JPS5884973A - ステンレス鋼板等を基材とする複合材料の製造方法 - Google Patents
ステンレス鋼板等を基材とする複合材料の製造方法Info
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- JPS5884973A JPS5884973A JP18210881A JP18210881A JPS5884973A JP S5884973 A JPS5884973 A JP S5884973A JP 18210881 A JP18210881 A JP 18210881A JP 18210881 A JP18210881 A JP 18210881A JP S5884973 A JPS5884973 A JP S5884973A
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- 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
- C23C24/00—Coating starting from inorganic powder
- C23C24/08—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat
- C23C24/10—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat with intermediate formation of a liquid phase in the layer
- C23C24/103—Coating with metallic material, i.e. metals or metal alloys, optionally comprising hard particles, e.g. oxides, carbides or nitrides
- C23C24/106—Coating with metal alloys or metal elements only
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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】
本発明はステンレス鋼板等を基材とする複合材料の製造
方法に係り、詳しくは、ステンレス鋼板等の基材の表面
にオーステナイト系若しくはフェライト系のステンレス
鋼粉の多孔質焼結層を一体に被着形成し、例えば、熱放
射材料、熱伝達材料等忙好適な複合材料を製造する方法
に係る。
方法に係り、詳しくは、ステンレス鋼板等の基材の表面
にオーステナイト系若しくはフェライト系のステンレス
鋼粉の多孔質焼結層を一体に被着形成し、例えば、熱放
射材料、熱伝達材料等忙好適な複合材料を製造する方法
に係る。
一般に１クーラー、冷臓庫、冷凍機、その他の冷凍機器
や、ポイッ、温水器、その他の加熱機器尋においては、
ある種の伝熱面を介して熱伝達が行なわれ、所定の冷却
加熱等が行なわれている。
や、ポイッ、温水器、その他の加熱機器尋においては、
ある種の伝熱面を介して熱伝達が行なわれ、所定の冷却
加熱等が行なわれている。
例えば、冷凍機は圧縮式冷凍機と、吸収式冷凍機とに大
別されるが、最も多く使用されている圧縮式冷凍機では
１周知の通りフレオン等の如（、比較的低い温度で蒸発
する冷媒を低圧低温状態で蒸発機において被冷却材１例
えば、空気、水等の被冷却材に対し、伝熱面を介して接
触させ、その間の熱移動によって冷媒は蒸発させる一方
、被冷却材な冷却させている。
別されるが、最も多く使用されている圧縮式冷凍機では
１周知の通りフレオン等の如（、比較的低い温度で蒸発
する冷媒を低圧低温状態で蒸発機において被冷却材１例
えば、空気、水等の被冷却材に対し、伝熱面を介して接
触させ、その間の熱移動によって冷媒は蒸発させる一方
、被冷却材な冷却させている。
