JPH1053856A - Spraying method on aluminum material - Google Patents
Spraying method on aluminum materialInfo
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- JPH1053856A JPH1053856A JP8224523A JP22452396A JPH1053856A JP H1053856 A JPH1053856 A JP H1053856A JP 8224523 A JP8224523 A JP 8224523A JP 22452396 A JP22452396 A JP 22452396A JP H1053856 A JPH1053856 A JP H1053856A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関のピスト
ン、シリンダその他アルミニウム材料により作られてい
る製品に溶射皮膜(特にアルミニウムを主成分とした合
金もしくはアルミニウムを主成分としてセラミックスを
分散させたもの)を形成する場合に適用されるアルミニ
ウム材料への溶射方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sprayed coating (particularly, an alloy containing aluminum as a main component or ceramics containing aluminum as a main component) on a piston, a cylinder or other products made of aluminum material of an internal combustion engine. The present invention relates to a method for thermal spraying on an aluminum material, which is applied when forming (1).
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、耐摩耗性などが要求されるア
ルミニウム材料の表面に各種の溶射法によって硬質層の
溶射皮膜を形成する表面改質方法が提案されている。こ
の溶射皮膜は、主にアンカー効果でアルミニウム材料と
の密着強さを確保しており、溶射皮膜の密着強さを向上
させるため、アルミニウム材料表面を溶射前に粗面化し
ている。2. Description of the Related Art Conventionally, there have been proposed surface modification methods for forming a thermal sprayed coating of a hard layer on the surface of an aluminum material which is required to have wear resistance or the like by various thermal spraying methods. This thermal spray coating mainly secures the adhesion strength to the aluminum material by an anchor effect, and the aluminum material surface is roughened before thermal spraying to improve the adhesion strength of the thermal spray coating.
【0003】このような溶射の前処理としては、ブラス
ト処理法や化学的腐食法により、アルミニウム基材の表
面を粗面化する処理方法が用いられている。その中で
も、ブラスト処理法は、図12に示す如く、ブラストノ
ズル51から所定圧の圧縮空気でブラスト材52をアル
ミニウム基材53の表面に吹き付けることにより、当該
アルミニウム基材53の表面を粗らしている。As a pretreatment for such thermal spraying, a treatment method for roughening the surface of an aluminum substrate by a blast treatment method or a chemical corrosion method is used. Among them, the blasting method roughens the surface of the aluminum base material 53 by spraying a blast material 52 onto the surface of the aluminum base material 53 with compressed air of a predetermined pressure from a blast nozzle 51 as shown in FIG. I have.
【0004】また、図13に示す如く、ブラスト処理法
や化学的腐食法によりアルミニウム基材53の表面を粗
面化した後、溶射ガン54にて溶射材料を溶射して溶射
皮膜55を形成する場合、通常、溶射フレーム56がア
ルミニウム基材53の表面に対して垂直となるように溶
射した時に密着強さが最大となり、角度をつけるに従っ
て密着強さは低下する。しかし、図14に示すようなシ
リンダスリーブ57に溶射皮膜58を形成する場合、円
筒径によっては十分な溶射距離が得られなかったり、溶
射フレーム60で直接基材表面をあぶることになって、
基材への入熱が過度になされるため、皮膜の密着強さは
低下するが、従来の溶射法では、出力を低くしたり、あ
るいは内径溶射ガン59でも角度θをつけて溶射されて
いる。特に、アルミニウム合金を基材とする場合には、
鉄系基材に自溶合金を溶射した後に拡散処理し、密着強
さを向上させるような効果的な後処理が無かった。[0004] As shown in FIG. 13, after the surface of an aluminum base material 53 is roughened by a blast treatment method or a chemical corrosion method, a sprayed material is sprayed with a spray gun 54 to form a sprayed film 55. In this case, the adhesion strength is normally maximized when the thermal spraying frame 56 is sprayed so as to be perpendicular to the surface of the aluminum base material 53, and the adhesion strength decreases as the angle is increased. However, when the thermal spray coating 58 is formed on the cylinder sleeve 57 as shown in FIG. 14, a sufficient thermal spray distance cannot be obtained depending on the diameter of the cylinder, or the base material surface is directly hit by the thermal spray frame 60.
Although the heat input to the base material is excessively performed, the adhesion strength of the coating film is reduced. However, in the conventional thermal spraying method, the output is reduced, or the internal spraying gun 59 sprays at an angle θ. . In particular, when using aluminum alloy as the base material,
After the self-fluxing alloy was thermally sprayed on the iron-based substrate, there was no effective post-treatment for improving the adhesion strength by diffusion treatment.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、アルミニウ
ム材料は、その表層に酸化膜が形成されるため、溶射皮
膜との界面において反応等による強固な密着が望めず、
アンカー効果による密着強さのみとなり、溶射皮膜が基
材表面より剥がれやすかった。一方、図12のブラスト
処理法で粗面化したアルミニウム基材53の表面に溶射
皮膜55を形成する場合にあっては、図15および図1
6で示す如く、ブラスト材52がアルミニウム基材53
の表面にささり込んだり、あるいは隙間61が生じたり
するので、溶射皮膜55の密着強さが低下するという不
具合を有していた。また、図14のシリンダスリーブ5
7に溶射皮膜58を形成する場合にあっては、使用する
内径溶射ガン59に角度θをつけたり、出力を低く抑え
て溶射すると、溶融粒子が基材にぶつかる力が弱くなる
ので、溶射皮膜58の密着強さが低下してしまい、それ
により溶射皮膜58の信頼性が劣っていた。However, since an oxide film is formed on the surface layer of the aluminum material, strong adhesion due to a reaction or the like cannot be expected at the interface with the sprayed coating.
Only the adhesion strength due to the anchor effect was attained, and the thermal spray coating was easily peeled off from the substrate surface. On the other hand, when the thermal spray coating 55 is formed on the surface of the aluminum base material 53 roughened by the blasting method in FIG.
As shown in FIG.
Or the gap 61 is formed on the surface of the thermal spray coating 55, and the adhesion strength of the thermal spray coating 55 is reduced. The cylinder sleeve 5 shown in FIG.
In the case where the thermal spray coating 58 is formed on the base material 7, if the inner diameter thermal spray gun 59 to be used is sprayed with an angle θ or a low output, the force of the molten particles hitting the base material becomes weak. Of the thermal sprayed coating 58 was inferior in reliability.
【0006】本発明はこのような実状に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、従来の処理方法と比べて基
材に対する溶射皮膜の密着強さを向上させ、信頼性が高
い溶射皮膜を得ることが可能なアルミニウム材料への溶
射方法を提供することにある。The present invention has been made in view of such circumstances, and has as its object to improve the adhesion strength of a thermal spray coating to a substrate as compared with conventional processing methods, and to provide a highly reliable thermal spray coating. It is an object of the present invention to provide a method for thermal spraying on an aluminum material capable of obtaining a thermal spray.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記従来技術の有する課
題を解決するために、請求項1の発明の要旨は、アルミ
ニウム基材の表面にハンダ層を超音波ハンダ付法によっ
て形成し、その後、このハンダ層の表面に溶射材料を溶
射して溶射皮膜を形成するアルミニウム材料への溶射方
法にある。Means for Solving the Problems In order to solve the problems of the prior art, the gist of the present invention is to form a solder layer on the surface of an aluminum substrate by an ultrasonic soldering method, and thereafter, This is a method of spraying an aluminum material which forms a sprayed coating by spraying a sprayed material on the surface of the solder layer.
