JPH0511028Y2 - - Google Patents

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JPH0511028Y2
JPH0511028Y2 JP7213088U JP7213088U JPH0511028Y2 JP H0511028 Y2 JPH0511028 Y2 JP H0511028Y2 JP 7213088 U JP7213088 U JP 7213088U JP 7213088 U JP7213088 U JP 7213088U JP H0511028 Y2 JPH0511028 Y2 JP H0511028Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本考案は金属表面硬化装置に関し、一層詳細に
は、ノズルチツプからワークにプラズマガスを噴
射してワーク表面を溶融し、この溶融部に粉末状
の高硬度金属を供給して前記ワークの所定の部位
に耐摩耗性に優れた硬化層を形成する際、前記高
硬度金属を搬送する金属製の第1の管体と当該高
硬度金属を溶融部に導出するセラミツクス製の第
2の管体とを夫々個別のホルダ部材を介しパイプ
ホルダに対して一体的に且つ強固に保持可能に構
成した金属表面硬化装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a metal surface hardening device, and more specifically, it injects plasma gas from a nozzle tip onto a workpiece to melt the surface of the workpiece, and injects powder into the molten part. When supplying a high hardness metal to form a hardened layer with excellent wear resistance on a predetermined portion of the workpiece, a first pipe made of metal that conveys the high hardness metal and the high hardness metal are melted. The present invention relates to a metal surface hardening device configured to be able to integrally and firmly hold a second pipe body made of ceramics which is led out into a pipe holder via separate holder members.

[考案の背景] 自動車に組み込まれるカムシヤフト、ロツカー
アーム等は長期間にわたり連続して使用されなけ
ればならず、従つて、特に、その摺接部は極めて
耐摩耗性に優れていることが望まれる。このた
め、従来から、前記カムシヤフト、ロツカーアー
ム等に対し耐摩耗性に優れる硬度の高い摺接部を
形成するための種々の加工処理が施されている。
[Background of the invention] Camshafts, rocker arms, etc. installed in automobiles must be used continuously for long periods of time, and therefore, it is particularly desirable that their sliding parts have extremely excellent wear resistance. For this reason, various processing treatments have been conventionally applied to the camshaft, rocker arm, etc. in order to form a sliding contact portion with high hardness and excellent wear resistance.

例えば、このようなカムシヤフト、ロツカーア
ーム等を鋳造成形する際に、摺接部となる部位に
冷し金を配設し、供給される溶湯をこの冷し金に
より急冷して硬化したチル層を形成する方法があ
る。然しながら、この冷し金によつては前記摺接
部に十分な硬度が得られないため、製品としての
カムシヤフト、ロツカーアーム等は長期間にわた
り使用することが不可能となる不都合が生ずる。
For example, when casting and molding such camshafts, rocker arms, etc., a chiller is placed in the sliding contact area, and the supplied molten metal is rapidly cooled by the chiller to form a hardened chill layer. There is a way to do it. However, this cold metal does not provide sufficient hardness to the sliding contact portion, resulting in the inconvenience that products such as camshafts, rocker arms, etc. cannot be used for a long period of time.

さらに、溶湯中にCr、Mo等の高硬度金属を添
加し、冷し金を用いて摺接部となる部位に高硬度
なチル層を形成するものが案出されている。とこ
ろが、この種のCr、Mo等を用いて所望の硬度を
有するチル層を形成するためには、溶湯中に一定
量以上の前記高硬度金属を添加しなければならな
い。しかも、硬化処理中にかなりの量のこの高硬
度金属が摺接部以外の部分にも混入してしまう。
従つて、鋳造成形後に取り出されるワークは全体
として硬度の高いものとなり、成形後のワークに
対して仕上げ加工等を施そうとする時、切削加工
が困難なものとなる欠点が指摘されている。
Furthermore, a method has been devised in which a high hardness metal such as Cr or Mo is added to the molten metal and a chilled metal is used to form a high hardness chill layer at the portion that will become the sliding contact part. However, in order to form a chill layer having a desired hardness using this type of Cr, Mo, etc., it is necessary to add a certain amount or more of the high hardness metal to the molten metal. Moreover, during the hardening process, a considerable amount of this high-hardness metal gets mixed into parts other than the sliding contact parts.
Therefore, the workpiece taken out after casting has a high hardness as a whole, and it has been pointed out that there is a drawback that cutting is difficult when performing finishing machining or the like on the molded workpiece.

