JPH0270054A - 鉄鋼系材料への銅合金等のコーティング方法 - Google Patents
鉄鋼系材料への銅合金等のコーティング方法Info
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- JPH0270054A JPH0270054A JP63220768A JP22076888A JPH0270054A JP H0270054 A JPH0270054 A JP H0270054A JP 63220768 A JP63220768 A JP 63220768A JP 22076888 A JP22076888 A JP 22076888A JP H0270054 A JPH0270054 A JP H0270054A
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- copper alloy
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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］
本発明は、鉄−系材料へ銅または銅合金をコーティング
する方法に関するものであり、特に、Ｃｕ−３ｎ合金（
青銅） 、５ｎ−Ｃｕ−３ｂ合金（ハヒットメタル）
、 Ｃｕ−３ｎ−Ｐ合金（リン青銅）等の極めて潤滑性
に優れた被膜を鉄鋼系材料の表面上にコーティングし、
それにより、高面圧下のもとて耐焼付は性や耐摩耗性か
要求される摺動部品を製造するのに適した方法に関する
ものである。
する方法に関するものであり、特に、Ｃｕ−３ｎ合金（
青銅） 、５ｎ−Ｃｕ−３ｂ合金（ハヒットメタル）
、 Ｃｕ−３ｎ−Ｐ合金（リン青銅）等の極めて潤滑性
に優れた被膜を鉄鋼系材料の表面上にコーティングし、
それにより、高面圧下のもとて耐焼付は性や耐摩耗性か
要求される摺動部品を製造するのに適した方法に関する
ものである。
［従来の技術］
青銅、ハビットメタル、リン青銅などの銅合金は、油潤
滑下で極めて優れた摩擦摩耗特性を示す。これらを鉄鋼
系材料の表面被膜として使用する場合、コーティング方
法としては、電気化学的メツキ、蒸着、スパッタリング
、プラズマ溶射などを挙げることかてきる。
滑下で極めて優れた摩擦摩耗特性を示す。これらを鉄鋼
系材料の表面被膜として使用する場合、コーティング方
法としては、電気化学的メツキ、蒸着、スパッタリング
、プラズマ溶射などを挙げることかてきる。
しかしながら、これらの方法では、−船釣に、製膜速度
か遅い、膜厚を大きくすると被膜の品質が悪くなる、母
材か鉄鋼系材料の場合は、銅合金を直接コーティングし
ても密着力か小さく、剥れやすい、などの欠点かある。
か遅い、膜厚を大きくすると被膜の品質が悪くなる、母
材か鉄鋼系材料の場合は、銅合金を直接コーティングし
ても密着力か小さく、剥れやすい、などの欠点かある。
特に、プラズマ溶射によるコーティングは、他のコーテ
ィング方法に比へて製膜速度か大きいため、広い範囲に
応用されているか、鉄鋼系材料上にそれと合金を作りに
〈い銅や銅合金を直接コーティングしようとしても、十
分な密着力か得られず、アンターコートとしてのＮｉ等
の下塗りか必要になり、そのため、処理工程数が多くな
ると同時にコストか嵩むという問題かある。
ィング方法に比へて製膜速度か大きいため、広い範囲に
応用されているか、鉄鋼系材料上にそれと合金を作りに
〈い銅や銅合金を直接コーティングしようとしても、十
分な密着力か得られず、アンターコートとしてのＮｉ等
の下塗りか必要になり、そのため、処理工程数が多くな
ると同時にコストか嵩むという問題かある。
このように、従来の方法ては、鉄鋼系材料上に潤滑性に
優れた緻密な銅合金被膜を厚く、効率的かつ能率的に、
しかも強い密着力をもたせてコーティングすることは難
しく、それを実現するための技術か望まれていた。
優れた緻密な銅合金被膜を厚く、効率的かつ能率的に、
しかも強い密着力をもたせてコーティングすることは難
しく、それを実現するための技術か望まれていた。
［発明か解決しようとする課題］
本発明者らは、五速した問題を解決すべく、種々の実験
を重ねた結果、減圧レーザ溶射技術か鉄鋼系材料への銅
合金のコーティングに有効に利用てきることを確かめた
。
を重ねた結果、減圧レーザ溶射技術か鉄鋼系材料への銅
合金のコーティングに有効に利用てきることを確かめた
。
本発明は、かかる知見に基づくものであり、その技術的
課題は、鉄鋼系材料上に緻密な銅または銅合金被膜を厚
く、効率的かつ能率的に、しかも強い密着力をもたせて
