JPH051364A - 溶射皮膜の拡散・緻密化法 - Google Patents
溶射皮膜の拡散・緻密化法Info
- Publication number
- JPH051364A JPH051364A JP15342191A JP15342191A JPH051364A JP H051364 A JPH051364 A JP H051364A JP 15342191 A JP15342191 A JP 15342191A JP 15342191 A JP15342191 A JP 15342191A JP H051364 A JPH051364 A JP H051364A
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- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 表面改質や複合材製造に用いる導電性を有す
る溶射皮膜の拡散・緻密化法に関する。 【構成】 通電により発熱可能な金属もしくはサーメッ
ト母材上へ通電により発熱可能な溶射皮膜を形成し、加
圧電気抵抗加熱法を用いて溶射皮膜の母材への拡散と皮
膜を加圧焼結する溶射皮膜の拡散・緻密化法。
る溶射皮膜の拡散・緻密化法に関する。 【構成】 通電により発熱可能な金属もしくはサーメッ
ト母材上へ通電により発熱可能な溶射皮膜を形成し、加
圧電気抵抗加熱法を用いて溶射皮膜の母材への拡散と皮
膜を加圧焼結する溶射皮膜の拡散・緻密化法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は表面改質や複合材製造な
どに用いる導電性を有する溶射皮膜の拡散・緻密化法に
関する。
どに用いる導電性を有する溶射皮膜の拡散・緻密化法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】表面改質等に用いる一般的溶射法で行な
われた溶射皮膜は溶射のままでは皮膜の母材表面への密
着力は弱い（通常２００×５００ｋｇｆ／ｃｍ2 ）。ま
た、皮膜は積層された粒子で形成されているため２〜１
０％程度の気孔の残留があり、多くの溶射皮膜では気孔
が母材へ貫通していることが多い。このため、湿潤腐食
環境下で使用する場合皮膜気孔部へ侵入した腐食性物質
により母材が腐食され、母材より溶射皮膜が浮き上がり
密着性が劣化して溶射皮膜の剥離が発生する。このため
溶射皮膜の利用環境が限定されている。
われた溶射皮膜は溶射のままでは皮膜の母材表面への密
着力は弱い（通常２００×５００ｋｇｆ／ｃｍ2 ）。ま
た、皮膜は積層された粒子で形成されているため２〜１
０％程度の気孔の残留があり、多くの溶射皮膜では気孔
が母材へ貫通していることが多い。このため、湿潤腐食
環境下で使用する場合皮膜気孔部へ侵入した腐食性物質
により母材が腐食され、母材より溶射皮膜が浮き上がり
密着性が劣化して溶射皮膜の剥離が発生する。このため
溶射皮膜の利用環境が限定されている。
【０００３】また、溶射皮膜は溶融溶接などより皮膜密
着力が弱く高面圧の働く部分や高応力の発生する部分で
は母材との密着力が弱く皮膜の剥離が発生するため、こ
の面でも溶射皮膜の利用範囲が限定される。
着力が弱く高面圧の働く部分や高応力の発生する部分で
は母材との密着力が弱く皮膜の剥離が発生するため、こ
の面でも溶射皮膜の利用範囲が限定される。
【０００４】そこで、皮膜密着力を向上させるために、
ＳｉやＢを含有させ融点を低くした自溶性合金などによ
り溶射皮膜を母材へ形成後、溶射皮膜を再加熱し皮膜を
溶融し母材へ拡散しながら気孔なくするいわゆる自溶性
合金溶射法が利用されている。しかしこの方法は溶射皮
膜の皮膜組成が限定され、多岐にわたる機能性皮膜など
の表面改質には、万能な方法ではない。
ＳｉやＢを含有させ融点を低くした自溶性合金などによ
り溶射皮膜を母材へ形成後、溶射皮膜を再加熱し皮膜を
溶融し母材へ拡散しながら気孔なくするいわゆる自溶性
合金溶射法が利用されている。しかしこの方法は溶射皮
膜の皮膜組成が限定され、多岐にわたる機能性皮膜など
の表面改質には、万能な方法ではない。
【０００５】そこで溶射装置面より溶射時の溶射粒子の
もつ飛行エネルギーを向上させ溶射皮膜の真密度を向上
させて残留気孔などを少なくするなど工夫されており、
その結果として高速火炎溶射法や爆燃式溶射法が開発さ