そこで、本出願人は前記の欠点を解消すべく、
電極を内装しプラズマガスを噴出させるノズルチ
ツプと、前記ノズルチツプを囲繞するシールドキ
ヤツプと、プラズマガスに指向して高硬度金属の
粉体または粒体を供給する金属導入管と、前記ノ
ズルチツプとシールドキヤツプとの間に前記ノズ
ルチツプより離間してこのノズルチツプ先端部を
覆う遮蔽部材とを設けた金属表面硬化装置を提案
している(特開昭第62−33785号)。
Therefore, in order to eliminate the above-mentioned drawbacks, the applicant has
A nozzle chip that has an electrode inside and ejects plasma gas, a shield cap that surrounds the nozzle chip, a metal introduction pipe that supplies high-hardness metal powder or granules toward the plasma gas, and the nozzle chip and shield cap. A metal surface hardening apparatus has been proposed in which a shielding member is provided between the nozzle tip and a shielding member that is spaced from the nozzle tip and covers the tip of the nozzle tip (Japanese Patent Laid-Open No. 62-33785).

これによつて、ワークにプラズマガスを噴射す
る際にシールドガスを介してこのプラズマガスが
拡散することなく前記ワークの所定の部位を良好
に溶融して前記ワークに耐摩耗性に優れた高硬度
な硬化層を形成することが出来、しかも遮蔽部材
により高硬度金属がノズルチツプに付着すること
を阻止可能にするという効果が得られる。
As a result, when plasma gas is injected onto the workpiece, the plasma gas does not diffuse through the shielding gas, melting a predetermined part of the workpiece well, and giving the workpiece high hardness with excellent wear resistance. It is possible to form a hardened layer, and furthermore, it is possible to obtain the effect that the shielding member can prevent high hardness metal from adhering to the nozzle tip.

ところで、前記金属導入管はシールドキヤツプ
内に臨入しており、この金属導入管がプラズマガ
スによつて発生する高温の熱に曝されるため、前
記金属導入管をセラミツクス系の材料で形成する
ことが提案されている。セラミツクスは耐熱性に
優れると共に、それ自体にアークが発生すること
がないからである。
By the way, since the metal introduction tube enters the shield cap and is exposed to high temperature heat generated by plasma gas, the metal introduction tube is made of a ceramic material. It is proposed that. This is because ceramics have excellent heat resistance and do not generate arcs themselves.

この場合、セラミツクスは比較的高価なもので
あり、実質的にシールドキヤツプ内に臨入する金
属導入管の先端部にセラミツクス系の材料を使用
し、他の部分、すなわち、金属供給源から当該装
置に至る金属搬送路にステンレススチール等の金
属材料を採用している。従つて、セラミツクスか
らなる第1の管体と金属からなる第2の管体を接
合しなければならず、通常、耐熱性を有する接着
剤が用いられている。
In this case, ceramics are relatively expensive, and the tip of the metal introduction tube that enters the shield cap is made of ceramic material, and the other parts, i.e., the metal source, are used for the device. Metal materials such as stainless steel are used for the metal conveyance path leading to. Therefore, it is necessary to bond the first tube made of ceramics and the second tube made of metal, and a heat-resistant adhesive is usually used.

