JPS5934230B2 - 金属の表面処理方法 - Google Patents
金属の表面処理方法Info
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- JPS5934230B2 JPS5934230B2 JP942279A JP942279A JPS5934230B2 JP S5934230 B2 JPS5934230 B2 JP S5934230B2 JP 942279 A JP942279 A JP 942279A JP 942279 A JP942279 A JP 942279A JP S5934230 B2 JPS5934230 B2 JP S5934230B2
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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
- C23C4/18—After-treatment
Landscapes
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は金属の耐食性や耐熱性を向上させる表面処理方
法に関する。
法に関する。
従来から、金属の耐食性や耐熱性を向上させる表面処理
方法の一つに金属の溶射メッキ方法があり、たとえば、
腐食環境で使用する鉄塔、橋梁などの部材に対しては耐
食性を目的としてＺｎやＡｔなどが、また、高温環境で
使用するガスタービン、ボイラ、加熱炉、焼却炉などの
部材に対しては耐熱性を目的としてＡｔ、Ｎｉ−Ａｔ合
金、Ｎｉ−Ｃｒ合金などが用いられている。ところが、
このような溶射メッキ皮膜は、多孔質で通常５〜２０％
程得の空隙率を有するので気密性に乏しく、また、皮膜
と母材が十分な拡散層を形成しないので密着性に乏しい
。
方法の一つに金属の溶射メッキ方法があり、たとえば、
腐食環境で使用する鉄塔、橋梁などの部材に対しては耐
食性を目的としてＺｎやＡｔなどが、また、高温環境で
使用するガスタービン、ボイラ、加熱炉、焼却炉などの
部材に対しては耐熱性を目的としてＡｔ、Ｎｉ−Ａｔ合
金、Ｎｉ−Ｃｒ合金などが用いられている。ところが、
このような溶射メッキ皮膜は、多孔質で通常５〜２０％
程得の空隙率を有するので気密性に乏しく、また、皮膜
と母材が十分な拡散層を形成しないので密着性に乏しい
。
このため、溶射メッキ皮膜は、水、空気などの液体や気
体が侵入し易＜、また、振動、熱膨張、曲げ応力などに
より剥離し易い欠点がある。現在、気密性の欠点に対し
ては、皮膜の上に各種の塗料や溶剤を塗布して空隙部を
充填する方法が行なわれており、また、密着性の欠点に
対しては、皮膜形成後に皮膜を加熱溶融して母材との間
に拡散層を形成する方法が行なわれているが、前者にお
いては、加熱を受ける部材には適用できない欠点があり
、後者においては、溶射金属に高融点の金属を使用でき
ない欠点がある。
体が侵入し易＜、また、振動、熱膨張、曲げ応力などに
より剥離し易い欠点がある。現在、気密性の欠点に対し
ては、皮膜の上に各種の塗料や溶剤を塗布して空隙部を
充填する方法が行なわれており、また、密着性の欠点に
対しては、皮膜形成後に皮膜を加熱溶融して母材との間
に拡散層を形成する方法が行なわれているが、前者にお
いては、加熱を受ける部材には適用できない欠点があり
、後者においては、溶射金属に高融点の金属を使用でき
ない欠点がある。
本発明は、上記のような従来の方法の欠点を除去するた
めになされたものであり、従来の方法と比較して、皮膜
の気密性と密着性が良好で、部材の適用が広範であり、
同時に母材の耐食性と耐熱性も格段に向上した金属の表
面処理方法を提供するものである。
めになされたものであり、従来の方法と比較して、皮膜
の気密性と密着性が良好で、部材の適用が広範であり、
同時に母材の耐食性と耐熱性も格段に向上した金属の表
面処理方法を提供するものである。
すなわち、本発明は、母材の耐熱性や耐食性を向上させ
るために金属の溶射メッキを施したメッキ層に、金属の
化学気相メッキを施し、メッキ層の気密性と密着性を向
上させたことを特徴とする金属の表面処理方法である。
るために金属の溶射メッキを施したメッキ層に、金属の
化学気相メッキを施し、メッキ層の気密性と密着性を向
上させたことを特徴とする金属の表面処理方法である。
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
（実施例 １）市販のＮｉ基合金（Ｎｉ−残−Ｃｒ：１
５％一Ｔｉ：２．５％）を直径２０罵１、長さ５０ｍｍ
の円筒形に加工し、全表面をショットブラスト処理した
