JPH0710965B2 - Coating material for gap adjusting film layer - Google Patents

Coating material for gap adjusting film layer

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JPH0710965B2
JPH0710965B2 JP32018989A JP32018989A JPH0710965B2 JP H0710965 B2 JPH0710965 B2 JP H0710965B2 JP 32018989 A JP32018989 A JP 32018989A JP 32018989 A JP32018989 A JP 32018989A JP H0710965 B2 JPH0710965 B2 JP H0710965B2
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coating layer
coating
gap adjusting
balloon
test
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隆司 友田
正宏 北岡
均 辺見
実 園田
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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、間隙調整皮膜層用コーティング材料に関し、
詳しくは、互いに近接して相対的に移動する可動部材及
び固定部材がこれらの間隙を運転中に0に近づけるため
の皮膜層に用いられるコーティング材料に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a coating material for a gap adjusting film layer,
More specifically, the present invention relates to a coating material used for a coating layer for allowing a movable member and a fixed member that move relatively close to each other to bring these gaps closer to 0 during operation.

[従来の技術] 互いに近接して相対的に移動する可動部材及び固定部材
として、例えば第6図に示す自動車用ターボチャージャ
を例にとり説明する。このターボチャージャは、可動部
材としてターボロータ100とインペラー200とをもち、固
定部材としてターボハウジング101とコンプレッサハウ
ジング201とをもつものである。かかるターボチャージ
ャは、ターボロータ100がエンジン(図示せず)の排気
エネルギによって回転してシャフト300を回転させ、シ
ャフト300の回転によってインペラー200が回転してエン
ジンに空気を過給する作用を行なう。
[Prior Art] As a movable member and a fixed member that move close to each other and relatively move, an automobile turbocharger shown in FIG. 6 will be described as an example. This turbocharger has a turbo rotor 100 and an impeller 200 as movable members, and has a turbo housing 101 and a compressor housing 201 as fixed members. In such a turbocharger, the turbo rotor 100 rotates by the exhaust energy of the engine (not shown) to rotate the shaft 300, and the rotation of the shaft 300 causes the impeller 200 to rotate and supercharge air to the engine.

ところで、これらターボロータ100とターボハウジング1
01との間隙C100やインペラー200とコンプレッサハウジ
ング201との間隙C200をなるべく小さくすれば、ターボ
チャージャの効率が上がることが知られている。しか
し、これらの間隙C100、C200を小さくすると、シャフト
300の製造時におけるわずかな偏心等によって、運転時
にターボロータ100がターボハウジング101と接触又は衝
突したり、インペラー200がコンプレッサハウジング201
と接触又は衝突したりするため、ターボロータ100やイ
ンペラー200が破損する恐れがあった。このため、従来
のターボチャージャにあっては両間隙C100、C200の縮小
化に限界を有し、効率上不十分であった。
By the way, these turbo rotor 100 and turbo housing 1
It is known that the efficiency of the turbocharger is improved by making the gap C100 with 01 and the gap C200 between the impeller 200 and the compressor housing 201 as small as possible. However, if these gaps C100 and C200 are reduced, the shaft
Due to a slight eccentricity in manufacturing 300, the turbo rotor 100 may come into contact with or collide with the turbo housing 101 during operation, or the impeller 200 may be compressed by the compressor housing 201.
The turbo rotor 100 and the impeller 200 may be damaged due to contact with or collision with. Therefore, in the conventional turbocharger, there is a limit to the reduction of the clearances C100 and C200, and the efficiency is insufficient.

このように互いに近接して相対的に移動する可動部材及
び固定部材をもつターボチャージャやジェットエンジン
等にあっては、可動部材と固定部材との間隙をなるべく
小さくして効率の改善ができ、かつ可動部材の破損を防
止できる技術の開発が望まれていた。そして、近年、固
定部材の可動部材と近接する部分に溶射によって皮膜層
を形成し、この皮膜層を可動部材の相対移動によって被
削することにより、可動部材の破損を防止しつつ、固定
部材と可動部材との間隙を0に近づけるという間隙調整
皮膜層が実用化されつつある。
In a turbocharger or a jet engine having a movable member and a fixed member that move relatively close to each other in this way, the gap between the movable member and the fixed member can be reduced as much as possible, and the efficiency can be improved. It has been desired to develop a technique capable of preventing damage to the movable member. In recent years, a coating layer is formed on a portion of the fixed member in the vicinity of the movable member by thermal spraying, and the coating layer is ground by relative movement of the movable member to prevent damage to the movable member and A gap adjusting film layer that makes the gap between the movable member and the movable member close to 0 is being put to practical use.

