JPH04301065A - Formation of metallic coating - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】0001
【産業上の利用分野】本発明は、金属その他の基材上に
金属の被覆を形成する方法に関する。 この方法によ
り、金属のクラッディングを行なったり、表面に金属間
化合物の層を有するものを製造することができる。FIELD OF THE INVENTION This invention relates to a method of forming metal coatings on metal or other substrates. By this method, it is possible to perform metal cladding or to produce products having a layer of intermetallic compounds on the surface.
【０００２】0002
【従来の技術】金属の基材上に金属の薄層を形成する技
術としてはクラッド圧延があるが、これは比較的強力な
圧延ロールを必要とする上に、適用可能な基材の形状が
、板またはそれに近いものに限られる。[Prior Art] Clad rolling is a technique for forming a thin layer of metal on a metal base material, but this requires relatively strong rolling rolls and the shape of the applicable base material is limited. , limited to boards or similar objects.
【０００３】パイプの表面（内面、外面を含む）に、耐
食性向上などの目的で異種の金属の被覆層を設けるには
、溶射法が利用でき、基材が金属でなくても実施できる
。しかしこれも、特殊で高価な設備を要し、一般的な技
術とはいえない。[0003] A thermal spraying method can be used to provide a coating layer of a different metal on the surface (including the inner and outer surfaces) of a pipe for the purpose of improving corrosion resistance, etc., and can be carried out even if the base material is not metal. However, this also requires special and expensive equipment and is not a common technology.
【０００４】このようなわけで、簡単に設置できて運転
の容易な設備で、金属またはセラミックスなどの基材上
に金属の被覆層を形成する技術の出現が要望されていた
。[0004]Therefore, there has been a demand for a technology for forming a metal coating layer on a base material such as metal or ceramics using equipment that is easy to install and operate.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の目的は
、上記の要望にこたえて、任意の基材上に純金属または
合金の被覆層を形成し、所望により金属間化合物を生成
させる方法を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for forming a pure metal or alloy coating layer on an arbitrary base material and optionally generating an intermetallic compound in response to the above-mentioned needs. It is about providing.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明の金属被覆を形成
する方法は、基本的には、被覆すべき相対的に軟質の金
属のワイヤでつくったブラシを回転させて、相対的に硬
質の金属の被覆されるべき基材にワイヤの端を衝突させ
ることにより、基材の表面にブラシの金属を付着させる
ことからなる。[Means for Solving the Problems] The method of forming a metal coating according to the present invention basically consists of rotating a brush made of a wire of a relatively soft metal to be coated. It consists of depositing the metal of the brush on the surface of the substrate by impinging the end of the wire on the substrate to be coated with metal.
【０００７】ワイヤの金属と基材の金属とは、後者の硬
度が前者のそれよりも高い組み合わせであることが、ワ
イヤ金属の付着のために必要である。 効率のよい付
着を行なうには、硬度の差がＨＢにして５０以上、好ま
しくは１００以上欲しい。[0007] The metal of the wire and the metal of the base material must be a combination in which the latter has a higher hardness than the former for adhesion of the wire metal. For efficient adhesion, the difference in hardness should be 50 or more, preferably 100 or more in terms of HB.
【０００８】異なる金属のワイヤでつくったブラシを２
種以上使用することにより、２種以上の金属が多層に重
なった構造の被覆層を形成したり、２種以上の金属が混
合した構造の被覆層を形成することができる。[0008] Two brushes made from wires of different metals
By using two or more kinds of metals, it is possible to form a coating layer having a multilayer structure of two or more kinds of metals, or a coating layer having a structure of a mixture of two or more kinds of metals.
【０００９】２種以上の異なる金属のワイヤを混在させ
てつくったブラシを使用することにより、基材の表面に
２種以上の金属が混合した構造をもつ被覆層を形成させ
ることができる。[0009] By using a brush made of a mixture of wires of two or more different metals, a coating layer having a structure in which two or more metals are mixed can be formed on the surface of the base material.
【００１０】基材が金属であって、付着させる金属がそ
れと金属間化合物を生成し得るものであれば、付着のの
ち加熱し、両金属を反応させて金属間化合物を生成させ
る工程を加えることによって、金属間化合物の被覆層を
もったものを得ることができる。[0010] If the base material is a metal and the metal to be attached can form an intermetallic compound with it, a step of heating after the attachment and causing both metals to react to form an intermetallic compound may be added. By this method, a material having a coating layer of an intermetallic compound can be obtained.
