JPS62173215A - セラミツク被覆パイプの製造法 - Google Patents

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は耐熱性、耐食性に優れたバイブの製造法に関し
、８゛らに詳しくは、内周面がレラミックでライニング
されたバイブの製造法に関する。

（発明の技術的ｉ”ｒｆｆｉとその問題貞〕従来、暴村
上にセラミックまたは高融点金属を被覆する方法として
澄用払が知られている。この溶）目人においては、溶融
状態の溶射材Ｖ）末を８速で溶射ガンから７Ｊ　＋ａ　
、ｔに噴射づる。このとき、溶用材粉末【よ＾速の作動
流体に乗って基材面に衝突し被膜を形成するが、膜厚を
均一とするには基材面と、、Ｉｒ！心に衝突させる必要
がある。

一方、耐熱性、１１４食性に浸れるバイブの製法はセラ
ミックまたは金属をＣ１体で形成する方法、もしくは上
記特性が要求される部位に前述のＦＪ用法などにより１
１膜を形成りる方法がある。局部的に被膜を形成する方
法においで、バイブ外周面は容易に？２Ｉ［覆できるが
バイブ内周面で（よ径と長さにＪ：つでは極めて困難な
場合がある。寸なわら、前述のように溶射ｖ１ぐ【よ溶
Ｑ（ガンより）、４材に粉末材をたたきつＥノるが、パ
イプ内周面を溶射するには溶射ガンがバイブ内に進入し
、かつ内周面に対してｆｆ１ｆＩに粉末材が衝突する位
ｎを確保するに十分なパイプ内径が必要となる。また、
パイプ長さが増づと溶Ｃｔｌガンを支）−′Ｆづるアー
ムの剛性増加が必要どなり、このためアームが巨大化し
溶射可能なパイプ内径も必然的に大きなものにならざる
を得ない。

また、セラミック成形法の一つとして、セラミック粉末
を金型内で高温加圧するホットプレス法がある。しかし
、パイプのように長さに対して肉厚がａ９い形状では、
バイブ仝長に圧力を伝播することはできない。また、金
型構造上、パイプ内周を形成する筒所は央型のためのテ
ーパが必要となり、パイプ形状面からも問題がある。

他のセラミック成形法として、スリップキャスティング
法がある。このスリップキャスティングは、スラリー状
に調合したセラミック粉末を石コウｊｊＡ＆！型にて成
形する方法である。この方法でのパイプ成形は、パイプ
外径と長さに相当する空間を有するＶＩ型にスラリー状
のセラミック材を注入し、鋳型面からのスラリー固化域
が所定寸法に成長した時点で未固化のスラリーを排出す
る方法をとる。したがって同化域はパイプ状に鋳望内に
残る。この方ン人によればホットプレスフ人よりも長く
、径の小さいパイプに適用することが可能である。

しかし、固化域はスラリー中の水分除去率により変化し
、このため固化１４　＝Ｊ法をバイブ仝長にわたり制御
りること（よ難しく、固化域寸法にばらつきが生じ、パ
イプ肉厚が不均一となるという問題がある。

内周面をセラミックでライニングづるパイプの製造法と
して、金属棒にセラミック粉末を溶射した後、さらにセ
ラミック層上に金属層を形成し、次いで前記金属棒を溶
出づる方法がある。たとえば、具体的な例として、金属
棒材質に純銅を用い、セラミック粉末溶射後、純銅を加
熱溶融して除去する方法がある。しかし、この方法では
純銅の熱膨張率がセラミックよりも大きいため加熱途上
にセラミックが破壊する問題や、純銅溶融温度までの加
熱によりセラミックと純銅の反応によるセラミックの汚
染が問題となる。

（発明の目的） 本発明は上述した点に鑑みでなされたものであり、パイ
プの形状、大きさに制限されることなく、容易にパイプ
内周面をセラミック岡でライニングする方法を提供する
ことを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明によるセラミック被覆パイプの製造法は、加熱保
持された金属製芯材の表面にセラミック被覆層を形成し
、次いでこのセラミック被覆層上に金属層を被覆形成し
たのち前記芯材を冷却して収縮させることにＪ：り芯材
をセラミック被覆層から分離し抜去することを特徴とす
るものである。

上記セラミック被覆層の形成は、常法に従いセラミデク
原Ｆｌ粉末を前記芯材表面に溶射することにより行なわ
れ得る。

〔発明の詳細な説明〕

以下、本発明を、図面に示す具体例に基いて更に詳細に
説明する。

第１図は、本発明の製造工程の途中の状態を示す部分断
面図である。ずなわら、本発明にＪ３いては、金属製芯
材（丸棒状）１０表面にセラミック被Ｓｉｔ層２を形成
し、ざらにこの表面にパイプ本体となる金属図３を被覆
形成する。この場合、芯材１は、適当な加熱手段により
高温状１世に保持されている。芯４４１としては、従来
公知の金属相別が用いられるが、たとえば、アルミニウ
ム合金（ＪＩＳ合金番号５０８３等）などが好ましく用
いられる。芯材１の加熱温度は、当該芯材の融点以下で
あることはもらろんであるが、セラミック被覆層２Ｊ３
よび金属層３の形成に悪影晋を与えないような温度範囲
を選択する。

