JPH03234381A - 管内面への皮膜の形成方法 - Google Patents
管内面への皮膜の形成方法Info
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- JPH03234381A JPH03234381A JP2920190A JP2920190A JPH03234381A JP H03234381 A JPH03234381 A JP H03234381A JP 2920190 A JP2920190 A JP 2920190A JP 2920190 A JP2920190 A JP 2920190A JP H03234381 A JPH03234381 A JP H03234381A
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Landscapes
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (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〕
この発明は、管内面への皮膜の形成方法、特に、金属管
の内面に、耐熱性および耐磨耗性に優れた皮膜を容易に
形成することができる管内面への皮膜の形成方法に関す
るものである。
の内面に、耐熱性および耐磨耗性に優れた皮膜を容易に
形成することができる管内面への皮膜の形成方法に関す
るものである。
従来、管の用途、使用条件等により炭素鋼等の金属管の
内面に、耐熱性および耐磨耗性に優れた皮膜を形成する
ことが行われている。
内面に、耐熱性および耐磨耗性に優れた皮膜を形成する
ことが行われている。
管内面への皮膜の形成方法の一つに、プラズマ溶射法が
ある。この方法は、皮膜を構成するセラミックス、金属
等の粉体をプラズマアークによつて高温に加熱し、これ
を管の内面に挿入したトーチから管の内面に向けて吹き
付け、これによって、管の内面に前記粉体からなる皮膜
を形成するものである。
ある。この方法は、皮膜を構成するセラミックス、金属
等の粉体をプラズマアークによつて高温に加熱し、これ
を管の内面に挿入したトーチから管の内面に向けて吹き
付け、これによって、管の内面に前記粉体からなる皮膜
を形成するものである。
しかしながら、上述したプラズマ溶射法による、管内面
への皮膜の形成方法は、管が内径４０ａｍＪｕ下の小径
管であると、トーチを管内に挿入できず皮膜の形成が行
えないといった問題を有している。
への皮膜の形成方法は、管が内径４０ａｍＪｕ下の小径
管であると、トーチを管内に挿入できず皮膜の形成が行
えないといった問題を有している。
そこで、小径管の内面に、耐熱性および耐磨耗性に優れ
た皮膜を形成する方法として、特開昭６：８０９１６号
公報に、次のような、管内面への皮膜の形成方法が開示
されている。（以下、先行発明という） 以下、上記先行発明を図面を参照しながら説明する。
た皮膜を形成する方法として、特開昭６：８０９１６号
公報に、次のような、管内面への皮膜の形成方法が開示
されている。（以下、先行発明という） 以下、上記先行発明を図面を参照しながら説明する。
先ず、第５図に示すように、ステンレス製等の棒状の芯
材１の表面に、Ａ１．○１等からなる耐熱性および耐磨
耗性に優れた皮膜２を溶射によって形成し、そして、皮
膜２の表面に、皮膜２と後述する外管との中間の熱膨張
率を有する中間皮膜３を溶射によって形成する。中間皮
膜３は、炭素鋼およびアルミナ等からなっている。
材１の表面に、Ａ１．○１等からなる耐熱性および耐磨
耗性に優れた皮膜２を溶射によって形成し、そして、皮
膜２の表面に、皮膜２と後述する外管との中間の熱膨張
率を有する中間皮膜３を溶射によって形成する。中間皮
膜３は、炭素鋼およびアルミナ等からなっている。
次に、第６図に示すように、芯材ｌを炭素鋼等からなる
外管４内に挿入し、そして、芯材１と外管４との両端を
蓋５によって密閉する。
外管４内に挿入し、そして、芯材１と外管４との両端を
蓋５によって密閉する。
次に、外管４を熱間静水圧加圧処理（ＨＩＰ処理）容器
に入れて、外管４と皮膜２とを、中間皮膜３を介して接
合する。
に入れて、外管４と皮膜２とを、中間皮膜３を介して接
合する。
次いで、芯材１を機械切削等によって除去して、第７図
に示すように、外管４の内面に中間皮膜３を介して硬質
皮膜２を形成する。