【0008】また、請求項2の発明の要旨は、アルミニ
ウム基材の表面にハンダ層を超音波ハンダ付法によって
形成し、次いで、このハンダ層を形成したアルミニウム
基材を予熱し、その後、このハンダ層の表面に溶射材料
を溶射して溶射皮膜を形成するアルミニウム材料への溶
射方法にある。[0008] The gist of the invention of claim 2 is that a solder layer is formed on the surface of an aluminum substrate by an ultrasonic soldering method, and then the aluminum substrate on which the solder layer is formed is preheated. The present invention is directed to a method of spraying an aluminum material which forms a sprayed coating by spraying a sprayed material on the surface of a solder layer.
【0009】さらに、請求項3の発明の要旨は、アルミ
ニウム基材の表面にハンダ層を超音波ハンダ付法によっ
て形成し、次いで、このハンダ層の表面に溶射材料を溶
射して溶射皮膜を形成し、その後、ハンダ層および溶射
皮膜を形成したアルミニウム基材に熱処理を施すアルミ
ニウム材料への溶射方法にある。Further, the gist of the invention of claim 3 is that a solder layer is formed on the surface of an aluminum substrate by an ultrasonic soldering method, and then a spray material is sprayed on the surface of the solder layer to form a spray coating. Then, there is a method of thermal spraying on an aluminum material in which a heat treatment is performed on an aluminum substrate on which a solder layer and a thermal spray coating are formed.
【0010】また、請求項4の発明の要旨は、上記ハン
ダ層を形成するハンダが、AH−Z95A(Znー5w
t%Al)である請求項1〜請求項3のいずれか一に記
載のアルミニウム材料への溶射方法にある。The gist of the present invention is that the solder forming the solder layer is made of AH-Z95A (Zn-5w).
(t% Al). The method for thermal spraying on an aluminum material according to any one of claims 1 to 3, wherein
【0011】さらに、請求項5の発明の要旨は、上記ハ
ンダ層が100μm以下の厚さに形成されている請求項
1〜請求項3のいずれか一に記載のアルミニウム材料へ
の溶射方法にある。Further, the gist of the invention of claim 5 is the method of spraying aluminum material according to any one of claims 1 to 3, wherein the solder layer is formed to a thickness of 100 μm or less. .
【0012】また、請求項6の発明の要旨は、上記溶射
皮膜が、AlーSi系、AlーAg系、AlーCu系お
よびその複合系材料を用いて形成されている請求項1〜
請求項3のいずれか一に記載のアルミニウム材料への溶
射方法にある。The gist of the invention according to claim 6 is that the thermal spray coating is formed using an Al-Si system, an Al-Ag system, an Al-Cu system and a composite material thereof.
A method for thermal spraying on an aluminum material according to claim 3.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
に基づいて詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail based on illustrated embodiments.
【0014】図1は、本発明に係る実施の形態のアルミ
ニウム材料への溶射方法を示している。同図のアルミニ
ウム材料から作られる製品1は、アルミニウム基材2の
表面にZnハンダ層3が超音波ハンダ付法によって形成
されているとともに、該Znハンダ層3の表面に溶射皮
膜4がプラズマ溶射法(この溶射法に限定されない)な
どによって形成された三層構造となっている。FIG. 1 shows a method for spraying aluminum material according to an embodiment of the present invention. In the product 1 made of the aluminum material shown in FIG. 1, a Zn solder layer 3 is formed on the surface of an aluminum substrate 2 by an ultrasonic soldering method, and a spray coating 4 is formed on the surface of the Zn solder layer 3 by plasma spraying. It is a three-layer structure formed by a method (not limited to this thermal spraying method).
【0015】超音波ハンダ付法には、図2に示すような
超音波ハンダ付装置5を使用した。この超音波ハンダ付
装置5は、超音波振動子6にて発生させた超音波を超音
波ホーン7および振動板8を介してタンク9内のハンダ
10浴中に伝達して印加するように構成されている。For the ultrasonic soldering method, an ultrasonic soldering device 5 as shown in FIG. 2 was used. The ultrasonic soldering device 5 is configured to transmit ultrasonic waves generated by the ultrasonic vibrator 6 to the solder 10 bath in the tank 9 via the ultrasonic horn 7 and the vibration plate 8 and apply the ultrasonic waves. Have been.
【0016】上記溶射皮膜4は、次の各工程を経てアル
ミニウム基材2に形成される。 (1) まず、製品1を構成するアルミニウム基材2を
用意する。そして、このアルミニウム基材2を超音波ハ
ンダ付装置5のタンク9内のハンダ10浴中に浸漬す
る。この状態で、超音波振動子6等によってハンダ10
浴中に超音波を印加させると、該超音波にて引き起こさ
れるキャビテーションが、ハンダ10浴中に浸漬された
アルミニウム基材2の表面の酸化皮膜を破壊して、活性
な金属表面とハンダ10とが速やかに合金化し、当該ア
ルミニウム基材2の表面にZnハンダ層3を形成させて
いる。使用したZnハンダは、JISのアルミニウム用
ハンダAH−Z95A(Znー5wt%Al)である
が、その他にアルミニウム用ハンダとしてZnーCd
系、ZnーSn系、CdーSn系等を用いても構わな
い。上記超音波ハンダ付けは、温度410゜Cに保持し
たハンダ10浴中に温度250゜Cに予熱した試料(後
述する)を浸漬して30秒間にわたりハンダ10浴中で
さらに予熱した後、発振周波数が18.6KHzで20
0Wの超音波を5秒間以上印加するという条件で行っ
た。この条件で超音波ハンダ付けを行うと、アルミニウ
ム基材2の表面に50μmの厚さのZnハンダ層3が形
成された。The thermal spray coating 4 is formed on the aluminum substrate 2 through the following steps. (1) First, an aluminum substrate 2 constituting the product 1 is prepared. Then, the aluminum substrate 2 is immersed in a solder 10 bath in a tank 9 of the ultrasonic soldering apparatus 5. In this state, the solder 10 is
When an ultrasonic wave is applied to the bath, the cavitation caused by the ultrasonic wave destroys the oxide film on the surface of the aluminum substrate 2 immersed in the solder 10 bath, and the active metal surface and the solder 10 Are rapidly alloyed to form a Zn solder layer 3 on the surface of the aluminum base 2. The Zn solder used was JIS solder AH-Z95A (Zn-5 wt% Al) according to JIS. In addition, Zn-Cd was used as aluminum solder.
System, Zn-Sn system, Cd-Sn system or the like may be used. In the ultrasonic soldering, a sample (described later) preheated to a temperature of 250 ° C. is immersed in a solder 10 bath maintained at a temperature of 410 ° C. and further preheated in the solder 10 bath for 30 seconds. Is 20 at 18.6 KHz
The measurement was performed under the condition that an ultrasonic wave of 0 W was applied for 5 seconds or more. When ultrasonic soldering was performed under these conditions, a Zn solder layer 3 having a thickness of 50 μm was formed on the surface of the aluminum substrate 2.
