JPH04238265A - 溶射皮膜の密着性測定方法 - Google Patents

溶射皮膜の密着性測定方法

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JPH04238265A
JPH04238265A JP3005855A JP585591A JPH04238265A JP H04238265 A JPH04238265 A JP H04238265A JP 3005855 A JP3005855 A JP 3005855A JP 585591 A JP585591 A JP 585591A JP H04238265 A JPH04238265 A JP H04238265A
Authority
JP
Japan
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adhesion
sprayed coating
intensity
deposit
substrate
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3005855A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshio Nanba
吉雄 難波
Hideo Nakazato
中里 英夫
Katsuhiko Honma
克彦 本間
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04Wave modes and trajectories
    • G01N2291/044Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、溶射皮膜の密着性測定
方法に関し、詳細には、基材表面に溶射皮膜を有する所
謂溶射材や、かかる溶射材により構成された機器等の如
く、基材表面に溶射皮膜を有する被検体について、その
基材と溶射皮膜との密着性の非破壊検査として好適な溶
射皮膜の密着性測定方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】基材表面に溶射皮膜を有する被検体につ
いての溶射皮膜の密着性は、引張り試験して密着強度を
測定する方法により求め得るが、これは破壊検査である
ので実際の製品には適用し得ない。そこで、被検体と同
様の基材表面に溶射皮膜を有するサンプルを別途製作し
、該サンプルについて引張り試験して密着強度を測定す
る方法により、被検体の密着性を間接的に求めているの
が通常である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来の
方法はサンプルによる間接的な方法であるので、サンプ
ルと被検体との差異による測定精度の低下が生じ易くて
信頼性に欠けると共に、できるだけ信頼性に優れたサン
プルを製作するのに非常に時間がかかり、そのため測定
所要時間が長いという問題点を有している。
【0004】そこで、金属接合部の剥離検査法として従
来実施されている超音波検査法を適用することが考えら
れる。しかし、該方法を適用しても、被検体の溶射皮膜
の厚みが薄い(0.1〜1mm程度)場合、超音波の周
波数が低くなると干渉が生じるため、溶射皮膜と基材と
の界面だけの情報を取り出せなくなり、又、かかる干渉
が生じないような高い周波数にすると超音波の減衰、散
乱が大きくなるため、測定そのものが困難になり、従っ
て溶射皮膜の密着性を精度良く測定し得ない。
【0005】又、特開昭53−109686 号公報に
記載の如く、被検体の溶射皮膜側から超音波を入射し、
基材底面からの繰り返し反射エコーの減衰率の変化によ
り溶射皮膜の密着性を検査する方法が提案されている。 しかし、かかる方法は溶射皮膜部の間接的な測定であっ
て基材自体の影響を受けるために測定精度の再現性が悪
く、又、多重反射エコーであって繰り返し数が多くなる
と、充分な反射強度が得られず、測定し得ないという問
題点がある。
【0006】本発明はかかる事情に着目してなされたも
のであって、その目的は被検体を直接測定できて測定所
要時間が短く、基材と溶射皮膜との密着性を比較的精度
良く測定し得る溶射皮膜の密着性測定方法を提供しよう
とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る溶射皮膜の密着性測定方法は、次のよ
うな構成としている。即ち、請求項1記載の方法は、基
材表面に溶射皮膜を有する被検体の溶射皮膜の密着性を
測定するに際し、その溶射皮膜と基材との界面に向けて
5〜20MHz の超音波を入射し、それにより生じる
反射波の強度を測定し、該反射波強度により溶射皮膜の
密着性を求めることを特徴とする溶射皮膜の密着性測定
方法である。
【0008】請求項2記載の方法は、基材表面に溶射皮
