JPS6254588A - セラミツク粒子分散アルミニウム合金複合層の形成方法 - Google Patents

セラミツク粒子分散アルミニウム合金複合層の形成方法

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JPS6254588A
JPS6254588A JP60191393A JP19139385A JPS6254588A JP S6254588 A JPS6254588 A JP S6254588A JP 60191393 A JP60191393 A JP 60191393A JP 19139385 A JP19139385 A JP 19139385A JP S6254588 A JPS6254588 A JP S6254588A
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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】 産業上の利用分野 本発明は、アルミニウム合金材料の表面処理に係り、更
に詳細にはレーザを利用してアルミニウム合金材料の表
面部に炭化物系セラミック粒子が分散されたアルミニウ
ム合金よりなる複合層を形成する方法に係る。
従来の技術 アルミニウム合金材Ｈの表面部の耐食性、耐熱性、耐摩
耗性などを向上させる一つの手段として、それ自身高強
度且高硬度を有し耐熱性及び耐食性に優れたセラミック
粒子をアルミニウム合金材料の表面部に分散させ、これ
によりセラミック粒子分散アルミニウム合金複合層を形
成することが有効であることが知られてａ５す、アルミ
ニウム合金材料の表面にセラミック粉末を配置し、該セ
ラミック粉末及びアルミニウム合金材料の表面部をレー
ザにて加熱し、これによりアルミニウム合金材料の表面
部を溶融させると共にセラミック粉末を融液中に分散さ
Ｖることが従来より試みられでいる。
発明が解決しようとする問題点 しかし上述の如き方法にてアルミニウム合金中にセラミ
ック粒子が均一に分散された複合層を形成することは、
これまでのところ尽く失敗に終わっている。その理由は
、第一にレーザによる加熱がごく短時間に局部的に行わ
れるものであるので、形成された溶融層が十分には攪拌
されないまま凝固すること、第二にセラミックと溶融ア
ルミニウム合金との濡れ性が悪く、そのためセラミック
粒子が溶融アルミニウム合金中に溶は込まないこと、第
三にセラミックは一般にアルミニウム合金に比して比重
が大さくｉＹつＣセラミック粒子が溶融アルミニウム合
金中に溶は込んだとしても比重差に起因して溶融アルミ
ニウム合金の底部に凝集してしまうことによるものと推
測される。
また分散されるセラミック粒子が酸化物系セラミック（
△ｌ　２０３　、Ｓｉ　Ｏ！！など）＄！７子や窒化物
系セラミック（Ｓｉ　３Ｎ４　、ＡＩ　Ｎなど）粒子で
ある場合には、それらの粒子がレーザにより高温度に加
熱されることにより、溶融層中にてその一部が分解反応
を起し、例えば酸化物系のセラミックは酸素を生成し、
窒化物系のセラミックは窒素を生成し、かくして生成し
たガスは複合層中にブローボール又はピンホールとして
残存してしまう。従って上）ホの如き方法にて複合層を
形成する場合に於て、分散されるべきセラミック粒子が
酸化物系又は窒化物系セラミック粒子である場合には、
ブローボール等の欠陥を生じることなくセラミック粒子
が均一に分散された複合層を形成することは非常に困難
である。
本願発明者は、レーザを用いてアルミニウム合金材料の
表面にセラミック粒子分散複合層を形成せんとする場合
に於ける上述の如き問題に鑑み、秤々の実験的研究を行
った結果、セラミックとして炭化物系セラミックを選定
し、炭化物系セラミック粉末とＳｉ及びＳｉ　と金属間
化合物を形成する金属元素を含有する金属粉末とのａ金
粉末をアルミニウム合金材料の表面に配置し、その混合
粉末をレーザにて加熱して金属粉末及びアルミニウム合
金材料の表面部を溶融させれば、ブローホール等の欠陥
を生ずることイ１くアルミニウム合金材料の表面にセラ
ミック粒子分散複合層を形成し１ｑることを見出した。
本発明は、本願発明者が行った実験的研究の結果得られ
た知見に基き、アルミニウム合金材料の表面部に炭化物
系セラミック粒子が均一に分散されブローホール等の欠
陥を含まない複合層を形成することのできる方法を提供
することを目的としている。
問題点を解決するための手段 上述の如き目的は、本発明によれば、炭化物系セラミッ
ク粉末とＳｉ及びＳｉと金属間化合物を形成する金属元
素を含有する金属ｒＪ）末との温合粉末をアルミニウム
合金材料の表面に配置し、前記混合粉末をレーザにて加
熱して前記金属粉末及び前記アルミニウム合金材料の表
面部を溶融させる炭化物系セラミック粒子分散アルミニ
ウム合金複合層の形成方法によって達成される。
発明の作用及び効果 本願発明者が行った実験的研究の結果によれば、上述の
如＜Ｓｉ粉末のみが使用される場合は勿論のこと、■炭
化物系セラミック粉末とＳｉ粉末とのみよりなる混合粉
末が使用される場合や、■炭化物系セラミック粉末と８
１以外の合金元素の粉末とのみよりなる混合粉末が使用
される場合にも炭化物系セラミック粒子が均一に分散さ
