JPH0480984B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0480984B2 JPH0480984B2 JP59053871A JP5387184A JPH0480984B2 JP H0480984 B2 JPH0480984 B2 JP H0480984B2 JP 59053871 A JP59053871 A JP 59053871A JP 5387184 A JP5387184 A JP 5387184A JP H0480984 B2 JPH0480984 B2 JP H0480984B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- ceramic layer
- ceramic
- porosity
- spraying
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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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
- C23C4/02—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
-
- 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
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［技術分野］
本発明は、セラミツク溶射における気孔率を制
御する技術に関するものである。詳細にはZrO2，
Al2O3，Cr2O3等のセラミツクスを溶射した溶射
層の厚さ方向での気孔率の制御技術に関するもの
である。
御する技術に関するものである。詳細にはZrO2，
Al2O3，Cr2O3等のセラミツクスを溶射した溶射
層の厚さ方向での気孔率の制御技術に関するもの
である。
［従来技術］
セラミツク溶射においては、従来アンダーコー
トを溶射し、その上にセラミツクス（例えば
ZrO2）を溶射してセラミツク層を形成する技術
が多用されてきた。しかしながら、この方法で溶
射した試験片を熱サイクル試験すると、セラミツ
ク層内のアンダーコートとの界面付近にきれつが
発生し、剥離してしまう。このきれつは母材とセ
ラミツクとの熱膨張差によつて生じるものと考え
られ、熱膨張差の最も大きいと考えられるセラミ
ツク層内のアンダーコートとの界面付近で発生す
るのであると考えられる。
トを溶射し、その上にセラミツクス（例えば
ZrO2）を溶射してセラミツク層を形成する技術
が多用されてきた。しかしながら、この方法で溶
射した試験片を熱サイクル試験すると、セラミツ
ク層内のアンダーコートとの界面付近にきれつが
発生し、剥離してしまう。このきれつは母材とセ
ラミツクとの熱膨張差によつて生じるものと考え
られ、熱膨張差の最も大きいと考えられるセラミ
ツク層内のアンダーコートとの界面付近で発生す
るのであると考えられる。
従つて、従来の技術では、セラミツク層と母材
との熱膨張差によるきれつを防止することができ
ない。
との熱膨張差によるきれつを防止することができ
ない。
［発明の目的］
本発明は、セラミツク溶射層を、厚さ方向にお
いて、アンダーコートの界面付近と、表面付近で
緻密な層にし、その中間域を多孔質の層とするよ
うに、セラミツク層の気孔率を厚さ方向に対して
制御することにより、セラミツク層の層構成を３
層構成にし、セラミツク溶射部品の耐熱サイクル
性、耐食性を向上させることを目的とする。
いて、アンダーコートの界面付近と、表面付近で
緻密な層にし、その中間域を多孔質の層とするよ
うに、セラミツク層の気孔率を厚さ方向に対して
制御することにより、セラミツク層の層構成を３
層構成にし、セラミツク溶射部品の耐熱サイクル
性、耐食性を向上させることを目的とする。
［発明の構成］
かかる目的は、本発明によれば、摺動部材の母
材上にアンダーコートを施した後、内方から順次
に気孔率小なるセラミツク層、気孔率大なるセラ
ミツク層および気孔率小なるセラミツク層を形成
してなることを特徴とする摺動部材によつて達成
される。
材上にアンダーコートを施した後、内方から順次
に気孔率小なるセラミツク層、気孔率大なるセラ
