JPS61501397A - 部品の表面処理およびとくに熱吹付けにより部品上に次いで蒸着される被膜の密着を改善するためのこの処理の使用 - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 部品の表ｉ処理およびとくに熱吹付けに工り部品上に次いで蒸着される被膜の密 着を改善する之めのこの処理の使用 技術分野 本発明に、セラミック材料のごとき材料で被覆される部品の表面の活性の九めの 予備段階としてとくに使用し得る複合材料のごとき感熱材料から例えば作られる 部品の表面処理方法に関するものである。

評言すれば、本発明に次いで部品に吹き付けられる被覆材料の密着を増強するｋ めに、被覆されるべき部品の表面処理の実施に関しそしてとくに耐火性材料で被 覆され次複合材料から作られる部品を製造するのに適用し得るものでおる。

従来技術 ここ数年にわ几って、新規な複合材料かつとくにガラス、炭素、シリカま几μグ ラファイト繊維のごとき無機質線維によって補強されるプラスチック物質によっ て構成される複合材料が開発されている。しかしながら、これらの材料の使用に それらが例えばセラミック材料から作られる粘着被覆を備えるとき幾つかの問題 を発生している。

したがって、無機質９維により補強され友プラスチック物質に基碇を直い友複合 材料の場合において、被覆の定着点は繊維において樹脂中に形成された微小亀裂 によってとぐに構成されかつこれは複合材料と被覆材料被膜との間の良好な密着 を得ることを可能としない。

発明の開示 本発明は、感熱性材料部品上に次いで粘着被覆を形成する几めに、該部品の表面 状態の変更を可能とする、例えば複合材料からなる感熱性材料部品の表面処理方 法に関する。

本発明による感熱性材料部品の表面処理方法は前記部品の表面を不活性雰囲気内 で熱風ア′−りからなるプラズマの作用に従属させ、かつ次いでこの工うにして 処理され比表面を、その飽和温度に近い温度にある冷却液を前記表面に吹き付け ることにニジ冷却してなる。

一般に、プラズマからなるガスは活性座席の形成を促進するために僅少の反応ガ ス（水、ＣＣｔ３等）の導入によって時々添加される、チッ素、アルゴン、水素 、ヘリウムまｔはその混合物である。

表面処理を行なう之めに、例えば、中空シリンダ状に本質的に形成され九アノー ド、該アノードに対してほぼ同中心的に配置され次カソードおよびそこにプラズ マ質流を発生する次めに、アノードとカソードとの間の空間にガスを九にガス状 混合物を吹き付ける次めの手段からなる従来凰のプラズマガンを使用することが できる０部品の表面を熱風プラスｉに従属させることにより、熱風プラズマに赤 外線の作用下で加熱されセしてまｆＣ高エネルギイオンによるボンバリングによ って一掃され、この高エネルギイオンに：るボンバリングは一方で部品の表面に 堅固に吸収され之ガス状原子の分解ま之は除去を、他方で被覆の付着のために活 性座席の発生を可能にする。さらに、ガス状プラズマの紫外線に、部品がプラス チック材料であるとき、部品を形成する材料の最終架橋の発生を可能にする。部 品が複合材料から作られかつ無機質繊維に工って補強され次プラスチック材料の マトリクスを有するとき、部品の表面と同じ高さのプラスチック材料の炭素原子 の活性があると仮定される。

ガス状プラズマに；つで表面処理を行なう几めに、部品は一般にアルゴンのごと き不活性ガスによって浄化され之密封エンクロージャ内に置かれかつ次いでガス 状プラズマがプラズマガンを使用して部品上に向けられる。

プラズマアークの供給密度に一般に４００ないし８００八でありそして例えばア ルゴンとチッ素の混合物によって構成されるミスト０．１〜０．２ＭＰａの存在 下でガンに導入される。一般に、ガンに、その全体を処理する九めに、部品の表 面に沿って動かされかつ必要ならば、幾つかの処理サイクルが実施されることが できる。

同時に、処理され九面は部品上にその飽和温度に近い温度で冷却液を吹き付ける ことに工り実施されることができる強力な冷却を受ける。冷却液は一般にテラＸ ま九はアルゴンのごとき液化ガスに二って構成される。液体の飽和温度に液体の 溶液中に含まれる蒸気が放出される温度として定義される。一般に飽和温度は沸 騰温度に近いが、とくに液化ガスの場合には沸騰温度とに異なる。

