JPS63121646A - 金属部材のコ−テイング方法 - Google Patents
金属部材のコ−テイング方法Info
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- JPS63121646A JPS63121646A JP61265682A JP26568286A JPS63121646A JP S63121646 A JPS63121646 A JP S63121646A JP 61265682 A JP61265682 A JP 61265682A JP 26568286 A JP26568286 A JP 26568286A JP S63121646 A JPS63121646 A JP S63121646A
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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
- C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
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-
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- 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
- C23C4/131—Wire arc spraying
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は金属管、金属板等の金属部材の表面に例えば
Ｔｉ０％ＴｉＮ等をコーティングして金属部材表面の耐
摩耗性、耐蝕性の向上を図る金属部材のコーティング方
法に関するものである。
Ｔｉ０％ＴｉＮ等をコーティングして金属部材表面の耐
摩耗性、耐蝕性の向上を図る金属部材のコーティング方
法に関するものである。
金属部材、例えば金属管の表面にセラミックス、炭化物
あるいはタングステン等をコーティングして管表面の耐
蝕性、耐摩耗性等を向上させることが、例えば油井管な
どに要求されている。
あるいはタングステン等をコーティングして管表面の耐
蝕性、耐摩耗性等を向上させることが、例えば油井管な
どに要求されている。
従来、金属部材の表面をコー・ティングして表面を高強
度化する代表的方法としてアーク肉盛溶接法或いはプラ
ズマ溶射法がある。
度化する代表的方法としてアーク肉盛溶接法或いはプラ
ズマ溶射法がある。
アーク肉盛溶掻法は耐蝕性のある溶接金属を金属部材表
面に盛りあげて被覆を行う方法である。
面に盛りあげて被覆を行う方法である。
また、プラズマ溶射法は超高温のプラズマジェットを利
用してタングステン、チタン等の高融点材料の粉末を溶
融し、金属部材表面に高速で吹き付け、高密度でかつ高
強度の被覆を行なう方法である。
用してタングステン、チタン等の高融点材料の粉末を溶
融し、金属部材表面に高速で吹き付け、高密度でかつ高
強度の被覆を行なう方法である。
上記従来のアーク肉盛溶接法により被覆を行なう場合は
、作業能率が悪く、かつ溶接中に熱歪が生じるという問
題点があった。
、作業能率が悪く、かつ溶接中に熱歪が生じるという問
題点があった。
また、従来のプラズマ溶射法においては、高温・高速の
プラズマジェットにより大気をまき込み、溶射材の粉末
表面を酸化させてしまい、このため粒間付着力が弱くな
ると同時に粒間に微小な空孔ができ、耐蝕性等に所定の
性能が得られないと−いう問題点があった。
プラズマジェットにより大気をまき込み、溶射材の粉末
表面を酸化させてしまい、このため粒間付着力が弱くな
ると同時に粒間に微小な空孔ができ、耐蝕性等に所定の
性能が得られないと−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、高密着力を存し、強固な被覆を容易に形成すること
ができる金属部材のコーティング方法を得ることを目的
とする。
で、高密着力を存し、強固な被覆を容易に形成すること
ができる金属部材のコーティング方法を得ることを目的
とする。
この発明に係る金属部材のコーティング方法は、低圧雰
囲気下の金属部材表面をアーク熱により加熱し、溶融直
前の加熱表面に不活性ガスで搬送したセラミックス或い
は金属材料の粒径１μｍ以下の超微粉材料を高速度で吹
きつけて被覆層を形成するように構成したものである。
囲気下の金属部材表面をアーク熱により加熱し、溶融直
前の加熱表面に不活性ガスで搬送したセラミックス或い
は金属材料の粒径１μｍ以下の超微粉材料を高速度で吹
きつけて被覆層を形成するように構成したものである。
この発明においては、低圧雰囲気下の金属部材表面をア
ーク加熱により加熱するから、広い範囲で表面だけが加
熱されて基材に残留応力を生じさせず、しかも表面に付
着している酸化物質が除去される。この加熱された表面
に表面積が小さく、反応性の良好な超微粉材料が高速で
衝突させられるから、この衝突のエネルギーによって金
属部材表面に超微粉材料が高い密着力で付着する。
ーク加熱により加熱するから、広い範囲で表面だけが加
熱されて基材に残留応力を生じさせず、しかも表面に付
着している酸化物質が除去される。この加熱された表面
に表面積が小さく、反応性の良好な超微粉材料が高速で
衝突させられるから、この衝突のエネルギーによって金