然しながら、この種の接着剤では耐用性に劣る
ため、セラミツクスと金属との接合状態を長期間
にわたり維持することが出来ない。しかも、金属
導入管の内壁に金属が付着することを阻止すべ
く、超音波振動装置により前記金属導入管自体を
振動させている。このため、セラミツクスと金属
との接合部位に振動が付与され、前記接合部位が
短期間で分離してしまうという不都合が指摘され
ている。
However, this type of adhesive has poor durability and cannot maintain the bond between the ceramics and the metal for a long period of time. Moreover, in order to prevent the metal from adhering to the inner wall of the metal introduction tube, the metal introduction tube itself is vibrated by an ultrasonic vibration device. This causes vibrations at the joint between the ceramics and the metal, which causes the joint to separate in a short period of time.

[考案の目的] 本考案は前記の不都合を克服するためになされ
たものであつて、ノズルチツプから射出されるプ
ラズマガスに高硬度金属を供給するためのセラミ
ツクスからなる第1の管体と前記高硬度金属を搬
送するための金属からなる第2の管体とを夫々個
別のホルダ部材を介してパイプホルダに対し一体
的に係着するよう構成し、これによつて、夫々材
質の異なる第1および第2管体同士を直接接合す
ることがないため、外部からの振動等に影響され
ることなく前記第1および第2管体をパイプホル
ダに強固に保持することが出来、長期間にわたり
連続して使用することを可能にした金属表面硬化
装置を提供することを目的とする。
[Purpose of the invention] The present invention has been made to overcome the above-mentioned disadvantages, and includes a first tube body made of ceramics for supplying high-hardness metal to the plasma gas injected from the nozzle tip, and the high-temperature tube body. A second tube body made of metal for conveying hard metal is configured to be integrally engaged with the pipe holder via separate holder members, whereby the first tube body made of a different material, respectively And since the second pipe bodies are not directly joined to each other, the first and second pipe bodies can be firmly held in the pipe holder without being affected by external vibrations, etc., and can be continuously used for a long period of time. The object of the present invention is to provide a metal surface hardening device that can be used as a metal surface hardening device.

[目的を達成するための手段] 前記の目的を達成するために、本考案は電極と
ワークとの間にプラズマアークを発生させて前記
ワークの表面部を溶融すると共に、この溶融表面
部に導入管から高硬度金属の粉粒体を供給して硬
化層を形成する金属表面硬化装置であつて、前記
プラズマアークにシールドガスを供給するための
シールドキヤツプに装着されるパイプホルダと、
前記導入管を構成し前記粉粒体を溶融表面部に導
出するセラミツクス製の第1の管体を係着してパ
イプホルダに嵌合する第1のホルダ部材と、前記
導入管を構成し粉粒体を搬送する金属製の第2の
管体に外嵌し且つ前記パイプホルダに螺合する第
2のホルダ部材と、第1および第2ホルダ部材の
間に介装され前記第2ホルダ部材の螺回作用下に
前記第2管体の外周部を押圧保持する係止部材と
を具備することを特徴とする。
[Means for Achieving the Object] In order to achieve the above-mentioned object, the present invention generates a plasma arc between an electrode and a workpiece to melt the surface portion of the workpiece, and also introduces a plasma arc into the molten surface portion. A metal surface hardening device that supplies high-hardness metal powder from a pipe to form a hardened layer, and a pipe holder that is attached to a shield cap for supplying shield gas to the plasma arc;
a first holder member that fits into a pipe holder by engaging a first pipe made of ceramics that forms the introduction pipe and guides the powder to the melting surface; a second holder member that is externally fitted onto a second metal pipe body that conveys particles and is screwed into the pipe holder; and the second holder member that is interposed between the first and second holder members. and a locking member that presses and holds the outer circumferential portion of the second tube under the spiral action of.

