JPH09263927A - 傾斜組成皮膜の形成方法 - Google Patents
傾斜組成皮膜の形成方法Info
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- JPH09263927A JPH09263927A JP8074069A JP7406996A JPH09263927A JP H09263927 A JPH09263927 A JP H09263927A JP 8074069 A JP8074069 A JP 8074069A JP 7406996 A JP7406996 A JP 7406996A JP H09263927 A JPH09263927 A JP H09263927A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】複雑な制御を必要とせず、しかも良質な傾斜組
成にすることのできる傾斜組成皮膜の形成方法を提供す
る。 【解決手段】融点の異なる２種以上の溶射材料を溶射ガ
ン２により基材１へ溶射して、基材１表面に傾斜組成皮
膜を形成する方法であって、溶射ガン２と基材１との距
離Ｘを連続的に変化させながら溶射することを特徴とす
る。融点の異なる溶射材料が溶射火炎中に投入された場
合、各溶射材料が溶融して最高温度に到達してから凝固
に至るまでの時間が、融点の高い溶射材料ほど短いとい
う原理に基づき、溶射距離Ｘを連続的に変化させながら
溶射することにより、良好な傾斜組成をもつ皮膜形成が
可能となる。
成にすることのできる傾斜組成皮膜の形成方法を提供す
る。 【解決手段】融点の異なる２種以上の溶射材料を溶射ガ
ン２により基材１へ溶射して、基材１表面に傾斜組成皮
膜を形成する方法であって、溶射ガン２と基材１との距
離Ｘを連続的に変化させながら溶射することを特徴とす
る。融点の異なる溶射材料が溶射火炎中に投入された場
合、各溶射材料が溶融して最高温度に到達してから凝固
に至るまでの時間が、融点の高い溶射材料ほど短いとい
う原理に基づき、溶射距離Ｘを連続的に変化させながら
溶射することにより、良好な傾斜組成をもつ皮膜形成が
可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、２種以上の溶射材
料を溶射ガンにより基材へ溶射して、該基材表面に傾斜
組成皮膜を形成する傾斜組成皮膜の形成方法に関する。
料を溶射ガンにより基材へ溶射して、該基材表面に傾斜
組成皮膜を形成する傾斜組成皮膜の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、プラズマ溶射や火炎溶射等の溶射
を利用して、基材表面に金属や金属酸化物等の皮膜を形
成することが行われている。例えば、特開平７−１８８
９１号公報には、プラズマ溶射ガン又は火炎溶射ガンに
酸素を供給しつつ、酸素との親和力が互いに異なる２種
以上の金属粉末からなる混合粉末を基材に溶射して、金
属のマトリックス中に金属酸化物が分散した皮膜を基材
表面に形成することが開示されている。
を利用して、基材表面に金属や金属酸化物等の皮膜を形
成することが行われている。例えば、特開平７−１８８
９１号公報には、プラズマ溶射ガン又は火炎溶射ガンに
酸素を供給しつつ、酸素との親和力が互いに異なる２種
以上の金属粉末からなる混合粉末を基材に溶射して、金
属のマトリックス中に金属酸化物が分散した皮膜を基材
表面に形成することが開示されている。
【０００３】ここで、溶射は粉末を高温に曝して溶融さ
せるとともに高速のガスに乗せて母材上に付着させる方
法であり、粉末等の材料の選択の幅が広いことから、耐
熱性、耐食性、耐摩耗性や耐焼付き性等を向上させる手
段として、航空機、機械部品等の幅広い分野で応用され
ている。
せるとともに高速のガスに乗せて母材上に付着させる方
法であり、粉末等の材料の選択の幅が広いことから、耐
熱性、耐食性、耐摩耗性や耐焼付き性等を向上させる手
