JPS58217671A - 転写用溶射皮膜の製造方法 - Google Patents

転写用溶射皮膜の製造方法

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JPS58217671A
JPS58217671A JP10074782A JP10074782A JPS58217671A JP S58217671 A JPS58217671 A JP S58217671A JP 10074782 A JP10074782 A JP 10074782A JP 10074782 A JP10074782 A JP 10074782A JP S58217671 A JPS58217671 A JP S58217671A
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弘 小林
Takeshi Hattori
武 服部
Tetsuyoshi Wada
哲義 和田
Sadato Shigemura
重村 貞人
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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
    • C23C4/18After-treatment
    • C23C4/185Separation of the coating from the substrate

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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】 本発明は、転写用溶射皮膜の製造方法に関し、特に該方
法に使用される中子を〈シ返し便用できるようにした上
記方法に関するものである。
エンジンやカークーラ用圧縮機などは、省エネルギーの
点から軽量化、低コスト化のための努力がなされている
。中でもエンジンやカークーラ用圧縮機等のシリンダー
は軽量で耐摩耗性。
潤滑特性が優れておシ、なおかつ長期の耐久性を保有す
る必要がある。そして軽量化のためにはA4およびAj
金合金使用されているが、A7およびA!合金では耐摩
耗、潤滑特性が劣るため、これらの性質全付与するため
に種々の方法が提案されており、その中に中子材を用い
て中子材の表面上へ溶射皮膜を形成し、この溶射皮膜を
成形した中子材をそのまま型に入れ、所望の材料を鋳込
んで溶射皮膜を転写名せる溶射皮膜の転写法がある。
しかし、この転写法の場合、鋳込時や中子抜取時に中子
材に傷が発生したり、あるいは中子材の再使用ができな
いといった欠点があった。
そこで、本発明者等らは、これらの欠点を解消するため
に、先に、転写する溶射皮膜より熱膨張係数の大きい中
子材を用い、溶射前に加熱によシ該中子材を熱膨張させ
たものに溶射皮膜を形成し、冷却後、溶射皮膜と中子材
の熱膨張係数の差によシ発生した寸法差によp溶射皮膜
のみ取シ出し、この溶射皮膜を、鋳ぐるみ後シリンダー
の表面となるように、シリンダーの型の部分へかぶせ、
その外周へ鋳ぐるみ、溶射皮膜を転写することからなる
、シリンダーの製造方法を特願昭56−88053号と
して提案した。
この方法において、中子材は熱膨張係数の大きい材料と
してオーステナイト系ステンレス鋼やアルミ合金を用い
るが、中子材が金属そのままであると溶射時に中子表面
に溶射中の溶射粒子の埋め込みや粒子の焼きつきが発生
し、中子表面が肌あれを呈して溶射皮膜製造のためにく
り返し使用できる回数が制限されてしまう。
本発明は、上記先行方法における欠点である中子材への
溶射時の溶射粒子の埋め込みや焼鷺つきけを極力少なく
して、ぐシ返し使用できる回数を飛躍的に増大させるこ
とを目的としてなされたものである。
すなわち本発明は転写・用溶射皮膜より熱膨張係数の大
きい材料からなる中子の表面に陽極酸化皮膜を形成した
後、該中子を加熱した状態で該酸化皮膜の上に転写用溶
射皮膜を形成し、その後、該中子を冷却して該中子と該
溶射皮膜とを分離することを特徴とする転写用溶射皮膜
の製造方法に関するものである。
以下、添付図面を参照して本発明方法の実施態様例につ
いて説明する。
先ず、転写用の薄肉溶射皮膜の熱膨張係数よシ大きい熱
膨張係数の材料、例えばAlやAt合金製の中子材を用
いて、第1図(A)、(B)、(りに示すようなパイプ
状1、中実状2、缶状5の形状の中子材を製作する。な
お、第1図(A)、(B)+(りの各(1))図は、各