従って、蒸発器は被冷却材と冷媒の間Ｏ熱交換が熱損失
が少なく行なわれるよう構成され。
が少なく行なわれるよう構成され。
通常、被冷却材側の伝熱面には、多数のフィンが形成さ
れて、接触面積な大きくしている。また、この伝熱面は
通常、熱伝導性ならびに耐食性に優れるところから、銅
苦しくはその合金から構成されているが、銅自体が高価
であり、また、上記構造の伝熱面では性能が低いため、
伝熱面積を大きくとる必要があり、構造が大型化し、重
量も大きくなっている。このため、最近では伝熱面を銅
粒子から成る焼結層として形成するものや１機械的加工
により凹凸面を形成して伝熱面とするものも提案されて
いる。この伝熱面は、従来例よりは伝熱性能が向上して
いても不十分であり、加工工程がはん雑で高価な銅から
成るため、きわめて高価であるほか、高温高圧のメイラ
等の伝熱面には耐熱性が劣り用いることができない。
れて、接触面積な大きくしている。また、この伝熱面は
通常、熱伝導性ならびに耐食性に優れるところから、銅
苦しくはその合金から構成されているが、銅自体が高価
であり、また、上記構造の伝熱面では性能が低いため、
伝熱面積を大きくとる必要があり、構造が大型化し、重
量も大きくなっている。このため、最近では伝熱面を銅
粒子から成る焼結層として形成するものや１機械的加工
により凹凸面を形成して伝熱面とするものも提案されて
いる。この伝熱面は、従来例よりは伝熱性能が向上して
いても不十分であり、加工工程がはん雑で高価な銅から
成るため、きわめて高価であるほか、高温高圧のメイラ
等の伝熱面には耐熱性が劣り用いることができない。
本発明は上記のところに沿って成ｖしたものであって、
詳しくは、ステンレス鋼等の基材の表面にステンレス鋼
の多孔質焼結層を一体に形成して成る複合材料であって
、効果的に冷媒との伝熱効果が高められ１例えば、４０
０℃以上の高温虻も使用できる複合材料の製造方法な提
案する。
詳しくは、ステンレス鋼等の基材の表面にステンレス鋼
の多孔質焼結層を一体に形成して成る複合材料であって
、効果的に冷媒との伝熱効果が高められ１例えば、４０
０℃以上の高温虻も使用できる複合材料の製造方法な提
案する。
すなわち、本尭稠はステンレス鋼板等の表面にオーステ
ナイト系ステンレス鋼粉若しくはフェライト系ステンレ
ス銅粉のうち、一種若しくは二種以上のベース粉と、こ
のペース粉の融点より低い融点を持って染−ス粉と合金
化するＮｉ基基金金粉の混合粉を散布し、その後、真空
若しくは非酸化性雰囲気中で前記ベース粉の融点より低
く、かつ前記Ｎｌｌ基金金粉融点より高い温度で焼結す
ることを特徴とする。
ナイト系ステンレス鋼粉若しくはフェライト系ステンレ
ス銅粉のうち、一種若しくは二種以上のベース粉と、こ
のペース粉の融点より低い融点を持って染−ス粉と合金
化するＮｉ基基金金粉の混合粉を散布し、その後、真空
若しくは非酸化性雰囲気中で前記ベース粉の融点より低
く、かつ前記Ｎｌｌ基金金粉融点より高い温度で焼結す
ることを特徴とする。
以下、本発明方法について詳しく説明する。
まず、８１１図に示す如く、ステンレス鋼板を基材１と
して、その基材ｌの表面に所望の厚さに混合粉２を散布
する。この混合粉はオーステナイト系ステンレス鋼粉若
しくは、フェライト系銅粉のうちの一種若しくは二種以
上をペース粉として、このベース粉にＮ１基合金粉を配
合したものであって、ペース粉の粒径に対してＮ１基合
金の配合物は粒径が小さいものが好ましい。
して、その基材ｌの表面に所望の厚さに混合粉２を散布
する。この混合粉はオーステナイト系ステンレス鋼粉若
しくは、フェライト系銅粉のうちの一種若しくは二種以
上をペース粉として、このベース粉にＮ１基合金粉を配
合したものであって、ペース粉の粒径に対してＮ１基合
金の配合物は粒径が小さいものが好ましい。
従って、ステンレス鋼板上に混合粉が散布された状態で
は、 ａｌｌ！２ｖａＫ示す如く、大径のベース粉２ａ
の周１１Ｃ小径の配合粉２ｂが耐着した状態虻あって、
