JPH0146190B2 - - Google Patents
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- JPH0146190B2 JPH0146190B2 JP19632684A JP19632684A JPH0146190B2 JP H0146190 B2 JPH0146190 B2 JP H0146190B2 JP 19632684 A JP19632684 A JP 19632684A JP 19632684 A JP19632684 A JP 19632684A JP H0146190 B2 JPH0146190 B2 JP H0146190B2
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- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Description
〔産業上の利用分野〕
この発明はチタニウム、又はチタニウム合金へ
の表面処理方法に関するものである。 〔従来の技術〕 従来より、チタニウム、又はチタニウム合金は
アルミニウム、又はアルミニウム合金と同じく化
学的には非常に活性であり、種々の化学物質と反
応しやすいがステンレス銅と同じように非常に不
働態化しやすく、通常表面にきわめて薄く保護性
の強い酸化膜が形成され、種々の酸化性の強い
酸、アルカリ、その他の化学薬品に対して優れた
耐食性、耐薬品性を有することが知られている。
又、チタニウム、又はチタニウム合金は高い比強
度（強度と密度との比）を有し、かつ適当なじん
性、耐熱性、熱安定性、加工性を有している。従
つて、化学プラント材料、航空宇宙機用材料とし
て主要な地位を占めるに至つている。 しかしながら、チタニウム、又はチタニウム合
金は耐摩耗、耐焼付性、耐ロージヨン性及び熱放
射性等が劣るために、その用途が制約されてい
る。 即ち、チタニウム、又はチタニウム合金は、例
えば、主にその耐熱性と高い比強度（強度と密度
との比）とを利用して宇宙機器の太陽電池フレー
ム等一次構造部材に用いられる場合には摩耗、太
陽光直射による幅射熱等がいちじるしく生起する
ために実用に供することができないという欠点を
有していた。 かかる欠点を改善するために、チタニウム、又
はチタニウム合金から成る基材表面を高い摩耗性
を有し、かつ太陽熱選択吸収のための皮膜を被覆
する方法が知られている。 かかる方法としては、例えば(ア)電解めつきによ
つて各種黒色めつきする方法、(イ)スパツタリン
グ、イオンプレーテイング等の乾式めつきによる
方式、(ウ)化成皮膜処理方法、(エ)塗装による方法、
(オ)陽極酸化皮膜処理方法が挙げられる。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記のような従来のチタニウム又はチタニウム
合金への表面処理方法では次に述べるような問題
点が挙げられる。 即ち、上記(ア)の方法によれば、蒸気脱脂、ブラ
スト、エツチング、活性化等の加工工程を経て黒
色クロムめつき、又は黒色ニツケルめつきを行う
ものであるが、チタニウム又はチタニウム合金は
上記の加工工程中空気又は水と接触すると、薄い
酸化皮膜が生成され不働態状態となりめつき皮膜
の密着性が不充分となる。この密着性は一般に熱
処理によつて改善努力しているが、この熱処理温
度は450℃以上という比較的高温が必要であり、
高価な装置が必要である。 上記(イ)の方法では、アルミニウム、ニツケル、
クロム等の皮膜をスパツタリング、イオンプレー
テイング等の装置を用いて形成させ、その後黒色
化成皮膜処理を行つて所要の皮膜を得るものであ
るが、装置が高価であり、しかも皮膜の密着性も
安定したものが得られない。 上記(ウ)の方法はアルミニウム、又はアルミニウ
ム合金、鉄鋼、ステンレス鋼等の基材表面の処理
方法等については非常によく研究されているが、
チタニウム、又はチタニウム合金については報告
が少なく、本発明者の検討結果でも特性上よいも
のが得られなかつた。 上記(エ)の方法は、チタニウム、又はチタニウム
合金から成る基材表面に直接黒色又白色の塗料を
吹き付けるのであるが、生成した塗膜は摩耗がい