属部材表面に超微粉材料が高い密着力で付着する。
図はこの発明の一実施例を示す説明図である。
図において、ｌはコーティングされる金属部材である金
属板、２は金属体１の表面に対して垂直な低圧アーク用
のアーク棒、３はアーク棒２の近傍に配置された超微粉
噴射ノズル、４は不活性ガスによって搬送されて超微粉
噴射ノズル３から金属板１の表面に吹きつけられる超微
粉で、粒径が１μｍ以下のセラミックス或いは金属材料
からなる。５は金属板１の表面にコーティングされた被
覆層である。
属板、２は金属体１の表面に対して垂直な低圧アーク用
のアーク棒、３はアーク棒２の近傍に配置された超微粉
噴射ノズル、４は不活性ガスによって搬送されて超微粉
噴射ノズル３から金属板１の表面に吹きつけられる超微
粉で、粒径が１μｍ以下のセラミックス或いは金属材料
からなる。５は金属板１の表面にコーティングされた被
覆層である。
次にこの発明方法について説明する。
金属材１の表面に被覆１１！５をコーティングするには
、まず、金属板１とアーク棒２と超微粉噴射ノズル３を
ＩＯ−’ ｔｏｒｒ以下の低圧雰囲気下に設置する。
、まず、金属板１とアーク棒２と超微粉噴射ノズル３を
ＩＯ−’ ｔｏｒｒ以下の低圧雰囲気下に設置する。
しかる後に、金属板１の表面にアーク棒２よりアーク６
を飛ばして金属板１の表面を溶融直前の状態即ち半溶融
状態となるまで加熱する。この低圧気中におけるアーク
６の加熱によって普通のアークによる加熱に比べて加熱
エリアが広くなり、金属板１の表面だけが加熱されて基
材に残留応力を生じさせず、その表面に付着していた酸
化物も除去される。
を飛ばして金属板１の表面を溶融直前の状態即ち半溶融
状態となるまで加熱する。この低圧気中におけるアーク
６の加熱によって普通のアークによる加熱に比べて加熱
エリアが広くなり、金属板１の表面だけが加熱されて基
材に残留応力を生じさせず、その表面に付着していた酸
化物も除去される。
次に、アーク６の加熱によって金属板１の半溶融状態と
なった表面に不活性ガスによりガス搬送している超微粉
４をノズル３より高速で吹き付ける。
なった表面に不活性ガスによりガス搬送している超微粉
４をノズル３より高速で吹き付ける。
この超微粉４は比表面積が極めて大きく、例えば粒径２
５ｎｍの超微粉の表面は約５５ｍ”／ｇｒまで達し、反
応性が非常に高く、触媒として利用されることがある。
５ｎｍの超微粉の表面は約５５ｍ”／ｇｒまで達し、反
応性が非常に高く、触媒として利用されることがある。
この超微粉４を高速で金属板１の半溶融状態の表面に衝
突させることにより、高い衝突エネルギーを発生させ、
この衝突エネルギーにより超微粉１を活性化して金属板
１の表面に超微粉４を付着させて被ＮＮ５を形成する。
突させることにより、高い衝突エネルギーを発生させ、
この衝突エネルギーにより超微粉１を活性化して金属板
１の表面に超微粉４を付着させて被ＮＮ５を形成する。
このとき、金属板１の表面は、半溶融除隊で酸化物も除
去されて活性化状態にあり、超微粉４が活性化状態を損
うことなく、金属板１の表面に付着するため、被覆ＶＪ
５の付着強度を大とすることができる。
去されて活性化状態にあり、超微粉４が活性化状態を損
うことなく、金属板１の表面に付着するため、被覆ＶＪ
５の付着強度を大とすることができる。
金属板ｌの表面全体に被覆層５を形成するために、図の
矢印Ａに示す方向にアーク棒２と超微粉噴射ズル３とが
移動させられるが、アーク棒２は金属板１の表面に付着
した超微粉４が溶融する前に移動させられる。
矢印Ａに示す方向にアーク棒２と超微粉噴射ズル３とが
移動させられるが、アーク棒２は金属板１の表面に付着
した超微粉４が溶融する前に移動させられる。
このコーティング方法に使用する超微粉４は超微粉自体
が高い反応性を有するため、その選択範囲は広く、セラ
ミックス、金属およびセラミックスと金属粉の混合粉の
いずれでも通用することができる。
が高い反応性を有するため、その選択範囲は広く、セラ
ミックス、金属およびセラミックスと金属粉の混合粉の
いずれでも通用することができる。
また、超微粉４をガス搬送する不活性ガスは通常アルゴ
ンガスを使用するが窒化物系セラミックスをコーティン
グする場合は窒化性雰囲気でも良好にコーティングする
ことができる。
ンガスを使用するが窒化物系セラミックスをコーティン
グする場合は窒化性雰囲気でも良好にコーティングする
ことができる。
上記実施例に基づき具体的に金属板１にコーティングし
た場合について説明する。
た場合について説明する。
〔具体例１〕
金属板１として寸法３０＋ａｍ Ｘ ５０ｍｍ 、厚さ
１０ｍｍの炭素鋼を使用し、金属板１の表面とアーク捧
２左超微粉噴出ノズル３を１０−’ｔｏｒｒ の低圧
雰囲気下に設定し、その金属板１の表面に粒径１μｍ以
下のＣｒ超微粉を吹きつけた。
１０ｍｍの炭素鋼を使用し、金属板１の表面とアーク捧
２左超微粉噴出ノズル３を１０−’ｔｏｒｒ の低圧
雰囲気下に設定し、その金属板１の表面に粒径１μｍ以
下のＣｒ超微粉を吹きつけた。
このとき、アーク棒２のアーク電圧は３０ｖ１アーク電
流は、１５０ Ａである。
流は、１５０ Ａである。
またアルゴンガスで搬送されたＣｒ超微粉は超微粉噴射
ノズル３から４０ｔａ／ｓｅｅの高速で噴出させた。こ
の吹き付けの際金属板の付着面温度を２５℃（室温）か
ら１３５０℃に可変してコーティングを行い、各温度に
対する被覆層の密着力（ｋｇ ／ ｍ＋ｎ’）を調べた
結果を第１表に示す。
ノズル３から４０ｔａ／ｓｅｅの高速で噴出させた。こ
