(57)【要約】  【課題】適用場面等に応じて所望の性質を有する溶射皮膜を容易に且つ安定して形成することが可能な溶射方法を提供する。  【解決手段】本発明により、気体を供給しながら溶射材を加熱溶融し、同溶融した溶射材を被溶射物に吹き付けて、前記被溶射物表面に溶射皮膜を形成する溶射方法であって、前記供給する気体の酸素濃度を調節すること、前記溶射皮膜として、前記酸素濃度を高めて酸化物の形成を促進した酸化層と、前記酸素濃度を下げて酸化物の形成を抑制した還元層とを、それぞれ所定の厚さでしかも任意の順番で層状に形成することを特徴とする溶射方法が提供される。  【選択図】図１
2007023332.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体を供給しながら溶射材を加熱溶融し、同溶融した溶射材を被溶射物に吹き付けて、前記被溶射物表面に溶射皮膜を形成する溶射方法であって、
前記供給する気体の酸素濃度を調節すること、及び
前記溶射皮膜として、前記酸素濃度を高めて酸化物の形成を促進した酸化層と、前記酸素濃度を下げて酸化物の形成を抑制した還元層とを、それぞれ所定の厚さでしかも任意の順番で層状に形成すること、
を特徴とする溶射方法。
【請求項２】
前記溶射方法が、
前記気体として、高圧の酸素又は空気と燃料ガスとを燃焼室内に供給して同燃焼室内で高圧の燃焼炎を形成し、前記燃焼室内の燃焼炎を噴射する噴射口の周りに形成したガス噴射部から高圧ガスを噴射してエアトンネルを形成し、前記燃焼室内で形成した前記燃焼炎を、前記噴射口から前記エアトンネル内に噴射し、前記エアトンネル内に噴射した燃焼炎に粉末状の前記溶射材を供給して溶射材を加熱溶融する溶射方法であって、
前記燃焼室内に供給する前記高圧の酸素又は空気の供給量と前記燃料ガスの供給量とを制御して前記燃焼炎に含まれる酸素濃度を調節する
ことを特徴とする請求項１記載の溶射方法。
【請求項３】
前記溶射方法が、
前記溶射材として２本の線状電極を用い、前記各線状電極の先端間にアークを発生させて溶射材を加熱溶融し、前記溶融した溶射材に前記気体としての高圧ガスを供給する溶射方法であって、
前記高圧ガスに含まれる酸素濃度を調節する
ことを特徴とする請求項１記載の溶射方法。
【請求項４】
前記溶射方法が、
前記溶射材として線状材、棒状材又は粉末材を用い、前記溶射材を供給する供給部の先端に、前記気体として酸素又は空気と燃料ガスとを供給して燃焼炎を形成し、前記形成した燃焼炎に前記溶射材を前記供給部から供給して溶射材を加熱溶融する溶射方法であって、
前記酸素又は空気の供給量と前記燃料ガスの供給量とを制御して前記燃焼炎に含まれる酸素濃度を調節する
ことを特徴とする請求項１記載の溶射方法。
【請求項５】
前記溶射材に、アルミニウム及び／又はシリコンを含有させることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の溶射方法。
【請求項６】
前記溶射皮膜として、前記被溶射物の表面に第１層目となる前記酸化層と、同第１層目の酸化層の表面に第２層目となる還元層とを形成することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の溶射方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体を供給しながら溶射材を加熱溶融し、同溶融した溶射材を被溶射物に吹き付けることにより溶射皮膜を形成する溶射方法に関し、より具体的には、溶射皮膜として、酸化物の形成を促進した酸化層と、酸化物の形成を抑制した還元層とを任意の順番で層状に形成可能な溶射方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば軸受の摺動部において、摺動特性や耐摩耗性等を向上させることを目的として、軸受の摺動部に溶射を行って、同摺動部表面に溶射皮膜を形成することが行われている。このような軸受の摺動部における溶射皮膜の形成に関する発明としては、例えば、特許文献１（特許第２９６５１９２号）や特許文献２（特表平１−５００７６３号公報）などが知られている。
【０００３】
前記特許文献１においては、高速フレーム溶射により軸受等の被溶射物に対して溶射皮膜を形成する方法が記載されている。高速フレーム溶射とは、高圧の酸素（又は高圧の空気）と炭化水素系の燃料ガスとから形成される燃焼炎を利用したフレーム溶射法の一つであり、以下のようにして被溶射物に溶射膜を形成することができる。
【０００４】
即ち、高圧の酸素（又は高圧の空気）と炭化水素系の燃料ガスとを燃焼室に供給して高圧の燃焼炎を形成し、この燃焼炎を細長いバレルに導入して絞ることで高速の燃焼炎を形成する。そして、この高速の燃焼炎に溶射材を供給することにより、溶射材を加熱溶融しながら加速することができる。これにより、バレルを通じて溶融した溶射材を被溶射物に対して高速で吹き付けることができるため、被溶射物の表面に緻密な溶射皮膜を形成することが可能となる。
【０００５】
前記特許文献１には、銅を主成分とし、潤滑作用を有する鉛を３ｗｔ％未満で含有した第１の粉末と、同第１の粉末よりも粗粒で、且つ、銅を主成分とし、鉛を３〜４０ｗｔ％で含有した第２の粉末とを溶射材として用いて、上記の高速フレーム溶射により被溶射物に対して溶射皮膜を形成する方法が記載されている。この特許文献１は、上記のような２種類の粉末を溶射材として用いて高速フレーム溶射を行うことにより、以下のような作用を奏するとしている。
【０００６】
即ち、粗粒の第２粉末は、高速の燃焼炎に供給しても粒子の表面のみが溶融状態となり、粒子内部は未溶融状態となる。このため、第２粉末に含有させた鉛は合金化せずに、粒子内部に鉛が適切に分布した状態で第２粉末を被溶射物に吹き付けることができる。一方、微粉の第１粉末は、高速の燃焼炎によって加熱溶融されることにより溶融状態となり、この溶融状態のままで加速されて被溶射物に衝突する。これにより、溶融状態で被溶射物に衝突した第１粉末は、内部が未溶融状態である前記第２粉末同士を互いに結合させることができるため、溶射皮膜の結合力を高めることができる。
【０００７】
従って、前記特許文献１に記載されている方法を用いて軸受の摺動部に溶射を行うことにより、摺動部に形成された溶融皮膜には、潤滑作用を有する鉛が適切に分布している。このため、優れた摺動特性を有し、且つ密着力も良好な溶射皮膜を得ることが可能となる。
【０００８】
