JPH07310163A - セラミック溶射膜およびその形成方法 - Google Patents

セラミック溶射膜およびその形成方法

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JPH07310163A
JPH07310163A JP6101009A JP10100994A JPH07310163A JP H07310163 A JPH07310163 A JP H07310163A JP 6101009 A JP6101009 A JP 6101009A JP 10100994 A JP10100994 A JP 10100994A JP H07310163 A JPH07310163 A JP H07310163A
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JP
Japan
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ceramic
plating
film according
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ceramic sprayed
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JP6101009A
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English (en)
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Kazuya Sawaguchi
一也 沢口
Sadamu Tozawa
定 戸沢
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 使用上または仕上げ加工時でも良好な耐食性
を持った溶射被膜を得る。 【構成】 金属母材の下地加工時に、溶射に最適な粗さ
を形成してからニッケルメッキを厚付する。そして通常
は面粗さ形成及び面の活性化を目的とした溶射前のブラ
スト処理を、面の活性化のみを目的とした軽微なものと
してメッキ層を残し、その上にセラミック被膜を溶射す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は金属上に溶射により形成
したセラミック被膜とその形成方法およびその被膜を使
用した気体軸受に関する。
【0002】
【従来の技術】従来セラミック被膜を溶射により金属母
材上に形成する場合、セラミックを母材に直接溶射する
と密着性が弱いため、その密着性を高めるためにボンデ
ィング層の役割を果たすアンダーコートとしてニッケル
またはニッケル合金等の延性、展性に富んだ材料をまず
母材に溶射し、その上にトップコートとしてセラミック
を溶射していた(図6)。その際、溶射前に母材表面を
ブラスト処理で荒し、面粗さを粗くすると共に活性化、
錆などの除去を行って溶射膜の投錨効果をあげていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、アンダーコ
ート、トップコート共溶射被膜はその形成工程上被膜内
部に気孔を持つことが多く、その気孔が母材まで連通し
ていると被膜自体の耐食性は非常に高いにもかかわらず
気孔を通して腐食性のガスや物質が母材にまで達し母材
より錆が発生してしまうことがあった。この対策として
上記気孔をふさぐため溶射被膜上にSiO2等の封孔処
理材を含浸塗布する方法が取られてきたが手間がかかる
上、最終仕上げ後に処理しなければ効果がないため、気
体軸受のような高精度を要する部品においては仕上げ加
工時の研削液などの染み込みにより母材が腐食させられ
溶射被膜下部からの錆が発生したり、仕上げ後の封孔処
理材の塗布により面精度が劣化するという問題があっ
た。また、母材に予めめっきを施しておいても溶射前の
ブラスト処理によって十分なめっき層を残すことができ
ず、その効果を得られなかった。
【0004】本出願に係る第1の発明の目的は母材まで
連通した気孔が存在する溶射被膜の耐食性を向上させ、
封孔処理を不要とすることである。
【0005】本出願に係る第2の発明の目的は溶射によ
るアンダーコート層を薄くしたりもしくは廃止したりす
ることである。
