[發明專利]金屬的表面處理方法

無效

• 申請號: 200780050400.1
• 申請日: 2007-11-10
• 公開（公告）號: CN101589174A
• 公開（公告）日: 2009-11-25
• 發明（設計）人: 澤口一男
• 申請（專利權）人: 澤口一男;日本株式會社LTT生物醫藥
• 主分類號: C23C24/04
• 分類號: C23C24/04;C23C26/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 白 麗;陳建全

技術領域

本發明涉及在母材金屬的表面上接合異種金屬以對金屬表面進行處理的方法。

背景技術

金屬經過表面處理，將其表面狀態處理至適于用途的最佳狀態。例如，將表面固化或者降低摩擦系數以提高耐磨耗性，進而在表面上設置絕緣層以將金屬表面絕緣。作為金屬的表面處理方法，開發了鍍覆、噴鍍、滲碳等方法。鍍覆由于使用各種藥品，因此具有廢液處理麻煩的缺點。另外，噴鍍由于將金屬粉末加熱至熔融狀態后吹拂至母材金屬的表面，因此裝置為大型，難以簡單地進行表面處理。另外，滲碳具有僅特定的元素可滲透至母材金屬、而且處理也麻煩的缺點。作為消除這些表面處理缺點的方法，開發了下述方法：向母材金屬的表面提供金屬粉末，向金屬粉末照射電子束，從而將金屬粉末合金化至母材金屬中(參照專利文獻1)。

專利文獻1：日本特開2000-216310號公報

專利文獻1記載了下述方法：在母材金屬的表面設置以鉬為主的金屬粉末層，然后對該金屬粉末層照射激光或電子束，將粉末層加熱至熔點以上。該方法在以鉬為主的金屬的接合界面附近形成良好的接合邊界層，在母材金屬的表面上接合金屬粉末層的金屬。該方法難以在母材金屬的表面上以特定的厚度均勻地設置含有鉬的金屬粉末層。金屬粉末層未均勻地設置時，無法照射電子束以在理想的狀態下設置表面層。當金屬粉末層的厚度具有不均時，難以調整電子束的照射能量。其原因在于，根據金屬粉末層的厚度不同，用于將其接合于母材金屬的電子束的能量密度不同。進而，該專利文獻1還記載了噴鍍以鉬為主的金屬粉末并吹拂至母材金屬表面的技術。該方法中，表面部被加熱至熔點以上的粒子沖撞于母材金屬的表面，將以鉬為主的金屬焊接在母材金屬的表面上。但是，利用噴鍍進行的表面處理難以將鉬等金屬牢固地結合在母材金屬的表面上。

發明內容

本發明以解決該缺點為目的而開發。本發明的重要目的在于提供能夠簡單且容易、且效率良好地將各種金屬可靠地接合于各種母材金屬的表面的金屬表面處理方法。

本發明第1方面的金屬表面處理方法具有以下工序：噴丸處理(shotpeening)工序，其中在母材金屬1的表面上用作為與母材金屬1不同的金屬粒子的異種金屬粒子2進行噴丸處理，從而在母材金屬1的表面上設置異種金屬膜3；電子射線照射工序，其中對通過噴丸處理工序設置了異種金屬膜3的母材金屬1的表面照射電子束4，從而將異種金屬膜3和母材金屬1結合。

本發明第2方面的金屬表面處理方法中，照射電子射線，將異種金屬膜3和母材金屬1結合成合金狀態。

本說明書中，“合金狀態”的含義是指：除了母材金屬和異種金屬成為合金的狀態之外，還包括母材金屬和異種金屬利用電子束的能量相互以熔融狀態而結合的狀態。

本發明第3方面的金屬表面處理方法中，在噴丸處理工序中在母材金屬1的表面上用作為熔點低于母材金屬1的金屬粒子的異種金屬粒子2進行噴丸處理后，在電子射線照射工序中照射電子束4以將異種金屬粒子2熔融，從而將異種金屬膜3結合于母材金屬1。

本發明第4方面的金屬表面處理方法中，在噴丸處理工序中在母材金屬1的表面上用作為熔點高于母材金屬1的金屬粒子的異種金屬粒子2進行噴丸處理后，在電子射線照射工序中照射電子束4以將母材金屬1熔融，從而將異種金屬膜3結合于母材金屬1上。

本發明第5方面的金屬表面處理方法中，在噴丸處理工序中將由不同金屬構成的多個異種金屬粒子2噴射于母材金屬1的表面。

本發明第6方面的金屬表面處理法方法中，在噴丸處理工序中將平均粒徑不同的金屬粒子噴射于母材金屬1的表面。

本發明第7方面的金屬表面處理方法中，在電子射線照射工序中對通過噴丸處理工序設置了異種金屬膜3的母材金屬1的表面照射電子束4，將異種金屬膜3和母材金屬1結合，在母材金屬1的表面上設置表面層5，并且將噴丸處理工序和電子射線照射工序重復多次，從而層疊多個表面層5。

本發明第8方面的金屬表面處理方法中，在噴丸處理工序中，噴丸處理中所使用的異種金屬粒子2含有W、C、B、Ti、Ni、Cr、Si、Mo、Ag、Au、Ba、Be、Ca、Co、Cu、Fe、F和氟化物、Mg、Mn、Nb、Pt、S和硫化物、Ta、V中的至少任一種。

本發明第9方面的金屬表面處理方法中，在噴丸處理工序中，使噴丸處理中所使用的異種金屬粒子2形成含有多個金屬的合金和金屬的化合物。

本發明第10方面的金屬表面處理方法中，在噴丸處理工序中，使噴丸處理中所使用的異種金屬粒子2的平均粒徑為0.03μm以上。