JPH0770729A - 内面溶射方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 筒内面に引張応力の残留が緩和されて密着強
度の向上した溶射層を形成する。 【構成】 筒１内面の被溶射面近傍に線状または板状の
遮蔽物６を配して溶射層４を形成するものであって、ま
た必要に応じて１回溶射する毎に遮蔽物６を回転して溶
射するものであって、遮蔽された部分によって形成され
た溶射層４は、軸方向に分断部５により分断されてお
り、この分断部分により溶射層の引張残留応力が緩和さ
れて、溶射層の密着強度が向上する。また、１回溶射す
る毎に遮蔽物を回転して溶射することによって、溶射層
に形成される分断層は分散されて、最後の溶射で形成さ
れる分断層のみが溶射層の表面に残るので、熱的引張応
力の緩和度は小さいが溶射層の段差が好ましくない部材
にも適用できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はシリンダ等の筒状のもの
の内面に金属またはセラミックスを溶射する内面溶射方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】円筒内面に合金またはセラミックス等の
溶射層を形成するには、プラズマ溶射方法、ガス炎溶射
方法、電気アーク溶射方法等を用いて、加熱溶融した溶
射粒子を円筒内面に吹きつけて急冷凝固させる工程を連
続的に繰り返して形成されるものであり、このようにし
て形成された溶射層には引張の残留応力が存在すること
となる。

【０００３】このように、円筒内面に形成された溶射層
に引張の残留応力が存在するために、溶射層の密着強度
が低く、溶射層が熱的機械的応力により、剥離すること
が多い。そのために提案されたのが特開昭６０−２６６
５６号公報の内面溶射方法の発明であって、これは円筒
内面間に断面形状が三角形または台形である突起を複数
本形成し、溶射皮膜厚さをこれら突起の高さ以上になる
ように溶射し、その後円筒内面を平滑に加工するもので
あって、残留応力が突起によって分散されるため、耐剥
離性が向上する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
従来技術では円筒内面に突起を形成する機械加工が困難
であり加工費が増加する上に、形成した前記突起が溶射
前のブラスト処理で崩れ、期待する程の効果が得られな
いという問題点がある。

【０００５】本発明は円筒内面に合金またはセラミック
スを溶射して溶射層を形成する場合の前記のごとき問題
点を解決するためになされたものであって、円筒内面に
引張残留応力のない溶射層を形成することのできる内面
溶射方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】発明者は円筒内面に形成
された溶射層に引張応力が残留する理由が、溶射層が一
体的に凝固するためであることを見出した。そこで、溶
射層を何らかの方法で分断することを着想し、これを実
現するために溶射層を形成する際に溶射面近傍に遮蔽材
を軸方向に配置することで溶射層を分断することに成功
して本発明を完成した。

【０００７】本発明の内面溶射方法は、請求項１の発明
として、筒内面に溶射層を形成する方法において、筒内
面の被溶射面近傍に線状または板状の遮蔽物を配して溶
射層を形成することを要旨とする。また、請求項２の発
明は、１回溶射する毎に遮蔽物を回転して溶射すること
を要旨とする。

【０００８】被溶射面を遮蔽する遮蔽物は板材であって
もまた線材であっても構わない。遮蔽物は円周を等分す
る２か所以上に配置するが、遮蔽材の上端と下端は予め
環状の部材に固定し、遮蔽治具として用いる。

【０００９】遮蔽材は被溶射面から１ｍｍ以上５ｍｍ以
下に配置することが望ましい。これは１ｍｍ未満である
と遮蔽治具の着脱が困難であるためであり、５ｍｍ以上
では溶射粒子の遮蔽効果が減少するためである。作製す
る皮膜によっては内周面上で皮膜層の分断（段差）が好
ましくない場合がある。この場合は溶射中に円筒材また
は遮蔽治具を回転させながら溶射を行う。

【００１０】

【作用】請求項１および請求項２の方法は、遮蔽材によ
り被溶射面が遮蔽されるので、遮蔽された部分によって
形成された溶射皮膜層は、軸方向に分断されており、こ
の遮蔽された分断部により溶射皮膜層の引張残留応力が
緩和されて、溶射層の密着強度が向上する。

