JPS62207883A - サ−メツト表面のレ−ザ表層処理方法 - Google Patents
サ−メツト表面のレ−ザ表層処理方法Info
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- JPS62207883A JPS62207883A JP5043986A JP5043986A JPS62207883A JP S62207883 A JPS62207883 A JP S62207883A JP 5043986 A JP5043986 A JP 5043986A JP 5043986 A JP5043986 A JP 5043986A JP S62207883 A JPS62207883 A JP S62207883A
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- Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
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- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明はサーメット表面のレーザ表層処理方法、更に
詳しくはプラズマ溶射等によって形成されたサーメット
の表面を溶融処理するようにしたものに関する。
詳しくはプラズマ溶射等によって形成されたサーメット
の表面を溶融処理するようにしたものに関する。
一般に金属材をジェットエンジン、タービンブレード、
機械部品等の構成部材として使用する場合には耐食性、
耐摩耗性、耐熱性が要求されることから金属材の表面に
サーメットヲプラズマ溶射でコーティングしたシ、予め
形成されたサーメットを拡散接合等で接合したりして耐
食性、耐摩耗性、耐熱性が得られるようにしていた。
機械部品等の構成部材として使用する場合には耐食性、
耐摩耗性、耐熱性が要求されることから金属材の表面に
サーメットヲプラズマ溶射でコーティングしたシ、予め
形成されたサーメットを拡散接合等で接合したりして耐
食性、耐摩耗性、耐熱性が得られるようにしていた。
しかし、かかるサーメットには空孔が多いために耐食性
、耐摩耗性に劣るところから、レーザビームを利用した
空孔の封孔処理が行われていた。
、耐摩耗性に劣るところから、レーザビームを利用した
空孔の封孔処理が行われていた。
しかしながら、従来のレーザビームを利用した封孔処理
にあってはサーメットを構成するセラミックス系成分殊
に炭化物系のセラミックスはレーザ吸収率が高く、一方
金属素地はレーザの吸収率が低いためにセラミックス系
成分のみが加熱され蒸発してしまい、サーメットの表面
に大きな空孔が残存し、しかもサーメットにクラックが
発生するという問題点があった。これは予め形成された
サーメットの単体自身にレーザビームを利用した封孔処
理を行った場合にも同様の問題を生じる。
にあってはサーメットを構成するセラミックス系成分殊
に炭化物系のセラミックスはレーザ吸収率が高く、一方
金属素地はレーザの吸収率が低いためにセラミックス系
成分のみが加熱され蒸発してしまい、サーメットの表面
に大きな空孔が残存し、しかもサーメットにクラックが
発生するという問題点があった。これは予め形成された
サーメットの単体自身にレーザビームを利用した封孔処
理を行った場合にも同様の問題を生じる。
この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
で、サーメット表面における空孔の封孔処理が充分に行
われ、クラックの発生を防止してサーメットの耐食性、
耐摩耗性を向上させることができるサーメット表面のレ
ーザ表層処理方法を得ることを目的とする。
で、サーメット表面における空孔の封孔処理が充分に行
われ、クラックの発生を防止してサーメットの耐食性、
耐摩耗性を向上させることができるサーメット表面のレ
ーザ表層処理方法を得ることを目的とする。
この発明に係るサーメット表面のレーザ表層処理方法は
サーメット表面にレーザ吸収剤を塗布し、その後レーザ
ビームを照射してサーメット表面を溶融処理するように
構成したものである。
サーメット表面にレーザ吸収剤を塗布し、その後レーザ
ビームを照射してサーメット表面を溶融処理するように
構成したものである。
この発明においては、サーメット表面にレーザ吸収剤を
塗布した後にレーザビームを照射するから、サーメット
表面全体でのレーザ吸収率が均一化し、セラミックス系
成分の選択的蒸発が捕えられ、金属素地も溶融されるこ
ととなる。
塗布した後にレーザビームを照射するから、サーメット
表面全体でのレーザ吸収率が均一化し、セラミックス系
成分の選択的蒸発が捕えられ、金属素地も溶融されるこ
ととなる。
第１図はこの発明の一実施例で基材にコーティングされ
たサーメットを表層処理する状態を示す説明図、第２図
はこの発明の別の実施例でサーメット単体を表層処理す
