JPS58153768A - 線爆溶射法 - Google Patents

線爆溶射法

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Publication number
JPS58153768A
JPS58153768A JP57033786A JP3378682A JPS58153768A JP S58153768 A JPS58153768 A JP S58153768A JP 57033786 A JP57033786 A JP 57033786A JP 3378682 A JP3378682 A JP 3378682A JP S58153768 A JPS58153768 A JP S58153768A
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JP
Japan
Prior art keywords
wire
spray
spraying
bronze
coated layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP57033786A
Other languages
English (en)
Inventor
Yutaka Makuchi
裕 馬久地
Hiroe Okawa
広衛 大川
Yoshio Jinbo
嘉雄 神保
Mamoru Sayashi
鞘師 守
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/12Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
    • C23C4/126Detonation spraying

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、アルミニウムまたはアルミニウム合金の表
面に、耐・掌性性および耐焼付性に優れた溶射+mf形
成する@爆溶射法に関するものである。
近年、自動歪の分野においては、省・燃費対策として車
−重責の軽減化を図るための研究が喝んに2  負 萌められており、例えば、従来鉄鋼あるいは鋳鉄製であ
った部品をこれよりも比重の小さいアルミニウム合金に
置換する研究がなされている。この場合、とくに問題と
なるのは、アルミニウム合金の機械的性質が鉄鋼あるい
は腕鉄よりも劣ることが多く、とりわけエンジンシリン
ダブロックをアルミニウム合金1!とした場合に摺動面
の耐摩耗性および耐焼付性が劣ることである。このため
、アルミニウム合金のべ而に、めっきや溶射等の衣面処
理全施すことも考えられている。しかし、めっきは廃液
処理の問題があったり、使用粂件によっては剥離を生じ
たりする等の欠点ケ有しており、溶射による研究が進め
られている。
溶射法には、線爆溶射法、プラズマ溶射法、ガス溶射法
などがあるが、線爆溶射法は、■溶射粒子の飛行速度が
大きいため暴利と溶射1#iとの間の密着力が優れてい
ること、■基材に対する熱影響が小さいこと、■シリン
ダの如き円筒形部材の内面に均一な溶射I−を形成しや
すいこと、■自動化が容易で生産性が−jいこと、など
のt+!j徴があり、バ 特にアルミニウム合金製シリンダ(シリンダライナ金倉
む)内面の表面処理法として有望である。
この線爆溶射法では、4市1する必要−ヒ、jlt気伝
導伝導性い材料は使用できないこと、細径の線材を使用
する必要があること、比ボの小さい材料では歩留りが悪
いこと、などの欠点がある。したがって、セラミック溶
射層を形成することによって表向の耐摩耗性や耐焼伺性
全向上させる考え方はあるが、線爆溶射法によってセラ
ミック溶射層を形成することd:できない。一方、耐1
掌耗性や耐焼付性を向上させるためにMOやWを溶射材
料として線爆溶射することも試みられているが、これら
の材料は萬価であるため、下地溶射層としては使用でき
るものの、溶射層全体を形成するには昼価になりすき゛
るという問題点を有している。
この発明は、上述した従来の問題点を解消するためにな
されたもので、価格的にも大きな問題がなく、しかも優
わた耐摩耗性すよび耐焼付性を有する溶射I―ヲ形成す
ることができる線爆溶射法を提供することを目的として
いる。
この発明による線爆溶射法は、アルミニウムまたはアル
ミニウム合金の表面に、アルミニウム青銅やリン青銅等
