JP2766337B2 - 耐摩耗性部材の製造方法 - Google Patents
耐摩耗性部材の製造方法Info
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- JP2766337B2 JP2766337B2 JP1251352A JP25135289A JP2766337B2 JP 2766337 B2 JP2766337 B2 JP 2766337B2 JP 1251352 A JP1251352 A JP 1251352A JP 25135289 A JP25135289 A JP 25135289A JP 2766337 B2 JP2766337 B2 JP 2766337B2
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- 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
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/73—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals characterised by the process
- C23C22/74—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals characterised by the process for obtaining burned-in conversion coatings
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、耐摩耗性部材の製造方法に関する。
（従来の技術） 従来から、繊維織機における各種部品類、各種軸受ス
ライド部品類、各種ガイドローラ、各種シャフト類など
の他部材との摺接が予想される部品類においては、耐摩
耗性に優れると共に、表面潤滑性を有することが必要と
されている。そこで、鉄系などの母材の表面に、母材と
異なる平滑な表面層を形成した部材を使用することが試
みられている。このような表面層は、上記した耐摩耗性
と潤滑性の他に、母材の柔軟な挙動に対しても母材に強
固に密着していることが必要である。
ライド部品類、各種ガイドローラ、各種シャフト類など
の他部材との摺接が予想される部品類においては、耐摩
耗性に優れると共に、表面潤滑性を有することが必要と
されている。そこで、鉄系などの母材の表面に、母材と
異なる平滑な表面層を形成した部材を使用することが試
みられている。このような表面層は、上記した耐摩耗性
と潤滑性の他に、母材の柔軟な挙動に対しても母材に強
固に密着していることが必要である。
近年、これらの条件を満たす表面層の形成方法とし
て、クロム酸の溶液を基体上に塗布し、これを焼成する
ことによって酸化クロムを主体とする層を形成する試み
が実用化されつつある。
て、クロム酸の溶液を基体上に塗布し、これを焼成する
ことによって酸化クロムを主体とする層を形成する試み
が実用化されつつある。
このクロム酸から加熱によって変換された酸化クロム
層は、優れた耐摩耗性や潤滑性を示すとともに、中間反
応層として形成される酸化クロムと母材との化合物層に
よって、母材に対して優れた接合力を示すなど、優れた
特性を有している。
層は、優れた耐摩耗性や潤滑性を示すとともに、中間反
応層として形成される酸化クロムと母材との化合物層に
よって、母材に対して優れた接合力を示すなど、優れた
特性を有している。
また、このような酸化クロム層の硬度をさらに向上さ
せるために、クロム酸溶液にアルミナやシリカなどのセ
ラミックス粒子を配合してスラリー化し、このようなス
ラリーを用いることによって、セラミックス粒子を酸化
クロムで保持した被膜を形成することも試みられてい
る。
せるために、クロム酸溶液にアルミナやシリカなどのセ
ラミックス粒子を配合してスラリー化し、このようなス
ラリーを用いることによって、セラミックス粒子を酸化
クロムで保持した被膜を形成することも試みられてい
る。
（発明が解決しようとする課題） ところで、上述した酸化クロムからなる被膜は、優れ
た耐摩耗性を示しかつ母材に対して大きな接合力を有
し、またその表面平滑性に関しても他の表面層形成方
法、たとえば溶射法などに比べて良好ではあるものの、
実用上充分な表面潤滑性を得るためには充分とは言え
ず、従来のクロム酸溶液を用いた被膜形成方法では表面
