層疊體及層疊體的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種層疊體及其制造方法，其在對(duì)使用冷噴霧法而在基材形成金屬皮膜的層疊體進(jìn)行制造的情況下，使基材與金屬皮膜之間的粘結(jié)強(qiáng)度高。本發(fā)明的層疊體(10)具備：由金屬或合金形成的基材(1)；形成于基材(1)表面且由比基材(1)柔軟的金屬或合金構(gòu)成的中間層(2)；通過使金屬或合金的粉末材料與被加熱為比該粉末材料的熔點(diǎn)低的溫度的氣體一并加速，以固相狀態(tài)直接向中間層(2)噴附并堆積在該中間層(2)上而成的金屬皮膜(3)。
【專利說明】層疊體及層疊體的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及層疊體及層疊體的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，作為噴鍍法的一種，通過將材料粉末設(shè)為高溫、高速而噴向基材由此使該材料粉末堆積?涂層于基材的冷噴霧方法引人注目。在冷噴霧方法中，通過使成為皮膜的材料與加熱為材料粉末的熔點(diǎn)或軟化點(diǎn)以下的不活潑氣體一并從前端細(xì)后端粗(拉瓦爾) 噴嘴噴射，以固相狀態(tài)直接與基材碰撞而在基材的表面上形成皮膜，因此能夠獲得無相變且還可抑制氧化的金屬皮膜。
[0003]以往，作為冷噴霧方法，公開有如下所述的技術(shù)，即，在將基材的溫度控制為規(guī)定溫度之后噴射材料粉末的技術(shù)(例如，參照專利文獻(xiàn)I);控制基材及/或不活潑氣體的溫度而形成金屬皮膜的技術(shù)(例如，參照專利文獻(xiàn)2)。
[0004]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開2008-302317號(hào)公報(bào)
[0007]專利文獻(xiàn)2:日本 特開2008-127676號(hào)公報(bào)
發(fā)明概要
[0008]發(fā)明要解決的課題
[0009]然而，專利文獻(xiàn)I中，將基材設(shè)為材料粉末的熔點(diǎn)(絕對(duì)溫度)以下，優(yōu)選加熱為熔點(diǎn)(絕對(duì)溫度)的大致一半的溫度，從而能夠提高材料粉末的附著效率，但并未明示出基于基材加熱的材料粉末的附著量能夠提高至何種程度。另外，關(guān)于由該方法形成的金屬皮膜與基材之間的粘結(jié)強(qiáng)度之間的關(guān)系并未有任何記載。
[0010]另外，專利文獻(xiàn)2中，在將不銹鋼基材的溫度加熱為373K-673K而噴射銅粉末的情況下、及在不加熱不銹鋼基材而將氦氣加熱為673K來噴射銅粉末的情況下，皮膜形成率提高，但關(guān)于由該方法形成的金屬皮膜與基材之間的粘結(jié)強(qiáng)度之間的關(guān)系并未有任何記載。
[0011]
【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種層疊體及該層疊體的制造方法，在對(duì)使用冷噴霧法而在金屬基材形成金屬皮膜的層疊體進(jìn)行制造的情況下，使金屬基材與金屬皮膜之間的粘結(jié)強(qiáng)度高。
[0013]解決方案
[0014]為了解決上述課題而達(dá)成目的，本發(fā)明所涉及的層疊體的特征在于，所述層疊體具備:基材，其由金屬或合金形成；中間層，其形成于所述基材表面，且由比所述基材柔軟的金屬或合金構(gòu)成；金屬皮膜，其通過使金屬或合金的粉末材料與被加熱為比該粉末材料的熔點(diǎn)低的溫度的氣體一并加速，以固相狀態(tài)直接向所述中間層噴附并堆積在所述中間層的表面上而成。
[0015]另外，本發(fā)明所涉及的層疊體在上述發(fā)明的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述基材為不銹鋼，所述中間層由從銀、金、鋁、銅、錫、鉛或鋅中選擇出的任一種金屬構(gòu)成。
[0016]另外，本發(fā)明所涉及的層疊體在上述發(fā)明的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述金屬皮膜由與所述中間層相同的材料形成。
[0017]另外，本發(fā)明所涉及的層疊體在上述發(fā)明的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述中間層具有