ミツク層および気孔率小なるセラミツク層を形成
してなることを特徴とする摺動部材によつて達成
される。
次に本発明の摺動部材について添付図面を参照
しつつ詳細に説明する。
しつつ詳細に説明する。
本発明においては、第１図に示すように母材ａ
上にアンダーコートｂを形成した後、溶射におけ
る溶射条件を標準条件から変化させることなどに
より、セラミツク溶射層を、気孔率小の層ｃ、気
孔率大の層ｄ、気孔率小の層ｅの３層を形成す
る。
上にアンダーコートｂを形成した後、溶射におけ
る溶射条件を標準条件から変化させることなどに
より、セラミツク溶射層を、気孔率小の層ｃ、気
孔率大の層ｄ、気孔率小の層ｅの３層を形成す
る。
アンダーコート層直上の気孔率小のセラミツク
層ｃはアンダーコートｂとセラミツク層ｅの密着
力をを向上させる作用をし、その層の上の気孔率
大のセラミツク層ｄは熱サイクル時の母材ａとセ
ラミツクとの熱膨張差による応力を緩和して、セ
ラミツク層の剥離をおこしにくくする作用をす
る。また表面近くの気孔率小のセラミツク層ｃは
熱サイクルによつてセラミツク層内部に厚さ方向
に生ずるきれつの進展を防止し、また外部からの
腐食性ガスの溶射層内への侵入を阻止する作用を
する。
層ｃはアンダーコートｂとセラミツク層ｅの密着
力をを向上させる作用をし、その層の上の気孔率
大のセラミツク層ｄは熱サイクル時の母材ａとセ
ラミツクとの熱膨張差による応力を緩和して、セ
ラミツク層の剥離をおこしにくくする作用をす
る。また表面近くの気孔率小のセラミツク層ｃは
熱サイクルによつてセラミツク層内部に厚さ方向
に生ずるきれつの進展を防止し、また外部からの
腐食性ガスの溶射層内への侵入を阻止する作用を
する。
第３図は、本発明の用途の代表例を示す。しか
し、本発明はこれらに限定されることはない。
し、本発明はこれらに限定されることはない。
第３ａ図はピストン１の側面図であり、ピスト
ン頂部２に本発明のセラミツク層Ｘを設けた例を
示す。
ン頂部２に本発明のセラミツク層Ｘを設けた例を
示す。
第３ｂ図は、エキゾーストバルブ３の断面図で
あり、エキゾーストバルブステム部４・首部５・
傘おもて部６に本発明のセラミツク層Ｘを設けた
例を示す。
あり、エキゾーストバルブステム部４・首部５・
傘おもて部６に本発明のセラミツク層Ｘを設けた
例を示す。
第３ｃ図はシリンダヘツド下面７の正面図を示
し、ヘツド下面に本発明のセラミツク層Ｘを設け
た例を示す。
し、ヘツド下面に本発明のセラミツク層Ｘを設け
た例を示す。
第３ｄ図はロアチヤンバー８の断面図を示し、
これに本発明のセラミツク層Ｘを設けた例を示
す。
これに本発明のセラミツク層Ｘを設けた例を示
す。
［発明の作用］
アンダーコート層直上の気孔率小のセラミツク
層ｄは、アンダーコートｂとセラミツク層ｅの密
着力を向上させる作用をし、その層の上の気孔率
大のセラミツク層ｄは、熱サイクル時の母材ａと
セラミツクとの熱膨張差による応力を緩和して、
セラミツク層の剥離をおこしにくくする作用をす
る。また表面近くの気孔率小のセラミツク層ｅ
は、熱サイクルによつてセラミツク層内部に厚さ
方向に生ずるきれつの進展を防止し、また外部か
らの腐食性ガスの溶射層内への侵入を阻止する作
用をする。
層ｄは、アンダーコートｂとセラミツク層ｅの密
着力を向上させる作用をし、その層の上の気孔率
大のセラミツク層ｄは、熱サイクル時の母材ａと
セラミツクとの熱膨張差による応力を緩和して、
セラミツク層の剥離をおこしにくくする作用をす
る。また表面近くの気孔率小のセラミツク層ｅ
は、熱サイクルによつてセラミツク層内部に厚さ
方向に生ずるきれつの進展を防止し、また外部か
らの腐食性ガスの溶射層内への侵入を阻止する作
用をする。
［発明の効果］
セラミツク層を３層構成にすることにより、今
までの溶射方法で溶射していたセラミツク層に比
べ、耐熱サイクル性が10倍向上する。即ち標準条
件で溶射し、セラミツク層を単一層とした今まで
のセラミツク層は、第２図で示す900℃の高温で
の熱サイクル試験を行うと30回で剥離が起こつて
しまう。しかし、本発明による３層構成のセラミ
ツク層は、同一試験を行なうと、400回まで剥離
せず、450回に剥離した。
までの溶射方法で溶射していたセラミツク層に比
べ、耐熱サイクル性が10倍向上する。即ち標準条
件で溶射し、セラミツク層を単一層とした今まで
のセラミツク層は、第２図で示す900℃の高温で
