JPH0251898A - プラズマ溶射ガン - Google Patents
プラズマ溶射ガンInfo
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- JPH0251898A JPH0251898A JP63201039A JP20103988A JPH0251898A JP H0251898 A JPH0251898 A JP H0251898A JP 63201039 A JP63201039 A JP 63201039A JP 20103988 A JP20103988 A JP 20103988A JP H0251898 A JPH0251898 A JP H0251898A
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- Japan
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- spray gun
- flame
- coated
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、異種材質の溶射材料を同時供給し、任意の混
合比率の被膜層を形成することで、母材上の接着強度が
優れた溶射被膜を得るためのプラズマ溶射ガンに関する
。
合比率の被膜層を形成することで、母材上の接着強度が
優れた溶射被膜を得るためのプラズマ溶射ガンに関する
。
〔従来技術］
一般に、プラズマ溶射法は、部品材料表面に耐摩耗性、
耐熱性、耐食性を与えるための金属、セラミックあるい
はサーメットを被覆する方法とし載されている。プラズ
マ溶射ガンは、通常第８図に示す通りで後述するような
態様で行なわれている。第８図において土はプラズマ溶
射ガン本体で、主にカソード（以下タングステン電極）
２と、アノード（以下水冷銅電極）３とプラズマガス供
給口４及び溶射材料供給口５．′６で構成される。タン
グステン電極２と水冷銅電極３は絶縁体７により電気的
に分離され、タングステン電極２は直流型６ｔＸＳの負
極に、水冷銅電極３は正極にそれぞれ接続されている。
耐熱性、耐食性を与えるための金属、セラミックあるい
はサーメットを被覆する方法とし載されている。プラズ
マ溶射ガンは、通常第８図に示す通りで後述するような
態様で行なわれている。第８図において土はプラズマ溶
射ガン本体で、主にカソード（以下タングステン電極）
２と、アノード（以下水冷銅電極）３とプラズマガス供
給口４及び溶射材料供給口５．′６で構成される。タン
グステン電極２と水冷銅電極３は絶縁体７により電気的
に分離され、タングステン電極２は直流型６ｔＸＳの負
極に、水冷銅電極３は正極にそれぞれ接続されている。
９はプラズマガス（通常はアルゴン、ヘリウム、水素、
窒素等）を貯蔵し、プラズマガス供給口に送給するガス
ボンベであり、１０及び１２は材質の異なる溶射材料Ａ
及びＢをそれぞれためてお（気密性のホッパー、１１，
１３はそれぞれの溶射材料をそれぞれの溶射材料供給口
５．６へ送給するための不活性ガス（Ａｒ等）ボンベで
ある。
窒素等）を貯蔵し、プラズマガス供給口に送給するガス
ボンベであり、１０及び１２は材質の異なる溶射材料Ａ
及びＢをそれぞれためてお（気密性のホッパー、１１，
１３はそれぞれの溶射材料をそれぞれの溶射材料供給口
５．６へ送給するための不活性ガス（Ａｒ等）ボンベで
ある。
先ず、ガスボンベ９からガス供給口４を通してプラズマ
ガスを供給し、タングステン電極２と水冷銅電極３の間
に直流型ｔＸ８によりプラズマアークを発生させる。こ
のアークとプラズマガス七の熱交換により、プラズマフ
レームＩ７となってプラズマ溶射ガン上より噴出する。
ガスを供給し、タングステン電極２と水冷銅電極３の間
に直流型ｔＸ８によりプラズマアークを発生させる。こ
のアークとプラズマガス七の熱交換により、プラズマフ
レームＩ７となってプラズマ溶射ガン上より噴出する。
被溶射母材工４は予めその被溶射面をブラスト等を施し
、所定の位置に設置する。その後、溶射粉末供給口５か
らは、ホッパー１０内の溶射粉末Ａを不活性ガスボンへ
１１からの不活性ガスにより上記のプラズマフレーム１
７中に供給する一方、溶射材料供給口６からは、ホッパ
ー１２の溶射材料Ｂを不活性ガスボンへ１２からの不活
性ガスにより、同様にプラズマフレームエフ中に供給し
、被溶射母材１４に溶射する方法が知られている。
、所定の位置に設置する。その後、溶射粉末供給口５か
らは、ホッパー１０内の溶射粉末Ａを不活性ガスボンへ
１１からの不活性ガスにより上記のプラズマフレーム１