の研磨が必要とされていた。特に、セラミックス粒子を
分散させた酸化クロム層の場合、セラミックス粒子の突
出などが生じ、表面の平滑性が低下してしまう。
た耐摩耗性を示しかつ母材に対して大きな接合力を有
し、またその表面平滑性に関しても他の表面層形成方
法、たとえば溶射法などに比べて良好ではあるものの、
実用上充分な表面潤滑性を得るためには充分とは言え
ず、従来のクロム酸溶液を用いた被膜形成方法では表面
の研磨が必要とされていた。特に、セラミックス粒子を
分散させた酸化クロム層の場合、セラミックス粒子の突
出などが生じ、表面の平滑性が低下してしまう。
また、充分に緻密質な酸化クロム被膜を形成するため
には、１回当りのクロム酸溶液の被着厚を制限し、この
クロム酸溶液の被着と焼成とをかなりの回数で繰返し行
わなければならず、生産効率が悪いという問題があっ
た。これは、クロム酸溶液の濃度調整を行うなどによっ
て、１回当りの被着厚を厚くすると、被膜内部に空孔な
どが発生しやすくなり、密度が低下することによって硬
度不足になると共に、表面の平滑性も低下してしまうた
めである。
には、１回当りのクロム酸溶液の被着厚を制限し、この
クロム酸溶液の被着と焼成とをかなりの回数で繰返し行
わなければならず、生産効率が悪いという問題があっ
た。これは、クロム酸溶液の濃度調整を行うなどによっ
て、１回当りの被着厚を厚くすると、被膜内部に空孔な
どが発生しやすくなり、密度が低下することによって硬
度不足になると共に、表面の平滑性も低下してしまうた
めである。
本発明は、このような従来技術の課題に対処するため
になされたもので、焼結面で実用上充分な表面平滑性が
得られ、また少ない焼成回数で実用的な硬度および表面
平滑性を有する耐摩耗性被膜が得られる耐摩耗性部材の
製造方法を提供することを目的とするものである。
になされたもので、焼結面で実用上充分な表面平滑性が
得られ、また少ない焼成回数で実用的な硬度および表面
平滑性を有する耐摩耗性被膜が得られる耐摩耗性部材の
製造方法を提供することを目的とするものである。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） すなわち本発明の耐摩耗性部材の製造方法は、金属基
体上に、少なくともクロム酸を含有する被膜形成液を被
着させる工程と、この被着膜に対して前記クロム酸の融
解温度近傍の温度で熱処理を施す工程と、前記熱処理が
施された被着膜を焼成し、前記クロム酸を酸化クロムに
変換して耐摩耗性被膜を形成する工程とを有することを
特徴とするものである。
体上に、少なくともクロム酸を含有する被膜形成液を被
着させる工程と、この被着膜に対して前記クロム酸の融
解温度近傍の温度で熱処理を施す工程と、前記熱処理が
施された被着膜を焼成し、前記クロム酸を酸化クロムに
変換して耐摩耗性被膜を形成する工程とを有することを
特徴とするものである。
本発明に使用する被膜形成液は、少なくともクロム酸
を含有するものであり、クロム酸溶液やそれにセラミッ
クス粒子を配合してスラリー化したものなどが例示され
る。
を含有するものであり、クロム酸溶液やそれにセラミッ
クス粒子を配合してスラリー化したものなどが例示され
る。
使用するクロム酸溶液としては、クロム酸（CrO3）の
400g/l〜1600g/l程度の水溶液（Ｈ2Cr2Ｏ7）が好まし
い。また、セラミックス粒子を含有する被膜形成液とし
ては、クロム酸の水溶液とアルミナ、シリカ、ジルコニ
アなどの焼成温度に対して安定なセラミックス粒子とを
混合し、所望の粘度としたスラリーが用いられる。使用
するセラミックス粒子は平均粒子径で0.5μｍ以下程度
のものであれば実用上問題はなく、またその配合比は酸
化クロム100重量部に対して30〜50重量部程度が好まし
い。セラミック粒子の配合比が余り少ないとセラミック
粒子による効果が充分に得られず、逆に多すぎると酸化
クロムによる被膜形成力が弱まり被膜の機械的強度が低
下して脆くなる。
400g/l〜1600g/l程度の水溶液（Ｈ2Cr2Ｏ7）が好まし
い。また、セラミックス粒子を含有する被膜形成液とし
ては、クロム酸の水溶液とアルミナ、シリカ、ジルコニ
アなどの焼成温度に対して安定なセラミックス粒子とを
混合し、所望の粘度としたスラリーが用いられる。使用
するセラミックス粒子は平均粒子径で0.5μｍ以下程度
のものであれば実用上問題はなく、またその配合比は酸
化クロム100重量部に対して30〜50重量部程度が好まし
い。セラミック粒子の配合比が余り少ないとセラミック
粒子による効果が充分に得られず、逆に多すぎると酸化