【0017】(2) しかる後、上記Znハンダ層3の
表面に金属又は金属酸化物の溶射材料を溶射法により溶
射して溶射皮膜4を形成した。溶射法としてはプラズマ
溶射法を用い、下記の表1で示す条件により溶射を行っ
た。プラズマ溶射は、陰極とノズル陽極の間の直流アー
クによって、送給される作動ガスが熱せられて、プラズ
マジェットとなって、ノズルから噴出する。溶射材料の
粉末粒子はプラズマジェットによって加熱ー加速され
て、基材表面に吹き付けられ、皮膜となる。また、溶射
皮膜4の密着強さを調査するため、Al系材料としてA
lーSi溶射皮膜を形成し、Fe系材料としてFeーC
r溶射皮膜を形成した。その他に、Ni系、セラミック
ス、サーメット等の耐摩耗性が高い材料を溶射すること
ができる。なお、本実施の形態の溶射方法では、Znハ
ンダ層3を形成したアルミニウム基材2に対して直ちに
溶射を施したが、予熱をしてから溶射すれば、Znハン
ダ層3が軟化して密着性をさらに向上させることが可能
になる。(2) Thereafter, a metal or metal oxide spray material was sprayed on the surface of the Zn solder layer 3 by a spray method to form a spray coating 4. Plasma spraying was used as the spraying method, and the spraying was performed under the conditions shown in Table 1 below. In plasma spraying, a supplied working gas is heated by a direct current arc between a cathode and a nozzle anode, and is jetted from a nozzle as a plasma jet. The powder particles of the thermal spray material are heated and accelerated by the plasma jet and sprayed on the substrate surface to form a coating. Further, in order to investigate the adhesion strength of the thermal spray coating 4, A
1-Si thermal spray coating is formed and Fe-C
An r sprayed film was formed. In addition, materials having high wear resistance, such as Ni-based, ceramics, and cermets, can be sprayed. In the thermal spraying method of the present embodiment, the thermal spraying is immediately performed on the aluminum base material 2 on which the Zn solder layer 3 is formed. However, if the thermal spraying is performed after preheating, the Zn solder layer 3 softens and adheres. Performance can be further improved.
【0018】[0018]
【表1】 [Table 1]
【0019】超音波ハンダ付けによるZnハンダ層3の
効果を調査するため、6種類の試料を作製した。図3、
図5および図7はフッ酸でエッチングしてある。 ・試料1(図3および図4参照): AC4C基材2a
+超音波ハンダ付けによるZnハンダ層3a(超音波印
加時間が5秒間)+AlーSi溶射皮膜4a ・試料2(図5および図6参照): AC4C基材2b
+超音波ハンダ付けによるZnハンダ層3b(超音波印
加時間が10秒間)+AlーSi溶射皮膜4b ・試料3(図7および図8参照): AC4C基材2c
+超音波ハンダ付けによるZnハンダ層3c(超音波印
加時間が15秒間)+AlーSi溶射皮膜4c ・試料4(図15および図16参照): AC4C基材
53+ブラスト処理(#46アルミナグリッド、3kg
f/cm2 )+AlーSi溶射皮膜55 ・試料5: AC4C基材+超音波ハンダ付けによるZ
nハンダ層(超音波印加時間が10秒間)+FeーCr
溶射皮膜 ・試料6: AC4C基材+ブラスト処理(#46アル
ミナグリッド、3kgf/cm2 )+FeーCr溶射皮
膜In order to investigate the effect of the Zn solder layer 3 by the ultrasonic soldering, six kinds of samples were prepared. FIG.
5 and 7 are etched with hydrofluoric acid. Sample 1 (see FIGS. 3 and 4): AC4C substrate 2a
+ Zn solder layer 3a by ultrasonic soldering (ultrasonic application time is 5 seconds) + Al-Si thermal spray coating 4a Sample 2 (see FIGS. 5 and 6): AC4C substrate 2b
+ Zn solder layer 3b by ultrasonic soldering (ultrasonic application time is 10 seconds) + Al-Si thermal spray coating 4b Sample 3 (see FIGS. 7 and 8): AC4C substrate 2c
+ Zn solder layer 3c by ultrasonic soldering (ultrasonic application time is 15 seconds) + Al-Si thermal spray coating 4c Sample 4 (see FIGS. 15 and 16): AC4C base material 53 + blasting (# 46 alumina grid, 3 kg)
f / cm 2 ) + Al-Si thermal spray coating 55 ・ Sample 5: AC4C base material + Z by ultrasonic soldering
n solder layer (ultrasonic wave application time is 10 seconds) + Fe-Cr
Thermal spray coating ・ Sample 6: AC4C base material + blast treatment (# 46 alumina grid, 3 kgf / cm 2 ) + Fe-Cr thermal spray coating
【0020】好ましい超音波印加時間は、超音波出力や
ワークの形状および大きさその他の因子によって変化す
る。以下に、本実施の形態の溶射方法での超音波印加時
間による皮膜性状の違いを試料1〜3によって示す。図
3および図4で示す印加時間5秒のZnハンダ層3a
は、AC4C基材2aの表面の酸化膜の破壊が不十分で
あり、密着強さ試験においても、一部基材2aとZnハ
ンダ層3aとの界面で剥離した。図5〜図8で示す印加
時間10秒,15秒のZnハンダ層3b,3cは、AC
4C基材2b,2cの表面の酸化膜を破壊し、AC4C
基材2b,2cに深く入り込んでいる。密着強さ試験で
は、AC4C基材2b,2cとZnハンダ層3b,3c
との界面で剥離するものはなく、Znハンダ層3b,3
cとAlーSi溶射皮膜4b,4cとの界面で剥離し
た。試料1では、ZnハンダによるAC4C基材2aの
表面の酸化膜の破壊が不十分であっても、後述の表2か
ら判るように、試料4よりも溶射皮膜4aの密着強さが
高いことから、溶射皮膜4の密着強さを向上させるに
は、超音波Znハンダ付け時の超音波印加時間tがt≧
5秒であれば良いことになる。しかし、アルミニウム基
材2の表面における酸化層の破壊状況および密着強さの
結果から考えると、好ましくはt≧10秒と言える。な
お、超音波印加時間の上限は特にないが、長い時間印加
しても別段効果が良くなるわけではないので、経済性を
考慮する必要がある。The preferable ultrasonic application time varies depending on the ultrasonic output, the shape and size of the work, and other factors. Hereinafter, the difference in the coating property depending on the ultrasonic wave application time in the thermal spraying method of the present embodiment is shown by samples 1 to 3. The Zn solder layer 3a having an application time of 5 seconds shown in FIGS.
The oxide film on the surface of the AC4C substrate 2a was insufficiently broken, and part of the film was peeled off at the interface between the substrate 2a and the Zn solder layer 3a in the adhesion strength test. The Zn solder layers 3b and 3c with the application time of 10 seconds and 15 seconds shown in FIGS.