の青銅線を用いて線爆溶射することにより耐摩耗性およ
び耐焼付性に優れた溶射層を形成するようにしたことを
特徴としてコ3・す、必要に応じて、青銅線を用いた線
爆溶射と、炭素鋼線を用いた線爆溶射とを1:■〜2:
1の割合でか)(V i o o〜300程度のものが
良好である。これは、硬さが低すぎると溶射層の耐摩耗
性や耐焼付性が劣り、シリンダ等の摺動向が損傷しやす
いために好オしくなく、また、硬さが筒すき゛ると細径
の線材に加工し難く、かえって高価なものとなるので好
ましくない。
青銅線としては、具体的にはアルミニウム・〃銅線やリ
ン青銅線が好ましく、アルミニウム*銅線1:・。
ではAt含有量が7゜5〜13重曖チ、リン青銅線では
P含有量゛が0.05〜0.5重緻チであるのが望まし
い。これは、AtやP含有量が上記範囲よりも少負 いと硬さが低くなり、溶射j−の耐摩耗性や耐焼付性が
劣るためであり、AtやP含有量が上記範囲よりも多い
と硬くかつ脆くなり、細径の線材に加工するのが田畑と
なるためである。
基@表向において、耐焼付性とある程度の耐摩耗性が要
求される場合には、上記した青銅線分使用した線爆溶射
のみで十分であるが、耐摩耗性をさらに向−ヒさせよう
とする場合には、−上記W銅線を用いた線爆溶射と炭素
鋼線を用いた線爆溶射とを1:1〜2:1の割合で交互
に行うことも望ましい1.この場合に使用する炭素鋼線
は、要求される耐摩耗性の程度に応じて炭素含有量が0
.4〜1.0重量%の範囲のものを選ぶのがよい。炭素
鋼線の炭素含有量については、炭素鋼線を練―溶射する
と、溶射1−中の炭素含有量は炭素鋼線の炭素含有量の
約60〜90チに低下するため、炭素鋼線中の炭素含有
前が0.4重1%よりも少ないと溶射層中の炭素含有量
が少なく彦りすぎ、耐摩耗性が不十分となる。また、炭
素AI4線中の炭素含有量が多すぎると溶射層中の炭素
含有量も多くなすす1 ぎ、残留オーステナイトが生じて硬さや組織が不均一と
なり、耐摩耗性や耐焼付性が低下するため、炭素鋼線中
の炭素含有量は1.0重量%以下とするのがより望まし
い。
第1図は線爆溶射装置の基本回路図であって、1は充電
装置W12は抵抗、6はコンデンサ、4はスイッチ、5
は溶射線材、6は円筒状基材である。
そして、充電装置1によってコンデンサ6に蓄えた電荷
をスイッチ4の作動により瞬間的に溶射線材5に付与し
、溶射線材5を瞬間的に溶融爆発させて基材6の内面に
溶射層を形成するのである。
この場合、1回の線爆溶射で得られる溶射層の厚さは通
常5〜10μmであり、線爆溶射全1〜20回繰返して
必要厚さの溶射層を形成した後仕上げ加工を行うのが音
曲である。
第2図は基材表面に溶射層を形成した後の断面模式図で
あって、アルミニウムまたはアルミニウム合金よりなる
基材10の表面を適当な粗さに仕上げた後、脱脂洗滌し
て先ず下地密着層11を3回線−Fの線爆溶射により形
成する。この下地密着7r〔 1111の材質としては、Mo 、 W 、 Niが望
ましい。
その後、青銅線を用いて線爆溶射を行うことによって溶
射1112を得る。この場合、溶射層12は波状に形成
され、適宜表面仕トげを施す。
第3図はW@線と炭素鋼線と金柑いて交t1−に線爆溶
射した場合の溶射1−の断面模式図であって、W鋼線に
よる溶射In 12と炭素鋼線による溶射J@16が互
いにくい込みながら波形にほぼ1−状會成して形成され
ている状態を示している。この溶射層12,13を表面
仕上げして平滑にすると、表面には銅合金の溶射層12
と炭素鋼の溶射層16とが混在した組織が表われ、耐摩
耗性と耐焼付性の両方全適度に具備した溶射層が得られ
る。
実施例 1 基材トして、アルミニウム合金AC4B−T 6材を用
い、その寸法を5X5X10mmのピン形状′!″L、
7’c・−tL−rパゞ゛−00°:8−8”612−
8の粗さく JIS B 0601 )に仕上げ、この
面を線爆溶射面とした。また、溶射Mifにアセトンに
より脱脂した。ま友、使用した線爆溶射装置の充電芥箪
は100μFで、基材と溶射線材との距離は45喘とし
た。さらに、電極間距離(溶射線材の長さ)は180づ
で、大気中で線爆溶射した。
まず、ド1也”M 看+mとして、φ1゜6胴のモリフ
゛デン#全3回連続して基材に線・曝溶射した。、この
ときの充電電圧は19 kVで行った。次に、その上に
Hv 190のφ1.6闘アルミニウム宵鋼を(10%
At−1%Ni −1%Mn−Cu)e27同連続して