かかる従来の間隙調整皮膜層用の溶射材料としては、特
公昭52−4494号公報に開示されている耐熱ポリエステル
プラスチック(商品名エコノール)とAlとの混合粉末、
特公昭60−18746号公報に開示されているNi−グラファ
イト粉末やAl−グラファイト粉末のように、軟質金属と
潤滑性のある樹脂又はグラファイトとからなる溶射材料
が知られている。これらの溶射材料は、航空機用ジェッ
トエンジンのコンプレッサやシュラウドカバー等におい
て既に実施されている。
As the conventional thermal spray material for the gap adjusting coating layer, a mixed powder of heat-resistant polyester plastic (trade name Econol) and Al disclosed in JP-B-52-4494,
A thermal spray material composed of a soft metal and a resin or graphite having lubricity such as Ni-graphite powder and Al-graphite powder disclosed in Japanese Patent Publication No. 60-18746 is known. These thermal spray materials have already been implemented in aircraft jet engine compressors, shroud covers, and the like.

[発明が解決しようとする課題] しかし、上記従来の間隙調整皮膜層用の溶射材料は主に
航空機用ジェットエンジンを対象に開発されたものであ
るため以下のような不具合がある。
[Problems to be Solved by the Invention] However, the conventional thermal spray material for the gap adjusting coating layer has been developed mainly for jet engines for aircraft, and therefore has the following problems.

すなわち、これらの溶射材料は硬さHv200程度のTi合金
等のように比較的硬質の可動部材で被削可能な皮膜層を
形成するものであるため、硬さHv120程度のAl合金や硬
さHv70程度のMg合金等のようにTi合金と比較して軟質の
可動部材でその皮膜層を被削すると、可動部材が破損さ
れやすく、かつ被削の初期段階において大きなトルクを
必要とする。
That is, since these thermal spray materials form a machinable coating layer with a relatively hard movable member such as a Ti alloy having a hardness of about Hv200, an Al alloy having a hardness of about Hv120 or a hardness of Hv70. When the coating layer is cut with a movable member that is softer than a Ti alloy such as a Mg alloy, the movable member is easily damaged and a large torque is required in the initial stage of the cutting.

また、これらの溶射材料は少量生産品及び注文生産品向
けに溶射で皮膜層を形成するものであるため、材料費及
び溶射設備費がかさむとともに溶射時の被覆効率も悪
く、皮膜層の形成がコスト高となってしまう。
Further, since these thermal spray materials form a coating layer by thermal spraying for small-quantity production products and custom-made products, the material cost and the thermal spraying equipment cost increase, and the coating efficiency at the time of thermal spraying is poor, so that the coating film layer is not formed. The cost will be high.

本発明は、上記従来の不具合に鑑みてなされたものであ
って、低いトルクで比較的軟質の可動部材でも被削可能
な皮膜層を低いコストで形成できる間隙調整皮膜用コー
ティング材料を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and provides a coating material for a gap adjusting coating capable of forming a coating layer that can be machined even with a relatively soft movable member with low torque at low cost. With the goal.

[課題を解決するための手段] 本発明の間隙調整皮膜層用コーティング材料は、セラミ
ック材料からなる中空バルーン20〜80体積%と、該中空
バルーンを結合する樹脂を含むマトリックス残部とから
なることを特徴とするものである。
[Means for Solving the Problem] The coating material for a gap adjusting coating layer of the present invention comprises 20 to 80% by volume of a hollow balloon made of a ceramic material, and a matrix remainder containing a resin for binding the hollow balloon. It is a feature.

中空バルーンはセラミック材料からなる。この中空バル
ーンとしては、シリカバルーン、アルミナバルーン、マ
グネシアバルーン、ガラスバルーン、ジルコニアバルー
ン、炭素バルーン、パーライト等を採用することができ
る。
The hollow balloon is made of a ceramic material. As this hollow balloon, silica balloon, alumina balloon, magnesia balloon, glass balloon, zirconia balloon, carbon balloon, pearlite, etc. can be adopted.