れた複合層を形成することは実際上不可能である。
上述の■の場合に於て炭化物系セラミック粒子が均一に
分散された複合層を形成することができないのは、Ｓｉ
粉末及び炭化物系セラミック粉末は溶融アルミニウム合
金中へ溶は込み、Ｓｉはアルミニウム合金中に均一に拡
散するが、アルミニウム合金と炭化物系セラミック粒子
との比重差に起因して炭化物系セラミック粒子が凝集し
てしまうこと、及び炭化物系セラミックはＳｌ及びＡＩ
と金属的な結合をしないことによるものと推測される。
また上述の■の場合に於て炭化物系セラミック粒子が均
一に分散された複合層を形成できないのは、アルミニウ
ム合金と炭化物系セラミック及び合金元素との間の比重
差が大きすぎること、及Ｕ合金元素のごく一部はアルミ
ニウム合金中に固溶し又はＡ１と金属的な結合（金属間
化合物）を生ずるが、炭化物系セラミック粒子を均一に
分散させる作用をなすＳｉが含まれていないため、炭化
物系セラミック粒子が凝集してしまうことによるものと
推測される。
従って炭化物系セラミック粒子をアルミニウム合金材料
の表面部に均一に分散させるためには、アルミニウム合
金材料の表面に炭化物系セラミック粉末と共に配置され
る材料は、 （１）炭化物系セラミックの比重と同等又はそれに近い
比重を有すること、 （２）炭化物系セラミック粒子を均一に分散させる作用
をなすＳｉを含有している ること、 （３）Ｓｉと金属的な結合をする元素を含有しているこ
と、 （４）炭化物系セラミックと金属的な結合をする元素を
含有していること の４条件を充足していることが必要である。この場合（
４）の条件を充足することは冶金学的に不可能であるの
で、この条件は除外される。かくして上記（１）〜（３
）の条件を充足させるためには、アルミニウム合金材料
の表面に炭化物系セラミック粉末と共に配置される材料
はＳｉ　と金属的な結合をなすことにより、Ｓｉ　と金
属間化合物を形成する金属元素を含有していることが必
要である。
本発明の方法によれば、炭化物系セラミック粉末と＄１
及びＳｉ　と金属間化合物を形成する金属元素を含有す
る金属粉末どの混合粉末が使用され、Ｓｌにより炭化物
系セラミック粒子をアルミニウム合金中に均一に分散さ
せる作用が発揮され、混合粉末をレー＋ｆにて加熱して
金属粉末及びアルミニウム合金材料の表面部を溶融させ
るまでの過程に於て８１と金属元素とが化合して炭化物
系セラミックと同等又はそれに近い比重を有する金属間
化合物が生成されるので、アルミニウム合金材料の表面
に炭化物系セラミック粒子がアルミニウム合金中に均一
に分散された複合層を形成することができ、また使用さ
れるセラミック粉末は炭化物系ヒラミック粉末であり、
レーザにより比較的高い温度に加熱されてもガスを発生
することがないので、ブローホール等の欠陥のない複合
層を形成することができる。
本発明に於て使用されるＳｉ及びＳｉ　と金属間化合物
を形成する金沢元素を含有する金属粉末との混合粉末は
、ＳｉとＳｉ　と金属間化合物を形成する金属元素との
合金の粉末、又はＳｉ粉末とＳｉと金ＩＦｉＸ間化合物
を形成する金属元素の粉末との混合粉末の何れであって
もよいが、本願発明音が行った実験的研究の結果によれ
ば、前者の粉末が使用される場合の方がより均質な複合
層を形成することができる。
また本願発明者が行った実験的研究の結果によれば、炭
化物系セラミック粉末の量が多すぎる場合やＳｉの吊が
少なすぎる場合には炭化物系セラミック粒子を均一に分
散させることが困難になる。
従って本発明の一つの詳細な特徴によれば、混合粉末中
の炭化物系セラミック粉末及びＳｉの母はそれぞれ０．
１・〜２０％、５〜９５％、好ましくはそれぞれ０．５
〜１５％、７〜９０％とされる。
また本願発明者が行った実験的研究の結果によれば、炭
化物系セラミック粒子を均一に分散させるためには、Ｓ
ｉと金属元素とが化合することにより形成される金属間
化合物の比重は炭化物系セラミックの比重と同等又はこ
れにてきるだけ近い値であることが好ましい。従って本
発明の他の一つの詳細な特撮によれば、炭化物系セラミ
ック及びＳｉと金属間化合物を形成する金属元素は、炭
化物系セラミックの比重に対する金属間化合物の比重の
比が０．７〜２．０１好ましくは０．８〜１．５となる
よう選定される。
本発明の他の一つの詳細な特徴によれば、溶融された金
属粉末及び加熱されたセラミック粉末及びアルミニウム
合金材料の表面部は主としてアルミニウム合金材料によ
る吸熱により急冷される。
かかる方法によれば、溶融された金属粉末等を冷却する
ための特別な冷却装置は不要であり、また溶融された金
属粉末等が急冷されるので、マトリックス金属の結晶が
微細であり、従って強度等にも優れた複合層を形成する
ことができる。
本発明の更に他の一つの詳細な特徴によれば、混合粉末
をレーザにて加熱して金属粉末及びアルミニウム合金材
料の表面部を溶融さＶる過程は不活性雰囲気中にて行わ
れる。かかる方法によれば、金属粉末等が酸化されて複
合層のマトリックス金属等が酸化されるなどの不具合の
発生を回避することができる。この場合不活性雰囲気は
溶接の場合の如（フラックスにて０１成されてもよいが
、確実性、スラグ巻き込みの回避、及び作業性等の観点
からアルゴン、ヘリウムの如き不活性ガス雰囲気又は真
