JPH07126827A - 金属表面の複合皮膜及びその形成方法 - Google Patents
金属表面の複合皮膜及びその形成方法Info
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- JPH07126827A JPH07126827A JP5294327A JP29432793A JPH07126827A JP H07126827 A JPH07126827 A JP H07126827A JP 5294327 A JP5294327 A JP 5294327A JP 29432793 A JP29432793 A JP 29432793A JP H07126827 A JPH07126827 A JP H07126827A
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- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 セラミック溶射皮膜のみに基づく性質を改善
し又は改質することのできる金属表面の複合皮膜を提供
することである。 【構成】 金属（基板１）表面に形成された下地溶射皮
膜２と下地溶射皮膜２上に形成されたセラミック溶射皮
膜３とからなる複合皮膜４において、下地溶射皮膜２が
窒化チタンを主成分とすることを特徴としている。
し又は改質することのできる金属表面の複合皮膜を提供
することである。 【構成】 金属（基板１）表面に形成された下地溶射皮
膜２と下地溶射皮膜２上に形成されたセラミック溶射皮
膜３とからなる複合皮膜４において、下地溶射皮膜２が
窒化チタンを主成分とすることを特徴としている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばアルミニウム等
の金属の表面に形成された下地溶射皮膜及びセラミック
溶射皮膜からなる複合皮膜、及びその形成方法に関する
ものである。
の金属の表面に形成された下地溶射皮膜及びセラミック
溶射皮膜からなる複合皮膜、及びその形成方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】金属表面にセラミック溶射
皮膜を形成する場合には、金属とセラミックとの熱膨張
係数の差を緩和して両者の密着性を向上させるために、
両者の中間の熱膨張係数を有する材料からなる下地溶射
皮膜を両者間に形成することが、一般に行なわれてい
る。そして、従来、下地溶射皮膜は金属からなるもので
あった。
皮膜を形成する場合には、金属とセラミックとの熱膨張
係数の差を緩和して両者の密着性を向上させるために、
両者の中間の熱膨張係数を有する材料からなる下地溶射
皮膜を両者間に形成することが、一般に行なわれてい
る。そして、従来、下地溶射皮膜は金属からなるもので
あった。
【０００３】ところで、金属表面にセラミック溶射皮膜
を形成する目的は、絶縁性の向上、耐熱性の向上等、種
々ある。例えば、絶縁性の向上を図る場合には、所望の
絶縁性を呈する厚さ及び材料のセラミック溶射皮膜を形
成する。しかし、形成できるセラミック溶射皮膜の厚さ
には上限があるため、絶縁性の向上にも限界があった。
このような限界は、絶縁性に限らず、セラミック溶射皮
膜に基づく他の性質の発現においても同様であった。
を形成する目的は、絶縁性の向上、耐熱性の向上等、種
々ある。例えば、絶縁性の向上を図る場合には、所望の
絶縁性を呈する厚さ及び材料のセラミック溶射皮膜を形
成する。しかし、形成できるセラミック溶射皮膜の厚さ
には上限があるため、絶縁性の向上にも限界があった。
このような限界は、絶縁性に限らず、セラミック溶射皮
膜に基づく他の性質の発現においても同様であった。
【０００４】
【発明の目的】本発明者は、下地溶射皮膜の材質に着目
し、これを変えることにより、下地溶射皮膜の性質をセ
ラミック溶射皮膜に基づく性質に相加的又は相乗的に作
用させることを考えた。即ち、本発明は、セラミック溶
射皮膜のみに基づく性質を改善し又は改質することので
きる金属表面の複合皮膜を提供することを目的とし、ま
た、そのような複合皮膜を形成することのできる方法を
提供することを目的とする。
し、これを変えることにより、下地溶射皮膜の性質をセ