好ましくハ、冷却液に小滴の形で吹き付けられる０このようなミストを部品上に 発生するｔめに、冷却液を吹き付けるための少なくとも１つのキャリヤガスを使 用するのが有利である。この場合に、冷却液およびキャリヤガスの流量お＝び圧 力に調整され、その結果液体小滴は４０ミクロンに等しいかま几ニそれ以下の直 径を有する０さらに、それは制御されｆｃ雰囲気下で作業する必要があることを 証明することができる０ 被膜材料の熱吹付けによって被覆されるべき部品の製造にとくに適合される本発 明の実施例によれば、被覆されるべき部品の表面にはまず熱可塑性材料層が蒸着 される。この場合に、被覆に前記層を備え九部品の表面上に被覆材料を欠いて熱 吹付けすることによって行なわれかつかくして処理されｔ表面の部品は欠いて直 ちに冷却される。

好都合には、被覆材料が吹き付けられている部品の表面冷却に上述し次冷却方法 を利用することによって行な好ましくは、部品の表面上に蒸着された熱可塑性材 料層はその飽和点に近い温度におる冷却液を表面に吹き付けることによりかくし て処理され次層の表面を直ちに冷却することによって上述し九ガス状アークプラ ズマ処理を受ける。

このガス状アークプラズマ処理は前述し九と同じ条件下で実施されることができ 、そしてそれは次いで部品上に蒸着される被膜の良好な密着を得ることを可能に する０さらに１それｒｉ熱可塑性材料からなる層の乾燥お；び僅少の溶媒の除去 を可能にする。

被覆されるべき部品上への熱可塑性材料層の配置により、被覆材料の高密着が得 られる。し次がって、前記材料の熱吹付けの間中、熱可塑性材料に軟化しかつ被 覆材料の粒子は被膜の良好な定着を可能にする熱可塑性材料層内に挿入される。

さらに、前記熱可塑性材料層は良好なエージング特性を有しかつ蒸気との受木で ま次は紫外ＩＩ、赤外線および同様な放射線のごとき放射線の作用下で劣化しな い。

一般に、被覆材料の良好な定着を許容する几めに、部品上に蒸着される熱可塑性 材料層は２０〜５００μｍの厚さを有する。

一般に、熱吹付けは制御されｔ雰凹気中で、例えばアルゴン雰囲気下で行なわれ る。蒸着および被覆され友部品の急速冷却の間中のこの制御された雰囲気の存在 は熱可塑性材料下屓の燃焼の阻止を可能にする。

本発明によれば、使用される熱可塑性材料に一方で部品を構成する材料とかつ他 方で被覆材料と良好な晟和性を有する；うに選ばれ、一方被覆材料の熱吹付は中 に使用される温度に抗するのに適当な熱安定性を有する。

使用されることのできる熱可塑性材料の例にポリスチレン、ポリカーボネート、 ポリエーテルおよびポリエチレンのごときポリオレフィンである。被覆されるべ き部品を構成する材料は複合材料、プラスチック材料、木材、金属、合金ま几ハ セラミック材料にすることができる。

一般に、被覆されるべき部品は、例えばガラス、炭素、シリカま友はグラファイ ト繊維のごとき無機質繊維で補強され次プラスチック材料によって構成される複 合材料から作られる。ま友、部品は同一無機質繊維から作成される複合材料から 作られることができる。

本発明による方法は酸化物、例えば酸化クロムま之にアルミナ、カーバイト、チ ツ化物、例えばチツ化ケイ素、ケイ化物およびホウ化物のごとき金属材料お工び ／ま九は耐火性材料で被覆され友部品の製造にとくに適用し得塑性材料の溶液を 放出することによって部品表面上に蒸着されかつ次いで溶媒を除去する友めにか くして蒸着されｔ層に乾燥作業を受けさせる。この乾燥作業は周囲温度において 行なわれることができそして一般にｒｉ蒸着された熱可塑性材料１ｉＰ９にトラ ップされるかも知れない溶媒痕跡を除去するｔめに、１００℃以下の温度におい て真空中での焼付けが追随する。

好ましくハ、本発明によれば、部品にまずガス状プラズマにぶる表面処理お；び ／または熱可塑性材料層の蒸着を行な５前の洗浄処理を受ける。

この洗浄処理は磨きおよび／ま九ハサンドプラスチングからなることができる。

磨き処理にアルコール、例えばインプロパツールのごとき有機溶媒を使用するこ とにより実施されることができる。この処理に一方でその操作の間中部品の表面 に蒸着されるかも知れないグリースを除去する一方、他方において蓄積されかつ 例えば機械加工作業を生じるダストの除去を可能にする。

サンドプラスチング処理に部品の表面上に研磨粒子を投射することに：つで行な われる。一般に、１２５〜２５０μｍの寸法を有しかつ例えばコランダムによっ て形成され九粒子が使用されそして該粒子ｒｉ０．２〜０．３ＭＰａの圧力下で 噴射される。