空雰囲気であることが好ましい。
尚本明細書に於て全てのパーセンテージは特に断わらな
い限り重量パーセントである。
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例について
詳細に説明する。
実施例１ 平均粒径５０μのＴｉＣ粉末と、平均粒径８０μの５ｉ
−２０％Ｃｕ合金粉末とを均一に混合することにより、
下記の表１に示された複合化粉末Ａを形成した。同様に
平均粒径５０μのＴｉＣ粉末と平均粒径８０μのＳｉ粉
末又は平均粒径４４μのＣＩ粉末とを均一に混合するこ
とにより、下記の表１に示された複合化粉末Ｃ及びＤを
形成した。更に平均５０μのＴｉＣ粉末のみよりなる下
記の表１に示された合金化粉末Ｂを用意した。次いでこ
れらの合金化粉末中に粘結剤としてポリビニルアルコー
ルの５％水溶液を注入することにより、水よりも粘性が
高く粘土よりも粘性が低いペーストを形成した。
表　　１ 複合化粉末　　　　　　　組成 Ａ　　　　７５％Ｓｉ、２０％Ｃｕ、５％ＴｉＣＢ１０
０％ＴｉＣ ０７０％Ｓｉ、３０％Ｔ１Ｃ Ｄ　　　　７０％ＣＵ１３０％ＴｉＣ 次いで第１図に示されている如く、７０Ｘ４０×１ｏｍ
ＩＩｌの寸法を有するアルミニウム合金（ＪＩＳ規格Ａ
ＤＣ−１０）製の試験片１を用意し、その一方の７０Ｘ
４０ｎｏｎの表面１ａ上にその長手方向に沿って厚さ１
．０ｍｍの二枚のガイド２及び３を互いに５ｎｖ隔謂し
て平行に配置し、それらのガイドの間にペースト４をへ
ら塗り式に充填した。
次いで図には示されていないが試験片を乾燥炉内にて１
００℃に１時間維持することによりペーストを十分乾燥
させ、これにより第２図に示されている如く試験片の表
面１ａの中央にその長手方向に沿って幅４．８ｍｍ、厚
さ１．Ｑｍｍの層状に複合化粉末層５を形成した。
次いで第３図に示されている如くレーザガン６の先端よ
りシールドガスとしてのアルゴンを放出させ、これによ
り試験片上の溶融部をアルゴンにてシールドしつつ、複
合化粉末層５の一端より他端までレーザガン６を１バス
走査させることにより、下記の表２に示された条件にて
複合化粉末層をレーザ７により局部的に加熱して金属粉
末及び試験片の表面部を溶融させ、これにより第４図に
示されている如く、試験片の表面にビード８を形成した
。尚この場合溶融層及び試験片の表面部は主として試験
片の主要部によって吸熱されることにより急冷された。
表　　２ レーザ出カニ　　　２．Ｏｋｗ 出力モード：　マルチモード ビーム形状：　長径５ｍｍ　、短径３．５ｍｍの楕円レ
ーザ走査速度：　　３００ｍｍ　／ｍｉｎアルゴンの流
ｍ：３５Ｑ／ｍｉｎ 第５図乃至第８図はそれぞれ表１に示された複合化粉末
層〜Ｄを使用して上）小の如く形成されたビードの外観
を示しており、第９図乃至第１２図はそれぞれ上述の如
く形成された各ビードの横断面の金属組織を１０倍にて
示す光学顕微鏡写真である。また下記の表３は上述の如
く形成された複合層（ビード）の寸法〈深さ×幅ｍｌｌ
１）、表面硬さく１−１ｖ　＝　５ｋｇ）　、外観品質
の良否（それぞれＯＸ）を示している。
表　　３ 複合化材料　複合層の寸法　表面硬さ　外観品質Ａ　　
　　１．２Ｘ　４．８　３５０〜４５００Ｂ　　　形成
されず　　８０〜９０’）　　　ＸＣ形成されず　　８
０〜５５０２）ｘ ［）　　　　　０，８ｘ　４，２　１００〜５５０”　
　　Ｘ注：　１　）Ａ１合金母材の表面硬さ ２）ＴｉＣ偏析 第５図、第９図、表３より、本発明に従って複合化を行
えば、ビード外観の品質及び母材中への溶は込みも良好
であり、ブローホール等の欠陥がなく、ＴｉＣ粒子が均
一に分散された複合層を形成し得ることが解る。尚第９
図に於て、複合層中の黒色の点状をなす部分がＴｉＣ粒
子であり、地の白色の部分はマトリックスとしてのＳｉ
　−Ｃｕ−Ａ１合金の部分である。
これに対し複合化粉末としてＴｉＣ粉末のみ〈複合化粉
末Ｂ）が使用された場合には、第６図、第１０図、表３
より解る如く、複合化粉末は試験片の表面に於て溶融し
てはいるものの、試験片の表面部に十分には溶は込んで
はおらず、複合層は実質的に形成されていないことが解
る。また複合化粉末としてＳｉ粉末とＴｉＣ粉末との混
合粉末（複合化粉末Ｃ）が使用された場合には、第７図
、第１１図、表３より解る如く、複合化粉末は試験片の
表面に於て溶融し試験片の表面部に溶は込んではいるも
のの、ビードの随所に大きな穴が発生して（１′３す、
ＴｉＣ粒子の偏析も著しいことが解る。
更に複合化粉末としてＣｕ粉末とＴｉＣ粉末との混合粉
末＜１ｉ合化粉末Ｄ）が使用された場合には、第８図、
第１２図、表３より解る如く、複合化粉末は試験片の表
面部に溶は込み、ビードも比較的良好に形成されてはい
るが、ＴｉＣ粒子及びＣＬＩ（第１２図のビード断面中
の黒い部分）の著しい凝集が生じていることが解る。
尚平均粒径５０μのＴｉＣ粉末と、平均粒径５０μのＳ
ｉ粉末と、平均粒径５ｏμのＣｕ粉末とを均一に混合す
ることにより、上掲の表１に示された複合化粉末層と同
一の組成の複合化粉末を形成し、該複合化粉末を用いて
上掲の表２に示された条件にて複合化を行ったところ、
複合化粉末層を用いて形成された複合層と同様の良好な
複合層を形成することができることが認められた。
