(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属母材の表面に高硬度の微粒子を接合する方法であって、
温度５０℃以上に加熱した金属母材の表面に、この金属母材の加熱前の硬度より高い硬度を有する多数の微粒子を金属箔で包み板状にして載せた後、前記金属母材、金属箔およびマスキング手段を真空室内に置き、前記金属箔の表面に多数の金属粒あるいは超高合金粒あるいは金属ガラス粒あるいはセラミックス粒を速度４０ｍ／秒以上でかつ所要投射密度３０ｋｇ／ｍ２以上で打ち込んで、前記金属箔と金属母材の表面とを塑性変形させ、これにより、前記金属母材表面に前記金属箔を介在させて前記微粒子を接合することを特徴とする高硬度微粒子の金属母材表面への接合方法。
【請求項２】
請求項１に記載の高硬度微粒子の金属母材表面への接合方法において、
前記高硬度微粒子は、金属製、超硬合金製、無機質製、アモルファス製、金属ガラス製のもののうちいずれか一つ以上のものから構成したことを特徴とする高硬度微粒子の金属母材表面への接合方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の高硬度微粒子の金属母材表面への接合方法において、
前記金属箔は、アルミニウム箔またはステンレス箔であることを特徴とする高硬度微粒子の金属母材表面への接合方法。
【請求項４】
請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の高硬度微粒子の金属母材表面への接合方法において、
前記高硬度微粒子は、球形状、概略球形状、多角体状、円柱体状あるいは短繊維状であることを特徴とする高硬度微粒子の金属母材表面への接合方法。
【請求項５】
請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の高硬度微粒子の金属母材表面への接合方法において、
前記金属箔の周囲を挟持手段で挟持して支えたことを特徴とする高硬度微粒子の金属母材表面への接合方法。
【請求項６】
請求項１〜５のうちいずれか１項に記載の高硬度微粒子の金属母材表面への接合方法において、
前記金属母材は、金属製であって、板状体、線状体、断面円状体、断面概略環状体、断面多角形の棒状体または断面概略湾曲状体を成すものであることを特徴とする高硬度微粒子の金属母材表面への接合方法。
【請求項７】
請求項１〜６のうちいずれか１項に記載の高硬度微粒子の金属母材表面への接合方法において、
前記金属母材は、金属製の摺動用ライナであることを特徴とする高硬度微粒子の金属母材表面への接合方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属母材の表面に高硬度の微粒子を接合する方法の改良に関する。
【０００２】
【従来技術と課題】
従来、金属母材の表面硬度を向上させる方法として、いわゆる焼入れ法、溶射法、ライニング・コーティング法やショットピーニング法などがある。しかし、これらの方法では、金属母材は表面活性度の高いものが要求され、しかも多くの処理工程が必要であるなどの問題があった。
【０００３】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的は、金属母材は表面活性度の高いものが要求されることなく、単純な処理で金属母材表面の硬度を上げることができる方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために請求項１の高硬度微粒子の金属母材表面への接合方法は、金属母材の表面に高硬度の微粒子を接合する方法であって、温度５０℃以上に加熱した金属母材の表面に、この金属母材の加熱前の硬度より高い硬度を有する多数の微粒子を金属箔で包み板状にして載せた後、前記金属母材、金属箔およびマスキング手段を真空室内に置き、前記金属箔の表面に多数の金属粒あるいは超高合金粒あるいは金属ガラス粒あるいはセラミックス粒を速度４０ｍ／秒以上でかつ所要投射密度３０ｋｇ／ｍ２以上で打ち込んで、前記金属箔と金属母材の表面とを塑性変形させ、これにより、前記金属母材表面に前記金属箔を介在させて前記微粒子を接合することを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
なお、本発明において、金属母材の温度が５０℃未満では、金属箔および微粒子を金属母材表面に接合することが著しく困難である。またなお、本発明において用いる金属箔は、アルミニウム箔、ステンレス箔等である。またなお、本発明において用いる高硬度微粒子は、金属製、超硬合金製、無機質製、アモルファス製、金属ガラス製等のもののうちいずれか一つ以上のものから構成したものであって、球形状、概略球形状、多角体状、円柱体状あるいは短繊維状を成している。またなお、金属粒の所要投射速度が４０ｍ／秒未満では金属箔および微粒子を金属母材表面に接合することが著しく困難である。またなお、金属粒の所要投射密度が３０ｋｇ／ｍ２未満では金属箔および微粒子を金属母材表面に接合することが著しく困難である。