れている。これらの改良された方法による溶射皮膜でも
母材への皮膜密着力は７００〜１０００ｋｇｆ／ｃｍ 2
程度で一般溶射法に比べて皮膜密着力の向上が認められ
るが母材強度に比べて密着力は弱い。
もつ飛行エネルギーを向上させ溶射皮膜の真密度を向上
させて残留気孔などを少なくするなど工夫されており、
その結果として高速火炎溶射法や爆燃式溶射法が開発さ
れている。これらの改良された方法による溶射皮膜でも
母材への皮膜密着力は７００〜１０００ｋｇｆ／ｃｍ 2
程度で一般溶射法に比べて皮膜密着力の向上が認められ
るが母材強度に比べて密着力は弱い。
【０００６】一方、溶射の飛行粒子の酸化を制御するた
め、溶射する雰囲気を制御した雰囲気溶射法も開発され
ているが、酸素を遮断した雰囲気を作ることは雰囲気を
制御できる特殊なチャンバーが必要であり、チャンバー
の大きさにより溶射される部材の大きさが制限された
り、本装置は特殊な装置のため特定なチャンバー保持者
のみに施工が限定され、そのコストも高くなり高機能表
面改質などに利用が限定されている。なお、この装置を
用いた場合溶射皮膜の気孔も少なくなり、腐食環境での
利用が可能となり、密着力の向上が計られるなど特徴を
もっている。
め、溶射する雰囲気を制御した雰囲気溶射法も開発され
ているが、酸素を遮断した雰囲気を作ることは雰囲気を
制御できる特殊なチャンバーが必要であり、チャンバー
の大きさにより溶射される部材の大きさが制限された
り、本装置は特殊な装置のため特定なチャンバー保持者
のみに施工が限定され、そのコストも高くなり高機能表
面改質などに利用が限定されている。なお、この装置を
用いた場合溶射皮膜の気孔も少なくなり、腐食環境での
利用が可能となり、密着力の向上が計られるなど特徴を
もっている。
【０００７】一方、近年発展の著しい高温静水圧（ＨＩ
Ｐ処理）で溶射皮膜を高温で加熱しながら静水圧中で溶
射皮膜を焼結しながら母材と拡散させ溶射皮膜の真密度
向上と母材との拡散を計る方法が提案されている。この
方法も特殊な炉体と特殊な雰囲気における高圧に耐える
チャンバーと溶射皮膜が母材貫通性気孔であるために部
材を中へ入れ脱気後封缶する処理が必要であり、チャン
バーの大きさにより部材大きさが制限され、なおかつ特
殊な装置のためその処理は極めて限られた皮膜への利用
がなされているのみである。
Ｐ処理）で溶射皮膜を高温で加熱しながら静水圧中で溶
射皮膜を焼結しながら母材と拡散させ溶射皮膜の真密度
向上と母材との拡散を計る方法が提案されている。この
方法も特殊な炉体と特殊な雰囲気における高圧に耐える
チャンバーと溶射皮膜が母材貫通性気孔であるために部
材を中へ入れ脱気後封缶する処理が必要であり、チャン
バーの大きさにより部材大きさが制限され、なおかつ特
殊な装置のためその処理は極めて限られた皮膜への利用
がなされているのみである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は前述の
ように一般的溶射法で形成した溶射皮膜の密着力が弱く
気孔が残留している溶射皮膜を従来より一般的に利用さ
れている装置を用いて溶射皮膜を母材へ拡散させたり、
溶射皮膜内の積層された粒子同志を拡散接合させながら
加圧焼結し、皮膜の母材への密着力、粒子間の密着力を
向上させながら気孔を加圧し残留気孔をなくして真密度
に近い溶射皮膜を母材に形成する方法を提供しようとす
るものである。
ように一般的溶射法で形成した溶射皮膜の密着力が弱く
気孔が残留している溶射皮膜を従来より一般的に利用さ
れている装置を用いて溶射皮膜を母材へ拡散させたり、
溶射皮膜内の積層された粒子同志を拡散接合させながら
加圧焼結し、皮膜の母材への密着力、粒子間の密着力を
向上させながら気孔を加圧し残留気孔をなくして真密度
に近い溶射皮膜を母材に形成する方法を提供しようとす
るものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は通電により発熱
可能な金属もしくはサーメット母材上へ通電により発熱
可能な溶射皮膜を形成し、加圧電気抵抗加熱法を用いて
溶射皮膜の母材への拡散と皮膜を加圧焼結することを特
徴とする溶射皮膜の拡散・緻密化法である。
可能な金属もしくはサーメット母材上へ通電により発熱
可能な溶射皮膜を形成し、加圧電気抵抗加熱法を用いて
溶射皮膜の母材への拡散と皮膜を加圧焼結することを特