膜を有する基準材について、溶射皮膜と基材との界面に
向けて超音波を入射して生じる反射波の強度と、溶射皮
膜の密着性との関係を予め求め、該関係と前記被検体で
の反射波強度とにより被検体の溶射皮膜の密着性を求め
る請求項1記載の溶射皮膜の密着性測定方法である。
【0009】
【作用】本発明は、基材表面に種々の溶射皮膜を被覆し
た試験材を製作し、それら試験材について溶射皮膜と基
材との界面に向けて種々の周波数の超音波を入射し、そ
の際の反射波強度を測定し、又、引張り試験して密着強
度を測定すると共に溶射皮膜の気孔率を測定し、かかる
反射波強度と密着強度と気孔率との関係を克明に調べ、
その結果得られた下記知見に基づきなされたものである
【0010】即ち、図1に示す如く、試験材の基材側か
ら超音波を入射すると、基材と溶射皮膜との界面から反
射してくる反射波R0、及び、溶射皮膜の底面から反射
してくる反射波R1が合成された波が全体の反射波Rと
して観測される。従って、反射波Rの強度はR0及びR
1の反射率により支配されるが、溶射皮膜の密着性が極
めて悪くて測定対象外であるような場合を除き、R1の
反射率はR0の反射率に比し極めて大きいので、実質的
にはR1の反射率の大小により支配されることになる。
【0011】溶射皮膜の密着性と気孔率とは密接な関係
があって密着性に優れるものほど気孔率が小さい。又、
気孔率の小さいものほど溶射皮膜での減衰の程度が小さ
くなるため、R1の反射率が大きくなる。従って、溶射
皮膜の密着性に優れるものほどR1の反射率が大きくな
り、その結果反射波Rの強度が大きくなる。
【0012】例えば、密着性が良い場合、R0の反射率
は小さいが、溶射皮膜での減衰の程度が小さくてR1の
反射率が大きいため、反射波Rの強度が大きい。これに
対し、密着性が劣る場合、R0の反射率は大きくなり、
溶射皮膜での減衰の程度が大きくてR1の反射率が小さ
くなるが、前者よりも後者の変化の方が大きくて後者の
R1の反射率の影響が大きいので、反射波Rの強度が小
さくなる。
【0013】従って、上記反射波Rの強度を精度良く求
めれば、それにより溶射皮膜の密着性を精度良く求め得
ることになる。そこで、本発明に係る溶射皮膜の密着性
測定方法は、前述の如く、溶射皮膜と基材との界面に向
けて5〜20MHz の超音波を入射し、それにより生
じる反射波の強度を測定し、該反射波強度により溶射皮
膜の密着性を求めるようにしているのである。故に、溶
射皮膜の密着性を精度良く測定し得る。又、被検体を直
接測定できて測定所要時間が短い。ここで、入射する超
音波の周波数を5〜20MHz としているのは、5M
Hz 未満では溶射皮膜の気孔率の変化等を反映し難く
なって溶射皮膜密着性の測定精度が悪くなり、20MH
z 超では溶射皮膜内での減衰が増大し過ぎてR1の反
射率が小さくなり、その結果測定精度が低下したり、反
射波Rを検出し得なくなったりするからである。
【0014】前記反射波強度により溶射皮膜の密着性の
良悪や密着性の水準の程度等を判別し得るが、更にその
程度を定量的に明確に把握するには、基材表面に溶射皮
膜を有する基準材について、溶射皮膜と基材との界面に
向けて超音波を入射して生じる反射波の強度と、溶射皮
膜の密着性との関係を予め求めておき、該関係と前記被
検体での反射波強度とにより被検体の溶射皮膜の密着性
を求めるようにするとよい。このとき、基準材での溶射
皮膜の密着性は、例えば引張り試験して密着強度を測定
する方法により求めればよい。
【0015】尚、前記作用は図1の如く超音波を基材側
から入射した場合について説明したが、溶射皮膜側から
入射した場合についても基本的には同様の作用を成し、
溶射皮膜の密着性を精度良く測定し得、本発明法は超音
波を基材側から入射する場合に限定されるものではない
【0016】
【実施例】基材としてΦ40、厚み10mmの円板状の
SUS304鋼を用い、該円板の片方の円形面上に、粒
径10〜44μm のNi−Cr−B−Si 合金製粒
子を用いてプラズマ溶射し、厚み0.3mm の溶射皮
膜を形成させたものを製作し被検体とした。尚、このと
き溶射条件を変化させて溶射条件の異なる2種類の被検
体A及びBを各々5個製作した。
【0017】図3に本発明の実施例に係る溶射皮膜の密
着性測定状況を示す。上記被検体1を溶射皮膜側13を
下にして水槽2の水3の中に設置し、被検体1の上の水
中に超音波振動子4を保持する。尚、該振動子4は平面
的に走査可能な移動機構(図示していない)に取り付け
て保持する。上記振動子4には探傷器5を接続し、探傷
器5から必要な信号を取り出し、フィルター6、アンプ
7、A/D 変換器8を通じてパソコン9に入力してデ
ータ処理し、ディスプレイ10に表示する。尚、必要に
応じてカラープリンタ11に記録として残すことができ
る。
【0018】先ず、測定に先立ち別途用意した基準片を
用いて探傷器5のゲインを調整しておく。次いで、被検
