JPH0651212B2 - アモルフアスコ−テイングされた容器又は管状部材の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はアモルファスコーティングされた容器又は管状
部材の製造方法に係り、特に通常の手段ではアモルファ
スコーティングを行ない難い容器内面や管状部材内面
に、アモルファスコーティング膜を形成した部材を製造
する方法に関する。

［従来の技術］ アモルファス金属は、周知のように、原子配列に規則性
のない非晶質構造の金属であり、結晶質金属にはみられ
ない物理的特性、化学的特性を有している。このため、
近年特に高硬度、高耐食性、高透磁率性等の特性を利用
して、このアモルファス金属で部材表面をコーティング
して、部材の表面特性を著しく改良する各種部材の研究
開発が盛んである。

アモルファス金属をコーティングする方法としては、ス
パッタリング法、真空蒸着法等の気相蒸着法が一般に知
られている。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、アモルファスコーティングは、過度に複雑異
形の箇所や狭所あるいは巨大構造体には施し難いことか
ら、内面にアモルファスコーティングを施した容器や管
状部材を製造することは極めて困難である。

しかるに、腐食性溶液の容器、腐食性物質の回収蒸発缶
等、内壁面に高耐食性等の優れた特性を有する容器や管
状部材が、年々、随所で使用されつつあり、内面にアモ
ルファスコーティング膜を有する容器や管状部材を容易
に製造し得る方法の出現が強く要望されている。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、このような問題を解決するために、製造する
容器又は管状部材を２個以上に分割した形状の構成部材
を用い、下記〜 各構成部材の内面を、被接合部近傍を除き、アモルフ
ァスコーティングする。

被接合部を溶接する。

各構成部材の溶接部近傍内面をアモルファススパッタ
コーティングする。

の工程に従って、アモルファスコーティングされた容器
又は管状部材を製造するものである。

［作用］ 製造する容器又は管状部材を２個以上に分割した構成部
材は、製造する容器又は管状部材に比し、その大きさが
比較的小さいため、通常の方法により容易にアモルファ
スコーティングを施すことができる。

各構成部材を溶接した後は、内面の溶接部近傍をアモル
ファスコーティングするため、比較的狭所あるいは複雑
異形箇所であっても、短時間でかつ容易にアモルファス
コーティングを施すことができる。

［実施例］ 以下図面に示す実施例を参照しながら本発明について更
に詳細に説明する。

なお本明細書においてアモルファス金属とは、金属単体
のみならず合金のアモルファス状態のものをも含むもの
とする。

第１図（ａ）〜（ｅ）は本発明の実施例方法を説明する
図である。

本発明においては、まず第１図（ａ）の如く、製造する
部材を２個以上（本例においては４個）に分割した形状
を有する構成部材Ａ〜Ｄを用意し、各構成部材の被接合
部近傍を残して、内面にアモルファスコーティングを施
す。

この場合、各部材のアモルファスコーティング膜は、第
１図（ｂ）の如く、膜１の終端縁部１ａが被接合部２の
近傍、例えば３０mmまでの位置に形成するようにする。

アモルファスコーティング膜の形成方法としては特に制
限はなく、従来より公知のスパッタリング法、真空蒸着
法等の気相蒸着法が採用される。

次いで、各構成部材を溶接により接合する。（第１図
（ｃ）参照）。溶接方法としては、Ｔｉｇ溶接法、アー
ク溶接法、プラズマ溶接法、レーザ溶接法、電子ビーム
溶接法、高周波溶接法等の通常の方法が採用されるが、
特にレーザ溶接によるインナーボア溶接を行なうのが好
ましい。この場合、レーザ光源には特に制限はなく、ル
ビー、Ｎｄガラス、Ａｒイオン、Ｎｄ−ＹＡＧ等の固体
レーザ、ＣＯ_２ガスレーザ等が用いられる。

なお、この溶接に際し、溶接による熱により、コーティ
ング膜が加熱されてコーティング膜のアモルファス金属
が非晶質から結晶質に変化し、アモルファス金属の有す
る特性が損なわれたり、熱影響によりコーティング膜が
剥離、損傷するのを防止するために、アモルファスコー
ティング膜１，３の終端縁部１ａ，３ａの近傍を冷却し
て、該終端縁部１ａ，３ａをアモルファス金属の結晶化
温度よりも低い温度に保持するのが好ましい。

冷却は水や空気、液体窒素等の流体を吹きつける等のい
ずれの方法によっても良いが、特に水冷によるのが好ま
しい。この冷却する部分は、アモルファスコーティング
膜１，３の終端縁１ａ，３ａと溶接部４との距離によっ
ても異なるが、通常は、終端縁部から溶接部側へ５mm程
度、終端縁部からコーティング膜側へ１５mm程度以上の
範囲を冷却するのが好ましい。

溶接により各構成部材を接合した後、溶接部近傍に、第
１図（ｄ）の如く局所アモルファスコーティング膜５を
形成し、第１図（ｅ）の如く、内面の全面にアモルファ
スコーティング膜を有する容器１又は管状部材を形成す
る。