【0006】本出願に係る第3の発明の目的は母材と溶
射被膜との間にめっき層を存在する工程を提供すること
である。
【0007】本出願に係る第4の発明の目的は軸受部に
耐食性に富み低コストで精度のよい溶射膜を施した気体
軸受を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段及び作用】上記第1の目標
を達成するため、本出願に係る第1の発明は溶射を施す
金属母材表面にめっき層を設けておくことを特徴とす
る。
【0009】上記構成において母材と溶射膜との間にめ
っき層を設けることにより、セラミック溶射被膜中の連
通した気孔を通って母材まで達する腐食性のガスや物質
に対して耐食性を持たせることができ、溶射被膜の封孔
処理が不要となる。
【0010】上記第2の目的を達成するため、本出願に
係る第2の発明は金属母材に設けるめっき層をニッケル
等の延性、展性に富んだ材料とすることを特徴とする。
【0011】上記構成においてめっき材質をアンダーコ
ート材質と同等の材料にすることによりアンダーコート
層をめっき層に置き換えることができ、アンダーコート
層を薄くしたり廃止したりできる。
【0012】上記第3の目的を達成するため、本出願に
係る第3の発明は予めブラスト処理や機械加工により溶
射する面を必要に応じて荒しておいてからめっきを厚付
けし、溶射前のブラスト処理はその面の活性化を主目的
として軽く処理することを特徴とする。
【0013】上記構成において、溶射前のブラスト処理
を弱くすることができ、めっきが除去される量を抑えて
任意の厚さのめっき層を残すことができる。
【0014】上記第3の目的を達成するため、本出願に
係る第4の発明は予めブラスト処理や機械加工により溶
射する面を必要に応じて荒しておいてからめっきを厚付
けし、溶射前のブラスト処理の代わりにその面の活性化
を目的とし化学的洗浄を行うことを特徴とする。
【0015】上記構成において、溶射前のブラスト処理
を廃止でき且つ化学的洗浄により除去されるめっき層の
量は微少なため任意の厚さのめっき層を残すことができ
る。
【0016】上記第4の目的を達成するため、本出願に
係る第5の発明は金属母材にめっきを施し、その上にセ
ラミック溶射膜を形成した軸受部または軸部を持つ気体
軸受であることを特徴とする。
【0017】上記構成において、高精度仕上げ時におけ
る研削液の溶射膜への染み込みによって母材が腐食する
ことはなく、また高精度仕上げ後の封孔処理も廃止でき
るため高精度面が劣化することもない。
【0018】
【実施例】
(第1の実施例)図1に本発明の第1の実施例を示す。
【0019】1は金属母材であり、2はその表面に施さ
れた無電解ニッケルめっきである。3は純ニッケルから
なるアンダーコート、4はセラミック被膜である。
【0020】母材1の表面1aは形状加工後ブラスト処
理により面粗さをRmax10〜30程度に荒した後、
無電解ニッケルめっきを50μm程度施す。このめっき
は膜厚が均一なためめっき表面2aにも母材の粗さは反
映される。このめっき面2aに面の活性化のみを目的と
したブラスト処理を行う。このとき、めっき厚が20μ
m以上残るようにブラスト圧を調整するが、予め面は荒
されており弱いブラストでよいので容易に調整できる。
面が活性化された後アンダーコート3を溶射するが、ア
ンダーコート材はめっきと同じニッケル(Ni)からな
るためめっきの厚み分薄く溶射してもよい。本実施例で
は50μmのアンダーコートを目標とするため、アンダ
ーコートの溶射被膜はめっき厚20μmを引いた30μ
mでよい。最後にトップコートとしてセラミック被膜4
を溶射する。
【0021】以上の工程によりアンダーコートとしての
ニッケルの溶射膜を薄くできる上、母材とセラミック被
膜との密着性は無電解ニッケルめっきとニッケルの溶射
被膜を介することにより母材に直接溶射するのに比べ十
分な強度を得る。さらに母材表面にはめっきの被膜が付
いているため溶射被膜の連通した気孔に対しても十分な
耐食性を持たせることができ、封孔処理を廃止できる。
【0022】(第2の実施例)図2に本発明の第2の実
施例を示す。
【0023】母材1の表面1aは形状加工の切削により
面粗さをRmax10〜30程度に仕上げられている。
その上に無電解ニッケルめっき2を50μm以上形成す
る。めっき表面2a上にも粗さが反映されるのは第1の