中空バルーンは間隙調整皮膜層用コーティング材料中20
〜80体積%を占める。20体積%未満では中空バルーンが
被削されにくいため皮膜層の被削性の向上が充分ではな
く、80体積%を超えると中空バルーンが結合されにくい
ため皮膜層の強度に欠ける。
Hollow balloon is 20 in the coating material for the gap adjustment coating layer
Occupy ~ 80% by volume. If it is less than 20% by volume, the hollow balloon is hard to be cut, so that the machinability of the coating layer is not sufficiently improved, and if it exceeds 80% by volume, the hollow balloon is hard to be bonded and the coating layer lacks strength.

中空バルーンの粒径は3〜20μmが好ましい。3μm未
満ではマトリックス中に中空バルーンが強固に結合され
るため皮膜層の被削性の向上が充分ではなく、200μm
を超えると相手攻撃性が大きくなるため相手材たる可動
部材を破損しやすくなる。
The particle diameter of the hollow balloon is preferably 3 to 20 μm. If the thickness is less than 3 μm, the hollow balloons are firmly bonded in the matrix, so that the machinability of the coating layer is not sufficiently improved.
If it exceeds, the opponent's aggression becomes large and the movable member as the opponent material is easily damaged.

中空バルーンの殻厚さは0.5〜5μmが好ましい。0.5μ
m未満では中空バルーンの強度に欠けるため皮膜層の強
度に欠け、5μmを超えると相手攻撃性が大きくなるた
め可動部材を破損しやすくなる。
The shell thickness of the hollow balloon is preferably 0.5 to 5 μm. 0.5μ
When it is less than m, the strength of the hollow balloon is insufficient, so that the strength of the coating layer is insufficient, and when it exceeds 5 μm, the aggressiveness against the opponent is increased and the movable member is easily damaged.

マトリックスは間隙調整皮膜層用コーティング材料中残
部を占める。このマトリックスルは中空バルーンを結合
する樹脂を含む。樹脂は中空バルーンの硬度より低い硬
度を有するものであり、耐熱性、結合力、中空バルーン
の種類等によって選択される。例えば、ポリメチルフェ
ニルシロキサン等のシロキサン系樹脂、ポリフェニレン
サルファイド(PPS)、ポリエーテルサルホン(PES)、
エチレン四フッ化エチレン共重体(PETFE)等の樹脂を
採用することができる。
The matrix occupies the balance in the coating material for the gap adjusting coating layer. The matrix includes a resin that binds the hollow balloon. The resin has a hardness lower than that of the hollow balloon, and is selected according to heat resistance, bonding strength, type of hollow balloon, and the like. For example, siloxane resins such as polymethylphenylsiloxane, polyphenylene sulfide (PPS), polyether sulfone (PES),
Resins such as ethylene tetrafluoride ethylene copolymer (PETFE) can be adopted.

マトリックス中にはガラス繊維等に強化材を樹脂に対し
て30体積%未満で含有させることもできる。30体積%を
超えると強化材が被削性及び相手攻撃性に悪影響を及ぼ
しやすい。
The matrix may contain a reinforcing material such as glass fiber in an amount of less than 30% by volume based on the resin. If it exceeds 30% by volume, the reinforcing material tends to have a bad influence on machinability and opponent aggressiveness.

本発明における間隙調整皮膜層用コーティング材料は、
互いに近接して相対的に移動する可動部材と固定部材と
をもつ自動車用ターボチャージャや航空機用ジェットエ
ンジン等に適用可能である。なお、可動部材と固定部材
との相対移動は回転移動でも直接移動でもよい。
The coating material for the gap adjusting coating layer in the present invention,
The invention is applicable to a turbocharger for automobiles, a jet engine for aircraft, and the like, which have a movable member and a fixed member that move close to each other and relatively move. The relative movement between the movable member and the fixed member may be rotational movement or direct movement.

