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表面処理材及び表面処理方法 新技術説明会

国内特許コード P07A011132
整理番号 /NO31060
掲載日 2007年11月2日
出願番号 特願2004-254755
公開番号 特開2006-070320
登録番号 特許第4446346号
出願日 平成16年9月1日(2004.9.1)
公開日 平成18年3月16日(2006.3.16)
登録日 平成22年1月29日(2010.1.29)
発明者
  • 松井 元英
出願人
  • (財)鉄道総合技術研究所
発明の名称 表面処理材及び表面処理方法 新技術説明会
発明の概要 【課題】 処理対象物と粒子との結合力を向上させるとともに、処理対象物の表面の硬度を上げて処理対象物の変形を抑制し、粒子による被覆層の寿命を向上させることができる表面処理材、表面処理方法及び表面処理装置を提供する。
【解決手段】 表面処理材1は、処理対象物2の表面2aを加熱するとともにこの表面2aに粒子3を噴射して、この表面2aが処理された部材である。表面処理材1は、処理対象物2と、粒子3と、化合物層4とから構成されている。処理対象物2は、炭素鋼などの鉄系金属材料であり、粒子3と化合物層4とを備えている。粒子3は、二硫化モリブデンなどの固体潤滑材系粒子及びスズなどの金属系粒子である。化合物層4は、処理対象物2と粒子3とを熱化学反応させて形成した金属間化合物であり、処理対象物2と粒子3とを結合させて処理対象物2と粒子3との密着性及び結合性を向上させる。
【選択図】 図1
従来技術、競合技術の概要 【背景技術】ショットピーニング処理装置によって固体潤滑材や軟質金属などを処理対象物の表面に噴射して、固体潤滑材や軟質金属などをこの処理対象物の表面にコーティングする表面処理装置が知られている。従来の表面処理装置は、処理対象物の表面と振動板との間でショット粒子を往復させてこの処理対象物の表面にショット粒子を繰り返し衝突させる超音波ショットピーニング処理装置と、処理対象物の表面を加熱する加熱装置と、処理対象物にシールドガスを供給するシールドガス供給手段と、超音波ショットピーニング処理装置を直線状のガイドレールに沿って移動させる移動装置などを備えている(例えば、特許文献1参照)。このような従来のショットピーニング処理装置では、処理対象物の表面に対して加熱装置を昇降させて加熱温度を調整した後に、超音波ショットピーニング処理装置及び加熱装置などを移動装置によって移動させながらこの処理対象物の表面にショット粒子を繰り返し衝突させている。このような従来のショットピーニング処理装置では、処理対象物の表面を改質してこの処理対象物の表面に僅かな合金層を形成するとともに、処理対象物と合金層との界面からこの処理対象物の内部にナノ結晶組織を形成して、処理対象物に耐磨耗性や耐食性を付与している。
【特許文献1】特開2004-169100号公報
産業上の利用分野 この発明は、処理対象物の表面を加熱するとともにこの処理対象物の表面に粒子を噴射して、この処理対象物の表面が処理された表面処理材、この処理対象物の表面を処理する表面処理方法及び表面処理装置に関する。
特許請求の範囲 【請求項1】 炭素鋼の表面を加熱するとともに二硫化モリブデン粒子及びスズ粒子をこの炭素鋼の表面に噴射して、この炭素鋼の表面が処理された表面処理材であって、 前記炭素鋼の表面に分散する前記二硫化モリブデン粒子及び前記スズ粒子とこの炭素鋼とを結合させるために、この炭素鋼の表面が軟化する所定の加熱温度に達するまでこの炭素鋼の表面が高周波加熱されており、 前記所定の加熱温度に達するまで加熱された前記炭素鋼の表面に前記二硫化モリブデン粒子及び前記スズ粒子を噴射して、この炭素鋼、この二硫化モリブデン粒子及びこのスズ粒子を熱化学反応させて形成した化合物層を備え、 前記化合物層は、前記炭素鋼の表面が鉄道用車輪のフランジ面又は鉄道用レールの頭側面であるときに、この鉄道用車輪又はこの鉄道用レールと前記二硫化モリブデン粒子及び前記スズ粒子とを熱化学反応させて形成されていること、 を特徴とする表面処理材。
【請求項2】 請求項1に記載の表面処理材において、 前記鉄道用車輪のフランジ面又は前記鉄道用レールの頭側面を硬化させた硬化処理層を備え、 前記化合物層は、前記硬化処理層、前記二硫化モリブデン粒子及び前記スズ粒子を熱化学反応させて形成されていること、 を特徴とする表面処理材。
【請求項3】 請求項2に記載の表面処理材において、 前記硬化処理層は、前記鉄道用車輪のフランジ面又は前記鉄道用レールの頭側面を熱処理又はショットピーニング処理して形成されていること、 を特徴とする表面処理材。
【請求項4】 炭素鋼の表面を加熱するとともに二硫化モリブデン粒子及びスズ粒子をこの炭素鋼の表面に噴射して、この炭素鋼の表面を処理する表面処理方法であって、 前記炭素鋼の表面が軟化する所定の加熱温度に達するまでこの炭素鋼の表面を高周波加熱する加熱工程と、 前記所定の加熱温度に達するまで加熱された前記炭素鋼の表面に前記二硫化モリブデン粒子及び前記スズ粒子を噴射する噴射工程と、 前記炭素鋼の表面に分散する前記二硫化モリブデン粒子及び前記スズ粒子とこの炭素鋼とを結合させるために、この炭素鋼、この二硫化モリブデン粒子及びこのスズ粒子を熱化学反応させて化合物層を形成する熱化学反応工程とを含み、 前記熱化学反応工程は、前記炭素鋼の表面が鉄道用車輪のフランジ面又は鉄道用レールの頭側面であるときに、この鉄道用車輪又はこの鉄道用レールと前記二硫化モリブデン粒子及び前記スズ粒子とを熱化学反応させる工程を含むこと、 を特徴とする表面処理方法。
【請求項5】 請求項4に記載の表面処理方法において、 前記加熱工程の前又は前記熱化学反応工程の後に、前記鉄道用車輪のフランジ面又は前記鉄道用レールの頭側面を熱処理して硬化させる硬化処理工程を含むこと、 を特徴とする表面処理方法。
【請求項6】 請求項4に記載の表面処理方法において、 前記加熱工程の前に、前記鉄道用車輪のフランジ面又は前記鉄道用レールの頭側面をショットピーニング処理して硬化させる硬化処理工程を含むこと、 を特徴とする表面処理方法。
産業区分
  • 表面処理
  • 高分子化合物
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 権利存続中
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