一方、前記特許文献２には、プラズマ溶射により支持エレメント（被溶射物）上に軸受合金層を形成する発明が開示されている。プラズマ溶射とは、プラズマを溶射の熱源として利用する溶射方法である。即ち、プラズマ溶射は、先ずアルゴン等の不活性ガス中で２本の電極間で放電することによって、高温・高速のプラズマを形成する。そして、この形成した高温・高速のプラズマ中に粉末状の溶射材を供給することにより、溶射材を加熱溶融しながら加速して、溶融した溶射材を被溶射物に吹き付けることができる。これにより、被溶射物の表面に溶射皮膜を形成することができる。
【０００９】
特許文献２では、鉛等の各合金成分を含有する溶射材を粒子の形状でプラズマ流に導入して、溶射材の粒子をプラズマ流中で加熱溶融して合金化する。そして、この溶融して合金化した状態の溶射材を支持エレメントの表面に吹き付けることにより、支持エレメント表面に溶射皮膜として合金層を形成することができる。
【００１０】
この特許文献２の方法により形成された合金層は、層内に析出する鉛等の各合金成分（金属微粒子）が５ミクロンより小さいサイズで非常に均質に分布した微細な組織により構成されている。従って、このような合金層からなる溶射皮膜は、密度が高く、強度や疲れ限度に優れているという利点を有している。また、特許文献２では、上記溶射皮膜を真空プラズマ溶射（ＶＰＳ）によって形成することにより、溶射皮膜に気孔や酸化膜が形成されることを抑制できるため、上記効果に加えて、非常に良好で安定な層状組織を有する合金層が得られるとしている。
【特許文献１】特許第２９６５１９２号
【特許文献２】特表平１−５００７６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、例えば前記特許文献１のように、バレルを利用した高速フレーム溶射法によって溶射皮膜を形成する場合、溶射材に銅や鉛といった低融点の金属や、粒径の非常に小さい微細な金属粒子が含まれていると次のような不具合が生じることがあった。即ち、このような溶射材をバレル内に形成した高速の燃焼炎に供給すると、溶射材が溶融し易いため、溶融した溶射材がバレル内を通過する際にバレル内面に付着して堆積する。このため、溶射を行っている際に、バレルの流路が付着物によって徐々に塞がれてしまうという不具合があった。
【００１２】
そこで、従来では、溶融した溶射材がバレル内に付着するのを抑制するために、燃焼室に供給する酸素の供給量を多くして、燃焼炎の温度が高くなり過ぎないように制御することが行われていた。これにより、バレル内で溶射材が過度に溶融することを抑制し、溶射材のバレル内への付着を防ぐことが可能となる。
【００１３】
一方、例えば、軸受の摺動部に形成する溶射皮膜としては、摺動特性に優れていること、密着力が高くて剥離し難いこと、また耐摩耗性に優れていること等が求められていた。しかしながら、例えば上記のように溶射材がバレル内に付着することを防ぐためにガス中の酸素濃度を高くして高速フレーム溶射を行った場合、溶射皮膜を構成する粒子間に酸化物が形成され、また溶射皮膜中には気孔が形成され易くなることが知られている。溶射皮膜内にこのような酸化物や気孔が形成されてしまうと、皮膜の緻密化が妨げられたり、また溶射材の酸化による変質が生じて溶射皮膜の耐摩耗性や耐食性等に悪影響を及ぼすことがあるといった問題があった。
【００１４】
即ち、前記特許文献１のように、低融点の金属を含む溶射材を用いて、バレルを利用した高速フレーム溶射を行う場合、摺動特性に優れた溶射皮膜が形成可能であるものの、溶射皮膜内に酸化物や気孔が形成されてしまうため、耐摩耗性等の特性を十分に得ることが難しかった。また実際に、特許文献１においては、溶射皮膜内に形成される酸化物や気孔に対して何の対策も施されていない。
【００１５】
一方、特許文献２のように真空プラズマ溶射（ＶＰＳ）により溶射皮膜を形成する場合、前記のように、溶射皮膜に酸化膜や気孔が形成されるのを抑制することができる。また、真空プラズマ溶射は、前記特許文献１のように、溶融した溶射材の付着によって流路が塞がれるといった不具合が生じることもない。しかしながら、このような真空プラズマ溶射を行うためには、高価な設備が必要とされ、コストアップに繋がるという欠点があった。また、酸化物の形成が抑制された溶射皮膜は、膜自体の硬度が低下するという不具合もあった。
【００１６】
更に、例えば軸受の摺動部に形成した溶射皮膜においては、摺動部における摩擦係数の低下を図るために潤滑剤等を用いることがある。このとき、溶射皮膜に気孔や間隙が形成されている場合の方が、溶射皮膜表面における潤滑剤の保持を助長して、優れた効果が得られることがある。しかし、上記のような真空プラズマ溶射により形成された溶射皮膜は、気孔が非常に少ないために、却って溶射皮膜における潤滑剤の保持効果を低下させてしまうという弊害が生じることがあった。
【００１７】
即ち、現在において、溶射は様々な技術分野に利用されており、適用場面や使用条件に応じて異なる性質を有する溶射皮膜を形成することが求められている。しかし、特許文献１及び２に記載されているような従来の溶射技術では、それぞれ上記のような様々な制約を受けてしまうために、性質の異なる溶射皮膜を適用場面等に応じて適切に形成することができなかった。
【００１８】
本発明は、かかる従来の課題を解消すべくなされたものであり、その具体的な目的は、適用場面等に応じて所望の性質を有する溶射皮膜を容易に且つ安定して形成することが可能な溶射方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するために、本発明により提供される溶射方法は、基本的な構成として、気体を供給しながら溶射材を加熱溶融し、同溶融した溶射材を被溶射物に吹き付けて、前記被溶射物表面に溶射皮膜を形成する溶射方法であって、前記供給する気体の酸素濃度を調節すること、及び前記溶射皮膜として、前記酸素濃度を高めて酸化物の形成を促進した酸化層と、前記酸素濃度を下げて酸化物の形成を抑制した還元層とを、それぞれ所定の厚さでしかも任意の順番で層状に形成することを最も主要な特徴とするものである。
【００２０】
また、本発明の溶射方法は、前記気体として、高圧の酸素又は空気と燃料ガスとを燃焼室内に供給して同燃焼室内で高圧の燃焼炎を形成し、前記燃焼室内の燃焼炎を噴射する噴射口の周りに形成したガス噴射部から高圧ガスを噴射してエアトンネルを形成し、前記燃焼室内で形成した前記燃焼炎を、前記噴射口から前記エアトンネル内に噴射し、前記エアトンネル内に噴射した燃焼炎に粉末状の前記溶射材を供給して溶射材を加熱溶融する溶射方法であることが好ましく、前記燃焼室内に供給する前記高圧の酸素又は空気の供給量と前記燃料ガスの供給量とを制御して前記燃焼炎に含まれる酸素濃度を調節することができる。