本発明の間隙調整皮膜層用コーティング材料を固定部材
の可動部材と近接する部分にコーティングすることによ
り皮膜層が形成される。コーティングは、マトリックス
を溶解する有機溶媒を用い、スプレーやディピング等の
方法により行なうことができる。かかるコーティング
は、固定部材の可動部材と近接する部分に直接行なって
もよいが、皮膜層と固定部材との密着性を向上させるた
め、ショットブラスト等の方法により固定部材のその部
分に表面処理を施した後又は/及び固定部材のその部分
に上記樹脂を中間層として被覆した後で行なうことが好
ましい。コーティングの後、自然蒸発により上記樹脂の
有機溶媒を除去して皮膜層を形成してもよいが、所定の
温度で加熱することにより有機溶媒を強制除去すればポ
ーラスな皮膜層が形成されやすいのでより被削性が向上
する。
A coating layer is formed by coating the portion of the fixed member adjacent to the movable member with the coating material for a gap adjusting coating layer of the present invention. The coating can be performed by a method such as spraying or dipping using an organic solvent that dissolves the matrix. Such coating may be performed directly on the portion of the fixed member that is close to the movable member, but in order to improve the adhesion between the coating layer and the fixed member, surface treatment is performed on that portion of the fixed member by a method such as shot blasting. It is preferably performed after the application or / and after coating the resin as the intermediate layer on that portion of the fixing member. After coating, the organic solvent of the resin may be removed by natural evaporation to form a film layer, but if the organic solvent is forcibly removed by heating at a predetermined temperature, a porous film layer is likely to be formed. Machinability is further improved.

[作用] 本発明の間隙調整皮膜層用コーティング材料で形成した
皮膜層では、マトリックス中に弱い力で破壊される中空
バルーンが存在し、破壊された中空バルーンがマトリッ
クスを削りつつ分離されると考えられる。このため、本
発明のコーティング材料では比較的軟質の可動部材でも
低いトルクで被削可能な皮膜層を形成できると考えられ
る。また、本発明ではコーティングを採用しているた
め、溶射と比較して低いコストで皮膜層を形成できる。
なお、耐熱性に優れた樹脂を採用することにより高温下
においても使用可能な皮膜層を形成できる。
[Function] In the coating layer formed of the coating material for a gap adjusting coating layer of the present invention, hollow balloons that are destroyed by a weak force exist in the matrix, and the destroyed hollow balloons are considered to be separated while scraping the matrix. To be Therefore, it is considered that the coating material of the present invention can form a coating layer that can be machined with a low torque even with a relatively soft movable member. Further, in the present invention, since the coating is adopted, the coating layer can be formed at a low cost as compared with the thermal spraying.
By using a resin having excellent heat resistance, a coating layer that can be used even at high temperatures can be formed.

[実施例] 以下、実施例及び比較例を用いた試験1〜4により本発
明を説明する。
[Examples] Hereinafter, the present invention will be described by Tests 1 to 4 using Examples and Comparative Examples.

〈試験1〉 ここでは本発明のコーティング材料により得られる皮膜
層と、従来の溶射材料により得られる皮膜層との比較を
行なった。
<Test 1> Here, a coating layer obtained from the coating material of the present invention was compared with a coating layer obtained from a conventional thermal spray material.

(実施例1) まず、市販のシリカバルーン(住友3M製、商品名グラス
バブル)を用意した。このシリカバルーンは、原料、混
合(スラリ化)、乾燥、粉砕、ふるい分け(粒度調
整)、加熱発泡及び回収の各工程からなる一般的な加熱
発泡法により得られたものであり、平均粒径50〜100μ
m、平均殻厚さ1〜3μmのものである。また、市販の
ガラス繊維を用意した。このガラス繊維は、100wt%SiO
2からなり、平均径0.5〜5μm、平均長さ10〜100μm
のものである。さらに、下記に化学式を示すポリメチル
フェニルシロキサンを用意した。
(Example 1) First, a commercially available silica balloon (Sumitomo 3M, trade name: Glass Bubble) was prepared. This silica balloon was obtained by a general heat-foaming method including steps of raw material, mixing (slurrying), drying, crushing, sieving (particle size adjustment), heat-foaming and collecting, and an average particle size of 50 ~ 100μ
m, and an average shell thickness of 1 to 3 μm. In addition, commercially available glass fiber was prepared. This glass fiber is 100wt% SiO
Consisting of 2 , average diameter 0.5 to 5 μm, average length 10 to 100 μm
belongs to. Further, polymethylphenylsiloxane having the chemical formula shown below was prepared.

これらシリカバルーン50体積%、ガラス繊維15体積%、
ポリメチルフェニルシロキサン30〜35体積%をシンナー
を溶媒として混合し、スラリーとした。
50% by volume of these silica balloons, 15% by volume of glass fibers,
A slurry was prepared by mixing 30 to 35% by volume of polymethylphenylsiloxane with a thinner as a solvent.

一方、S45C製の平板(30×50×5mm)を用意し、この表
面に粒径500〜1500μmの焼成アルミナ粉末でショット
ブラスト処理を施し、その後ポリメチルフェニルシロキ
サンを10μm程度中間層として被覆した。
On the other hand, a flat plate (30 × 50 × 5 mm) made of S45C was prepared, and the surface thereof was shot blasted with a calcined alumina powder having a particle size of 500 to 1500 μm, and then coated with polymethylphenylsiloxane as an intermediate layer of about 10 μm.