に示すように、外管４の内面に中間皮膜３を介して硬質
皮膜２を形成する。
このようにして得られた、硬質皮膜２が内面に形成され
た外管４は、硬質皮膜２と外管４との間に、中間皮膜３
によって熱膨張係数の勾配が付与されているので、高温
加熱下の使用時においても、皮膜２に亀裂や剥離が生じ
ない。
た外管４は、硬質皮膜２と外管４との間に、中間皮膜３
によって熱膨張係数の勾配が付与されているので、高温
加熱下の使用時においても、皮膜２に亀裂や剥離が生じ
ない。
しかしながら、上述した先行発明は、次のような問題を
有している。
有している。
（１） 芯材ｌの表面に形成した皮膜２の表面は、溶
射ままでは凹凸が激しいために、機械切削して平滑にす
る必要がある。しかし、皮膜２の膜厚は通常０．２から
０．５ｍ＋と薄いために、皮膜２を切削すると、極めて
薄い皮膜しか形成できず、皮膜２の効果が失われる虞れ
がある。
射ままでは凹凸が激しいために、機械切削して平滑にす
る必要がある。しかし、皮膜２の膜厚は通常０．２から
０．５ｍ＋と薄いために、皮膜２を切削すると、極めて
薄い皮膜しか形成できず、皮膜２の効果が失われる虞れ
がある。
（２）芯材１が棒状であるために、芯材ｌの切削除去時
に、加工芯が少しでもずれると皮膜２の一部が極端に薄
くなって、皮膜２の効果が失われる虞れがある。
に、加工芯が少しでもずれると皮膜２の一部が極端に薄
くなって、皮膜２の効果が失われる虞れがある。
従って、この発明の目的は、芯材の表面に形成した皮膜
の切削が不要で、しかも、皮膜を切削することなく、芯
材のみを容易に切削除去することができる、管内面への
皮膜の形成方法を提供するものである。
の切削が不要で、しかも、皮膜を切削することなく、芯
材のみを容易に切削除去することができる、管内面への
皮膜の形成方法を提供するものである。
この発明は、芯材の外面に、耐熱性および耐磨耗性に優
れた皮膜を溶射により形成し、次いで、前記芯材を外管
内に挿入し、次いで、前記芯材が挿入された前記外管を
熱間静水圧加圧処理容器に入れて、前記芯材を前記皮膜
を介して前記外管に接合させ、そして、前記芯材を除去
することからなる、管内面への皮膜の形成方法において
、前記芯材として金属管を用い、そして、前記芯材を前
記外管内に挿入するに際して、前記皮膜と前記外管との
間に、８００から１０００’＆℃の範囲内に融点を有す
るインサートメタルを挿入することに特徴を有するもの
である。
れた皮膜を溶射により形成し、次いで、前記芯材を外管
内に挿入し、次いで、前記芯材が挿入された前記外管を
熱間静水圧加圧処理容器に入れて、前記芯材を前記皮膜
を介して前記外管に接合させ、そして、前記芯材を除去
することからなる、管内面への皮膜の形成方法において
、前記芯材として金属管を用い、そして、前記芯材を前
記外管内に挿入するに際して、前記皮膜と前記外管との
間に、８００から１０００’＆℃の範囲内に融点を有す
るインサートメタルを挿入することに特徴を有するもの
である。
次に、この発明の、管内面への皮膜の形成方法の一実施
態様を、図面を参照しながら説明する。
態様を、図面を参照しながら説明する。
第１図から第４図は、この発明の、管内面への皮膜の形
成方法の一実施態様を示す工程図である。
成方法の一実施態様を示す工程図である。
この発明は、先ず、第１図に示すように、ステンレス管
等からなる芯材ｌの表面に、ＡｈＯｘ等からなる耐熱性
および耐磨耗性に優れた、厚さ０．２から０．５園の皮
膜２を溶射によって形成する。
等からなる芯材ｌの表面に、ＡｈＯｘ等からなる耐熱性
および耐磨耗性に優れた、厚さ０．２から０．５園の皮
膜２を溶射によって形成する。
この場合、皮膜２の溶射を、溶射雰囲気を低圧に維持し
た低圧プラズマ溶射法により行えば、皮膜２内に形成さ
れる空孔がより少なくなるので、緻密な皮膜２を得るこ
とができる。
た低圧プラズマ溶射法により行えば、皮膜２内に形成さ
れる空孔がより少なくなるので、緻密な皮膜２を得るこ
とができる。
次に、第２図に示すように、表面に皮膜２を形成した芯
材１を、インサートメタル６を介して炭素鋼等からなる
外管４内に挿入する。インサートメタル６は、Ｐ：７か
ら１３％、Ｂ ： ２．０から４．０％、Ｓｌ・３．０
から８．０％の内の少なくとも１種を含有するＮｉ基合
金からなっており、融点は、皮膜２より低く、融点は、
８００から１０００℃の範囲内である。インサートメタ
ル６の厚さは、２０から５００μ国が好ましい。