a14浴射した。このときの充電電圧は15 kVで行
った。傅られた溶射i@の断面組織写jkヲ第4図に示
す。
実施例 2 実施例1と同様にして同じ寸法の基材上にド地d射1偶
を形成した後、下地溶射層上にHv 115のφ1.6
mmリンを鋼線(0,1%P−8%3n−Cu)を27
回連続して線14溶射した。このときの光・電電圧は1
4 kVで行ったλ得られた溶射層の断面組織lう′、
東を第5図に示す。
9   バ 実施例 3 実施例1と同様にして同じ寸法の基材上に下地溶射層を
形成した後、下地溶射層上にHv 190のφ1.6唄
アルミニウムW鋼線(実施例1と同じ)とφ1.6 w
+mピアノ線(JIS G3522.5WPB )とを
交互に合計27同述続して線爆溶射した。このときの充
電電圧はアルミニウム青銅線の場合に実施例1と同じで
あり、ピアノ線の場合に17 kVで行った。得られた
溶射層の断面組織写真を第6図に示す。
比較例 1 実施例1と同様にして同じ寸法の基材上に下地溶射層を
形成した後、下地溶射層上にφ1゜6.fi+++のモ
リブデン線とφ1゜6咽のピアノ線とを交互に合計27
回連続して線爆溶射した。このときの充電電圧は実施例
1,3と同じである。得られた溶射)−の断面組織写真
金第7図に示す。
比較例 2 実施例1と同様にして同じ寸法の基材上に下地溶射Im
を形成した後、下地溶射1m上にφ1.6削ビ10t・
〔 ア、′線(実施例3と同じ)を27回連続して線爆溶射
した3、このときの充電電圧は17 kVで行った。得
られた溶射1−の断面組織写真を第8図に示す。
次に、上記実施例および比較例において形成した溶射層
の耐摩耗性および耐焼付性を調べるために、第9図に示
すピン・ディスクtllv、 、# A試験機により試
1峡を行った。
第9図において、21は評価材(4個、実施例および比
較例において溶射した基材)、22は評価材ホルダ、2
6は評価材21および評価材ホルダ22を回転させる回
転体、24は1ffilIII材21と接触する相手材
(ディスク)、25は相手材ホルダ、26は球面座25
aを介して相手材24を評価材21に押付ける押圧棒、
27は相手材24および相手材ホルダ25に形成した潤
滑油孔である。
そして、試験に際して1は、潤滑油孔27よりdi’j
滑油を供給し、回転体26を回転させて評価材21分回
転させつつ押圧棒26を油圧により押圧して相手材24
を評価材21に対して押付ける。また、−に 試験中に相手材24が受ける摩擦力は、相手材ホルダ2
5の一端に取付けたトルク検出棒を介してロードセルに
伝達させることによりレコーダKMa録される。
寸だ、評価材21は、前記実施例および比較例にオイて
溶射1−(厚さ100〜200μm)(+7形成した後
評価材ホルダ22に取付け、平面研削盤により4本回時
に研削してO,S−Sから1.6− Sの粗さに仕上げ
たものを使用した。
第1表は焼付試験条件、第2衣は噴耗試鹸条件を示す。
第  1  表 第  2  表 第10図は焼付試験精米を示すもので、図に示すように
かなりすぐれた耐焼付性を有し、ピアノ線車独を溶射し
た場合よりも艮好な結果を得た3、第11図は4耗試験
結果を示すもので、良好な耐摩耗性を有することが明ら
かであり、特にアルミニウム″#銅線とピアノ線ftM
生に線爆溶射した場合にイ耗酸が少ないという結果が得
られた。
以上説明してきたように、この発明によれば、アルミニ
ウムまたはアルミニウム合金の表面に、青銅線を用いて
線4溶射することにより耐+U粍性および耐焼付性に優
れた溶射j−を形成するようにしたから、@晴でしかも
摺動用材料に適した葉材を得ることができ、従来の高価
なMoやW溶射層13   バ に匹敵する耐摩耗性および耐焼付性を有するアルミニウ
ム糸I料を低価格で得ることができるという著大なる効
果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は線爆溶射装置の基本回路図、第2図は基材表面
に溶射j−を形成した後の断面模式図、第3図はpt@
巌と炭素鋼線とを用いて交互に線爆溶射した場合の溶射
層の断面模式図、第4図、第5図および第6図はこの発
明の実施例1,2および3により得られた溶射層の断面
組織写真(200倍、腐食せず)、第7図および第8図
はこの発明の比較例1および2により得られた溶射層の
断面組織写*(200倍、腐食せず)、第9図はピンデ
ィスク型−耗試験機の断面説明図、第10図は焼付試験