段として、航空機、機械部品等の幅広い分野で応用され
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、耐熱性が要
求される部品、例えば自動車エンジン用ピストンの頂面
においては、断熱する目的で耐熱鋼（ステンレス）及び
アルミニウム合金よりなり、熱膨張率が膜厚方向に連続
的に変化した傾斜組成皮膜を、アルミニウム合金よりな
る基材の表面に形成することが行われている。
求される部品、例えば自動車エンジン用ピストンの頂面
においては、断熱する目的で耐熱鋼（ステンレス）及び
アルミニウム合金よりなり、熱膨張率が膜厚方向に連続
的に変化した傾斜組成皮膜を、アルミニウム合金よりな
る基材の表面に形成することが行われている。
【０００５】このような傾斜組成皮膜を溶射により形成
する場合、通常複数の粉末供給機を連動させ、溶射ガン
への粉末供給量を逐次制御することにより行われる。し
かし上記方法では、複数の粉末供給機間の制御が必要と
なり、さらに組成毎に溶射条件を最適化する必要がある
ため、非常に複雑な制御が要求される。また、複数の粉
末供給機から供給された粉末を、溶射ガンにおいて、即
座に、かつ、均一に混合することは困難であり、このた
め被膜中にミクロ的な不均質層も形成されがちとなる。
する場合、通常複数の粉末供給機を連動させ、溶射ガン
への粉末供給量を逐次制御することにより行われる。し
かし上記方法では、複数の粉末供給機間の制御が必要と
なり、さらに組成毎に溶射条件を最適化する必要がある
ため、非常に複雑な制御が要求される。また、複数の粉
末供給機から供給された粉末を、溶射ガンにおいて、即
座に、かつ、均一に混合することは困難であり、このた
め被膜中にミクロ的な不均質層も形成されがちとなる。
【０００６】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であり、複雑な制御を必要とせず、しかも良質な傾斜組
成とすることのできる、溶射による傾斜組成皮膜の形成
方法を提供することを解決すべき技術課題とするもので
ある。
であり、複雑な制御を必要とせず、しかも良質な傾斜組
成とすることのできる、溶射による傾斜組成皮膜の形成
方法を提供することを解決すべき技術課題とするもので
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の傾斜組成皮膜の形成方法は、融点の異なる２種以上
の溶射材料を溶射ガンにより基材へ溶射して、該基材表
面に傾斜組成皮膜を形成する方法であって、上記溶射ガ
ンと上記基材との距離を連続的に変化させながら溶射す
ることを特徴とするものである。
明の傾斜組成皮膜の形成方法は、融点の異なる２種以上
の溶射材料を溶射ガンにより基材へ溶射して、該基材表
面に傾斜組成皮膜を形成する方法であって、上記溶射ガ
ンと上記基材との距離を連続的に変化させながら溶射す
ることを特徴とするものである。
【０００８】溶射ガンから噴射された溶射材料は、溶射
ガンの出口から離れるに連れて徐々に昇温して溶融し、
最高温度に到達後、徐々に降温していく。このため、降
温過程においては、融点の高い溶射材料がまず凝固し、
その後融点の低い溶射材料が凝固する。そして、溶射材
料の溶融状態と基材への付着性との関係においては、溶
射材料が完全に溶融している状態で基材に吹き付けられ
れば基材に良好に付着し、融点に近づき溶融状態が固化
状態に近づくに連れて徐々に付着性が低下し、融点以下
に降温して凝固した状態では基材に殆ど付着しない。
ガンの出口から離れるに連れて徐々に昇温して溶融し、
最高温度に到達後、徐々に降温していく。このため、降
温過程においては、融点の高い溶射材料がまず凝固し、
その後融点の低い溶射材料が凝固する。そして、溶射材
料の溶融状態と基材への付着性との関係においては、溶
射材料が完全に溶融している状態で基材に吹き付けられ
れば基材に良好に付着し、融点に近づき溶融状態が固化