上記中間層をもつ平板の表面に上記スラリを0.5μmの
厚さでスプレーガンを用いて被覆した。この後、これを
加熱炉に入れ、200℃×1hr、大気中で加熱し、シンナー
を除去した。こうして実施例1の試験片を得た。
The surface of the flat plate having the intermediate layer was coated with the slurry to a thickness of 0.5 μm using a spray gun. Then, this was put in a heating furnace and heated in the atmosphere at 200 ° C. for 1 hr to remove the thinner. Thus, the test piece of Example 1 was obtained.

(比較例1) 上記平板に実施例1と同様にショットブラスト処理を施
し、その表面にプラズマ溶射ガン(METCO7MB)を用い
て、溶射電流:400A、作動ガス:アルゴン180psi、水素2
0psiの条件下で60wt%Al−Si+40wt%耐熱ポリエステル
(METCO601)を溶射した。こうして比較例1の試験片を
得た。
(Comparative Example 1) The above flat plate was shot-blasted in the same manner as in Example 1, and a plasma spray gun (METCO7MB) was used on the surface of the plate to spray current: 400 A, working gas: argon 180 psi, hydrogen 2.
60 wt% Al-Si + 40 wt% heat resistant polyester (METCO601) was sprayed under the condition of 0 psi. Thus, the test piece of Comparative Example 1 was obtained.

(比較例2) 54wt%Al−Si+46wt%グラファイト(METCO313NS)を上
記比較例2と同様に溶射した。こうして比較例2の試験
片を得た。
Comparative Example 2 54 wt% Al-Si + 46 wt% graphite (METCO313NS) was sprayed in the same manner as in Comparative Example 2 above. Thus, a test piece of Comparative Example 2 was obtained.

(比較例3) 75wt%Ni+25wt%グラファイト(METCO307NS)を上記比
較例2と同様に溶射した。こうして比較例3の試験片を
得た。
Comparative Example 3 75 wt% Ni + 25 wt% graphite (METCO307NS) was sprayed in the same manner as in Comparative Example 2 above. Thus, the test piece of Comparative Example 3 was obtained.

(評価) 実施例1の試験片は、第2図に断面を顕微鏡写真で示す
ように、平板上に中間層を有し、さらに中間層の上に皮
膜層を有している。一方、比較例1〜3の試験片は、平
板上に溶射によって形成された皮膜層をもつものであ
る。これら実施例1及び比較例1〜3の各試験片におけ
る皮膜層の被削性及び相手攻撃性を評価した。評価は、
第3図に示すように、各試験片1上の皮膜層2に対して
外周歯3を形成したMg合金(JISMC2−T6)製の回転盤4
を図中矢印の方向から押圧しつつ連続回転させ、被削性
の指標として皮膜被削深さ(mm)を調べるとともに、相
手攻撃性の指標として回転盤の摩耗量(mg)を測定する
ことにより行った。なお、押圧力は50g/mm2、回転数は1
000rpm、試験時間は60秒である。結果を第1図に示す。
(Evaluation) The test piece of Example 1 has an intermediate layer on a flat plate and a coating layer on the intermediate layer, as shown in the cross section of FIG. 2 in a micrograph. On the other hand, the test pieces of Comparative Examples 1 to 3 have a coating layer formed by thermal spraying on a flat plate. The machinability and opponent attack of the coating layer in each of the test pieces of Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 were evaluated. Evaluation,
As shown in FIG. 3, Mg alloy (JISMC2-T 6) made of the rotating disk 4 formed with external teeth 3 relative to the coating layer 2 on the specimen 1
While continuously pressing while pressing from the direction of the arrow in the figure, check the film cutting depth (mm) as an index of machinability, and measure the amount of wear (mg) of the turntable as an index of opponent attack. Went by. The pressing force is 50 g / mm 2 , the rotation speed is 1
The test time is 000 rpm and the test time is 60 seconds. The results are shown in Fig. 1.