実施例２ 平均粒径５０μのＭｏＣ粉末と、平均粒径８０μの５ｉ
−２０％Ｍｏ合金粉末とを均一に混合することにより、
３０％Ｓｉ　、５％ＭＯ１１，０％ＭｏＣなる組成を有
する複合化粉末Ｅを形成した。
また実施例１に於て使用された試験片と同一の寸法及び
同一の材質の試験片を用意した。
次いで第１３図に示されている如く、試験片９をレーザ
ガン１０及び粉末供給ホッパ１１の下方に配置し、粉末
供給ホッパ内に複合化粉末１２を装入し、レーザガン１
ｏの先端よりアルゴンを噴出させつつ粉末供給ホッパの
下端に接続された導管１３内へキャリアガスとしてのア
ルゴンを導入し、これにより試験片９の７０ｘｂ ａ上の中央にその長手方向に沿って複合化粉末を連続的
に送給し、その状態にて試験片９を図にて右方へ移動さ
せることにより、試験片９の表面９ａ上に複合化粉末層
１４を形成しつつ該複合化粉末層にレーザ１５を照射し
、上掲の表２に示された条件にて複合化粉末をレーザに
より局部的に加熱して合金粉末及び試験片の表面部を溶
融させ、これによりビード１６を形成した。尚この場合
溶融層及び試験片の表面部は主として試験片の主要部に
よって吸熱されることにより急冷された。
かくして形成された複合層（ビード）の外観品質は良好
であり、その深さ及び幅はそれぞれ４゜９ｎｖ、１．２
１１１１１であり、表面硬さく！−１ｖ＝５ｋ（１）は
３００〜３５０であった。第１４図は上述の如く形成さ
れた複合層の横断面の金属組織を１０倍にて示す光学顕
微鏡写真である。この第１４図より、本発明に従って複
合化を行えば、ブローホール等の欠陥がなくＭＯＣ粒子
が均一に分散された複合層を形成し得ることが解る。尚
第１４図に於て、複合層中の黒色の点状をなす部分がＭ
ｏＣ粒子であり、地の灰色の部分はマトリックスとして
のＳｉ　−ＭＯ−Ａ１合金の部分であり、黒色の菱形の
部分は硬さ測定の際に生じた圧痕である。
またこの実施例の結果より、Ｔａ及びＷもＭＯと同様の
性質を有しているので、ＭＯの代りにＴａ、Ｗが使用さ
れ、ＭＯＣの代りにそれぞれＴａＣ，ＷＣが使用される
場合にも、ブローホール等の欠陥がなくＴａＣ粒子又は
ＷＣ粒子が均一に分散された複合層を形成し得るものと
推測される。
以上に於ては、本発明を二つの実施例について詳細に説
明したが、７１５発明はこれらの実施例に限定されるも
のではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可
０ヒであることは当業者にとって明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
第１図乃至第４図は本発明の方法の一つの実施例の一連
の工程を示す工程図、第５図乃至第８図は実施例１に於
て形成されたビードの外観を示す解図、第９図乃至第１
２図は実施例１に於て形成されたビードの横断面の金属
組織を１０倍にて示す光学顕微鏡写真、第１３図は本発
明の方法の他の一つの実施例に於ける複合化工程を示ず
解図、第１４図は実施例２に於て形成された複合層の横
断面の金属組織を１０倍にて示す光学顕微鏡写真である
。 １・・・試験片、２．３・・・ガイド、４・・・ペース
ト。 ５・・・複合化粉末層、６・・・レーザガン、７・・・
レーザ。 ８・・・ビード、９・・・試験片、１０・・・レーザガ
ン、１１・・・粉末供給ホッパ、１２・・・複合化粉末
、１３・・・導管、１４・・・複合化粉末層、１５・・
・レーザ、１６・・・ビード 特　許　出　願　人　　トヨタ自動巾株式会社代　　　
　　理　　　　　人　　　　弁理士　　明　　石　　昌
　　毅第　１　図 第　３　図 ８ビード レ１面の、′ｊ１書（内容に変更なし）第　５　図 、’）＋；、ｉ：＋ｉ、’：”’：＝＝＝＝＝コ第　６
　Ｖ 第　７　図 第　８　区 （自　発） 手続補正書 昭和６０年９月２６日 特許庁長官　宇　賀　道　部　　殿 １、事ｆ＋の表示　昭和６０年特許願第１９１３９３号
２）発明の名称　セラミック粒子分散アルミニウム合金
複合層の形成方法 ３、補正をする育 事件との関係　　特許出願人 住　所　　愛知県豊田市トヨタ町１番地名　称　　（３
２０）　ｔ−ヨタ自動車株式会社４、代理人 居　所　　の１０４東京都中央区新川１丁目５番１９号
６、補正の対象　　明細書 （１）明りｎ’ｍ第３頁第５行の「３．」を削除し、同
頁第６行の「発明の詳細な説明」の前に「３．」を加入
する。 （方　式） 手続補正毎 昭和６１年３月５日 特許庁長官　宇　賀　ｊ６　　部　　殿１、事件の表示
　昭和６０年特許願第１９１３９３号、発明の名称　セ
ラミック粒子分散アルミニウム合金複合層の形成方法 ３、補正をする考 ４１ｉ例どの関係　　特許出願人 住　所　　愛知県豊田市１−ヨタ町１番地名　称　　（
３２０）　トヨタ自動車株式会社４、代理人 居　所　　号１０４東京都中央区新川１丁目５番１９号
　　　　４茅場町長岡ビル３階　電話５５１−４１７１
昭和６０年１１月６日（昭和６０年１１月２６日発送）
　　５手続補正帯 昭和６１年９月１日 持５′「庁長官　殿 、事件の表示　昭和６０年特許願第１９１３９３号、発
明の名称　セラミック粒子分散アルミニウム合金複合層
の形成方法 補正をする者 事件との関係　　特許出願人

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）炭化物系セラミック粉末とＳｉ及びＳｉと金属間