【００２１】
更に、本発明の溶射方法は、前記溶射材として２本の線状電極を用い、前記各線状電極の先端間にアークを発生させて溶射材を加熱溶融し、前記溶融した溶射材に前記気体としての高圧ガスを供給する溶射方法であっても良く、前記高圧ガスに含まれる酸素濃度を調節することができる。
【００２２】
更にまた、本発明の溶射方法は、前記溶射材として線状材、棒状材又は粉末材を用い、前記溶射材を供給する供給部の先端に、前記気体として酸素又は空気と燃料ガスとを供給して燃焼炎を形成し、前記形成した燃焼炎に前記溶射材を前記供給部から供給して溶射材を加熱溶融する溶射方法であっても良く、前記酸素又は空気の供給量と前記燃料ガスの供給量とを制御して前記燃焼炎に含まれる酸素濃度を調節することができる。
【００２３】
また、本発明は、前記構成に加えて、前記溶射材に、アルミニウム及び／又はシリコンを含有させることが好ましい。
更に、本発明の溶射方法は、前記溶射皮膜として、前記被溶射物の表面に第１層目となる前記酸化層と、同第１層目の酸化層の表面に第２層目となる還元層とを形成することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の溶射方法は、溶射材を加熱溶融する際に、供給する気体の酸素濃度を調節することを特徴としている。これによって、酸化物の形成を促進した酸化層と、酸化物の形成を抑制した還元層とをそれぞれ所定の厚さでしかも任意の順番で層状に配した溶射皮膜を形成することができる。なお、本発明において、酸化層とは、酸化作用を有する皮膜のことではなく、溶射皮膜の形成時に、酸化物の形成を助長させる気体を用いて形成した溶射皮膜を意味している。また、還元層とは、還元作用を有する溶射皮膜のことではなく、溶射皮膜の形成時に、酸化物の形成を阻害させる気体を用いて形成した溶射皮膜を意味している。
【００２５】
本発明者等は、溶射皮膜について様々な実験を重ねた結果、以下の事項を新たに見出した。即ち、気体を供給しながら溶射材を加熱溶融して溶射皮膜を形成する際に、供給する気体の酸素濃度を高めて溶射皮膜を形成することにより、酸化物の形成が促進された酸化層が得られること、一方、気体の酸素濃度を下げることにより、酸化物の形成が抑制された還元層が得られることが明らかとなった。
【００２６】
更に、これらの酸化層及び還元層の性質を調べたところ、酸化層は硬く、強度に優れているものの、還元層に比べて耐摩耗性に劣ることが確認された。一方、還元層は、比較的軟質であるが、酸化層よりも耐摩耗性に優れていることが確認された。即ち、溶射材を加熱溶融する際に供給する気体の酸素濃度を変化させることにより、異なる性質を有する溶射皮膜を容易に形成できることが明らかとなった。
【００２７】
従って、本発明は、上記知見に基づいて、溶射材を加熱溶融する際に供給する気体の酸素濃度を変化させることにより、異なる性質を有する溶射皮膜が形成できるという特性を利用して完成したものである。即ち、本発明の溶射方法は、溶溶射材を加熱溶融する際に供給する気体の酸素濃度を調節することにより、溶射皮膜を構成する酸化層及び還元層の厚さ、酸化層と還元層を形成する順番、層状に形成する酸化層と還元層の数等を適宜変更することができる。これにより、溶射皮膜の適用場面や使用条件等に応じて、所望の特性を有する溶射皮膜を容易に且つ安定して形成することが可能となる。
【００２８】
特に、本発明は、燃焼室内で形成した高圧の燃焼炎を、高圧ガスで形成したエアトンネル内に噴射し、この噴射した燃焼炎に粉末状の溶射材を供給する溶射方法に適用することができる。このような溶射方法は、高圧ガスで形成したエアトンネルを利用するため、前記で説明したようなバレルを使用せずに溶射を行うことができる。従って、溶融した溶射材がバレル内面に付着するという問題を考慮する必要がなくなり、燃焼室に供給する気体の酸素濃度を任意に調節することが可能となる。
【００２９】
即ち、燃焼炎をエアトンネル内に噴射して溶射を行う場合には、燃焼室内に供給する高圧の酸素又は空気の供給量と燃料ガスの供給量とを制御して、燃焼炎を形成する気体の酸素濃度を任意に調節することができる。これにより、酸化層と還元層とを任意の順番で層状に配した所望の特性を有する溶射皮膜を安定して形成することができる。
【００３０】
また、本発明は、アークを発生させて溶射材を加熱溶融するアーク溶射方法にも適用することができる。このような溶射方法を用いて溶射皮膜を形成する際に、溶融した溶射材に供給する高圧ガスに含まれる酸素濃度を調節する。これにより、前記と同様に、所望の特性を有する溶射皮膜を安定して形成することができる。
【００３１】
更に、本発明は、線状、棒状又は粉末状の溶射材を燃焼炎に供給して加熱溶融する溶射方法にも適用することができる。このような溶射方法を用いて溶射皮膜を形成する際に、燃焼炎の形成に用いられる酸素又は空気の供給量と燃料ガスの供給量とを制御することにより、燃焼炎に含まれる酸素濃度を調節することができる。これにより、前記と同様に、所望の特性を有する溶射皮膜を安定して形成することができる。
【００３２】
また、本発明の溶射方法では、溶射材にアルミニウム及び／又はシリコンを含有させることにより、形成した溶射皮膜のうちの酸化層中に硬質のアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）及び／又はシリカ（ＳｉＯ2）を含ませることができる。これにより、形成した酸化層の硬度を更に高めることができる。
【００３３】
そして、本発明の溶射方法は、例えば軸受の摺動部に対して溶射皮膜を形成する場合等において、溶射皮膜として、被溶射物の表面に第１層目となる酸化層と、この酸化層の表面に第２層目となる還元層とを形成することができる。このように、硬度及び強度に優れている酸化層を第１層目として形成し、耐摩耗性に優れている還元層を第２層目として形成することにより、軸受の摺動部に形成する溶射皮膜に対して所望される性質、即ち密着力及び耐磨耗性を兼ね備えた溶射皮膜を容易に形成することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明における好適な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明では、軸受の摺動部に溶射皮膜を形成する場合を例に挙げて説明する。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、様々な部材に対して溶射皮膜を形成する際に適用することができる。特に、本発明によれば、それぞれの適用場面や使用条件等において所望されている性質を適切に備えた溶射皮膜を形成することが可能となる。