The oxide film on the surface of the 4C substrates 2b and 2c is destroyed, and AC4C
It penetrates deeply into the base materials 2b and 2c. In the adhesion strength test, the AC4C substrates 2b and 2c and the Zn solder layers 3b and 3c
Nothing peels off at the interface with the Zn solder layers 3b, 3b.
c and peeled off at the interface between the Al—Si sprayed coatings 4b and 4c. In Sample 1, even if the oxide film on the surface of the AC4C base material 2a was insufficiently broken by Zn solder, as can be seen from Table 2 below, the adhesion strength of the thermal spray coating 4a was higher than that of Sample 4. In order to improve the adhesion strength of the thermal spray coating 4, the ultrasonic wave application time t at the time of ultrasonic Zn soldering is t ≧
Five seconds is fine. However, from the viewpoint of the destruction state of the oxide layer on the surface of the aluminum substrate 2 and the result of the adhesion strength, it can be said that preferably t ≧ 10 seconds. Note that there is no particular upper limit on the ultrasonic wave application time, but it is necessary to consider economical efficiency since application of a long time does not necessarily improve the effect.
【0021】Znハンダ層3の厚さは、ハンダ10浴中
から試料を引き抜く速度によって制御することが可能で
ある。このZnハンダ層3の厚さは、アルミニウム基材
2とZnハンダ層3の密着強さおよびZnハンダ層3と
溶射皮膜4の密着強さには影響を及ぼさないが、Znハ
ンダ層3があまり厚いと経済性が悪くなり、全体の強度
も低下するため、100μm以下が好ましい。Znハン
ダ層3は、最低でも数μmの厚さに形成される。この数
μmから10数μm程度あれば、溶射皮膜4等の密着強
さに十分効果がある。すなわち、Znハンダ層3の厚さ
を100μm以下にすると、必要以上のハンダの持ち出
しや熱処理時間を抑えることができ、コストダウンが図
れる。The thickness of the Zn solder layer 3 can be controlled by the speed at which the sample is drawn from the solder 10 bath. The thickness of the Zn solder layer 3 does not affect the adhesion strength between the aluminum base material 2 and the Zn solder layer 3 and the adhesion strength between the Zn solder layer 3 and the thermal spray coating 4, but the Zn solder layer 3 is not so strong. If the thickness is too large, the economy becomes worse and the overall strength is also reduced. The Zn solder layer 3 is formed with a thickness of at least several μm. When the thickness is from several μm to about ten and several μm, the adhesion strength of the thermal spray coating 4 or the like is sufficiently effective. That is, when the thickness of the Zn solder layer 3 is set to 100 μm or less, unnecessarily taking out the solder and heat treatment time can be suppressed, and the cost can be reduced.
【0022】上記試料1〜6の密着強さを調査した結果
を下記の表2に示す。表2より、超音波ハンダ付けによ
るZnハンダ層を設けたAlーSi溶射皮膜およびFe
ーCr溶射皮膜の試料1〜3、5は、ブラスト処理を行
ったAlーSi溶射皮膜およびFeーCr溶射皮膜の試
料4、6に対して、密着強さが大きく改善されているこ
とが判る。その中でも、FeーCr溶射皮膜のように、
AC4C基材と熱膨張係数の違う材料に対しては、その
効果が大きかった。したがって、上記溶射皮膜4が表面
に形成されたアルミニウム基材2に対し、所定の表面研
磨加工などを施せば、耐摩耗性を向上させた製品1が得
られることになる。Table 2 below shows the results of an examination of the adhesion strength of Samples 1 to 6. From Table 2, it can be seen that the Al-Si thermal spray coating provided with a Zn solder layer by ultrasonic soldering and Fe
It can be seen that the adhesion strength of Samples 1 to 3 and 5 of the Cr-sprayed coating are greatly improved with respect to Samples 4 and 6 of the Al-Si sprayed coating and the Fe-Cr-sprayed coating subjected to the blast treatment. . Among them, like Fe-Cr spray coating,
The effect was great for a material having a different coefficient of thermal expansion from the AC4C base material. Therefore, by subjecting the aluminum base material 2 having the thermal sprayed coating 4 to the surface thereof to a predetermined surface polishing or the like, a product 1 with improved wear resistance can be obtained.
【0023】[0023]
【表2】 [Table 2]
【0024】図9は、他の本発明に係る実施の形態のア
ルミニウム材料への溶射方法を示している。本実施の形
態のアルミニウム材料への溶射方法においては、Znハ
ンダ層3を形成したアルミニウム基材2を150゜C以
上に予熱し、その後に、溶射ガン11から溶射フレーム
12をアルミニウム基材2およびZnハンダ層3の表面
に対して所定の角度θで溶射して溶射皮膜4を形成する
点と、溶射皮膜4がAlーSi系の他にAlーAg系、
AlーCu系およびその複合系材料を用いた点を除き、
上記発明の実施の形態とほぼ同様であり、説明を省略す
る。FIG. 9 shows a method of spraying aluminum material according to another embodiment of the present invention. In the method of spraying aluminum material according to the present embodiment, the aluminum base material 2 on which the Zn solder layer 3 is formed is preheated to 150 ° C. or higher, and thereafter, the spraying frame 11 is moved from the spray gun 11 to the aluminum base material 2 and A point that the thermal spray coating 4 is formed by spraying the surface of the Zn solder layer 3 at a predetermined angle θ; and that the thermal spray coating 4 is made of an Al—Ag type besides an Al—Si type.
Except for using Al-Cu and its composite materials,
This is almost the same as the embodiment of the present invention, and the description is omitted.
【0025】溶射法としては、上記発明の実施の形態と
同様、プラズマ溶射を用い、下記の表3で示す条件によ
り溶射を行った。As for the thermal spraying method, plasma spraying was performed under the conditions shown in Table 3 below, using plasma spraying, as in the above embodiment of the present invention.
【0026】[0026]
【表3】 [Table 3]
【0027】また、溶射皮膜4の密着強さを調査するた
め、AlーSi溶射皮膜を形成した以下の試料を作製し
た。ここで、基材2の表面と溶射フレーム12との角度
をθとする。 ・試料1: AC4C基材2+超音波ハンダ付けによる
Znハンダ層3+予熱+AlーSi溶射皮膜4(θ=4
5deg) ・試料2: AC4C基材2+超音波ハンダ付けによる
Znハンダ層3+予熱+AlーSi溶射皮膜4(θ=4
5deg)+熱処理 ・比較試料3: AC4C基材+ブラスト処理(#46
アルミナグリッド、3kgf/cm2 )+AlーSi溶
射皮膜(θ=45deg) ・比較試料4: AC4C基材2+超音波ハンダ付けに
よるZnハンダ層3+AlーSi溶射皮膜4(θ=90
deg) ・比較試料5: AC4C基材2+超音波ハンダ付けに
よるZnハンダ層3+予熱+AlーSi溶射皮膜4(θ
=90deg) ・比較試料6: AC4C基材+ブラスト処理(#46
アルミナグリッド、3kgf/cm2 )+AlーSi溶
射皮膜(θ=90deg)Further, in order to investigate the adhesion strength of the thermal spray coating 4, the following samples having an Al—Si thermal spray coating formed thereon were prepared. Here, the angle between the surface of the base material 2 and the thermal spray frame 12 is defined as θ. Sample 1: AC4C substrate 2 + Zn solder layer 3 by ultrasonic soldering + preheating + Al-Si thermal spray coating 4 (θ = 4
Sample 2: AC4C base material 2 + Zn solder layer 3 by ultrasonic soldering + preheating + Al-Si spray coating 4 (θ = 4)
5 deg) + heat treatment Comparative Sample 3: AC4C base material + blast treatment (# 46)
Alumina grid, 3 kgf / cm 2 ) + Al-Si thermal spray coating (θ = 45 deg) Comparative sample 4: AC4C substrate 2 + Zn solder layer 3 by ultrasonic soldering + Al-Si thermal spray coating 4 (θ = 90)
deg) Comparative sample 5: AC4C base material 2 + Zn solder layer 3 by ultrasonic soldering + preheating + Al-Si thermal spray coating 4 (θ
Comparative sample 6: AC4C base material + blast treatment (# 46)
Alumina grid, 3 kgf / cm 2 ) + Al-Si thermal spray coating (θ = 90 deg)
【0028】上記試料1では、溶射角度θが45deg
となっているため、予熱なしでは溶融粒子がZnハンダ
層3に打ち込まれず、溶射皮膜が形成されなかった。と
ころが、AC4C基材2を150゜C以上に予熱した後
に溶射すると、溶射皮膜4が形成された。これは、Zn
ハンダが熱により軟化し、溶融粒子が打ち込みやすくな
ったからである。比較試料4は、溶射角度θが90de
gとなっているため、AC4C基材2への熱の伝導性も
良く、溶融粒子も打ち込まれやすい。したがって、予熱
なしでも十分に溶射皮膜4を形成できた。In the above sample 1, the spray angle θ is 45 deg.