簡易にコーティングする方法を得ることにある。
課題は、鉄鋼系材料上に緻密な銅または銅合金被膜を厚
く、効率的かつ能率的に、しかも強い密着力をもたせて
簡易にコーティングする方法を得ることにある。
［課題を解決するための手段、作用］
上記課題を解決するための本発明のコーティング方法は
、鉄鋼系材料へ銅または銅合金をコーティングするに際
し、減圧チャンバー内て鉄鋼系材料の表面にレーザを熱
源として銅または銅合金粉末を溶射する減圧レーザ溶射
により、そのコーティングを行うことを特徴とするもの
である。
、鉄鋼系材料へ銅または銅合金をコーティングするに際
し、減圧チャンバー内て鉄鋼系材料の表面にレーザを熱
源として銅または銅合金粉末を溶射する減圧レーザ溶射
により、そのコーティングを行うことを特徴とするもの
である。
このような本発明の方法は、銅や、青銅、ハビットメタ
ル、リン青銅、アルミ青銅、ニッケル青銅、鉛青銅等の
銅合金の被膜を鉄鋼系材料の表面上に大きな結合強度を
持たせてコーティングするのに用いることかてき、特に
高面圧下のもとて耐焼付は性や耐摩耗性か要求される摺
動部品を製造するのに適している。
ル、リン青銅、アルミ青銅、ニッケル青銅、鉛青銅等の
銅合金の被膜を鉄鋼系材料の表面上に大きな結合強度を
持たせてコーティングするのに用いることかてき、特に
高面圧下のもとて耐焼付は性や耐摩耗性か要求される摺
動部品を製造するのに適している。
本発明において用いている減圧レーザ溶射とは、減圧チ
ャンバー内てレーザを熱源として銅または銅合金粉末を
溶射する手法てあり、このような減圧レーザ溶射によれ
は、緻密な被膜の形成か可能となり、また熱源が減圧ブ
ラスマ等に比へ大きいため基材−被膜の境界部に拡散層
が形成され易く、このため被膜の密着強さを極めて大き
くすることがてきる。
ャンバー内てレーザを熱源として銅または銅合金粉末を
溶射する手法てあり、このような減圧レーザ溶射によれ
は、緻密な被膜の形成か可能となり、また熱源が減圧ブ
ラスマ等に比へ大きいため基材−被膜の境界部に拡散層
が形成され易く、このため被膜の密着強さを極めて大き
くすることがてきる。
第１図は、上述した本発明の方法を実施する装置の構成
例を示している。このコーティング装置は、炭酸カスレ
ーザ発振器ｌから投射されるレーザビームを、ミラー２
、コンデンサーレンス３及び溶射ヘット４の透過窓５を
通して内部に導入する減圧チャンバー６を備えている。
例を示している。このコーティング装置は、炭酸カスレ
ーザ発振器ｌから投射されるレーザビームを、ミラー２
、コンデンサーレンス３及び溶射ヘット４の透過窓５を
通して内部に導入する減圧チャンバー６を備えている。
この減圧チャンバー６は、銅または銅合金をコーティン
グするための基材８を保持する基材ホルタ−７をその内
部に備え、その基材ホルタ−７を減圧チャンノへ−６の
外部から駆動制御装置９により操作可能にしたものであ
る。また、この減圧チャンバー６には、その内部を減圧
する真空ポンプ１０を接続している。
グするための基材８を保持する基材ホルタ−７をその内
部に備え、その基材ホルタ−７を減圧チャンノへ−６の
外部から駆動制御装置９により操作可能にしたものであ
る。また、この減圧チャンバー６には、その内部を減圧
する真空ポンプ１０を接続している。
減圧チャンバー６に設けた上記溶射へ・ント４には、ボ
ンへ１１からのキャリアカスと溶射すべき銅または銅合
金粉末とを供給するフィートホッパー１２を接続し、こ
のフィートホッパー１２を溶射ヘット４におけるノズル
１３内に連通させ、さらに上記透過窓５内にはホンベ１
４からの雰囲気ガスの供給口を開口させ、上記ノズル１
３内を通して前述のレーザビームと共に溶射すべき銅ま
たは銅合金を基材表面へ投下可能に構成している。なお
、図中の１６は水冷ジャケット、１７．１８は流量計を
示している。
ンへ１１からのキャリアカスと溶射すべき銅または銅合
金粉末とを供給するフィートホッパー１２を接続し、こ
のフィートホッパー１２を溶射ヘット４におけるノズル
１３内に連通させ、さらに上記透過窓５内にはホンベ１
４からの雰囲気ガスの供給口を開口させ、上記ノズル１
３内を通して前述のレーザビームと共に溶射すべき銅ま
たは銅合金を基材表面へ投下可能に構成している。なお
、図中の１６は水冷ジャケット、１７．１８は流量計を
示している。
このようなレーザ溶射技術は、比較的新しい技術である
ため、各種データの蓄積がなされていないのか現状であ
る。このため、各種粉末について最適な減圧レーザ溶射
条件を設定することか必要であるか、これまての実験等