これら配合粉２ｂを介してベース粉２ａが接触している
。
は、 ａｌｌ！２ｖａＫ示す如く、大径のベース粉２ａ
の周１１Ｃ小径の配合粉２ｂが耐着した状態虻あって、
これら配合粉２ｂを介してベース粉２ａが接触している
。
なお、基材はオーステナイト系、フェライト系、を問わ
ずステンレス鋼であれば良いが、ステンレス鋼以外でも
耐熱性ならびに耐食性を有すれば、何れの鋼板でも使用
でき、更に基材の表面は所要に応じて散布前に機械的若
しくは化学的Ｋ１１ｌｉを研削等の前処理することもで
きる。
ずステンレス鋼であれば良いが、ステンレス鋼以外でも
耐熱性ならびに耐食性を有すれば、何れの鋼板でも使用
でき、更に基材の表面は所要に応じて散布前に機械的若
しくは化学的Ｋ１１ｌｉを研削等の前処理することもで
きる。
次忙、上記の状態で真空若しくは非酸化性雰囲気、好ま
しくは、例りばＨ３の如き還元性雰囲気中で焼結する。
しくは、例りばＨ３の如き還元性雰囲気中で焼結する。
この際の焼結温度は配合粉の少な（とも一部が溶融し、
ペース粉や基材が未溶融で同相の状態を保っている温度
で、この条件で焼結すると、発生する液相が基材表面や
ペース粉を濡らし、第３図に示す如（表向に多孔質焼結
層３を有する複合材料が得られる。
ペース粉や基材が未溶融で同相の状態を保っている温度
で、この条件で焼結すると、発生する液相が基材表面や
ペース粉を濡らし、第３図に示す如（表向に多孔質焼結
層３を有する複合材料が得られる。
すなわち、ステンレス鋼粉はオーステナイト系、フェラ
イト系の何れでも表面は不活性な酸化皮膜（Ｃｒ、ｏ、
）Ｋおおわれており、基材のステンレス鋼板の表面も同
様である。従って。
イト系の何れでも表面は不活性な酸化皮膜（Ｃｒ、ｏ、
）Ｋおおわれており、基材のステンレス鋼板の表面も同
様である。従って。
これな焼結して基材を一体化する虻は１通常表面のステ
ンレス銅粉を加圧することによって、表面の酸化皮膜を
機械的に破壊する一方、金属接触状態を形成する必要が
ある。しかし、この方法では、表面に多孔質の焼結層を
形成することが困難であり、加圧時に基材に加工歪が発
生したり、応力の残り、強度的に問題が発生する。
ンレス銅粉を加圧することによって、表面の酸化皮膜を
機械的に破壊する一方、金属接触状態を形成する必要が
ある。しかし、この方法では、表面に多孔質の焼結層を
形成することが困難であり、加圧時に基材に加工歪が発
生したり、応力の残り、強度的に問題が発生する。
このため、混合粉は基材の表面に散布したままの状態と
してベース粉量には空隙を残し、この間はステンレス鋼
と合金化する組成の配合粉で結合連結する。
してベース粉量には空隙を残し、この間はステンレス鋼
と合金化する組成の配合粉で結合連結する。
しかし、この場合でも多孔質焼結層では骨格となるペー
ス自体は溶解せずに固相状朧としてそれや基材に対し、
配合粉は少な（ともある程度合金化させる必要がある。
ス自体は溶解せずに固相状朧としてそれや基材に対し、
配合粉は少な（ともある程度合金化させる必要がある。
この点から配合粉の組成や焼結条件は基材やベース粉の
組成と関連して定める必要がある。
組成と関連して定める必要がある。
そこで、まず、配合粉の組成はベース粉や基材より融点
が低く、かつペース粉や基材と組成的に近似し、適度に
合金化することが必要となる。また、焼結条件は配合粉
が溶融して発生する液相がペース粉や基材の表面な濡ら
すのに防げないことが必要で、雰囲気としては真空若し
くは非酸化性であることが必要である。
が低く、かつペース粉や基材と組成的に近似し、適度に
合金化することが必要となる。また、焼結条件は配合粉
が溶融して発生する液相がペース粉や基材の表面な濡ら
すのに防げないことが必要で、雰囲気としては真空若し
くは非酸化性であることが必要である。
更に１焼結温度は配合粉のみが少なくともその一部が溶
融する温度となり、焼結時間は液相が発生して、それが
十分にベース粉、基材と反応し１強固な骨格が形成され
るのに必要な時間となる。