【００１１】基材と付着金属とが反応しないものの組み
合わせの場合は、金属間化合物を生成し得る２種以上の
金属を基材の表面に付着させ、付着ののち加熱すること
によりそれら金属を反応させて金属間化合物を生成させ
れば、やはり金属間化合物の被覆層をもったものを製造
できる。[0011] In the case of a combination of materials in which the base material and the deposited metal do not react, two or more metals capable of forming an intermetallic compound are deposited on the surface of the base material, and the metals are reacted by heating after deposition. If an intermetallic compound is produced in this way, it is possible to produce a product having a coating layer of the intermetallic compound.
【００１２】基材の金属と金属間化合物を生成する金属
を少なくとも１種含む２種以上の金属を付着させ、付着
ののち加熱することによって、基材と付着金属との間で
金属間化合物を生成させることも、もちろん可能である
。[0012] By depositing two or more metals including at least one metal that forms an intermetallic compound with the metal of the base material and heating after deposition, an intermetallic compound is formed between the base material and the deposited metal. Of course, it is also possible to generate them.
【００１３】生成できる金属間化合物には、Ｎｉ−Ａｌ
，Ｎｂ−Ａｌ，Ｔｉ−Ａｌ，Ｔａ−Ａｌ，Ａｕ−Ｃｕ，
Ａｕ−Ｚｎ，Ｍｇ−Ｓｎ，Ｚｎ−Ｓｅ，Ａｇ−Ｍｇ，Ｃ
ｕ−Ｚｎなどの系がある。 金属間化合物は一般に硬
く耐食性が高いから、他の金属の防食や耐摩耗性向上な
どの役割をすることができる。[0013] Intermetallic compounds that can be produced include Ni-Al
, Nb-Al, Ti-Al, Ta-Al, Au-Cu,
Au-Zn, Mg-Sn, Zn-Se, Ag-Mg, C
There are systems such as u-Zn. Since intermetallic compounds are generally hard and have high corrosion resistance, they can play a role in preventing corrosion of other metals and improving wear resistance.
【００１４】[0014]
【作用】金属のワイヤでつくったブラシを高速で回転さ
せ、基材に対してワイヤの端を強く打ちつけると、いわ
ゆる「ひっかき焼き付き」の現象が起り、ワイヤの端が
条痕となって基材上に付着する。[Operation] When a brush made of metal wire is rotated at high speed and the end of the wire is strongly struck against the base material, a so-called "scratching" phenomenon occurs, and the end of the wire becomes a streak on the base material. Adhere to the top.
【００１５】従って、付着を効率よく行なうには、ブラ
シを構成するワイヤの端を衝撃的に基材に打ちつけるこ
とが望ましい。 このような観点からは、軸から放射
状にワイヤが延びる、円柱状の外形をもったブラシが好
適であって、このタイプのブラシは、その軸を中心に高
速回転させることによりワイヤの端を基材に強く打ちつ
けることができるから、ワイヤ金属の基材への付着が速
やかである。[0015] Therefore, in order to achieve efficient adhesion, it is desirable to impact the end of the wire constituting the brush against the base material. From this point of view, a brush with a cylindrical outer shape, with wires extending radially from an axis, is suitable, and this type of brush rotates at high speed around the axis to rotate the end of the wire from the base. Since the metal wire can be hit strongly against the material, the wire metal can quickly adhere to the base material.
【００１６】ワイヤ金属の付着は、雰囲気が真空または
非酸化性ガス中である条件下に行なうことが好ましい。
その方が、両金属とくに付着する金属の酸化が防げ
付着性の低下を避けることができるからである。[0016] It is preferable that the wire metal is attached under conditions where the atmosphere is a vacuum or a non-oxidizing gas. This is because it is possible to prevent oxidation of both metals, especially the metals that adhere, and to avoid a decrease in adhesion.
【００１７】長尺の基材たとえばコイル状の金属薄板に
対しては、図１に示すように、巻き戻し装置（１）から
繰り出し巻き取り装置（２）で巻き取る金属薄板（５）
に対して、円柱状のワイヤブラシ（３）を回転下に接触
させて付着金属層（７）をつくると能率がよい。 一
般に付着した金属は、前記のように焼き付いた条痕の集
まりであるから、表面は平滑でないし内部に空洞がある
。
そこで、圧延ロール（４）を用いて軽く圧延するこ
とにより、表面を平滑にするとともに層内部をち密にす
ることが好ましい。For a long base material, for example, a coiled thin metal plate, as shown in FIG.