ちじるしく生起する部所には実用に供することが
できない。 上記(オ)の方法は、チタニウム、又はチタニウム
合金を陽極にし、硫酸を含む水溶液中で電解する
のであるが、生成した皮膜は青色を成し、所要の
色を得ることができないため実用に供することが
できない。 という問題点があつた。 この発明は上記した問題点を解決するためにな
されたものであり、その目的は比較的簡便な方法
により、基材表面の任意の部分に優れた耐摩耗性
を有し、かつ優れた太陽光吸収性を有する処理層
を付与する方法を提供するにある。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明に係るチタニウム、又はチタニウム合
金への表面処理方法は、鋭意検討を重ねた結果、
チタニウム、又はチタニウム合金から成る基材表
面上に二硫化モリブデンの層を被覆することによ
り、上記目的が達成できることをみいだし、本発
明を完成するに到つた。 即ち、本発明のチタニウム、又はチタニウム合
金への表面処理方法は、チタニウム、又はチタニ
ウム合金から成る基材表面を機械的方法により所
面の表面組さに仕上げ、ついでリン酸三ナトリウ
ム、フツ化カリウム、フツ化水素からなる混合水
溶液中で化学処理した後、二硫化モリブデン
（MoS2）系皮膜を被覆することを特徴とするも
のである。 以下において、本発明を更に詳しく説明する。 本発明の表面処理方法は、先ずチタニウム、又
はチタニウム合金からなる基材表面を機械的方法
により所要の表面粗さに仕上げる。かかる機械的
方法としては、例えば、ドライホーニング装置を
利用してもよいし、又、液体ホーニングを用いて
もよい。 かかる処理は、例えば300から400メツシユのガ
ラスビーズを２Kg／cm2から５Kg／cm2の空気圧で基
材表面の任意の部分に吹き付けるのである。 基材表面に吹き付ける場合は所要とする部分に
均等に吹き付けることが好ましい。 本発明の表面処理方法は、ついで、チタニウム
又はチタニウム合金からなる基材表面に残つた。
上記機械的方法で使用したガラスビーズを除去す
るためにリン酸三ナトリウム、フツ化カリウム、
フツ化水素からなる混合水溶液中で化学処理をす
る。かかる化学処理は、例えば温度70℃から90℃
で５分から15分程度行なうものである。 処理温度、処理時間は基材表面の状態により適
宜選択することが好ましい。 本発明の表面処理は、ついでチタニウム又はチ
タニウム合金からなる基材表面の耐摩耗及び太陽
光選択吸収膜を付与するために二硫化モリブデン
（MoS2）系被覆処理を行うのである。 かかる二硫化モリブデン（MoS2）系被覆処理
には、例えば特殊な樹脂に超微粒子である二硫化
モリブデンを分散させたものを用い、チタニウ
ム、又はチタニウム合金からなる基材表面に特殊
なスプレーガンで空気圧１〜２Kg／cm2にして吹き
付けるのである。吹き付けた後の乾燥は、例えば
温度200℃で１時間程度行なうものである。 〔作用〕 この発明においては、機械的方法によりチタニ
ウム、又はチタニウム合金からなる基材の表面を
所要の表面粗さに仕上げるため二硫化モリブデン
（MoS2）系皮膜のチタニウム、又はチタニウム
合金からなる基材表面への密着性はいちじるしく
向上する。 またこの発明において、リン酸三ナトリウム、
フツ化カリウム、フツ化水素からなる混合水溶液
中で化学処理することによつて、機械的方法によ
りチタニウム、又はチタニウム合金からなる基材
表面を所要表面粗さに仕上げる際、表面に付着し
た異物を除去する。 ついでこの発明において、二硫化モリブデン
（MoS2）系皮膜を被覆することによつて、チタ
ニウム、又はチタニウム合金からなる基材表面に
耐摩耗性を有する処理層を付与すると共に優れた
太陽光吸収性を有する処理層を付与することがで
きる。 〔実施例〕 以下において、実施例を掲げ、この発明を更に
詳しく説明する。 実施例 直径20mm、厚さ10mmを有する純チタニウムから
なる基材を次に示す工程に従つて処理した。 (1) トリクレン脱脂 温度80〜90℃時間 90秒間浸漬した。 (2) ドライホーニング ＃300のガラスビーズを空気圧３Kg／cm2で吹き
付けた。 (3) 化学処理 リン酸三ナトリウム50ｇ／、フツ化カリウム
20ｇ／、フツ化水素10ｇ／の混合水溶液に温