る状態を示す説明図である。
たサーメットを表層処理する状態を示す説明図、第２図
はこの発明の別の実施例でサーメット単体を表層処理す
る状態を示す説明図である。
図において、（１）は炭素鋼の基材、（２）は基材（１
）の表面に例えばプラズマ溶射によって形成された炭化
物系のサーメット溶射層、（２ａ）はサーメット溶射＃
（２）の空孔、（３）はサーメット溶射層（２）の表
面にレーザ吸収剤を塗布し、その後レーザビーム（４）
の照射によって溶融処理されたサーメット溶射層（２）
の溶融処理層である。（５）はレーザビーム（４）を集
光させる集光レンズである。
）の表面に例えばプラズマ溶射によって形成された炭化
物系のサーメット溶射層、（２ａ）はサーメット溶射＃
（２）の空孔、（３）はサーメット溶射層（２）の表
面にレーザ吸収剤を塗布し、その後レーザビーム（４）
の照射によって溶融処理されたサーメット溶射層（２）
の溶融処理層である。（５）はレーザビーム（４）を集
光させる集光レンズである。
次に１この発明方法について説明する。
この発明方法はまず基材（１）の表面を雰囲気圧２０〜
７６０ Ｔｏｒｒの下で、炭化物系セラミックスと金属
粉の溶射用粉末材料をプラズマ溶射する。
７６０ Ｔｏｒｒの下で、炭化物系セラミックスと金属
粉の溶射用粉末材料をプラズマ溶射する。
そうすると、基材（１）の表面には厚さが約１００〜２
０００μｍのサーメット溶射！ （２）が第１図に示す
ように形成される。
０００μｍのサーメット溶射！ （２）が第１図に示す
ように形成される。
次に、基材（１）の表面に形成されたサーメット溶射層
（２）の表面にレーザ吸収剤を均一に塗布する。
（２）の表面にレーザ吸収剤を均一に塗布する。
このレーザ吸収剤としてはグラファイト、リン酸亜鉛、
リン酸マンガン等のリン酸塩、ＳｔＯ，がある。
リン酸マンガン等のリン酸塩、ＳｔＯ，がある。
しかる後にル−ザ吸収剤が塗布されたサーメット溶射層
（２）の表面に向けてＣＯ宏レーザのレーザビーム（４
）を第１図に示す矢印Ａの方向に移動させながら照射し
て溶融処理を行う。
（２）の表面に向けてＣＯ宏レーザのレーザビーム（４
）を第１図に示す矢印Ａの方向に移動させながら照射し
て溶融処理を行う。
そうすると、サーメット溶射層（２）の表面部分は、レ
ーザ吸収率が低い金属素地もセラミックス系成分と同程
度にレーザビームを吸収することとなシ、表面全体での
レーザ吸収率が均一化し、セラミックス系成分の選択的
蒸発が抑えられ、金属素地も溶融されてその表面部分に
は空孔（２ａ）のない緻密な約５０〜３００μｍの溶融
処理層（３）が形成され、サーメット溶射層（２）全体
はクラックがなく、硬度の低下もない被覆となる。
ーザ吸収率が低い金属素地もセラミックス系成分と同程
度にレーザビームを吸収することとなシ、表面全体での
レーザ吸収率が均一化し、セラミックス系成分の選択的
蒸発が抑えられ、金属素地も溶融されてその表面部分に
は空孔（２ａ）のない緻密な約５０〜３００μｍの溶融
処理層（３）が形成され、サーメット溶射層（２）全体
はクラックがなく、硬度の低下もない被覆となる。
この発明方法の説明として、第１図では基材（１）に形
成されたサーメット溶射層（２）の表面に溶融処理層（
３）を形成する例を示したが、第２図はサーメット単体
α２の表面に溶融処理層（３）を形成する実施例を示す
。この実施例ではサーメット単体＜１３の表面にレーザ
吸収剤を塗布し、その後レーザビーム（４）を照射して
サーメット単体ａ２の表面に溶融処理層（３）を形成す
る。
成されたサーメット溶射層（２）の表面に溶融処理層（
３）を形成する例を示したが、第２図はサーメット単体
α２の表面に溶融処理層（３）を形成する実施例を示す
。この実施例ではサーメット単体＜１３の表面にレーザ
吸収剤を塗布し、その後レーザビーム（４）を照射して
サーメット単体ａ２の表面に溶融処理層（３）を形成す
る。
なお、いずれの実施例も、レーザビーム（４）の相対的
移動は、サーメット溶射層（２）又はサーメット単体ａ
ｚの表面全体が溶融されるように行われることは勿論で
ある。
移動は、サーメット溶射層（２）又はサーメット単体ａ
ｚの表面全体が溶融されるように行われることは勿論で
ある。
次にこの発明方法によシサーメット表面を溶融処理した
具体例を説明する。
具体例を説明する。
〔具体例１〕
この具体例に使用される基材（１）の材質は５Ｓ４１、
寸法は肉厚が７ｆｉ、縦ｉｏｏ諺、横２００ｍである。
寸法は肉厚が７ｆｉ、縦ｉｏｏ諺、横２００ｍである。
その基材（１）の表面にプラズマ溶射によってサーメッ
ト溶射層（２）を形成する。溶射材料は６０％Ｔｉｃ
−Ｎｉ −Ｃｒ合金粉末、形成されたサーメット溶射層
（２）の厚さは１６０μｍである。
ト溶射層（２）を形成する。溶射材料は６０％Ｔｉｃ
−Ｎｉ −Ｃｒ合金粉末、形成されたサーメット溶射層
（２）の厚さは１６０μｍである。
そのサーメット溶射層（２）の表面にグラファイトを均
一に塗布し、しかる後にレーザビーム（４）による溶融