クロムによる被膜形成力が弱まり被膜の機械的強度が低
下して脆くなる。
本発明の耐摩耗性部材の製造方法においては、まず上
述したようなクロム酸を含有する被膜形成液を脱脂洗浄
やブラスト処理などの前処理を施した金属基体上に被着
させる。使用する金属基体の材質としては、鉄系材料や
その他用途に応じて各種のものが使用される。
述したようなクロム酸を含有する被膜形成液を脱脂洗浄
やブラスト処理などの前処理を施した金属基体上に被着
させる。使用する金属基体の材質としては、鉄系材料や
その他用途に応じて各種のものが使用される。
この被着膜に対しては、たとえば40℃〜120℃程度の
温度による加熱乾燥や１気圧以下の減圧雰囲気による減
圧乾燥などの乾燥処理を施した後、以下の熱処理工程お
よび焼成工程を行うことが好ましい。この乾燥工程を行
うことによって、被着膜の安定化と含有成分の均一化が
図れる。特に減圧乾燥は、被着膜の安定化に有効であ
る。
温度による加熱乾燥や１気圧以下の減圧雰囲気による減
圧乾燥などの乾燥処理を施した後、以下の熱処理工程お
よび焼成工程を行うことが好ましい。この乾燥工程を行
うことによって、被着膜の安定化と含有成分の均一化が
図れる。特に減圧乾燥は、被着膜の安定化に有効であ
る。
次に、上記クロム酸を含有する被着膜に対して、クロ
ム酸の融解温度近傍の温度で熱処理を施す。この熱処理
は、上記被着膜に一旦流動性を与えることによって、被
着膜中に存在する気泡などを除去し、被着膜の均一化を
図ると共に、被着膜の表面を平滑に整えるためのもので
ある。特に、セラミックス粒子を含有する被膜形成液を
使用する場合、比較的粒径の大きいセラミックス粒子の
存在に起因する空孔や表面の凹凸を有効に防止すること
ができる。
ム酸の融解温度近傍の温度で熱処理を施す。この熱処理
は、上記被着膜に一旦流動性を与えることによって、被
着膜中に存在する気泡などを除去し、被着膜の均一化を
図ると共に、被着膜の表面を平滑に整えるためのもので
ある。特に、セラミックス粒子を含有する被膜形成液を
使用する場合、比較的粒径の大きいセラミックス粒子の
存在に起因する空孔や表面の凹凸を有効に防止すること
ができる。
この熱処理は、200℃〜250℃の温度範囲で行うことが
好ましい。示差熱反応からクロム酸が融解しはじめるの
は200℃からであり、200℃より低い温度では上記した熱
処理の効果が充分に得られない。また、250℃を超える
とクロム酸の一部が固まり始めるため、同様に被着膜の
均一化や表面の平滑化を行い難くなる。
好ましい。示差熱反応からクロム酸が融解しはじめるの
は200℃からであり、200℃より低い温度では上記した熱
処理の効果が充分に得られない。また、250℃を超える
とクロム酸の一部が固まり始めるため、同様に被着膜の
均一化や表面の平滑化を行い難くなる。
この後、上記熱処理済の被着膜を500℃〜600℃（好ま
しくは500℃付近）の温度で焼成し、クロム酸を酸化ク
ロムに変換することによって、酸化クロムを含有する耐
摩耗性被膜を形成する。
しくは500℃付近）の温度で焼成し、クロム酸を酸化ク
ロムに変換することによって、酸化クロムを含有する耐
摩耗性被膜を形成する。
上記焼成工程は、上記熱処理工程に連続させて行うこ
とが可能であり、また上記熱処理工程を行うことによっ
て、焼成温度までの昇温速度を早めることが可能とな
る。これは、熱処理工程によって被着膜の均一化が図ら
れているため、昇温過程における被着膜の安定化を考慮
する必要がほとんどなくなるためであり、これにより昇
温および降温過程を含めた焼成工程に要する時間の短縮
化が図れる。
とが可能であり、また上記熱処理工程を行うことによっ
て、焼成温度までの昇温速度を早めることが可能とな
る。これは、熱処理工程によって被着膜の均一化が図ら
れているため、昇温過程における被着膜の安定化を考慮
する必要がほとんどなくなるためであり、これにより昇
温および降温過程を含めた焼成工程に要する時間の短縮
化が図れる。
このような手法により得られる耐摩耗性被膜は、酸化
クロム（主としてCr2Ｏ3）どうしが強固に結合して緻密
な組織を形成し、かつ基体との境界に基体と酸化クロム
との反応層が形成されることによって、基体との密着性
に優れ大きな接合強度を示すものとなる。また、セラミ
ックス粒子を含有する被膜形成液を用いた際には、酸化
クロムによってセラミックス粒子が強固に保持されたも
のとなる。
クロム（主としてCr2Ｏ3）どうしが強固に結合して緻密
な組織を形成し、かつ基体との境界に基体と酸化クロム