度75℃、時間10分間浸漬した。 (4) 水洗 流水中１〜２分間 (5) 湯洗 温度80〜100℃、時間60秒間浸漬した。 (6) 乾燥 温度50℃、時間30分間行なつた。 (7) 二硫化モリブデン（MoS2）系被膜処理 空気圧1.5Kg／cm2にてスプレーガンで塗布した。 (8) 自然乾燥 室温で30分間行なつた。 (9) 焼付 温度200℃、時間60分間行なつた。 以上の処理をして得られた処理基材及び無処理
機材について各々、太陽光特性（太陽光吸収率と
赤外放射率との比）及びソーラシミユレータによ
る温度上昇（表面温度）測定した。試験結果を表
に示す。
の表面処理方法に関するものである。 〔従来の技術〕 従来より、チタニウム、又はチタニウム合金は
アルミニウム、又はアルミニウム合金と同じく化
学的には非常に活性であり、種々の化学物質と反
応しやすいがステンレス銅と同じように非常に不
働態化しやすく、通常表面にきわめて薄く保護性
の強い酸化膜が形成され、種々の酸化性の強い
酸、アルカリ、その他の化学薬品に対して優れた
耐食性、耐薬品性を有することが知られている。
又、チタニウム、又はチタニウム合金は高い比強
度（強度と密度との比）を有し、かつ適当なじん
性、耐熱性、熱安定性、加工性を有している。従
つて、化学プラント材料、航空宇宙機用材料とし
て主要な地位を占めるに至つている。 しかしながら、チタニウム、又はチタニウム合
金は耐摩耗、耐焼付性、耐ロージヨン性及び熱放
射性等が劣るために、その用途が制約されてい
る。 即ち、チタニウム、又はチタニウム合金は、例
えば、主にその耐熱性と高い比強度（強度と密度
との比）とを利用して宇宙機器の太陽電池フレー
ム等一次構造部材に用いられる場合には摩耗、太
陽光直射による幅射熱等がいちじるしく生起する
ために実用に供することができないという欠点を
有していた。 かかる欠点を改善するために、チタニウム、又
はチタニウム合金から成る基材表面を高い摩耗性
を有し、かつ太陽熱選択吸収のための皮膜を被覆
する方法が知られている。 かかる方法としては、例えば(ア)電解めつきによ
つて各種黒色めつきする方法、(イ)スパツタリン
グ、イオンプレーテイング等の乾式めつきによる
方式、(ウ)化成皮膜処理方法、(エ)塗装による方法、
(オ)陽極酸化皮膜処理方法が挙げられる。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記のような従来のチタニウム又はチタニウム
合金への表面処理方法では次に述べるような問題
点が挙げられる。 即ち、上記(ア)の方法によれば、蒸気脱脂、ブラ
スト、エツチング、活性化等の加工工程を経て黒
色クロムめつき、又は黒色ニツケルめつきを行う
ものであるが、チタニウム又はチタニウム合金は
上記の加工工程中空気又は水と接触すると、薄い
酸化皮膜が生成され不働態状態となりめつき皮膜
の密着性が不充分となる。この密着性は一般に熱
処理によつて改善努力しているが、この熱処理温
度は450℃以上という比較的高温が必要であり、
高価な装置が必要である。 上記(イ)の方法では、アルミニウム、ニツケル、
クロム等の皮膜をスパツタリング、イオンプレー
テイング等の装置を用いて形成させ、その後黒色
化成皮膜処理を行つて所要の皮膜を得るものであ
るが、装置が高価であり、しかも皮膜の密着性も
安定したものが得られない。 上記(ウ)の方法はアルミニウム、又はアルミニウ
ム合金、鉄鋼、ステンレス鋼等の基材表面の処理
方法等については非常によく研究されているが、
チタニウム、又はチタニウム合金については報告
が少なく、本発明者の検討結果でも特性上よいも
のが得られなかつた。 上記(エ)の方法は、チタニウム、又はチタニウム
合金から成る基材表面に直接黒色又白色の塗料を
吹き付けるのであるが、生成した塗膜は摩耗がい
ちじるしく生起する部所には実用に供することが
できない。 上記(オ)の方法は、チタニウム、又はチタニウム
合金を陽極にし、硫酸を含む水溶液中で電解する
のであるが、生成した皮膜は青色を成し、所要の
色を得ることができないため実用に供することが
できない。 という問題点があつた。 この発明は上記した問題点を解決するためにな
されたものであり、その目的は比較的簡便な方法