    化合物を形成する金属元素を含有する金属粉末との混合
    粉末をアルミニウム合金材料の表面に配置し、前記混合
    粉末をレーザにて加熱して前記金属粉末及び前記アルミ
    ニウム合金材料の表面部を溶融させる炭化物系セラミッ
    ク粒子分散アルミニウム合金複合層の形成方法。
  2. （２）特許請求の範囲第１項の炭化物系セラミック粒子
    分散アルミニウム合金複合層の形成方法に於て、前記金
    属粉末はＳｉとＳｉと金属間化合物を形成する金属元素
    との合金の粉末であることを特徴とする炭化物系セラミ
    ック粒子分散アルミニウム合金複合層の形成方法。
  3. （３）特許請求の範囲第１項の炭化物系セラミック粒子
    分散アルミニウム合金複合層の形成方法に於て、前記金
    属粉末はＳｉ粉末とＳｉと金属間化合物を形成する金属
    元素の粉末との混合粉末であることを特徴とする炭化物
    系セラミック粒子分散アルミニウム合金複合層の形成方
    法。
  4. （４）特許請求の範囲第１項乃至第３項の何れかの炭化
    物系セラミック粒子分散アルミニウム合金複合層の形成
    方法に於て、前記溶融された金属粉末及び前記加熱され
    たセラミック粉末及び前記加熱されたアルミニウム合金
    材料の表面部は主として前記アルミニウム合金材料によ
    る吸熱により急冷されることを特徴とする炭化物系セラ
    ミック粒子分散アルミニウム合金複合層の形成方法。
  5. （５）特許請求の範囲第１項乃至第４項の何れかの炭化
    物系セラミック粒子分散アルミニウム合金複合層の形成
    方法に於て、前記混合粉末を加熱して前記金属粉末及び
    前記アルミニウム合金材料の表面部を溶融させる過程は
    不活性雰囲気中にて行われることを特徴とする炭化物系
    セラミック粒子分散アルミニウム合金複合層の形成方法
    。
  6. （６）特許請求の範囲第１項の炭化物系セラミック粒子
    分散アルミニウム合金複合層の形成方法に於て、前記混
    合粉末中の炭化物系セラミック粉末及びＳｉの量はそれ
    ぞれ０．１〜２０％、５〜９５％であることを特徴とす
    る炭化物系セラミック粒子分散アルミニウム合金複合層
    の形成方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02149681A (ja) * 1988-11-30 1990-06-08 Showa Alum Corp 耐摩耗性に優れたアルミニウム合金材の製造方法
JPH02149682A (ja) * 1988-11-30 1990-06-08 Showa Alum Corp 耐摩耗性に優れたアルミニウム合金材の製造方法
JP2018090907A (ja) * 2016-11-10 2018-06-14 永青 張 アルミニウム基複合材料の製造方法、当該方法により製造されたアルミニウム基複合材料、及びアルミニウム基複合材料を含むアルミニウム基構造
CN116516337A (zh) * 2023-04-18 2023-08-01 哈尔滨工业大学 一种屏蔽高能电子与高能质子的高熵碳化物防护涂层及其制备方法

Families Citing this family (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6216894A (ja) * 1985-07-17 1987-01-26 Toyota Motor Corp アルミニウム系母材への肉盛方法
US4746540A (en) * 1985-08-13 1988-05-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method for forming alloy layer upon aluminum alloy substrate by irradiating with a CO2 laser, on substrate surface, alloy powder containing substance for alloying and silicon or bismuth
FR2605310B1 (fr) * 1986-10-16 1992-04-30 Comp Generale Electricite Procede de renforcement de pieces ceramiques par traitement au laser
US5296062A (en) * 1986-10-17 1994-03-22 The Board Of Regents, The University Of Texas System Multiple material systems for selective beam sintering
US5147587A (en) * 1986-10-17 1992-09-15 Board Of Regents, The University Of Texas System Method of producing parts and molds using composite ceramic powders