７中に供給する一方、溶射材料供給口６からは、ホッパ
ー１２の溶射材料Ｂを不活性ガスボンへ１２からの不活
性ガスにより、同様にプラズマフレームエフ中に供給し
、被溶射母材１４に溶射する方法が知られている。
しかしながら、上記のプラズマ溶射法はその欠点として
、物性の異なる溶射材料、例えば融点が顕著に異なるセ
ラミックス系（・Ａ材料）とメタル系（・Ｂ材料）の溶
射材料をそれぞれの材料供給口５．６から投入して溶射
した場合、溶射材料供給口はプラズマフレームの流れに
対し同じ位置に、タングステン電極２を中心として対称
に配設しているため投入した両熔射粉末は同時に同一温
度領域のプラズマフレーム中を通過する。このため、高
融点のセラミックス系材料を（例えばプラズマアーク電
流を増加し、プラズマエネルギー密度を高めて）溶融し
た場合、低融点のメタル系材料は蒸発して所望の混合被
覆が得られない。又、プラズマエネルギー密度を減少し
て、メタル系材料を熔融状態にするとセラミックス系材
料は溶けず、その結果、母材と被膜との接着強度が低く
、機械的衝窄、熱的衝窄を受けた場合、剥離を生ずるこ
とが挙げられる。
、物性の異なる溶射材料、例えば融点が顕著に異なるセ
ラミックス系（・Ａ材料）とメタル系（・Ｂ材料）の溶
射材料をそれぞれの材料供給口５．６から投入して溶射
した場合、溶射材料供給口はプラズマフレームの流れに
対し同じ位置に、タングステン電極２を中心として対称
に配設しているため投入した両熔射粉末は同時に同一温
度領域のプラズマフレーム中を通過する。このため、高
融点のセラミックス系材料を（例えばプラズマアーク電
流を増加し、プラズマエネルギー密度を高めて）溶融し
た場合、低融点のメタル系材料は蒸発して所望の混合被
覆が得られない。又、プラズマエネルギー密度を減少し
て、メタル系材料を熔融状態にするとセラミックス系材
料は溶けず、その結果、母材と被膜との接着強度が低く
、機械的衝窄、熱的衝窄を受けた場合、剥離を生ずるこ
とが挙げられる。
又、他の溶射材物性として、比重１粒径、熱伝導率等が
顕著に異なるため溶けやすさが違う場合も同様な問題点
があった。
顕著に異なるため溶けやすさが違う場合も同様な問題点
があった。
［問題点を解決するための手段］
本発明は接着強度が太き（、熱的および機械的衝窄に対
して優れた抵抗を有する金属、セラミックスあるいはサ
ーメット被膜が得られるプラズマ溶射ガンを提供するも
のである。
して優れた抵抗を有する金属、セラミックスあるいはサ
ーメット被膜が得られるプラズマ溶射ガンを提供するも
のである。
即ち本発明の特徴は、カソードと該カソードの外側に設
けた筒状のアノードとプラズマガスをカソードとアノー
ドの間に噴出させるプラズマガス供給口及びプラズマフ
レームに向けて複数種の溶射材料を同時に噴出させる溶
射材料供給口を複数個設けたプラズマ溶射ガンにおいて
、溶射材料供給口の位置をプラズマ溶射ガンの中心線方
向で差をつけて設けるか又は、溶射材料供給流路の角度
をプラズマ溶射ガンの中心線に対して差をつけて設ける
か又は、溶射材料供給口の位置をプラズマ溶射ガンの中
心線方向で差をつけて設けると共に溶射材料供給流路の
角度をプラズマ溶射ガンの中心線に対して差をつけて設
けたプラズマ溶接ガンにある。
けた筒状のアノードとプラズマガスをカソードとアノー
ドの間に噴出させるプラズマガス供給口及びプラズマフ
レームに向けて複数種の溶射材料を同時に噴出させる溶
射材料供給口を複数個設けたプラズマ溶射ガンにおいて
、溶射材料供給口の位置をプラズマ溶射ガンの中心線方
向で差をつけて設けるか又は、溶射材料供給流路の角度
をプラズマ溶射ガンの中心線に対して差をつけて設ける
か又は、溶射材料供給口の位置をプラズマ溶射ガンの中
心線方向で差をつけて設けると共に溶射材料供給流路の
角度をプラズマ溶射ガンの中心線に対して差をつけて設
けたプラズマ溶接ガンにある。
［作 用］
ここで、溶射材料の物性の違いによって、プラズマフレ
ームに対する溶射材料供給口位置あるいは供給角度を違
えることによってもたらされる作用について第７図を参
照しながら説明する。
ームに対する溶射材料供給口位置あるいは供給角度を違
えることによってもたらされる作用について第７図を参
照しながら説明する。
第７図は溶射材料供給口付近のプラズマフレーム中心軸
上の温度分布例示す。
上の温度分布例示す。
この温度分布特性は一般的に、図に示す様に、プラズマ
フレーム流れ方向に従い温度は低下し、温度勾配ば溶射
粉末供給口付近で顕著な傾向を示す。
フレーム流れ方向に従い温度は低下し、温度勾配ば溶射
粉末供給口付近で顕著な傾向を示す。
