JP2970135B2 - セラミックスコートパウダー及び該セラミックスコートパウダーを用いた母材のコーテイング方法 - Google Patents
セラミックスコートパウダー及び該セラミックスコートパウダーを用いた母材のコーテイング方法Info
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Landscapes
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はセラミックスコートパウ
ダー及び該セラミックスコートパウダーを用いた母材の
コーティング方法に関するものである。
ダー及び該セラミックスコートパウダーを用いた母材の
コーティング方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図２はジェットエンジンの燃焼室を構成
するコンバスションチャンバインナ１を示し、該コンバ
スションチャンバインナ１は強度的に優れたニッケル基
金属等により形成されている。
するコンバスションチャンバインナ１を示し、該コンバ
スションチャンバインナ１は強度的に優れたニッケル基
金属等により形成されている。
【０００３】図３は上記コンバスションチャンバインナ
１を構成する部材の断面を示し、２はニッケル基金属よ
りなる母材、３は母材２の表面にニッケル・コバルト・
クロム・アルミニゥーム・イットリア粉末をプラズマ溶
射法によって付着させたボンドコート層、４はボンドコ
ート層３の表面にジルコニア・イットリア粉末（ＺｒＯ
2 ・８％Ｙ2 Ｏ3 ）をプラズマ溶射法によって付着させ
たセラミックスコーティング層であり、コンバスション
チャンバインナ１は、ニッケル基金属よりなる母材２を
耐熱性に優れたセラミックスコーティング層４によって
高熱から保護している。
１を構成する部材の断面を示し、２はニッケル基金属よ
りなる母材、３は母材２の表面にニッケル・コバルト・
クロム・アルミニゥーム・イットリア粉末をプラズマ溶
射法によって付着させたボンドコート層、４はボンドコ
ート層３の表面にジルコニア・イットリア粉末（ＺｒＯ
2 ・８％Ｙ2 Ｏ3 ）をプラズマ溶射法によって付着させ
たセラミックスコーティング層であり、コンバスション
チャンバインナ１は、ニッケル基金属よりなる母材２を
耐熱性に優れたセラミックスコーティング層４によって
高熱から保護している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記母
材２、ボンドコート層３と、セラミックスコーティング
層４とは熱膨張率が異なるためセラミックスコーティン
グ層４が熱応力により剥離し、ボンドコート層３及び母
材２が焼損して図２に示すごとくコンバスションチャン
バインナ１に焼損部５が発生することがある。
材２、ボンドコート層３と、セラミックスコーティング
層４とは熱膨張率が異なるためセラミックスコーティン
グ層４が熱応力により剥離し、ボンドコート層３及び母
材２が焼損して図２に示すごとくコンバスションチャン
バインナ１に焼損部５が発生することがある。
【０００５】
【実験結果による知見】かかる問題を解決するため発明
者らは、多孔質材料の熱応力緩衝性及び熱気化性樹脂の
特性に着目してセラミックスコーティング層を多孔質に
形成することを試み、種々の実験を行った結果、セラミ
ックス粉末に熱気化性樹脂を混合したものを母材の表面
に溶射法により付着させてセラミックスコーティング層
を形成した後、前記母材を加熱することにより熱気化性
樹脂を昇華させると、セラミックスコーティング層内の
熱気化性樹脂があった部分に空孔が形成され、セラミッ
クスコーティング層が多孔質になる、という知見を得る
に至った。
者らは、多孔質材料の熱応力緩衝性及び熱気化性樹脂の
特性に着目してセラミックスコーティング層を多孔質に
形成することを試み、種々の実験を行った結果、セラミ
ックス粉末に熱気化性樹脂を混合したものを母材の表面
に溶射法により付着させてセラミックスコーティング層
を形成した後、前記母材を加熱することにより熱気化性
樹脂を昇華させると、セラミックスコーティング層内の
熱気化性樹脂があった部分に空孔が形成され、セラミッ
クスコーティング層が多孔質になる、という知見を得る