CH675260A5 (ja) * 1988-07-19 1990-09-14 Sulzer Ag
US5164361A (en) * 1989-06-29 1992-11-17 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Method to produce ceramic superconducting filaments bonded to metals
DE3922378A1 (de) * 1989-07-07 1991-01-17 Audi Ag Verfahren zum herstellung verschleissfester oberflaechen an bauteilen aus einer aluminium-silicium-legierung
US5182170A (en) * 1989-09-05 1993-01-26 Board Of Regents, The University Of Texas System Method of producing parts by selective beam interaction of powder with gas phase reactant
EP0714725B1 (en) * 1989-09-05 1997-12-10 The Board Of Regents, The University Of Texas System Multiple material systems and assisted powder handling for selective beam sintering
US5284695A (en) * 1989-09-05 1994-02-08 Board Of Regents, The University Of Texas System Method of producing high-temperature parts by way of low-temperature sintering
AU643700B2 (en) * 1989-09-05 1993-11-25 University Of Texas System, The Multiple material systems and assisted powder handling for selective beam sintering
US5156697A (en) * 1989-09-05 1992-10-20 Board Of Regents, The University Of Texas System Selective laser sintering of parts by compound formation of precursor powders
US5554415A (en) * 1994-01-18 1996-09-10 Qqc, Inc. Substrate coating techniques, including fabricating materials on a surface of a substrate
US5620754A (en) * 1994-01-21 1997-04-15 Qqc, Inc. Method of treating and coating substrates
US5731046A (en) * 1994-01-18 1998-03-24 Qqc, Inc. Fabrication of diamond and diamond-like carbon coatings
DE19639480A1 (de) * 1996-09-26 1998-04-02 Guenter Hackerodt Verfahren zur Innenbeschichtung von Zylinder-Laufflächen, insbesondere von Aluminium-Laufflächen
EP0915184B1 (de) * 1997-11-06 2003-06-25 Sulzer Markets and Technology AG Verfahren zur Herstellung einer keramischen Schicht auf einem metallischen Grundwerkstoff
ES2143938B1 (es) * 1998-02-19 2000-12-16 Univ Vigo Recubrimientos biocompatibles producidos mediante laser.
DE19915038A1 (de) 1999-04-01 2000-10-26 Vaw Ver Aluminium Werke Ag Leichtmetallzylinderblock, Verfahren zu seiner Herstellung und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
US6294225B1 (en) * 1999-05-10 2001-09-25 The University Of Tennessee Research Corporation Method for improving the wear and corrosion resistance of material transport trailer surfaces