この処理は被覆の付着に有利な表面粗さの発生を可能にする。さらに、部品が無 機質繊維によって補強され几プラスチック材料から作られるとき、サンドプラス チングは、この区域において繊維が被覆の＠着において優勢な作用を有する次め 有利である繊維を被覆するプラスチック材料の除去に至る。しかしながら、サン ドプラスチングは極端に厳しい条件下で行なわれてはならない。何故ならばそれ らの条件が繊維の破壊および部品の劣化に至る之めである。

一般に、研磨作業に続いて、部品に研磨に使用されたアルコールのごとき溶媒、 ならびに部品の孔内に保持される水を除去するために焼成される。この焼成（ス ト−ピング）処理に約２〜１２時間−次真空下ですなわち２６．６６　Ｐ　＆以 下の圧力において５０〜７０℃の温度で行なわれることができる。

焼成作業に絖いて、必要ならば、サンドプラスチング、を行なうことができる。

本発明による方法の好適な実施例によれば、前処理は軟水、次いでアセトン、次 にインプロパツールによってそれぞれ行なわれる３つの洗浄工程が続く第１微小 サンドグラスチング工程および焼成からなる最終工程を含んでいる。

比較的緩やかな条件下で行なわれる微小サンドプラスチングは部品が有機質繊維 で補強され友プラスチック材料から作られるとき、部品の表面の僅かなエツチン グおよび樹脂マトリクスの微小亀裂を導く。

軟水洗浄作業は熱可塑性材料層の密着を害し易いＮａ＋％ｒ等のごときイオンの 除去に至る。それはま几部品上に堆積されｔダストおよび繊維補強材料から作ら れる部品の場合においてストランドから剥がれた小さな繊維の除去を可能にする 。

アセトン洗浄は水の除去、かつし九がって考え得る熱可塑性材料の加水分解の阻 止を可能にする。加えて、アセトンは部品の表面に存在する有機不純物を可溶性 にする。

インプロパツールによる迭浄は研磨を達成しかつ部品が繊維補強樹脂から作られ るとき、長期間において樹脂ｉトリクスの破壊作用の開始に通じるかも知れない 、部品の孔内のアセトンの残存の防止を可能にする。

スト−ピングは部品の孔内に保持されたインパノールシよび水の除去を可能にす る。

本発明による方法はガラス、炭素、シリカおよびグラファイト繊維のごとき無機 質繊維に１って補強され次プラスチック材料からとくに形成される複合材料部品 の処理にとくに適用し得る。かかる材料の例としては、ガラス繊維によって補強 され之エポキシ樹脂に基碇を宜い友複合材料を挙げることができる。しかしなが ら、この方法はま友純粋なプラスチック材料から作られる部品、ま九は同様な金 属部品のα理に適用することができる。

本発明による方法によって処理され友部品は次いで適当な材料、例えばセラミッ ク材料またに金属からなる肩で被覆されることができる。この場合に、まず本発 明による方法を使゛用して部品の表面処理が行なわれ、続いて例えばプラズマガ ンおよび上述し次冷却装置を使用してセラミックま九に金属材料の表面上にＩ接 吹付けが行なわれる。

使用できるセラミック材料は酸化物、炭火物、チッ化物シ：びケイ化物のごとき 耐火性化合物である。金属材料はアルミニウム、タングステン、ニッケル等であ る。

本発明に：る方法によって得られる被覆部品にとくに被覆材料お工び部品を構成 する材料の性質に依存する種々の分野において使用されることができる。し足が って本発明Ｖてよる方ｃＴ：はｓ　ｆｌｉえば酸化クロムで１ｔＬ覆さ１九複合 材料から作られ次電気接点、熱保護装置、機櫨加エホイール、Ｒ１擦部材、ブラ シコレクター！之は家電製品お工び車軸の製造に適合されることができる。

図面の簡単な説明 本発明は非限定的な実施例および添付図面に関連して以下に詳細に説明される。

第１図は本発明による方法を実施するｋめ装置を略示する垂直断面図、 示する断面図、 第３囚は本発明において使用される冷却装置を示す概略図、 第４図は本発明による方法によって処理され友部品の被覆を生じる次めのプラズ マガンと連理することができる粉末分配器を略示する垂直断面図である。

発明を実施する几めの最良の形態 まず、本発明によるガス状アークプラズマによる表面処理の実施をガラス繊維で 補強され定エポキシ樹脂部品に関連してかつかぐして処理され友部品の炭火ホウ 素での被覆の実施を説明する。

部品はまずインプロパツールによる研贋処理を受ける。

この几め、部品にインプロパツールにより濡されかつ次いで溝からダストを除去 するように、ナイロン製ヘアブラシによって擦られる。これにインパノールの洗 い落しが続く。