により、本発明における減圧レーザ溶射ては、主に次に
示すファクターによって比較的大きな影響を受けること
か確かめられている。
ため、各種データの蓄積がなされていないのか現状であ
る。このため、各種粉末について最適な減圧レーザ溶射
条件を設定することか必要であるか、これまての実験等
により、本発明における減圧レーザ溶射ては、主に次に
示すファクターによって比較的大きな影響を受けること
か確かめられている。
（１）レーザ出力
（２）基材表面からレーザビーム焦点まての距離（３）
単位時間当りの溶射面積Ｓ 例えば、円筒形基材の場合は次式によって与えられる。
単位時間当りの溶射面積Ｓ 例えば、円筒形基材の場合は次式によって与えられる。
うな値を基準にして設定するのか好ましい。
第 １ 表
ｄ・円筒形基材の径（ｃｍ）
Ｒ８：基材の回転数（ｒｐｍ）
ｖｓ：基材の移動速度（ｃｐｍ）
（４）減圧度
（５）ノスル径
（６）キャリアカス及び雰囲気カス流量（７）粉末粒径
（８）フィートホッパー回転数
これらのファクターは、シンクル・マルチ・モートの炭
酸カスレーザの場合、第１表に示すよこのような方法に
よって、鉄鋼系材料の表面に潤滑性の優れた被膜を簡易
にコーティングすることか可能になると、低級素材、例
えば３３４１Ｂ材にこのコーティングを施すことにより
、過酷な条件下ても使用てきるようになる。また、比強
度が高く、耐熱性にも優れているのに摺動特性か悪いた
めに用いられていないようなＴｉ合金に上記コーティン
グ方法を施せば、その使用範囲か極めて広くなることか
期待てきる。
酸カスレーザの場合、第１表に示すよこのような方法に
よって、鉄鋼系材料の表面に潤滑性の優れた被膜を簡易
にコーティングすることか可能になると、低級素材、例
えば３３４１Ｂ材にこのコーティングを施すことにより
、過酷な条件下ても使用てきるようになる。また、比強
度が高く、耐熱性にも優れているのに摺動特性か悪いた
めに用いられていないようなＴｉ合金に上記コーティン
グ方法を施せば、その使用範囲か極めて広くなることか
期待てきる。
［実施例］
第１図に示すような装置により、シングル・マルチ・モ
ートの炭酸ガスレーザを用い、次に示すような条件て鉄
基村上にリン青銅の減圧レーザ溶射を行った場合、極め
て効率的てかつ良質なコーティングを行うことかてきた
。
ートの炭酸ガスレーザを用い、次に示すような条件て鉄
基村上にリン青銅の減圧レーザ溶射を行った場合、極め
て効率的てかつ良質なコーティングを行うことかてきた
。
（１）レーザ出力 ：６（ｋＷ）（４）減圧
度 ５〜１０（Ｔｏｒｒ） （５）粉末噴出ノスル径 φ ８ｍｍ （７）粉末粒径 １０〜７４ （用ｍ） これによって得られたリン青銅被膜の物性を第２表に示
す。
度 ５〜１０（Ｔｏｒｒ） （５）粉末噴出ノスル径 φ ８ｍｍ （７）粉末粒径 １０〜７４ （用ｍ） これによって得られたリン青銅被膜の物性を第２表に示
す。
第 ２ 表
なお、摩擦係数測定時の相手材は、Ｆｅ１２、潤滑油は
モービルｌ （ＳＦ）、面圧は５０ ｋｇｆ／ｃｍ２で
ある。
モービルｌ （ＳＦ）、面圧は５０ ｋｇｆ／ｃｍ２で
ある。
［発明の効果］
銅合金を大きい膜厚て鉄鋼系材料の表面に直接コーティ
ングすることは、従来のコーティング方法てはかなり困
難な技術であるか、上述した本発明のコーティング方法
によれば、アンターコートの必要もなく、極めて密着強
度か大きく、かつ緻密なｍｍオーダーの被膜を効率的に
得ることかできる。
ングすることは、従来のコーティング方法てはかなり困
難な技術であるか、上述した本発明のコーティング方法
によれば、アンターコートの必要もなく、極めて密着強
度か大きく、かつ緻密なｍｍオーダーの被膜を効率的に
得ることかできる。
第１図は本発明に係るコーティング方法を実施する装置
の断面図である。 １ ・・炭酸ガスレーザ発振器、 ４ ・・溶射ヘッド、６ ・・減圧チャンバー８・・基
材。
の断面図である。 １ ・・炭酸ガスレーザ発振器、 ４ ・・溶射ヘッド、６ ・・減圧チャンバー８・・基
材。
Claims (1)
- １、鉄鋼系材料へ銅または銅合金をコーティングするに
際し、減圧チャンバー内で鉄鋼系材料の表面にレーザを
熱源として銅または銅合金粉末を溶射する減圧レーザ溶
射により、そのコーティングを行うことを特徴とする鉄