ラミック溶射皮膜に基づく性質に相加的又は相乗的に作
用させることを考えた。即ち、本発明は、セラミック溶
射皮膜のみに基づく性質を改善し又は改質することので
きる金属表面の複合皮膜を提供することを目的とし、ま
た、そのような複合皮膜を形成することのできる方法を
提供することを目的とする。
【０００５】
【目的を達成するための手段】本発明の金属表面の複合
皮膜は、金属表面に形成された下地溶射皮膜と下地溶射
皮膜上に形成されたセラミック溶射皮膜とからなる複合
皮膜において、下地溶射皮膜が窒化チタンを主成分とす
ることを特徴としている。
皮膜は、金属表面に形成された下地溶射皮膜と下地溶射
皮膜上に形成されたセラミック溶射皮膜とからなる複合
皮膜において、下地溶射皮膜が窒化チタンを主成分とす
ることを特徴としている。
【０００６】本発明の金属表面の複合皮膜の形成方法
は、金属表面に下地溶射皮膜を介してセラミック溶射皮
膜を形成して、両溶射皮膜からなる複合皮膜を形成する
方法において、チタンを大気中で溶射して下地溶射皮膜
を形成することを特徴としている。
は、金属表面に下地溶射皮膜を介してセラミック溶射皮
膜を形成して、両溶射皮膜からなる複合皮膜を形成する
方法において、チタンを大気中で溶射して下地溶射皮膜
を形成することを特徴としている。
【０００７】
【作用】本発明の金属表面の複合皮膜においては、下地
溶射皮膜の大部分が窒化チタンからなっているので、下
地溶射皮膜はセラミックとしての性質を発現することと
なる。従って、複合皮膜の性質は、セラミック溶射皮膜
のセラミックとしての性質に、下地溶射皮膜のセラミッ
クとしての性質が作用したものとなる。
溶射皮膜の大部分が窒化チタンからなっているので、下
地溶射皮膜はセラミックとしての性質を発現することと
なる。従って、複合皮膜の性質は、セラミック溶射皮膜
のセラミックとしての性質に、下地溶射皮膜のセラミッ
クとしての性質が作用したものとなる。
【０００８】チタンは大気中にて反応して窒化チタンに
なりやすいので、本発明の金属表面の複合皮膜の形成方
法によれば、下地溶射皮膜の大部分は窒化チタンからな
るものとなる。
なりやすいので、本発明の金属表面の複合皮膜の形成方
法によれば、下地溶射皮膜の大部分は窒化チタンからな
るものとなる。
【０００９】
【実施例】図１は本発明の方法により形成された複合皮
膜を示す断面図である。図において、１はアルミニウム
部材からなる基板、２は下地溶射皮膜、３はセラミック
溶射皮膜である。複合皮膜４は、両溶射皮膜２、３から
なっている。基板１のアルミニウム部材としてはＡ５０
５２を用い、セラミック溶射皮膜３のセラミックとして
はホワイトアルミナを用いた。また、基板１の厚さは６
ｍｍ、下地溶射皮膜２の厚さは５０〜１００μｍ、セラ
ミック溶射皮膜３の厚さは２００〜３００μｍとした。
膜を示す断面図である。図において、１はアルミニウム
部材からなる基板、２は下地溶射皮膜、３はセラミック
溶射皮膜である。複合皮膜４は、両溶射皮膜２、３から
なっている。基板１のアルミニウム部材としてはＡ５０
５２を用い、セラミック溶射皮膜３のセラミックとして
はホワイトアルミナを用いた。また、基板１の厚さは６
ｍｍ、下地溶射皮膜２の厚さは５０〜１００μｍ、セラ
ミック溶射皮膜３の厚さは２００〜３００μｍとした。
【００１０】次に、形成方法について説明する。基板１
表面に、ブラスト処理後、粒度が１０〜４４μｍの純チ
タン粉末をプラズマ溶射して下地溶射皮膜２を形成し
た。ブラスト処理は、アルミナグリッドを用いて行なっ
た。アルミナグリッドとしては具体的には、「アランダ
ム＃２４」を用いた。
表面に、ブラスト処理後、粒度が１０〜４４μｍの純チ
タン粉末をプラズマ溶射して下地溶射皮膜２を形成し
た。ブラスト処理は、アルミナグリッドを用いて行なっ
た。アルミナグリッドとしては具体的には、「アランダ
ム＃２４」を用いた。
【００１１】次に、下地溶射皮膜２上に、粒度が１０〜
４５μｍのホワイトアルミナをプラズマ溶射してホワイ
トアルミナからなるセラミック溶射皮膜３を形成した。
４５μｍのホワイトアルミナをプラズマ溶射してホワイ
トアルミナからなるセラミック溶射皮膜３を形成した。
【００１２】なお、下地溶射皮膜２及びセラミック溶射
皮膜３を形成する際の各プラズマ溶射は、出力６０ｋｗ