状態に近づくに連れて徐々に付着性が低下し、融点以下
に降温して凝固した状態では基材に殆ど付着しない。
【０００９】本発明方法で、例えば、融点の高い溶射材
料Ｈ及び融点の低い溶射材料Ｌよりなる混合物を、溶射
ガンと基材との距離を近距離から遠距離に連続的に変化
させながら溶射する場合について、以下説明する。な
お、溶射ガンから噴射された溶射材料Ｈ及びＬは、いず
れも融点以上に加熱されて溶融し、溶射ガン出口からの
距離（ｘ）がｘ＝Ｐの位置で最高温度に到達し、その後
の冷却過程で基材に吹き付けられるものとする。
料Ｈ及び融点の低い溶射材料Ｌよりなる混合物を、溶射
ガンと基材との距離を近距離から遠距離に連続的に変化
させながら溶射する場合について、以下説明する。な
お、溶射ガンから噴射された溶射材料Ｈ及びＬは、いず
れも融点以上に加熱されて溶融し、溶射ガン出口からの
距離（ｘ）がｘ＝Ｐの位置で最高温度に到達し、その後
の冷却過程で基材に吹き付けられるものとする。
【００１０】例えば、上記Ｐの位置より若干離れた位置
に基材を置いて溶射し始めるとすると、溶射材料Ｈ及び
Ｌはいずれも十分に溶融した状態で基材に吹き付けられ
るため、双方とも基材に良く付着する。したがって、こ
のとき形成される皮膜部分においては、溶射ガンに供給
された溶射材料の混合割合通りの組成となる。しかし、
その後溶射ガン出口からの距離ｘが大きくなるに従っ
て、溶射ガンから噴射された溶射材料Ｈ及びＬは降温し
ていくため、溶射材料Ｈの融点近くまで降温される程度
に上記距離ｘが大きくなったときには、融点の低い溶射
材料Ｌはまだ十分に溶融しており基材に良く付着する
が、融点の高い溶射材料Ｈは徐々に固化し始めており基
材への付着性が低下している。したがって、このとき形
成される皮膜部分においては、融点の高い溶射材料Ｈの
割合が小さく、融点の低い溶射材料Ｌの割合が大きい組
成となる。そして、溶射ガンから噴射された溶射材料Ｈ
及びＬが溶射材料Ｈの融点以下に降温される程度に上記
ｘが大きくなったときには、融点の低い溶射材料Ｌはま
だ溶融しており基材に付着するが、融点の高い溶射材料
Ｈはほとんど固化しており基材にほとんど付着しない。
したがって、このとき形成される皮膜部分においては、
溶射材料Ｌがほとんどを占める組成となる。
に基材を置いて溶射し始めるとすると、溶射材料Ｈ及び
Ｌはいずれも十分に溶融した状態で基材に吹き付けられ
るため、双方とも基材に良く付着する。したがって、こ
のとき形成される皮膜部分においては、溶射ガンに供給
された溶射材料の混合割合通りの組成となる。しかし、
その後溶射ガン出口からの距離ｘが大きくなるに従っ
て、溶射ガンから噴射された溶射材料Ｈ及びＬは降温し
ていくため、溶射材料Ｈの融点近くまで降温される程度
に上記距離ｘが大きくなったときには、融点の低い溶射
材料Ｌはまだ十分に溶融しており基材に良く付着する
が、融点の高い溶射材料Ｈは徐々に固化し始めており基
材への付着性が低下している。したがって、このとき形
成される皮膜部分においては、融点の高い溶射材料Ｈの
割合が小さく、融点の低い溶射材料Ｌの割合が大きい組
成となる。そして、溶射ガンから噴射された溶射材料Ｈ
及びＬが溶射材料Ｈの融点以下に降温される程度に上記
ｘが大きくなったときには、融点の低い溶射材料Ｌはま
だ溶融しており基材に付着するが、融点の高い溶射材料
Ｈはほとんど固化しており基材にほとんど付着しない。
したがって、このとき形成される皮膜部分においては、
溶射材料Ｌがほとんどを占める組成となる。
【００１１】このように融点の高い溶射材料Ｈ及び融点
の低い溶射材料Ｌよりなる混合物を、溶射ガンと基材と
の距離を近距離から遠距離に連続的に変化させながら溶
射することにより、表面から基材側に向かって融点の低
い溶射材料Ｌの濃度が徐々に低下するような傾斜組成を
有する傾斜組成皮膜を形成することができる。
の低い溶射材料Ｌよりなる混合物を、溶射ガンと基材と
の距離を近距離から遠距離に連続的に変化させながら溶