DE10009133A1 (de) * 2000-02-26 2001-08-30 Volkswagen Ag Verfahren zum Laserbeschichten einer Oberfläche
DE10036264B4 (de) * 2000-07-26 2004-09-16 Daimlerchrysler Ag Verfahren zur Herstellung einer Oberflächenschicht
DE10124250C2 (de) 2001-05-18 2003-03-27 Daimler Chrysler Ag Verfahren zur Bildung einer hochfesten und verschleißbeständigen Verbundschicht
US6936118B2 (en) * 2001-08-07 2005-08-30 Northeastern University Process of forming a composite coating on a substrate
US6719847B2 (en) 2002-02-20 2004-04-13 Cinetic Automation Corporation Masking apparatus
US7001672B2 (en) 2003-12-03 2006-02-21 Medicine Lodge, Inc. Laser based metal deposition of implant structures
US7666522B2 (en) * 2003-12-03 2010-02-23 IMDS, Inc. Laser based metal deposition (LBMD) of implant structures
US20050212694A1 (en) * 2004-03-26 2005-09-29 Chun-Ta Chen Data distribution method and system
FI119923B (fi) * 2005-09-08 2009-05-15 Kemppi Oy Menetelmä ja laitteisto lyhytkaarihitsausta varten
US7951412B2 (en) * 2006-06-07 2011-05-31 Medicinelodge Inc. Laser based metal deposition (LBMD) of antimicrobials to implant surfaces
EP2045350A2 (de) 2007-10-04 2009-04-08 BPE International Dr. Hornig GmbH Verfahren zur Herstellung von Beschichtungen aus MMC und derartig beschichtete Bauteile
DE102008034399B4 (de) 2007-10-04 2015-01-22 Bpe International Dr. Hornig Gmbh Verfahren zur Herstellung von Beschichtungen aus MMC und derartig beschichtete Bauteile
US8704120B2 (en) * 2008-07-03 2014-04-22 Esab Ab Device for handling powder for a welding apparatus
JP5230312B2 (ja) * 2008-09-09 2013-07-10 富士重工業株式会社 プラズマ衝撃波を用いたコーティング方法
DE102009024962A1 (de) * 2009-06-12 2010-12-30 Sitec Industrietechnologie Gmbh Verfahren zur partiellen stofflichen Verbindung von Bauteilen mit schmelzbaren Materialen
DE102010026084A1 (de) 2010-07-05 2012-01-05 Mtu Aero Engines Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Auftragen von Materialschichten auf einem Werkstück aus TiAI
CN102634791B (zh) * 2012-05-10 2013-11-27 无锡职业技术学院 一种低合金结构钢表面复合陶瓷颗粒增强层的制备方法
US9267189B2 (en) 2013-03-13 2016-02-23 Honeywell International Inc. Methods for forming dispersion-strengthened aluminum alloys
US10293434B2 (en) 2013-08-01 2019-05-21 Siemens Energy, Inc. Method to form dispersion strengthened alloys