後、アセチレンガス法により各々Ｎｉ、Ｎｉ：６０％−
Ｃｒ：４０％合金、Ｎｉ：９５％−Ａを■５％合金を０
．５ｍｍ厚さに溶射メッキして被処理材とした。
５％一Ｔｉ：２．５％）を直径２０罵１、長さ５０ｍｍ
の円筒形に加工し、全表面をショットブラスト処理した
後、アセチレンガス法により各々Ｎｉ、Ｎｉ：６０％−
Ｃｒ：４０％合金、Ｎｉ：９５％−Ａを■５％合金を０
．５ｍｍ厚さに溶射メッキして被処理材とした。
次に、これら被処理材の溶射メッキ皮膜の上に各々Ｃｒ
、Ａｔを化学気相メッキした。Ｃｒの化学気相メッキは
、Ｃｒ粒子：６０％、Ａｔ２０３：３９％、ＮＨ４Ｃｔ
：ｌ％の処理剤を用い、第１図に示したような方法によ
つて、Ｈ２ガスを通しながら１０５０℃で５時間処理す
ることにより行なつた。また、Ａｔの化学気相メッキは
、Ａｔ粉末：１０％−Ａ４０３■８８％−ＮＨ４Ｃι２
％の処理剤を用い、同様に第１図に示したような方法に
よつて、Ｈ２ガスを通しながら１０００℃で３時間処理
することによ）行なつた。次に、以上の本発明の表面処
理を施した皮膜の気密性、密着性、耐熱性、耐食性を試
験したところ、第１表〜第５表の結果を得た。
、Ａｔを化学気相メッキした。Ｃｒの化学気相メッキは
、Ｃｒ粒子：６０％、Ａｔ２０３：３９％、ＮＨ４Ｃｔ
：ｌ％の処理剤を用い、第１図に示したような方法によ
つて、Ｈ２ガスを通しながら１０５０℃で５時間処理す
ることにより行なつた。また、Ａｔの化学気相メッキは
、Ａｔ粉末：１０％−Ａ４０３■８８％−ＮＨ４Ｃι２
％の処理剤を用い、同様に第１図に示したような方法に
よつて、Ｈ２ガスを通しながら１０００℃で３時間処理
することによ）行なつた。次に、以上の本発明の表面処
理を施した皮膜の気密性、密着性、耐熱性、耐食性を試
験したところ、第１表〜第５表の結果を得た。
この結果によれば、本発明の表面処理を施した皮膜は、
本発明の表面処理を施さなかつた皮膜（后射メツキだけ
の皮膜）に比べ、気密性、密着性、耐熱性、耐食性とも
格段に向上していることが確認できる。なお、皮膜の各
特性試験は次のようにして行なつた。すなわち、気密性
試験は光学顕微鏡を用いて皮膜断面の空隙率を測定する
ことによジ、密着性試験は皮膜に繰ジ返しの急熱（１０
０００Ｃ）と急冷（２０℃）を加えて皮膜が剥離するま
での回数を測定することによ抵耐熱性試験は皮膜を１１
００℃の電気炉中で３００ｈｒ連続加熱してその前後の
重量変化を測定することによジ、耐食性試験は皮膜を８
５０℃の浩融塩（Ｖ２Ｏ５：８０％−Ｎａ２ｓＯ４：２
０％）中と９００℃の醇融塩（Ｎａ２ＳＯ４：９０％−
Ｎａｃｔ：１０％）中で各々１００ｈｒ連続加熱してそ
の前後の重量変化を測定することによジ行なつた。とこ
ろで、このように、本発明の表面処理を施した皮膜の特
性が向上するのは、処理剤のＣｒ（あるいはＡｔ）とＮ
Ｈ４ＣｔがＨ２ガスと反応してＣｒｃｔ２（あるいはＡ
ｔＣｔ３）の蒸気が発生し、これらが被処理材の専射メ
ツキ皮膜の空隙部に侵人して、そこで、Ｈ２ガスにより
還元されてＣｒ（あるいはＡｔ）として析出するので、
醇射メツキ皮膜の空隙部Ｃｒ（あるいはＡｔ）によつて
充填されるためと考えられる。
本発明の表面処理を施さなかつた皮膜（后射メツキだけ
の皮膜）に比べ、気密性、密着性、耐熱性、耐食性とも
格段に向上していることが確認できる。なお、皮膜の各
特性試験は次のようにして行なつた。すなわち、気密性
試験は光学顕微鏡を用いて皮膜断面の空隙率を測定する
ことによジ、密着性試験は皮膜に繰ジ返しの急熱（１０
０００Ｃ）と急冷（２０℃）を加えて皮膜が剥離するま
での回数を測定することによ抵耐熱性試験は皮膜を１１
００℃の電気炉中で３００ｈｒ連続加熱してその前後の
重量変化を測定することによジ、耐食性試験は皮膜を８
５０℃の浩融塩（Ｖ２Ｏ５：８０％−Ｎａ２ｓＯ４：２
０％）中と９００℃の醇融塩（Ｎａ２ＳＯ４：９０％−
Ｎａｃｔ：１０％）中で各々１００ｈｒ連続加熱してそ
の前後の重量変化を測定することによジ行なつた。とこ
ろで、このように、本発明の表面処理を施した皮膜の特
性が向上するのは、処理剤のＣｒ（あるいはＡｔ）とＮ
Ｈ４ＣｔがＨ２ガスと反応してＣｒｃｔ２（あるいはＡ
ｔＣｔ３）の蒸気が発生し、これらが被処理材の専射メ
ツキ皮膜の空隙部に侵人して、そこで、Ｈ２ガスにより
還元されてＣｒ（あるいはＡｔ）として析出するので、
醇射メツキ皮膜の空隙部Ｃｒ（あるいはＡｔ）によつて
充填されるためと考えられる。
また、空隙部以外のところでＨ２ガスによつて還元され
たＣｒ（あるいはＡｔ）も非常に微細であるため、容易
に空隙部に侵人して空隙部を充填するとともに、このよ