一方、プラズマフレームの下流位置からの溶射材料供給
はど、被溶射母材に到達するまでの時間が短かくなり、
溶射材料の大熱量は減少する。
はど、被溶射母材に到達するまでの時間が短かくなり、
溶射材料の大熱量は減少する。
従って、例えば溶射材料の融点が異なる場合は、高１．
独点材料はどプラズマフレームの上流位置に溶射材料供
給口を配設することで融点の異なる異種材料をともに溶
融状態にし、混合され良好な被覆を形成することができ
る。又、溶射材料供給角度を具備することも以上の様な
作用をより効果的に司化にするものである。
独点材料はどプラズマフレームの上流位置に溶射材料供
給口を配設することで融点の異なる異種材料をともに溶
融状態にし、混合され良好な被覆を形成することができ
る。又、溶射材料供給角度を具備することも以上の様な
作用をより効果的に司化にするものである。
又、実施例２（第３図１第４図参照）のタングステン電
極２を中心として対称に１対の供給口を具備することは
、片側１箇所の供給口に比べ、プラズマフレーム中の材
料の分布ムラが改善されＪ。
極２を中心として対称に１対の供給口を具備することは
、片側１箇所の供給口に比べ、プラズマフレーム中の材
料の分布ムラが改善されＪ。
果として、被膜厚ムラを改善する作用が実験的に確認さ
れている。
れている。
（実施例〕
第１図〜第６図に実施例を挙げ、本発明の特徴を具体的
に説明する。
に説明する。
第１例として、第１図は本発明の一実施態様を示す溶射
ガンの断面図を示し、第２図は第１図溶射ガンのＡ−Ａ
矢視図を示す。
ガンの断面図を示し、第２図は第１図溶射ガンのＡ−Ａ
矢視図を示す。
第１図において上はプラズマ溶射ガン本体で、主にタン
グステン電極２と水冷銅電極３とプラズマガス供給口４
及び溶射材料供給口５，６で構成される。本実施例の特
徴は溶射材料供給口５，６をプラズマフレームに対して
プラズマ溶射ガンの中心線方向にずらして配置し、例え
ば溶射材料の物性として融点が顕著に異なる２種の材料
を使用する場合、高融点の材料をプラズマアーク発生点
に近い供給口５から供給し、低融点の材料はその逆で、
プラズマフレームの下流域の供給口６から供給している
。
グステン電極２と水冷銅電極３とプラズマガス供給口４
及び溶射材料供給口５，６で構成される。本実施例の特
徴は溶射材料供給口５，６をプラズマフレームに対して
プラズマ溶射ガンの中心線方向にずらして配置し、例え
ば溶射材料の物性として融点が顕著に異なる２種の材料
を使用する場合、高融点の材料をプラズマアーク発生点
に近い供給口５から供給し、低融点の材料はその逆で、
プラズマフレームの下流域の供給口６から供給している
。
次に第２例として、第３図は第１図の溶射ガンより溶射
材料供給口の数を増した例の溶射ガンの断面図を示し、
第４図は第３図溶射ガンのＢ−Ｂ矢視図を示す。
材料供給口の数を増した例の溶射ガンの断面図を示し、
第４図は第３図溶射ガンのＢ−Ｂ矢視図を示す。
第３図において上はプラズマ溶射ガン本体で主にタング
ステン電極２と水冷銅電極３とプラズマガス供給口４及
び溶射材料供給口５．６．１５．１６で構成される。本
実施例の特徴は溶射材料供給口をタングステン電極２を
中心として対称に２対具備し、それぞれの材料供給口の
対をプラズマフレームに対してプラズマ溶射ガンの中心
線方向にずらして配置し、例えば溶射材料の物性として
、融点が顕著に異なる２種の材料を使用する場合、第１
例と同様、高融点溶射材料をプラズマフレームの−Ｅ流
域の供給口５．６から供給し、低融点の材料はプラズマ
フレームの下流域の供給口１５．１６から供給している
。尚、材料供給口数は２対以上具備し、２種以上の溶射
材料を使用する場合もある。
ステン電極２と水冷銅電極３とプラズマガス供給口４及
び溶射材料供給口５．６．１５．１６で構成される。本
実施例の特徴は溶射材料供給口をタングステン電極２を
中心として対称に２対具備し、それぞれの材料供給口の
対をプラズマフレームに対してプラズマ溶射ガンの中心
線方向にずらして配置し、例えば溶射材料の物性として
、融点が顕著に異なる２種の材料を使用する場合、第１
例と同様、高融点溶射材料をプラズマフレームの−Ｅ流
域の供給口５．６から供給し、低融点の材料はプラズマ
フレームの下流域の供給口１５．１６から供給している
。尚、材料供給口数は２対以上具備し、２種以上の溶射
材料を使用する場合もある。
第３例として、第５図は第１例の溶射ガンの溶射材料供
給角度及び溶射材料供給口位置を変えた例の溶射ガンの
断面図を示し、第６図は第５図溶射ガンのＣ−Ｃ矢視図
を示す。
給角度及び溶射材料供給口位置を変えた例の溶射ガンの