の吹き付けの際金属板の付着面温度を２５℃（室温）か
ら１３５０℃に可変してコーティングを行い、各温度に
対する被覆層の密着力（ｋｇ ／ ｍ＋ｎ’）を調べた
結果を第１表に示す。
第１表
なお、同時に従来のプラズマ溶射法によりコーティング
したときの密着力を調べた結果、約３．１ｋｇ／ａ鯛２
であったφ 第１表に示すように、この具体例によってコーティング
した場合は、従来のプラズマ溶射の場合と比し密着力が
大巾に改善でき、かつ付着面を１３５０℃に半溶融状態
に加熱したときには密着力が飛躍的に向上していること
がわかる。
したときの密着力を調べた結果、約３．１ｋｇ／ａ鯛２
であったφ 第１表に示すように、この具体例によってコーティング
した場合は、従来のプラズマ溶射の場合と比し密着力が
大巾に改善でき、かつ付着面を１３５０℃に半溶融状態
に加熱したときには密着力が飛躍的に向上していること
がわかる。
Ｃ具体例２）
炭素鋼で形成された金属板の表面に粒径１μｍ以下のア
ルゴンガスで搬送されたＴｉＮ超微粉を超微粉噴射ノズ
ル３から６０ｍ／ｓｅｅの速度で吹き付けた。その他の
条件は具体例１と同様である。
ルゴンガスで搬送されたＴｉＮ超微粉を超微粉噴射ノズ
ル３から６０ｍ／ｓｅｅの速度で吹き付けた。その他の
条件は具体例１と同様である。
上記具体例１と同様に付着面温度を変えて密着力を調べ
た結果を第２表に示す。
た結果を第２表に示す。
第２表
この場合も、第２表から明らか・なように付着面を半溶
融状態の１３５０℃に加熱することにより、−密着力の
向上を図ることができた。
融状態の１３５０℃に加熱することにより、−密着力の
向上を図ることができた。
この発明は以上説明したように、低圧雰囲気下でアーク
加熱により加熱されて半溶融状態となった金属部材の表
面に反応性の良好な超微粉材料を不活性ガスによって高
速で衝突させ、発生した衝突エネルギーによって活性化
された超微粉材料が半溶融状態で活性化された金属材表
面に付着するから、亮密着力を存する強固な被覆が形成
されるという効果を有する。
加熱により加熱されて半溶融状態となった金属部材の表
面に反応性の良好な超微粉材料を不活性ガスによって高
速で衝突させ、発生した衝突エネルギーによって活性化
された超微粉材料が半溶融状態で活性化された金属材表
面に付着するから、亮密着力を存する強固な被覆が形成
されるという効果を有する。
図はこの発明の実施例を示す説明図である。
図において、ｌは金属板、２はアーク棒、３は超微粉噴
射ノズル、４は超微粉、５は被Ｎ層である。 代 理 人 弁理士 佐々木 宗 治 国 １：４′扁慰 ４：旭徴か ５ ： ：’Ｐ）ｌ覆１
射ノズル、４は超微粉、５は被Ｎ層である。 代 理 人 弁理士 佐々木 宗 治 国 １：４′扁慰 ４：旭徴か ５ ： ：’Ｐ）ｌ覆１
Claims (1)
- 金属部材の表面に被覆層を形成する金属部材のコーティ
ング方法において、低圧雰囲気下の金属部材表面をアー
ク加熱により加熱し、溶融直前の加熱表面に不活性ガス
で搬送したセラミックス或いは金属材料の粒径の１μｍ
以下の超微粉材料を高速度で吹きつけて被覆層を形成す
るようにしたことを特徴とする金属部材のコーティング
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61265682A JPS63121646A (ja) | 1986-11-10 | 1986-11-10 | 金属部材のコ−テイング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61265682A JPS63121646A (ja) | 1986-11-10 | 1986-11-10 | 金属部材のコ−テイング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63121646A true JPS63121646A (ja) | 1988-05-25 |
Family
ID=17420536
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61265682A Pending JPS63121646A (ja) | 1986-11-10 | 1986-11-10 | 金属部材のコ−テイング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63121646A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06340958A (ja) * | 1993-06-03 | 1994-12-13 | Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd | 耐高温腐食性被覆複合材料とその製造方法 |
-
1986
- 1986-11-10 JP JP61265682A patent/JPS63121646A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06340958A (ja) * | 1993-06-03 | 1994-12-13 | Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd | 耐高温腐食性被覆複合材料とその製造方法 |
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