また、本考案は第1ホルダ部材の端部を第1管
体を嵌合する孔部を設けたすり割り構造とし、前
記端部を予め押圧変形させてこの端部に第1管体
を圧入することを特徴とする。
In addition, the present invention has a slotted structure in which the end of the first holder member is provided with a hole into which the first tube fits, and the end is press-deformed in advance and the first tube is press-fitted into the end. It is characterized by

[実施態様] 次に、本考案に係る金属表面硬化装置について
好適な実施態様を挙げ、添付の図面を参照しなが
ら以下詳細に説明する。
[Embodiments] Next, preferred embodiments of the metal surface hardening device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第1図および第2図において、参照符号10は
本実施態様に係る金属表面硬化装置を示す。当該
装置10を構成し外筒部材11に囲繞される本体
部12は略筒状を呈しており、前記本体部12の
内周面に螺孔14が形成される。そして、本体部
12内に電極16を配設し、前記螺孔14にノズ
ルチツプ18の一端部に形成されたねじ部20を
螺着する。この場合、前記ノズルチツプ18の他
端部に略円錐状の先端部22を設けると共に、こ
のノズルチツプ18の中央部には電極16を挿通
するための孔部24が形成され、前記孔部24の
出口側には段部を介してこれより小径なプラズマ
ガス導出用ノズル部26が連通形成される。ノズ
ルチツプ18の外周部と本体部12の内周部との
間には開口部28が画成され、この開口部28に
は冷却水が供給される。なお、ノズルチツプ18
と本体部12との接合部位にはシール用Oリング
30を介装しておく。
In FIGS. 1 and 2, reference numeral 10 indicates a metal surface hardening device according to this embodiment. A main body 12 that constitutes the device 10 and is surrounded by an outer cylinder member 11 has a substantially cylindrical shape, and a screw hole 14 is formed in the inner peripheral surface of the main body 12 . Then, an electrode 16 is disposed within the main body 12, and a threaded portion 20 formed at one end of the nozzle tip 18 is screwed into the screw hole 14. In this case, a substantially conical tip 22 is provided at the other end of the nozzle tip 18, a hole 24 is formed in the center of the nozzle tip 18 through which the electrode 16 is inserted, and an outlet of the hole 24 is formed. A plasma gas deriving nozzle portion 26 having a smaller diameter is formed in communication with the side via a step portion. An opening 28 is defined between the outer periphery of the nozzle tip 18 and the inner periphery of the main body 12, and cooling water is supplied to the opening 28. In addition, nozzle tip 18
A sealing O-ring 30 is interposed at the joint portion between the main body portion 12 and the main body portion 12 .

さらに、ノズルチツプ18の先端部22に周溝
32が刻設され、この周溝32に嵌合するリング
部材34を介して前記ノズルチツプ18に遮蔽部
材36が装着される。すなわち、前記遮蔽部材3
6は絶縁体、例えば、セラミツク系材料で形成さ
れ、その形状はノズルチツプ18の先端部22に
対応しており、その上部並びに下部には夫々開口
部38,40が画成される。前記周回する開口部
38の内部端傍には遮蔽部材36の上部に形成さ
れ所定の幅員を有して半径方向内方に膨出する係
止部42a乃至42dが臨み、これらの係止部4
2a乃至42dの下端部にリング部材34が係合
してこの遮蔽部材36をノズルチツプ18に装着
する。従つて、遮蔽部材36の内部に膨出する係
止部42a乃至42dによりノズルチツプ18の
外周壁部と遮蔽部材36の内周壁部との間には複
数個の通路44が画成されることが容易に諒解さ
れよう。
Furthermore, a circumferential groove 32 is cut into the tip end 22 of the nozzle tip 18, and a shielding member 36 is attached to the nozzle tip 18 via a ring member 34 that fits into the circumferential groove 32. That is, the shielding member 3
6 is made of an insulator, for example, a ceramic material, and its shape corresponds to the tip 22 of the nozzle tip 18, with openings 38 and 40 defined in its upper and lower parts, respectively. Locking parts 42a to 42d, which are formed on the upper part of the shielding member 36 and have a predetermined width and bulge radially inward, face near the inner end of the rotating opening 38, and these locking parts 4
A ring member 34 is engaged with the lower ends of the shielding members 2a to 42d to attach the shielding member 36 to the nozzle tip 18. Therefore, a plurality of passages 44 can be defined between the outer peripheral wall of the nozzle tip 18 and the inner peripheral wall of the shielding member 36 by the locking parts 42a to 42d that bulge into the interior of the shielding member 36. It will be easily understood.