0.05-10 y m的厚度。
[0018]另外，本發(fā)明所涉及的層疊體在上述發(fā)明的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述中間層通過濺射形成。
[0019]另外，本發(fā)明所涉及的層疊體在上述發(fā)明的基礎(chǔ)上，其特征在于，一邊對(duì)形成有所述中間層的所述基材進(jìn)行加熱，一邊使所述金屬皮膜堆積于所述中間層的表面。
[0020]另外，本發(fā)明所涉及的層疊體的制造方法的特征在于，所述層疊體的制造方法包括:中間層形成步驟，在該中間層形成步驟中，在由金屬或合金形成的基材的表面形成由比該基材柔軟的金屬或合金構(gòu)成的中間層；金屬皮膜形成步驟，在該金屬皮膜形成步驟中，通過使金屬或合金的粉末材料與被加熱為比該粉末材料的熔點(diǎn)低的溫度的氣體一并加速，以固相狀態(tài)直接向所述中間層噴附并堆積在所述中間層的表面上而形成金屬皮膜。
[0021]另外，本發(fā)明所涉及的層疊體的制造方法在上述發(fā)明的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述基材為不銹鋼，所述中間層由從銀、金、鋁、銅、錫、鉛或鋅中選擇出的任一種金屬構(gòu)成。
[0022]另外，本發(fā)明所涉及的層疊體的制造方法在上述發(fā)明的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述中間層通過濺射形成。
[0023]另外，本發(fā)明所涉及的層疊體的制造方法在上述發(fā)明的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述金屬皮膜形成步驟中，一邊對(duì)形成有所述中間層的所述基材 進(jìn)行加熱，一邊使所述金屬皮膜堆積于所述中間層的表面。
[0024]發(fā)明效果
[0025]本發(fā)明所涉及的層疊體及層疊體的制造方法起到如下所述的效果，即，在金屬基材上形成由比該金屬基材柔軟的材料構(gòu)成的中間層，通過使材料粉末與被加熱為比該材料粉末的熔點(diǎn)低的溫度的氣體一并加速，以固相狀態(tài)直接向所述中間層噴附并堆積在該中間層上，從而形成金屬皮膜，由此能夠獲得金屬基材與金屬皮膜之間的粘結(jié)強(qiáng)度高的層疊體。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的層疊體的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0027]圖2是表示在本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的層疊體的制造中使用的冷噴霧裝置的概要的示意圖。
[0028]圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的層疊體的外觀的照片。
[0029]圖4是表示比較例所涉及的層疊體的外觀的照片。
[0030]圖5是表示基于簡易拉伸試驗(yàn)法的試驗(yàn)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]以下，參照附圖對(duì)用于實(shí)施本發(fā)明的方式進(jìn)行詳細(xì)地說明。需要說明的是，本發(fā)明并不被以下的實(shí)施方式限定。另外，在以下的說明中參照的各附圖只不過為了達(dá)到能夠理解本發(fā)明的內(nèi)容的程度而概要地表示形狀、大小、及位置關(guān)系。即，本發(fā)明并不局限于在各附圖中例示出的形狀、大小、及位置關(guān)系。
[0032]首先，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的層疊體的制造方法進(jìn)行詳細(xì)地說明。圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的層疊體的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0033]層疊體10包括:基材I ;形成于基材I的表面的中間層2 ;利用后述的冷噴霧法層疊于中間層2的金屬皮膜3。