に至った。
【０００６】
【発明の目的】本発明は上述した知見に基づいて問題点
を解決するもので、セラミックスコーティング層を多孔
質に形成して熱応力緩衝性を具備させ、セラミックスコ
ーティング層の剥離を防止することを目的としている。
を解決するもので、セラミックスコーティング層を多孔
質に形成して熱応力緩衝性を具備させ、セラミックスコ
ーティング層の剥離を防止することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
したセラミックスコートパウダーは、セラミックス粉末
と粒径が７０〜１２０μの熱気化性樹脂粉末を体積比
６：４ないし７：３の割合で混合したものである。
したセラミックスコートパウダーは、セラミックス粉末
と粒径が７０〜１２０μの熱気化性樹脂粉末を体積比
６：４ないし７：３の割合で混合したものである。
【０００８】本発明の請求項２に記載した母材のコーテ
ィング方法では、母材の表面に金属粉末を溶射により付
着させてボンドコート層を形成し、該ボンドコート層の
表面にセラミックス粉末と粒径が７０〜１２０μの熱気
化性樹脂粉末を体積比６：４ないし７：３の割合で混合
したセラミックスコートパウダーを溶射により付着させ
てセラミックスコーティング層を形成し、前記母材を加
熱してセラミックスコーティング層中の熱気化性樹脂粉
末を気化させ、セラミックスコーティング層中に空孔を
形成させる。
ィング方法では、母材の表面に金属粉末を溶射により付
着させてボンドコート層を形成し、該ボンドコート層の
表面にセラミックス粉末と粒径が７０〜１２０μの熱気
化性樹脂粉末を体積比６：４ないし７：３の割合で混合
したセラミックスコートパウダーを溶射により付着させ
てセラミックスコーティング層を形成し、前記母材を加
熱してセラミックスコーティング層中の熱気化性樹脂粉
末を気化させ、セラミックスコーティング層中に空孔を
形成させる。
【０００９】
【作用】母材に金属粉末を溶射して形成したボンドコー
ト層の表面に、セラミックス粉末と熱気化性樹脂粉末を
混合したセラミックスコートパウダーを溶射により付着
させてセラミックスコーティング層を形成した後、コー
ティングを行った母材を加熱してセラミックスコーティ
ング層中の熱気化性樹脂粉末を気化させ、セラミックス
コーティング層中に空孔を形成して熱応力緩衝性を具備
させる。
ト層の表面に、セラミックス粉末と熱気化性樹脂粉末を
混合したセラミックスコートパウダーを溶射により付着
させてセラミックスコーティング層を形成した後、コー
ティングを行った母材を加熱してセラミックスコーティ
ング層中の熱気化性樹脂粉末を気化させ、セラミックス
コーティング層中に空孔を形成して熱応力緩衝性を具備
させる。
【００１０】
【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照しつつ説明
する。
する。
【００１１】図１（ａ）（ｂ）によって、本発明のセラ
ミックスコートパウダーを用いた母材のコーティング方
法の一例の手順を説明する。
ミックスコートパウダーを用いた母材のコーティング方
法の一例の手順を説明する。
【００１２】ニッケル基金属よりなる母材２の表面Ｓ2
に、ニッケル・コバルト・クロム・アルミニゥーム・イ
ットリア粉末をプラズマ溶射法により付着させて、厚さ
約０．０８〜０．１５ｍｍのボンドコート層３を形成す
る。
に、ニッケル・コバルト・クロム・アルミニゥーム・イ
ットリア粉末をプラズマ溶射法により付着させて、厚さ
約０．０８〜０．１５ｍｍのボンドコート層３を形成す
る。
【００１３】ジルコニア・イットリア粉末（ＺｒＯ2 ・
８％Ｙ2 Ｏ3 ）と、粒径１０μ以上、好ましくは粒径７
０〜１２０μのポリアクリル樹脂を体積比６０：４０で
混合したセラミックスコートパウダーを、前記ボンドコ
ート層３の表面Ｓ3 にプラズマ溶射法により付着させ
て、内部にポリアクリル樹脂粒６を含有した厚さ約０．
２〜０．３ｍｍのセラミックスコーティング層７を形成
する（図１（ａ）参照）。
８％Ｙ2 Ｏ3 ）と、粒径１０μ以上、好ましくは粒径７
０〜１２０μのポリアクリル樹脂を体積比６０：４０で
混合したセラミックスコートパウダーを、前記ボンドコ