On the other hand, it is more efficient to form the deposited metal layer (7) by rotating and contacting the cylindrical wire brush (3). Generally, the adhered metal is a collection of burned-in scratches as described above, so the surface is not smooth and there are cavities inside. Therefore, it is preferable to lightly roll the layer using a rolling roll (4) to make the surface smooth and the inside of the layer dense.
【００１８】基材がパイプである場合は、図２に示すよ
うに、円柱状のワイヤブラシ（３）を高速回転させてパ
イプ（６）に接触させ、パイプをゆるやかに回転させな
がら長手方向にも移動させることにより、表面に金属を
付着させることができる。パイプが比較的大径で長さが
短い場合は、同様な手法で内面に金属を付着させること
も可能である。When the base material is a pipe, as shown in FIG. 2, a cylindrical wire brush (3) is rotated at high speed and brought into contact with the pipe (6), and the pipe is gently rotated and brushed in the longitudinal direction. By moving the metal, metal can be attached to the surface. If the pipe has a relatively large diameter and short length, it is also possible to apply metal to the inner surface using a similar method.
【００１９】上記いずれの場合も、また対象とする基材
が長尺物でない場合も、付着する金属の量は、ブラシを
構成する金属ワイヤの径、ブラシを押しつける圧力、ブ
ラシの回転速度、さらにはブラシを接触させる時間また
は繰り返し回数などの因子によって決定される。 従
って、所望の付着量が得られるように、操業の条件を選
択すべきである。 ブラシの回転速度についていえば
、一般に３００ｒｐｍ以上とすべきことが経験的にわか
った。In any of the above cases, and even when the target substrate is not a long one, the amount of metal deposited depends on the diameter of the metal wire constituting the brush, the pressure with which the brush is pressed, the rotational speed of the brush, and is determined by factors such as the brush contact time or the number of repetitions. Therefore, operating conditions should be selected so as to obtain the desired coverage. As for the rotational speed of the brush, it has been found from experience that it should generally be 300 rpm or more.
【００２０】本発明にはさまざまな態様が可能であって
、たとえば、前記した２種以上の金属ワイヤのブラシを
使用することや、異種の金属のブラシを複数個使用する
ことだけでなく、合金のワイヤのブラシを使用すること
もできる。 ただし、一般に合金より純金属の方が軟
く、短時間で所望量を付着させることが容易であるし、
２種以上の金属の付着量をコントロールすることにより
種々の合金組成を実現することができるから、特定の組
成の合金のワイヤでブラシをつくる方が有利なのは、大
量生産の場合に限られるであろう。 このほか、異種
の金属の付着を順次行なって積層された金属被覆を形成
したり、組成が次第に変化する金属被覆を形成したりで
きることも、容易に理解されるであろう。Various embodiments of the present invention are possible, including the use of brushes made of two or more types of metal wires, the use of a plurality of brushes made of different metals, and the use of alloys. You can also use a wire brush. However, pure metals are generally softer than alloys, and it is easier to deposit the desired amount in a short time.
Various alloy compositions can be achieved by controlling the amount of two or more metals deposited, so making brushes from wires of alloys with specific compositions is advantageous only in the case of mass production. Dew. It will also be readily appreciated that the deposition of dissimilar metals may be performed sequentially to form a stacked metallization or to form a metallization of progressively varying composition.
【００２１】[0021]
【実施例】［実施例１］ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）
の薄板を基材とし、その表面に、図１に示すようにして
Ａｌワイヤのブラシを用いてＡｌの付着を行ない、続い
て軽い圧延により付着金属の表面を平滑化した。 ブ
ラシは、純アルミニウムの径０．２、０．３５または０
．６ｍｍのワイヤを、ブラシ径２４０ｍｍ、周面密度７
０〜８０％となるように植設したものである。 ワイ
ヤ先端の１〜２ｍｍが基材に打ち付けられるように、押
しつけ圧力を１〜６ｋｇｆ／ｍｍ２の範囲で変え、回転
速度１８００ｒｐｍで回転させた。ロール圧延は速度２
ｍ／ｍｉｎのスキンパス圧延である。 付着した金属
の層の厚さがどう変化するかをしらべた結果は、図３お
よび図４に示すとおりである。[Example] [Example 1] Stainless steel (SUS304)
A thin plate was used as a base material, and Al was deposited on its surface using an Al wire brush as shown in FIG. 1, and then the surface of the deposited metal was smoothed by light rolling. The brush is made of pure aluminum with a diameter of 0.2, 0.35 or 0.
