JPS6267161A - 耐摩耗性皮膜の形成方法 - Google Patents
耐摩耗性皮膜の形成方法Info
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- JPS6267161A JPS6267161A JP60207328A JP20732885A JPS6267161A JP S6267161 A JPS6267161 A JP S6267161A JP 60207328 A JP60207328 A JP 60207328A JP 20732885 A JP20732885 A JP 20732885A JP S6267161 A JPS6267161 A JP S6267161A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING 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
- C23C—COATING 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
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/12—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
- C23C4/137—Spraying in vacuum or in an inert atmosphere
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING 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
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- C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
- C23C4/10—Oxides, borides, carbides, nitrides or silicides; Mixtures thereof
- C23C4/11—Oxides
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
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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。
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ｍｌ摩耗Ｈ皮咬の形成方法に係り、特に高硬度
で耐摩ｊｅ＋１に著しく優れた皮膜を形成することがで
きる方ツノ、番ζ関するものである。
で耐摩ｊｅ＋１に著しく優れた皮膜を形成することがで
きる方ツノ、番ζ関するものである。
［従来の技術］
機械部品や各種装置の構成材料は、１−分な機械的強度
以外に、使用１１的に応じた耐摩耗性、耐食性等の特性
を備えていることが必要となる。しかして、ｍｌ摩耗性
の高い材料は、多くの場合靭性が低いなど、１種類の材
料では２以トの特性を同時にＪｔｆＩせしめることは容
易ではない。
以外に、使用１１的に応じた耐摩耗性、耐食性等の特性
を備えていることが必要となる。しかして、ｍｌ摩耗性
の高い材料は、多くの場合靭性が低いなど、１種類の材
料では２以トの特性を同時にＪｔｆＩせしめることは容
易ではない。
そこで、部材表面に耐摩耗例の高い材料を皮膜する表面
処理法が種々開発されている。
処理法が種々開発されている。
このような表面処理力Ｕ、には、メッキ、はうろう引き
、蒸着、溶射、肉盛り爆接、など各種のものが知られて
いる。このうち、溶射１１、によれば、部材表面に金属
やセラミックスなどを高速度で衝突ξせ皮膜を形成させ
るものであるところから、各種の金属やセラミックス或
いはこれらを複合したサーメットの皮膜を形成できる。
、蒸着、溶射、肉盛り爆接、など各種のものが知られて
いる。このうち、溶射１１、によれば、部材表面に金属
やセラミックスなどを高速度で衝突ξせ皮膜を形成させ
るものであるところから、各種の金属やセラミックス或
いはこれらを複合したサーメットの皮膜を形成できる。