体1の上に超音波振動子4を移動させ、被検体1の全体
にわたり平面的に走査しながら、周波数:10MHzの
超音波を基材側12から円形面に向けて垂直に当てて入
射し、反射波の強度(反射強度)を順次測定し、更にこ
れら被検体円形面の各位置での反射強度測定値を平均演
算して平均値を求めた。
【0019】かかる測定を被検体A及びBについて各々
5個実施した。その結果、各被検体での反射強度の平均
値は、被検体Aの場合は76、82、90、90、88
であり、被検体Bの場合は55、55、48、48、4
8であった。尚、前記基準片での反射強度の平均値は9
7である。
【0020】次に、上記被検体A及びBの各々2個につ
いて、引張り試験して密着強度を測定し、該密着強度と
前記反射強度の平均値との関係を調べた。その結果、図
2に示す如く、反射強度が高い被検体Aは反射強度が低
い被検体Bに比して密着強度が高く、反射強度が高いも
のほど密着強度が高くて密着性に優れている。このよう
に、反射強度と密着性との間には密接な相関関係があり
、反射強度の測定により溶射皮膜の密着性を求め得、従
って、本発明に係る溶射皮膜の密着性測定方法により、
溶射皮膜の密着性を精度良く測定し得ることが確認され
た。
【0021】尚、超音波を被検体の溶射皮膜側から入射
した場合も実施したところ、上記基材側から入射した場
合と同様に被検体A及びBの密着性の差異を判別し得た
。周波数:5MHz 未満の超音波を入射した場合は、
被検体A及びBの反射強度はほぼ等しくて密着性の良悪
を区別し得なかった。
【0022】前記実施例においては被検体を水中に設置
しているが、他の液体中に設置してもよい。又、被検体
と超音波振動子との間に超音波の伝達媒体を入れてやれ
ば、被検体全体を液体中に設置する必要はない。
【0023】
【発明の効果】本発明は前述の如き構成を有し作用を成
すものであって本発明に係る溶射皮膜の密着性測定方法
によれば、基材と溶射皮膜との密着性を精度良く測定し
得るようになる。しかも、被検体を直接測定するため、
従来のサンプルの引張り試験による方法の場合に比して
測定所要時間を短縮し得るようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の作用を説明するための図であって、超
音波を入射した際の反射波R0及びR1を主に示す図で
ある。
【図2】本発明の実施例に係る被検体についての反射強
度(平均値)と引張り試験による密着強度との関係を示
す図である。
【図3】本発明の実施例に係る被検体の溶射皮膜の密着
性測定状況を示す図である。
【符号の説明】
1−−被検体    2−−水槽    3−−水  
  4−−超音波振動子    5−−探傷器 6−−フィルター    7−−アンプ    8−−
A/D 変換器    9−−パソコン 10−−ディスプレイ    11−−カラープリンタ
    12−−基材    13−−溶射皮膜

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  基材表面に溶射皮膜を有する被検体の
    溶射皮膜の密着性を測定するに際し、その溶射皮膜と基
    材との界面に向けて5〜20MHz の超音波を入射し
    、それにより生じる反射波の強度を測定し、該反射波強
    度により溶射皮膜の密着性を求めることを特徴とする溶
    射皮膜の密着性測定方法。
  2. 【請求項2】  基材表面に溶射皮膜を有する基準材に
    ついて、溶射皮膜と基材との界面に向けて超音波を入射
    して生じる反射波の強度と、溶射皮膜の密着性との関係
    を予め求め、該関係と前記被検体での反射波強度とによ
    り被検体の溶射皮膜の密着性を求める請求項1に記載の
    溶射皮膜の密着性測定方法。
JP3005855A 1991-01-22 1991-01-22 溶射皮膜の密着性測定方法 Withdrawn JPH04238265A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1471163A1 (en) 2003-04-24 2004-10-27 General Electric Company Method for preparing and ultrasonically testing a thermal-spray coated article
JP2005221496A (ja) * 2004-02-05 2005-08-18 Snecma Moteurs 基板に対する被覆の接着力を測定する方法
JP2013095983A (ja) * 2011-11-02 2013-05-20 Toyota Motor Corp 溶射皮膜の品質評価方法

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Effective date: 19980514