うなＨ２ガスによる還元で生成したＣｒ（あるいはＡｔ
）は極めて大きい活性力を持つているので、醇射メツキ
金属や母材との合金反応が活発となシこれらとの冶金学
的な結合が促進されて密着性が向上するものと考えられ
る。
たＣｒ（あるいはＡｔ）も非常に微細であるため、容易
に空隙部に侵人して空隙部を充填するとともに、このよ
うなＨ２ガスによる還元で生成したＣｒ（あるいはＡｔ
）は極めて大きい活性力を持つているので、醇射メツキ
金属や母材との合金反応が活発となシこれらとの冶金学
的な結合が促進されて密着性が向上するものと考えられ
る。
第１表
気密性試験結果（空隙率の測定値）
第２表
密着性試験結果（繰返し回数の測定値）
第３表
耐熱性試験結果（重量変化の測定値※）
第４表
耐食性試験結果（重朧変化の測定値※）
第５表
耐食性試験結果（重蔽変化の測定値※）
（実施例 ２）
市販のＣＯ基合金（ＣＯ：残−Ｃｒ：２５％−１！Ｎｉ
：１０（ｆ））を用いて、実施例１と同様の容射メツキ
と化学気相メツキを施し、皮膜の気密性、密着性、耐熱
性、耐食性を試験したところ、第１表〜第５表とほぼ類
似した結果を得た。
：１０（ｆ））を用いて、実施例１と同様の容射メツキ
と化学気相メツキを施し、皮膜の気密性、密着性、耐熱
性、耐食性を試験したところ、第１表〜第５表とほぼ類
似した結果を得た。
また、化学気相メツキは第２図及び第３図の方法でも実
施可能であり、用いるガスやＮ２ガスやＡｒガスなどの
不活性ガスでも実施可能であつた。（実施例 ３） 市販のステンレス鋳鋼（Ｆｅ：残−Ｃｒ：１８％−Ｎｉ
：１０％−Ｃ：０．３５％）を用いて、実施例１と同様
な加工、シヨツトブラスト処理を行ない、アセチレンガ
ス法によｌ）Ｃｒ：２０％一Ｆｅ：８０％合金を０．５
７ｎｍ厚さに后射メツキした。
施可能であり、用いるガスやＮ２ガスやＡｒガスなどの
不活性ガスでも実施可能であつた。（実施例 ３） 市販のステンレス鋳鋼（Ｆｅ：残−Ｃｒ：１８％−Ｎｉ
：１０％−Ｃ：０．３５％）を用いて、実施例１と同様
な加工、シヨツトブラスト処理を行ない、アセチレンガ
ス法によｌ）Ｃｒ：２０％一Ｆｅ：８０％合金を０．５
７ｎｍ厚さに后射メツキした。
″〜次にこのめ射メツキ皮膜の上に第３図の方法でＣｒ
の化学気相メツキを施した。
の化学気相メツキを施した。
以上の表面処理を施した皮膜の密着性、耐熱性、耐食性
を実施例１と同様に試験したところ、第６表に示したよ
うに各特性は格段に向上していることが確認できた。さ
て、本発明の表面処理方法は次のような特徴を有する。
（１）従来の容射メツキと比較し、メツキ層の気密性と
密着性が良好である。
を実施例１と同様に試験したところ、第６表に示したよ
うに各特性は格段に向上していることが確認できた。さ
て、本発明の表面処理方法は次のような特徴を有する。
（１）従来の容射メツキと比較し、メツキ層の気密性と
密着性が良好である。
また、これに伴ない結果的に、耐熱性及び耐食性も向上
する。（２）爵射メツキ金属と化学気相メツキ金属との
組み合わせによう、化学気相メツキの欠点、例えば、炭
素含有量の高い母材ではＣｒの化学気相メツキを施して
も拡散性の悪い炭化Ｃｒ層が生成するために厚いメツキ
層が得られないなどの欠点が解決されるので、母材の組
成に関係なくあＶ１用途の拡大がはかれる。
する。（２）爵射メツキ金属と化学気相メツキ金属との
組み合わせによう、化学気相メツキの欠点、例えば、炭
素含有量の高い母材ではＣｒの化学気相メツキを施して
も拡散性の悪い炭化Ｃｒ層が生成するために厚いメツキ
層が得られないなどの欠点が解決されるので、母材の組
成に関係なくあＶ１用途の拡大がはかれる。
第１図、第２図、第３図は各々本発明の金属の表面処理
方法の実施例を示した図である。 第１図は畔射メツキ後の被処理材を処理容器中の処理剤
に埋没させた状態のもの、第２図は多孔板によ）処理？
器をメツキガス発生部とメツキ部に分離した状態のもの
、第３図は連絡管によジ処理容器をメツキガス発生室と
メツキ室に分離した状態のものである。第１図、第２図
，第３図において、１・・・：・・処理容器、２・・・
・・・ガス導人口、３・・・・・・ノズル、４・・・・
−・処理剤、５・・・・・・被処理材、６’’゜’゜゜
ガス排出口・１・−・・・・多孔板、８・・・・−・メ
ッキガス発生室、９・・・・・・連絡管、１０・・・・
・・メツキ室。
方法の実施例を示した図である。 第１図は畔射メツキ後の被処理材を処理容器中の処理剤
に埋没させた状態のもの、第２図は多孔板によ）処理？
器をメツキガス発生部とメツキ部に分離した状態のもの
、第３図は連絡管によジ処理容器をメツキガス発生室と
メツキ室に分離した状態のものである。第１図、第２図
