JPS62182265A - 溶射被覆の封孔処理方法 - Google Patents

溶射被覆の封孔処理方法

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JPS62182265A
JPS62182265A JP2419786A JP2419786A JPS62182265A JP S62182265 A JPS62182265 A JP S62182265A JP 2419786 A JP2419786 A JP 2419786A JP 2419786 A JP2419786 A JP 2419786A JP S62182265 A JPS62182265 A JP S62182265A
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JP
Japan
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powder
coating layer
layer
pores
thermal spray
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Pending
Application number
JP2419786A
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English (en)
Inventor
Motoaki Suzuki
鈴木 元昭
Minoru Matsuda
穣 松田
Shigechika Kosuge
小菅 茂義
Moriaki Ono
守章 小野
Kiyokazu Nakada
清和 仲田
Hajime Watanabe
元 渡邊
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.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
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Publication of JPS62182265A publication Critical patent/JPS62182265A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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】 〔に業上の利用分野〕 この発明は溶射被Wの封孔処理方法、更1c[L〈は金
属材の表面にコーティングさ九た溶射被覆の耐食i生、
耐摩耗性、耐熱性を向上させるようKした溶射被覆の封
孔処理方法に関するものである。
〔従来の技術〕
一般に金属材をジェットエンジン、カスタービンの羽、
工具、機1成部品専の構成部材として丈用する場合Vこ
は耐食性、耐摩耗比、耐熱性が要求されることから、金
属材の表面に溶射被覆金地して耐食性、耐摩耗性、耐熱
性が得られるようにしていたり これらの特性を金属材に持たせるようにしたコーディン
グ方法として低圧プラズマ溶射法が知られている。
かかる低圧プラズマ溶射法によって溶射材としてセラミ
ックス系粉末材料を用いて基材となる金属材の表面に溶
射被覆層全形成した場合、セラミックス系粉末材料は融
点が高く、化石が低いために金属材表面にコーティング
された溶射vL覆FJ Kはピンホールのような気孔が
生じ、殊に耐食性の点で問題があった。また、セラミッ
クス系粉末材料のうち、窒化物系のものでは、プラズマ
の高熱によって液状に溶融されず直接気化即ち昇華して
しまうために溶射被覆層ができにくくなるという難点が
あった。
このため、セラミックス糸粉末材11を使用する場合に
は金悶粉を混合したものを溶射材とし、金属粉にバイン
ダの役割を果たせるようにしていたつしかし、この場合
でも、気孔率は低下するものの零にはならず、上記雑煮
が完全には解決されなかった。
そこで、この短点な解決するために、第6図に示ずよう
なレーザ光音−1°iJ用した溶躬破鷹の封孔処理方法
が9E米=り知ら几ている。
この浴射仮−の封孔処理方法は金属材(1)の表面にセ
ラミックス系粉末材料(2)と金属粉(3)を混合した
石側aAで低圧プラズマ溶射して形成された浴射被u 
7’+(j L41にレーザ光(51′に照射して溶射
被覆層(4)の気孔(6)全封孔処理するようにした方
法である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