射することにより、表面から基材側に向かって融点の低
い溶射材料Ｌの濃度が徐々に低下するような傾斜組成を
有する傾斜組成皮膜を形成することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面を参照しつつ具体的に説明する。本実施形態で
は、融点の高い溶射材料ＨとしてＦｅ−１Ｃ合金（１ｗ
ｔ％のＣ及び残部Ｆｅ。以下、同様。融点：１４６０
℃）粉末、融点の低い溶射材料ＬとしてＡｌ−１５Ｓｉ
合金（融点：６５０℃）粉末を用い、これらの合金より
なり傾斜組成をもつ皮膜を、Ａｌ合金（ＡＣ２Ｃ）より
なる基材１に溶射により形成する場合について、説明す
る。
て、図面を参照しつつ具体的に説明する。本実施形態で
は、融点の高い溶射材料ＨとしてＦｅ−１Ｃ合金（１ｗ
ｔ％のＣ及び残部Ｆｅ。以下、同様。融点：１４６０
℃）粉末、融点の低い溶射材料ＬとしてＡｌ−１５Ｓｉ
合金（融点：６５０℃）粉末を用い、これらの合金より
なり傾斜組成をもつ皮膜を、Ａｌ合金（ＡＣ２Ｃ）より
なる基材１に溶射により形成する場合について、説明す
る。
【００１３】（溶射距離Ｘと皮膜組成との関係の調査）
基材１の表面に所定の傾斜組成をもつ皮膜を形成する場
合には、溶射距離Ｘを変化させたときに皮膜の組成がど
のように変化するかを予め調べておく必要がある。溶射
距離Ｘと皮膜組成との関係の調査した結果のデータに基
づいて、溶射距離Ｘを変化させながら溶射することによ
り、所定の傾斜組成をもつ皮膜を形成することができ
る。
基材１の表面に所定の傾斜組成をもつ皮膜を形成する場
合には、溶射距離Ｘを変化させたときに皮膜の組成がど
のように変化するかを予め調べておく必要がある。溶射
距離Ｘと皮膜組成との関係の調査した結果のデータに基
づいて、溶射距離Ｘを変化させながら溶射することによ
り、所定の傾斜組成をもつ皮膜を形成することができ
る。
【００１４】まず、上記Ｆｅ−１Ｃ合金粉末８０ｗｔ％
と、上記Ａｌ−１５Ｓｉ合金粉末２０ｗｔ％とからなる
混合粉末を準備した。なお、Ｆｅ−１Ｃ合金粉末の平均
粒径は４５μｍ、Ａｌ−１５Ｓｉ合金粉末の平均粒径は
７５μｍである。図１に示すように、火炎溶射ガン（Ｈ
ＶＯＦ、Ｓｕｌｚｅｒ−Ｍｅｔｃｏ社製のＤＪガン）２
を用い、エア供給パイプ３、酸素供給パイプ４、燃料供
給パイプ５及び粉末供給パイプ６からエア、酸素、燃料
及び混合粉末を供給しつつ、基材１上に溶射した。この
とき、溶射距離（溶射ガン２の出口から基材１までの距
離）Ｘを１００〜２５０ｍｍの範囲で変化させて、各溶
射距離で形成された皮膜について、それぞれ皮膜中にお
けるＡｌ−１５Ｓｉ合金の面積率を調べた。その結果を
図２に示す。なお、基材１の裏面には図示しないウォー
タパイプにより冷却水を循環可能なウォータジャケット
（図示せず）をもつ銅製の冷却部材７を設けている。ま
た、溶射の条件は表１に示すとおりである。
と、上記Ａｌ−１５Ｓｉ合金粉末２０ｗｔ％とからなる
混合粉末を準備した。なお、Ｆｅ−１Ｃ合金粉末の平均
粒径は４５μｍ、Ａｌ−１５Ｓｉ合金粉末の平均粒径は
７５μｍである。図１に示すように、火炎溶射ガン（Ｈ
ＶＯＦ、Ｓｕｌｚｅｒ−Ｍｅｔｃｏ社製のＤＪガン）２
を用い、エア供給パイプ３、酸素供給パイプ４、燃料供
給パイプ５及び粉末供給パイプ６からエア、酸素、燃料
及び混合粉末を供給しつつ、基材１上に溶射した。この
とき、溶射距離（溶射ガン２の出口から基材１までの距
離）Ｘを１００〜２５０ｍｍの範囲で変化させて、各溶
射距離で形成された皮膜について、それぞれ皮膜中にお
けるＡｌ−１５Ｓｉ合金の面積率を調べた。その結果を
図２に示す。なお、基材１の裏面には図示しないウォー
タパイプにより冷却水を循環可能なウォータジャケット
（図示せず）をもつ銅製の冷却部材７を設けている。ま
た、溶射の条件は表１に示すとおりである。
【００１５】
【表１】 図２から明らかなように、溶射距離Ｘとその溶射距離で
形成される皮膜におけるＡｌ−１５Ｓｉ合金の面積率と