本発明においては、この局所アモルファスコーティング
膜５の形成にスパッタロボット等を用いる。

以下にスパッタロボットの構成について第２図〜第３図
を参照して詳細に説明する。

第２図に示すスパッタロボットはロボット本体２０から
伸びた支持腕１３の先端にセンサ１１、及びスパッタ装
置１２を有し、支持腕１３はＸ方向に伸縮可能かつその
軸心回り（θ方向）に回動可能とされている。またスパ
ッタ装置１２はα、βの方向に回動可能とされている。
（なお、第２図において、１０はアモルファスコーティ
ングが施される部材である。） スパッタ装置１２には第３図に示す如く、冷却水管１４
及び電源ケーブル１５が導通されており、先端にはター
ゲット１６及び陽極１７を備えている。

このようなスパッタロボット２０は、第４図に示す如
く、操作盤２１を操作して主制御装置２２により、スパ
ッタ制御装置２３を制御してスパッタ量等を調整し、ロ
ボット制御装置２４によりスパッタ位置等を調節するこ
とにより、容易に作動させることができる。

なお、スパッタ施工は、通常真空中で行なうが、本発明
においては、接合した構成部材全体をチャンバー内に入
れて真空雰囲気としても良く、また接合した構成部材が
容器形状で、内部を減圧することが可能である場合に
は、これを直接減圧装置に取付け内部を真空雰囲気とし
ても良い。

例えば減圧装置を取付け、スパッタ処理する容器の内部
を真空雰囲気としてスパッタ処理を行なう装置として、
第５図に示すようなものが有利である。

即ち、第５図において、構成部材を溶接接合して容器形
状とされた部材３０はスパッタ装置取付用フランジ３０
ａ，３０ｂでボルト３１ａ，３１ｂにより固定され、内
部は真空ポンプ３２で吸引されつつ、スパッタロボット
駆動装置３３によりスパタ装置３４が作動され、局所ア
モルファスコーティング膜３５が溶接部３６ないし予め
形成されたアモルファスコーティング膜３７の端部表面
に形成される。なお、第５図において、３８は電源、３
９は冷却水導入管、４０は制御ボックス、４１は真空シ
ールである。

このような本発明の方法により、容易に内面にアモルフ
ァスコーティング膜を有する容器又は管状部材を製造す
ることができるが、本発明において、多数の構成部材を
接合する必要がある場合、予め全ての構成部材を溶接し
た後、溶接部を順次スパッタ処理しても良く、また溶接
を行なうごとに該溶接部をスパッタ処理しても良い。一
般に、比較的単純な形状の容器又は管状部材を製造する
場合には、全てあるいは殆どの箇所を溶接した後スパッ
タ処理するのが作業手順の上で好ましく、また複雑異形
部材を製造する場合には、溶接を行なうごとにスパッタ
処理するのが技術的に容易となるため好ましい。

なお、本発明において各構成部材の材質は特に限定され
るものではなく、ステンレスや軟鋼など各種のものに適
用できる。

アモルファスコーティング膜のアモルファス金属の組成
についても特に制限はなく、各種のものを用い得る。こ
のアモルファス金属の組成をＭ−Ｘ又はＭ−Ｘ−Ｙ
（Ｍ；ベースとなる金属又は合金、Ｘ；耐食性や硬度を
与える金属、Ｙ；半金属）とすると、Ｍとしては例えば
Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ又はこれらの合金、ＸとしてはＣｒ、
Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ、Ｚｒ、Ｎｂの１種又は２種以上、Ｙと
してはＰ、Ｂ、Ｃなどが用いられ、これらを適当な割合
で含有するものが用いられる。

［発明の効果］ 以上の通り、本発明によれば、アモルファスコーティン
グされた容器又は管状部材を容易に製造することができ
る。しかも、本発明の方法は自動化が可能であり、工業
的大量生産にも適する。

このため、本発明によれば、アモルファスコーティング
膜を有する複雑異形形状の部材をも作製できるようにな
り、耐食性、高強度、高靱性等優れた特性を有する構造
体を容易に得ることができ、工業的に極めて有利であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｅ）は本発明の実施例方法を説明する
図であって、第１図（ａ）は構成部材の斜視図、第１図
（ｂ）は構成部材に施したアモルファスコーティングを
説明する断面図、第１図（ｃ）は溶接部を説明する断面
図、第１図（ｄ）は溶接部近傍に施したアモルファスコ
ーティングを説明する断面図、第１図（ｅ）は製造され
た容器を示す斜視図である。第２図〜第４図は、各々、
スパッタロボットを説明する図であって、第２図はスパ
ッタロボットの概略を示す一部断面正面図、第３図は第
２図のスパッタ装置の先端の拡大図、第４図はスパッタ
ロボットの制御回路を示す系統図である。第５図は自動
スパッタ装置の一例を示す一部断面正面図である。 Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ……構成部材、 １、３……アモルファスコーティング膜、 ２……被接合部、４……溶接部、 ５……局所アモルファスコーティング膜。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内面にアモルファスコーティング膜を有す
   る容器又は管状部材を、製造する容器又は管状部材を２
   個以上に分割した形状の構成部材を接合することによっ
   て、製造する方法であって、下記〜 各構成部材の内面を、被接合部近傍を除き、アモルフ
   ァスコーティングする。 被接合部を溶接する。 各構成部材の溶接部近傍内面をアモルファススパッタ
   コーティングする。 の工程を有することを特徴とするアモルファスコーティ
   ングされた容器又は管状部材の製造方法。