研磨され之部品は次いで５０℃で１０時間かつ約１３．３３Ｐａの真空下で焼成 される。

次いでそれは２００μｍの粒寸法を有するコランダム粒子を使用しかつ０．２５ ＭＰａの圧力下で部品上に噴射される微小サンドプラスチングを受ける０この微 小サンドプラスチングの前後に部品を計量すると、非常に僅かな重量損失が示さ れる。

次いで、部品は第１図の装置内で笑施されることができるガス状アークプラズマ によって表面処理を５ｊ！施する九めにチッ素で浄化されるグローブボックス内 に置かれる０ 第１図はこの装置が本質的に処理されるべき部品８がモータ４によって垂直軸線 のまわりに回転可能である支持体２上に載置する密封エンクロージャ１からなる ことを示す。ここで説明される特別な場合において、処理されるべき部品８は回 転対称を有しそしてその対称軸線が前記支持体の回転軸線と一致するような方法 において支持体２上に位置決めされる。プラズマ吹付けは駆動機構１３に工って トラック１２に沿って動くガン１０に二り行なわれる。

エンクロージャ１の外部に置かれ九同期装置１６ｒｉガン１０およびモータ４の 両方の運動を制御し、その結果その軸線のまわりの部品８０回転およびトラック １２に沿りガンの移動の組合せが部品８の全表面の処理を可能にする。ガン１０ にプラズマ制御コンソール１４に接続される。後で示すととぐ、ガン１０１−ｊ ま友粉末分配器１６にパイプ４１に接続されることができ、その結果それはま几 本発明に：る表面処理を受けた部品上の被覆を生ずるのに使用されることができ る。

コンソール１４はプラズマを得るのに必要なガス、すなわちここで説明される特 別な場合においてにアルゴンおＬびチッ素の、ならびにその冷却に必要な水のガ ンへの到達の制御を可能にする。ガン１０お：び粉末分配器１６は第２図および 第４図に関連して詳細に説明される。

第１図はま次表面処理または吹付けが行なわれる区域において部品８を冷却する のに使用される冷却装置１８を示す。この装ｇｔニ部品８に対してガン１０と同 一高さく置かれかつまた同期装［６により前記部品に沿って動く０冷却装＊１８ に第３図を参照して以下に詳細に説明する。

冷却装置１８の運転パラメータお＝びエンクー−ジャ１内に現われる雰囲気の状 態を最適な方法において調整する友めに、成る数の熱センサが部品８の温度のか つエンクロージャ内に現われる雰囲気の詳細を示す丸めに設けられる。口面は部 品内のセンナ２０お工びチェック装＆２４に接続され几エンクロージャ１内のセ ンサ２２ｔ−略示し、チェック装ｆｆ１２４に制御装置２６によって装置１８の 運転パラメータに作用することを可能にする。

さらに、エンクロージャ１内に限われる雰囲気の組成を調整する次めに、エンク ロージャ１ｒｉ中性ガス、例えばアルゴンによって浄化され、一方目盛り付きフ ラップ弁に圧力が予め定めｔ値を超える場合、エンクロージャ内に収容され之ガ スの放出を可能にする。浄化ガスのエンクロージャへの導入に矢印２８によって かつ過圧の場合のガスの抜き出しは矢印３０によって表わされる。エンクロージ ャ内に収容され之ガスの組成は一定に分析されかつ浄化状態は分析結果の関数と して調整される。し九がって、プラズマの吹き付けおよび装置１８による部品８ の冷却に放出されねばならないガスをエンクロー・ジャ１内に導入し九。このｔ め、その中に現われる雰囲気の圧力お：び組成に、その基礎として浄化流量を調 整する几めに、一定にチェックされる。同様に浄化は組成が規定された基準内に ある場合および圧力が予め定め次限界値以下にある場合に停止されることができ る。

し九がって、エンクロージャ内に現われる雰囲気をチェックすることにエリ、作 業が中性雰囲気下で行なわれる九め、化学的に極めて活性な材料で作られる部品 を使用することができ、一方液化ガス小滴での冷却は極めて有効な冷却かつし九 がって約１００℃の比較的低い温度を越える不安定である材料の使用を許容する 。し友がって、極低温の液体、例えばヘリウム、チッ素またはアルゴンのごとき 液化ガスの使用は５０℃以下の値での部品の温度の維持を可能にする。

プラズマ噴射の発生がエンクロージャＩＰ’］の非常に強力な電磁界の形成に至 るとい５事により、ニンクロージヤ内のすべての装置ハこれらをコンデンサによ りアースに接続することにより保護される。第１図はエンクロージャ１０内壁に よって構成される金属アースに支持体２を接続するコンデンサ９を示し、−万能 のすべての構成要素、とくにガン１０および冷却装置１８はまｔコンデンサによ って保護される。