次いで、遮蔽部材36の開口部38側の端部に
流量調整部材46が装着される。前記流量調整部
材46は略リング状を呈しており、その一端に遮
蔽部材36の端部を所定の深さまで嵌合する穴部
48が形成される。そして、流量調整部材46の
内周面と本体部12の外周面との間に所定の間隙
からなる第1の流体導入口50を画成すると共
に、前記流量調整部材46の外周面とシールドキ
ヤツプ52の内周面との間に所定の間隙からなる
第2の流体導入口54を画成する。
Next, the flow rate adjustment member 46 is attached to the end of the shielding member 36 on the opening 38 side. The flow rate adjusting member 46 has a substantially ring shape, and a hole 48 is formed at one end thereof into which the end of the shielding member 36 is fitted to a predetermined depth. A first fluid inlet 50 having a predetermined gap is defined between the inner circumferential surface of the flow rate adjusting member 46 and the outer circumferential surface of the main body portion 12, and a first fluid inlet 50 is formed between the inner circumferential surface of the flow rate adjusting member 46 and the shield cap. A second fluid introduction port 54 having a predetermined gap is defined between the second fluid introduction port 54 and the inner circumferential surface of the second fluid introduction port 52 .

前記シールドキヤツプ52は中空状を呈し、そ
の外周部に段部55を形成すると共に、夫々水平
方向に対し所定角度、例えば、45°だけ傾斜して
孔部56a,56bが穿設される。この場合、シ
ールドキヤツプ52の端部にはねじ部58が設け
られ、このねじ部58に螺合するナツト部材59
を介し前記シールドキヤツプ52が本体部12に
装着される。従つて、シールドキヤツプ52内に
は本体部12の図示しないシールドガス用通路に
連通する通路60が画成され、この通路60は第
1流体導入口50を介して通路44に連通すると
共に、第2流体導入口54を介し前記シールドキ
ヤツプ52と遮蔽部材36との間に画成される通
路61に連通する。
The shield cap 52 has a hollow shape and has a stepped portion 55 formed on its outer periphery, and holes 56a and 56b are formed therein at a predetermined angle, for example, 45°, with respect to the horizontal direction. In this case, a threaded portion 58 is provided at the end of the shield cap 52, and a nut member 59 is screwed into the threaded portion 58.
The shield cap 52 is attached to the main body portion 12 through. Therefore, a passage 60 is defined in the shield cap 52 that communicates with a shield gas passage (not shown) of the main body 12, and this passage 60 communicates with the passage 44 via the first fluid introduction port 50, The second fluid inlet 54 communicates with a passage 61 defined between the shield cap 52 and the shield member 36 .

そこで、シールドキヤツプ52にパイプホルダ
62が係着される。前記パイプホルダ62の中央
部にはシールドキヤツプ52の外周部を嵌合する
孔部64が形成され、このパイプホルダ62の端
部には前記孔部64を外部に開放するスリツト状
開口部66が画成される。前記開口部66の両端
側には夫々螺孔68と孔部70とが同軸的に連通
しており、この孔部70に挿通される図示しない
ボルトの端部を前記螺孔68に螺入することによ
り孔部64の直径を縮径してパイプホルダ62に
よりシールドキヤツプ52の外周部を挟持する。
これによつて、パイプホルダ62を段部55に係
合させた状態で前記シールドキヤツプ52に対し
固定することが出来る。
Then, the pipe holder 62 is attached to the shield cap 52. A hole 64 into which the outer periphery of the shield cap 52 fits is formed in the center of the pipe holder 62, and a slit-shaped opening 66 opening the hole 64 to the outside is formed at the end of the pipe holder 62. defined. A screw hole 68 and a hole 70 coaxially communicate with each other at both ends of the opening 66, and the end of a bolt (not shown) inserted through the hole 70 is screwed into the screw hole 68. As a result, the diameter of the hole 64 is reduced, and the outer periphery of the shield cap 52 is held between the pipe holder 62.
Thereby, the pipe holder 62 can be fixed to the shield cap 52 while being engaged with the stepped portion 55.