の間には相関関係、具体的には比例関係があり、溶射距
離Ｘを１００〜２５０ｍｍと変化させて溶射することに
より、そのときに形成される皮膜におけるＡｌ−１５Ｓ
ｉ合金の面積率を２０〜７０％と変化させることができ
る。
形成される皮膜におけるＡｌ−１５Ｓｉ合金の面積率と
の間には相関関係、具体的には比例関係があり、溶射距
離Ｘを１００〜２５０ｍｍと変化させて溶射することに
より、そのときに形成される皮膜におけるＡｌ−１５Ｓ
ｉ合金の面積率を２０〜７０％と変化させることができ
る。
【００１６】このような結果になったのは、融点の異な
る溶射材料が溶射火炎中に投入された場合、各溶射材料
が溶融して最高温度に到達してから凝固に至るまでの時
間が、融点の高い溶射材料ほど短いという原理に基づ
く。すなわち、図３に示すように溶射ガン２の出口から
の距離を出口距離ｘとした場合、出口距離ｘと溶射材料
の温度との関係は図４に示すような関係となり、溶射ガ
ン２から噴射された溶射材料は、溶射ガン２の出口から
離れるに連れて徐々に昇温して溶融し、最高温度（約２
０００℃程度）に到達（ｘ＝Ｐ）後、徐々に降温してい
く。このため、降温過程においては、融点の高いＦｅ−
１Ｃ合金がまず凝固し、その後融点の低いＡｌ−１５Ｓ
ｉ合金が凝固する。そして、溶射材料の溶融状態と基材
１への付着性との関係においては、溶射材料が完全に溶
融している状態で基材１に吹き付けられれば基材１に良
好に付着し、融点に近づき溶融状態が固化状態に近づく
に連れて徐々に付着性が低下し、融点以下に降温して凝
固した状態では基材に殆ど付着しない。
る溶射材料が溶射火炎中に投入された場合、各溶射材料
が溶融して最高温度に到達してから凝固に至るまでの時
間が、融点の高い溶射材料ほど短いという原理に基づ
く。すなわち、図３に示すように溶射ガン２の出口から
の距離を出口距離ｘとした場合、出口距離ｘと溶射材料
の温度との関係は図４に示すような関係となり、溶射ガ
ン２から噴射された溶射材料は、溶射ガン２の出口から
離れるに連れて徐々に昇温して溶融し、最高温度（約２
０００℃程度）に到達（ｘ＝Ｐ）後、徐々に降温してい
く。このため、降温過程においては、融点の高いＦｅ−
１Ｃ合金がまず凝固し、その後融点の低いＡｌ−１５Ｓ
ｉ合金が凝固する。そして、溶射材料の溶融状態と基材
１への付着性との関係においては、溶射材料が完全に溶
融している状態で基材１に吹き付けられれば基材１に良
好に付着し、融点に近づき溶融状態が固化状態に近づく
に連れて徐々に付着性が低下し、融点以下に降温して凝
固した状態では基材に殆ど付着しない。
【００１７】したがって、例えば溶射材料の温度が最高
温度に到達した位置Ｐから少し離れた位置Ａで溶射した
場合（溶射距離Ｘ＝Ａ）は、Ｆｅ−１Ｃ合金及びＡｌ−
１５Ｓｉ合金はいずれも十分に溶融した状態で基材１に
吹き付けられるため、双方とも基材１に良く付着し、こ
のとき形成される皮膜部分においては、Ｆｅ−１Ｃ合金
及びＡｌ−１５Ｓｉ合金の組成が溶射ガン２に供給され
た溶射材料の混合割合通りとなる。
温度に到達した位置Ｐから少し離れた位置Ａで溶射した
場合（溶射距離Ｘ＝Ａ）は、Ｆｅ−１Ｃ合金及びＡｌ−
１５Ｓｉ合金はいずれも十分に溶融した状態で基材１に
吹き付けられるため、双方とも基材１に良く付着し、こ
のとき形成される皮膜部分においては、Ｆｅ−１Ｃ合金
及びＡｌ−１５Ｓｉ合金の組成が溶射ガン２に供給され
た溶射材料の混合割合通りとなる。
【００１８】しかし、上記出口距離ｘが大きくなるに従
って、溶射ガン２から噴射された溶射材料は降温してい
くため、例えば溶射材料の温度がＦｅ−１Ｃ合金の融点
ＴM（Ｆｅ）の直上となるような溶射距離Ｘ＝Ｂで溶射
した場合、融点の低いＡｌ−１５Ｓｉ合金はまだ十分に
溶融しており基材１に良く付着するが、融点の高いＦｅ
−１Ｃ合金は徐々に固化し始めており基材１への付着性
が低下している。したがって、このとき形成される皮膜
部分においては、Ｆｅ−１Ｃ合金の割合が小さく、か