【００３５】
先ず、本発明の第１の実施形態に係る溶射方法について説明する。ここで、図１は、第１の実施形態に係る溶射方法を実施するときに用いる溶射装置の一例を部分的に示す模式断面図である。なお、本発明の溶射方法を実施する際に用いる溶射装置は特に限定されるものではなく、溶射皮膜の形成中に供給する気体の酸素濃度を任意に調節することができれば、多様な変更が可能である。
【００３６】
本第１実施形態で用いる溶射装置１は、エアトンネル内に噴射した高速の燃焼炎に粉末状の溶射材を供給し、この供給した溶射材を加熱溶融しながら加速して被溶射物に吹き付けることにより、被溶射物表面に溶射皮膜を形成する溶射装置である。
【００３７】
この溶射装置１は、図１に示すように、燃焼炎を形成する燃焼室２と、燃焼室２で形成した燃焼炎を絞る絞り部３と、エアトンネル８を形成するために高圧ガスを供給するガス供給部４と、この高圧ガスを噴射してエアトンネル８を形成するガス噴射部５と、絞り部３で絞った燃焼炎をエアトンネル８内に噴射する噴射ノズル６と、噴射ノズル６から噴射した燃焼炎１８に粉末状の溶射材を供給する溶射材供給部７とを備えている。
【００３８】
また、この溶射装置１には、冷却水を供給する水供給部１３と、燃焼室２、絞り部３、及び噴射ノズル６の周りに冷却水を流通させる円弧状の流路１４と、冷却水を排出する水排出部１５とが配設されている。更に、燃焼室２には、高圧の酸素（又は高圧の空気）を供給する酸素供給パイプ９と燃料ガスを供給するガス供給パイプ１０とが連結されている。これら酸素供給パイプ９とガス供給パイプ１０には、それぞれバルブ１１，１２が設けられており、高圧酸素の流量と燃料ガスの流量とをそれぞれ高精度に調節できるように構成されている。
【００３９】
次に、上記の溶射装置１を用いて、被溶射物１６である軸受の摺動部表面に溶射皮膜１７を形成する方法について説明する。なお、この第１実施形態の説明では、軸受の摺動部表面に、先ず第１層目として酸化層を所定の厚さで形成した後、この酸化層上に還元層を所定の厚さで形成することにより、酸化層と還元層とを層状に有する溶射皮膜を形成する場合について説明する。
【００４０】
しかし、本発明はこれに限定されず、被溶射物の使用条件等に応じて、例えば還元層と酸化層の形成順番を逆にして、被溶射物の表面に還元層を形成した後に酸化層を形成することもできる。さらに、被溶射物の表面に対して、還元層と酸化層を交互に３層又はそれ以上の層状の状態で溶射皮膜を形成することも可能である。
【００４１】
先ず、バルブ１１，１２を調節して、酸素供給パイプ９とガス供給パイプ１０とからそれぞれ高圧酸素と燃料ガスとを所定の流量で燃焼室２に供給する。なお、本第１の実施形態では、酸素供給パイプ９から高圧の酸素を供給する代わりに、高圧の空気を供給することも可能である。また、ガス供給パイプ１０から供給する燃料ガスとしては、例えばアセチレン、プロパン、プロピレン等の炭化水素系燃料ガスを用いることができる。本第１実施形態においては、発熱量が比較的大きなアセチレンを燃料ガスとして用いた。
【００４２】
各供給パイプ９，１０から燃焼室２に供給された高圧酸素及び燃料ガスは、燃焼室２内で混合されて、不図示のスパークプラグで点火されることにより、燃焼室２内で高圧の連続燃焼炎を形成することができる。このとき、水供給部１３から冷却水が供給されて、この冷却水が流路１４内を流通することにより、溶射装置１の温度制御を行うことができる。
【００４３】
また、燃焼室２に高圧酸素と燃料ガスとが供給されると同時に、ガス供給部４からガス噴射部５に向けて高圧ガス（高圧の空気）を供給する。そして、噴射ノズル６の噴射口６ａの周りに形成したガス噴射部５からこの高圧ガスを噴射する。これにより、ガス噴射部５から前方に向けてエアトンネル８を形成することができる。そして、燃焼室２で形成された高圧の燃焼炎は、絞り部３及び噴射ノズル６を介して、噴射ノズル６の噴射口６ａからエアトンネル８内に向けて高速に噴射させることができる。
【００４４】
このとき、エアトンネル８を形成するために用いる高圧ガスの圧力は特に限定されるものではないが、例えばガス供給部４で供給する高圧ガスの供給ガス圧が、４ｋｇ／ｃｍ2以上１０ｋｇ／ｃｍ2以下となるように制御することが好ましい。これにより、前記エアトンネル８を安定して形成することができる。なお、本第１実施形態では、ガス供給部４において、圧力が４．５ｋｇ／ｃｍ2となるようにガス圧を制御して高圧ガスの供給を行った。
【００４５】
本第１実施形態においては、被溶射物１６の表面に、先ず第１層目として酸化層を形成するために、燃焼室２内で酸素濃度が高い燃焼炎（酸化炎）を形成する。即ち、酸素供給パイプ９に設けたバルブ１１及び燃料ガス供給パイプ１０に設けたバルブ１２を調節して、高圧酸素の供給量と燃料ガスの供給量とをそれぞれ所定の値に制御することにより、燃焼室２内で酸素濃度を高めた酸化炎を形成することができる。
【００４６】
このとき、酸化炎を形成するために燃焼室２に供給する高圧酸素の供給量及び燃料ガスの供給量は、溶射装置の構成や溶射材の材質等によって異なる。そのため、使用する溶射装置１に関して予め実験等を行っておき、例えば燃焼室２で混合される混合ガスの酸素濃度と、溶射を行って形成した溶射皮膜における酸化物の分布状態との関係等を調べておく。そして、その予め調べた関係に基づいて、酸化炎及び還元炎が形成可能な酸素濃度を決定しておくことが好ましい。これにより、燃焼室２内で混合される混合ガスの酸素濃度が所定の値となるように、高圧酸素及び燃料ガスの各供給量をそれぞれ調節することによって、燃焼室２内で酸化炎又は還元炎の形成を容易に行うことができる。
【００４７】
例えば、本第１実施形態において酸化炎を形成する場合は、酸素供給パイプ９を流れる酸素の流量（Ｆｏ）が「１５００ｓｃｆｈ以上２２００ｓｃｆｈ以下」で、ガス供給パイプ１０を流れる燃料ガスの流量（Ｆｇ）が「４．０ｇｐｈ以上８．０ｇｐｈ以下」で、且つ、酸素の流量（Ｆｏ）と燃料ガスの流量（Ｆｇ）との関係が「Ｆｏ（ｓｃｆｈ）＞２７５×Ｆｇ（ｇｐｈ）」となるようにバルブ１１，１２でそれぞれの供給量を制御する。これにより、燃焼室２内で高圧の酸化炎を形成することができる。
