喷镀方法技术

本发明专利技术涉及喷镀方法。在对金属体进行等离子喷镀时，除了维持防蚀效果外，还可提高表面粗糙化工序的操作性和降低喷镀成本。用磨削工具进行表面粗糙化处理，使被喷镀体的表面的平均粗糙度Ｒａ成为２～１０μｍ的范围，在喷镀材料的熔融粒子附着到被喷镀体表面时每个熔融粒子的平均面积为１００００～１０００００μｍ↑［２］的条件下进行喷镀，即使采用简便工具进行表面粗糙化，也可以得到与以往使用喷丸处理和气体火焰喷镀组合时同等程度的喷镀膜的附着力。用磨削工具进行表面粗糙化，不需要喷丸处理时所需的大型装置，只要是可以携带的小型工具即可在现场修补的高空作业中使用，磨削粉末的飞溅很少，对环境污染也少。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术是是关于在金属体表面上形成防蚀用金属喷镀膜的，特别是关于在钢结构体等的现场修补中适用的。
技术介绍
作为铁塔、桥梁、高架设施、储罐等钢结构体的防腐蚀措施，以往一般采用涂装的方法。但是，这样的涂装方法的涂装成本很高，耐用年限也有限，而且还需要定期的重涂或加涂，因而修补成本很高。为此，作为替代涂装工艺的防蚀措施，已经提出在钢材表面上形成喷镀膜的方法。例如，在特开2001-89880号公报中记载了在钢结构体的恶劣环境部位上进行喷镀，在恶劣环境部位以外的部分使用耐候钢的钢结构体的防蚀结构。采用这样的防蚀结构，可以提高钢结构体整体的耐蚀性，降低建设成本和修补成本。另外，在长期暴露于严酷的腐蚀环境中的海洋结构体上，以往采用形成树脂衬膜的工艺，有人提出采用作为现场修补该衬膜的损伤部位的方法。例如在特开2002-69604号公报中记载了在衬膜上产生缺陷的部位上进行表面粗糙化的基底处理后，将该缺陷部位预热到所需温度，然后，在该缺陷部位喷镀高分子化合物的粉末而形成修复膜的防蚀用衬膜的修补方法。采用这样的修补方法，与采用常温固化型涂料进行修补的以往方法相比，寿命长、可靠性高、可以现场进行修补。喷镀膜具有耐蚀性、耐热性、耐磨损性等优异性能，喷镀并仅不限于用在钢结构部件的钢材上，还可以利用于各种材料和制品的表面改性技术的广泛领域中。喷镀是将加热到熔融或者半熔融状态的喷镀材料喷涂到被喷镀体上形成喷镀膜的方法，主要的有气体火焰喷镀法和等离子喷镀法。气体火焰喷镀法是利用可燃性气体和氧气的燃烧焰加热线状、棒状或者粉末状的喷镀材料，在熔融状态或者接近熔融状态下将其喷吹到被喷镀体上形成表面膜的。这种气体火焰喷镀法操作简单，设备费用和运行费用低廉，最为普及。还有，等离子喷镀法是利用等离子流加热、加速喷镀材料，在熔融状态或者接近熔融状态下喷吹到被喷镀体上形成表面覆膜的。这种等离子喷镀法可以使用从高熔点陶瓷到金属、塑料作为喷镀材料，可以在大气气氛、惰性气氛或者减压气氛下进行喷镀。等离子喷镀的喷镀材料主要是粉末状，但近年来在特公平5-80273号公报、特公平6-39682号公报、特许第3261518号公报中提出了使用线状或者棒状喷镀材料的等离子弧炬。
技术实现思路
但是，在进行喷镀时，作为对被喷镀体的前处理，必需进行除去被喷镀体表面的涂料、镀膜、氧化物等并使表面粗糙化的工序。通过使被喷镀体表面粗糙化，喷镀粒子与粗糙化的表面的凹凸机械地咬合，提高喷镀膜与被喷镀体之间的附着力，即产生了锚固效果。这种表面粗糙化通常采用所谓的喷丸处理来进行。喷丸处理有很多方式，一般是利用压缩空气将天然矿物、人造矿物、金属粒、非金属粒、钢丝切制丸粒等喷射到被喷镀体上，使其表面暴露出基体材料，同时在表面形成不规则的微小凹凸的方法。进行这样的喷丸处理需要喷丸材料用料斗、料箱、压缩空气装置、压缩空气配管、喷丸材料供给管、喷嘴、喷丸材料回收装置、集尘装置等大型装置。在钢结构体等的材料加工场设置这些装置，在材料加工阶段进行喷丸处理，喷丸处理之后将经过喷镀的材料运至施工现场，然后组装钢结构体，在这样的建设工程的情况下，实施喷丸处理没有问题。但是，在现场修补的场合，从成本方面、作业方面以及环境方面看存在很大问题，实施起来也有很大困难。为了在修补现场进行喷丸处理，需要在现场凑齐上述的所有装置，这很困难。另外，大型结构体的现场修补多为高空作业，将必要的装置设置在高空也很困难。而且，处理时也难以进行喷丸材料的回收和产生粉尘的收集，飞散的喷丸材料、粉尘使得作业环境恶化，存在污染环境的问题。因此，在现场修补中进行喷镀的场合，实际上无法进行喷丸处理，因此必须探讨代替喷丸处理的表面粗糙化的方法。