し〃・しながら、従来のレーザ光を利用した溶射被諸の
封孔処理方法にあっては、溶射被覆層(4)にレーザ光
(5)全第4図(a)に示すように照射すると溶射被覆
層(4)は溶融されるが、セラミックス系粉末材料(2
)と金属粉(3)とではレーザ光の吸収能が相違し、即
ちセラミックス系粉末材料(2)ではレーザ光の吸収能
が大きく、金属粉(3)ではレーザ光の吸収能が小さい
ために溶射被ffl 、’? (41を構成するセラミ
ックス系粉末材料(2)は高1となり、分解、溶解或い
は昇?ti L、金属粉(3)はあまり温度が上昇せず
、溶融しないため、第4図(b)に示すように溶射被覆
N(4)の表面が凹凸状となると共に気孔(6)の封孔
処理が充分でないという問題点があった。
この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
で、溶射被a層における気孔の封孔処理が充分に行われ
、金属材の表面にコーティングされた溶射被M&層の耐
食性、耐窄粍性、耐熱性を向上させることができる溶射
被覆の封孔処理方法全得ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係る溶射被覆の封孔処理方法は、基材となる
金属材表面にセラミックス系粉末材料と金属粉全混合し
た溶射材を低圧プラズマ溶射して形成された溶射被覆層
に電子ビーム全照射して溶射被lf層の気孔を封孔処理
するように構成したものである。
〔作 用〕
この発明においては、基材となる金属材表面にセラミッ
クス系粉末材料と金属粉とを混合した溶射材を低圧プラ
ズマで溶射して形成された溶射被FJ1層に電子ビーム
を照射して溶射被覆層を構成するセラミックス系粉末材
料の表面の一部を溶解させると共に金属粉を溶融させる
から、溶射被NNI中の気孔が金属粉の溶融によって消
滅し、溶射被8f層が緻密となる□ 〔実施例〕 第1図はこの発明の一実施例金示す説明因、第2図(a
) 、 (b)はこの発明により封孔処理される工程を
それぞれ示す説明図である。
図において、(1)は基材となる炭素鋼製の平板な金属
材である。(2)は溶射材の一つである例えばCr3C
2のセラミックス系粉末材料、(3N−1溶射材のもう
一つである例えばNiCr合金の金属粉、(4)は金属
材(1)の表面に低圧プラズマ溶射によって形成された
溶射被覆層、(6)は溶射被覆層(4)内に生じている
気孔、(81Vi溶射被覆層(イ)を照射する1子ビー
ム、(9)は電子ビーム(8)の照射によって封孔処理
された溶融浴9・(被覆層である。
次にこの発明方法について、説明する。
まず、その前に、金属材表面に溶射被覆層を形成する方
法について説明する。
炭素′;a製の金属材(11をプラズマ溶射雰囲気圧2
00〜250 Torrの下に置き、プラズマ出力を6
5OA×80v程度にし、プラズマガスにArと5%H
2の混合ガス全量い、Cr3C2のセラミックス系粉末
材料(2)とNiCr合金の金属粉(3)と全均一に混
合した溶射材全プラズマジェット中に搬入して金属材(
1)の表面に噴射して低圧プラズマ溶射を行う。
そうすると、金属材(1)の表面には、第1図に示すよ
うに厚さが約200〜250μmの溶射被覆層(4)が
形成される。
次に、第2図(a)に示すように金属材(1)の表面に
形成された溶射被8f層(4)に向けて真空度5 X 
10−’Torrの雰囲気下で電子ビーム(8)全照射
して気孔(6)の封孔処理を行う。そうすると、溶射被
覆層(4)のセラミックス系粉末材料(2)は、その表
面の一部が少しf8解するだけで固体状QTAf保ち、
金属粉(3)が溶融されて溶射被覆層(4)中の気孔(
6)を埋めることとなり、気孔(6)のない溶融溶射被
8f層(9)が形成される。この溶融溶射被覆、腎(9
)は緻密な被覆となって耐食性、対土7粍性が向上する
。これは、電子ビーム(8)にあっては不導体であるセ
ラミックス系粉末材料は照射の影1は受けず、導体であ
る金属粉は照射の影響を受けて金属粉をより加熱し易い
ためである。さらに一般的にセラミックス材料の溶融温
度は金属のそれに比して高温であることもこうした現象
全助長している。また、電子ビーム(8)はエネルギー
密度が高いため、金属材(1)の表面が溶ける温度に達
する位までの温度に溶射被覆層(4)がなっても、金属
材(1)自体の温度はあ1り上昇しない。
なお、電子ビーム(8)の移動は金属材(1)の表面に
形成された溶射被覆層(4)の表面全体が溶融されるよ
うに行われることは勿論である。
次に、この発明の具体的な実施例全説明する。
(実施例) この実施例に使用された基材となる金属材(1)の材質