【００４８】
そして、このように燃焼室２内で連続的に形成した高圧の酸化炎を、絞り部３及び噴射ノズル６を介して、噴射ノズル６の噴射口６ａからエアトンネル８内へ高速に噴射させる。このように噴射口６ａから高速の燃焼炎１８（酸化炎）を噴射させた後、溶射材供給部７から粉末状の溶射材を酸化炎１５の略中心部に供給する。このとき、粉末状の溶射材は、溶射材供給部７内を送給ガス（例えば、窒素ガス）により搬送されて、酸化炎１５内に吐出される。
【００４９】
なお、本発明において、溶射材は、従来から一般的に用いられているものを使用することができる。例えば、軸受の摺動部に溶射皮膜を形成する場合であれば、銅を主成分とし、鉛を含有した溶射材を使用することができる。具体的な溶射材の一例としては、Ｃｕ：７７〜８１質量％、Ｐｂ：９〜１１質量％、Ｚｎ：１質量％以下、Ｆｅ：０．３質量％以下、Ｎｉ：１質量％以下、Ｓｎ：９〜１１質量％、残部：１質量％以下の組成を有する溶射材を用いることができる。
【００５０】
また、粉末状の溶射材のサイズや形状については、溶射材を燃焼炎に供給して被溶射物に吹き付ける際に、溶射材が溶融状態となりさえすれば特に限定されるものではない。例えば、本第１実施形態のように、噴射口６ａから噴射させた高速の燃焼炎１８によって溶射材の加熱溶融を行う場合は、溶射材の材質にも依るが、例えば平均粒径が３２μｍ以下となる粉末状の溶射材を用いることができる。
【００５１】
このような溶射材を溶射材供給部７から酸化炎１５の略中心部に供給することにより、溶射材の粒子を酸化炎１５で加熱溶融しながら高速に加速することができる。そして、加速された溶融状態の溶射材を、溶射装置１の先端部から１５０〜３００ｍｍ程度離間して配置された被溶射物６の表面に対して吹き付けることにより、被溶射物６の表面に第１層目となる酸化層を形成することができる。
【００５２】
このとき、被溶射物１６の表面に形成する酸化層の厚さについては、特に限定されないが、例えば１０〜２００μｍ程度の厚さとなるように酸化層を形成することができる。このように形成された酸化層は、酸化層を構成する粒子間に酸化物が多く形成されており、前述のように硬度及び強度に優れている。従って、剥離が生じ難く、密着力に優れた高硬度の皮膜となる。
【００５３】
なお、上記のように酸化層を形成する際に、ガス供給部４から、例えば高圧ガスとして高圧の酸素等のような酸素濃度の非常に高い高圧ガスを供給することにより、高い酸素濃度を有するエアトンネル８を形成することができる。これにより、酸化物の形成がより一層促進された酸化層を被溶射物１６の表面に形成することが可能となる。
【００５４】
上記のようにして被溶射物１６の表面に所定の厚さで第１層目の酸化層を形成した後、この酸化層の上に、第２層目として酸化物の形成を抑制した還元層を形成する。即ち、酸素供給パイプ９に設けたバルブ１１と、燃料ガス供給パイプ１０に設けたバルブ１２とを、予め実験を行って調べた結果に基づいてそれぞれ調節して、燃焼室２内に供給される高圧酸素及び燃料ガスの混合ガスにおける酸素濃度を下げる。これにより、燃焼室２内で酸素濃度が低下した還元炎を形成することができる。
【００５５】
例えば、本第１実施形態において還元炎を形成する場合は、酸素供給パイプ９を流れる酸素の流量（Ｆｏ）が「１５００ｓｃｆｈ以上１９００ｓｃｆｈ以下」で、ガス供給パイプ１０を流れる燃料ガスの流量（Ｆｇ）が「５．５ｇｐｈ以上８．０ｇｐｈ以下」で、且つ、酸素の流量（Ｆｏ）と燃料ガスの流量（Ｆｇ）との関係が「Ｆｏ（ｓｃｆｈ）＜２７５×Ｆｇ（ｇｐｈ）」となるようにバルブ１１，１２でそれぞれの供給量を制御する。これにより、燃焼室２内で高圧の還元炎を形成することができる。
【００５６】
そして、このように燃焼室２内で連続的に形成した高圧の還元炎を、噴射ノズル６の噴射口６ａからエアトンネル８内に高速に噴射させる。このとき、溶射材供給部７からは、粉末状の溶射材が供給され続けているので、噴射口６ａから噴射させる燃焼炎が酸化炎から還元炎に変化することによって、被溶射物１６の表面に形成した酸化層の上に、第２層目となる還元層を形成することができる。
【００５７】
また、この還元層を形成する際に、ガス供給部４から、例えば高圧の窒素ガス等のような酸素濃度が非常に低い高圧ガスを供給することにより、低い酸素濃度を有するエアトンネル８を形成することができる。これにより、酸化物の形成がより一層抑制された還元層を形成することが可能となる。
【００５８】
なお、例えば、溶射装置が溶射可能な溶射範囲が軸受の摺動部表面に形成する溶射皮膜よりも大きい場合（即ち、溶射装置を移動させずに溶射を行うことが可能な場合）、酸化層から還元層への変化を連続した変化とすることができる。従って、酸化層と還元層との境界が明確に区分けされた２層状態にはならないため、酸化層と還元層との間での連結構造がより強固なものとなる。
【００５９】
このように形成された還元層は、前記酸化層に比べて硬度及び強度が低いものの、本発明者等が行った実験の結果によれば、優れた耐磨耗性を有する皮膜となる。なお、この第２層目として形成する還元層の厚さについても特に限定されないが、例えば１０〜２００μｍ程度の厚さで還元層を形成することができる。
【００６０】
更に、本第１実施形態、及び下記で説明する第２，３実施形態においては、溶射皮膜を形成する際に、溶射材にアルミニウム及び／又はシリコンを含有させることができる。このように溶射材にアルミニウムやシリコンを含有させることにより、酸化層の形成時に酸化層内にアルミナやシリカといった硬質の酸化物を含ませることができる。これにより、溶射皮膜の硬度を一層高めることができ、また例えば溶射皮膜における耐摩耗性の更なる向上等にも寄与させることが可能となる。この場合、溶射材に含有させるアルミニウムやシリコンの含有量は、例えば合計で１質量％以下となるようにすることが好ましい。
【００６１】
なお、本発明では、例えば前記溶射材を供給する溶射材供給部７の他に、アルミニウム及び／又はシリコンを供給するための専用の第２溶射材供給部を溶射装置１に設けておくことができる。これにより、酸化層を形成するときのみに、アルミニウム及び／又はシリコンを溶射材とは別途に燃焼炎１８の略中心部に供給することが可能となる。このため、還元層は所望の合金組成で安定して形成し、酸化層にのみアルミナやシリカを含有させて溶射皮膜の形成を行うことが可能となる。
【００６２】