还有，即使在材料加工工场进行喷丸处理的场合，也不能避免作业环境的恶化，因而如果能使用代替喷丸处理的表面粗糙化方法，则再好不过了。本专利技术要解决的问题是，对于金属体喷镀金属喷镀材料形成防蚀用喷镀膜时，探明可以获得足以满足实用要求的喷镀膜与被喷镀体之间的附着力的被喷镀体的表面粗糙化条件和喷镀条件，不仅维持防蚀效果，而且提高表面粗糙化工序的作业性和降低喷镀成本。本专利技术人认真研究了作为喷镀前处理的被喷镀体的表面粗糙化条件和喷镀条件对喷镀膜与被喷镀体之间的附着力所产生的影响，结果发现，即使是使用较为简单的工具进行表面粗糙化的被喷镀体，通过在规定的喷镀条件下进行的喷镀，也可以获得实用中充分的喷镀膜的附着力，从而完成了本专利技术。也就是说，本专利技术所涉及的，是对于金属体喷镀金属喷镀材料，特别是使用等离子喷镀法进行喷镀、形成防蚀用喷镀膜的，其特征在于，该方法包括使用磨削工具进行表面粗糙化处理、使被喷镀体的表面的平均粗糙度Ra为2～10μm范围的工序；以及，在喷镀材料的熔融粒子附着到被喷镀体的表面上时平均每1个上述熔融粒子的平均面积为10000～100000μm2的条件下进行喷镀的工序。这里，希望使用采用线状或者棒状金属喷镀材料的喷镀装置作为等离子喷镀装置，另外，优选的是使用铝合金，更优选使用铝-镁合金作为上述金属喷镀材料。此外，还可以包括对喷镀后的喷镀膜进行封孔处理的工序。通过在熔融粒子附着到被喷镀体表面时每一个粒子的平均面积为规定范围的条件下进行等离子喷镀，被喷镀体表面的温度升高，熔滴对于被喷镀体表面的浸润性提高。因此，即使采用比喷丸处理时表面粗糙化程度低的通过磨削工具进行的表面粗糙化，也可以得到与喷丸处理和气体火焰喷镀组合情况下相同程度的喷镀膜的附着力。用磨削工具进行表面粗糙化，不需要喷丸处理时所要求的大型装置，使用可以携带的小型工具即可以在现场修补的高空作业中使用，磨削粉末的飞散也很少，因而降低了环境污染。还有，如果使用电弧喷镀法代替等离子喷镀法，只要在每一个熔融粒子的平均面积为10000～100000μm2的条件下进行喷镀，就可以得到与上述相同的作用和效果。附图说明图1A是示意表示用等离子喷镀装置进行喷镀时的喷镀膜的叠层状态的图。图1B是示意表示用气体火焰喷镀装置进行喷镀时的喷镀膜的叠层状态的图。图1C是示意表示用气体火焰喷镀装置进行喷镀时表面粗糙度大的情况下的喷镀膜的叠层状态的图。图2是表示实施例中使用的磨削工具的一个示例的斜视图。图3是在喷镀的状态下表示实施例中使用的等离子喷镀装置的主要部分的图示。符号说明1…磨削工具，2…滚轮，3…砂纸，4…钢材，5…喷镀膜，6…等离子喷镀装置，7…等离子炬，8…电极，9…喷嘴，10后壁部分，11…周壁，12…前细筒部，13…流入口，14…金属丝，15…供给装置，16…引导部件，17…压出轮，18…直流电源装置，19…外周喷嘴，20…出口，21…熔融粒子。具体实施例方式在本专利技术中，喷镀的对象是金属体。尽管喷镀也适用于非金属体，但在本专利技术中是以等离子喷镀为前提，以强化金属结构体的防蚀功能和降低修补成本为目的，采用对于金属结构体或其部件形成金属喷镀膜的。在本专利技术中，使用磨削工具进行作为喷镀的前处理的表面粗糙化处理。这里所说的磨削工具，是指在盘状或带状的基材上粘合固定有砂粒的电动工具、在转轮的外周上设置了挡板或钢丝的电动工具，这些工具是可以手持操作的小型工具，特别适合于在现场修补时使用。使用这样的磨削工具磨削被喷镀体的表面时，表面上产生大量平行线状的擦痕。如果使磨削工具以本文档来自技高网...

【技术保护点】
喷镀方法，该方法是对金属体喷镀金属喷镀材料而形成防蚀用的喷镀膜，其特征在于，包括：用磨削工具进行表面粗糙化处理、使被喷镀体的表面的平均粗糙度Ｒａ成为２～１０μｍ的范围的工序；以及，在喷镀材料的熔融粒子附着到被喷镀体的表面时每１个上述熔融粒子的平均面积为１００００～１０００００μｍ↑［２］的条件下进行喷镀的工序。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：今泉幸男，镰仓宏树，樱田敏生，山田谦一，石桥胜彦，
申请(专利权)人：山田金属防蚀株式会社，九州电力株式会社，西日本工程工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]