つ、Ａｌ−１５Ｓｉ合金の割合が大きい組成となる。
って、溶射ガン２から噴射された溶射材料は降温してい
くため、例えば溶射材料の温度がＦｅ−１Ｃ合金の融点
ＴM（Ｆｅ）の直上となるような溶射距離Ｘ＝Ｂで溶射
した場合、融点の低いＡｌ−１５Ｓｉ合金はまだ十分に
溶融しており基材１に良く付着するが、融点の高いＦｅ
−１Ｃ合金は徐々に固化し始めており基材１への付着性
が低下している。したがって、このとき形成される皮膜
部分においては、Ｆｅ−１Ｃ合金の割合が小さく、か
つ、Ａｌ−１５Ｓｉ合金の割合が大きい組成となる。
【００１９】さらに、例えば溶射材料の温度がＦｅ−１
Ｃ合金の融点ＴM （Ｆｅ）以下で、かつ、Ａｌ−１５Ｓ
ｉ合金の融点ＴM （Ａｌ）以上となるような溶射距離Ｘ
＝Ｃで溶射した場合、融点の低いＡｌ−１５Ｓｉ合金は
まだ溶融しており基材１に付着するが、融点の融点の高
いＦｅ−１Ｃ合金はほとんど固化しており基材１にほと
んど付着しない。したがって、このとき形成される皮膜
部分においては、Ａｌ−１５Ｓｉ合金がほとんどを占め
る組成となる。
Ｃ合金の融点ＴM （Ｆｅ）以下で、かつ、Ａｌ−１５Ｓ
ｉ合金の融点ＴM （Ａｌ）以上となるような溶射距離Ｘ
＝Ｃで溶射した場合、融点の低いＡｌ−１５Ｓｉ合金は
まだ溶融しており基材１に付着するが、融点の融点の高
いＦｅ−１Ｃ合金はほとんど固化しており基材１にほと
んど付着しない。したがって、このとき形成される皮膜
部分においては、Ａｌ−１５Ｓｉ合金がほとんどを占め
る組成となる。
【００２０】（傾斜組成をもつ皮膜の形成）上記結果に
基づいて、溶射距離Ｘ＝２５０ｍｍで溶射し始め、Ｘ＝
１００ｍｍとなるまで溶射距離Ｘを連続的に変化させな
がら溶射して、基材１の表面に膜厚約１ｍｍの傾斜組成
皮膜を形成した。なお、溶射ガン２に供給する溶射材料
は、上記と同様にＦｅ−１Ｃ合金粉末８０ｗｔ％と、上
記Ａｌ−１５Ｓｉ合金粉末２０ｗｔ％とからなる混合粉
末とし、溶射条件も表１に示すものと同様とした。ま
た、溶射ガン２に移動速度は１０ｍｍ／ｓｅｃとした。
基づいて、溶射距離Ｘ＝２５０ｍｍで溶射し始め、Ｘ＝
１００ｍｍとなるまで溶射距離Ｘを連続的に変化させな
がら溶射して、基材１の表面に膜厚約１ｍｍの傾斜組成
皮膜を形成した。なお、溶射ガン２に供給する溶射材料
は、上記と同様にＦｅ−１Ｃ合金粉末８０ｗｔ％と、上
記Ａｌ−１５Ｓｉ合金粉末２０ｗｔ％とからなる混合粉
末とし、溶射条件も表１に示すものと同様とした。ま
た、溶射ガン２に移動速度は１０ｍｍ／ｓｅｃとした。
【００２１】このように形成した溶射皮膜におけるＡｌ
−１５Ｓｉ合金の濃度の変化をＥＰＭＡライン分析で測
定した。その結果を図５に示す。なお、平均的なＡｌ−
１５Ｓｉ濃度とするために、ＥＰＭＡにおけるビームを
約□１００ｍｍとブロードにして測定した。図５から明
らかなように、本実施形態により形成した皮膜は、基材
１と皮膜との界面から皮膜の表面に向かうに連れて、徐
々にＡｌ−１５Ｓｉ合金の濃度が上昇する良好な傾斜組
成をもつものであった。
−１５Ｓｉ合金の濃度の変化をＥＰＭＡライン分析で測
定した。その結果を図５に示す。なお、平均的なＡｌ−
１５Ｓｉ濃度とするために、ＥＰＭＡにおけるビームを
約□１００ｍｍとブロードにして測定した。図５から明
らかなように、本実施形態により形成した皮膜は、基材
１と皮膜との界面から皮膜の表面に向かうに連れて、徐
々にＡｌ−１５Ｓｉ合金の濃度が上昇する良好な傾斜組
成をもつものであった。
【００２２】なお、上記実施形態で得られた、傾斜組成
皮膜が基材表面に形成された部材は、Ａｌ製ピストンや
Ａｌ製シリンダヘッド等の自動車エンジン用部品等に好
適に利用することが可能である。また、上記実施形態で
は、融点の高い溶射材料ＨとしてＦｅ−１Ｃ合金粉末を
用い、融点の低い溶射材料ＬとしてＡｌ−１５Ｓｉ合金
粉末を用いる例について説明したが、特にこれらのもの
に限定されるものではなく、種々の溶射材料を２種以上