は炭素鋼、厚さは10fiである〇また、金)42調(
1)の表1■に浴射彼J・J(4)を形成した低圧プラ
ズマ溶射条注は次の通りである。
溶射材はCr 3C2−r’J i Cr粉末、プラズ
マ出力は650AX80V1 プラズマガスvj:Ar
と5%H2の混合ガス、γd溶射1気圧は2bOTor
rである。
形成され之浴射被uJ(4)のJヌさtよ250μ71
1である0 更に、低圧プラズマ溶射後に行った゛4子ビームによる
封孔処理条件は次の通)である。
’1L′−re −ムi8)ノアJ[l1m7!圧1d
 150 KV、ヒーム’2流ハ50 mA 、  ビ
ームオシレーション幅ハ15吠暴、焦点位lは+801
、ビーム移動速度は1ffl/l1ull、真空度は5
 X 10−’ Torrである。
上記条件の下で、金属材(1)の表面に低圧プラズマ7
d対して形成ぜれ念浴射被置層(4)に電子ビーム(8
)全ビーム移動速度1 m、A處で照射して溶射被覆層
(4)に気孔(6)の封孔処理を実施しfc 。
かかる電子ビームの封孔処理により、低圧プラズマ溶射
で形成された溶射被覆層(4)の気孔(6)は全て消滅
し、緻密な被覆が得られた。
下記の表は従来のレーザ光によシ溶射被NNjを封孔処
理したものと本発明の実施例によるものとの腐食試験の
結果を示すものである。
この腐食試験は、液温20℃の5%HC1に本発明方法
によシ形成された溶射被覆Mt−有する金属材と従来方
法により形成された溶射被覆層を有する金属材と全1年
間浸漬して腐食減量全測定したものである。
表 この表から従来方法によれば、腐食減量がa8was/
y62rであるのに対し、本発明方法によれば、腐食減
量がOm/yearであり、溶射被覆層の耐食性が著し
く向上していることがわかる。また、耐食性の向上に伴
い耐摩耗性、耐熱性が向上していることも勿論である。
〔発明の効果〕
この発明は以上説明したとお9、基材となる金属材表面
にセラミックス系粉末材料と金属粉とを混合した溶射材
を低圧プラズマで溶射して形成された溶射被覆層に電子
ビーム金照射して溶射被覆層を構成するセラミックス系
粉末材料の表面の一部を溶解させると共に金属粉を溶融
させるようにしたので、溶射被N層中の気孔が金属粉の
溶融によって消滅し、溶射被覆層が緻密となって耐食性
、耐摩耗性、耐熱性が向上するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す説明図、第2図(a
) 、 (blはこの発明によシ封孔処理される工程を
それぞれ示す説明図、第6図は従来の溶射被覆の封孔処
理方法を示す説明図、第4図(a) 、 (b)は同封
孔処理方法により封孔処理される工程をそれぞれ示す説
明図である。 図において、(lJl−1:金属材、(2)はセラミッ
クス系粉末材料、(3)は金属粉、(4)は溶射被覆層
、(6)は気孔、(8)は電子ビームである。 代理人 弁理士  佐 藤 正 年 第2図 (a)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 基材となる金属材表面にセラミックス系粉末材料と金属
    粉を混合した溶射材を低圧プラズマ溶射して形成された
    溶射被覆層に電子ビームを照射して溶射被覆層の気孔を
    封孔処理するようにしたことを特徴とする溶射被覆の封
    孔処理方法。
JP2419786A 1986-02-07 1986-02-07 溶射被覆の封孔処理方法 Pending JPS62182265A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100621925B1 (ko) 2004-08-10 2006-09-14 학교법인 포항공과대학교 자용성 세라믹 분말을 이용한 표면복합재료의 제조방법
KR100673293B1 (ko) * 2005-07-11 2007-01-24 학교법인 포항공과대학교 표면 복합재료의 제조방법 및 이에 의한 표면 복합재료

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100621925B1 (ko) 2004-08-10 2006-09-14 학교법인 포항공과대학교 자용성 세라믹 분말을 이용한 표면복합재료의 제조방법
KR100673293B1 (ko) * 2005-07-11 2007-01-24 학교법인 포항공과대학교 표면 복합재료의 제조방법 및 이에 의한 표면 복합재료

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