第1図に示されるように、実施例1の試験片は、相手材
が軟質のMg合金であるにも拘らず、回転盤の摩耗量が小
さく、皮膜被削深さが大きいため、相手材を摩耗しにく
く、被削性に優れた皮膜層をもつことがわかる。一方、
比較例1〜3の試験片は回転盤の摩耗量が大きく、皮膜
被削深さが小さいため、相手材を摩耗しやすく、被削性
に劣る皮膜層をもつことがわかる。
As shown in FIG. 1, the test piece of Example 1 has a small amount of wear of the rotating disk and a large depth of film cut, despite the fact that the mating material is a soft Mg alloy. It can be seen that it has a coating layer that is hard to wear and has excellent machinability. on the other hand,
It can be seen that the test pieces of Comparative Examples 1 to 3 have a large amount of wear on the rotating disk and a small depth of work for cutting the coating, so that the mating material easily wears and has a coating layer with poor machinability.

また実施例1及び比較例1〜3の各試験片の皮膜層の広
域硬さとして、荷重1kgのマイクロビッカース硬さ計を
用いた複数位置の平均硬さを測定した。この結果、実施
例1の試験片はHv7〜10、比較例1の試験片はHv15、比
較例2の試験片はHv21、比較例3の試験片はHv25であ
り、実施例1の試験片が最も低いHv値を示していた。
Moreover, the average hardness at a plurality of positions was measured as a wide-area hardness of the coating layer of each test piece of Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 using a micro Vickers hardness meter with a load of 1 kg. As a result, the test piece of Example 1 is Hv7 to 10, the test piece of Comparative Example 1 is Hv15, the test piece of Comparative Example 2 is Hv21, the test piece of Comparative Example 3 is Hv25, and the test piece of Example 1 is It had the lowest Hv value.

比較例1〜3の試験片における皮膜層は軟質金属と樹脂
あるいはグラファイトとから溶射によって形成されるも
のであってそれほど硬質であるとはいえない。しかし、
実施例1の試験片における皮膜層は、マトリックスを含
んだ見掛け上の硬さが比較例1〜3の皮膜層よりも低く
なっている。これは、実施例1の皮膜層では、シリカと
いうセラミック材料からなるにも拘らずそれが破壊され
やすい中空バルーンであり、Hv3〜6程度のポリメチル
フェニルシロキサンを含み、かつ加熱によりシンナーを
強制除去したため爪で削れる程度軟質のポーラスな皮膜
層とされているためであると考えられる。このように、
実施例1の試験片における皮膜層が比較例1〜3の試験
片における皮膜層と比較して軟質であるため、実施例1
の試験片の皮膜層が最も被削性及び相手攻撃性に優れて
いたと考えられる。
The coating layers in the test pieces of Comparative Examples 1 to 3 are formed by thermal spraying of soft metal and resin or graphite, and cannot be said to be so hard. But,
The coating layer of the test piece of Example 1 has a lower apparent hardness including the matrix than the coating layers of Comparative Examples 1 to 3. This is a hollow balloon that is easily broken in the coating layer of Example 1 even though it is made of a ceramic material such as silica, contains polymethylphenylsiloxane of about Hv3 to 6 and forcibly removes the thinner by heating. Therefore, it is considered that this is because it is a porous film layer that is soft enough to be scraped by a nail. in this way,
Since the coating layer of the test piece of Example 1 is softer than the coating layer of the test piece of Comparative Examples 1 to 3,
It is considered that the coating layer of the test piece of No. 2 had the most excellent machinability and opponent attacking property.

なお、実施例1の試験片では樹脂としてポリメチルフェ
ニルシロキサンを採用しているため、これが分解する50
0℃以下程度であれば、耐熱性も期待できる。
Since the test piece of Example 1 uses polymethylphenyl siloxane as the resin, it decomposes.
If it is about 0 ° C. or lower, heat resistance can be expected.

〈試験片〉 ここではマトリックスに対する中空バルーンの最適配合
量を測定した。
<Test Piece> Here, the optimum blending amount of the hollow balloon with respect to the matrix was measured.

中空バルーンとしての前記シリカバルーンの配合量を0
〜90体積%で種々変化させた以外は〈試験1〉の実施例
1と同様に試験片を得、各試験片を〈試験1〉と同様に
評価した。
The blending amount of the silica balloon as a hollow balloon is 0
A test piece was obtained in the same manner as in Example 1 of <Test 1> except that the content was changed at 90% by volume, and each test piece was evaluated in the same manner as in <Test 1>.