任意に、種々の装置の作動に必要な線の通過の丸め支持体２内に回転通路を設け ることができる。ま几、観察蓮蔽窓を複数設けることができるが、これらは紫外 線を透過しない工うにしなければならない。音響絶縁にプラズーｖＣＩＸ射の形 成によって発生される顕著な雑音を除去するのに設けられることができる。

プラズマガン１０に第２図の断面図で最良に見ることができる。第２図からガン １０は本質的に図示してない電源に線４７により接続され之アノード４５からな ることを見ることができる。このアノードは回転対称を有しかつ本質的に中空シ リンダのように形成される。通路４６は本質的に前記アノードの対称軸線に沿っ て設けられかつカソード４８は前記空間内に配置される。アノードとカソードは 通路がアノードと一方でカソードとかつ他方で外被との間の冷却水の九めに設け られるような形状および寸法を有する外被５０に工つて囲繞される。また、それ にプラズマを形成するのに必要なガス状混合物を供給するパイプが通じるカップ リング４９を見ることができる。ここに説明される特別な実施例において、カソ −ドはタングステンからかつアノード４５に空間４６内でレニウムに１って内側 で被覆された鋼から作られる０レニウム被覆はアノードの熱保護を保証する０プ ラズマを発生する之めアノードとカソードとの間の電気放電の結果として放出さ れる多量の熱に鑑みて、ガンの強力な冷却が必要である。この几め、水循環があ りかつ水にカップリング５２を通ってガンに入りかつ最初にカソード支持体５５ を囲繞する室５３円で、次いでノくイブ５４内で循環しかつし友がってアノード を囲繞する室５６に入る。アノードμ空間４６からの良好なプラズマ流出を得る ように十分に冷却されねばならない。し友がって、この丸め、冷却ｄ１０℃以下 でかつ好ましく二８℃以下の温度において水で行なわれ、一方案５６の寸法に水 がアノードのまわりに急激に流れかつ最大効軍で発生されｔカロリを放出するこ とができることを保証する工うに十分に小さい。

第３図に表面処理が行なわれる区域における部品の極めて低い温度レベルを維持 するのに使用される冷却装置１８を示す。図ｒｘｒｎ液化ガス小滴の放出に使用 するオリフィス５９．６１を有する２つのノズル５８．６０を示す。該ノズル５ ８．６０ｄ２本のバイブロ２．６４によってそれらをエンクロージャ内に位置さ れかつ図示されてない液化ガス、例えば液体アルゴンタンクま九ｆｌ容器と結合 する共通のパイプ６６に接続される。

小滴の形成を生じるｍめに、キャリヤガスと呼ばれる他の圧縮ガスに；つて液化 ガスを運ぶことが必要である。

キャリヤガスは、液体ガス小滴が部品８上に蒸着されるとき、その液化ガス小滴 の表面緊張を制御しかつより良好な冷却を得る之め他のガスと任意に混合される ことができる。ノズル５８と６０にキャリヤガスの混合物の通過を許容するパイ プ７２にそれぞれバイブロ８お工び７゜によって集められることが見ることがで きる。し九がって、例えばエンクロージャ１の外部にかつパイプ７４お工び７６ によってパイプ７２にそれぞれ接続されたアルゴンタンクおよびガス状ヘリウム タンクを備えることができる。

冷却が最適条件下で行なわれるように、液化ガスおよびキャリヤガスの圧力およ び流量を慎重にチェックする必要がある。最良の結果は液化ガス小滴が球形であ りかつ４０ミクロンに等しいかま之はそれ以下の直径を有するとき得られる。さ らに、これらの小滴がエンクロージャ内に存するガスの１つとの接触で再加熱さ れずがりそれと反応しないことを保証する之めに、通路ま７″ｃに走行距離は十 分に小さくしなければならない。ノズル５８の出口オリフィス５９と部品８との 間の距離バ一定でそして５〜１００關との間、好ましくは５〜５（ｌｏｗの間に なければならない。装置の配置に距離が冷却装置が部品８に関連して動くとき変 化しない＝５になっている。最後に、液化ガスはこれがノズルに入るとき単相形 でなければならない。すなわち液化ガスはその蒸気と混合してはならない。この 結果に液体ガスパイプの寸法を適宜に選択することに工り得られる。ここで説明 される特別な場合において、６２，６４お工び６６のごときパイプ二重外被パイ プである。すなわち、これらのパイプは良好な絶縁を保証する九めに、それらの 間に真空が形成される２つの同中心パイプによって形成される。液化ガス圧力が ０．１　Ａ−０，１５Ｍ　Ｐ　ａ間にあるならば、タンクとノズルとの間で液体 によって運ばれる距離ｒ１５メートル以下でかつ通路直径は１２簡以下でなけれ ばならない。