材１を、インサートメタル６を介して炭素鋼等からなる
外管４内に挿入する。インサートメタル６は、Ｐ：７か
ら１３％、Ｂ ： ２．０から４．０％、Ｓｌ・３．０
から８．０％の内の少なくとも１種を含有するＮｉ基合
金からなっており、融点は、皮膜２より低く、融点は、
８００から１０００℃の範囲内である。インサートメタ
ル６の厚さは、２０から５００μ国が好ましい。
次に、芯材１と外管４との間を真空脱気し、そして、そ
の両端部を密封した後、芯材１が挿入された外管４を熱
間静水圧加圧処理容器に入れて、第３図に示すように、
芯材ｌを、皮膜２を介して外管４に接合させる。この際
、インサートメタル６が溶融し、この融液によって皮膜
ｌの表面に形成された凹凸が埋められるので、芯材ｌを
、皮膜２を介して外管４に接合する前に、皮膜２の表面
を機械切削して平滑にする必要がない。しかも、インサ
ートメタル６の融液の一部が皮膜１内に浸透して、皮膜
１の緻密化を図ることができる。
の両端部を密封した後、芯材１が挿入された外管４を熱
間静水圧加圧処理容器に入れて、第３図に示すように、
芯材ｌを、皮膜２を介して外管４に接合させる。この際
、インサートメタル６が溶融し、この融液によって皮膜
ｌの表面に形成された凹凸が埋められるので、芯材ｌを
、皮膜２を介して外管４に接合する前に、皮膜２の表面
を機械切削して平滑にする必要がない。しかも、インサ
ートメタル６の融液の一部が皮膜１内に浸透して、皮膜
１の緻密化を図ることができる。
次に、第４図に示すように、芯材ｌを機械切削して除去
する。芯材１の除去は、芯材ｌが管状であり加工芯を出
し易いので容易に行える。
する。芯材１の除去は、芯材ｌが管状であり加工芯を出
し易いので容易に行える。
このようにして、外管４の内面に耐熱性および耐磨耗性
に優れた皮膜２を形成することができる。
に優れた皮膜２を形成することができる。
次に、この発明を実施例により、第１図から第４図を参
照しながら更に詳細に説明する。
照しながら更に詳細に説明する。
実施例１
第１図に示すように、外径２５ｍ、肉厚２ＩＩｆｌｌ、
長さ１ｍの炭素鋼管からなる芯材１の外面に、Ｃ：０．
１％、Ｃｒ： ２５％、Ｎｉ：３％、ＭＯ＝７％、ｗ：
２％、残り：Ｃｏからなる皮膜用原料粉末をプラズマ溶
射して、芯材１の外面に厚さ１ｍ＋ｗの皮膜２を形成し
た。
長さ１ｍの炭素鋼管からなる芯材１の外面に、Ｃ：０．
１％、Ｃｒ： ２５％、Ｎｉ：３％、ＭＯ＝７％、ｗ：
２％、残り：Ｃｏからなる皮膜用原料粉末をプラズマ溶
射して、芯材１の外面に厚さ１ｍ＋ｗの皮膜２を形成し
た。
次に、第２図に示すように、このようにして外面に皮膜
２を形成した芯材１の周囲に、融点が８８０°ＣのＮｉ
−１１％Ｐからなる厚さ１００μｍのインサートメタル
６を巻き付け、そして、芯材１を外管４内に挿入した。
２を形成した芯材１の周囲に、融点が８８０°ＣのＮｉ
−１１％Ｐからなる厚さ１００μｍのインサートメタル
６を巻き付け、そして、芯材１を外管４内に挿入した。
外管４は、外径１２５ ｍ、内径２９Ｗ１長さ１ｍのク
ロモリ鋼ＳＣＭ ４４０からなっている。
ロモリ鋼ＳＣＭ ４４０からなっている。
次に、芯材ｌと外管４との間を真空脱気し、そして、そ
の両端部を密封した後、芯材１を挿入した外管４をＨＩ
Ｐ処理装置に挿入して、温度９４０℃、圧力１０００Ｋ
ｇ／ｃｍ２の条件で１時間、ＨＩＰ処理を施し、第３図
に示すように、芯材ｌと外管４とを皮膜２およびインサ
ートメタル６を介して接合した。
の両端部を密封した後、芯材１を挿入した外管４をＨＩ
Ｐ処理装置に挿入して、温度９４０℃、圧力１０００Ｋ
ｇ／ｃｍ２の条件で１時間、ＨＩＰ処理を施し、第３図
に示すように、芯材ｌと外管４とを皮膜２およびインサ
ートメタル６を介して接合した。
次に、このようにして外管４と一体化した芯材ｌを機械
切削によって除去した。
切削によって除去した。
このようにして、第４図に示すように、クロモリ鋼管か
らなる外管４の内面に、厚さ０．４ｍの硬質皮膜２を形
成した。
らなる外管４の内面に、厚さ０．４ｍの硬質皮膜２を形
成した。
このようにして製造したクロモリ鋼管を超音波探傷試験
に供した。この結果、皮膜２に割れは無く、皮膜２は、
外管４の内面にインサートメタル６が残留した境界層を
介して強固に接合していることがわかった。
に供した。この結果、皮膜２に割れは無く、皮膜２は、
外管４の内面にインサートメタル６が残留した境界層を