ート層３の表面Ｓ3 にプラズマ溶射法により付着させ
て、内部にポリアクリル樹脂粒６を含有した厚さ約０．
２〜０．３ｍｍのセラミックスコーティング層７を形成
する（図１（ａ）参照）。
【００１４】プラズマ溶射時には、上記セラミックスコ
ートパウダーは約１００００℃の高温条件下にさらされ
るが、セラミックスコートパウダーがプラズマ溶着装置
の粉末供給管から吐出されてボンドコート層３の表面Ｓ
3 に付着するまでの時間が非常に短いため、ポリアクリ
ル樹脂粒６の気化は進行するが、完全に気化してしまう
ことはほとんどない。
ートパウダーは約１００００℃の高温条件下にさらされ
るが、セラミックスコートパウダーがプラズマ溶着装置
の粉末供給管から吐出されてボンドコート層３の表面Ｓ
3 に付着するまでの時間が非常に短いため、ポリアクリ
ル樹脂粒６の気化は進行するが、完全に気化してしまう
ことはほとんどない。
【００１５】上記ポリアクリル樹脂粒６の粒径を１０μ
以上とした理由は、ポリアクリル樹脂粒６の粒径を１０
μ以下であると、セラミックスコートパウダーを溶射す
る際に、プラズマ溶着装置の粉末供給管内においてポリ
アクリル樹脂粒６が固化し、セラミックスコートパウダ
ーを連続的に供給することができなくなることが実験に
より確認されたからである。
以上とした理由は、ポリアクリル樹脂粒６の粒径を１０
μ以下であると、セラミックスコートパウダーを溶射す
る際に、プラズマ溶着装置の粉末供給管内においてポリ
アクリル樹脂粒６が固化し、セラミックスコートパウダ
ーを連続的に供給することができなくなることが実験に
より確認されたからである。
【００１６】セラミックスコーティング層７を形成した
母材２を、電気炉等により加熱処理してセラミックスコ
ーティング層７中のポリアクリル樹脂粒６を昇華させ、
セラミックスコーティング層７内に残留したポリアクリ
ル樹脂粒６があった部分に空孔８を完全に形成させる
（図１（ｂ）参照）。
母材２を、電気炉等により加熱処理してセラミックスコ
ーティング層７中のポリアクリル樹脂粒６を昇華させ、
セラミックスコーティング層７内に残留したポリアクリ
ル樹脂粒６があった部分に空孔８を完全に形成させる
（図１（ｂ）参照）。
【００１７】セラミックスコーティング層７中のポリア
クリル樹脂粒６は、加熱処理温度約５００℃、処理時間
３０分程度で略完全に気化する。
クリル樹脂粒６は、加熱処理温度約５００℃、処理時間
３０分程度で略完全に気化する。
【００１８】なお、ジルコニア・イットリア粉末と混合
する樹脂粉末に粉末ポリアクリル樹脂を用いたのは、該
粉末ポリアクリル樹脂は、溶射時に爆発的に燃焼してし
まうことがなく、また、ジルコニア・イットリア粉末と
混合する際に該ジルコニア・イットリア粉末中に均等に
分散することが実験により確認されたからである。
する樹脂粉末に粉末ポリアクリル樹脂を用いたのは、該
粉末ポリアクリル樹脂は、溶射時に爆発的に燃焼してし
まうことがなく、また、ジルコニア・イットリア粉末と
混合する際に該ジルコニア・イットリア粉末中に均等に
分散することが実験により確認されたからである。
【００１９】次に、上述した手順により行ったセラミッ
クスコーティング層７の機能について説明する。
クスコーティング層７の機能について説明する。
【００２０】上述した手順によりコーティングを行った
母材２（試験片）を電気炉によって約１２００℃で５０
時間程度加熱して耐熱性試験を行ったところ、セラミッ
クスコーティング層７に剥離や亀裂は生じなかった。
母材２（試験片）を電気炉によって約１２００℃で５０
時間程度加熱して耐熱性試験を行ったところ、セラミッ
クスコーティング層７に剥離や亀裂は生じなかった。
【００２１】また、試験片を約１０分間、１２００℃に
加熱した後、水に入れて急冷する耐酸化性試験を１３回
にわたって繰り返したところ、セラミックスコーティン
グ層７に剥離や亀裂は生じなかった。
加熱した後、水に入れて急冷する耐酸化性試験を１３回
にわたって繰り返したところ、セラミックスコーティン
グ層７に剥離や亀裂は生じなかった。
【００２２】このように、セラミックスコーティング層
７は多数の空孔８により熱緩衝性を具備しているので、
耐熱性及び耐酸化性に優れている。
７は多数の空孔８により熱緩衝性を具備しているので、