実施例と同様である。このめっき表面2aにブラスト処
理を施すが、この時めっき厚が50μm程度残る様ブラ
スト条件を調整する。そしてアンダーコート無しでセラ
ミック溶射を直接施す。
【0024】以上の工程によりアンダーコートとしての
ニッケルの溶射膜を廃止できる上、ニッケルめっきがア
ンダーコートの役割を果たし母材とセラミック被膜との
密着性は母材に直接溶射するのに比べ十分な強度を持
つ。さらにめっきによる良好な耐食性を発揮できる上、
封孔処理や2種以上の材料を溶射する手間が省かれるた
めコストダウンにもなる。
【0025】(第3の実施例)図3に本発明の第3の実
施例を示す。
【0026】母材1の表面1aはブラスト処理により面
粗さをRmax10〜30程度に仕上げられている。そ
の上に無電解ニッケルめっき2を50μm形成する。め
っき表面2a上にも粗さが反映されるのは第1の実施例
と同様である。このめっき表面2aを酸洗いにて活性化
してからアンダーコート無しでセラミック溶射を直接施
す。
【0027】以上の工程ではめっきへのブラスト工程を
省略することが可能となり、酸洗いによるめっき層の減
少は少ないことからめっき被膜をより多く残すことがで
きる。よってアンダーコートとしてのニッケルの溶射膜
を廃止できる上、ニッケルめっきがアンダーコートの役
割を果たし母材とセラミック被膜との密着性は母材に直
接溶射するのに比べ十分な強度を持つ。さらにめっきに
よる良好な耐食性を発揮できる上、封孔処理や2種以上
の材料を溶射する手間が省かれるためコストダウンにも
なる。
【0028】(第4の実施例)図4に本発明の実施例で
ある静圧気体軸受を示す。
【0029】ローター11およびスラストプレート12
は図には示されていないボルト等で締結され回転体Iを
構成する。21および22は各々ローター22およびス
ラストプレート12の軸受側表面に処理されたアルミナ
(Al23)等の皮膜である。軸にセラミックの溶射を
施すことにより不慮の事故(過負荷、気体供給圧不足)
による軸と軸受との接触が生じても損傷を防ぐことがで
き、耐焼付性が向上する。ラジアル多孔質14、スラス
ト多孔質15はそれぞれカーボングラファイトからな
り、ハウジング13に焼きばめや接着により取り付けら
れている。給気孔16より供給された加圧気体は、給気
室17から多孔質14、15を通り軸受面14aおよび
15aの開気孔から噴出し、溶射膜21、22と軸受面
14a、15aとの間の微小すきまに気体膜を形成して
回転体Iを非接触に支持し排出される。
【0030】図5に溶射膜22の拡大断面図を示す。
【0031】1は金属母材であり、2はその表面に施さ
れた無電解ニッケルめっきである。3は純ニッケルから
なるアンダーコート、5はアルミナ(Al23)を主成
分とする被膜である。
【0032】母材1の表面1aは形状加工後ブラスト処
理により面荒さをRmax10〜30程度に荒した後、
無電解ニッケルめっきを20μm程度施す。このめっき
は膜厚が均一なためめっき表面2aにも母材の粗さは反
映されるのは第1の実施例と同様である。このめっき表
面2aを酸洗いにして活性化してからアンダーコート3
を溶射するが、アンダーコート材はめっきと同じニッケ
ル(Ni)からなるためめっきの厚み分薄く溶射しても
よい。本実施例では50μmのアンダーコートを目標と
するため、アンダーコートの溶射被膜はめっき厚20μ
mを引いた30μmでよい。最後にトップコートとして
アルミナセラミック被膜5を溶射する。溶射被膜21も
同様である。
【0033】以上の工程ではめっきへのブラスト工程を
省略することが可能となり、酸洗いによるめっき層の減
少は少ないことからめっき被膜を最初から所定の膜厚
(20μm程度)にしておくことができる。よって第1
の実施例同様アンダーコートとしてのニッケルの溶射膜
を薄くできる上、母材とセラミック被膜との密着性は無
電解ニッケルめっきとニッケルの溶射被膜を介すること
により母材に直接溶射するのに比べ十分な強度を得る。
さらにめっきによる良好な耐食性を発揮できる上、最初
のめっき厚を薄くできることおよび封孔処理や2種以上
の材料を溶射する手間が省かれることからコストダウン
にもなる。
【0034】さらにローター11及びスラストプレート
12の軸受側表面は高精度に仕上げる必要があるためア
ルミナ等のセラミックの被膜を溶射した後、仕上げ加工
として高精度切削や研磨を行い、真円度や平面度で0.