融する温度となり、焼結時間は液相が発生して、それが
十分にベース粉、基材と反応し１強固な骨格が形成され
るのに必要な時間となる。
従って、上記条件を満足する組成の配合粉としてはＣｒ
、Ｂ、８１若しくはＦ・のうちの一種若しくは二種以上
を含んで残余が実質的ＫＮｉから成るＮｉ基合金粉が好
ましい。更に、配合粉の粒径はペース粉の粒径より小さ
いことが必要で、ベース粉が１００〜１５０メツシユの
場合は配合粉が２００メツシユ以下が好ましい。
、Ｂ、８１若しくはＦ・のうちの一種若しくは二種以上
を含んで残余が実質的ＫＮｉから成るＮｉ基合金粉が好
ましい。更に、配合粉の粒径はペース粉の粒径より小さ
いことが必要で、ベース粉が１００〜１５０メツシユの
場合は配合粉が２００メツシユ以下が好ましい。
なお、この配合粉の好適組成を示すと、次の通りである
。
。
Ｃｒ ・−・・−−−・６〜２０％
Ｂ・−・−・・−・−・１．０〜４．０％Ｓｔ−・・−
・・・・３．０〜１Ｏ８５％ｐｅ ・−・・・−・０
〜５．０％ Ｃ−−−−・・・・−０，１５％以下 Ｎｉ ・・・−・・・・Ｂａｌ この組成であると、融点は９２５〜１２１５℃とな６、
その配合量は重量％にして１５〜２５鴨程度で十分であ
り、ベース粉や基材と合金化し、と（Ｋ、Ｎｌ、Ｃｒは
合金化により耐食性や耐熱性な向上させ、Ｓｉ、Ｆｅ等
は機械的強度を向上させ、Ｂは所定の硬度を与えるほか
、耐熱性も向上させる。
・・・・３．０〜１Ｏ８５％ｐｅ ・−・・・−・０
〜５．０％ Ｃ−−−−・・・・−０，１５％以下 Ｎｉ ・・・−・・・・Ｂａｌ この組成であると、融点は９２５〜１２１５℃とな６、
その配合量は重量％にして１５〜２５鴨程度で十分であ
り、ベース粉や基材と合金化し、と（Ｋ、Ｎｌ、Ｃｒは
合金化により耐食性や耐熱性な向上させ、Ｓｉ、Ｆｅ等
は機械的強度を向上させ、Ｂは所定の硬度を与えるほか
、耐熱性も向上させる。
次（、実施例について説明する。
実施例１
マス、オーステナイト系ステンレス鋼のストリップ（Ｓ
ＵＳ３１６相当）上にオーステナイト系ステンレス鋼粉
のベース粉（ＳＵＳ３１６相当の成分１粒度−１００メ
ツシユ）８０部とＮ１基合金（組成−ｅＣ−ｒ１３．０
％、Ｂａ、０％。
ＵＳ３１６相当）上にオーステナイト系ステンレス鋼粉
のベース粉（ＳＵＳ３１６相当の成分１粒度−１００メ
ツシユ）８０部とＮ１基合金（組成−ｅＣ−ｒ１３．０
％、Ｂａ、０％。
Ｐｅ４．０％、ＮｌＢａ１粒度−２５０メツシユ）２０
部を混合した混合粉を厚さ２．０−忙なるよ５散布した
。続いて、焼結炉中で１２５０℃×１．０時間の条件で
水素雰囲気中で焼結した。その結果、表１１ｉＫ強固な
ステンレス鋼の多孔質焼結層が一体として形成された複
合材料が得られ、多孔質焼結層の各ベース粉は組成的に
そのままで骨格を形成し、この間ならびに基材との間は
全く強固に結合され、孔隙も容積率で３０％内外存在し
、引張り力２０ Ｋｇ ／ ｖｓｘｒｒ？程度かけても
、全く剥離することがなかった。
部を混合した混合粉を厚さ２．０−忙なるよ５散布した
。続いて、焼結炉中で１２５０℃×１．０時間の条件で
水素雰囲気中で焼結した。その結果、表１１ｉＫ強固な
ステンレス鋼の多孔質焼結層が一体として形成された複
合材料が得られ、多孔質焼結層の各ベース粉は組成的に
そのままで骨格を形成し、この間ならびに基材との間は
全く強固に結合され、孔隙も容積率で３０％内外存在し
、引張り力２０ Ｋｇ ／ ｖｓｘｒｒ？程度かけても
、全く剥離することがなかった。
実施例２
まず、フェライト系ステンレス鋼のストリップの基材（
ＳＵＳ４１０相当）の表面を研削ベルトにて研削し、そ
の上にステンレス鋼粉（５ＵＳ４１Ｇ相当、粒度−１０
０ｍｅｓｈ）のペース粉８５部とＮｉ基合金粉（Ｃｒ１
３．０％、Ｂａ、０％、Ｆ・４．０％、ＮｌＢａ１粒度
−２５０メツシユ）１５部とを混合した混合粉を厚さ１
．５ｍになるよう散布してから、１２５０℃×１．０時
間の条件で真空（１０−’ａ＊Ｈｇ ）炉で焼結させた