．． 6mm wire, brush diameter 240mm, peripheral surface density 7
They were planted so that the percentage was 0 to 80%. The pressing pressure was varied in the range of 1 to 6 kgf/mm 2 and the wire was rotated at a rotational speed of 1800 rpm so that 1 to 2 mm of the tip of the wire was struck against the base material. Roll rolling speed 2
This is skin pass rolling at m/min. The results of examining how the thickness of the deposited metal layer changes are shown in FIGS. 3 and 4.
【００２２】［実施例２］低膨張合金として知られる４
２％Ｎｉ−Ｆｅ合金の薄板を基材に使用し、実施例１に
おけるワイヤ径０．６ｍｍのＡｌワイヤのブラシを用い
てＡｌの付着を行なった。 結果は実施例１とほぼ同
様であった。[Example 2] 4 known as a low expansion alloy
A thin plate of 2% Ni--Fe alloy was used as a base material, and Al was deposited using the Al wire brush of Example 1 with a wire diameter of 0.6 mm. The results were almost the same as in Example 1.
【００２３】［実施例３］ヒーター材金属とするＮｉ−
Ｃｒ合金（Ｃｒ１９〜２１％含有）の薄板の表面に、実
施例１および２と同様に、ＮｉワイヤのブラシおよびＡ
ｌワイヤのブラシを順次使用して金属の付着を行ない、
続いて６００℃に３時間加熱した。 表面の状態をＸ
線回折によりしらべて、図５に示すチャートを得た。図
の矢印部分はＮｉ３Ａｌの特性ピークであって、基材上
に付着したＮｉとＡｌとが加熱により反応して、金属間
化合物が生成したことがこれにより確認された。[Example 3] Ni- as heater material metal
As in Examples 1 and 2, Ni wire brushes and A
The metal is deposited using l-wire brushes in sequence,
Subsequently, it was heated to 600°C for 3 hours. The surface condition is
The chart shown in FIG. 5 was obtained by examining it by line diffraction. The arrow part in the figure is a characteristic peak of Ni3Al, and it was confirmed that Ni and Al attached on the base material reacted with each other due to heating, and an intermetallic compound was generated.
【００２４】[0024]
【発明の効果】本発明によれば、任意の金属の基材の表
面に、単一の金属、複数の金属の合金または金属間化合
物の被覆を、高価な、または使用に特別な技術を要求さ
れる設備を用いることなく、設けることができる。Effects of the Invention According to the present invention, coating of a single metal, an alloy of multiple metals, or an intermetallic compound on the surface of any metal substrate can be applied to the surface of any metal substrate, which is expensive or requires special techniques to use. It can be installed without using any equipment.
【００２５】それにより、たとえば高温強度の高いこと
で知られる酸化物分散強化型耐熱合金のパイプに対し、
その弱点である低い耐食性を改善して、用途を拡大する
ことができる。[0025] As a result, for example, a pipe made of an oxide dispersion strengthened heat-resistant alloy known for its high high-temperature strength,
Its weak point, low corrosion resistance, can be improved and its uses expanded.
【図１】 本発明の金属被覆を形成する方法の、代表
的な態様を概念的に示す説明図。FIG. 1 is an explanatory diagram conceptually showing a typical embodiment of the method for forming a metal coating of the present invention.
【図２】 本発明の金属被覆を形成する方法の、別の
態様を示す断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view showing another embodiment of the method of forming a metal coating of the present invention.
【図３】 本発明の実施例のデータであって、形成さ
れた金属被覆の厚さとブラシのワイヤ径との関係を示す
グラフ。FIG. 3 is a graph showing the relationship between the thickness of the formed metal coating and the wire diameter of the brush, which is data of an example of the present invention.
【図４】 本発明の実施例のデータであって、形成さ
れた金属被覆の厚さとブラシ圧力との関係を示すグラフ
。FIG. 4 is a graph showing the relationship between the thickness of the metal coating formed and the brush pressure, which is data of an example of the present invention.
【図５】 本発明の実施例のデータであって、金属被
覆（金属間化合物）のＸ線回折チャート。FIG. 5 is an X-ray diffraction chart of a metal coating (intermetallic compound), which is data of an example of the present invention.
１ 巻き戻し装置 ２ 巻き取り装置 ３ ワイヤブラシ ４ 圧延ロール ５ 金属薄板（基材） ６ 金属パイプ（基材） ７ 付着金属 1 Rewinding device 2. Winding device 3 Wire brush 4 Roll roll 5 Metal thin plate (base material) 6 Metal pipe (base material) 7 Adhering metal
Claims (8)
ヤでつくったブラシを回転させて、被覆されるべき相対
的に硬質の金属の基材にワイヤの端を衝突させることに
より、基材の表面にブラシの金属を付着させることから
なる金属被覆を形成する方法。Claim 1: A brush made of a relatively soft metal wire to be coated is rotated so that the end of the wire collides with a relatively hard metal base material to be coated. A method of forming a metal coating consisting of depositing brush metal on the surface of.