断面図を示し、第６図は第５図溶射ガンのＣ−Ｃ矢視図
を示す。
第５図中第１図と同一符号は第１図と同−機能品を示す
。
。
本実施例の特徴は、前記２実施例では溶射材料投入角度
がプラズマフレームに対して直角であったのに対し、プ
ラズマフレームに対して上向、あるいは下向に粉末が投
入できる様、溶射材料供給流路に角度を設け、前例と同
様、高融点溶射材料をプラズマフレームに対して上向き
の供給口５から供給し、低融点の材料は下向きの供給口
６から供給している。
がプラズマフレームに対して直角であったのに対し、プ
ラズマフレームに対して上向、あるいは下向に粉末が投
入できる様、溶射材料供給流路に角度を設け、前例と同
様、高融点溶射材料をプラズマフレームに対して上向き
の供給口５から供給し、低融点の材料は下向きの供給口
６から供給している。
また、図示していないが、溶射材料供給口の位置は同じ
とし、溶射材料供給流路の角度に差をつけるもの等も含
め、必要により、以上の複数実施例を組合せした構成で
実施する場合もある。
とし、溶射材料供給流路の角度に差をつけるもの等も含
め、必要により、以上の複数実施例を組合せした構成で
実施する場合もある。
（発明の効果）
以上に説明した様に、本発明において、溶射材料の物性
の違いによってプラズマフレームに対する溶射材料供給
口位置あるいは供給角度又は供給位置と角度の組合せを
違えて複数種の溶射材料を供給し、任意の混合比率にて
溶射することで、接着強度が大きく熱的および機械的衝
撃に対して優れた抵抗を有する被覆を形成することが可
能となった。
の違いによってプラズマフレームに対する溶射材料供給
口位置あるいは供給角度又は供給位置と角度の組合せを
違えて複数種の溶射材料を供給し、任意の混合比率にて
溶射することで、接着強度が大きく熱的および機械的衝
撃に対して優れた抵抗を有する被覆を形成することが可
能となった。
又波及効果として、本発明の溶射ガンを利用し、例えば
複数種の溶射材料のそれぞれの供給量を時間とともに変
化させることで、連続的に所望の混合比率の積層溶射被
膜の形成が可能となり、接着強度が大きな厚肉溶射被膜
が可能である。
複数種の溶射材料のそれぞれの供給量を時間とともに変
化させることで、連続的に所望の混合比率の積層溶射被
膜の形成が可能となり、接着強度が大きな厚肉溶射被膜
が可能である。
第１図は本発明の一実施態様（第１例）を示ず溶射ガン
の断面図、 第２図は第１図溶射ガンのＡ−＾矢視図、第３図は本発
明の一実施態様（第２例）を示す溶射ガンの断面図、 第４図は第３図溶射ガンのＢ−８矢視図、第５図は本発
明の一実施態様（第３例）を示す溶射ガンの断面図、 第６図は第５図溶射ガンのＣ−Ｃ矢視図、第７図は溶射
ガンの位置に対応した溶射材料供給口付近のプラズマフ
レーム中心軸上の温度分布、第８図は従来のプラズマ溶
射法を説明する図である。 上・・・溶射ガン、 ２・・・タングステン電極
、３・・・水冷銅電極、 ４・・・プラズマガス供給
口、５、６．１５．１６・・・溶射材料供給口、７・・
・絶縁体、 ８・・・直流電源、９・・・プラ
ズマガスボンベ、 １０、１２・・・溶射材料ホッパー １１、１３・・・不活性ガスボンベ、 １４・・・被溶射母材、 １７・・・プラズマフレー
ム。
の断面図、 第２図は第１図溶射ガンのＡ−＾矢視図、第３図は本発
明の一実施態様（第２例）を示す溶射ガンの断面図、 第４図は第３図溶射ガンのＢ−８矢視図、第５図は本発
明の一実施態様（第３例）を示す溶射ガンの断面図、 第６図は第５図溶射ガンのＣ−Ｃ矢視図、第７図は溶射
ガンの位置に対応した溶射材料供給口付近のプラズマフ
レーム中心軸上の温度分布、第８図は従来のプラズマ溶
射法を説明する図である。 上・・・溶射ガン、 ２・・・タングステン電極
、３・・・水冷銅電極、 ４・・・プラズマガス供給
口、５、６．１５．１６・・・溶射材料供給口、７・・
・絶縁体、 ８・・・直流電源、９・・・プラ
ズマガスボンベ、 １０、１２・・・溶射材料ホッパー １１、１３・・・不活性ガスボンベ、 １４・・・被溶射母材、 １７・・・プラズマフレー
ム。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）カソードと該カソードの外側に設けた筒状のアノー
ドとプラズマガスをカソードとアノードの間に噴出させ
るプラズマガス供給口及びプラズマフレームに向けて複
数種の溶射材料を同時に噴出させる溶射材料供給口を複
数個設けたプラズマ溶射ガンにおいて、 溶射材料供給口の位置をプラズマ溶射ガンの中心線方向
で差をつけて設けるか又は、溶射材料供給流路の角度を