との反応層が形成されることによって、基体との密着性
に優れ大きな接合強度を示すものとなる。また、セラミ
ックス粒子を含有する被膜形成液を用いた際には、酸化
クロムによってセラミックス粒子が強固に保持されたも
のとなる。
また、本発明の製造方法においては、上記被膜形成液
の金属基体への被着と乾燥処理とを繰返し行い、上記ク
ロム酸の融解温度近傍の温度による熱処理工程と焼成工
程とを行うようにしてもよい。
の金属基体への被着と乾燥処理とを繰返し行い、上記ク
ロム酸の融解温度近傍の温度による熱処理工程と焼成工
程とを行うようにしてもよい。
これは、各被着時の膜は乾燥処理によってある程度安
定化され、さらに焼成工程前の熱処理によって、焼成１
回当りにおける被着膜の均一化および表面の平滑化が図
られているためである。これにより、被膜形成液の被着
と乾燥処理とを繰返し行い、上記焼成工程１回当りの被
着膜の厚さを厚くした場合においても、緻密質で表面平
滑性に優れた酸化クロムを含有する耐摩耗性被膜が得ら
れる。よって、所望の厚さを有する耐摩耗性被膜を得る
ために必要な焼成回数を減ずることが可能となる。
定化され、さらに焼成工程前の熱処理によって、焼成１
回当りにおける被着膜の均一化および表面の平滑化が図
られているためである。これにより、被膜形成液の被着
と乾燥処理とを繰返し行い、上記焼成工程１回当りの被
着膜の厚さを厚くした場合においても、緻密質で表面平
滑性に優れた酸化クロムを含有する耐摩耗性被膜が得ら
れる。よって、所望の厚さを有する耐摩耗性被膜を得る
ために必要な焼成回数を減ずることが可能となる。
ただし、被着膜の厚さが余り厚いと、上記熱処理工程
による均一化や平滑化が不十分となるため、酸化クロム
を主とする耐摩耗性被膜を形成する際の焼成１回当りの
被着膜の厚さは、焼成後の膜厚に換算して0.7μｍ以
下、好ましくは0.5μｍ以下とすることがよい。
による均一化や平滑化が不十分となるため、酸化クロム
を主とする耐摩耗性被膜を形成する際の焼成１回当りの
被着膜の厚さは、焼成後の膜厚に換算して0.7μｍ以
下、好ましくは0.5μｍ以下とすることがよい。
そして、上記被膜形成液の被着工程、あるいは必要に
応じて被着工程と乾燥工程とを繰返し複数回行うことに
よる被着膜形成工程、熱処理工程および焼成工程を複数
回繰返し行うことによって、所望の膜厚の酸化クロムを
含有する耐摩耗性被膜を得る。
応じて被着工程と乾燥工程とを繰返し複数回行うことに
よる被着膜形成工程、熱処理工程および焼成工程を複数
回繰返し行うことによって、所望の膜厚の酸化クロムを
含有する耐摩耗性被膜を得る。
この耐摩耗性被膜の厚さは、用途に応じて適宜設定さ
れるものであるが、酸化クロムを主とする被膜の場合に
は耐久性や潤滑性の点から２μｍ以上であることが好ま
しい。
れるものであるが、酸化クロムを主とする被膜の場合に
は耐久性や潤滑性の点から２μｍ以上であることが好ま
しい。
また、前述したセラミックス粒子を含有する被着形成
液を用いた際の耐摩耗性被膜においても、その膜厚は使
用用途によって適宜選択されるものであるが、通常20μ
ｍ〜50μｍ程度である。
液を用いた際の耐摩耗性被膜においても、その膜厚は使
用用途によって適宜選択されるものであるが、通常20μ
ｍ〜50μｍ程度である。
本発明において形成する耐摩耗性被膜は、上記酸化ク
ロムを主とする被膜やセラミックス粒子を酸化クロムで
保持した被膜の単独でもよいし、またこれらを組合せた
被膜でもよい。上記２種の被膜を組合せることによっ
て、セラミックス粒子を含有する被膜の表面平滑性が改
善される。
ロムを主とする被膜やセラミックス粒子を酸化クロムで
保持した被膜の単独でもよいし、またこれらを組合せた
被膜でもよい。上記２種の被膜を組合せることによっ
て、セラミックス粒子を含有する被膜の表面平滑性が改
善される。
（作用） 本発明の耐摩耗性部材の製造方法においては、被膜形
成液を被着させた後に、一旦クロム酸の融解温度近傍の
温度で被着膜に対して熱処理を施している。この熱処理
によって、被着膜の均一化（気泡などの除去）と安定化
が図れるため、クロム酸溶液の被着と乾燥処理とを繰返
し行うことによって形成した比較的厚い被着膜を、緻密
性や表面平滑性を低下させることなく焼成することが可
能となる。したがって、少ない焼成回数で所望の厚さを
有し、かつ緻密質で表面平滑性に優れた耐摩耗性被膜が
得られる。
成液を被着させた後に、一旦クロム酸の融解温度近傍の
温度で被着膜に対して熱処理を施している。この熱処理
によって、被着膜の均一化（気泡などの除去）と安定化