介して強固に接合していることがわかった。
実施例２
第１図に示すように、外径４０閣、肉厚２．５ｆｌ、長
さ１．２ｍの炭素鋼管からなる芯材１の外面に、Ｃ：０
．１５％、Ｃｒ：２２％、Ｎｉ：１．７％、Ｍｏ：９％
、残り：Ｃｏからなる合金粉末と粒径５から３０μｍの
ＷＣの粉末とを、２：３の重量比で混合したものからな
る皮膜用原料粉末をプラズマ溶射して、芯材■の外面厚
さ０．５−の皮膜２を形成した。このようにして芯材１
の外面に形成した皮膜２の表面粗さは、Ｒｍａｘ ：
６０ｕ ａであった。
さ１．２ｍの炭素鋼管からなる芯材１の外面に、Ｃ：０
．１５％、Ｃｒ：２２％、Ｎｉ：１．７％、Ｍｏ：９％
、残り：Ｃｏからなる合金粉末と粒径５から３０μｍの
ＷＣの粉末とを、２：３の重量比で混合したものからな
る皮膜用原料粉末をプラズマ溶射して、芯材■の外面厚
さ０．５−の皮膜２を形成した。このようにして芯材１
の外面に形成した皮膜２の表面粗さは、Ｒｍａｘ ：
６０ｕ ａであった。
次に、第２図に示すように、このようにして外面に皮膜
２を形成した芯材１の周囲に、融点が８８０℃のＮｉ−
１１％Ｐからなる厚さ１５０μｍのインサートメタル６
を巻き付け、そして、芯材１を外管４内に挿入した。外
管４は、外径１３０閣、内径４５鵬、長さ１．２＋ｓの
クロモリ鋼ＳＣＭ ４４０からなっている。
２を形成した芯材１の周囲に、融点が８８０℃のＮｉ−
１１％Ｐからなる厚さ１５０μｍのインサートメタル６
を巻き付け、そして、芯材１を外管４内に挿入した。外
管４は、外径１３０閣、内径４５鵬、長さ１．２＋ｓの
クロモリ鋼ＳＣＭ ４４０からなっている。
次に、芯材１と外管４との間を真空脱気し、そして、そ
の両端部を密封した後、芯材ｌを挿入した外管４をＨＩ
Ｐ処理装置に挿入し、温度９５０°Ｃ１圧力１５００Ｋ
ｇ／ｃ１の条件で１時間、ＨＩＰ処理を施して、第３図
に示すように、芯材１と外管４とを皮膜２およびインサ
ートメタル６を介して接合した。
の両端部を密封した後、芯材ｌを挿入した外管４をＨＩ
Ｐ処理装置に挿入し、温度９５０°Ｃ１圧力１５００Ｋ
ｇ／ｃ１の条件で１時間、ＨＩＰ処理を施して、第３図
に示すように、芯材１と外管４とを皮膜２およびインサ
ートメタル６を介して接合した。
次に、このようにして外管４と一体化した芯材１を機械
切削によって除去した。
切削によって除去した。
このようにして、第４図に示すように、クロモリ鋼管か
らなる外管４の内面に、厚さ０．４圏の硬質皮膜２を形
成した。
らなる外管４の内面に、厚さ０．４圏の硬質皮膜２を形
成した。
このようにして製造したクロモリ鋼管を超音波探傷試験
に供した。この結果、皮Ｈ２に割れは無（、皮膜２は、
外管４の内面にインサートメタル６が残留した境界層を
介して強固に接合していることがわかった。
に供した。この結果、皮Ｈ２に割れは無（、皮膜２は、
外管４の内面にインサートメタル６が残留した境界層を
介して強固に接合していることがわかった。
以上説明したように、この発明によれば、皮膜が形成さ
れた芯材と、外管とを熱間静水圧加圧処理によって接合
するに際して、皮膜と外管との間に、低融点のインサー
トメタルを挿入することによって、接合前に皮膜の表面
を機械切削して平滑にする必要がなく、シかも、芯材が
管状であり加工芯を出し易いので、芯材の除去が容易に
行えるといった有用な効果がもたらされる。
れた芯材と、外管とを熱間静水圧加圧処理によって接合
するに際して、皮膜と外管との間に、低融点のインサー
トメタルを挿入することによって、接合前に皮膜の表面
を機械切削して平滑にする必要がなく、シかも、芯材が
管状であり加工芯を出し易いので、芯材の除去が容易に
行えるといった有用な効果がもたらされる。
第１図から第４図は、この発明の、管内面への皮膜の形
成方法の一実施態様を示す工程図、第５図から第７図は
、先行発明の、管内面への皮膜の形成方法を示す工程図
である。図面において、１−芯材、 ２−皮膜
、 ３−・−中間皮膜、 ４−外管、 ５ ・蓋、 ６−インサートメタル。
成方法の一実施態様を示す工程図、第５図から第７図は
、先行発明の、管内面への皮膜の形成方法を示す工程図
である。図面において、１−芯材、 ２−皮膜
、 ３−・−中間皮膜、 ４−外管、 ５ ・蓋、 ６−インサートメタル。
Claims (2)
- （１）芯材の外面に、耐熱性および耐磨耗性に優れた皮
膜を溶射により形成し、次いで、前記芯材を外管内に挿