適宜組み合わせて用いることが可能である。例えば、融
点の高い溶射材料としては、Ｎｉ系合金、Ｃｒ系合金、
Ｍｏ系合金、Ｃｏ系合金等を、融点の低い溶射材料とし
ては、Ｓｎ系合金、Ｃｕ系合金等を用いることができ
る。また、これらの材料の組み合わせとしては、融点差
が大きい方がよりその効果を得やすく、また溶射距離を
変えても組成が変化し難いことが好ましく、この観点か
ら融点の高い溶射材料としてＮｉ−Ｃｒ系合金、ＳＵＳ
系等を用い、かつ、融点の低い溶射材料としてＡｌ−Ｓ
ｉ系合金等を用いことが好ましい。
皮膜が基材表面に形成された部材は、Ａｌ製ピストンや
Ａｌ製シリンダヘッド等の自動車エンジン用部品等に好
適に利用することが可能である。また、上記実施形態で
は、融点の高い溶射材料ＨとしてＦｅ−１Ｃ合金粉末を
用い、融点の低い溶射材料ＬとしてＡｌ−１５Ｓｉ合金
粉末を用いる例について説明したが、特にこれらのもの
に限定されるものではなく、種々の溶射材料を２種以上
適宜組み合わせて用いることが可能である。例えば、融
点の高い溶射材料としては、Ｎｉ系合金、Ｃｒ系合金、
Ｍｏ系合金、Ｃｏ系合金等を、融点の低い溶射材料とし
ては、Ｓｎ系合金、Ｃｕ系合金等を用いることができ
る。また、これらの材料の組み合わせとしては、融点差
が大きい方がよりその効果を得やすく、また溶射距離を
変えても組成が変化し難いことが好ましく、この観点か
ら融点の高い溶射材料としてＮｉ−Ｃｒ系合金、ＳＵＳ
系等を用い、かつ、融点の低い溶射材料としてＡｌ−Ｓ
ｉ系合金等を用いことが好ましい。
【００２３】さらに、溶射方法についても、上記実施形
態で説明した火炎溶射法に限らず、プラズマ溶射法やア
ーク溶射法等を採用することが可能である。
態で説明した火炎溶射法に限らず、プラズマ溶射法やア
ーク溶射法等を採用することが可能である。
【００２４】
【発明の効果】以上詳述したように本発明の傾斜組成皮
膜の形成方法では、融点の高い溶射材料及び融点の低い
溶射材料を、溶射ガンと基材との距離を連続的に変化さ
せながら溶射するという極めて簡単な制御により、良質
な傾斜組成をもつ皮膜を形成することが可能となる。
膜の形成方法では、融点の高い溶射材料及び融点の低い
溶射材料を、溶射ガンと基材との距離を連続的に変化さ
せながら溶射するという極めて簡単な制御により、良質
な傾斜組成をもつ皮膜を形成することが可能となる。
【図１】実施形態に係る傾斜組成皮膜の形成方法を示す
側面図である。
側面図である。
【図２】溶射距離Ｘと皮膜中のＡｌ−１５Ｓｉ合金の面
積率との関係を示す線図である。
積率との関係を示す線図である。
【図３】溶射ガン出口からの距離ｘを説明する側面図で
ある。
ある。
【図４】溶射ガン出口からの距離ｘと溶射材料の温度と
の関係を示す線図である。
の関係を示す線図である。
【図５】溶射皮膜における傾斜組成を示す線図である。
１は基材、２は溶射ガンである。
Claims (1)
- 【請求項１】 融点の異なる２種以上の溶射材料を溶射
ガンにより基材へ溶射して、該基材表面に傾斜組成皮膜
を形成する方法であって、 上記溶射ガンと上記基材との距離を連続的に変化させな
がら溶射することを特徴とする傾斜組成皮膜形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8074069A JPH09263927A (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | 傾斜組成皮膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8074069A JPH09263927A (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | 傾斜組成皮膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09263927A true JPH09263927A (ja) | 1997-10-07 |