パイプホルダ62の直径方向両端には夫々外方
に突出して膨出部71a,71bを形成してお
り、この膨出部71a,71bには水平方向に対
し所定角度、例えば、45°だけ傾斜して段付孔部
72a,72bと螺孔74a,74bがシールド
キヤツプ52の孔部56a,56bと同軸的に穿
設される。
At both ends of the pipe holder 62 in the diametrical direction, bulges 71a and 71b are formed to protrude outward, respectively. The stepped holes 72a, 72b and the screw holes 74a, 74b are coaxially formed with the holes 56a, 56b of the shield cap 52.

前記段付孔部72a,72bに第1のホルダ部
材76a,76bが嵌合する。前記第1ホルダ部
材76aは実質的にステンレススチールからな
り、その外周部は段付孔部72aに対応する形状
を呈している。第1ホルダ部材76aの中央部に
は大径な端部側から後述するステンレスパイプを
嵌合する孔部78が所定深さまで穿設され、この
孔部78にはテーパ孔79が連通する。一方、前
記第1ホルダ部材76aの小径な端部側からも同
様に、所定の深さまで孔部80が設けられ、この
孔部80には第1ホルダ部材76aの外周部に形
成されたスリツト82が連通する(第3図参照)。
すなわち、第1ホルダ部材76aの小径な端部は
すり割り構造を採用している。そして、第1ホル
ダ部材76aの孔部80に高硬度金属粉末用導入
管を構成しセラミツクス系材料で形成される第1
の管体84aの一端部を嵌合する。なお、第1ホ
ルダ部材76bは前述した第1ホルダ部材76a
と同様に構成されるものであり、その詳細な説明
は省略する。
First holder members 76a, 76b fit into the stepped holes 72a, 72b. The first holder member 76a is substantially made of stainless steel, and its outer peripheral portion has a shape corresponding to the stepped hole portion 72a. In the center of the first holder member 76a, a hole 78 into which a stainless steel pipe (to be described later) is fitted is bored from the large diameter end side to a predetermined depth, and a tapered hole 79 communicates with the hole 78. On the other hand, a hole 80 is similarly provided from the small diameter end side of the first holder member 76a to a predetermined depth, and this hole 80 has a slit 82 formed on the outer circumference of the first holder member 76a. communicate (see Figure 3).
That is, the small diameter end portion of the first holder member 76a employs a slotted structure. A high-hardness metal powder introduction pipe is configured in the hole 80 of the first holder member 76a, and the first holder member 76a is made of a ceramic material.
One end of the tube body 84a is fitted. Note that the first holder member 76b is the first holder member 76a described above.
The configuration is similar to that, and detailed explanation thereof will be omitted.

次いで、第1ホルダ部材76aの孔部78に一
端を高硬度金属粉末供給源(図示せず)に接続さ
れるステンレスパイプからなる第2の管体86a
の他端が嵌合すると共に、第2管体86aに係止
部材88aが外嵌する。すなわち、前記係止部材
88aは変形し易い金属材料、例えば、銅材料か
ら形成されており、その外周両端部は夫々半径方
向内方に傾斜する略円筒状を呈している。そし
て、係止部材88aの一端部を第1ホルダ部材7
6aのテーパ孔79に嵌合する一方、その他端部
を第2のホルダ部材90aに係合する。
Next, a second tubular body 86a made of a stainless steel pipe is connected at one end to a high hardness metal powder supply source (not shown) in the hole 78 of the first holder member 76a.
The other end is fitted, and the locking member 88a is fitted onto the second tube 86a. That is, the locking member 88a is made of a metal material that is easily deformable, for example, a copper material, and both ends of its outer periphery have a substantially cylindrical shape that is inclined inward in the radial direction. Then, one end of the locking member 88a is attached to the first holder member 7.
6a, while the other end is engaged with the second holder member 90a.