Therefore, without preheating, the molten particles were not driven into the Zn solder layer 3 and no thermal spray coating was formed. However, when the AC4C base material 2 was preheated to 150 ° C. or higher and sprayed, a sprayed coating 4 was formed. This is because Zn
This is because the solder was softened by the heat and the molten particles were easily driven. Comparative sample 4 has a spray angle θ of 90 de.
g, the heat conductivity to the AC4C base material 2 is good, and the molten particles are easily driven. Therefore, the thermal spray coating 4 could be sufficiently formed without preheating.
【0029】また、上記試料2では、溶射皮膜4の形成
後、皮膜側へのハンダの拡散を促すために熱処理を行っ
た。この熱処理では、370゜Cで4時間保持した後に
空冷を行っている。本熱処理条件は、あらかじめ予備実
験を行って選定した。この予備実験によると、ハンダの
融点以上で熱処理すると、当該ハンダの溶融により、Z
nハンダ層3に気孔が発生した。気孔の発生は、強度低
下をもたらす要因として好ましくない。したがって、熱
処理は融点以下で行うこととし、本実験ではZnー5w
t%Alハンダの融点381゜C以下の370゜Cで行
った。AC4C基材にT6処理を行う場合、あらかじめ
熱処理によりハンダ層を拡散させて消失させた後に行う
必要がある。これはハンダ層が残っていると、前述した
ように、ハンダ層に気孔が生じるからである。熱処理時
間は、拡散の度合いを支配する因子であるが、要求する
密着性能およびハンダ層の厚さによって決定する。AC
4C基材にT6処理を行わない場合、ハンダ層をすべて
拡散させる必要はなく、要求性能に応じて皮膜内にハン
ダ層が存在してもよい。In Sample 2, after the thermal spray coating 4 was formed, a heat treatment was performed to promote the diffusion of solder toward the coating. In this heat treatment, air-cooling is performed after holding at 370 ° C. for 4 hours. The heat treatment conditions were selected by conducting preliminary experiments in advance. According to this preliminary experiment, when heat treatment is performed at a temperature equal to or higher than the melting point of solder, melting of the solder causes Z
Pores were generated in the n solder layer 3. The generation of pores is not preferable as a factor that causes a decrease in strength. Therefore, the heat treatment is performed at a temperature lower than the melting point, and in this experiment, Zn-5w
The test was performed at 370 ° C. which is lower than the melting point of 381 ° C. of t% Al solder. When performing the T6 treatment on the AC4C base material, it is necessary to perform the T6 treatment after the solder layer is diffused and eliminated by heat treatment in advance. This is because if the solder layer remains, pores are generated in the solder layer as described above. The heat treatment time is a factor that governs the degree of diffusion, but is determined by the required adhesion performance and the thickness of the solder layer. AC
When the T6 treatment is not performed on the 4C substrate, it is not necessary to diffuse all the solder layers, and a solder layer may be present in the film according to required performance.
【0030】なお、Znハンダ層3の厚さは、上記発明
の実施の形態で説明したと同様の理由から100μm以
下が好ましい。また、熱処理によりZnハンダ層3をす
べて拡散させたい場合、ハンダ層が厚いと長い時間熱処
理する必要があり、経済性および生産性が低くなり、好
ましくない。さらに、本実施の形態では、アルミニウム
合金基材に超音波Znハンダ付けをし、AlーSi溶射
皮膜を形成する場合について説明したが、ハンダの種類
はZn以外にもZn−Cd系、Zn−Sn系、Cd−S
n系等のアルミニウム用ハンダを用いてもよく、基材や
皮膜によって他のハンダ層を選択しても良い。それに伴
って、予熱・熱処理条件なども種々に変えることができ
る。Incidentally, the thickness of the Zn solder layer 3 is preferably 100 μm or less for the same reason as described in the embodiment of the present invention. Also, when it is desired to diffuse the entire Zn solder layer 3 by heat treatment, if the solder layer is thick, it is necessary to perform heat treatment for a long time, which is not preferable because the economic efficiency and productivity are lowered. Furthermore, in the present embodiment, the case where ultrasonic Zn soldering is performed on an aluminum alloy base material to form an Al—Si sprayed film has been described, but the types of solder other than Zn include Zn—Cd, Zn— Sn-based, Cd-S
An n-type or other aluminum solder may be used, and another solder layer may be selected depending on the base material and the film. Accordingly, preheating / heat treatment conditions and the like can be variously changed.
【0031】上記試料1〜6の密着強さを調査した結果
を下記の表4に示す。溶射角度による密着強さの低下に
ついて、表4より比較試料6と比較試料3を比べると、
90degでは3.6kgf/mm2 であったのが、4
5degでは1.5kgf/mm2 と半分以下になって
いることが判る。ハンダ層の効果について、試料1は、
ブラスト処理した比較試料3および比較試料6と比べて
密着強さが高く、90degで溶射した比較試料6の密
着強さの約1.5倍の密着強さを示した。予熱の効果に
ついて、比較試料4と比較試料5を比べると、予熱を加
えた比較試料5より密着強さは劣るが、予熱なしの比較
試料4と同等であり、予熱することによって溶射角度の
影響を低く抑えることができることが判った。熱処理の
効果について、試料1と試料2を比較すると、さらに熱
処理により密着強さが向上していることが判る。このと
き、試料1では、剥離がZnハンダ層3と溶射皮膜4の
界面であったが、熱処理すると溶射皮膜内での剥離とな
ったことから、Znハンダ層3の溶射皮膜4への拡散等
によりZnハンダ層3と溶射皮膜4の界面での密着強さ
が向上したことが判る。Table 4 below shows the results of an examination of the adhesion strength of the samples 1 to 6. Regarding the decrease in adhesion strength due to the spraying angle, comparing Comparative Sample 6 and Comparative Sample 3 from Table 4,
3.6 kgf / mm 2 at 90 deg
It can be seen that at 5 deg, it is 1.5 kgf / mm 2, which is a half or less. Regarding the effect of the solder layer, Sample 1
The adhesive strength was higher than that of Comparative Sample 3 and Comparative Sample 6 which were blasted, and the adhesive strength was about 1.5 times the adhesive strength of Comparative Sample 6 sprayed at 90 deg. Regarding the effect of the preheating, when the comparison sample 4 and the comparison sample 5 are compared, the adhesion strength is inferior to that of the comparison sample 5 to which the preheating is added, but it is equal to the comparison sample 4 without the preheating. Was found to be low. Comparing Sample 1 and Sample 2 with respect to the effect of the heat treatment, it can be seen that the adhesion strength is further improved by the heat treatment. At this time, in Sample 1, the peeling was at the interface between the Zn solder layer 3 and the thermal spray coating 4, but the heat treatment resulted in peeling within the thermal spray coating, so that the diffusion of the Zn solder layer 3 into the thermal spray coating 4 was observed. As a result, it can be seen that the adhesion strength at the interface between the Zn solder layer 3 and the thermal spray coating 4 was improved.