処理を行う。このレーザビームによる溶融処理条件は次
の通りである。用いたレーザはＣｏｎレーザ、レーザ出
力は２ｋＷ、レーザ移動速度５０＃／ｒｎｌｎ集光レン
ズ＋１５″焦点位置＋１００ｍ、である。
一に塗布し、しかる後にレーザビーム（４）による溶融
処理を行う。このレーザビームによる溶融処理条件は次
の通りである。用いたレーザはＣｏｎレーザ、レーザ出
力は２ｋＷ、レーザ移動速度５０＃／ｒｎｌｎ集光レン
ズ＋１５″焦点位置＋１００ｍ、である。
上記条件の下で、サーメット溶射層（２）の表面にレー
ザビーム（４）全照射して溶融処理を行うと、サーメッ
ト溶射層（２）の表面から内部に向けて約１００μｍの
厚さで溶融された表面に貫通していない空孔（２ａ）の
ない緻密な溶融処理層（３）が形成され、サーメット溶
射層（２）全体にクラックがなく、硬度の低下もない被
覆となった。サーメット溶射層（２）の硬度を測定した
ところ、レーザ照射前９５０Ｈマ、レーザ照射後９４５
Ｈマと硬度の低下がみられないことがわかる０ また、第６図（ａ）はサーメット溶射層にグラファイト
を塗布しないでレーザビームを照射した場合のサーメッ
ト溶射層の拡大断面図、第３図（ｂ）はサーメット溶射
層にグラファイトを塗布した後にレーザビーム全照射し
た場合のサーメット溶射層の拡大断面図である。図にお
いて（１）は基材、（２）はサーメット溶射層、（３）
は溶融処理層をそれぞれ示す。
ザビーム（４）全照射して溶融処理を行うと、サーメッ
ト溶射層（２）の表面から内部に向けて約１００μｍの
厚さで溶融された表面に貫通していない空孔（２ａ）の
ない緻密な溶融処理層（３）が形成され、サーメット溶
射層（２）全体にクラックがなく、硬度の低下もない被
覆となった。サーメット溶射層（２）の硬度を測定した
ところ、レーザ照射前９５０Ｈマ、レーザ照射後９４５
Ｈマと硬度の低下がみられないことがわかる０ また、第６図（ａ）はサーメット溶射層にグラファイト
を塗布しないでレーザビームを照射した場合のサーメッ
ト溶射層の拡大断面図、第３図（ｂ）はサーメット溶射
層にグラファイトを塗布した後にレーザビーム全照射し
た場合のサーメット溶射層の拡大断面図である。図にお
いて（１）は基材、（２）はサーメット溶射層、（３）
は溶融処理層をそれぞれ示す。
第３１ｉ＜（ａ）では過剰の蒸発による空孔（２ｂ）、
溶融処理層（３）の表面の凹凸及び体積の減少が観察さ
れると共に溶融処理層（３）の表面全体にクラック（６
）がみられる。これに対して第６図（ｂ）では溶融処理
層（３）の空孔及び表面の凹凸がなくなったことがわか
る。また、表面下に存在する空孔（２Ｃ）はレーザ照射
によシ生じた残存空孔であシ、表面には開孔していない
ため、耐食性は向上する。更に、表面にはクラックが発
生していないことがわかる。
溶融処理層（３）の表面の凹凸及び体積の減少が観察さ
れると共に溶融処理層（３）の表面全体にクラック（６
）がみられる。これに対して第６図（ｂ）では溶融処理
層（３）の空孔及び表面の凹凸がなくなったことがわか
る。また、表面下に存在する空孔（２Ｃ）はレーザ照射
によシ生じた残存空孔であシ、表面には開孔していない
ため、耐食性は向上する。更に、表面にはクラックが発
生していないことがわかる。
また、溶融処理層（３）及び未処理サーメット溶射層（
２）へのグラファイト中の炭化物の溶融或いは拡散とみ
られる過剰炭化物は分析されず、炭化物の悪影響はない
。
２）へのグラファイト中の炭化物の溶融或いは拡散とみ
られる過剰炭化物は分析されず、炭化物の悪影響はない
。
〔具体例２〕
この具体例では溶射材料が５０％Ｃｒ５Ｃ＊ −ＮｉＣ
ｒ合金粉末で、形成されたサーメット溶射層（２）の厚
さが３００μｍである点が具体例１と相違し、レーザビ
ームによる溶融処理条件は具体例１と同様である。
ｒ合金粉末で、形成されたサーメット溶射層（２）の厚
さが３００μｍである点が具体例１と相違し、レーザビ
ームによる溶融処理条件は具体例１と同様である。
グラファイトが塗布されたサーメット溶射層（２）の表
面にレーザビーム（４）を照射し□て溶融処理を行うと
、約１５０μｍの厚さで溶融された表面に貫通する空孔
（２ａ）のない緻密な溶融処理層（３）が形成され、サ
ーメット溶射層（２）全体口はクラックがなく、硬度の
低下もない被覆となった。曇暴糸１台番飼画す卜沖示す
〒 〔具体例３〕 この具体例では板厚５■、縦寸法２０ｍ、横寸法４０ｍ
＋のサーメット単体（７５％ ＷＣ−Ｃｏ）（１３の表
面にグラファイトを塗布し、レーザ出力２．５ ｋｗの
レーザビーム（４）を照射して溶融処理を行い、それ以
外の条件は具体例１と同様である。
面にレーザビーム（４）を照射し□て溶融処理を行うと
、約１５０μｍの厚さで溶融された表面に貫通する空孔
（２ａ）のない緻密な溶融処理層（３）が形成され、サ
ーメット溶射層（２）全体口はクラックがなく、硬度の
低下もない被覆となった。曇暴糸１台番飼画す卜沖示す
〒 〔具体例３〕 この具体例では板厚５■、縦寸法２０ｍ、横寸法４０ｍ