Family
ID=13536534
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8074069A Pending JPH09263927A (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | 傾斜組成皮膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09263927A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1160348A2 (en) * | 2000-05-22 | 2001-12-05 | Praxair S.T. Technology, Inc. | Process for producing graded coated articles |
| KR20030018695A (ko) * | 2001-08-30 | 2003-03-06 | 국방과학연구소 | 폭발 용사 코팅법을 이용한 경사기능 복합 재료 제조방법 |
| JP2003527964A (ja) * | 2000-03-29 | 2003-09-24 | サルツァー・メトコ（ユーエス）・インコーポレーテッド | ワーク外表面のコーティング方法及び装置 |
| EP1652956A1 (de) * | 2004-11-02 | 2006-05-03 | Sulzer Metco AG | Thermische Spritzvorrichtung, sowie ein thermisches Spritzverfahren |
| US7892609B2 (en) | 2004-11-02 | 2011-02-22 | Sulzer Metco Ag | Thermal spraying apparatus and also a thermal spraying process |
-
1996
- 1996-03-28 JP JP8074069A patent/JPH09263927A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003527964A (ja) * | 2000-03-29 | 2003-09-24 | サルツァー・メトコ（ユーエス）・インコーポレーテッド | ワーク外表面のコーティング方法及び装置 |
| JP4885398B2 (ja) * | 2000-03-29 | 2012-02-29 | サルツァー・メトコ（ユーエス）・インコーポレーテッド | ワーク外表面のコーティング方法及び装置 |
| EP1160348A2 (en) * | 2000-05-22 | 2001-12-05 | Praxair S.T. Technology, Inc. | Process for producing graded coated articles |
| US6503575B1 (en) * | 2000-05-22 | 2003-01-07 | Praxair S.T. Technology, Inc. | Process for producing graded coated articles |
| EP1160348A3 (en) * | 2000-05-22 | 2003-10-29 | Praxair S.T. Technology, Inc. | Process for producing graded coated articles |
| KR20030018695A (ko) * | 2001-08-30 | 2003-03-06 | 국방과학연구소 | 폭발 용사 코팅법을 이용한 경사기능 복합 재료 제조방법 |
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