【0032】[0032]
【表4】 [Table 4]
【0033】本発明は、ハンダが付く基材を用いれば、
溶射皮膜の材質は問わずに密着強さ向上の効果を有する
が、本実施の形態で示したようなアルミニウム合金系基
材2に対して超音波ハンダ付けによりZnハンダ層3を
形成し、その後にアルミニウムを主成分とする溶射皮膜
4を形成すれば、その効果が大きくなる。また、本実施
の形態では、アルミニウム基材上にAl系皮膜を形成し
たが、耐摩耗の用途で用いられる部材・部位では、多く
の場合にビッカース硬さで200〜300HV位の中程
度の硬さ、すなわちJIS AC4CやAC8A等の実
用アルミニウムの硬さを少し上回る程度で十分であり、
必ずしもセラミックスや金属間化合物、高融点金属等の
高硬度および高耐熱性を必要としない場合も多い。その
ような場合、JIS AC4CやAC8A、ADC材等
の実用アルミニウム表面にAl−Si系やAl−Ag
系、Al−Cu系等の皮膜を形成することによって、実
用に耐える部材となり得る。According to the present invention, if a substrate to which solder is attached is used,
Irrespective of the material of the thermal spray coating, it has the effect of improving the adhesion strength, but the Zn solder layer 3 is formed by ultrasonic soldering on the aluminum alloy base 2 as shown in the present embodiment, and thereafter If the thermal spray coating 4 containing aluminum as a main component is formed, the effect is enhanced. Further, in the present embodiment, the Al-based coating is formed on the aluminum base material. However, in many cases, a medium hardness of about 200 to 300 HV in Vickers hardness is used for members and parts used for wear resistance. That is, it is enough that the hardness is slightly higher than the hardness of practical aluminum such as JIS AC4C or AC8A,
In many cases, high hardness and high heat resistance of ceramics, intermetallic compounds, refractory metals, and the like are not necessarily required. In such a case, the surface of a practical aluminum such as JIS AC4C, AC8A, ADC material or the like is coated with an Al-Si-based
By forming a coating of Al-Cu type or Al-Cu type, it can be a member enduring practical use.
【0034】図10および図11は、さらに他の本発明
に係る実施の形態のアルミニウム材料への溶射方法を示
している。本実施の形態のアルミニウム材料への溶射方
法では、Znハンダ層3の表面にアルミニウムを主成分
とする合金もしくはセラミックスを分散させた溶射皮膜
4を形成する点と、該溶射皮膜4を形成した後に熱処理
を施すことによりハンダを溶射皮膜4側にも拡散させて
いる点を除き、上記発明の実施の形態とほぼ同様であ
り、説明を省略する。なお、図10において、13aは
皮膜側へのハンダ拡散層、13bは基材側へのハンダ拡
散層を示している。また、図11において、Kはハンダ
層が消失した拡散領域であり、K1 は皮膜側拡散領域、
K2 は基材側拡散領域を示している。FIGS. 10 and 11 show a method of spraying aluminum material according to still another embodiment of the present invention. In the method of spraying an aluminum material according to the present embodiment, a spray coating 4 in which an alloy or ceramic containing aluminum as a main component is dispersed is formed on the surface of Zn solder layer 3, and after the spray coating 4 is formed, Except that the solder is also diffused to the thermal spray coating 4 side by performing the heat treatment, it is almost the same as the embodiment of the present invention, and the description is omitted. In FIG. 10, reference numeral 13a denotes a solder diffusion layer on the film side, and 13b denotes a solder diffusion layer on the base material side. In FIG. 11, K is a diffusion region where the solder layer has disappeared, K 1 is a film-side diffusion region,
K 2 denotes the substrate side diffusion region.
【0035】次に、熱処理の効果を調査するため、以下
の試料を作製した。溶射皮膜4は、下記の表5で示した
条件により、Al系材料としてAl−Si溶射皮膜を形
成した。その他の溶射皮膜に関連する事項は、図9で示
す発明の実施の態様と同様である。また、熱処理として
は、既述した理由から370゜Cで4時間保持した後に
空冷を行った。これにより、Znハンダ層3は、図10
中のハンダ拡散層13b,13aに示す如く、基材側と
皮膜側にすべて拡散した。 ・試料1: AC4C基材2+超音波ハンダ付けによる
Znハンダ層3+AlーSi溶射皮膜4+熱処理 ・試料2: AC4C基材2+超音波ハンダ付けによる
Znハンダ層3+AlーSi溶射皮膜4 ・比較試料3: AC4C基材+ブラスト処理(#46
アルミナグリッド、3kgf/cm2 )+AlーSi溶
射皮膜Next, the following samples were prepared in order to investigate the effect of the heat treatment. The thermal spray coating 4 formed an Al-Si thermal spray coating as an Al-based material under the conditions shown in Table 5 below. Other matters related to the thermal spray coating are the same as those of the embodiment of the invention shown in FIG. As the heat treatment, air cooling was performed after holding at 370 ° C. for 4 hours for the reason described above. As a result, the Zn solder layer 3 is
As shown in the solder diffusion layers 13b and 13a in the inside, all of them diffused to the substrate side and the coating side. -Sample 1: AC4C substrate 2 + Zn solder layer 3 by ultrasonic soldering + Al-Si thermal spray coating 4 + heat treatment-Sample 2: AC4C substrate 2 + Zn solder layer 3 + Al-Si thermal spray coating 4 by ultrasonic soldering-Comparative sample 3: AC4C base material + blast treatment (# 46
Alumina grid, 3kgf / cm 2 ) + Al-Si thermal spray coating
【0036】[0036]
【表5】 [Table 5]
【0037】本熱処理条件は、既述の理由から、熱処理
を融点以下で行うこととしたが、熱処理温度を下げる
と、拡散させるための時間が長くなるので、ハンダの融
点以下でなるべく高い温度がよい。AC4C基材にT6
処理を行う場合、図11に示す如く、あらかじめ熱処理
によりハンダ層を拡散させて消失させた後に行う必要が
ある。これはハンダ層が残っていると、前述したよう
に、ハンダ層に気孔が生じるからである。熱処理時間
は、拡散の度合いを支配する因子であるが、要求する密
着性能およびハンダ層の厚さによって決定する。特に限
定されない。AC4C基材にT6処理を行わない場合、
ハンダ層をすべて拡散させる必要はなく、要求性能に応
じて皮膜内にハンダ層が存在してもよい。In this heat treatment condition, the heat treatment is performed at a temperature lower than the melting point for the reason described above. However, if the heat treatment temperature is lowered, the time for diffusion becomes longer. Good. T6 on AC4C substrate
When performing the treatment, as shown in FIG. 11, it is necessary to perform the treatment after the solder layer is diffused and eliminated by heat treatment in advance. This is because if the solder layer remains, pores are generated in the solder layer as described above. The heat treatment time is a factor that governs the degree of diffusion, but is determined by the required adhesion performance and the thickness of the solder layer. There is no particular limitation. When the T6 treatment is not performed on the AC4C substrate,
It is not necessary to diffuse all of the solder layer, and a solder layer may be present in the film according to the required performance.