以上により、被溶射物１６の表面に、第１層目となる酸化層と第２層目となる還元層とを有する溶射皮膜１７を安定して形成することができる。このように形成された溶射皮膜１６は、第１層目の酸化層が強度及び硬度に優れており、また外部に露出する第２層目の還元層が耐摩耗性に優れている。従って、この溶射皮膜１６は、優れた密着力と優れた耐摩耗性とを兼ね備えているため、軸受の摺動部に形成する溶射皮膜として非常に有効に用いることができる。
【００６３】
次に、本発明の第２の実施形態に係る溶射方法について説明する。ここで、図２は、第２の実施形態に係る溶射方法を実施するときに用いるアーク溶射装置の一例を部分的に示す模式断面図である。
【００６４】
図２に示した溶射装置２１は、アーク溶射法により被溶射物表面に溶射皮膜を形成することができるアーク溶射装置である。このアーク溶射装置２１は、溶射材からなる２本の線状電極２２をそれぞれ送給する電極送給部２３と、線状電極に対して電源部（不図示）からの電力を供給する給電チップ２４と、２本の線状電極が交差する部分に高圧ガスを噴射するガス供給部２５とを備えている。
【００６５】
また、ガス供給部２５の上流側には、高圧の酸素（又は高圧の空気）を供給する酸素供給パイプ（不図示）と、窒素等の高圧の不活性ガスを供給する不活性ガス供給パイプ（不図示）とが連結されている。さらに、これら酸素供給パイプと不活性ガス供給パイプとには、それぞれバルブが設けられており、酸素及び不活性ガスの流量をそれぞれ高精度に調節できるように構成されている。なお、線状電極２２を構成する溶射材としては、前記第１実施形態と同様の成分を有する溶射材を用いることができる。また、この溶射材に、更にアルミニウム及び／又はシリコンを含有させることもできる。
【００６６】
続いて、上記のアーク溶射装置２１を用いて、被溶射物２６の表面に溶射皮膜２７として第１層目となる酸化膜と第２層目となる還元膜とを形成する方法について説明する。
先ず、給電チップ２４から各線状電極２２に電力を給電して、各線状電極２２の先端部間にアークを発生させる。この発生させたアークの熱を利用して線状電極２２、すなわち溶射材を先端部で加熱溶融する。
【００６７】
そして、この溶射材（電極２２）の先端部が溶融する速度に合わせて電極送給部２３で各線状電極２２を送給しながら、ガス供給部２５から酸素濃度の高い高圧ガスを供給する。この酸素濃度の高い高圧ガスは、酸素供給パイプ及び不活性ガス供給パイプのそれぞれ配設したバルブを、例えば予め実験を行って調べた結果に基づいて調節し、酸素及び不活性ガスをそれぞれ所定の流量で流すことによって供給することができる。これにより、電極２２の先端部で溶融した溶射材を、酸素濃度の高い高圧ガスで吹き飛ばして微細な溶滴とし、例えば１５０〜３００ｍｍ程度離間して配置された被溶射物２６の表面に吹き付けることができる。従って、被溶射物２６の表面に、第１層目として酸化物の形成を促進した酸化層を形成することができる。
【００６８】
なお、このとき、ガス供給部２５から溶融した溶射材に噴射する高圧ガスの圧力は特に限定されるものではないが、例えばガス供給部２５において供給する高圧ガスの供給ガス圧が４ｋｇ／ｃｍ2以上１０ｋｇ／ｃｍ2以下となるように制御することが好ましい。これにより、被溶射物２６の表面に溶射皮膜を安定して形成することができる。なお、本第２実施形態では、ガス供給部２５において、圧力が５．０ｋｇ／ｃｍ2となるようにガス圧を制御して高圧ガスの供給を行った。
【００６９】
また、本第２実施形態においては、上記で電極２２の先端部で溶融した溶射材に対して高圧ガスを供給する際に、例えば不活性ガス供給パイプに設けたバルブを閉じて、高圧の酸素のみを高圧ガスとして供給することもできる。これにより、被溶射物２６の表面には、酸化物が顕著に形成された酸化層を第１層目として形成することが可能となる。
【００７０】
被溶射物２６の表面に所定の厚さで酸化層を形成した後、例えば酸素供給パイプに配設したバルブを閉じて酸素の供給を止めるとともに、不活性ガス供給パイプに設けたバルブを開いて、ガス供給部２５から線状電極２２の先端部に向けて酸素濃度がゼロに近いガスを高圧で供給する。これによって、第１層目の酸化層上に、第２層目として酸化物の形成を抑制した還元層を所定の厚さで形成することができる。
【００７１】
以上のようにして溶射を行うことにより、被溶射物２６の表面に、前記第１実施形態と実質的に同様の溶射皮膜、即ち、第１層目となる酸化層と第２層目となる還元層とで構成された溶射皮膜２７を安定して形成することができる。従って、本第２実施形態で形成した溶射皮膜２７も、優れた密着力と優れた耐摩耗性とを兼ね備えているため、軸受の摺動部に形成する溶射皮膜として非常に有効に用いることができる。
【００７２】
次に、本発明の第３の実施形態に係る溶射方法について説明する。ここで、図３は、第３の実施形態に係る溶射方法を実施するときに用いる溶射装置の一例を部分的に示す模式断面図である。
【００７３】
図３に示した溶射装置３１は、線状の溶射材を供給する供給部の先端に燃焼炎を形成し、この燃焼炎に溶射材を連続的に供給して溶射材の加熱溶融を行う溶射装置である。
【００７４】
この溶射装置３１は、中心部に溶射材を供給する溶射材供給部３２が配設されている。また、この溶射材供給部３２の外側には、二重構造のノズル３３と、ノズル３３に外嵌したエアキャップ３４と、エアキャップ３４を支持するエアキャップボディ３５とが溶射材供給部３２の周りに配設されている。二重構造のノズル３３は、内側のインサート部３６と外側のシェル部３７とから構成されている。
【００７５】
そして、溶射材供給部３２に供給される線状の溶射材４０とインサート部３６との間の第１ガス流路には、溶射材４０を送給するための高圧ガス（例えば、高圧の空気等）が供給される。また、ノズル３３のインサート部３６とシェル部３７との間の第２ガス流路からは酸素（又は空気）と燃料ガスの混合ガスが、またシェル部３７とエアキャップ３４との間の第３ガス流路からは高圧ガス（高圧の空気等）がそれぞれ供給されるように構成されている。
【００７６】
なお、前記第２ガス流路の上流側には、酸素を供給する酸素供給パイプ（不図示）と、燃料ガスを供給する燃料ガス供給パイプ（不図示）とが連結されている。さらに、これら酸素供給パイプと燃料ガス供給パイプとには、それぞれバルブが設けられており、酸素及び燃料ガスの流量をそれぞれ高精度に調節できるように構成されている。また、前記第１及び第３ガス流路の上流側にも、それぞれバルブ（不図示）が備えられており、バルブを調節することにより各ガス流路に流れる気体の流量を制御できるように構成されている。なお、図３においては、第１〜第３ガス流路のそれぞれから噴射したガスの流れを破線によって示している。