(a)図の49口、・・矢視図である。
これらの中子材1,2.3は、押出し、引抜き、あるい
は絞シ加工等で製作され、テーパ加工等は施さず、所望
の転写用溶射皮膜の寸法に応じた外径そのままのものと
し、外周表面はvN仕上げ程度の良好なものとする(冨
仕上げは精密仕上加工を示し、粗さの範囲が6.6μ以
下の表面粗さを示すものである、)。
lやA4合金の押出し、引抜き、絞り加工材は、加工型
が良好であれば表面粗さ、真円度、同心度、曲がり等が
少なく、本発明方法の中子材として好適である。
なお、中子材1.2.3は所望の転写用溶射皮膜1個分
の長さに応じた長さとしてもよいし、複数個の転写用溶
射皮膜が同時に製造できるように長大な長さのものとし
てもよい。
次に、上記の中子材1,2,3の溶射面(転写′するシ
リンダーの内径面となる部分で、中子材の外周面〕に、
通常の方法で第2図(A)、CB)。
(りに示すように陽極酸化皮膜11.21. s/ f
施す。
この時、溶射丁A面のみでなく、他の部分へ陽極酸化皮
膜を施してもかまわない。
このようにして製作された中子材堕、ハ侵上を溶射皮膜
を均一にするための回−転治具と溶射ガンをトランバー
スさせる装置に取りつけ、溶射装置(どのような溶射装
置でもよいが、コストの点からワイヤ一方式のアークガ
ンが良好な装置と考えられる)をセットし、中子材凰。
2a 、 3aへ所望の溶射材料を所望の厚さに溶射す
る。この時、中子材1a、2a、3aには、通常、溶射
の前処理として施されるプラスト処理は施ざす、中子材
1a、2a、3aの脱脂処理のみが施され、また溶射前
に中子材1a、2a、3aを予熱(通常の溶射の予熱温
度120〜180°Cより高い温度に予熱ンして十分熱
膨張させておく。
第5図(A)、(B) 1(0)は、中子材上いり・胚
に所望の溶射材料にて所望の厚さに転写用溶射皮膜10
0が形成された状態金示す図である。
溶射の後、中子は室温まで降温すると、溶射皮膜100
と中子材1a、2a、3aの熱膨張係数の差により、該
皮膜100と該中子材塾、ハ。
募の間に隙間が発生し、また中子材」、公。
3aは平滑であって、しかも上記したように溶・射皮膜
100の密着性に必要なブラスト処理による表面活性化
ならびにアンカー効果の凹凸がないため、中子材1a、
2a、3aと溶射皮膜100との分離は容易に行うこと
ができる。
中子材と分離した転写用の溶射皮膜は、その長さが所望
の1個分の長さを有している場合にはその両端の加工全
行い、複数個分の長大なものの場合には、1個分づつに
切断加工する。
以上のようにして製造された転写用薄肉溶射皮膜100
は、第4図に示すように、通常のアルミダイキャスト金
型11のマンドレル12にかぶせ、外周i A!父はA
j合金13で鋳ぐるむ。その後、必要部分を加工して第
5図に示すシリンダーケースが完成される。
押し出しパイプ素材を、長さ1ooII0I+で、外径
に傷などの損傷が発生しないように切断し、中子材とし
た。
この時の加工はパイプ素材の切断のみで、外内径は加工
せず、パイプ素材そのままであ°る。
その後、中子材に一般的な硬質陽極酸化皮膜30μを施
こした。本実施例では、硬質陽極酸化皮膜処理は硫酸法
で行ったが、しゅ酸洗、クロム酸法、その他有機酸洗な
ど、どの方法でもかまわない。
こして作成した中子材全トリクレンを用いて蒸気脱脂し
た。この脱脂処理はその他の有機溶剤などによる脱脂法
でも良いが、脱脂後の中子材はすべて清浄な手袋によシ
取り扱い、表面を汚染しないようにする。
これらの中子材15個を42φ訪の棒状治具に通した。
この時に中子材と中子材の間に内径42φ胴、外径7′
0φ咽、厚さ1twnの耐熱性のあるゴム全はさみ込み
、両端を固定して15固全1回で溶射できるようにし、
これ全1セツトとした。
その後、中子材を240°C〜260°C程度になるよ
うにトーチで加熱し、直ちにワイヤ一方式のガス溶射法
で0.1 % Oの炭素鋼を片肉2.5闇の溶射層とな
るように溶射した。
次いで、室温まで冷却して溶射皮膜と中子材を分離した
この分離した溶射皮膜i A7ダイキヤスト(ADO1
2)により鋳ぐるみ、クランクケースを作成し、所定の
寸法に加工した。
なお、中子材は、従来のp、を合金の!、まで表面処理
を施してないものでは、2〜3回の使用で溶射時の溶射
粒子の埋め込みや焼きつきで肌あれが発生し、溶射皮膜
と中子材の分離が困難となって米たが、本発明の中子材
ではA7合金に硬質陽極酸化皮膜処理が施こしであるた
め、約100回の繰り返し使用でも溶射皮膜と中子材の
分離は可能であった。
また、加工後のシリンダーの溶射皮膜の状況全観察して