【0038】上記試料1〜3の密着強さを調査した結果
を下記の表6に示す。表6より、試料1は、試料2、試
料3に比べて、AlーSi溶射皮膜4の密着強さが向上
していることが判る。これは、熱処理によりZnハンダ
層3のハンダが皮膜側にも拡散したためである。Table 6 below shows the results of examination of the adhesion strength of the above Samples 1 to 3. From Table 6, it can be seen that the adhesion strength of the Al—Si sprayed coating 4 of Sample 1 is higher than that of Samples 2 and 3. This is because the solder of the Zn solder layer 3 diffused to the film side by the heat treatment.
【0039】[0039]
【表6】 [Table 6]
【0040】以上、本発明の実施の形態につき述べた
が、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではな
く、本発明の技術的思想に基づいて各種の変更が可能で
ある。Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made based on the technical concept of the present invention.
【0041】[0041]
【発明の効果】上述の如く、本発明に係るアルミニウム
材料への溶射方法は、アルミニウム基材の表面にハンダ
層を超音波ハンダ付法によって形成し、その後、このハ
ンダ層の表面に溶射材料を溶射して溶射皮膜を形成して
いるので、ブラスト処理を施した従来の方法よりもアル
ミニウム基材に対して高い皮膜の密着強さが得られ、こ
の密着強さの向上によって溶射皮膜の信頼性を高めるこ
とができる。このため、本発明の溶射方法により表面に
溶射皮膜が形成されているアルミニウム基材は、優れた
耐摩耗性を有しているので、シリンダスリーブなどのエ
ンジン部品に適用することができる。As described above, in the method of spraying aluminum material according to the present invention, a solder layer is formed on the surface of an aluminum substrate by an ultrasonic soldering method, and then the sprayed material is coated on the surface of the solder layer. Because the thermal spray coating is formed by thermal spraying, higher adhesion strength of the coating to the aluminum substrate can be obtained than with the conventional blasted method, and the improvement of the adhesion strength improves the reliability of the thermal spray coating. Can be increased. For this reason, since the aluminum base material on which the thermal spray coating is formed by the thermal spraying method of the present invention has excellent wear resistance, it can be applied to engine parts such as cylinder sleeves.
【0042】また、他の本発明に係るアルミニウム材料
への溶射方法は、アルミニウム基材の表面にハンダ層を
超音波ハンダ付法によって形成し、次いで、このハンダ
層を形成したアルミニウム基材を予熱し、その後、この
ハンダ層の表面に溶射材料を溶射して溶射皮膜を形成し
ているので、より一層溶射皮膜の密着強さの向上を図る
ことができるとともに、径の大きさや深さによりブラス
ト処理が難しく、安定した品質を保ちにくい円筒形状等
のアルミニウム基材の場合でも、超音波ハンダ付工程を
管理にすることで再現性良く処理できる。In another method for spraying aluminum material according to the present invention, a solder layer is formed on the surface of an aluminum substrate by an ultrasonic soldering method, and then the aluminum substrate on which the solder layer is formed is preheated. After that, since the thermal spray material is sprayed on the surface of the solder layer to form a thermal spray coating, the adhesion strength of the thermal spray coating can be further improved, and the blasting is performed by the diameter and depth. Even in the case of an aluminum substrate having a cylindrical shape or the like, which is difficult to maintain and cannot maintain stable quality, it can be processed with good reproducibility by controlling the ultrasonic soldering process.
【0043】さらに、他の本発明に係るアルミニウム材
料への溶射方法は、アルミニウム基材の表面にハンダ層
を超音波ハンダ付法によって形成し、次いで、このハン
ダ層の表面に溶射材料を溶射して溶射皮膜を形成し、そ
の後、ハンダ層および溶射皮膜を形成したアルミニウム
基材に熱処理を施しているので、ハンダを溶射皮膜に拡
散させてアルミニウム基材に対する溶射皮膜の密着強さ
をより一層向上させることができる。Further, in another method of spraying an aluminum material according to the present invention, a solder layer is formed on the surface of an aluminum substrate by an ultrasonic soldering method, and then the sprayed material is sprayed on the surface of the solder layer. The thermal spray is applied to the aluminum substrate on which the solder layer and the thermal spray coating are formed, so that the solder diffuses into the thermal spray coating to further improve the adhesion of the thermal spray coating to the aluminum substrate. Can be done.
【図1】本発明の実施の形態に係る溶射方法により、ア
ルミニウム基材に形成された溶射皮膜を示す断面図あ
る。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a thermal spray coating formed on an aluminum substrate by a thermal spray method according to an embodiment of the present invention.
【図2】上記アルミニウム基材の表面にZnハンダ層を
形成する超音波ハンダ付装置を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic view showing an ultrasonic soldering apparatus for forming a Zn solder layer on the surface of the aluminum base.
【図3】本発明の実施の形態に係る溶射方法において、
超音波印加時間が5秒でのアルミニウム基材に形成され
た溶射皮膜を示す断面図である。FIG. 3 shows a thermal spraying method according to an embodiment of the present invention.
It is sectional drawing which shows the thermal spray coating formed on the aluminum base material in ultrasonic application time for 5 second.
【図4】図3における溶射皮膜の状態を説明する100
倍の顕微鏡写真である。FIG. 4 is a view 100 illustrating the state of the thermal spray coating in FIG.
It is a microscope photograph at the magnification.
【図5】本発明の実施の形態に係る溶射方法において、
超音波印加時間が10秒でのアルミニウム基材に形成さ
れた溶射皮膜を示す断面図である。FIG. 5 shows a thermal spraying method according to an embodiment of the present invention.
It is sectional drawing which shows the thermal spray coating formed on the aluminum base material in the ultrasonic application time of 10 seconds.
【図6】図5における溶射皮膜の状態を説明する100
倍の顕微鏡写真である。FIG. 6 is a view 100 illustrating the state of the thermal spray coating in FIG.
It is a microscope photograph at the magnification.
【図7】本発明の実施の形態に係る溶射方法において、
超音波印加時間が15秒でのアルミニウム基材に形成さ
れた溶射皮膜を示す断面図である。FIG. 7 shows a thermal spraying method according to an embodiment of the present invention.