級の国産のプラズマ溶射装置を用いて、表１に示す条件
で行なった。
皮膜３を形成する際の各プラズマ溶射は、出力６０ｋｗ
級の国産のプラズマ溶射装置を用いて、表１に示す条件
で行なった。
【００１３】
【表１】
【００１４】こうして、アルミニウム部材からなる基板
１表面に、下地溶射皮膜２を介してセラミック溶射皮膜
３が形成された。即ち、複合皮膜４が形成された。図２
は図１のＡ部の拡大写真である。
１表面に、下地溶射皮膜２を介してセラミック溶射皮膜
３が形成された。即ち、複合皮膜４が形成された。図２
は図１のＡ部の拡大写真である。
【００１５】上記形成方法において、下地溶射皮膜２を
形成する際に、純チタンは大気中にて反応して殆んどが
窒化チタンに変わる。このため、下地溶射皮膜２は大部
分が窒化チタンからなっており、純チタンは少量であ
る。図３は下地溶射皮膜２の組成を示すＸ線回折図であ
る。図３からわかるように、窒化チタンと純チタンの含
有割合は約５：１である。
形成する際に、純チタンは大気中にて反応して殆んどが
窒化チタンに変わる。このため、下地溶射皮膜２は大部
分が窒化チタンからなっており、純チタンは少量であ
る。図３は下地溶射皮膜２の組成を示すＸ線回折図であ
る。図３からわかるように、窒化チタンと純チタンの含
有割合は約５：１である。
【００１６】窒化チタン及び純チタンの熱膨張係数は、
アルミニウムとアルミナの間に位置している。このた
め、セラミック溶射皮膜３の基板１に対する密着性は、
下地溶射皮膜２を介することによって向上している。密
着強度は、具体的には５ｋｇ・ｆ／ｍｍ2であった。特
に、チタンはアルミニウムと反応するので、下地溶射皮
膜２の基板１に対する密着性は向上している。
アルミニウムとアルミナの間に位置している。このた
め、セラミック溶射皮膜３の基板１に対する密着性は、
下地溶射皮膜２を介することによって向上している。密
着強度は、具体的には５ｋｇ・ｆ／ｍｍ2であった。特
に、チタンはアルミニウムと反応するので、下地溶射皮
膜２の基板１に対する密着性は向上している。
【００１７】セラミック溶射皮膜３は、セラミックであ
るホワイトアルミナからなっているため、絶縁性を有し
ている。下地溶射皮膜２も、大部分がセラミックである
窒化チタンからなっているため、絶縁性を有している。
従って、複合皮膜４は、セラミック溶射皮膜３のみに基
づく絶縁性よりも高い絶縁性を有することとなる。即
ち、セラミック溶射皮膜３のみに基づく絶縁性は改善さ
れたこととなる。
るホワイトアルミナからなっているため、絶縁性を有し
ている。下地溶射皮膜２も、大部分がセラミックである
窒化チタンからなっているため、絶縁性を有している。
従って、複合皮膜４は、セラミック溶射皮膜３のみに基
づく絶縁性よりも高い絶縁性を有することとなる。即
ち、セラミック溶射皮膜３のみに基づく絶縁性は改善さ
れたこととなる。
【００１８】以下に、絶縁破壊試験の方法及びその結果
を示す。結果から、絶縁性が改善されていることがわか
る。絶縁破壊試験 ・種類：気中試験 試験方法：ＪＩＳ−Ｃ２１１０（段階破壊試験）に準
じる。 印加周波数：８００Ｈｚ（方形波） 平板−平板電極（φ２５） なお、従来例は、下地溶射皮膜２としてＮｉ・Ａｌ合金
を用いた。
を示す。結果から、絶縁性が改善されていることがわか
る。絶縁破壊試験 ・種類：気中試験 試験方法：ＪＩＳ−Ｃ２１１０（段階破壊試験）に準
じる。 印加周波数：８００Ｈｚ（方形波） 平板−平板電極（φ２５） なお、従来例は、下地溶射皮膜２としてＮｉ・Ａｌ合金
を用いた。
【００１９】また、絶縁性以外に、耐熱性、耐高温腐食
等の特性を改善することができる。
等の特性を改善することができる。
【００２０】なお、下地溶射皮膜２及びセラミック溶射
皮膜３を形成する際の各プラズマ溶射の条件を表２又は
表３に示すようにしても、上記実施例と略同じ複合皮膜
４が得られた。
皮膜３を形成する際の各プラズマ溶射の条件を表２又は
表３に示すようにしても、上記実施例と略同じ複合皮膜
４が得られた。
【００２１】
【表２】
【００２２】
【表３】
【００２３】また、基板１の金属としては、例えば、種
々の鉄鋼材料、銅、銅合金、チタン、チタン合金、ニッ
ケル基合金、コバルト基合金等を用いてもよく、セラミ