されるべき基材の金属との間で、硬度の差が５０ＨＢ以
上、好ましくは１００ＨＢ以上であるものを使用して実
施する請求項１の金属被覆を形成する方法。2. The method according to claim 1, wherein the difference in hardness between the metal of the wire constituting the brush and the metal of the base material to be coated is 50 HB or more, preferably 100 HB or more. Method of forming metallization.
２種以上使用し、２種以上の金属が多層に重なった構造
または混合した構造をもつ被覆層を形成する請求項１の
金属被覆を形成する方法。3. Forming the metal coating according to claim 1, wherein two or more types of brushes made of wires of different metals are used to form a coating layer having a multilayered structure or a mixed structure of two or more types of metals. how to.
させてつくったブラシを使用し、２種以上の金属が混合
した構造をもつ被覆層を形成する請求項１の金属被覆を
形成する方法。4. The method for forming a metal coating according to claim 1, wherein a brush made by mixing wires of two or more different metals is used to form a coating layer having a structure in which two or more metals are mixed. .
空中または非酸化性雰囲気中で行なう請求項１の金属被
覆を形成する方法。5. The method of forming a metal coating according to claim 1, wherein the brush metal is deposited on the surface of the substrate in a vacuum or in a non-oxidizing atmosphere.
ヤでつくったブラシを回転させて、被覆されるべき相対
的に硬質の金属の基材にワイヤの端を衝突させることに
より、基材の表面にブラシの金属を付着させ、続いてロ
ールによる圧延を行なって付着した金属の被覆層の表面
を平滑にすることからなる金属被覆を形成する方法。6. The base material is coated by rotating a brush made of a relatively soft metal wire to be coated and causing the end of the wire to collide with the relatively hard metal base material to be coated. A method of forming a metal coating comprising depositing a brush metal on the surface of the material, followed by rolling with rolls to smooth the surface of the deposited metal coating layer.
ヤでつくったブラシを回転させて、被覆されるべき相対
的に硬質の金属の基材にワイヤの端を衝突させることに
より、基材の表面にブラシの金属を付着させ、基材の金
属とブラシの金属との間、および（または）２種以上の
金属を付着させるときはそれら付着金属どうしの間また
は付着金属の少なくとも１種と基材金属との間で金属間
化合物を生成し得る組み合わせをえらび、付着ののち、
または付着およびロール圧延ののち加熱することにより
金属間化合物を生成させることからなる金属被覆を形成
する方法。7. The base material is coated by rotating a brush made of a relatively soft metal wire to be coated and causing the end of the wire to collide with the relatively hard metal base material to be coated. The metal of the brush is attached to the surface of the base material and the metal of the brush, and (or) when two or more metals are attached, between the attached metals or with at least one of the attached metals. Select a combination that can generate an intermetallic compound with the base metal, and after adhesion,
or a method of forming a metal coating comprising depositing and rolling followed by heating to form an intermetallic compound.
ヤでつくったブラシを回転させて、被覆されるべき相対
的に硬質の金属の基材にワイヤの端を衝突させることに
より、基材の表面にブラシの金属を付着させ、続いてロ
ールによる圧延を行なったのち、または金属間化合物生
成のための加熱を行なったのち、酸化性雰囲気中で加熱
することにより被覆金属の表面に金属酸化物層を形成さ
せることからなる金属被覆を形成する方法。8. The base material is coated by rotating a brush made of a relatively soft metal wire to be coated and causing the end of the wire to collide with the relatively hard metal base material to be coated. The metal of the brush is attached to the surface of the coated metal, followed by rolling with rolls or heating to generate intermetallic compounds, and then heating in an oxidizing atmosphere to cause metal oxidation on the surface of the coated metal. 1. A method of forming a metal coating comprising forming a metal layer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6666891A JPH04301065A (en) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | Formation of metallic coating |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6666891A JPH04301065A (en) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | Formation of metallic coating |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04301065A true JPH04301065A (en) | 1992-10-23 |
Family
ID=13322517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6666891A Pending JPH04301065A (en) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | Formation of metallic coating |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04301065A (en) |
-
1991
- 1991-03-29 JP JP6666891A patent/JPH04301065A/en active Pending
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