この結果、20体積%未満ではマトリックス分が多くて相
手材が低い摩擦係数により滑りやすく、皮膜被削深さが
低下した。逆に80体積%を超えるとマトリックス分が少
ないため中空バルーンを支えることができず、皮膜層が
剥離し、評価を中止するほどであった。
As a result, when the content was less than 20% by volume, the matrix content was large and the mating material was slippery due to the low friction coefficient, and the coating cut depth decreased. On the other hand, when it exceeds 80% by volume, the hollow balloon cannot be supported due to the small amount of matrix, and the coating layer peels off, and the evaluation was stopped.

この結果から、本発明のコーティング材料では、中空バ
ルーンの最適配合量が20〜80体積%であると確認でき
た。
From this result, it was confirmed that the optimum content of the hollow balloon in the coating material of the present invention was 20 to 80% by volume.

〈試験3〉 ここでは中空バルーンの最適粒径を測定した。<Test 3> Here, the optimum particle diameter of the hollow balloon was measured.

第1表に示すようにシリカバルーンの粒径を種々変化さ
せた以外は〈試験1〉の実施例1と同様に実施例2〜9
の試験片を得、各試験片を〈試験1〉と同様に評価し
た。結果を第4図に示す。
Examples 2 to 9 were performed in the same manner as in Example 1 of <Test 1> except that the particle diameter of the silica balloon was changed variously as shown in Table 1.
The test piece of 1 was obtained, and each test piece was evaluated in the same manner as in <Test 1>. Results are shown in FIG.

第1表及び第4図から、実施例2程度に中空バルーンの
粒径が極端に小さい場合は、皮膜被削深さが小さくなる
ことがわかる。これは粒径の小さい中空バルーンがマト
リックス中に固着されやすく、相手材の移動により中空
バルーンが分離されにくいためであろう。逆に、実施例
9程度に中空バルーンの粒径が極端に大きい場合は、相
手攻撃性が大きくなることがわかる。これは中空バルー
ンの粒径が大きくなれば、皮膜層の表面に露出す る中空バルーンの表面積が大きくなってHv500〜700の硬
さをもつ塊状のシリカのように振舞い、相手材を摩耗し
やすいためであろう。
From Table 1 and FIG. 4, it can be seen that when the particle diameter of the hollow balloon is extremely small as in Example 2, the depth of cut of the coating becomes small. This is probably because the hollow balloon having a small particle size is easily fixed in the matrix and the hollow balloon is difficult to be separated due to the movement of the mating material. On the contrary, when the particle diameter of the hollow balloon is extremely large as in the case of Example 9, it is found that the opponent attacking property is increased. It is exposed on the surface of the coating layer as the particle size of the hollow balloon increases. This is probably because the hollow balloon has a large surface area and behaves like a lump of silica with a hardness of Hv500 to 700, and the mating material is easily worn.

この結果から、本発明のコーティング材料では、中空バ
ルーンの粒径が3〜200μmの範囲でほぼ同程度の被削
性及び相手攻撃性を示すことがわかる。
From this result, it is understood that the coating material of the present invention exhibits substantially the same machinability and opponent attacking property in the range of the particle diameter of the hollow balloon of 3 to 200 μm.

〈試験4〉 ここでは皮膜層の密着性を測定した。<Test 4> Here, the adhesion of the coating layer was measured.

評価は、〈試験1〉の実施例1及び比較例1〜3の各試
験片を用い、皮膜層が剥離を生じる荷重の大きさをせん
断試験によって測定することにより行なった。
The evaluation was performed by using the test pieces of Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 of <Test 1> and measuring the magnitude of the load causing the peeling of the coating layer by a shear test.

この結果、比較例1〜3の試験片が1〜2kgf/mm2で皮膜
層に剥離を生じたのに対し、実施例1の試験片では2〜
3kgf/mm2でようやく皮膜層に剥離を生じた。また、実施
例1において中間層を設けないで得た試験片においては
1〜2kgf/mm2で剥離を生じ、比較例1〜3の試験片と同
程度の密着性であった。
As a result, the test pieces of Comparative Examples 1 to 3 caused peeling of the coating layer at 1 to 2 kgf / mm 2 , whereas the test piece of Example 1 was 2 to 2.
At 3 kgf / mm 2 , peeling occurred in the coating layer. Further, in the test piece obtained without providing the intermediate layer in Example 1, peeling occurred at 1 to 2 kgf / mm 2 , and the adhesion was similar to that of the test pieces of Comparative Examples 1 to 3.