＋のサーメット単体（７５％ ＷＣ−Ｃｏ）（１３の表
面にグラファイトを塗布し、レーザ出力２．５ ｋｗの
レーザビーム（４）を照射して溶融処理を行い、それ以
外の条件は具体例１と同様である。
グラファイトが塗布されたサーメット単体ａｚの表面に
レーザビーム（４）を照射して溶融処理を行うと、約２
００μｍの厚さで溶融された空孔（２ａ）のない緻密な
溶融処理層（３）が形成され、サーメット単体（Ｌ２は
全体にクラックがなく、硬度の低下もないものとなった
。
レーザビーム（４）を照射して溶融処理を行うと、約２
００μｍの厚さで溶融された空孔（２ａ）のない緻密な
溶融処理層（３）が形成され、サーメット単体（Ｌ２は
全体にクラックがなく、硬度の低下もないものとなった
。
この発明は以上説明したとおシ、サーメット表面にレー
ザ吸収剤を塗布した後にレーザビームを照射して溶融処
理するようにしたので、サーメット表面全体でのレーザ
吸収率が均一化し、セラミックス系成分の選択的蒸発が
抑えられ、金属素地もセラミックスと同程度に溶融され
てサーメット表面に空孔がない緻密な溶融処理層が形成
されると共にサーメットにクラックがないという効果が
ある。
ザ吸収剤を塗布した後にレーザビームを照射して溶融処
理するようにしたので、サーメット表面全体でのレーザ
吸収率が均一化し、セラミックス系成分の選択的蒸発が
抑えられ、金属素地もセラミックスと同程度に溶融され
てサーメット表面に空孔がない緻密な溶融処理層が形成
されると共にサーメットにクラックがないという効果が
ある。
第１図はこの発明の一実施例で基材にコーティングされ
たサーメットを表層処理する状態を示す説明図、第２図
はこの発明の別の実施例でサーメット単体釜表層処理す
る状態を示す説明図、第３図（ａ）はサーメット溶射層
にグラファイトを塗布しないでレーザビームを照射した
場合のサーメット溶射層の拡大断面図、第６図（ｂ）は
サーメット溶射層にグラファイトを塗布した後にレーザ
ビームを照射した場合のサーメット溶射層の拡大断面図
である。 図において、（１）は基材、（２）はサーメット溶射層
、（３）は溶融処理層、（４）はレーザビームである。 なお各図中、同一符号は同−又は相当部分を示すＯ 代理人 弁理士 佐 藤 正 年 第１図 １：系材 ２：リーメット瀉１１層 ３：うｇ融処（１層 ４： レーワ゛ヒ゛−ム 第２図
たサーメットを表層処理する状態を示す説明図、第２図
はこの発明の別の実施例でサーメット単体釜表層処理す
る状態を示す説明図、第３図（ａ）はサーメット溶射層
にグラファイトを塗布しないでレーザビームを照射した
場合のサーメット溶射層の拡大断面図、第６図（ｂ）は
サーメット溶射層にグラファイトを塗布した後にレーザ
ビームを照射した場合のサーメット溶射層の拡大断面図
である。 図において、（１）は基材、（２）はサーメット溶射層
、（３）は溶融処理層、（４）はレーザビームである。 なお各図中、同一符号は同−又は相当部分を示すＯ 代理人 弁理士 佐 藤 正 年 第１図 １：系材 ２：リーメット瀉１１層 ３：うｇ融処（１層 ４： レーワ゛ヒ゛−ム 第２図
Claims (3)
- （１）サーメット表面にレーザ吸収剤を塗布し、その後
レーザビームを照射してサーメット表面を溶融処理する
ようにしたことを特徴とするサーメット表面のレーザ表
層処理方法。 - （２）サーメットは炭化物系サーメットであることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載のサーメット表面の
レーザ表層処理方法。 - （３）レーザ吸収剤はグラファイト、リン酸塩、ＳｉＯ
＿２のいずれかであることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載のサーメット表面のレーザ表層処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5043986A JPS62207883A (ja) | 1986-03-10 | 1986-03-10 | サ−メツト表面のレ−ザ表層処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5043986A JPS62207883A (ja) | 1986-03-10 | 1986-03-10 | サ−メツト表面のレ−ザ表層処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62207883A true JPS62207883A (ja) | 1987-09-12 |
Family
ID=12858889