JP2015033717A (ja) * 2013-08-09 2015-02-19 三菱重工業株式会社 補修方法
CN103409749B (zh) * 2013-09-02 2015-08-05 山东大学 一种激光熔覆金属/陶瓷复合涂层及其制备工艺
WO2015197811A1 (en) 2014-06-26 2015-12-30 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Coating method and coated substrate
RU2622466C1 (ru) * 2016-08-22 2017-06-15 Елена Михайловна Борисова Способ антикоррозионной обработки поверхности алюминия или алюминиевых сплавов
CN114918542B (zh) * 2022-03-04 2024-04-19 南京理工大学 一种高强铝合金的纳米颗粒增强激光填粉焊接方法
CN114934271B (zh) * 2022-06-02 2023-09-15 无锡宏锦智能液压有限公司 一种用于液压缸的激光熔覆工艺

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US967009A (en) * 1909-04-19 1910-08-09 Charles S Frishmuth Packless valve.
UST967009I4 (en) 1975-12-22 1978-02-07 Caterpillar Tractor Co. Method of applying a wear-resistant composite coating to an article
IT1172891B (it) * 1978-07-04 1987-06-18 Fiat Spa Procedimento per rivestire con materiale antiusura una superficie metallica
US4299860A (en) * 1980-09-08 1981-11-10 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Surface hardening by particle injection into laser melted surface
EP0117352A1 (en) * 1983-02-24 1984-09-05 Fujitsu Limited A process for welding aluminium-based elements and a welded assembly
JPS6216894A (ja) * 1985-07-17 1987-01-26 Toyota Motor Corp アルミニウム系母材への肉盛方法
US4746540A (en) * 1985-08-13 1988-05-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method for forming alloy layer upon aluminum alloy substrate by irradiating with a CO2 laser, on substrate surface, alloy powder containing substance for alloying and silicon or bismuth
AU6109586A (en) * 1985-08-13 1987-02-19 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Alloy layer on al-alloy substrate using co2 laser

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02149681A (ja) * 1988-11-30 1990-06-08 Showa Alum Corp 耐摩耗性に優れたアルミニウム合金材の製造方法
JPH02149682A (ja) * 1988-11-30 1990-06-08 Showa Alum Corp 耐摩耗性に優れたアルミニウム合金材の製造方法
JP2018090907A (ja) * 2016-11-10 2018-06-14 永青 張 アルミニウム基複合材料の製造方法、当該方法により製造されたアルミニウム基複合材料、及びアルミニウム基複合材料を含むアルミニウム基構造
CN116516337A (zh) * 2023-04-18 2023-08-01 哈尔滨工业大学 一种屏蔽高能电子与高能质子的高熵碳化物防护涂层及其制备方法
CN116516337B (zh) * 2023-04-18 2024-01-05 哈尔滨工业大学 一种屏蔽高能电子与高能质子的高熵碳化物防护涂层及其制备方法

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