【００１１】請求項２の発明においては、１回溶射する
毎に遮蔽物を回転して溶射するので、皮膜溶射層に形成
される分断部は分散されて、最後の溶射で形成される分
断部のみが溶射皮膜層の表面に残るので、熱的引張応力
の緩和度は小さいが溶射層の段差が好ましくない部材に
も適用できる。

【００１２】

【実施例】

（実施例１）本発明の実施例を以下図面に従って説明す
る。図１および図２に示すように、円筒１の内面に溶射
層４を形成するため、被溶射面を４等分する位置に４本
の遮蔽線６が被溶射面から５ｍｍ内側に位置するよう
に、図３の遮蔽治具の斜視図に示すように、遮蔽線６の
上端と下端を環状部材に固定した遮蔽治具２を作製し
た。なお、図１に示すように上部環状部材７の外径は円
筒１の外径よりも大きく、下面に円筒１が嵌入するガイ
ド穴８を有し、下部環状部材９は外径が円筒１の内径よ
りも小さく、円筒１の中に挿入することができる。

【００１３】こうして遮蔽治具２を固定した円筒１の中
に溶射ガン３を挿入して、円筒１を回転（もしくは溶射
ガンを回転）させながら溶射ガン３にて内面溶射を行っ
た。成形された溶射層４は、図４の円筒１の断面図に示
すように、軸方向に４本の分断部５によって分断されて
おり、これにより溶射層４の残留引張応力が分散され、
溶射層４の密着強度を向上させることがかできた。

【００１４】（実施例２）実施例１において、遮蔽治具
２を円筒１に固定せずに、任意に回転できるように設置
し、溶射ガン３で溶射層４を一層形成する毎に一定角度
ずつ治具２を回転しながら溶射層４を形成した。本実施
例では溶射ガン３を３往復させて狙いの溶射膜を作製し
たが、図５の部分断面図に示すように、１往復毎に円筒
材１と治具２の相対位置を変化させることで、一層毎に
皮膜は分断されたが、最終皮膜では母材１が露出した分
断層５はなかった。その結果、溶射層４の段差が好まし
くない部材にも適用できることが確認された。

【００１５】なお、以上示した実施例においては遮蔽物
が線材である場合を示したが、図６の遮蔽治具２に示す
ように遮蔽物が遮蔽板１０であるものを用いても同様の
効果が得られる。遮蔽物が遮蔽板１０の場合は皮膜層の
分断部分の面積が増加するため被覆面への材料歩留りは
低下するが、単位溶射面積も減少するため溶射層の収縮
力がさらに低下でき、密着強度の向上効果は増すことが
できる。

【００１６】

【発明の効果】本発明の内面溶射方法は以上詳述したよ
うに、筒内面の被溶射面近傍に線状または板状の遮蔽物
を配して溶射層を形成するものであって、また必要に応
じて１回溶射する毎に遮蔽物を回転して溶射するもので
あって、遮蔽された部分によって形成された溶射層は、
軸方向に分断部により分断されており、この分断部分に
より溶射層の引張残留応力が緩和されて、溶射層の密着
強度が向上する。また、１回溶射する毎に遮蔽物を回転
して溶射することによって、溶射層に形成される分断層
は分散されて、最後の溶射で形成される分断層のみが溶
射層の表面に残るので、熱的引張応力の緩和度は小さい
が溶射層の段差が好ましくない部材にも適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法により円筒材に内面溶射している状
態の断面図である。

【図２】図１の平面図である。

【図３】遮蔽物用治具の斜視図である。

【図４】内面溶射後の円筒材の断面図である。

【図５】請求項２の発明により円筒材に内面溶射した後
の円筒材と溶射面の部分拡大断面図である。

【図６】遮蔽物が板材である遮蔽用治具の斜視図であ
る。

【符号の説明】

１ 円筒材 ２ 遮蔽用治具 ３ 溶射ガン ４ 溶射層 ５ 分断層 ６ 遮蔽線 ７ 上部環状部材 ８ ガイド穴 ９ 下部環状部材 １０ 遮蔽板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒内面に溶射層を形成する方法におい
   て、筒内面の被溶射面近傍に線状または板状の遮蔽物を
   配して溶射層を形成することを特徴とする内面溶射方
   法。
2. 【請求項２】 １回溶射する毎に遮蔽物を回転して溶射
   することを特徴とする請求項１に記載の内面溶射方法。