It is sectional drawing which shows the thermal spray coating formed in the aluminum base material in 15 seconds of ultrasonic application time.
【図8】図5における溶射皮膜の状態を説明する100
倍の顕微鏡写真である。FIG. 8 is a view for explaining the state of the thermal spray coating in FIG.
It is a microscope photograph at the magnification.
【図9】他の本発明の実施の形態に係る溶射方法によ
り、アルミニウム基材に溶射フレームを溶射している状
態を示す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view showing a state where a thermal spraying method according to another embodiment of the present invention is spraying a thermal spray frame on an aluminum base material.
【図10】さらに他の本発明の実施の形態に係る溶射方
法により、アルミニウム基材に形成された溶射皮膜を示
す断面図ある。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a sprayed coating formed on an aluminum base material by a spraying method according to still another embodiment of the present invention.
【図11】図10におけるハンダ層を消失させたアルミ
ニウム基材に形成された溶射皮膜を示す断面図ある。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a thermal spray coating formed on an aluminum substrate from which a solder layer has been eliminated in FIG.
【図12】従来の溶射方法において、アルミニウム基材
の表面をブラストによって粗面化している状態を示す断
面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view showing a state in which the surface of an aluminum substrate is roughened by blasting in a conventional thermal spraying method.
【図13】従来の溶射方法によって、粗面化したアルミ
ニウム基材の表面に溶射フレームを溶射している状態を
示す断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view showing a state where a thermal spraying frame is being thermally sprayed on the surface of an aluminum base material which has been roughened by a conventional thermal spraying method.
【図14】従来の溶射方法において、内系溶射ガンから
溶射フレームをシリンダスリーブの内周面に溶射してい
る状態を示す断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view showing a state in which a thermal spraying frame is being sprayed onto an inner peripheral surface of a cylinder sleeve from an internal thermal spray gun in a conventional thermal spraying method.
【図15】図12において、粗面化したアルミニウム基
材の表面に溶射フレームを溶射して溶射皮膜を形成した
状態を示す断面図である。FIG. 15 is a cross-sectional view showing a state in which a thermal spraying frame is sprayed on the surface of the roughened aluminum base material to form a thermal spray coating in FIG.
【図16】図15における溶射皮膜の状態を説明する1
00倍の顕微鏡写真である。FIG. 16 is a view for explaining a state of the thermal spray coating in FIG.
It is a microscope photograph of 00 times.
2 アルミニウム基材 3 Znハンダ層 4 溶射皮膜 5 超音波ハンダ付装置 11 溶射ガン 12 溶射フレーム 13a,13b ハンダ拡散層 2 Aluminum base material 3 Zn solder layer 4 Thermal spray coating 5 Ultrasonic soldering device 11 Thermal spray gun 12 Thermal spray frame 13a, 13b Solder diffusion layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 晴信 静岡県浜松市高塚町300番地 スズキ株式 会社内 (72)発明者 木俣 文和 静岡県浜松市高塚町300番地 スズキ株式 会社内 (72)発明者 四谷 剛毅 静岡県浜松市高塚町300番地 スズキ株式 会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Harunobu Suzuki 300 Takatsukacho, Hamamatsu-shi, Shizuoka Suzuki Co., Ltd. Takeshi Yotsuya 300 Takatsukacho, Hamamatsu-shi, Shizuoka Suzuki Co., Ltd.
Claims (6)
音波ハンダ付法によって形成し、その後、このハンダ層
の表面に溶射材料を溶射して溶射皮膜を形成することを
特徴とするアルミニウム材料への溶射方法。1. An aluminum material, wherein a solder layer is formed on the surface of an aluminum substrate by an ultrasonic soldering method, and thereafter, a sprayed material is sprayed on the surface of the solder layer to form a sprayed film. Spraying method.
音波ハンダ付法によって形成し、次いで、このハンダ層
を形成したアルミニウム基材を予熱し、その後、このハ
ンダ層の表面に溶射材料を溶射して溶射皮膜を形成する
ことを特徴とするアルミニウム材料への溶射方法。2. A solder layer is formed on the surface of an aluminum base material by an ultrasonic soldering method, and then the aluminum base material on which the solder layer is formed is preheated, and then a spray material is sprayed on the surface of the solder layer. A method for thermal spraying on an aluminum material, comprising forming a thermal sprayed coating by spraying.
音波ハンダ付法によって形成し、次いで、このハンダ層
の表面に溶射材料を溶射して溶射皮膜を形成し、その
後、ハンダ層および溶射皮膜を形成したアルミニウム基
材に熱処理を施すことを特徴とするアルミニウム材料へ
の溶射方法。3. A solder layer is formed on the surface of an aluminum substrate by an ultrasonic soldering method, and then a thermal spray material is sprayed on the surface of the solder layer to form a thermal spray coating. Then, the solder layer and the thermal spray coating are formed. A thermal spraying method for an aluminum material, wherein a heat treatment is performed on the aluminum substrate on which the aluminum is formed.
−Z95A(Znー5wt%Al)であることを特徴と
する請求項1〜請求項3のいずれか一に記載のアルミニ
ウム材料への溶射方法。4. The solder for forming the solder layer is made of AH
The method for spraying aluminum material according to any one of claims 1 to 3, wherein the method is -Z95A (Zn-5 wt% Al).
形成されていることを特徴とする請求項1〜請求項3の
いずれか一に記載のアルミニウム材料への溶射方法。5. The method according to claim 1, wherein the solder layer is formed to a thickness of 100 μm or less.
Ag系、AlーCu系およびその複合系材料を用いて形
成されていることを特徴とする請求項1〜請求項3のい
ずれか一に記載のアルミニウム材料への溶射方法。6. The thermal spray coating according to claim 1, wherein the thermal spray coating is formed using an Al—Si, Al—Ag, Al—Cu or composite material thereof. A method for thermal spraying an aluminum material according to any one of claims 1 to 4.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8224523A JPH1053856A (en) | 1996-08-07 | 1996-08-07 | Spraying method on aluminum material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP8224523A JPH1053856A (en) | 1996-08-07 | 1996-08-07 | Spraying method on aluminum material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1053856A true JPH1053856A (en) | 1998-02-24 |
Family
ID=16815140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8224523A Pending JPH1053856A (en) | 1996-08-07 | 1996-08-07 | Spraying method on aluminum material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1053856A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001162367A (en) * | 1999-06-29 | 2001-06-19 | General Electric Co <Ge> | Method of providing an abrasion resistant coating and related articles |
| WO2006054350A1 (en) * | 2004-11-18 | 2006-05-26 | Daiwa Steel Tube Industries Co., Ltd. | Method for producing steel pipe plated with metal by thermal spraying |
| JP2011054889A (en) * | 2009-09-04 | 2011-03-17 | Denso Corp | Resin sealing semiconductor device, and method of manufacturing the same |
| CN116652355A (en) * | 2023-06-20 | 2023-08-29 | 哈尔滨工业大学 | A Diffusion Bonding Method Applicable to the Preparation of Aluminum Alloy Laminated Structures Based on Diffusion First and Film Breakage |
-
1996
- 1996-08-07 JP JP8224523A patent/JPH1053856A/en active Pending
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