の熱サイクル試験を行うと30回で剥離が起こつて
しまう。しかし、本発明による３層構成のセラミ
ツク層は、同一試験を行なうと、400回まで剥離
せず、450回に剥離した。
（実施例）
次に本発明を実施例につき説明する。
鋼材（JIS企画SUS304）を母材とする直径８mm、
長さ50mmの円柱試験片を作成した。この試験片
に、プラズマ溶射ガンを用いて、Ni−Cr−Al合
金を厚さ0.1mmになるように溶射して、アンダー
コート層を作成した。その後、溶射ガンのノズル
と被溶射物との距離（以後溶射距離という）、溶
射中の電流値、溶射粉末の粒度（以後粉末粒度と
いう）などの溶射条件を変化させ、セラミツク層
の気孔率が小さい部分と大きい部分を作りセラミ
ツク層を３層形成した。セラミツク層は5wt％の
CaOで安定化したZrO2を溶射して得た。そのセ
ラミツク層の構成と作成方法を各層ごとに次に、
まとめる。
長さ50mmの円柱試験片を作成した。この試験片
に、プラズマ溶射ガンを用いて、Ni−Cr−Al合
金を厚さ0.1mmになるように溶射して、アンダー
コート層を作成した。その後、溶射ガンのノズル
と被溶射物との距離（以後溶射距離という）、溶
射中の電流値、溶射粉末の粒度（以後粉末粒度と
いう）などの溶射条件を変化させ、セラミツク層
の気孔率が小さい部分と大きい部分を作りセラミ
ツク層を３層形成した。セラミツク層は5wt％の
CaOで安定化したZrO2を溶射して得た。そのセ
ラミツク層の構成と作成方法を各層ごとに次に、
まとめる。
アンダーコート界面付近の気孔率小の層（第
１図のｃ層）溶射距離を90mmとし、電流値
600A、粉末粒度−350メツシユの溶射条件で、
プラズマ溶射ガンを用いて、厚さを0.1mmにな
るように容射し、気孔率が３〜８％のセラミツ
ク層を形成した。
１図のｃ層）溶射距離を90mmとし、電流値
600A、粉末粒度−350メツシユの溶射条件で、
プラズマ溶射ガンを用いて、厚さを0.1mmにな
るように容射し、気孔率が３〜８％のセラミツ
ク層を形成した。
ｃ層の上部に形成する、気孔率大の層（第１
図のｄ層）溶射距離を132mmとし、電流値を
400A、粉末粒度＋350メツシユの溶射条件で、
プラズマ溶射ガンを用いて、厚さ0.2mmになる
ように溶射し、気孔率が12〜18％のセラミツク
層を形成した。
図のｄ層）溶射距離を132mmとし、電流値を
400A、粉末粒度＋350メツシユの溶射条件で、
プラズマ溶射ガンを用いて、厚さ0.2mmになる
ように溶射し、気孔率が12〜18％のセラミツク
層を形成した。
ｄ層の上部に形成する、気孔率小の層（第１
図のｅ層）作成方法、層の厚さ、気孔率はｃ層
と同じとした。しかし、ｅ層はｃ層と同じであ
る必要はなく、使用用途に合わせてｅ層の気孔
率を決定するのが望ましい。
図のｅ層）作成方法、層の厚さ、気孔率はｃ層
と同じとした。しかし、ｅ層はｃ層と同じであ
る必要はなく、使用用途に合わせてｅ層の気孔
率を決定するのが望ましい。
以上の実施例では、上記溶射条件を用いたが、
気孔率が希望のものになれば他の溶射条件（たと
えば溶射面温度、溶射角度など）で溶射してセラ
ミツク層を形成しても良く、また、多くの溶射条
件を組み合わせて溶射しても良いことは言うまで
もない。また、溶射方法については密着性から考
えて、プラズマ溶射が最も良いと考えられるが、
他のガス溶射あるいはアーク式溶射で行なつても
良い。
気孔率が希望のものになれば他の溶射条件（たと
えば溶射面温度、溶射角度など）で溶射してセラ
ミツク層を形成しても良く、また、多くの溶射条
件を組み合わせて溶射しても良いことは言うまで
もない。また、溶射方法については密着性から考
えて、プラズマ溶射が最も良いと考えられるが、
他のガス溶射あるいはアーク式溶射で行なつても
良い。
第１図は本発明の摺動部材の断面図、第２図は
900℃の熱サイクル試験結果を示すグラフ、第３
図は本発明の種々の適用例を示す図である。 符号の説明、ａ……母材、ｂ……アンダーコー
ト、ｃ……気孔率小のセラミツク層、ｄ……気孔
率大のセラミツク層、ｅ……気孔率小のセラミツ
ク層、１……ピストン、２……ピストン頂部、３
……エキゾーストバルブ、４……ステム部、５…
…首部、６……傘おもて部、７……シリンダヘツ
ド下面、８……ロアチヤンバー。
900℃の熱サイクル試験結果を示すグラフ、第３
図は本発明の種々の適用例を示す図である。 符号の説明、ａ……母材、ｂ……アンダーコー