結果を示すグラフ、第11図は摩耗試験結果を示すグラ
フである。 第i函 疵図 邑 (メ200) 名イζRパ ))7図 りJ J A (X 200’) 第6図 (X20■  −365− ハV 響 − (×20の 第8図 (×200) 手続補正書(自発) 昭和57年4月1日 特許庁長官 島田春樹 殿 1 事件の表示 昭和 57年 特 許 加筆33786号3、 補正を
する者 事件との関係 特許出願人 %  p斤   神奈川県横浜市神奈用区宝町2番地ニ
11゜、翻、 (399)日産自動車株式会社代表者 
 石  原    俊 4代理人 6 補正により増加する発明の数 7、補正の対象 明細薔の発明の詳細な説明の欄 8 補正の内容 別紙の通り 1、明細書第4頁第9行の「鋼合金線」を「鋼合金線」
に補正する。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  アルミニウムまたはアルミニウム合金の表面
    に、青銅線を用いて線爆溶射することにより耐摩耗性お
    よび耐焼付性に優れた溶射層を形成することを特徴とす
    る線爆溶射法。
  2. (2)青銅線が、7.5〜13重重チのAtをよむアル
    ミニウム青銅線である特許請求の範哩第(1)項記載の
    線爆溶射法。
  3. (3)青銅線が、帆05〜0.5重量%のPを含むリン
    青銅線である特許請求の範囲第(1)項記載の線爆溶射
    法。
JP57033786A 1982-03-05 1982-03-05 線爆溶射法 Pending JPS58153768A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0726518A (ja) * 1993-01-22 1995-01-27 Nippon Kikai Kogyo Kk 防雪柵
US8365753B2 (en) 2005-06-14 2013-02-05 Yossi Dana Fluid flow controller
RU2676122C1 (ru) * 2018-05-23 2018-12-26 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет", ФГБОУ ВО СибГИУ Способ нанесения износостойких покрытий на основе алюминия и оксида иттрия на силумин
RU2727376C1 (ru) * 2020-01-09 2020-07-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет" ФГБОУ ВО "СибГИУ" Способ нанесения износостойких покрытий на основе алюминия и оксида иттрия на силумин

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0726518A (ja) * 1993-01-22 1995-01-27 Nippon Kikai Kogyo Kk 防雪柵
US8365753B2 (en) 2005-06-14 2013-02-05 Yossi Dana Fluid flow controller
RU2676122C1 (ru) * 2018-05-23 2018-12-26 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет", ФГБОУ ВО СибГИУ Способ нанесения износостойких покрытий на основе алюминия и оксида иттрия на силумин
RU2727376C1 (ru) * 2020-01-09 2020-07-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет" ФГБОУ ВО "СибГИУ" Способ нанесения износостойких покрытий на основе алюминия и оксида иттрия на силумин

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