。その結果、ペース粉粒子は基材上に強固にｍ結り、Ｌ
”）かりと一体に結合していた。その上、多孔質焼結層
の表面はＮｉ分が含浸し、耐食性が著しく改善された。
ＳＵＳ４１０相当）の表面を研削ベルトにて研削し、そ
の上にステンレス鋼粉（５ＵＳ４１Ｇ相当、粒度−１０
０ｍｅｓｈ）のペース粉８５部とＮｉ基合金粉（Ｃｒ１
３．０％、Ｂａ、０％、Ｆ・４．０％、ＮｌＢａ１粒度
−２５０メツシユ）１５部とを混合した混合粉を厚さ１
．５ｍになるよう散布してから、１２５０℃×１．０時
間の条件で真空（１０−’ａ＊Ｈｇ ）炉で焼結させた
。その結果、ペース粉粒子は基材上に強固にｍ結り、Ｌ
”）かりと一体に結合していた。その上、多孔質焼結層
の表面はＮｉ分が含浸し、耐食性が著しく改善された。
また、基材の表面を研削することなく同条件で焼結し、
一体化し、この複合材料と上記の僚合材料虻ついて引張
り試験をしたところ、引張り力３０ Ｎ４ ／ ｍｒ／
？程度であっても、両材料から表面の多孔質焼結層が剥
離せず、一体化していた。
一体化し、この複合材料と上記の僚合材料虻ついて引張
り試験をしたところ、引張り力３０ Ｎ４ ／ ｍｒ／
？程度であっても、両材料から表面の多孔質焼結層が剥
離せず、一体化していた。
実施例３
マス、オーステナイト系ステンレス鋼の薄板の基材（Ｓ
ＵＳ３０４．板厚０．５ ｍ ）上に、オーステナイト
系ステンレス銅粉のベース粉（ＳＵＳ３１６相当、粒度
−２０ｏメツシユ）８０部とＮ１基合金粉（Ｃｒ１３．
０％、Ｂａ、０％。
ＵＳ３０４．板厚０．５ ｍ ）上に、オーステナイト
系ステンレス銅粉のベース粉（ＳＵＳ３１６相当、粒度
−２０ｏメツシユ）８０部とＮ１基合金粉（Ｃｒ１３．
０％、Ｂａ、０％。
Ｆｅ４．０％、ＮｉＢａ１．粒度−２５０メツシユ）２
０部を混合した混合粉な厚さ０．５〜１．０−の厚さ虻
薄く敷き、１２５０℃Ｘ１．０時間の条件で水素（露点
−５０℃）気流中で焼結した。その結果、ベース粉粒子
は一層乃至２層程度に薄く焼結して一体化され、ベース
粉粒子と基材とは全く強ｍに結合されていた。
０部を混合した混合粉な厚さ０．５〜１．０−の厚さ虻
薄く敷き、１２５０℃Ｘ１．０時間の条件で水素（露点
−５０℃）気流中で焼結した。その結果、ベース粉粒子
は一層乃至２層程度に薄く焼結して一体化され、ベース
粉粒子と基材とは全く強ｍに結合されていた。
第１図は本発明方法の混合粉散布過程を示す説明図、第
２図はその混合粉の散布状態な拡大して示す説明図、第
３図は本発明方法で得られる複合材料の一例の一部の拡
大図である。 符号ニー−基 材 ２−−−−・・混合粉２ａ−ベ
ース粉 ２ｂ・・・配合粉 ３−−−−−−多孔質焼結層 特許ｔＢ−人 日本ダイアタレバイト株式会社代理人弁
理士松下義勝 弁場土鈴木 均 第１図
２図はその混合粉の散布状態な拡大して示す説明図、第
３図は本発明方法で得られる複合材料の一例の一部の拡
大図である。 符号ニー−基 材 ２−−−−・・混合粉２ａ−ベ
ース粉 ２ｂ・・・配合粉 ３−−−−−−多孔質焼結層 特許ｔＢ−人 日本ダイアタレバイト株式会社代理人弁
理士松下義勝 弁場土鈴木 均 第１図
Claims (1)
- ステンレス鋼板等の表面にオーステナイト系ステンレス
銅粉若しくはフェライト系ステンレス銅粉のうち、一種
若しくは二種以上のペース粉と、とのペース粉の融点よ
り低い融点を持ってペース粉と合金化するＮ％基合金粉
との混合粉を散布し、その後、真空若しくは非酸化性雰
囲気中で前記ペース粉の融点より低く、かつ前記Ｎｉ基
会合金粉融点より高い温度で焼結することを特徴とする