この結果から、本発明のコーティング材料では中間層を
設けることにより密着性のよい皮膜層を形成できること
がわかる。
From this result, it is understood that the coating material of the present invention can form a film layer having good adhesion by providing the intermediate layer.

なお、本発明の間隙調整皮膜用コーティング材料を例え
ば前記ターボチャージャに適用するのであれば、第5図
に示すように、ターボハウジング101のターボロータ100
と近接する部分Pにコーティングによって皮膜層400を
形成する。この皮膜層400は、ターボロータ100の回転に
よって被削され、ターボロータ100の破損を防止しつ
つ、ターボハウジング101とターボロータ100との間隙を
0に近づけることにより効率の向上を図ることができ
る。
If the coating material for a gap adjusting coating of the present invention is applied to the turbocharger, for example, as shown in FIG.
A film layer 400 is formed by coating on a portion P adjacent to. The coating layer 400 is abraded by the rotation of the turbo rotor 100 and prevents damage to the turbo rotor 100, while improving the efficiency by bringing the gap between the turbo housing 101 and the turbo rotor 100 close to zero. .

[発明の効果] 以上詳述したように、本発明の間隙調整皮膜層用コーテ
ィング材料はマトリックス中に中空バルーンをもつた
め、低いトルクで比較的軟質の可動部材でも被削可能な
皮膜層を低いコストで形成できる。
[Effects of the Invention] As described in detail above, since the coating material for a gap adjusting coating layer of the present invention has a hollow balloon in the matrix, it has a low coating layer that can be machined even with a relatively soft movable member at a low torque. It can be formed at a cost.

すなわち、本発明の間隙調整皮膜層用コーティング材料
で形成される皮膜層は、硬さHv120程度のAl合金や硬さH
v70程度のMg合金等のようにTi合金と比較して軟質の可
動部材で被削する場合にも、可動部材が破損されること
なく、かつ被削の初期段階においても大きなトルクを必
要としない。
That is, the coating layer formed of the coating material for the gap adjusting coating layer of the present invention is an Al alloy having a hardness of about Hv120 or a hardness of Hv120.
Even when a soft movable member such as a v70 Mg alloy is used, the movable member will not be damaged and large torque will not be required even in the initial stage of machining. .

また、本発明の間隙調整皮膜層用コーティング材料は、
材料費及び設備費に負担をかけず、かつ被覆効率良く皮
膜層を形成でき、大量生産品及び流通生産品にも適用可
能である。
Further, the coating material for the gap adjusting film layer of the present invention,
The coating layer can be formed with good coating efficiency without burdening the material cost and the equipment cost, and can be applied to mass-produced products and distribution-produced products.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1〜3図は試験1に係り、第1図は実施例及び比較例
の試験片における特性を比較するグラフ、第2図は実施
例の試験片の粒子構造を示す200倍の顕微鏡写真、第3
図は各試験片の試験方法を示す模式側面図である。第4
図は試験3に係る実施例の試験片における特性を比較す
るグラフである。第5図は皮膜層をもつターボチャージ
ャの要部断面図である。第6図は従来のターボチャージ
ャの縦断面図である。
1 to 3 relate to Test 1, FIG. 1 is a graph for comparing the characteristics of the test pieces of Examples and Comparative Examples, and FIG. 2 is a 200 × micrograph showing the particle structure of the test pieces of Example, Third
The figure is a schematic side view showing a test method for each test piece. Fourth
The figure is a graph comparing the characteristics of the test pieces of the example according to Test 3. FIG. 5 is a sectional view of a main part of a turbocharger having a coating layer. FIG. 6 is a vertical sectional view of a conventional turbocharger.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 辺見 均 東京都町田市野津田町3210―103 (72)発明者 園田 実 愛知県豊明市栄ケ西大根79―14 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hitoshi Hemi 3210-103 Notsuda-cho, Machida-shi, Tokyo (72) Inventor Minoru Sonoda 79-14, Eiga Nishidaine, Toyoake-shi, Aichi

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】セラミック材料からなる中空バルーン20〜
80体積%と、該中空バルーンを結合する樹脂を含むマト
リックス残部とからなることを特徴とする間隙調整皮膜
層用コーティング材料。
1. A hollow balloon 20 comprising a ceramic material.
A coating material for a gap adjusting film layer, which comprises 80% by volume and the rest of a matrix containing a resin for binding the hollow balloon.
JP32018989A 1989-12-08 1989-12-08 Coating material for gap adjusting film layer Expired - Lifetime JPH0710965B2 (en)

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