前記第2ホルダ部材90aは略円筒状を呈し、
その外周部にパイプホルダ62の螺孔74aに螺
入するねじ部92aを形成する。第2ホルダ部材
90aの中央部には第1ホルダ部材76a側の端
部にテーパ孔94aを設け、このテーパ孔94a
に係止部材88aの他端部を嵌合する。
The second holder member 90a has a substantially cylindrical shape,
A threaded portion 92a that is screwed into the threaded hole 74a of the pipe holder 62 is formed on its outer peripheral portion. A tapered hole 94a is provided in the center of the second holder member 90a at the end on the first holder member 76a side.
The other end of the locking member 88a is fitted into the locking member 88a.

なお、膨出部71bには第1ホルダ部材76b
を介して第1管体84bが保持されると共に、図
示しない係止部材並びに第2ホルダ部材90bに
より第2管体86bが係着される。その際、第1
ホルダ部材76a,76bの端部はシールドキヤ
ツプ52に穿設された孔部56a,56bに嵌合
し第1管体84a,84bの端部は遮蔽部材36
とシールドキヤツプ52の間に画成される通路6
1内に所定長さ臨入し且つ前記第1管体84a,
84bの延長線とノズル部26との延長線とが下
方において交差している。
Note that the first holder member 76b is attached to the bulged portion 71b.
The first tubular body 84b is held through the first tubular body 84b, and the second tubular body 86b is secured by a locking member and a second holder member 90b (not shown). At that time, the first
The ends of the holder members 76a, 76b fit into holes 56a, 56b formed in the shield cap 52, and the ends of the first tubes 84a, 84b fit into the shielding member 36.
and the shield cap 52.
1 for a predetermined length and the first tube body 84a,
The extension line of 84b and the extension line of nozzle part 26 intersect at the bottom.

本考案に係る金属表面硬化装置は基本的には以
上のように構成されるものであり、次にその作用
並びに効果について説明する。
The metal surface hardening device according to the present invention is basically constructed as described above, and its operation and effects will be explained next.

先ず、当該装置10をワークWの摺接部となる
部位の近傍に位置決めした後、電極16を図示し
ない直流電源のマイナス側に接続し、一方、ワー
クWをプラス側に接続する。さらに、孔部24に
はアルゴンガス等の作動ガスを供給し、通路60
にシールドガスを供給する。このため、電極16
とワークWとの間にアークが発生し、プラズマガ
スがノズル部26を介して絞られて高温、高速の
プラズマアークとして先端部22から遮蔽部材3
6の開口部40を介して外部に導出される。
First, the device 10 is positioned near a portion of the workpiece W that will be the sliding contact portion, and then the electrode 16 is connected to the negative side of a DC power source (not shown), while the workpiece W is connected to the positive side. Further, a working gas such as argon gas is supplied to the hole 24, and the passage 60
supply shielding gas. For this reason, the electrode 16
An arc is generated between the and the workpiece W, and the plasma gas is squeezed through the nozzle part 26 and flows from the tip part 22 to the shielding member 3 as a high-temperature, high-speed plasma arc.
It is led out to the outside through the opening 40 of No. 6.

この場合、第2図に示すように、通路60に供
給されたシールドガスの一部は流量調整部材46
の第1流体導入口50を介して遮蔽部材36の通
路44に侵入して前記導出されたプラズマアーク
に吹き付けられる。従つて、前記プラズマアーク
はその周方向から供給されるシールドガスにより
そのガス流による収束効果と冷却によるサーマル
ピンチ効果の作用によりさらにこの直径を小さく
することが出来、ワークWの所望の部位に高温、
高速のプラズマアークを噴射してこれを効果的に
溶融して溶融池100を形成することが可能とな
る(第4図参照)。
In this case, as shown in FIG.
The liquid enters the passage 44 of the shielding member 36 through the first fluid inlet 50 of the plasma arc and is blown onto the led-out plasma arc. Therefore, the diameter of the plasma arc can be further reduced by the convergence effect of the gas flow and the thermal pinch effect caused by cooling due to the shielding gas supplied from the circumferential direction, and a high temperature is applied to a desired part of the workpiece W. ,
It becomes possible to inject a high-speed plasma arc to effectively melt it and form a molten pool 100 (see FIG. 4).