【００７７】
続いて、上記溶射装置３１を用いて、溶射材供給部３２から線状の溶射材４０を供給し、被溶射物３８の表面に、溶射皮膜３９として第１層目となる還元膜、第２層目となる酸化膜、及び第３層目となる還元膜を順番に形成する方法について説明する。なお、本第３実施形態では、溶射材供給部３２において、線状の溶射材の代わりに、粉末の溶射材を窒素などの不活性ガスで搬送して供給することも可能である。また、棒状の溶射材をローラー等で搬送して供給することも可能である。
【００７８】
先ず、第２ガス流路から溶射材供給部３２の先端に向けて、酸素（又は空気）と燃料ガスとの混合ガスを供給して燃焼炎を形成する。このとき、燃焼炎に含まれる酸素濃度が低くなるように、第２ガス流路の上流側に設けた酸素供給パイプのバルブと燃料ガス供給パイプのバルブとをそれぞれ調節して、混合ガス中に含まれる酸素濃度が低くなるように酸素及び燃料ガスの各供給量を所定の値に制御する。
【００７９】
例えば、酸素の流量（Ｆｏ）と燃料ガスの流量（Ｆｇ）との関係が「Ｆｏ（ｓｃｆｈ）＜２７５×Ｆｇ（ｇｐｈ）」となるように、各バルブで酸素及び燃料ガスの各供給量を制御する。これにより、溶射材供給部３２の先端で、酸素濃度の低い還元炎を形成することができる。
【００８０】
次に、この形成した還元炎に対して、溶射材供給部３２から線状の溶射材４０を供給する。なお、第３の実施形態で供給する溶射材についても、前記第１の実施形態と同様の成分を有する溶射材を用いることができ、更にアルミニウム及び／又はシリコンを含有させることもできる。このような溶射材を溶射材供給部３２から所定の供給量で連続的に供給することにより、還元炎によって溶射材４０を加熱溶融することができる。
【００８１】
そして、還元炎により溶融した溶射材に第３ガス流路から高圧ガスを供給することにより、溶融した溶射材を吹き飛ばして微細な溶滴とし、例えば１５０〜３００ｍｍ程度離間して配置された被溶射物３８の表面に吹き付けることができる。これにより、被溶射物３８の表面に、酸化物の形成を抑制した還元層を第１層目として形成することができる。このように形成した還元層は、酸化物の形成だけではなく、気孔の形成も抑制された皮膜とすることができる。
【００８２】
なお、この第１層目の還元層を形成する際に、第１及び第３流路から、高圧ガスとして高圧の窒素ガス等のような酸素濃度の非常に低い高圧ガスを供給することができる。これにより、酸化物の形成が更に抑制された還元層を形成することが可能となる。
【００８３】
上記のようにして被溶射物３８表面に所定の厚さで還元層を形成した後、第２ガス流路の上流側に設けた各バルブを調節して、第２ガス流路に供給する混合ガスの酸素濃度が高くなるように、酸素及び燃料ガスの各供給量を所定の値に制御する。
【００８４】
例えば、酸素の流量（Ｆｏ）と燃料ガスの流量（Ｆｇ）との関係が「Ｆｏ（ｓｃｆｈ）＞２７５×Ｆｇ（ｇｐｈ）」となるように、各バルブで酸素及び燃料ガスの各供給量を制御する。これにより、前記で形成した還元炎を、酸素濃度の高い酸化炎に変化させることができる。このような酸化炎に溶射材供給部３２から溶射材４０が供給されることにより、第１層目の還元層上に、酸化物の形成を促進した酸化層を第２層目として形成することができる。
【００８５】
なお、このような酸化層を形成する際には、第１及び第３流路から、高圧ガスとして高圧の酸素等のような酸素濃度の非常に高い高圧ガスを供給することができる。これにより、酸化物の形成を更に促進した酸化層を形成することが可能となる。
【００８６】
更に、第２層目の酸化層を所定の厚さで形成した後、第２ガス流路に供給する混合ガスの酸素濃度が第１層目の還元層を形成したときの濃度と同程度になるように、第２ガス流路の上流側に設けた各バルブを調節して、酸素及び燃料ガスの供給量をそれぞれ制御する。これにより、燃焼炎として還元炎が形成される。従って、この還元炎に溶射材４０が供給されることにより、第２層目の酸化層上に第３層目の還元層を所定の厚さで形成することができる。
【００８７】
以上のようにして溶射を行うことにより、被溶射物３８の表面に、還元層、酸化層、還元層の３つの層で順番に構成された溶射皮膜３９を安定して形成することができる。従って、第３実施形態で形成した溶射皮膜３９は、第１層目として酸化物や気孔の形成が抑制された還元層を形成したことにより、被溶射物３８（母材）の腐蝕を防止するといった効果を期待することができる。更に、第２層目として酸化層を、第３層目として還元層をそれぞれ形成したことにより、優れた密着力と優れた耐摩耗性とを兼ね備えた溶射皮膜を構成することができる。
【実施例】
【００８８】
以下、本発明について実施例を挙げてより具体的に説明する。
本実施例では、図１に示した溶射装置１を用いて、被溶射物となる基材の表面に、溶射皮膜として、第１層目に還元層を、第２層目に酸化層を、第３層目に還元層をそれぞれ３０μｍの厚さで層状に形成する場合について説明する。この溶射装置１は、例えば被溶射物１６と約２００ｍｍ離間して溶射を行った場合に、直径が約８０ｍｍの範囲に溶射皮膜を形成することができる。
【００８９】
また、本実施例では、溶射材として、Ｃｕ：７７質量％、Ｐｂ：１０質量％、Ｚｎ：１質量％以下、Ｆｅ：０．３質量％以下、Ｎｉ：１質量％以下、Ｓｎ：１０質量％、残部（Ａｌを含む）：１質量％以下の組成を有し、平均粒径が約１３μｍである粉末状の溶射材を用いた。
【００９０】
先ず、酸素供給パイプ９のバルブ１１を調節して、酸素供給パイプ９から１７００ｓｃｆｈの流量で酸素を燃焼室２に供給した。また同時に、燃料ガス供給パイプ１０のバルブ１２を調節して、燃料ガス供給パイプ１０から７．０ｇｐｈの流量でアセチレンを燃焼室２に供給した。供給された酸素及びアセチレンは燃焼室２内で混合され、この混合ガスに不図示のスパークプラグで点火することにより、燃焼室２内で高圧の還元炎を形成した。このとき、ガス供給部４からガス噴射部５に向けて、４．５ｋｇ／ｃｍ2の供給ガス圧で高圧の窒素ガスを供給して、ガス噴射部５から前方に向けてエアトンネル８を形成した。
【００９１】
そして、燃焼室２で形成した高圧の還元炎を、噴射ノズル６の噴射口６ａからエアトンネル８内に向けて高速に噴射させ、この噴射させた高速の還元炎１８の略中心部に溶射材供給部７から粉末状の溶射材を供給した。これにより、溶射装置１の先端部から約２００ｍｍ程度離間して配置された基材表面に第１層目となる還元層を形成した。
