JPS6277192A - 管内外面のコ−テイング方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は管内外面のコーティング方法、更に詳しくは
金属管の管内外面にコーディングして金属管に耐食性、
耐摩耗性、耐熱性を持たせるようにした管内外面のコー
ティング方法に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に金属管を油井管などに使用する場合には、耐食性
、耐厩耗性、耐熱性が要求されることから、金属管の管
内外面にコーティングを施して耐食性。

耐摩耗性、耐熱性が得られるようにしてい念。

これらの特性を金属管て持たせるようにした管内外面の
コーティング方法として従来よシ代表的なものとしてプ
ラズマ溶射法、アーク肉盛溶接法が知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、プラズマ溶射法にあっては、金属管の管
内外面てコーディングされた被膜にピンホールのような
空孔が生じ、管の耐食性、耐熱性等の点で問題点があっ
た。また、アーク肉盛溶接法では管内外面に溶接被膜を
コーディングするのに作業能率が極めて悪く、シかも熱
歪によって金属管が変形するなどの問題があることから
実用化が困難であった。

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、金属管の耐食性、耐熱性、耐摩耗性が良好となシ、
作業能率がよく、シかも金属管に熱歪などの態形＠を与
えないコーティングを金属管に施すことができる管内外
面のコーディング方法を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る管内外面のコーティング方法は、基材と
なる金属管の一面又は両面に低圧プラズマ溶射して溶射
層を形成し、その後溶射層にレーザビーム或いは電子ビ
ームを照射して溶射層あるいは基材のうち少なくとも溶
射層の表面を溶融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、基材となる金属管の一面又は両面
に低圧プラズマ溶射によって形成された溶射層にレーザ
ビーム或いは電子ビームを照射して溶射層あるいは基材
のうち少なくとも溶射層の表面を溶融処理するから、溶
射層中の空孔が溶融によって消減し、溶射層が緻密とな
る。

〔実施例〕

第１図（、）〜（Ｑ）　Ｆｉこの発明の一実施例の各工
程におけるコーティング状態をそれぞれ示す説明図、第
２図はこの発明を用いてコーティングされた基材を示す
断面図である。

図において、（１）は基材となるステンレス製の金属管
であるが、炭素鋼製の金属管であってもよい。

（２）は基材（１）の表面に低圧プラズマ溶射によって
形成された溶射９％（３）はレーザビーム（４）の照射
によって溶融処理された溶射層の溶融層である。

次に、この発明方法について説明する。

この発明方法はまず、第１図（ａ）に示す基板（１）の
−面をプラズマ溶射雰囲気圧２０〜４００　Ｔｏｒｒの
下で溶射材を低圧プラズマ溶射する。そうすると、基板
（１）の−面には厚さが約２００〜２５０μｍの溶射層
（２）が第１図（ｂ）　Ｋ示すように形成される。

この溶射材としては、例えば金属粉であるＮ　ｉ　Ｏｒ
ＡｊＹ合金粉、セラミ７クス粉であるＡｔ２０３合金粉
が用いられ、それ以外のものとしてはサーメット粉があ
る。

次に、第１図（、）に示すように基材（１）の−面に形
成された溶射層（２）に向けて００□ガスレーザのレー
ザビーム（４）を照射して溶融処理を行う。

この溶融処理の溶融状態は、主としてレーザビーム（４
）のレーザ移動速度によって変化し、レーザ移動速度が
例えば２０　ｍｙ４ｎｉｘの早いとき【は溶射層（２）
の表面部分が溶融され、５＠、＆種度の遅いときには溶
射層（２）の全部と基材（１）の一部とが溶融すること
となる。そして、溶射層（２）の表面部分が第２図に示
すように溶融されて溶融層（３）となったときには溶射
層（２）中の空孔は全て消滅し、溶射層（２）は緻密な
被覆となって耐食性、耐熱性、耐磨耗性が良好なコーテ
ィングされた金属管が得られる。また、溶射層（２）の
全部と基材（１）の一部とが溶融されたときは溶射層（
２）中の空孔は全て消滅し、溶射層（２）が緻密な被覆
となっていることは勿論、更に、溶射層（２）と基材（
１）との接合強度が高まシ、耐食性。

耐熱性、耐摩耗性がより−ＪＵ良好なコーティングされ
た金ｇ管が得られる。

なお、レーザビーム（４）の移動は基材（１）の−面に
形成された溶融層（２）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。

また、この発明方法の説明として基材（１）の−面にコ
ーティングする工程を説明したが、基材（１）の両面に
コーディングする工程も一面にコーティングする工程と
同様に打われることはいうまでもない。