耐熱性及び耐酸化性に優れている。
【００２３】更に、２つの試験片のセラミックスコーテ
ィング層７の表面同士を接着剤によって固着したうえ、
試験片を互いに離反する方向へ引張って引張強度試験を
行ったところ、セラミックスコーティング層７の引張強
度は約３７００ポンド／平方インチ程度あり、従来より
セラミックスコーティング層に対して要求されている引
張強度２５００ポンド／平方インチを上回っていること
がわかった。
ィング層７の表面同士を接着剤によって固着したうえ、
試験片を互いに離反する方向へ引張って引張強度試験を
行ったところ、セラミックスコーティング層７の引張強
度は約３７００ポンド／平方インチ程度あり、従来より
セラミックスコーティング層に対して要求されている引
張強度２５００ポンド／平方インチを上回っていること
がわかった。
【００２４】なお、本発明のセラミックスコートパウダ
ー及び該セラミックスコートパウダーを用いた母材のコ
ーティング方法は、上述の実施例にのみ限定されるもの
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種
々変更を加え得ることは勿論である。
ー及び該セラミックスコートパウダーを用いた母材のコ
ーティング方法は、上述の実施例にのみ限定されるもの
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種
々変更を加え得ることは勿論である。
【００２５】
【発明の効果】上記した本発明のセラミックスコートパ
ウダー及び該セラミックスコートパウダーを用いた母材
のコーティング方法によれば、下記のような種々の優れ
た効果を奏し得る。
ウダー及び該セラミックスコートパウダーを用いた母材
のコーティング方法によれば、下記のような種々の優れ
た効果を奏し得る。
【００２６】（１）セラミックスコーティング層に空孔
を形成させて熱応力緩衝性を具備させることができるの
で、セラミックスコーティング層が剥離することがなく
なり、母材に高温による焼損が生じない。
を形成させて熱応力緩衝性を具備させることができるの
で、セラミックスコーティング層が剥離することがなく
なり、母材に高温による焼損が生じない。
【００２７】（２）セラミックス粉末に熱気化性樹脂粉
末を混合することにより、セラミックスコートパウダー
の溶射性が従来品にくらべてよくなり、溶射作業時間を
短縮することができ、また、熱気化性樹脂粉末の粒径
を、７０〜１２０μに設定しているので、当該熱気化性
樹脂粉末が、プラズマ溶着装置の粉末供給管内で固化せ
ず、よって、セラミックスコートパウダーを連続的に供
給することができる。
末を混合することにより、セラミックスコートパウダー
の溶射性が従来品にくらべてよくなり、溶射作業時間を
短縮することができ、また、熱気化性樹脂粉末の粒径
を、７０〜１２０μに設定しているので、当該熱気化性
樹脂粉末が、プラズマ溶着装置の粉末供給管内で固化せ
ず、よって、セラミックスコートパウダーを連続的に供
給することができる。
【００２８】（３）セラミックスコーティング層中に多
数の空孔が形成されるので、コーティング層の軽量化を
図ることができる。
数の空孔が形成されるので、コーティング層の軽量化を
図ることができる。
【図１】本発明のセラミックスコートパウダーを用いた
母材のコーティング方法の一例の手順を示す断面図であ
る。
母材のコーティング方法の一例の手順を示す断面図であ
る。
【図２】コンバスションチャンバインナの一例を示す斜
視図である。
視図である。
【図３】図２に示すコンバスションチャンバインナを構
成する部材の断面図である。
成する部材の断面図である。
２ 母材 ３ ボンドコート層 ６ ポリアクリル樹脂粒（熱気化性樹脂粉末） ７ セラミックスコーティング層 ８ 空孔
Claims (2)
- 【請求項１】 セラミックス粉末と粒径が７０〜１２０
μの熱気化性樹脂粉末を体積比６：４ないし７：３の割
合で混合したことを特徴とするセラミックスコートパウ
ダー。 - 【請求項２】 母材の表面に金属粉末を溶射により付着
させてボンドコート層を形成し、該ボンドコート層の表
面にセラミックス粉末と粒径が７０〜１２０μの熱気化
性樹脂粉末を体積比６：４ないし７：３の割合で混合し