，第３図において、１・・・：・・処理容器、２・・・
・・・ガス導人口、３・・・・・・ノズル、４・・・・
−・処理剤、５・・・・・・被処理材、６’’゜’゜゜
ガス排出口・１・−・・・・多孔板、８・・・・−・メ
ッキガス発生室、９・・・・・・連絡管、１０・・・・
・・メツキ室。
Claims (1)
- １ 母材の耐熱性及び耐食性を向上させるために金属の
溶射メッキを施したメッキ層に、金属の化学気相メッキ
を施し、前記溶剤メッキ層の気密性と密着性を向上させ
たことを特徴とする金属の表面処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP942279A JPS5934230B2 (ja) | 1979-01-30 | 1979-01-30 | 金属の表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP942279A JPS5934230B2 (ja) | 1979-01-30 | 1979-01-30 | 金属の表面処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55104471A JPS55104471A (en) | 1980-08-09 |
| JPS5934230B2 true JPS5934230B2 (ja) | 1984-08-21 |
Family
ID=11719913
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP942279A Expired JPS5934230B2 (ja) | 1979-01-30 | 1979-01-30 | 金属の表面処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5934230B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004308010A (ja) * | 2003-04-02 | 2004-11-04 | Snecma Moteurs | 金属上にアルミニウムとジルコニウムとを含有する保護コーティングを形成する方法 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63206460A (ja) * | 1987-02-24 | 1988-08-25 | Nippon Kogen Concrete Kk | 基材表面の被覆処理工法 |
| JP3029546B2 (ja) * | 1994-03-09 | 2000-04-04 | 株式会社荏原製作所 | クロム拡散浸透耐熱合金部材とその製法 |
| US5789077A (en) * | 1994-06-27 | 1998-08-04 | Ebara Corporation | Method of forming carbide-base composite coatings, the composite coatings formed by that method, and members having thermally sprayed chromium carbide coatings |
| JP2991991B2 (ja) | 1997-03-24 | 1999-12-20 | トーカロ株式会社 | 耐高温環境用溶射被覆部材およびその製造方法 |
| JP2991990B2 (ja) * | 1997-03-24 | 1999-12-20 | トーカロ株式会社 | 耐高温環境用溶射被覆部材およびその製造方法 |
| US7955569B2 (en) * | 2007-03-14 | 2011-06-07 | Hubert Patrovsky | Metal halide reactor for CVD and method |
-
1979
- 1979-01-30 JP JP942279A patent/JPS5934230B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004308010A (ja) * | 2003-04-02 | 2004-11-04 | Snecma Moteurs | 金属上にアルミニウムとジルコニウムとを含有する保護コーティングを形成する方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55104471A (en) | 1980-08-09 |
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