[0034]基材I由金屬或合金形成，呈大致板狀體。形成基材I的金屬或合金利用后述的冷噴霧裝置難以在基材I表面直接層疊金屬皮膜3，在將硬質(zhì)的金屬或合金選擇為基材I的情況下起到特別的效果。例如，下表I所示的內(nèi)容為:不銹鋼(維氏硬度200±20)、鑰(維氏硬度250 ± 20)、鎢(維氏硬度380 土 40)、鈦合金64Ti (維氏硬度320 土 30)、碳鋼S45C (維氏硬度230±30)等。然而，即使是在將硬度不怎么大的金屬或合金作為基材I的情況下， 形成硬度比該基材I小的中間層2，當(dāng)利用冷噴霧裝置在該中間層2上形成金屬皮膜3時(shí)， 能夠以更穩(wěn)定的條件實(shí)現(xiàn)金屬皮膜3的層疊，并且能夠提高基材I與金屬皮膜3之間的界面的粘結(jié)強(qiáng)度。另外，也能夠選擇下表I所示的金屬或合金以外的金屬作為基材I。
[0035]一般來說，當(dāng)利用冷噴霧法在由金屬或合金形成的基材I上形成金屬皮膜3的情況下，成為皮膜的材料粉末以高速與基材I發(fā)生碰撞，由此在材料粉末與基材I之間產(chǎn)生塑性變形，根據(jù)錨定效應(yīng)與金屬結(jié)合，獲得金屬皮膜3與基材I之間的結(jié)合。然而，如表I所示，例如不銹鋼(SUS)的硬度為200±20HV (維氏硬度)，為硬質(zhì)，因此在與噴射的材料粉末之間難以產(chǎn)生塑性變形，從而無法獲得不銹鋼基材I與金屬皮膜3之間的粘結(jié)強(qiáng)度高的層疊體。
[0036]表I
[0037]
【權(quán)利要求】
1.一種層疊體，其特征在于，具備:基材，其由金屬或合金形成；中間層，其形成于所述基材表面，且由比所述基材柔軟的金屬或合金構(gòu)成；金屬皮膜，其通過使金屬或合金的粉末材料與被加熱為比該粉末材料的熔點(diǎn)低的溫度的氣體一并加速，以固相狀態(tài)直接向所述中間層噴附并堆積在所述中間層的表面上而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層疊體，其特征在于，所述基材為不銹鋼，所述中間層由從銀、金、鋁、銅、錫、鉛或鋅中選擇出的任一種金屬構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的層疊體，其特征在于，所述金屬皮膜由與所述中間層相同的材料形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的層疊體，其特征在于，所述中間層具有0.05-IOiim的厚度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的層疊體，其特征在于，所述中間層通過濺射形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中 任一項(xiàng)所述的層疊體，其特征在于，一邊對(duì)形成有所述中間層的所述基材進(jìn)行加熱，一邊使所述金屬皮膜堆積于所述中間層的表面。
7.一種層疊體的制造方法，其特征在于，包括:中間層形成步驟，在該中間層形成步驟中，在由金屬或合金形成的基材的表面形成由比該基材柔軟的金屬或合金構(gòu)成的中間層；金屬皮膜形成步驟，在該金屬皮膜形成步驟中，通過使金屬或合金的粉末材料與被加熱為比該粉末材料的熔點(diǎn)低的溫度的氣體一并加速，以固相狀態(tài)直接向所述中間層噴附并堆積在所述中間層的表面上而形成金屬皮膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的層疊體的制造方法，其特征在于，所述基材為不銹鋼，所述中間層由從銀、金、鋁、銅、錫、鉛或鋅中選擇出的任一種金屬構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的層疊體的制造方法，其特征在于，所述中間層通過濺射形成。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中任一項(xiàng)所述的層疊體的制造方法，其特征在于，所述金屬皮膜形成步驟中，一邊對(duì)形成有所述中間層的所述基材進(jìn)行加熱，一邊使所述金屬皮膜堆積于所述中間層的表面。
【文檔編號(hào)】B32B15/01GK103459671SQ201280016240
【公開日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2012年4月6日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月6日
【發(fā)明者】平野智資, 山內(nèi)雄一郎, 赤林優(yōu), 花待年彥 申請(qǐng)人:日本發(fā)條株式會(huì)社