が図れるため、クロム酸溶液の被着と乾燥処理とを繰返
し行うことによって形成した比較的厚い被着膜を、緻密
性や表面平滑性を低下させることなく焼成することが可
能となる。したがって、少ない焼成回数で所望の厚さを
有し、かつ緻密質で表面平滑性に優れた耐摩耗性被膜が
得られる。
また、セラミックス粒子を含有する耐摩耗性被膜を形
成する際には、セラミックス粒子の存在に起因する空孔
が上記熱処理工程を施すことにより流動化されたクロム
酸によって埋められ、得られる被膜が緻密化される。
成する際には、セラミックス粒子の存在に起因する空孔
が上記熱処理工程を施すことにより流動化されたクロム
酸によって埋められ、得られる被膜が緻密化される。
（実施例） 以下、本発明の実施例について説明する。
実施例１ まず、ステンレス鋼（SUS 304）からなる35mm×70mm
×3mmの金属基体に対し、まずその表面をトリフロンで
脱脂し、次いで乾燥後にポリブラストで表面を粗し、ア
ルカリ洗浄と湯洗浄を行い乾燥させることによって前処
理を施した。
×3mmの金属基体に対し、まずその表面をトリフロンで
脱脂し、次いで乾燥後にポリブラストで表面を粗し、ア
ルカリ洗浄と湯洗浄を行い乾燥させることによって前処
理を施した。
次に、上記前処理を施した金属基体をクロム酸溶液
（Ｈ2Cr2Ｏ7、1000g/l）中に浸漬し、クロム酸溶液を被
着させた後、30mmHgの減圧下に５分間晒すことによって
乾燥処理を行った。そして、このクロム酸溶液の被着と
減圧乾燥とを４回繰返した後、約230℃で30分間保持す
ることによって熱処理を行った。
（Ｈ2Cr2Ｏ7、1000g/l）中に浸漬し、クロム酸溶液を被
着させた後、30mmHgの減圧下に５分間晒すことによって
乾燥処理を行った。そして、このクロム酸溶液の被着と
減圧乾燥とを４回繰返した後、約230℃で30分間保持す
ることによって熱処理を行った。
この後、上記熱処理に引続いて550℃に昇温し、この
温度で２時間焼成して酸化クロム被膜を形成した。な
お、この焼成１回当りの酸化クロム被膜の膜厚は、0.5
μｍに設定した。
温度で２時間焼成して酸化クロム被膜を形成した。な
お、この焼成１回当りの酸化クロム被膜の膜厚は、0.5
μｍに設定した。
そして、上記クロム酸溶液の被着と減圧乾燥とを繰返
し行う被着膜の形成工程と熱処理工程および焼成工程と
を８回繰返し行って、厚さ約４μｍの酸化クロムからな
る耐摩耗性被膜を形成した。
し行う被着膜の形成工程と熱処理工程および焼成工程と
を８回繰返し行って、厚さ約４μｍの酸化クロムからな
る耐摩耗性被膜を形成した。
また、本発明との比較として、従来の製造方法にした
がい、上記実施例１で使用した金属基体に実施例１で使
用したクロム酸溶液を被着させた後、乾燥処理および熱
処理を行わずに、約550℃で焼成を行い、このクロム酸
溶液の被着と焼成とを15回繰返し行い、厚さ1.5μｍの
酸化クロムからなる耐摩耗性被膜（比較例１）を形成し
た。
がい、上記実施例１で使用した金属基体に実施例１で使
用したクロム酸溶液を被着させた後、乾燥処理および熱
処理を行わずに、約550℃で焼成を行い、このクロム酸
溶液の被着と焼成とを15回繰返し行い、厚さ1.5μｍの
酸化クロムからなる耐摩耗性被膜（比較例１）を形成し
た。
上記実施例１および比較例１それぞれの耐摩耗性被膜
の形成過程において、各焼成工程毎の被膜の硬度（ビッ
カーズ硬度）を測定した。その結果を第１図に示す。
の形成過程において、各焼成工程毎の被膜の硬度（ビッ
カーズ硬度）を測定した。その結果を第１図に示す。
同図から明らかなように、実施例１によれば約６回の
焼成工程を経ることによって、従来法の15回の焼成によ
った得た被膜と、同等の硬度を有する耐摩耗性被膜が得
られており、生産効率の大幅な向上が図られていること
が分る。
焼成工程を経ることによって、従来法の15回の焼成によ
った得た被膜と、同等の硬度を有する耐摩耗性被膜が得
られており、生産効率の大幅な向上が図られていること
が分る。
また、表面粗さ（Rmax）に関しては、従来法による15
回の焼成工程を経たものと同等のものが、上記実施例１
では５回の焼成で得られた。さらに、実施例１の耐摩耗
性被膜の内部状態を走査型電子顕微鏡（倍率1000倍）で
観察したところ、比較例１による耐摩耗性被膜と同等の
緻密質なものであることを確認した。
回の焼成工程を経たものと同等のものが、上記実施例１
では５回の焼成で得られた。さらに、実施例１の耐摩耗
性被膜の内部状態を走査型電子顕微鏡（倍率1000倍）で