徴とする溶射皮膜の拡散・緻密化法である。
【００１０】本発明では金属もしくはサーメットなど通
電により発熱可能な母材上へ金属材もしくはサーメット
材などの通電発熱可能な材料を溶射し、溶射皮膜を加圧
電気抵抗加熱法を用いて溶射された皮膜を加圧しながら
電気抵抗法により発熱した熱を用いて母材と溶射皮膜間
を加熱し、母材への拡散と皮膜の加圧焼結を行い溶射皮
膜に残留している気孔をつぶして皮膜の真密度の向上と
気孔の独立化をし、母材への貫通形気孔をなくし、溶射
皮膜の積層粒子間接合力向上と溶射皮膜母材間の拡散を
計り皮膜密着力の向上を計る方法である。
電により発熱可能な母材上へ金属材もしくはサーメット
材などの通電発熱可能な材料を溶射し、溶射皮膜を加圧
電気抵抗加熱法を用いて溶射された皮膜を加圧しながら
電気抵抗法により発熱した熱を用いて母材と溶射皮膜間
を加熱し、母材への拡散と皮膜の加圧焼結を行い溶射皮
膜に残留している気孔をつぶして皮膜の真密度の向上と
気孔の独立化をし、母材への貫通形気孔をなくし、溶射
皮膜の積層粒子間接合力向上と溶射皮膜母材間の拡散を
計り皮膜密着力の向上を計る方法である。
【００１１】
【作用】以上のように導電性を有する金属やサーメット
など母材上へ導電発熱性を有する溶射皮膜を形成し、溶
射皮膜を加圧・電気抵抗加熱法により加圧しながら溶射
皮膜と母材を加熱することにより、皮膜と母材は拡散接
合し皮膜密着力が向上し溶射皮膜が加圧焼結され気孔が
つぶされ無気孔状もしくは独立気孔状となる。また、積
層された粒子間でも拡散が起こり粒子間の接合強度も上
昇することになり、従来、残留気孔が貫通形気孔であっ
たものが無気孔もしくは独立状気孔となり腐食環境での
母材と腐食環境の遮断が可能となる。
など母材上へ導電発熱性を有する溶射皮膜を形成し、溶
射皮膜を加圧・電気抵抗加熱法により加圧しながら溶射
皮膜と母材を加熱することにより、皮膜と母材は拡散接
合し皮膜密着力が向上し溶射皮膜が加圧焼結され気孔が
つぶされ無気孔状もしくは独立気孔状となる。また、積
層された粒子間でも拡散が起こり粒子間の接合強度も上
昇することになり、従来、残留気孔が貫通形気孔であっ
たものが無気孔もしくは独立状気孔となり腐食環境での
母材と腐食環境の遮断が可能となる。
【００１２】また、溶射皮膜は真密度に近づき表面の加
工により鏡面研摩が可能となり、母材と皮膜の拡散や皮
膜粒子間の密着性が改良され利用範囲が限定されていた
ものを利用拡大を計ることを可能にする。なお、母材材
質の選定によっては本発明の加圧電気抵抗加熱法で加熱
させられた皮膜直下の母材は加熱急冷されるため母材層
に焼入れ度が形成され、従来焼入硬化した上に溶射皮膜
を施行していた部材などでは焼入の省略も可能となる。
工により鏡面研摩が可能となり、母材と皮膜の拡散や皮
膜粒子間の密着性が改良され利用範囲が限定されていた
ものを利用拡大を計ることを可能にする。なお、母材材
質の選定によっては本発明の加圧電気抵抗加熱法で加熱
させられた皮膜直下の母材は加熱急冷されるため母材層
に焼入れ度が形成され、従来焼入硬化した上に溶射皮膜
を施行していた部材などでは焼入の省略も可能となる。
【００１３】
【実施例】本発明の一実施例を図１を参照しながら説明
する。図１は本発明の主要工程を示す。工程は通常の溶
射工程で溶射皮膜を形成後、その皮膜を加圧電気抵抗加
熱法で加熱する。
する。図１は本発明の主要工程を示す。工程は通常の溶
射工程で溶射皮膜を形成後、その皮膜を加圧電気抵抗加
熱法で加熱する。
【００１４】この工程で溶射法は大気中で熱源を炎（酸
素−アセチレン、酸素−水素炎、酸素−プロパン炎、酸
素−プロピレン炎などの焼結炎）やアーク放電、プラズ
マ炎、レーザなどを使って粉末・線材・ロッド材・フレ
キシブルワイヤー（樹脂のチューブや金属チューブに溶
射粉末を充填してワイヤ状、ロッド状としたもの）の金
属もしくはサーメット状の通電可能な材料を溶射した皮
膜であれば利用可能である。なお、母材については通電
可能で通電により発熱可能な材料であれば利用可能であ
る。
素−アセチレン、酸素−水素炎、酸素−プロパン炎、酸
素−プロピレン炎などの焼結炎）やアーク放電、プラズ
マ炎、レーザなどを使って粉末・線材・ロッド材・フレ
キシブルワイヤー（樹脂のチューブや金属チューブに溶
射粉末を充填してワイヤ状、ロッド状としたもの）の金