そして、例えば金属を溶射することにより防食性、耐熱
性、導電性等の特性をＪｔ＠せしめることができる。
性、導電性等の特性をＪｔ＠せしめることができる。
［発明が解決しようとする問題点］
部材表面に、セラミックスや硬質金属を溶射した場合に
は、耐摩耗性はそれだけ高められるものの、従来の溶射
法では、得られる皮膜が多孔＋ｉアあることから強度が
低く、このため高い萄重（面圧）下〒の耐摩耗特性が悪
いという欠点を有する。
は、耐摩耗性はそれだけ高められるものの、従来の溶射
法では、得られる皮膜が多孔＋ｉアあることから強度が
低く、このため高い萄重（面圧）下〒の耐摩耗特性が悪
いという欠点を有する。
［問題点を解決するためのｆ段］
上記問題点を解決するために、本発明の耐摩純性皮膜の
形成方法は、Ｃｒ ２０３及び／又はＡＪＬ２０３を含
む粉末を、減圧雰囲気下で部材表面にプラズマ溶射して
該部材表面に皮膜を形成するようにしたものである。
形成方法は、Ｃｒ ２０３及び／又はＡＪＬ２０３を含
む粉末を、減圧雰囲気下で部材表面にプラズマ溶射して
該部材表面に皮膜を形成するようにしたものである。
本発明では、溶射原料としてＣｒ２Ｏ３（クロミア）及
び／又はＡｕ２０３ （アルミナ）を主成分とし、必要
に応じて融点降下及びぬれ性向−Ｌの目的で、Ｍｇ０（
マグネシア）、Ｃａｂ（カルシア） 、 Ｔ ｉ Ｏ２
（チタ−７） 、及びＳｉｏ２ （シリカ）よりなる群
から選ばれる１種以上を含むセラミック粉末を用いる。
び／又はＡｕ２０３ （アルミナ）を主成分とし、必要
に応じて融点降下及びぬれ性向−Ｌの目的で、Ｍｇ０（
マグネシア）、Ｃａｂ（カルシア） 、 Ｔ ｉ Ｏ２
（チタ−７） 、及びＳｉｏ２ （シリカ）よりなる群
から選ばれる１種以上を含むセラミック粉末を用いる。
Ｃｒ２Ｏ３は高硬度であり、皮膜の耐摩耗性、耐荷重性
を高める。その混合割合は４５〜９０ｗｔ％とするのが
好ましい。
を高める。その混合割合は４５〜９０ｗｔ％とするのが
好ましい。
Ａ ｌ ２０３は、Ｃｒ２Ｏ３と同様に高硬度である。
その混合割合は４５〜９０ｗｔ％とするのが好ましい。
ＭｇＯ１ＣａＯ１ＴｉＯ２，ＳｉＯ２は、それぞれＣｒ
２０３及び／又はＡｌ２Ｏ３と固溶したり低融点化合
物を形成するなどして皮膜の融点を降下させ、被膜密度
を高めたり、その表面の平滑さを増大させる作用がある
。また、溶融物の表面張力を減少させ、部材表面とのな
じみを良くする作用がある。これらの好ましい混合割合
は次の通りである。
２０３及び／又はＡｌ２Ｏ３と固溶したり低融点化合
物を形成するなどして皮膜の融点を降下させ、被膜密度
を高めたり、その表面の平滑さを増大させる作用がある
。また、溶融物の表面張力を減少させ、部材表面とのな
じみを良くする作用がある。これらの好ましい混合割合
は次の通りである。
ＭｇＯ，ＣａＯ及びＴ ｉ ０２の４１合割合は、それ
ぞれ１５ｗｔ％以下とりわけ３〜１５ｗｔ％とするのが
好ましい。
ぞれ１５ｗｔ％以下とりわけ３〜１５ｗｔ％とするのが
好ましい。
Ｓ ｉ Ｏ２の混合割合は１０ｗｔ％以下とするのが好
ましい。なお、ＭｇＯ１Ｃａ Ｏ，Ｔ Ｉ ０２、Ｓ
Ｉ Ｏ２がト記範囲よりも多いと、皮膜の融点が過度に
低下するので、好ましくない。
ましい。なお、ＭｇＯ１Ｃａ Ｏ，Ｔ Ｉ ０２、Ｓ
Ｉ Ｏ２がト記範囲よりも多いと、皮膜の融点が過度に
低下するので、好ましくない。
本発明においてこれらのセラミック原料粉末の粒径は約
５〜６３ｐｍとりわけ１０〜４４＃Ｌｍとするのが好ま
しい。
５〜６３ｐｍとりわけ１０〜４４＃Ｌｍとするのが好ま
しい。
本発明の方法は、このようなセラミック原料粉末を部材
表面にプラズマ溶射するのであるが、その際の雰囲気圧
力は減圧雰囲気、好ましくは３０〜７６０ｔｏｒｒとり
わけ３０〜７００ｔｏｒｒの減圧雰囲気とする。また雰
囲気ガスは特に制限はないがＡｒ等の不活性ガス雰囲気
とするのが好ましい。
表面にプラズマ溶射するのであるが、その際の雰囲気圧
力は減圧雰囲気、好ましくは３０〜７６０ｔｏｒｒとり
わけ３０〜７００ｔｏｒｒの減圧雰囲気とする。また雰
囲気ガスは特に制限はないがＡｒ等の不活性ガス雰囲気
とするのが好ましい。
本発明において原料粉末のプラズマ溶射を行なうには、
特に熱容量の大きいプラズマガスを用いるのが好ましい
、このようなプラズマガスとしては、Ａｒ−Ｈｅ−Ｎ２
．Ａｒ Ｈｅ−Ｎ２等の３成分系ガス、或は、Ａｒ−