ック溶射皮膜３のセラミックとしては、例えば、ジルコ
ニア、チタニア、スピネル、イットリア等を用いてもよ
い。
々の鉄鋼材料、銅、銅合金、チタン、チタン合金、ニッ
ケル基合金、コバルト基合金等を用いてもよく、セラミ
ック溶射皮膜３のセラミックとしては、例えば、ジルコ
ニア、チタニア、スピネル、イットリア等を用いてもよ
い。
【００２４】
【発明の効果】以上のように本発明の金属表面の複合皮
膜によれば、下地溶射皮膜２の大部分が窒化チタンから
なっているので、下地溶射皮膜２にセラミックとしての
性質を持たせることができる。従って、複合皮膜４の性
質を、セラミック溶射皮膜３のセラミックとしての性質
に、下地溶射皮膜２のセラミックとしての性質を作用さ
せてなるものにでき、セラミック溶射皮膜３のみに基づ
く性質を改善し又は改質することができる。例えば、複
合皮膜４に、セラミック溶射皮膜３のみによる絶縁性よ
り高い絶縁性を持たせることができ、更には、耐熱性、
耐高温腐食等の特性を改善することができる。
膜によれば、下地溶射皮膜２の大部分が窒化チタンから
なっているので、下地溶射皮膜２にセラミックとしての
性質を持たせることができる。従って、複合皮膜４の性
質を、セラミック溶射皮膜３のセラミックとしての性質
に、下地溶射皮膜２のセラミックとしての性質を作用さ
せてなるものにでき、セラミック溶射皮膜３のみに基づ
く性質を改善し又は改質することができる。例えば、複
合皮膜４に、セラミック溶射皮膜３のみによる絶縁性よ
り高い絶縁性を持たせることができ、更には、耐熱性、
耐高温腐食等の特性を改善することができる。
【００２５】また、本発明の金属表面の複合皮膜の形成
方法によれば、大部分が窒化チタンからなる下地溶射皮
膜２を容易且つ確実に形成できる。
方法によれば、大部分が窒化チタンからなる下地溶射皮
膜２を容易且つ確実に形成できる。
【図１】 本発明の方法により形成された複合皮膜を示
す断面図である。
す断面図である。
【図２】 結晶の構造を示す図面に代わる写真であっ
て、図１の一部を拡大して示す。
て、図１の一部を拡大して示す。
【図３】 下地溶射皮膜の組成を示すＸ線回折図であ
る。
る。
１ 基板 ２ 下地溶射皮膜 ３ セラミック溶射皮膜 ４ 複合皮膜
Claims (2)
- 【請求項１】 金属表面に形成された下地溶射皮膜と下
地溶射皮膜上に形成されたセラミック溶射皮膜とからな
る複合皮膜において、下地溶射皮膜が窒化チタンを主成
分とすることを特徴とする金属表面の複合皮膜。 - 【請求項２】 金属表面に下地溶射皮膜を介してセラミ
ック溶射皮膜を形成して、両溶射皮膜からなる複合皮膜
を形成する方法において、チタンを大気中で溶射して下
地溶射皮膜を形成することを特徴とする金属表面の複合
皮膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5294327A JPH07126827A (ja) | 1993-10-28 | 1993-10-28 | 金属表面の複合皮膜及びその形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5294327A JPH07126827A (ja) | 1993-10-28 | 1993-10-28 | 金属表面の複合皮膜及びその形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07126827A true JPH07126827A (ja) | 1995-05-16 |
Family
ID=17806270
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5294327A Pending JPH07126827A (ja) | 1993-10-28 | 1993-10-28 | 金属表面の複合皮膜及びその形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07126827A (ja) |
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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