属もしくはサーメット状の通電可能な材料を溶射した皮
膜であれば利用可能である。なお、母材については通電
可能で通電により発熱可能な材料であれば利用可能であ
る。
【００１５】本発明に用いる加圧、電気抵抗加熱法は一
般的に抵抗加熱法として利用されているスポット溶接機
やシーム溶接機が利用できる。これらの溶接機は現在市
販されているスポット溶接やシーム溶接機がよい。小面
積のものにはスポット溶接機、面積が大きいものにはシ
ーム溶接機が利用可能である。なお溶接機の加圧や加熱
条件は母材や皮膜の電気抵抗値や大きさ、溶射皮膜の厚
さなどによって異なるので使用する部材や溶射皮膜によ
り条件を選択する必要がある。表１には本発明による代
表的溶射皮膜の溶射のままと本発明応用した場合の代表
的皮膜特性を示すが各母材材質・溶射材・溶射法が異な
っても密着力の向上・母材と溶射皮膜の拡散層の生成・
気孔率の減少、耐食性の向上、仕上げ面粗度の向上が認
められる。以上のことより本発明は従来の溶射皮膜を改
善する手法であるがその応用例としては従来利用さてい
る溶射皮膜の利用される分野の改良に用いることが可能
である。
般的に抵抗加熱法として利用されているスポット溶接機
やシーム溶接機が利用できる。これらの溶接機は現在市
販されているスポット溶接やシーム溶接機がよい。小面
積のものにはスポット溶接機、面積が大きいものにはシ
ーム溶接機が利用可能である。なお溶接機の加圧や加熱
条件は母材や皮膜の電気抵抗値や大きさ、溶射皮膜の厚
さなどによって異なるので使用する部材や溶射皮膜によ
り条件を選択する必要がある。表１には本発明による代
表的溶射皮膜の溶射のままと本発明応用した場合の代表
的皮膜特性を示すが各母材材質・溶射材・溶射法が異な
っても密着力の向上・母材と溶射皮膜の拡散層の生成・
気孔率の減少、耐食性の向上、仕上げ面粗度の向上が認
められる。以上のことより本発明は従来の溶射皮膜を改
善する手法であるがその応用例としては従来利用さてい
る溶射皮膜の利用される分野の改良に用いることが可能
である。
【表１】
【００１６】
【発明の効果】以上述べたように金属およびサーメット
などの母材上へ通電発熱可能な溶射材を溶射後、皮膜の
母材への密着力向上と皮膜の真密度向上のために母材と
溶射皮膜を加圧しながら加熱することにより溶射皮膜と
母材とを拡散させ溶射皮膜の密着力向上を計り、なお、
かつ溶射皮膜が加圧加熱されるため加圧焼結され溶射皮
膜に発生していた残留気孔を無気孔状もしくは独立気孔
状に改善し、従来の使用環境雰囲気や溶射皮膜の密着力
が弱く利用範囲が限定されていたり鏡面加工しても残留
気孔により鏡面仕上が困難であった溶射皮膜を無気孔状
にすることにより鏡面加工が可能となり溶射皮膜使用範
囲を大幅に拡大させることができる。
などの母材上へ通電発熱可能な溶射材を溶射後、皮膜の
母材への密着力向上と皮膜の真密度向上のために母材と
溶射皮膜を加圧しながら加熱することにより溶射皮膜と
母材とを拡散させ溶射皮膜の密着力向上を計り、なお、
かつ溶射皮膜が加圧加熱されるため加圧焼結され溶射皮
膜に発生していた残留気孔を無気孔状もしくは独立気孔
状に改善し、従来の使用環境雰囲気や溶射皮膜の密着力
が弱く利用範囲が限定されていたり鏡面加工しても残留
気孔により鏡面仕上が困難であった溶射皮膜を無気孔状
にすることにより鏡面加工が可能となり溶射皮膜使用範
囲を大幅に拡大させることができる。
【００１７】このことにより従来高合金の高価な母材に
より解決していたこれらの諸問題を安価な母材に溶射し
本発明の溶射皮膜の拡散・緻密化法を用いることにより
表面改質し、過酷な環境に耐えることができる部材とす
る有用な溶射皮膜の後処理方法である。
より解決していたこれらの諸問題を安価な母材に溶射し
本発明の溶射皮膜の拡散・緻密化法を用いることにより
表面改質し、過酷な環境に耐えることができる部材とす
る有用な溶射皮膜の後処理方法である。
【図１】本発明の一実施例の工程図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 通電により発熱可能な金属もしくはサー
メット母材上へ通電により発熱可能な溶射皮膜を形成
し、加圧電気抵抗加熱法を用いて溶射皮膜の母材への拡
散と皮膜を加圧焼結することを特徴とする溶射皮膜の拡