鋼系材料への銅合金等のコーティング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63220768A JPH0270054A (ja) | 1988-09-03 | 1988-09-03 | 鉄鋼系材料への銅合金等のコーティング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63220768A JPH0270054A (ja) | 1988-09-03 | 1988-09-03 | 鉄鋼系材料への銅合金等のコーティング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0270054A true JPH0270054A (ja) | 1990-03-08 |
| JPH0256426B2 JPH0256426B2 (ja) | 1990-11-30 |
Family
ID=16756254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63220768A Granted JPH0270054A (ja) | 1988-09-03 | 1988-09-03 | 鉄鋼系材料への銅合金等のコーティング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0270054A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0757739A (ja) * | 1993-08-09 | 1995-03-03 | Agency Of Ind Science & Technol | 高温型燃料電池用燃料電極の製造方法 |
| DE10154093A1 (de) * | 2001-11-02 | 2003-05-22 | Daimler Chrysler Ag | Verfahren zur Oberflächenbehandlung durch einen Pulverwerkstoff mit Hilfe eines Laserstrahls |
| JP2006077325A (ja) * | 2004-08-30 | 2006-03-23 | Snecma | 単結晶金属部品または方向性凝固部品の表面を再生成する方法 |
| EP2329113A4 (en) * | 2008-09-04 | 2012-01-25 | Rolls Royce Corp | SYSTEM AND METHOD FOR VACUUM SEALING THE INTERIOR OF HOLLOW FAN BLADES |
-
1988
- 1988-09-03 JP JP63220768A patent/JPH0270054A/ja active Granted
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0757739A (ja) * | 1993-08-09 | 1995-03-03 | Agency Of Ind Science & Technol | 高温型燃料電池用燃料電極の製造方法 |
| DE10154093A1 (de) * | 2001-11-02 | 2003-05-22 | Daimler Chrysler Ag | Verfahren zur Oberflächenbehandlung durch einen Pulverwerkstoff mit Hilfe eines Laserstrahls |
| DE10154093B4 (de) * | 2001-11-02 | 2006-02-02 | Daimlerchrysler Ag | Verfahren zur Oberflächenbehandlung durch einen Pulverwerkstoff mit Hilfe eines Laserstrahls und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
| JP2006077325A (ja) * | 2004-08-30 | 2006-03-23 | Snecma | 単結晶金属部品または方向性凝固部品の表面を再生成する方法 |
| EP2329113A4 (en) * | 2008-09-04 | 2012-01-25 | Rolls Royce Corp | SYSTEM AND METHOD FOR VACUUM SEALING THE INTERIOR OF HOLLOW FAN BLADES |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0256426B2 (ja) | 1990-11-30 |
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