により、基材表面の任意の部分に優れた耐摩耗性
を有し、かつ優れた太陽光吸収性を有する処理層
を付与する方法を提供するにある。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明に係るチタニウム、又はチタニウム合
金への表面処理方法は、鋭意検討を重ねた結果、
チタニウム、又はチタニウム合金から成る基材表
面上に二硫化モリブデンの層を被覆することによ
り、上記目的が達成できることをみいだし、本発
明を完成するに到つた。 即ち、本発明のチタニウム、又はチタニウム合
金への表面処理方法は、チタニウム、又はチタニ
ウム合金から成る基材表面を機械的方法により所
面の表面組さに仕上げ、ついでリン酸三ナトリウ
ム、フツ化カリウム、フツ化水素からなる混合水
溶液中で化学処理した後、二硫化モリブデン
（MoS2）系皮膜を被覆することを特徴とするも
のである。 以下において、本発明を更に詳しく説明する。 本発明の表面処理方法は、先ずチタニウム、又
はチタニウム合金からなる基材表面を機械的方法
により所要の表面粗さに仕上げる。かかる機械的
方法としては、例えば、ドライホーニング装置を
利用してもよいし、又、液体ホーニングを用いて
もよい。 かかる処理は、例えば300から400メツシユのガ
ラスビーズを２Kg／cm2から５Kg／cm2の空気圧で基
材表面の任意の部分に吹き付けるのである。 基材表面に吹き付ける場合は所要とする部分に
均等に吹き付けることが好ましい。 本発明の表面処理方法は、ついで、チタニウム
又はチタニウム合金からなる基材表面に残つた。
上記機械的方法で使用したガラスビーズを除去す
るためにリン酸三ナトリウム、フツ化カリウム、
フツ化水素からなる混合水溶液中で化学処理をす
る。かかる化学処理は、例えば温度70℃から90℃
で５分から15分程度行なうものである。 処理温度、処理時間は基材表面の状態により適
宜選択することが好ましい。 本発明の表面処理は、ついでチタニウム又はチ
タニウム合金からなる基材表面の耐摩耗及び太陽
光選択吸収膜を付与するために二硫化モリブデン
（MoS2）系被覆処理を行うのである。 かかる二硫化モリブデン（MoS2）系被覆処理
には、例えば特殊な樹脂に超微粒子である二硫化
モリブデンを分散させたものを用い、チタニウ
ム、又はチタニウム合金からなる基材表面に特殊
なスプレーガンで空気圧１〜２Kg／cm2にして吹き
付けるのである。吹き付けた後の乾燥は、例えば
温度200℃で１時間程度行なうものである。 〔作用〕 この発明においては、機械的方法によりチタニ
ウム、又はチタニウム合金からなる基材の表面を
所要の表面粗さに仕上げるため二硫化モリブデン
（MoS2）系皮膜のチタニウム、又はチタニウム
合金からなる基材表面への密着性はいちじるしく
向上する。 またこの発明において、リン酸三ナトリウム、
フツ化カリウム、フツ化水素からなる混合水溶液
中で化学処理することによつて、機械的方法によ
りチタニウム、又はチタニウム合金からなる基材
表面を所要表面粗さに仕上げる際、表面に付着し
た異物を除去する。 ついでこの発明において、二硫化モリブデン
（MoS2）系皮膜を被覆することによつて、チタ
ニウム、又はチタニウム合金からなる基材表面に
耐摩耗性を有する処理層を付与すると共に優れた
太陽光吸収性を有する処理層を付与することがで
きる。 〔実施例〕 以下において、実施例を掲げ、この発明を更に
詳しく説明する。 実施例 直径20mm、厚さ10mmを有する純チタニウムから
なる基材を次に示す工程に従つて処理した。 (1) トリクレン脱脂 温度80〜90℃時間 90秒間浸漬した。 (2) ドライホーニング ＃300のガラスビーズを空気圧３Kg／cm2で吹き
付けた。 (3) 化学処理 リン酸三ナトリウム50ｇ／、フツ化カリウム
20ｇ／、フツ化水素10ｇ／の混合水溶液に温
度75℃、時間10分間浸漬した。 (4) 水洗 流水中１〜２分間 (5) 湯洗 温度80〜100℃、時間60秒間浸漬した。 (6) 乾燥 温度50℃、時間30分間行なつた。 (7) 二硫化モリブデン（MoS2）系被膜処理 空気圧1.5Kg／cm2にてスプレーガンで塗布した。 (8) 自然乾燥 室温で30分間行なつた。 (9) 焼付 温度200℃、時間60分間行なつた。 以上の処理をして得られた処理基材及び無処理