Ｈｅ−Ｎ２−Ｎ２等の４成分系ガスが挙げられる。また
、その具体的なガス組成としては下記のようなものが挙
げられる。
特に熱容量の大きいプラズマガスを用いるのが好ましい
、このようなプラズマガスとしては、Ａｒ−Ｈｅ−Ｎ２
．Ａｒ Ｈｅ−Ｎ２等の３成分系ガス、或は、Ａｒ−
Ｈｅ−Ｎ２−Ｎ２等の４成分系ガスが挙げられる。また
、その具体的なガス組成としては下記のようなものが挙
げられる。
■Ａｒ−Ｈｅ−Ｈ２ガス
Ａｒ＝５５〜９５ｖｏ １％
Ｈｅ＝ ２〜３３ｖｏ１％
Ｎ２＝ ２〜１５ｖｏ１％
■Ａｒ Ｈｅ Ｎ２ガス
Ａｒ＝５５〜９５ｖｏ １％
Ｈｅ＝ ２〜３０ｖｏ１％
Ｎ２ ＝ ２〜３０ｖｏ １％
■Ａｒ Ｈｅ Ｎ２ Ｎ２ガス
Ａｒ＝５０〜９５ｖｏ１％
Ｈｅ＝ ２〜３０ｖｏｌ ％
Ｈ２＝ ２〜１５ＶＯ１％
Ｎ２ ＝ ２〜３０ｖｏｌ ％
本発明の方法は、部材の材質を問わず殆ど全ての材質の
部材表面に皮膜を形成することができる。しかも、プラ
ズマガスの組成、溶射雰囲気圧力等を適宜選定すること
により、形成される皮膜の硬度及び気孔率を調整し、目
的に応じて所望の性状の皮膜を形成することができる。
部材表面に皮膜を形成することができる。しかも、プラ
ズマガスの組成、溶射雰囲気圧力等を適宜選定すること
により、形成される皮膜の硬度及び気孔率を調整し、目
的に応じて所望の性状の皮膜を形成することができる。
また形成する皮膜の厚さも、溶射時間等の溶射条件を変
更することにより任意に調整することが可能である。
更することにより任意に調整することが可能である。
［作用］
本発明方法の方法に従い、特定成分の溶射原料を調合し
、減圧雰囲気においてプラズマ溶射することにより、極
めて緻密で高硬度の耐摩耗性皮膜を形成することができ
る。得られる皮膜は高強度であることから耐荷重性に優
れ、高い面圧下においても優れた耐摩耗性を発揮し得る
。
、減圧雰囲気においてプラズマ溶射することにより、極
めて緻密で高硬度の耐摩耗性皮膜を形成することができ
る。得られる皮膜は高強度であることから耐荷重性に優
れ、高い面圧下においても優れた耐摩耗性を発揮し得る
。
［実施例］
以下実施例について説明する。
実施例１
５７ ｍ ｎｏφＸ１０ｍｍｔの大きさの鋼製基板の表
面に、本発明力性に従って、第１表に小す組成の溶射ｂ
；更ネ゛Ｉ粉末をプラズマ溶射し厚さ３００Ｋｍの被膜
を形成した。
面に、本発明力性に従って、第１表に小す組成の溶射ｂ
；更ネ゛Ｉ粉末をプラズマ溶射し厚さ３００Ｋｍの被膜
を形成した。
用いたプラズマガス組成及び溶射条件は次に示す通りで
ある。
ある。
！−之−Ａｙ」−４ｍ美Δ−叶Ｌし５ＪＡｒ＝ ６０
Ｈｅ＝ ２５
Ｈ２＝ １Ｏ
’ｌ１ｉＵ４ＪＪｌ
雰囲気Ｈ″力・・・ Ａｒガス雰囲気、１１０ｔｏｒｒ
粉末供給Ｖ・・・１．６ｋｇ／ｈ
試験例１
得られた皮膜を有する部材について、荷重下における皮
膜の耐摩耗性、耐焼付性及び硬度（Ｈｖ）を１１１１定
した。耐摩耗性及び耐焼付性の測定力法は以ドの通りで
ある。
膜の耐摩耗性、耐焼付性及び硬度（Ｈｖ）を１１１１定
した。耐摩耗性及び耐焼付性の測定力法は以ドの通りで
ある。
被膜の摺動特例を調べる八番コ、ビンオンディスフ型の
摩耗試験機を用いた。
摩耗試験機を用いた。
テストピースをピン型試験ノ１（３φ）及びディスク型
試験片（５７φ）の表面にそれぞれ実施例１の方１人を
用いて溶射するり髪により作製した。摩耗試験において
は、回−被膜同市を摺動させて、種々の面圧ドで試験を
行なった。
試験片（５７φ）の表面にそれぞれ実施例１の方１人を
用いて溶射するり髪により作製した。摩耗試験において
は、回−被膜同市を摺動させて、種々の面圧ドで試験を
行なった。
また、比較用として現状のディーゼルエンジンのシリン
ダライナ・ピストンリングに用いられている鋳鉄をも同
条ヂｌで摩耗試験を行なった。
ダライナ・ピストンリングに用いられている鋳鉄をも同
条ヂｌで摩耗試験を行なった。
なお、Ａｌ１定は摺動速１１［１、６ｍ ／ ｓ、温度
１６０℃で行ない、簡滑剤としてはエンジン油を用いた
。
１６０℃で行ない、簡滑剤としてはエンジン油を用いた
。
測定結果を第１図及び第２表に小す。
第１図及び第２表より、本発明により形成される皮膜は
、いずれも高硬度であり、荷重ドにおいても著しく耐摩
耗性及び耐焼付性に優れていることが明らかである。
、いずれも高硬度であり、荷重ドにおいても著しく耐摩
耗性及び耐焼付性に優れていることが明らかである。