【００９２】
そして、第１層目となる還元層の形成が開始されたら、溶射装置１を基材に対して直線的に３００ｍ／ｓの速度で移動させた。更に、溶射装置１を所定距離移動させた後、その移動方向に対して垂直方向に５ｍｍの幅で溶射装置１を動かし、前記移動方向とは全く反対の方向に直線的に３００ｍ／ｓの速度で移動させた。このような溶射装置１の移動を所定の溶射範囲で繰り返し行うことによって、基材表面に第１層目となる還元層を約３０μｍの厚さで形成した。
【００９３】
第１層目の還元層の形成が完了した後、酸素供給パイプ９に設けたバルブ１１及び燃料ガス供給パイプ１０に設けたバルブ１２を調節して、酸素供給パイプ９から２１００ｓｃｆｈの流速で酸素を供給し、また、燃料ガス供給パイプ１０から６．０ｇｐｈの流量でアセチレンを供給した。更に、ガス供給部４から供給する気体を、高圧の窒素ガスから高圧の酸素に切り換えた。なお、高圧の酸素の供給ガス圧は４．５ｋｇ／ｃｍ2に制御した。
【００９４】
これにより、噴射ノズル６の噴射口６ａから噴射している高速の還元炎を酸化炎に変化させて、第１層目の還元層上に、第２層目となる酸化層の形成を開始した。そして、溶射装置１を、第１層目の還元層を形成したときと同じように移動させることにより、第２層目の酸化層を約３０μｍの厚さで形成した。
【００９５】
第２層目の酸化層を形成した後、酸素供給パイプ９に設けたバルブ１１及び燃料ガス供給パイプ１０に設けたバルブ１２を調節した。更に、ガス供給部４から供給する気体を、高圧の窒素ガスに切り換えた。これにより、第１層目の還元層と同様の条件で溶射を行うことができ、第２層目の酸化層上に第３層目となる還元層を約３０μｍの厚さで形成した。
【００９６】
上記のようにして３層状態の溶射皮膜を形成した後、溶射皮膜の断面を観察するために基材及び溶射皮膜を縦方向に切断し、その切断面を光学顕微鏡により観察した。また、この切断面について、溶射皮膜に形成されている酸化物の分布を分析した。図４に、溶射皮膜の断面を光学顕微鏡観察した写真の写しを示す。また、図５に、溶射皮膜に形成されている酸化物の分布をＳＥＭ観察した結果を示す。なお、図５において、明るい部分は酸化物が多く形成されている領域であり、暗い部分は酸化物が少ない領域を示している。
【００９７】
図４に示したように、被溶射物（基材）１６上に、３つ層４１、４２、４３が形成されていることが確認できる。また、被溶射物１６と層４１との間に空隙４４が僅かに形成されていることも確認できる。
【００９８】
一方、図５に示した結果からは、被溶射物１６上に、酸化物の形成が少ない第１層目の還元層４１と、酸化物が多く形成されている第２層目の酸化層４２と、第３層目の還元層４３とが順番に形成されていることが確認できる。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明は、軸受等の様々な被溶射物に対して、適用場面や使用条件に応じて所望の性質を有する溶射皮膜を形成する場合に有効に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る溶射方法を実施するときに用いる溶射装置の一例を部分的に示す模式断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る溶射方法を実施するときに用いる溶射装置の一例を部分的に示す模式断面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る溶射方法を実施するときに用いる溶射装置の一例を部分的に示す模式断面図である。
【図４】実施例で形成した溶射皮膜の断面をＳＥＭ観察した写真の写しである。
【図５】実施例で形成した溶射皮膜における酸化物の分布を分析した結果を示す図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１                溶射装置
２                燃焼室
３                絞り部
４                ガス供給部
５                ガス噴射部
６                噴射ノズル
６ａ              噴射口
７                溶射材供給部
８                エアトンネル
９                酸素供給パイプ
１０                燃料ガス供給パイプ
１１                バルブ
１２                バルブ
１３                水供給部
１４                流路
１５                水排出部
１６                被溶射物
１７                溶射皮膜
１８                燃焼炎
２１                アーク溶射装置
２２                線状電極
２３                電極送給部
２４                給電チップ
２５                ガス供給部
２６                被溶射物
２７                溶射皮膜
３１                溶射装置
３２                溶射材供給部
３３                ノズル
３４                エアキャップ
３５                エアキャップボディ
３６                インサート部
３７                シェル部
３８                被溶射物
３９                溶射皮膜
４０                溶射材
４１                第１層目の還元層
４２                第２層目の酸化層
４３                第３層目の還元層
４４                空隙
【図１】
2007023332.tif 000003
【図２】
2007023332.tif 000004
【図３】
2007023332.tif 000005
【図４】
2007023332.tif 000006
【図５】
2007023332.tif 000007