も、溶射皮膜は円周方向、長手方向ともに偏肉もなく、
A1合金に適正に鋳ぐるまれ、密着性も良好であった。
以上のようなエンジンクランクケースを組み立て、18
00 r、p、m、、240時間の連続運転を行なった
が、シリンダー内面やA/合金製ピストン、ピストンリ
ング摺動面共に全く異常がなく、オイル消費量も従来の
エンジンと全く差は認められず、良好な耐久性が得られ
た。
実施例2 外径64φ謔のA3056のp、を押し出し中実材を、
外径は押し出し加工のままで、長さを620mK切断後
、実施例1と同様な方法で表面に陽極酸化皮膜処理を施
こし、これを脱脂して、中子材として溶射装置に取りつ
け、予熱を行なった後、ワイヤ一方式のガス溶射法によ
り0.1 % Oの炭素鋼で片内約1.0mの溶射皮膜
を、形成した。
次に、これを冷却後、中子と薄肉溶射皮膜とに分離して
、外径66φ鴫、長さ620”+mnの薄肉溶射皮膜の
パイプを作成した。
このパイプを10’5.5  tanの長さで5個に切
断し、その1個を実施例1と同様にクランクケースダイ
キャスト金型のマンドレルへ、装着し、ADO12のA
7合金の溶湯で鋳ぐるんだ。
このようにして、クランクケース素材を作成し、クラン
クケースの各部を所定寸法に仕上げた後、1気筒の18
5CCの排気量を持った空冷4サイクルガソリンエンジ
ンとして組み立て、全負荷3600 r、p、m、、1
00時間の連続耐久運転を行なった。この結果はシリン
ダ部の摩耗も少なく、良好な結果が得られた。
なお、中子材°゛は50回以上の繰返しでも、中子材表
面への溶射粒子の付着は少なく、中子材と溶射皮膜の分
離は可能であった。
実施例3 外径49.5φ關、肉厚31門で、深さ47咽の底付き
のコツプ状成形缶〔第1図(0)に示すようなものでA
1050材でプレス加工によシ加工したもの〕を実施例
1と同様外周部に陽極酸化皮膜処理を施こし、これを脱
脂して中子材として実施例1と同様に溶射装置に取シつ
け、予熱を行ない、中子材の外周部にワイヤーアークガ
ン方式で0.8 % Cの炭素鋼全片肉2M溶射した。
その後、冷却し、中子材と薄肉溶射皮膜を分離して、溶
射皮膜を取シ出し、実施例1と同様な方法でカークーラ
用の2気筒圧縮機のシリンダーへ溶射皮膜を鋳ぐるみ、
所定の寸法に加工後、圧縮機として組み立て、8000
r、p、IIn、、50時間の連続耐久運転した結果、
シリンダー同面やA1合金ピストン摺動部共全く異常が
なく、圧縮性能や冷凍性能も従来のものと比べて全く差
は認められなかった。
以上詳述したように、本発明方法によれば、中子材に転
写用の溶射皮膜を形成する前に陽極酸化皮膜を施してお
くため、中子材を支障なくくシ返し使用ができ、また上
記の溶射皮膜の形成に先立って通常の溶射処理時に施さ
れるブラスト処理等を施していないことと、該溶射皮膜
より熱膨張係数の犬なる中子材全使用していることによ
り、中子材にテーパ加工を施さなくても、中子材と上記
溶射皮膜との分離が容易であり、しかもこのテーバ加工
が不要である結果、中子材全長尺のものとすることがで
き、上記溶射皮膜の複数個を同時に製造できるといった
種々の効果を奏し得るのである。
【図面の簡単な説明】
第1〜3図は本発明方法の一実施態様例を操作手順に沿
って示す図で、第1図(A)〜(りは中子材を〔各図の
(1))は各図(a)のイ2ロ、ハ矢視図〕、第2図(
A)〜(りは第1図(A)〜(優に示す中子材に陽極酸
化皮膜処理した状態を、第3図(A)〜(りは第2図(
A)〜(りに示す状態の中子材に転写用の溶射皮膜を形
成した状態上それぞれ示し、第4図は本発明方法で製造
ちれた転写用溶射皮膜を用いてシリンダケースを製造す
る場合の一例を示す図、第5図は第4図の例で得られた
シリンダケースを示す図である。 復代理人  内 1)  明 復代理人  萩 原 亮 − 第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 転写用溶射皮膜より熱膨張係数の大きい材料からなる中
    子の表面に陽極酸化皮膜全形成した後、該中子を加熱し
    た状態で該酸化皮膜の上に転写用溶射皮膜を形成し、そ
    の後、該中子を冷却して該中子と該溶射皮膜と全分離す
    ることを特徴とする転写用溶射皮膜の製造方法。
JP10074782A 1982-06-14 1982-06-14 転写用溶射皮膜の製造方法 Granted JPS58217671A (ja)

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