プラズマ溶射ガンの中心線に対して差をつけて設けるか
又は、溶射材料供給口の位置をプラズマ溶射ガンの中心
線方向で差をつけて設けると共に溶射材料供給流路の角
度をプラズマ溶射ガンの中心線に対して差をつけて設け
ることを特徴とするプラズマ溶射ガン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63201039A JPH0251898A (ja) | 1988-08-13 | 1988-08-13 | プラズマ溶射ガン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63201039A JPH0251898A (ja) | 1988-08-13 | 1988-08-13 | プラズマ溶射ガン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0251898A true JPH0251898A (ja) | 1990-02-21 |
Family
ID=16434414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63201039A Pending JPH0251898A (ja) | 1988-08-13 | 1988-08-13 | プラズマ溶射ガン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0251898A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06196298A (ja) * | 1992-12-24 | 1994-07-15 | Kaku Yuugou Kagaku Kenkyusho | プラズマ電磁加速器 |
| JP2000188200A (ja) * | 1998-12-21 | 2000-07-04 | Sulzer Metco Ag | プラズマト―チ用ノズル |
| KR20000040103A (ko) * | 1998-12-17 | 2000-07-05 | 서성필 | 휴대용 비전기식 다리미 |
| JP2010521042A (ja) * | 2007-02-02 | 2010-06-17 | プラズマ テクノロジーズ リミテッド | プラズマスプレー装置および方法 |
| JP2011045877A (ja) * | 2009-08-27 | 2011-03-10 | General Electric Co <Ge> | コーティングの堆積装置及び方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58202062A (ja) * | 1974-10-07 | 1983-11-25 | ユナイテツド・テクノロジ−ズ・コ−ポレイシヨン | 熱スプレ−方法及び熱スプレ−装置 |
-
1988
- 1988-08-13 JP JP63201039A patent/JPH0251898A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58202062A (ja) * | 1974-10-07 | 1983-11-25 | ユナイテツド・テクノロジ−ズ・コ−ポレイシヨン | 熱スプレ−方法及び熱スプレ−装置 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06196298A (ja) * | 1992-12-24 | 1994-07-15 | Kaku Yuugou Kagaku Kenkyusho | プラズマ電磁加速器 |
| KR20000040103A (ko) * | 1998-12-17 | 2000-07-05 | 서성필 | 휴대용 비전기식 다리미 |
| JP2000188200A (ja) * | 1998-12-21 | 2000-07-04 | Sulzer Metco Ag | プラズマト―チ用ノズル |
| JP2010521042A (ja) * | 2007-02-02 | 2010-06-17 | プラズマ テクノロジーズ リミテッド | プラズマスプレー装置および方法 |
| JP2011045877A (ja) * | 2009-08-27 | 2011-03-10 | General Electric Co <Ge> | コーティングの堆積装置及び方法 |
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