観察したところ、比較例１による耐摩耗性被膜と同等の
緻密質なものであることを確認した。
実施例２ 上記実施例１とクロム酸溶液の被着後の乾燥処理を約
60℃の温度による加熱乾燥（乾燥時間:10分）とする以
外は、上記実施例１と同一条件で耐摩耗性被膜を形成し
た。
60℃の温度による加熱乾燥（乾燥時間:10分）とする以
外は、上記実施例１と同一条件で耐摩耗性被膜を形成し
た。
このようにして得た耐摩耗性被膜においても、硬度お
よび表面平滑性共に、実施例１とほぼ同等のものであっ
た。
よび表面平滑性共に、実施例１とほぼ同等のものであっ
た。
実施例３ まず、クロム酸溶液（Ｈ2Cr2Ｏ7、500g/l）と、平均
粒子径10μｍのα−Al2Ｏ3と平均粒子径５μｍのα−Si
O2とを、重量比でCrO3：α−Al2Ｏ3：α−SiO2＝0.5:1:
5となるように所定量秤量し、これらをボールミルで充
分に混合・粉砕して所望粘度のスラリーを作製した。
粒子径10μｍのα−Al2Ｏ3と平均粒子径５μｍのα−Si
O2とを、重量比でCrO3：α−Al2Ｏ3：α−SiO2＝0.5:1:
5となるように所定量秤量し、これらをボールミルで充
分に混合・粉砕して所望粘度のスラリーを作製した。
次に、実施例１で使用した金属基体（前処理済）の表
面に、上記スラリーを約40cm/分の速度で塗布した後、3
0mmHgの減圧下に10分間晒すことによって乾燥処理を行
った。
面に、上記スラリーを約40cm/分の速度で塗布した後、3
0mmHgの減圧下に10分間晒すことによって乾燥処理を行
った。
この後、約230℃で30分間保持することによって熱処
理を行った後、引続いて約550℃の温度で２時間焼成
し、セラミックス粒子を分散させた厚さ約40μｍの酸化
クロム被膜を形成した。
理を行った後、引続いて約550℃の温度で２時間焼成
し、セラミックス粒子を分散させた厚さ約40μｍの酸化
クロム被膜を形成した。
次に、このセラミックス粒子を分散させた酸化クロム
層上に、実施例１で使用したクロム酸溶液の被着と30mm
Hgの減圧下での乾燥処理（10分）とを５回繰返し行った
後、230℃の温度で30分間熱処理し、引続いて約550℃ま
で昇温し、その温度で２時間焼成して実施例１と同様に
して酸化クロム層を形成した。そして、上記クロム酸溶
液の被着と減圧乾燥とを５回繰返し行う被着膜の形成工
程と熱処理工程および焼成工程とを８回繰返し行って、
厚さ約４μｍの酸化クロム被膜を形成し、２層構造の耐
摩耗性被膜を得た。なお、上記１回の焼成における酸化
クロム層の厚さは0.3μｍに設定した。
層上に、実施例１で使用したクロム酸溶液の被着と30mm
Hgの減圧下での乾燥処理（10分）とを５回繰返し行った
後、230℃の温度で30分間熱処理し、引続いて約550℃ま
で昇温し、その温度で２時間焼成して実施例１と同様に
して酸化クロム層を形成した。そして、上記クロム酸溶
液の被着と減圧乾燥とを５回繰返し行う被着膜の形成工
程と熱処理工程および焼成工程とを８回繰返し行って、
厚さ約４μｍの酸化クロム被膜を形成し、２層構造の耐
摩耗性被膜を得た。なお、上記１回の焼成における酸化
クロム層の厚さは0.3μｍに設定した。
また、この実施例３との比較のために、上記実施例３
とセラミックス粒子を含有するスラリーの塗布後に乾燥
処理と230℃の熱処理とを施さない以外は同一条件でセ
ラミックス粒子含有の酸化クロム被膜を形成した後、上
記比較例１と同様にして15回の焼成による酸化クロム被
膜を形成し、同様に２層構造の耐摩耗性被膜（比較例
２）を得た。
とセラミックス粒子を含有するスラリーの塗布後に乾燥
処理と230℃の熱処理とを施さない以外は同一条件でセ
ラミックス粒子含有の酸化クロム被膜を形成した後、上
記比較例１と同様にして15回の焼成による酸化クロム被
膜を形成し、同様に２層構造の耐摩耗性被膜（比較例
２）を得た。
このようにして得た実施例３および比較例２の２層構
造の耐摩耗性被膜の内部状態を走査型電子顕微鏡（倍率
1000倍）で観察したところ、比較例２による第１層目の
被膜内部には空孔が目立ったのに対し、実施例３による
第１層目の被膜の内部は緻密なものであった。また、第
２層目の焼成工程毎の被膜内部の状態を観察したとこ
ろ、比較例２の耐摩耗性被膜では当初の第２層目の被膜
内部には空孔が存在することが確認された。これに対し
て、実施例３による第２層目の被膜では、上記比較例２
と同等の焼成回数から空孔がほとんど存在しない緻密な
ものであることを確認した。
造の耐摩耗性被膜の内部状態を走査型電子顕微鏡（倍率