たセラミックスコートパウダーを溶射により付着させて
セラミックスコーティング層を形成し、前記母材を加熱
してセラミックスコーティング層中の熱気化性樹脂粉末
を気化させ、セラミックスコーティング層中に空孔を形
成させることを特徴とする母材のコーティング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29096091A JP2970135B2 (ja) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | セラミックスコートパウダー及び該セラミックスコートパウダーを用いた母材のコーテイング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29096091A JP2970135B2 (ja) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | セラミックスコートパウダー及び該セラミックスコートパウダーを用いた母材のコーテイング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05106016A JPH05106016A (ja) | 1993-04-27 |
| JP2970135B2 true JP2970135B2 (ja) | 1999-11-02 |
Family
ID=17762685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29096091A Expired - Fee Related JP2970135B2 (ja) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | セラミックスコートパウダー及び該セラミックスコートパウダーを用いた母材のコーテイング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2970135B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0897019B1 (en) * | 1997-07-18 | 2002-12-11 | ANSALDO RICERCHE S.r.l. | Method and device for forming porous ceramic coatings, in particular thermal barrier coatings, on metal substrates |
| US7927722B2 (en) * | 2004-07-30 | 2011-04-19 | United Technologies Corporation | Dispersion strengthened rare earth stabilized zirconia |
| JP5943649B2 (ja) * | 2012-02-29 | 2016-07-05 | 三菱重工業株式会社 | 遮熱コーティング材の製造方法 |
| EP3527911A1 (en) * | 2018-02-16 | 2019-08-21 | Cockerill Maintenance & Ingenierie S.A. | High perfomance thermally-sprayed absorber coating |
| JP7015199B2 (ja) * | 2018-03-28 | 2022-02-02 | 株式会社フジミインコーポレーテッド | 溶射材並びにコーティング皮膜の製造方法 |
| CN113308682B (zh) * | 2021-05-26 | 2022-08-12 | 长安大学 | 一种金属涂层结构及制备方法 |
-
1991
- 1991-10-09 JP JP29096091A patent/JP2970135B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05106016A (ja) | 1993-04-27 |
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