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5043986A Pending JPS62207883A (ja) | 1986-03-10 | 1986-03-10 | サ−メツト表面のレ−ザ表層処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62207883A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1989010434A1 (fr) * | 1988-04-23 | 1989-11-02 | Glyco-Metall-Werke Daelen & Loos Gmbh | Materiau ou piece stratifie avec une couche fonctionnelle, notamment une couche de glissement, appliquee sur une couche de support et ayant la structure d'une dispersion solide mais fusible |
| WO1989010433A1 (fr) * | 1988-04-23 | 1989-11-02 | Glyco-Metall-Werke Daelen & Loos Gmbh | Materiau stratifie ou piece stratifiee comprenant une couche fonctionnelle, notamment une couche de glissement, appliquee sur une couche de support |
| WO1991009980A1 (en) * | 1989-12-27 | 1991-07-11 | Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha | Production of anticorrosive and antiwearing alloy |
| US5647920A (en) * | 1989-12-27 | 1997-07-15 | Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha | Process for preparation of corrosion-resistant and wear-resistant alloy |
-
1986
- 1986-03-10 JP JP5043986A patent/JPS62207883A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1989010434A1 (fr) * | 1988-04-23 | 1989-11-02 | Glyco-Metall-Werke Daelen & Loos Gmbh | Materiau ou piece stratifie avec une couche fonctionnelle, notamment une couche de glissement, appliquee sur une couche de support et ayant la structure d'une dispersion solide mais fusible |
| WO1989010433A1 (fr) * | 1988-04-23 | 1989-11-02 | Glyco-Metall-Werke Daelen & Loos Gmbh | Materiau stratifie ou piece stratifiee comprenant une couche fonctionnelle, notamment une couche de glissement, appliquee sur une couche de support |
| US5093207A (en) * | 1988-04-23 | 1992-03-03 | Glyco Aktiengesellschaft | Laminate material or laminate workpiece with a functional layer, especially a friction bearing layer, disposed on a backing layer |
| WO1991009980A1 (en) * | 1989-12-27 | 1991-07-11 | Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha | Production of anticorrosive and antiwearing alloy |
| US5647920A (en) * | 1989-12-27 | 1997-07-15 | Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha | Process for preparation of corrosion-resistant and wear-resistant alloy |
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