ステンレス鋼板等を基材とする複合材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18210881A JPS6057509B2 (ja) | 1981-11-13 | 1981-11-13 | ステンレス鋼板等を基材とする複合材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18210881A JPS6057509B2 (ja) | 1981-11-13 | 1981-11-13 | ステンレス鋼板等を基材とする複合材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5884973A true JPS5884973A (ja) | 1983-05-21 |
| JPS6057509B2 JPS6057509B2 (ja) | 1985-12-16 |
Family
ID=16112469
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18210881A Expired JPS6057509B2 (ja) | 1981-11-13 | 1981-11-13 | ステンレス鋼板等を基材とする複合材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6057509B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5812926A (en) * | 1991-09-03 | 1998-09-22 | General Electric Company | Process for hard facing a substrate |
| JP2009515054A (ja) * | 2005-11-07 | 2009-04-09 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 熱転写コーティング |
| JP2015200021A (ja) * | 2014-03-31 | 2015-11-12 | オイレス工業株式会社 | 複層軸受用の下地層付き金属製基材、複層軸受の製造方法および複層軸受用の下地層付き金属製基材、複層軸受 |
| JP2016108627A (ja) * | 2014-12-08 | 2016-06-20 | 大同メタル工業株式会社 | 摺動部材 |
| WO2017029801A1 (ja) * | 2015-08-20 | 2017-02-23 | オイレス工業株式会社 | 複層摺動部材 |
-
1981
- 1981-11-13 JP JP18210881A patent/JPS6057509B2/ja not_active Expired
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5812926A (en) * | 1991-09-03 | 1998-09-22 | General Electric Company | Process for hard facing a substrate |
| JP2009515054A (ja) * | 2005-11-07 | 2009-04-09 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 熱転写コーティング |
| JP2015200021A (ja) * | 2014-03-31 | 2015-11-12 | オイレス工業株式会社 | 複層軸受用の下地層付き金属製基材、複層軸受の製造方法および複層軸受用の下地層付き金属製基材、複層軸受 |
| JP2016108627A (ja) * | 2014-12-08 | 2016-06-20 | 大同メタル工業株式会社 | 摺動部材 |
| WO2017029801A1 (ja) * | 2015-08-20 | 2017-02-23 | オイレス工業株式会社 | 複層摺動部材 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6057509B2 (ja) | 1985-12-16 |
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