散・緻密化法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15342191A JPH051364A (ja) | 1991-06-25 | 1991-06-25 | 溶射皮膜の拡散・緻密化法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15342191A JPH051364A (ja) | 1991-06-25 | 1991-06-25 | 溶射皮膜の拡散・緻密化法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH051364A true JPH051364A (ja) | 1993-01-08 |
Family
ID=15562141
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15342191A Withdrawn JPH051364A (ja) | 1991-06-25 | 1991-06-25 | 溶射皮膜の拡散・緻密化法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH051364A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19626271B4 (de) * | 1996-06-29 | 2005-07-07 | SCHWEIßTECHNISCHE LEHR- UND VERSUCHSANSTALT HALLE GMBH | Verfahren und Einrichtung zur Erzeugung von Hybrid-Multi-Layer-Beschichtungen |
| JP2008013794A (ja) * | 2006-07-04 | 2008-01-24 | Kyushu Institute Of Technology | 金属材料表面へのクラッド層形成方法 |
| WO2016076341A1 (ja) * | 2014-11-14 | 2016-05-19 | 株式会社日立製作所 | 遮熱コーティングを備えた耐熱部材及びその製造方法 |
-
1991
- 1991-06-25 JP JP15342191A patent/JPH051364A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19626271B4 (de) * | 1996-06-29 | 2005-07-07 | SCHWEIßTECHNISCHE LEHR- UND VERSUCHSANSTALT HALLE GMBH | Verfahren und Einrichtung zur Erzeugung von Hybrid-Multi-Layer-Beschichtungen |
| JP2008013794A (ja) * | 2006-07-04 | 2008-01-24 | Kyushu Institute Of Technology | 金属材料表面へのクラッド層形成方法 |
| WO2016076341A1 (ja) * | 2014-11-14 | 2016-05-19 | 株式会社日立製作所 | 遮熱コーティングを備えた耐熱部材及びその製造方法 |
| JPWO2016076341A1 (ja) * | 2014-11-14 | 2017-08-31 | 株式会社日立製作所 | 遮熱コーティングを備えた耐熱部材及びその製造方法 |
| EP3219827A4 (en) * | 2014-11-14 | 2018-04-11 | Hitachi, Ltd. | Heat-resistant member provided with heat-shielding coating, and method for manufacturing same |
| US10267260B2 (en) | 2014-11-14 | 2019-04-23 | Hitachi, Ltd. | Heat-resistant member provided with heat-shielding coating, and method for manufacturing same |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980903 |