5μm以下に仕上げている。本発明によれば、この様な
高精度に仕上げた面に封孔処理を行う必要がないため、
封孔処理材の表面への残留による面精度の劣化や耐焼付
性の劣化を防ぐことができ、良好な回転精度を持った高
耐久の気体軸受を得ることができる。
【0035】本実施例では静圧気体軸受について説明し
たが、動圧気体軸受についても同様である。
【0036】また、溶射膜の形成方法は第1〜3の実施
例と同じであってもよいことは言うまでもない。
【0037】(応用例)無電解ニッケルめっきは100
μm程度のめっき厚が可能であり使用条件により適宜膜
厚を調整してアンダーコートの有無および割合を調整で
きる。
【0038】また本実施例では無電解ニッケルめっきを
使用したが電解めっきでも良く、また錫や亜鉛のように
延性、展性に富んだめっきでもよい。
【0039】母材下地の面粗さは使用条件など必要とす
る密着力により適宜変更できる。
【0040】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、溶
射の前処理にて母材上にめっき被膜を残すことが可能と
なり、それにより使用上または仕上げ加工時でも非常に
良好な耐食性を持った溶射被膜を得ることができる。そ
のため封孔処理の必要もなく高精度な部品への処理も可
能である。しかもアンダーコート層と同じ材質であるめ
っき層の膜厚を調整することによりアンダーコート層を
薄くしたり省略することも可能でコストダウンとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例である空気軸受を示す
図。
【図2】本発明の第1の実施例の詳細図。
【図3】本発明の第2の実施例の詳細図。
【図4】本発明の第3の実施例の詳細図。
【図5】従来例を示す図。
【図6】従来例を示す図。
【符号の説明】
1 母材 2 めっき層 3 アンダーコート溶射層 4 トップコート溶射層

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 母材にめっきを施し、そのめっき上に形
    成されたことを特徴とするセラミック溶射膜。
  2. 【請求項2】 めっきはニッケル等の電気めっきである
    ことを特徴とする請求項第1項に記載のセラミック溶射
    膜。
  3. 【請求項3】 めっきはニッケル等を主成分とした無電
    解めっきであることを特徴とする請求項第1項に記載の
    セラミック溶射膜。
  4. 【請求項4】 セラミック溶射膜はアンダーコートとト
    ップコートの二層以上よりなることを特徴とする請求項
    第1項に記載のセラミック溶射膜。
  5. 【請求項5】 セラミック溶射膜はトップコートのみの
    一層よりなることを特徴とする請求項第1項に記載のセ
    ラミック溶射膜。
  6. 【請求項6】 トップコートはアルミナ、酸化クロム等
    酸化物セラミックを主成分とすることを特徴とする請求
    項第1項に記載のセラミック溶射膜。
  7. 【請求項7】 トップコートはちっ化珪素等ちっ化物セ
    ラミックを主成分とすることを特徴とする請求項第1項
    に記載のセラミック溶射膜。
  8. 【請求項8】 トップコートは炭化珪素等炭化物セラミ
    ックを主成分とすることを特徴とする請求項第1項に記
    載のセラミック溶射膜。
  9. 【請求項9】 めっき前に母材にブラスト処理や機械加
    工を施して面を荒し所定の面粗さとしておき、溶射前の
    ブラスト処理を面の活性化を目的とした最小限のものと
    したことを特徴とする請求項第1項に記載のセラミック
    溶射膜を形成する方法。
  10. 【請求項10】 溶射前のブラストの代わりに化学的洗
    浄によって面の活性化を行うことを特徴とする請求項第
    9項に記載のセラミック溶射膜を形成する方法。
  11. 【請求項11】 化学的洗浄は酸処理やアルカリ処理、
    電解洗浄等であることを特徴とする請求項第10項に記
    載のセラミック溶射膜を形成する方法。
  12. 【請求項12】 軸受を構成する面の表面に請求項第1
    項に記載のセラミック溶射膜を施した静圧気体軸受。
  13. 【請求項13】 軸受を構成する面の表面に請求項第1
    項に記載のセラミック溶射膜を施した動圧気体軸受。
JP6101009A 1994-05-16 1994-05-16 セラミック溶射膜およびその形成方法 Withdrawn JPH07310163A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003503597A (ja) * 1999-06-30 2003-01-28 ラム リサーチ コーポレーション 半導体処理装置の耐腐食性部材およびその製造方法
JP2009210295A (ja) * 2008-02-29 2009-09-17 Canon Inc 位置決め装置、露光装置及びデバイス製造方法

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