セラミック被ｒｔｉｖＩ２の形成は、従来公知の方法、
たとえば、ガス溶射、アーク溶ｑ４及び爆裂溶０１など
の方法によって↑ｊなわれ（ｑるが、溶射可能材料のａ
、ＩＩ限が少ない、溶）１肢膜の密度が高い、連続した
溶射作業が可能などの点で、プラズマ溶射法が好ましく
用いられる。

プラズマ溶用法においては、たとえば、酸化ジルコニウ
ム、酸化イソ１−リウムなどのセラミック原料粉末をプ
ラズマ溶射装置により芯材１の表面に溶射し、所望厚さ
のけラミック被覆層２を形成りる。

金属層３の形成は、従来公知の方法、たとえば、プラズ
マ溶射法などによって行なわれ得る。溶射法を用いる場
合、金属粉末を溶ｇＡ装置によりけラミック被覆層２の
表面に溶射して所望厚さの金属層３を形成する。

このようにして、金属層３を形成したのち、芯材１を冷
ｕ１する。この場合、金属の熱膨張係数はしラミックの
それよりも大きいので、冷却処理により芯材１が収縮し
、芯材１とセラミック被覆層２とが分離し、これにより
芯材１を容易に抜去することができる。

なお、上記芯材１の除去を円滑化するために、芯材１の
表面にあらかじめパフ研磨を施こしたり、場合によって
は、剥離性を向上させるために芯材の表面に剥離層を形
成してもよい。たとえば、芯材の表面に、メッキ等の表
面が滑らかで微孔などが無い被膜を形成してもよい。

〔発明の実施例） 友亙■ユ 第１図に示すような積層物を形成した。芯材１としては
、アルミニウム合金の丸棒（常温下で、径１９８順）を
用い、あらかじめ、表面にはバフ研肥を施こした。

まず、加熱装置（図示Ｕず）を用いて芯材を４００℃に
保トｊする。この温度で該芯材１の径は約２００＃Ｉを
示１゜次いで、芯４Ａ１の表面上に、常法に従いプラズ
マ溶ＤＩ　？人により、酸化ジルコニウムと酸化イツト
リウムの８合粉末を溶（ト）してセラミック？！！！覆
廠２を形成した。代表的な溶）ｊ条件では、１回の溶射
により約２０ｔ１ｍの厚みの層が形成され、この実施例
では２０回の溶射を施し、セラミック被ｒＥ層厚を約４
００μｍどした。次いで、該セラミック被覆層２上に、
ニッケル、コバルト、クロム等の温合Ｖ）末を溶射して
金属層３を形成した。代表的な溶用条件では、溶射１回
あたり約１８μｍの厚みの層が形成され、この実施例で
は５０回の溶射を施し該金属が３の厚みを約０．９ｍｍ
とした。セラミック被覆層２、金属層３の形成後、芯材
１を常温まで冷却する。

このように、平滑な表面を有し加熱保持された芯＋Ａ１
上にセラミック被Ｎ層２、金属層３を溶射形成した後、
芯材１を冷ｕ１することにより芯材は収縮し棒径は減少
する。冷却処理により被覆層の径は同様に減少するが、
熱膨張係数が該芯材１材のアルミニウム合金よりも小さ
く、セラミック被覆層２の内径は該芯材１の径よりも大
ぎい状態にある。たとえば、上記実施例の場合、双方の
径の差異ｔよ約１　ｍｍとなり、すぐれた分離性が得ら
れる。

また、金属層３はセラミック層２の補強として有効であ
る。たとえばバイブ製造後の処理作業でおきる°不意の
衝撃からのセラミック被覆層２の保護に効果的である。

本方法で製造したパイプを各種機器に組込むに【、１該
パイプの周囲を市販のパイプでカバーし治具等を付設し
Ｃ実用に供するのが良い。

実施例２ 第２図は他の実施例を丞りらので、バイブ端部に長さ１
００ＩＩＩｌｌ＋、厚さ１０ｍｍ程度のネジ部４をＩ］
ｒ＋工形成したものである。このネジ部４は、ネジ部以
外の部分より多くの金属粉を溶射するため公知の水プラ
ズマ溶１）１を施した。このようにネジ部を有するパイ
プはバイブ同志をＩＩＹｌ結ザることが可能で、配管部
が良い場合に有効ｒある。さらにバイブ形状ｌよ円形に
限らず、三角形、四角形等の多角形で６良い。

〔発明の効果〕

以上訂ｊδしたように、木梵明によれば芯材上にセラミ
ック被覆層、金Ｉｉ！層を各々この順序で溶射した後、
芯材を冷ＩＪ）シ除去するようにしたので、バイブ内周
面をビワミックでライニングしたパイプの￥Ｊ造が可能
となり、しかしバイブ内径やパイプ長さならびに形状の
制限を受りることなく簡易にセラミック被覆したパイプ
を”Ａ　’＋′Ｘｉすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および１２図は本発明による製造法の製造工程□
を示す部分断面図である。 １・・・芯材、２・・・セラミック被覆層、３・・・金
属層、４・・・ネジ部。 出願人代理人　　Ｖｉ　　　藤　　−雄第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、加熱保持された金属製芯材の表面にセラミック被覆
   層を形成し、次いでこのセラミック被覆層上に金属層を
   被覆形成したのち前記芯材を冷却して収縮させることに
   より芯材をセラミック被覆層から分離し抜去することを
   特徴とする、セラミック被覆パイプの製造法。 ２、前記セラミック被覆層の形成が、セラミック粉末を
   前記芯材表面に溶射することにより行なわれる、特許請
   求の範囲第１項に記載の製造法。