ト、ｃ……気孔率小のセラミツク層、ｄ……気孔
率大のセラミツク層、ｅ……気孔率小のセラミツ
ク層、１……ピストン、２……ピストン頂部、３
……エキゾーストバルブ、４……ステム部、５…
…首部、６……傘おもて部、７……シリンダヘツ
ド下面、８……ロアチヤンバー。
Claims (1)
- １ 摺動部材の母材上にアンダーコートを施した
後、内方から順次に気孔率小なるセラミツク層、
気孔率大なるセラミツク層および気孔率小なるセ
ラミツク層を形成してなることを特徴とする摺動
部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59053871A JPS60197861A (ja) | 1984-03-21 | 1984-03-21 | 摺動部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59053871A JPS60197861A (ja) | 1984-03-21 | 1984-03-21 | 摺動部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60197861A JPS60197861A (ja) | 1985-10-07 |
| JPH0480984B2 true JPH0480984B2 (ja) | 1992-12-21 |
Family
ID=12954810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59053871A Granted JPS60197861A (ja) | 1984-03-21 | 1984-03-21 | 摺動部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60197861A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2592096Y2 (ja) * | 1991-09-24 | 1999-03-17 | 岡崎産業株式会社 | 水栓エルボ取付構造 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02236264A (ja) * | 1989-03-09 | 1990-09-19 | Tocalo Co Ltd | 防音・防振部材 |
| JP4752114B2 (ja) * | 2001-01-26 | 2011-08-17 | 株式会社Ｉｈｉ | コーティング構造及びコーティング方法 |
| JPWO2013125704A1 (ja) * | 2012-02-22 | 2015-07-30 | 日本碍子株式会社 | エンジン燃焼室構造、および流路の内壁構造 |
| JP6821496B2 (ja) * | 2017-04-26 | 2021-01-27 | 三菱重工業株式会社 | 遮熱コーティング形成方法、遮熱コーティング、及び高温部材 |
| JP6896498B2 (ja) * | 2017-04-26 | 2021-06-30 | 三菱重工業株式会社 | 遮熱コーティング形成方法、遮熱コーティング、及び高温部材 |
| US20200048751A1 (en) * | 2017-04-26 | 2020-02-13 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Thermal barrier coating formation method, thermal barrier coating, and high-temperature member |
-
1984
- 1984-03-21 JP JP59053871A patent/JPS60197861A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2592096Y2 (ja) * | 1991-09-24 | 1999-03-17 | 岡崎産業株式会社 | 水栓エルボ取付構造 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60197861A (ja) | 1985-10-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |