JPS6150144B2 - - Google Patents
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- JPS6150144B2 JPS6150144B2 JP4508581A JP4508581A JPS6150144B2 JP S6150144 B2 JPS6150144 B2 JP S6150144B2 JP 4508581 A JP4508581 A JP 4508581A JP 4508581 A JP4508581 A JP 4508581A JP S6150144 B2 JPS6150144 B2 JP S6150144B2
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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
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/24—Vacuum evaporation
- C23C14/28—Vacuum evaporation by wave energy or particle radiation
-
- 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
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- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/04—Coating on selected surface areas, e.g. using masks
- C23C14/046—Coating cavities or hollow spaces, e.g. interior of tubes; Infiltration of porous substrates
Landscapes
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- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、化学容器や発電プラントの耐食性、
耐摩耗性を要求される管の内面に、金属をレーザ
ー光線を利用して乾式にメツキするプレーテイン
グ装置に関する。
耐摩耗性を要求される管の内面に、金属をレーザ
ー光線を利用して乾式にメツキするプレーテイン
グ装置に関する。
従来、異種金属の薄い層を金属表面に付着する
方法としては、湿式メツキ法、化学的メツキ法、
真空蒸着法、イオンプレーテイング法等がある。
そして、これらの方法のうち金属を10-5〜
10-6torr程度の真空度で溶融蒸発させ、真空力に
より他の金属表面に付着させる真空蒸着法や101
〜10-2torr程度の比較的低真空で金属を溶融蒸発
させ、イオン化してクーロン力により他の金属表
面に付着させるイオン・プレーテイング法は、低
公害で任意の金属を付着させることができ、密着
性が良い、等の理由により広く利用されるように
なつてきた。そして例えば特願昭54−2399号（特
開昭55−94474号公報）に示すごとき、レーザー
光線を利用したものも開発されるに至つた。
方法としては、湿式メツキ法、化学的メツキ法、
真空蒸着法、イオンプレーテイング法等がある。
そして、これらの方法のうち金属を10-5〜
10-6torr程度の真空度で溶融蒸発させ、真空力に
より他の金属表面に付着させる真空蒸着法や101
〜10-2torr程度の比較的低真空で金属を溶融蒸発
させ、イオン化してクーロン力により他の金属表
面に付着させるイオン・プレーテイング法は、低
公害で任意の金属を付着させることができ、密着
性が良い、等の理由により広く利用されるように
なつてきた。そして例えば特願昭54−2399号（特
開昭55−94474号公報）に示すごとき、レーザー
光線を利用したものも開発されるに至つた。
しかし、斯かる装置では、付着した溶融金属の
粒子が多少粗く、付着層表面が多少粗雑であり、
又付着粒子層には弾性的歪もあつた。
粒子が多少粗く、付着層表面が多少粗雑であり、
又付着粒子層には弾性的歪もあつた。
本発明は、付着層表面を緻密で且つ均一にし得
る装置を提供することを目的としてなしたもの
で、レーザー光線を透過させる窓を有し気密にさ
れた被プレーテイング管と、被プレーテイング管
内を真空にする装置と、前記被プレーテイング管
内に保持された金属と、前記窓を通して前記被プ
レーテイング管内にレーザー光線を投光するレー
ザー発生装置と、前記レーザー光線を前記金属及
び被プレーテイング管内周に付着した金属に集光
させる凹面鏡とを備えたことを特徴とするもので
ある。
る装置を提供することを目的としてなしたもの
で、レーザー光線を透過させる窓を有し気密にさ
れた被プレーテイング管と、被プレーテイング管
内を真空にする装置と、前記被プレーテイング管
内に保持された金属と、前記窓を通して前記被プ
レーテイング管内にレーザー光線を投光するレー
ザー発生装置と、前記レーザー光線を前記金属及
び被プレーテイング管内周に付着した金属に集光
させる凹面鏡とを備えたことを特徴とするもので
ある。
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明
する。
する。
第１図及び第２図は本発明の一実施例で、真空
蒸着を行う例を示す。
蒸着を行う例を示す。
被プレーテイング管１の左端部に、レーザー透
過窓２を具備した真空フランジ３を取付け、レー
ザー発生装置４で発生したレーザー光線５を被プ
レーテイング管１内に投光し得るようになつてい
る。レーザー透過窓２はレーザー光線５が吸収し
ない材質が使用され、レーザー光線５が炭酸ガス
レーザーの場合には、食塩（NaC）、ジンク・
セレン（Zn−Se）等の透過率の良いものを使用
する必要がある。
過窓２を具備した真空フランジ３を取付け、レー
ザー発生装置４で発生したレーザー光線５を被プ
レーテイング管１内に投光し得るようになつてい
る。レーザー透過窓２はレーザー光線５が吸収し
ない材質が使用され、レーザー光線５が炭酸ガス
レーザーの場合には、食塩（NaC）、ジンク・
セレン（Zn−Se）等の透過率の良いものを使用
する必要がある。
被プレーテイング管１の右端部に、真空フラン
ジ６を取付けて被プレーテイング管１内部を外部
から密封し、真空フランジ６に被プレーテイング
管１内部の気体を排出し得るよう真空排気装置７
を真空配管８を介して接続し、真空フランジ６の
中心に、プレーテイング金属保持用の保持軸９を
真空フランジ６に対して気密を保持しながら回転
及び軸線方向に摺動し得るよう貫通せしめる。
ジ６を取付けて被プレーテイング管１内部を外部
から密封し、真空フランジ６に被プレーテイング
管１内部の気体を排出し得るよう真空排気装置７
を真空配管８を介して接続し、真空フランジ６の
中心に、プレーテイング金属保持用の保持軸９を
真空フランジ６に対して気密を保持しながら回転
及び軸線方向に摺動し得るよう貫通せしめる。
保持軸９の先端に凹面鏡１０をレーザー光線５
を反射し得るようピン１１枢着し、凹面鏡１０の
上端に該凹面鏡１０をピン１１のまわりに付勢せ
しめ得るようスプリング１２を取付け、保持軸９
の下面にソレノイド１３を配設し、該ソレノイド
１３に連結したリンク１４を前記凹面鏡１０の下
端に連結し、保持軸９から突出せしめた保持アー
ム１５先端に、凹面鏡１０により反射されたレー
ザー光線５により溶融させるためのプレーテイン
グ金属１６を取付ける。このプレーテイング金属
としては、金、白金、銀、チタン、銅等が使用さ
れる。
を反射し得るようピン１１枢着し、凹面鏡１０の
上端に該凹面鏡１０をピン１１のまわりに付勢せ
しめ得るようスプリング１２を取付け、保持軸９
の下面にソレノイド１３を配設し、該ソレノイド
１３に連結したリンク１４を前記凹面鏡１０の下
端に連結し、保持軸９から突出せしめた保持アー
ム１５先端に、凹面鏡１０により反射されたレー
ザー光線５により溶融させるためのプレーテイン
グ金属１６を取付ける。このプレーテイング金属
としては、金、白金、銀、チタン、銅等が使用さ
れる。
なお、図中１７，１８は凹面鏡１０の角度を所
定の角度に押えるストツパー、１９は押しスイツ
チ、２０は押しスイツチ１９を作動させるリング
状のストツパである。
定の角度に押えるストツパー、１９は押しスイツ
チ、２０は押しスイツチ１９を作動させるリング
状のストツパである。
真空蒸着時は真空排気装置７により被プレーテ
イング管１内の気体を排出して所定の真空度に保
持させ、ソレノイド１３を作動させて凹面鏡１０
をピン１１のまわりに回転させ、その焦点をプレ
ーテイング金属１６の表面に合致させ、レーザー
発生装置４よりレーザー光線５を投光させる。
イング管１内の気体を排出して所定の真空度に保
持させ、ソレノイド１３を作動させて凹面鏡１０
をピン１１のまわりに回転させ、その焦点をプレ
ーテイング金属１６の表面に合致させ、レーザー
発生装置４よりレーザー光線５を投光させる。
レーザー光線５はレーザー透過窓２を通つて凹
面鏡１０により反射し、プレーテイング金属１６
に集光し、プレーテイング金属１６を溶融蒸発さ
せ、蒸発した溶融金属は被プレーテイング管１内
面に蒸着される。
面鏡１０により反射し、プレーテイング金属１６
に集光し、プレーテイング金属１６を溶融蒸発さ
せ、蒸発した溶融金属は被プレーテイング管１内
面に蒸着される。
蒸着に際しては、保持軸９を被プレーテイング
管１の軸線方向に摺動させてプレーテイング金属
１６を被プレーテイング管１の長手方向に移動さ
せると共に保持軸９を回転させる。これによつて
被プレーテイング管１の内面全体にプレーテイン
グ金属が蒸着される。保持軸９が回転しつつ後退
し、押しスイツチ１９がストツパ２０に衝突する
と保持軸９はその摺動及び回転を停止する。
管１の軸線方向に摺動させてプレーテイング金属
１６を被プレーテイング管１の長手方向に移動さ
せると共に保持軸９を回転させる。これによつて
被プレーテイング管１の内面全体にプレーテイン
グ金属が蒸着される。保持軸９が回転しつつ後退
し、押しスイツチ１９がストツパ２０に衝突する
と保持軸９はその摺動及び回転を停止する。
蒸着が終了したら、ソレノイド１３を切り、ス
プリング１２によつて凹面鏡１０を第２図の実線
位置から二点鎖線位置へ切り換える。この切り換
えによつて凹面鏡１０の焦点は被プレーテイング
管１内面の蒸着されたプレーテイング金属表面近
傍に合致する。そこでレーザー光線５をレーザー
発生装置４から発光させつつ保持軸９を回転させ
つつ摺動させる。そうすると、レーザー光線５は
被プレーテイング管１内面に蒸着されたプレーテ
イング金属に集光してこれを溶融あるいは加熱さ
せ、その結果、プレーテイング金属の粒子は滑ら
かになり、弾性的歪は減少して付着層が緻密にな
り且つ付着力が向上する。
プリング１２によつて凹面鏡１０を第２図の実線
位置から二点鎖線位置へ切り換える。この切り換
えによつて凹面鏡１０の焦点は被プレーテイング
管１内面の蒸着されたプレーテイング金属表面近
傍に合致する。そこでレーザー光線５をレーザー
発生装置４から発光させつつ保持軸９を回転させ
つつ摺動させる。そうすると、レーザー光線５は
被プレーテイング管１内面に蒸着されたプレーテ
イング金属に集光してこれを溶融あるいは加熱さ
せ、その結果、プレーテイング金属の粒子は滑ら
かになり、弾性的歪は減少して付着層が緻密にな
り且つ付着力が向上する。
第３図及び第４図は本発明の他の実施例で、イ
オンプレーテイングを行う例を示す。
オンプレーテイングを行う例を示す。
アルゴンガス２１を供給する導孔２２を保持軸
９に穿設し、該導孔２２に導管２３を接続し、プ
レーテイング金属１６を取付ける保持アーム１５
を導管２３に取付け、プレーテイング金属１６を
プラズマ化し被プレーテイング管１内面をマイナ
スに帯電させるための直流電源２４を、保持軸９
及び被プレーテイング管１にコードを介して接続
する。図中第１図及び第２図に示す符号と同一の
符号のものは同一のものを示す。
９に穿設し、該導孔２２に導管２３を接続し、プ
レーテイング金属１６を取付ける保持アーム１５
を導管２３に取付け、プレーテイング金属１６を
プラズマ化し被プレーテイング管１内面をマイナ
スに帯電させるための直流電源２４を、保持軸９
及び被プレーテイング管１にコードを介して接続
する。図中第１図及び第２図に示す符号と同一の
符号のものは同一のものを示す。
イオンプレーテイングを行うに際しては、前記
実施例と同様、レーザー発生装置４よりのレーザ
ー光線５の投光、保持軸９の摺動、回転によるプ
レーテイング金属１６の移動、回転を行う他、導
孔２２、導管２３を通してアルゴンガスを凹面鏡
１０に向けて吹き出し、溶融蒸発した金属から凹
面鏡１０を保護すると共に被プレーテイング管１
内を真空排気装置７により10-1〜10-2torrのアル
ゴン雰囲気に保持する。なおプレーテイング金属
１６が窒化物の場合には、アルゴンガスに代えて
窒素ガスが用いられる。
実施例と同様、レーザー発生装置４よりのレーザ
ー光線５の投光、保持軸９の摺動、回転によるプ
レーテイング金属１６の移動、回転を行う他、導
孔２２、導管２３を通してアルゴンガスを凹面鏡
１０に向けて吹き出し、溶融蒸発した金属から凹
面鏡１０を保護すると共に被プレーテイング管１
内を真空排気装置７により10-1〜10-2torrのアル
ゴン雰囲気に保持する。なおプレーテイング金属
１６が窒化物の場合には、アルゴンガスに代えて
窒素ガスが用いられる。
又、直流電源２４により、安定したグロー放電
が得られ、その結果、レーザー光線５により溶融
蒸発したプレーテイング金属１６の金属蒸気がイ
オン化し、陰極である被プレーテイング管１の内
面にイオンプレーテイングが行われる。導管２３
から吹き出されるアルゴンガスは、白金、モリブ
デン、タングステン等の高融点金属のイオンプレ
ーテイングに効果があり、グロー放電の安定化と
物理的洗浄効果（イオンボンバーリング）のため
に良い。又、ガスとしは、アルゴンガスや窒素ガ
スの他に、アセチレンガス等を使用することも可
能である。
が得られ、その結果、レーザー光線５により溶融
蒸発したプレーテイング金属１６の金属蒸気がイ
オン化し、陰極である被プレーテイング管１の内
面にイオンプレーテイングが行われる。導管２３
から吹き出されるアルゴンガスは、白金、モリブ
デン、タングステン等の高融点金属のイオンプレ
ーテイングに効果があり、グロー放電の安定化と
物理的洗浄効果（イオンボンバーリング）のため
に良い。又、ガスとしは、アルゴンガスや窒素ガ
スの他に、アセチレンガス等を使用することも可
能である。
なお、本発明は前述の実施例に限定されるもの
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で
種々変更を加え得ることは勿論である。
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で
種々変更を加え得ることは勿論である。
本発明のレーザー光線を利用した管内面のプレ
ーテイング装置は前述のごとき構成であるから、
下記のごとき種々の優れた効果を奏し得る。
ーテイング装置は前述のごとき構成であるから、
下記のごとき種々の優れた効果を奏し得る。
被プレーテイング管内面に付着したプレーテ
イング金属が再度溶融あるいは加熱されるた
め、金属粒子が細かくなり内表面が緻密になり
且つ付着力が増大する。
イング金属が再度溶融あるいは加熱されるた
め、金属粒子が細かくなり内表面が緻密になり
且つ付着力が増大する。
レーザー発生装置より発生したレーザーは波
長が揃つてビーム径が細く、大気中でも直進的
に伝送することができるので、細径管のプレー
テイングでも熱源を管外においたままで可能と
なる。
長が揃つてビーム径が細く、大気中でも直進的
に伝送することができるので、細径管のプレー
テイングでも熱源を管外においたままで可能と
なる。
集光レンズによつて集光されたレーザーは高
エネルギー密度であり、高融点金属でも容易に
溶融蒸発させることが可能である。
エネルギー密度であり、高融点金属でも容易に
溶融蒸発させることが可能である。
るつぼ等を使用しないため不純物の混入も少
なく、被プレーテイング管そのものを真空容器
としているため大型の真空装置も必要とせず、
レーザーが直進性であるため数メートルないし
数十メートルに及ぶ長尺物の管内面のイオンプ
レーテイングを均一に行うことが可能である。
なく、被プレーテイング管そのものを真空容器
としているため大型の真空装置も必要とせず、
レーザーが直進性であるため数メートルないし
数十メートルに及ぶ長尺物の管内面のイオンプ
レーテイングを均一に行うことが可能である。
第１図は本発明の一実施例の説明図、第２図は
第１図の凹面鏡の部分の詳細図、第３図は本発明
の他の実施例の説明図、第４図は第３図の凹面鏡
の部分の詳細図である。 図中１は被プレーテイング管、２はレーザー透
過窓、４はレーザー発生装置、５はレーザー光
線、７は真空排気装置、８は真空配管、９は支持
軸、１０は凹面鏡、１３はソレノイド、１４はリ
ンク、１５は保持アーム、１６はプレーテイング
金属、２１はアルゴンガス、２２は導孔、２３は
導管、２４は直流電源を示す。
第１図の凹面鏡の部分の詳細図、第３図は本発明
の他の実施例の説明図、第４図は第３図の凹面鏡
の部分の詳細図である。 図中１は被プレーテイング管、２はレーザー透
過窓、４はレーザー発生装置、５はレーザー光
線、７は真空排気装置、８は真空配管、９は支持
軸、１０は凹面鏡、１３はソレノイド、１４はリ
ンク、１５は保持アーム、１６はプレーテイング
金属、２１はアルゴンガス、２２は導孔、２３は
導管、２４は直流電源を示す。
Claims (1)
- １ レーザー光線を透過させる窓を有し気密にさ
れた被プレーテイング管と、被プレーテイング管
内を真空にする装置と、前記被プレーテイング管
内に保持された金属と、前記窓を通して前記被プ
レーテイング管内にレーザー光線を投光するレー
ザー発生装置と、前記レーザー光線を前記金属及
び被プレーテイング管内周に付着した金属に集光
させる凹面鏡とを備えたことを特徴とするレーザ
ー光線を利用した管内面のプレーテイング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4508581A JPS57158377A (en) | 1981-03-27 | 1981-03-27 | Plating device for inside surface of pipe utilizing laser beam |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4508581A JPS57158377A (en) | 1981-03-27 | 1981-03-27 | Plating device for inside surface of pipe utilizing laser beam |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57158377A JPS57158377A (en) | 1982-09-30 |
| JPS6150144B2 true JPS6150144B2 (ja) | 1986-11-01 |
Family
ID=12709478
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4508581A Granted JPS57158377A (en) | 1981-03-27 | 1981-03-27 | Plating device for inside surface of pipe utilizing laser beam |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57158377A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60194066A (ja) * | 1984-03-16 | 1985-10-02 | Agency Of Ind Science & Technol | 硬質膜被覆材料の製造方法 |
| JPS60194067A (ja) * | 1984-03-16 | 1985-10-02 | Agency Of Ind Science & Technol | 硬質膜の形成方法 |
| FR2607830B1 (fr) * | 1986-12-08 | 1993-04-09 | Univ Limoges | Procede et dispositif pour le depot par vaporisation a l'interieur d'un tube |
| JP3742462B2 (ja) * | 1996-07-09 | 2006-02-01 | 株式会社イオン工学研究所 | コーティング方法およびコーティング装置 |
| GB2517436A (en) * | 2013-08-19 | 2015-02-25 | Pct Protective Coating Technologies Ltd | Coating or sealing an internal surface of a workpiece |
| JP6143007B2 (ja) * | 2014-03-25 | 2017-06-07 | 三井造船株式会社 | 皮膜形成装置及び皮膜形成方法 |
-
1981
- 1981-03-27 JP JP4508581A patent/JPS57158377A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57158377A (en) | 1982-09-30 |
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