本案流側において、ガラス繊維に：って補強され次エポキシ樹脂部品のプラズマ 表面処理に以下の条件、すなわち、 アルゴンーチッ素混合物供給＊　０．１６　Ｍ　Ｐ　ａの圧力下のチンＸ１．５ 〜２リツトルに対して０．２ＭＰａの圧力下の６リツトルのアルゴン、 アノード４５とカソード４８との間に発生されたアークの供給強１［ニア００〜 ７４０Ａ。

ガン１０と部品８との間の距離：　１１５３１ＩＫ。

ガン１０の移動速［：　１２ｃｘ／ｒｎ１ｍによって行なわれる。

プラズマ表面処理に続いて１部品８に冷却装置１８によって直ちに冷却される。

次いで完全な６サイクルが同一条件下で実施されかつ冷却作業によって追随され るプラズマガンによる表面処理を伴なって行なわれる。

この処理に就いて、炭火ホウ素被膜がプラズマガンを使用する吹付けによって部 品上に形成される。この作業に、＠ａＧに詳細に示し几粉末分配器１６がガン１ ０に関連づけられるという条件で、第１図に示し几装置において実施されること ができる。

第４図は粉末分配器１６が実買上その中に粉末塊３４が貯蔵される筒状容器３２ からなり、一方その軸線が容器３２の軸線と一致するニー７３６が粉末の規則的 な流出を許容することを示す。粉末ニ装置の下方部で回転板３８に形成され土塊 状スロット３７に落下し、回転板３８は環状スロット３７をパイプ４１の接続を 許容するカップリング４０に動かし、パイプ４１の他ａｈガン１ｏに接続される 。粉末の運動はパイプ４２を介して回転板３８がその中で回転できる室４３に供 給されるガス、例えばアルゴンによって保証される。ガスに粉末の運動ま九ハ搬 送お、よびパイプ４１によるその放出を保証するスロット３７に入る。最後に、 導管４４は容器３２に沿うガス循環を許容し、それは粉末の放出を容易にする。

この作業の之め、粉末分配器１６に炭化ホウ素粉末で充填されかつアルゴンに粉 末をガン１０に移動させる几めに宜４３内に導入され、ガン１０ににま之ヘリウ ムおよびアルゴンが供給される。吹付け一！ｆｃに採掘を引き起す次め、アノー ド４５およびカソード４８によって発生されるアークの供給密度に７０ＯＡであ りガンと部品との間の距離に８０關でありそしてガンの並進移動速度に２０α／ 　ｍａｎである。吹付は作業に続いて、前述のごとく、被覆され九部品に直ちに 冷却される。作業の終りにおいて、１絽の厚さの炭化ホウ素被膜が得られる。

これはこのＬうにして蒸着された炭化ホウ素層の引張りにおける剥離に対する抵 抗により従属される０比収のｍめ、１關の厚さの炭化ホウ素被膜にガラス繊維で 補強されるが、本発明による表面処理受けない同一条件下で製造され友。この工 すにして蒸着された炭化ホウ素被膜の引張りにおける剥離に対する抵抗が同様に 測定される。以下の結果は本発明により処理された部品および処理されない部品 に工っで得られた０処理部品　剥離抵抗（ｋｌｉ’／ｅｊ　）例　１　４６４ 例　２　３９８ 例　６　３　Ｓ２ 例　４　６　１．７ 未処理部品 例　１　乙５ 例　２＆２ 例　３　Ｓ４ 例　４　乙０ しｍがって、本発明に；る表面処理は炭化ホウ素被膜の密着のかなりの増大を可 能にする０ 同一方法において、６００人における０、２０の厚さのアルミニウム蒸着に関し て、以下の結果が得られ友。

処理部品　剥離抵抗（ｋｇ／ｅｊ　） 例　５　１５．５ 例　６　２４．９ 例　７　３２０ 例　８　２　９．５ 未処理部品 例　５７，５ 例　６　Ｓ２ 例　７　乙７ 例　８　５６ 以下に、本発明の方法に１９ポリカーボネートでかつ次いでアルミナで被覆され るガラス線維により補強されｔエポキシ樹脂部材の製造について説明する。

この実施例において、部材はまず微小サンドプラスチング、脱脂および焼成を伴 なう前処理、ポリカーボネート下塗りの蒸着、°このようにして蒸着され友ボリ カーボ＄−）被［のアルゴンーヘリウムプラズｉに二る処理を受ける。これらの 種々の作業に続いて、アルミナ部材がプラズマガンによる熱吹付けに工っで塗布 される。

微小サンドプラスチングに２００μｍの＝ランダム粒子により行なわれかつこれ らの粒子は部品上に０．２５ＭＰａの圧力で発射される。これに第１段階の軟水 による洗浄、第２段階のアセトンによる洗浄および第５段階のイノプロパツール による洗浄を伴なり部材の脱脂が追随する。