1000倍）で観察したところ、比較例２による第１層目の
被膜内部には空孔が目立ったのに対し、実施例３による
第１層目の被膜の内部は緻密なものであった。また、第
２層目の焼成工程毎の被膜内部の状態を観察したとこ
ろ、比較例２の耐摩耗性被膜では当初の第２層目の被膜
内部には空孔が存在することが確認された。これに対し
て、実施例３による第２層目の被膜では、上記比較例２
と同等の焼成回数から空孔がほとんど存在しない緻密な
ものであることを確認した。
また、上記実施例３および比較例２それぞれの第２層
目に当る酸化クロム被膜の形成過程において、各焼成工
程毎の被膜の硬度（ビッカーズ硬度）を測定した。その
結果を第２図に示す。
目に当る酸化クロム被膜の形成過程において、各焼成工
程毎の被膜の硬度（ビッカーズ硬度）を測定した。その
結果を第２図に示す。
同図から明らかなように、実施例１によれば約７回の
焼成工程を経ることによって、従来法の15回の焼成によ
って得た被膜と同等の硬度を有する耐摩耗性被膜が得ら
れた。また表面粗さ（Rmax）に関しては、従来法による
15回の焼成工程を経たものと同等のものが、上記実施例
３では８回の焼成で得られた。
焼成工程を経ることによって、従来法の15回の焼成によ
って得た被膜と同等の硬度を有する耐摩耗性被膜が得ら
れた。また表面粗さ（Rmax）に関しては、従来法による
15回の焼成工程を経たものと同等のものが、上記実施例
３では８回の焼成で得られた。
これらのことから、焼成回数の減少によって、生産効
率の大幅な向上が図られていることが分る。
率の大幅な向上が図られていることが分る。
実施例４ 実施例３で使用したセラミックス粒子含有のスラリー
を、クロム酸溶液（Ｈ2Cr2Ｏ7、500g/l）と、平均粒子
径0.1μｍのγ−Al2Ｏ3と平均粒子径0.1μｍの無定形Si
O2とを重量比でCrO3：γ−Al2Ｏ3：無定形SiO2＝0.5:1:
3となるように調合したスラリーに変更する以外は、実
施例３と同一条件で２層構造の耐摩耗性被膜を形成し
た。
を、クロム酸溶液（Ｈ2Cr2Ｏ7、500g/l）と、平均粒子
径0.1μｍのγ−Al2Ｏ3と平均粒子径0.1μｍの無定形Si
O2とを重量比でCrO3：γ−Al2Ｏ3：無定形SiO2＝0.5:1:
3となるように調合したスラリーに変更する以外は、実
施例３と同一条件で２層構造の耐摩耗性被膜を形成し
た。
このようにして得た耐摩耗性被膜においても、硬度お
よび表面平滑性共に、実施例３とほぼ同等のものであっ
た。
よび表面平滑性共に、実施例３とほぼ同等のものであっ
た。
実施例５ まず、実施例３で使用したセラミックス粒子含有のス
ラリーを金属基体（前処理済）の表面に、約40cm/分の
速度で塗布した後、約60℃の温度で10分間加熱乾燥を行
った。
ラリーを金属基体（前処理済）の表面に、約40cm/分の
速度で塗布した後、約60℃の温度で10分間加熱乾燥を行
った。
次いで、約230℃で30分間保持することによって熱処
理を行った後、引続いて25℃／分の昇温速度で約550℃
まで昇温し、その温度で２時間焼成してセラミックス粒
子を分散させた厚さ約40μｍの酸化クロム被膜を形成し
た。
理を行った後、引続いて25℃／分の昇温速度で約550℃
まで昇温し、その温度で２時間焼成してセラミックス粒
子を分散させた厚さ約40μｍの酸化クロム被膜を形成し
た。
次に、このセラミックス粒子を分散させた酸化クロム
層上に、実施例１で使用したクロム酸溶液の被着と10mm
Hgの減圧下での乾燥処理（10分）とを４回繰返し行った
後、230℃の温度で30分間熱処理し、引続いて25℃／分
の昇温速度で約550℃まで昇温し、その温度で２時間焼
成して酸化クロム層を形成した。そして、上記クロム酸
溶液の被着と乾燥とを１サイクルとした被着膜の形成工
程と熱処理工程および焼成工程とを８回繰返し行って、
厚さ約５μｍの酸化クロム被膜を形成し、２層構造の耐
摩耗性被膜を得た。
層上に、実施例１で使用したクロム酸溶液の被着と10mm
Hgの減圧下での乾燥処理（10分）とを４回繰返し行った
後、230℃の温度で30分間熱処理し、引続いて25℃／分
の昇温速度で約550℃まで昇温し、その温度で２時間焼
成して酸化クロム層を形成した。そして、上記クロム酸
溶液の被着と乾燥とを１サイクルとした被着膜の形成工
程と熱処理工程および焼成工程とを８回繰返し行って、
厚さ約５μｍの酸化クロム被膜を形成し、２層構造の耐
摩耗性被膜を得た。
この実施例５によって得た耐摩耗性被膜は、焼成温度