ｗＩ）１表
第 ２ 表
■・・・極めて優れる。 Ｏ・・・優れる。
［効果］
以１−詳述した通り、本発明の方法によれば、高硬度で
耐焼付性、耐摩耗性に著しく優れた皮膜を形成すること
ができる。しかして、得られる皮膜は耐荷重性にも優れ
、高い面圧ドでの１ｍｌ摩耗４￥牲も極めて良好である
０本発明は高圧ドでも使用される摺動部材等の耐久性を
大幅に延長することが０１能である。
耐焼付性、耐摩耗性に著しく優れた皮膜を形成すること
ができる。しかして、得られる皮膜は耐荷重性にも優れ
、高い面圧ドでの１ｍｌ摩耗４￥牲も極めて良好である
０本発明は高圧ドでも使用される摺動部材等の耐久性を
大幅に延長することが０１能である。
第１図は試験例１で得られた各種試料の面圧と摩耗酸と
の関係を示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
Claims (1)
- （１）Ｃｒ＿２Ｏ＿３及び／又はＡｌ＿２Ｏ＿３を含む
粉末を、減圧雰囲気下で部材表面にプラズマ溶射して該
部材表面に被膜を形成する工程を有することを特徴とす
る耐摩耗性皮膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60207328A JPS6267161A (ja) | 1985-09-19 | 1985-09-19 | 耐摩耗性皮膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60207328A JPS6267161A (ja) | 1985-09-19 | 1985-09-19 | 耐摩耗性皮膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6267161A true JPS6267161A (ja) | 1987-03-26 |
Family
ID=16537934
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60207328A Pending JPS6267161A (ja) | 1985-09-19 | 1985-09-19 | 耐摩耗性皮膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6267161A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0645086U (ja) * | 1991-04-29 | 1994-06-14 | マン ソク キム | 防虫網装置 |
| US7364798B2 (en) | 1999-12-10 | 2008-04-29 | Tocalo Co., Ltd. | Internal member for plasma-treating vessel and method of producing the same |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59208063A (ja) * | 1983-04-29 | 1984-11-26 | コミツサレ・ア・レナジイ・アトミツク | プラズマ噴射による部材被覆方法および装置 |
-
1985
- 1985-09-19 JP JP60207328A patent/JPS6267161A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59208063A (ja) * | 1983-04-29 | 1984-11-26 | コミツサレ・ア・レナジイ・アトミツク | プラズマ噴射による部材被覆方法および装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0645086U (ja) * | 1991-04-29 | 1994-06-14 | マン ソク キム | 防虫網装置 |
| US7364798B2 (en) | 1999-12-10 | 2008-04-29 | Tocalo Co., Ltd. | Internal member for plasma-treating vessel and method of producing the same |
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