機材について各々、太陽光特性（太陽光吸収率と
赤外放射率との比）及びソーラシミユレータによ
る温度上昇（表面温度）測定した。試験結果を表
に示す。
以上の説明から明らかなように、本発明の表面
処理方法によれば、チタニウム又はチタニウム合
金からなる基材表面に優れた耐摩耗性を有し、か
つ太陽光選択吸収膜の優れた表面処理層を比較的
簡単な設備により付与でき、制約されていた用途
が今後ますます広がり、航空宇宙機器用材料とし
て重要な地位を占めるものと確信する。
処理方法によれば、チタニウム又はチタニウム合
金からなる基材表面に優れた耐摩耗性を有し、か
つ太陽光選択吸収膜の優れた表面処理層を比較的
簡単な設備により付与でき、制約されていた用途
が今後ますます広がり、航空宇宙機器用材料とし
て重要な地位を占めるものと確信する。
Claims (1)
- １ 所要形状のチタニウム及びチタニウム合金か
ら成る基材表面を機械的方法により所要の表面粗
さに仕上げ、ついでリン酸三ナトリウムと、フツ
化カリウムと、フツ化水素とを含む混合水溶液中
で化学処理した後、二硫化モルブデン（MoS2）
系皮膜を施すことを特徴とするチタニウム、又は
チタニウム合金への表面処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19632684A JPS6173885A (ja) | 1984-09-19 | 1984-09-19 | チタニウム又はチタニウム合金への表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19632684A JPS6173885A (ja) | 1984-09-19 | 1984-09-19 | チタニウム又はチタニウム合金への表面処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6173885A JPS6173885A (ja) | 1986-04-16 |
| JPH0146190B2 true JPH0146190B2 (ja) | 1989-10-06 |
Family
ID=16355957
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19632684A Granted JPS6173885A (ja) | 1984-09-19 | 1984-09-19 | チタニウム又はチタニウム合金への表面処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6173885A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2726190B2 (ja) * | 1992-01-24 | 1998-03-11 | 新日本製鐵株式会社 | 塗装性の優れたチタン板およびチタン合金板の製造法 |
| US6187388B1 (en) * | 1998-08-06 | 2001-02-13 | Ford Global Technologies, Inc. | Method of simultaneous cleaning and fluxing of aluminum cylinder block bore surfaces for thermal spray coating adhesion |
| JP6839315B1 (ja) * | 2020-03-17 | 2021-03-03 | 有限会社中川商会 | 被処理物の表面改質方法 |
| CN113245169A (zh) * | 2021-04-20 | 2021-08-13 | 西北工业大学 | 钛合金紧固件或连接件润滑涂层喷涂方法 |
-
1984
- 1984-09-19 JP JP19632684A patent/JPS6173885A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6173885A (ja) | 1986-04-16 |
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