である550℃まで急激に温度上昇させたにも拘らず、そ
の内部状態は実施例３と同様に緻密なものであった。ま
た、硬度および表面平滑性共に、比較例２による焼成回
数15回のものと同等のものが８回の焼成で得られた。
である550℃まで急激に温度上昇させたにも拘らず、そ
の内部状態は実施例３と同様に緻密なものであった。ま
た、硬度および表面平滑性共に、比較例２による焼成回
数15回のものと同等のものが８回の焼成で得られた。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明の耐摩耗性部材の製造方法
によれば、クロム酸を含有する被膜形成液の被着後に、
クロム酸の溶解温度近傍の温度による熱処理を施してい
るため、被着膜の均一化および平滑化が図られ、よって
表面平滑性に優れた耐摩耗性被膜が得られる。また、被
着膜の内部状態も均一化されるため、少ない焼成回数で
硬度および表面平滑性に優れた耐摩耗性被膜が得られ、
生産効率の大幅な向上が可能となる。
によれば、クロム酸を含有する被膜形成液の被着後に、
クロム酸の溶解温度近傍の温度による熱処理を施してい
るため、被着膜の均一化および平滑化が図られ、よって
表面平滑性に優れた耐摩耗性被膜が得られる。また、被
着膜の内部状態も均一化されるため、少ない焼成回数で
硬度および表面平滑性に優れた耐摩耗性被膜が得られ、
生産効率の大幅な向上が可能となる。
第１図および第２図は本発明の一実施例による耐摩耗性
被膜の焼成回数と硬度との関係を従来例と比較してそれ
ぞれ示すグラフである。
被膜の焼成回数と硬度との関係を従来例と比較してそれ
ぞれ示すグラフである。
Claims (2)
- 【請求項１】金属基体上に、少なくともクロム酸を含有
する被膜形成液を被着させる工程と、 この被着膜に対して前記クロム酸の融解温度近傍の温度
で熱処理を施す工程と、 前記熱処理が施された被着膜を焼成し、前記クロム酸を
酸化クロムに変換して耐摩耗性被膜を形成する工程と を有することを特徴とする耐摩耗性部材の製造方法。 - 【請求項２】請求項１記載の耐摩耗性部材の製造方法に
おいて、 前記被膜形成液を被着させた後に、加熱乾燥または減圧
乾燥を施し、これら被膜形成液の被着と乾燥を複数回繰
返し行った後、前記クロム酸の融解温度近傍の温度での
熱処理工程を行うことを特徴とする耐摩耗性部材の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1251352A JP2766337B2 (ja) | 1989-09-27 | 1989-09-27 | 耐摩耗性部材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1251352A JP2766337B2 (ja) | 1989-09-27 | 1989-09-27 | 耐摩耗性部材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03115581A JPH03115581A (ja) | 1991-05-16 |
| JP2766337B2 true JP2766337B2 (ja) | 1998-06-18 |
Family
ID=17221554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1251352A Expired - Lifetime JP2766337B2 (ja) | 1989-09-27 | 1989-09-27 | 耐摩耗性部材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2766337B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2932982B2 (ja) * | 1994-11-28 | 1999-08-09 | トヨタ車体株式会社 | 貨物自動車 |
| CN104968834B (zh) * | 2012-12-25 | 2018-05-01 | 阿克佐诺贝尔国际涂料股份有限公司 | 涂料组合物、其制备方法及其用途 |
-
1989
- 1989-09-27 JP JP1251352A patent/JP2766337B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03115581A (ja) | 1991-05-16 |
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