この友め、軟水に水平に位置決めされかつ約１ｒ、　ｐ、　ｍ。

の速度で回転させられる一方、ナイロン製へアブツクで力強く擦する部材上に連 続的に注がれる。これに同一条件下でアセトンによる洗浄が追随し、その場合部 材に数分間空気中で乾燥される。同−手ＩＩ［ｒｉインプロパツールによる部材 のすすぎおよび数分間の引出しが追随するイノプロパツール洗浄に使用される。

これらの洗浄作業に続いて、部材に約１．３５ＫＰ’ａの真空下で５０℃におい てオーブン円に置かれかつ部材にそこで１０時間放置される０ これらの作業に続いて、ポリカーボネート下！！１９が部材上に蒸着される。こ の几め、部材はまずクロロホルムで洗浄されかつ３０分間乾燥させられる。ポリ カーボネート溶液１−２１３５℃で４時間の乾燥に読込て１．５Ｌのクロロホル ム中に１５０ｇのポリカーボネートを溶堺することにより調整される。次いでこ の溶液は１５０關（ガンノズルから部材への距離）の距離にかいて０．１　Ｍ　 Ｐ　ａで圧縮空気ガンにより部材上に吹付けられる一方、良好な空気吸込みを有 するフードの下で作用する。吹付は中、５個の連続するポリカーボネート被膜は 、全体の厚さ約２００μｍを得るように蒸着されかつ一方２ｇＡの連続する被膜 の蒸着の間で２分間待つ。回転部材に周囲温度で１時間乾燥せしめられる。次い でポリカーボネート被膜にドラッグされるクロロホルムを除去すべく約１．３Ｋ Ｐａの真空下で５０℃において１２時間焼成される。

次いで部材にガス状アークプラズマによってポリカーボネート被膜の表面処理を 行なうべくアルゴン掃気下でグローブボックス内に置かれる。これは第１図ない し算３図に示した手段を使用して前述のごと〈実施される。

２００μｍのポリカーボネート被膜で被覆された部材のプラス１表面処理は以下 の条件、すなわちアルゴン−ヘリウム混合物供給：　０．２　Ｍ　Ｐ　ａの圧力 下のヘリウム１５！に対して０．２ＭＰａの圧力下のアルゴン４１゜ アノード４５とカソード４８との間に発生され之アークの供給密度：３５０人、 ガン１０と部材８との間の距離：　１１５ｍｌ、ガン１０の移動速ｆ　：　１２ 　ＣＩＬ　／　ｍ１ｎ　ｓ部材の回転速度：　１６０　ｔ／ｗｉｎによって行な われる。

プラズマによる表面処理に続いて５部材８は冷却装置１８によって直ちに冷却さ れかつ再び６個の完全なサイクルが同一条件下で行なわれかつ冷却が追随するプ ラズマガンによる表面処理を伴なって行なわれる。

この処理に続いて、アルミナＡｌ２Ｏ３の被膜にプラズマガンに：り人１２０３ 粉末を吹付けることに↓り部材上に形成される。この作業は、第４図に詳細に示 された粉末分配器１６がガン１０に関連づけられるという条件で、第１図の装置 において実施されることができる。

この作業の丸め、粉末分配器１６ぼアルミナ粉末で充填され力）つアルゴンに、 ま几ヘリウムおよびアルゴンで供給されるガン１０に粉末を搬送する之め呈４３ に導入される。吹付けの之め、アノード４５とカソード４８との間に発生され次 アークの供給密度ａ７００人で、ガンと部材との間の距離に１２０絽、ガンの並 進運動速度は５ｃｘ／ｗｉｎ１そして部材の回転速度に２１：ｌ　Ｑｒ、ｐ、ｍ 、である。吹付けに続いてかつ前述のごとく、被覆され九部材に直ちに冷却され る。咋莱の終りにおいて、アルミナ被膜の厚さＨｏ、５ｍである。これにこのよ うにして蒸着されたアルミナ被膜の引張りにおける剥離抵抗の測定が追随する。

比較の之め、ポリカーボネート鼓膜によって被覆されなかつ之同−のガラス繊維 で補強し友エポキシ樹脂部材について同一条件下で作られ次。このように蒸着さ れ之被膜の引張りにおける剥離抵抗が同様に測定される。本発明に工っで処理さ れ７を部材お工び非処理部材に工り以下の結果が得られ友。

ＭＰａにおける剥離抵抗 処理部材　４．８７ 非処理部材　ｃＬ５０ ガラス繊維で補強し之フェノール樹脂部材に２００μｍのポリカーボネート被膜 および０．５　ｍの厚さのアルミナ被膜により同一条件下で作られ、これにこの 工うに蒸着され九アルミナ被膜の引張りにおける剥離抵抗の測定が追随する。比 較の九め、同一の測定がポリカーボネートａＦＪｊｒが付与されなかつ之同一部 材について行なわれ次。