入し、次いで、前記芯材が挿入された前記外管を熱間静
水圧加圧処理容器に入れて、前記芯材を、前記皮膜を介
して前記外管に接合させ、そして、前記芯材を除去する
ことからなる、管内面への皮膜の形成方法において、 前記芯材として金属管を用い、そして、前記芯材を前記
外管内に挿入するに際して、前記皮膜と前記外管との間
に、８００から１０００℃の範囲内に融点を有するイン
サートメタルを挿入することを特徴とする、管内面への
皮膜の形成方法。 - （２）前記インサートメタルは、 Ｐ：７から１３％、 Ｂ：２．０から４．０％、 Ｓｉ：３．０から８．０％ の内の少なくとも１種を含有するＮｉ基合金からなって
いることを特徴とする、特許請求の範囲第（１）項記載
の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2920190A JPH03234381A (ja) | 1990-02-08 | 1990-02-08 | 管内面への皮膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2920190A JPH03234381A (ja) | 1990-02-08 | 1990-02-08 | 管内面への皮膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03234381A true JPH03234381A (ja) | 1991-10-18 |
Family
ID=12269583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2920190A Pending JPH03234381A (ja) | 1990-02-08 | 1990-02-08 | 管内面への皮膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03234381A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2400112A (en) * | 2003-04-01 | 2004-10-06 | Rolls Royce Plc | HIP manufacture of a hollow component |
| JP2010017760A (ja) * | 2008-07-14 | 2010-01-28 | Toshiba Mach Co Ltd | Ｎｉ基合金と鋼材の接合方法及びその接合体 |
| WO2023247442A1 (en) * | 2022-06-21 | 2023-12-28 | Hiptec As | Method for manufacturing a body comprising a coated tubular portion and body comprising a coated tubular portion |
-
1990
- 1990-02-08 JP JP2920190A patent/JPH03234381A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2400112A (en) * | 2003-04-01 | 2004-10-06 | Rolls Royce Plc | HIP manufacture of a hollow component |
| GB2400112B (en) * | 2003-04-01 | 2005-08-03 | Rolls Royce Plc | HIP Manufacture of a hollow component |
| JP2010017760A (ja) * | 2008-07-14 | 2010-01-28 | Toshiba Mach Co Ltd | Ｎｉ基合金と鋼材の接合方法及びその接合体 |
| WO2023247442A1 (en) * | 2022-06-21 | 2023-12-28 | Hiptec As | Method for manufacturing a body comprising a coated tubular portion and body comprising a coated tubular portion |
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