溶射皮膜の被着
法。 ２ 50重量％以上の銅を含む銅基金属基材の表面
にMo、Ni、Ｗ、Ni−Al合金、Ni−Cr合金、Ni
−Cu合金、Ni−Cr−Co合金、Ni−Cr−Ｗ合金
であつてＢ、Siを添加していない下地金属を溶射
して銅基金属基材の表面を粗面化することを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の銅基金属基材
への銅基溶射皮膜の被着法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19489282A JPS5983756A (ja) | 1982-11-05 | 1982-11-05 | 銅基金属基材への銅基溶射皮膜の被着法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19489282A JPS5983756A (ja) | 1982-11-05 | 1982-11-05 | 銅基金属基材への銅基溶射皮膜の被着法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5983756A JPS5983756A (ja) | 1984-05-15 |
| JPH0258347B2 true JPH0258347B2 (ja) | 1990-12-07 |
Family
ID=16332060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19489282A Granted JPS5983756A (ja) | 1982-11-05 | 1982-11-05 | 銅基金属基材への銅基溶射皮膜の被着法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5983756A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02304938A (ja) * | 1989-05-19 | 1990-12-18 | Citizen Watch Co Ltd | 薄膜トランジスタの製造方法 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6155492U (ja) * | 1984-09-12 | 1986-04-14 | ||
| JPH0829150B2 (ja) * | 1985-08-08 | 1996-03-27 | 住友化学工業株式会社 | 骨内インプラントの製法 |
| CN105586559A (zh) * | 2016-01-27 | 2016-05-18 | 太仓捷公精密金属材料有限公司 | 一种铜表面处理工艺 |
| CN105586558A (zh) * | 2016-01-27 | 2016-05-18 | 太仓捷公精密金属材料有限公司 | 一种铜表面处理工艺 |
-
1982
- 1982-11-05 JP JP19489282A patent/JPS5983756A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02304938A (ja) * | 1989-05-19 | 1990-12-18 | Citizen Watch Co Ltd | 薄膜トランジスタの製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5983756A (ja) | 1984-05-15 |
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