それにエリ、以下の結果、すなわち ポリカーボネート被膜を有する部材：　’　０．Ｉ　Ｍ　Ｐ　ａ　ｓポリカーボ ネート被膜なしの部材：　０−５　Ｍ　Ｐ　ａが得られ次。

手続補正書 昭和６０年１１月　と日

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. １．部品の表面処理方法において、不活性雰囲気中の前記部品の表面を熱いガス 状プラズマの作用に従属させ、かつこのようにして処理された表面をその飽和点 に近い温度において冷却液を前記表面上に投射することにより直ちに冷却してな ることを特徴とする部品の表面処理方法。
2. ２．前記プラズマのガスはチツ素、アルゴン、水素、ヘリウムまたはその混合物 であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の部品の表面処理方法。
3. ３．前記プラズマは反応性ガスからなることを特徴とする請求の範囲第１項およ び第２項のいずれかに記載の部品の表面処理方法。
4. ４．前記反応性ガスは水蒸気またはＢＣｌ３であることを特徴とする請求の範囲 第３項に記載の部品の表面処理方法。
5. ５．処理されるべき部品の表面にはまず熱可塑性材料層が蒸着され、このように して蒸着された熱可塑性材料層が次いで請求の範囲第１項ないし第４項の１つに 記載の方法を実施することにより表面処理を受ける、被覆材料の熱吹付けによつ て被覆される部品の製造方法において前記被覆材料は次いでこのように処理され た層を備えた部品の表面上に熱吹付けされ、このように処理された部品の表面が 次いで直ちに冷却されることを特徴とする部品の製造方法。
6. ６．このようにして処理された部品の表面は該表面上にその飽和点近くの温度で 冷却液を吹付けることによつて冷却されることを特徴とする請求の範囲第５項に 記載の部品の製造方法。
7. ７．前記熱可塑性材料層は２０〜５００μｍの厚さを有することを特徴とする請 求の範囲第５項に記載の部品の製造方法。
8. ８．前記熱可塑性材料はポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルおよび ポリオレフインを含むグループから選ばれることを特徴とする請求の範囲第５項 に記載の部品の製造方法。
9. ９．前記部品は複合材料であることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第５項 のいずれかに記載の部品の製造方法。
10. １０．前記複合材料は無機質繊維で補強されたプラスチツク材料であることを特 徴とする請求の範囲第９項に記載の部品の製造方法。
11. １１．前記無機質繊維はガラス、炭素、シリカまたはグラフアイト繊維であるこ とを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の部品の製造方法。
12. １２．前記複合材料はガラス繊維で補強されたエポキシ樹脂であることを特徴と する請求の範囲第９項に記載の部品の製造方法。
13. １３．前記被覆材料は酸化物、炭化物、ケイ化物、チツ化物およびホウ化物の中 から選ばれた耐火性材料であることを特徴とする請求の範囲第５項に記載の部品 の製造方法。
14. １４．前記熱可塑性材料層は前記部品の表面上に溶媒中の熱可塑性材料の溶液を 吹付けることによりかつ次いで前記溶媒を除去すべくこのようにして蒸着された 層を乾燥することにより蒸着されることを特徴とする請求の範囲第５項に記載の 部品の製造方法。
15. １５．前記冷却液は液化ガスであることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第 ６項のいずれかに記載の部品の製造方法。
16. １６．前記液化ガスはチツ素およびアルゴンを含むグループから選ばれることを 特徴とする請求の範囲第１５項に記載の部品の製造方法。
17. １７．前記冷却法はキヤリヤガスによつて小滴形状で吹付けられることを特徴と する請求の範囲第１項および第６項のいずれかに記載の部品の製造方法。
18. １８．前記部品は該部品をガス状アークプラズマの作用に従属させる前に洗浄処 理を受けることを特徴とする請求の範囲第１項および第５項に記載の方法。
19. １９．前記洗浄処理は脱脂および／またはプラスチングからなることを特徴とす る請求の範囲第１８項に記載の方法。
20. ２０．前記脱脂はアルコールによつて行なわれることを特徴とする請求の範囲第 １９項に記載の方法。
21. ２１．前記部品上にコランダム粒子を投射することによりサンドプラスチングが 実施されることを特徴とする請求の範囲第１９項に記載の方法。
22. ２２．前記ガス状プラズマはアルゴンおよびチツ素からなるプラズマであること を特徴とする請求の範囲第１項および第５項のいずれかに記載の方法。
23. ２３．部品の表面を前記第１項ないし第４項のいずれか１つに記載の表面処理方 法に従属させ、かつ次いで前記表面上にセラミツク材料を吹付けてなることを特 徴とする複合材料部品をセラミツク材料で被覆する方法。