更に、この実施例では溶射ｍ（２）等の溶融処理をレー
ザビームによって行っているが、電子ビームであっても
実施しえることは勿論である。

次にこの発明の具体的な実施例を説明する。

〈実施例１〉 この実施例に使用される基材となる金属管の材質は５ｖ
ｓ３０４、寸法は肉厚がＩ　Ｑｙｍ、外径が１５０園、
長さが３，０００　ｒｔｓであり、管外面コーティング
される。

また、低圧プラズマ溶射条件は次の通シである〇溶射材
はＮｉｏｒＡＡＹ合金粉末、溶射雰囲気圧は５０　Ｔｏ
ｒｒである。形成された溶射層（２）の淳さは２５０μ
ｍである。

更に、低圧プラズマ溶射後に行われるレーザビームによ
る溶融処理条件は次の通シである。

レーザの種類はＣＯ。レーザ、レーザ出力は５　ＫＷ。

レーザビームの形状は線状（幅２０ｒｍ）、レーザ移動
速度は５　ｍ４ｍ　、　２０ル勿の２通りである〇上記
条件の下で、基材（１）となる金属管の管外面に低圧プ
ラズマ溶射して溶射層（２）金形成し、その後溶射層（
２）にレーザビーム（４）をレーザ移動速度２０ｒｒｖ
ｆｎｉａで照射して溶射層（２）の表Ｎ′ｆｔ溶融及び
レーザ移動速度５〜白で照射して溶射層（２）の全部と
基材（１）の一部すなわち金属管の管外面の一部を溶融
する双方について実施した。

かかるレーザの溶融処理によフ、低圧プラズマ溶射で形
成された溶射層（２）のままで認められた溶射シ（２）
中の空孔は全て消滅し、緻密な被覆が得られた。レーザ
による処理深さは、レーザ移動速度が２０　ｍｆｉｉｎ
では約１５０μｍであって全溶射層（２）の厚さの約６
割に相当し、レーザ移動速度が５７７１７Ｍｍでは約５
２０μｍであって、溶射層（２）の全厚と基材（１）を
７０μｍ溶融している。基材（１）も溶融されていると
きには接合強度はよシ一層向上したものとなった。

〈実施例２〉 この実施例に使用される基材となる金属管の材質はＳＵ
Ｓ　３０４　、寸法は肉厚が１０ｍ、外径が１５０ｗｅ
長さが３，０００ｍであり、外面コーティングされる。

また、低圧プラズマ溶射条件は次の通りである。

溶射材はｈｔ、０．粉末、溶射雰囲気圧は２５０Ｔｏｒ
ｒである。形成された溶射層（２）の厚さは２００μｍ
である。

更に、低圧プラズマ溶射後に行われるレーザビームによ
る溶融処理条件は次の通りである。

レーザの種類はＣＯ，レーザ、レーザ出力は３ＫＩｌ！
、レーザビームの形状は線状（幅２０ｏｍ）、レーザ極
部速度は５ＷＩ／ＩＩＩＩＩＩである。

上記条件の下で、基材（１）となる金属管の管外面に低
圧プラズマ溶射して溶射層（２）を形成し、その後溶射
層（２）にレーザビーム（４）をレーザ移動速度６ｍ１
−で照射して溶射層（２）を溶融した。

かかるレーザの溶融処理により、低圧プラズマ溶射で形
成された溶射層（２）のままで認められた溶射ＩｔＭ　
（２）中の空孔は全て消滅し、緻密な被覆が得られた。

レーザによる処理深さは、５０μｍである。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、基材となる金属管の一
面又は両面に低圧プラズマ溶射によって形成された溶射
層にレーザビーム或いは電子ビームを照射して溶射層あ
るいは基材のうち少なくとも溶射層の表面を溶融処理す
るよう忙したので、溶射層中の穿孔が溶融によって消滅
し、溶射層が緻密となって耐食性、耐熱性、耐摩耗性が
良好で、しかも熱歪のない金属管が得られるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａｌ〜（Ｃ１はこの発明の一実施例の各工程に
おけろコーティング状態をそれぞれ示す説明図、第２図
はこの発明方法によってコーティングされた基材を示す
断面図である。 図において、（１）は基材（金属管）　、　（２）は溶
射ｊ―、（４）はレーザビームである。 代理人　弁理士　佐　藤　正　年 ４：レーザじ′−ム 忙】 第２ｒ１１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基材となる金属管の一面又は両面に低圧プラズマ溶射し
   て溶射層を形成し、その後溶射層にレーザビーム或いは
   電子ビームを照射して溶射層あるいは基材のうち少なく
   とも溶射層の表面を溶融処理するようにしたことを特徴
   とする管内外面のコーティング方法。