【０００６】
またなお、本発明において金属箔の周囲を挟持手段で挟持して支えることにより、粒を打ち込んで処理する時の金属箔の位置ずれや浮き上がるのを防止することができる。またなお、本発明において金属箔をマスキング手段で部分的にマスキングすることにより、金属母材に対して部分的に金属箔を介在させて微粒子を接合することができる。またなお、本発明において金属母材、金属箔およびマスキング手段を真空室内に置いて粒を打ち込むことにより前記金属母材と金属箔を接合する時に発生する空気の巻き込みを防止することができる。またなお、前記接合処理で打込む粒は概略球形の金属製、超硬合金製、金属ガラスあるいはセラミックス製のいずれかを選択して使用するが、粒径は選ばず、金属箔面に対してできるだけ直角に対向するように打ち込めば母材との接合はより効率的に行うことができる。
【０００７】
【実施例】
図１に示すように、微粒子として粒径約１００μｍの超硬合金製の球形微粒子１を、金属箔として厚さ２０μｍのアルミニウム箔２で包囲し、かつアルミニウム箔２の周囲を挟持手段３で把持する。そして、球形微粒子１を包囲したアルミニウム箔２を、吸引箱４内に配置された表面を機械加工した金属母材としての軟鋼製角棒５の上面に載せ、さらにアルミニウム箔２の上面の一部を、マスキング手段としての板部材６でマスキングする。
【０００８】
その後、吸引箱４内を吸引減圧しながら、金属軟鋼製角棒５に温度１００℃の熱風を吹き付けて金属軟鋼製角棒５を温度１００℃以上に加熱し、さらに金属軟鋼製角棒５および板部材６の上方から金属粒として粒径１ｍｍの鋳鋼製粒を、投射速度５０〜１００ｍ／ｓ、投射密度５０〜１５０ｋｇ／ｍ２で打ち込だ。
こうして表面に球形微粒子１およびアルミニウム箔２を結合した軟鋼製角棒５の表面のSEM写真を図２に示す。図２において、ほぼ中央に位置する概略円形状のものは超硬合金製の微粒子であり、この微粒子を包囲している灰色部はアルミニウム箔部である。また、金属母材部は前記アルミニウム箔部の下方に位置したものである。また、球形微粒子１およびアルミニウム箔２を結合した軟鋼製角棒５の表面硬度はＨＢ１３０であった。そして、ＳＥＭ写真からも解るように軟鋼製角棒５とアルミニウム箔２との間には有害な隙間がなく、しかも、球形微粒子１とアルミニウム箔２との間にも剥離と思われる有害な隙間は全くなかった。
従って、従来の熱処理方法を適用して高硬度な表面を形成する場合は、熱処理に適合した高級材料の選択と高度な熱処理技術あるいは高度な熱処理プロセス等が必要であるため、製作コストは著しく高価なものになる。しかし、本発明によれば高価な高級母材の選択は不要であり、処理技術や処理プロセスも簡単であるため、製作コストは著しく安く、この発明による効果は極めて大きい。
尚、本実施例においては、粒の打ち込みの前に、球形微粒子１を包んだアルミニウム箔２と金属母材としての軟鋼製角棒５を同時同位置で加熱したが、別々に加熱しても良い。また、熱容量の大きな金属母材を用いる場合には、金属母材のみを加熱して加熱しない金属箔等を載せた後、粒の打ち込みをしても良い。
【０００９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明は、金属母材の表面に高硬度の微粒子を接合する方法であって、温度５０℃以上に加熱した金属母材の表面に、この金属母材の加熱前の硬度より高い硬度を有する多数の微粒子を金属箔で包み板状にして載せた後、前記金属母材、金属箔およびマスキング手段を真空室内に置き、前記金属箔の表面に多数の金属粒あるいは超高合金粒あるいは金属ガラス粒あるいはセラミックス粒を速度４０ｍ／秒以上でかつ所要投射密度３０ｋｇ／ｍ２以上で打ち込んで、前記金属箔と金属母材の表面とを塑性変形させ、これにより、前記金属母材表面に前記金属箔を介在させて前記微粒子を接合するから、金属母材、金属箔およびマスキング手段を真空室内に置いて粒を打ち込むことにより金属母材と金属箔を接合する時に発生する空気の巻き込みを防止することができるため、
金属箔を金属母材に密着させることにより、金属母材は純度の高いものが要求されるこのなく、金属母材表面の硬度を容易に上げることができるなどの優れた実用的効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による接合処理時における金属母材、微粒子入り金属箔、吸引箱等の関係図
【図２】微粒子入りアルミニウム箔と軟鋼製角棒を結合した部分を撮影したＳＥＭ写真
【符号の説明】
１  微粒子
２  金属箔
３  挟持手段
４  吸引箱
５  金属母材
６  マスキング板部材
【図１】
0003794568.tif 000002
【図２】
0003794568.tif 000003