一方、第2管体86a,86bには図示しない
高硬度金属供給源から高硬度金属102が供給さ
れ、前記高硬度金属102は管体84a,84b
から前記プラズマアーク中に供給される。この場
合、高硬度金属102としてはCr、Mo、Ni、
W、V、Nb等の単体、これらの金属同士または
他の金属との合金あるいは炭素等との化合物等
種々のものを選択することが可能である。また、
その際、前記高硬度金属102は単独あるいは2
種以上複合して供給される。
On the other hand, a high hardness metal 102 is supplied to the second tube bodies 86a, 86b from a high hardness metal supply source (not shown), and the high hardness metal 102 is supplied to the second tube bodies 84a, 84b.
into the plasma arc. In this case, the high hardness metal 102 includes Cr, Mo, Ni,
It is possible to select various materials such as W, V, Nb, etc. alone, alloys of these metals with each other or with other metals, and compounds with carbon or the like. Also,
At that time, the high hardness metal 102 may be used alone or in combination.
Supplied in combination with more than one species.

夫々の第1管体84a,84bからプラズマア
ーク中に供給される高硬度金属102は前記プラ
ズマアークにより加熱されて高速で溶融池100
内に混入される。ここで、高硬度金属102には
プラズマアークの噴出圧力が作用すると共に、当
該装置10がワークWの上方を所定方向に変位す
るよう移動制御されるため、この高硬度金属10
2は攪拌されて溶融池100内に均一に分散す
る。その際、前記高硬度金属102が溶融し易い
ものであればこの溶融池100内に溶融し、一
方、溶解し難いものであれば前記溶融池100内
に分散する。
The high hardness metal 102 supplied into the plasma arc from the respective first tube bodies 84a and 84b is heated by the plasma arc and forms a molten pool 100 at high speed.
mixed in. Here, the ejection pressure of the plasma arc acts on the high hardness metal 102, and the movement of the device 10 is controlled to displace above the work W in a predetermined direction.
2 is stirred and uniformly dispersed within the molten pool 100. At this time, if the high-hardness metal 102 is easily melted, it will be melted in the molten pool 100, whereas if it is difficult to melt, it will be dispersed in the molten pool 100.

このようにして、当該装置10を変位させてワ
ークWの所定の部位に溶融池100を形成した
後、電極16とワークWへの通電を停止する。次
いで、所定時間前記ワークWを冷却すれば、高硬
度金属102が均一に分散あるいは混入した硬化
層がこのワークWの所望の表層部に形成される。
In this manner, after the device 10 is displaced to form the molten pool 100 at a predetermined portion of the workpiece W, the power supply to the electrode 16 and the workpiece W is stopped. Next, by cooling the workpiece W for a predetermined period of time, a hardened layer in which the high hardness metal 102 is uniformly dispersed or mixed is formed on a desired surface layer portion of the workpiece W.

この場合、当該実施態様によれば、夫々材質の
異なる第1管体84aと第2管体86aとを直接
接着剤により接合することなく第1および第2ホ
ルダ部材76a,90a並びに係止部材88aを
介しパイプホルダ62に対し強固に保持すること
が出来る。
In this case, according to this embodiment, the first and second holder members 76a, 90a and the locking member 88a can be connected without directly joining the first tube 84a and the second tube 86a, which are made of different materials, with an adhesive. It can be firmly held to the pipe holder 62 via.

すなわち、前述したように、第1ホルダ部材7
6aにはシールドキヤツプ52の孔部56aに嵌
合する端部側に第1管体84aを嵌合するための
孔部80を穿設すると共に、この孔部80にスリ
ツト82が連通してすり割り構造を採用してい
る。従つて、先ず、第1ホルダ部材76aの端部
を押圧しこのスリツト82を介して孔部80を予
め楕円形状に変形させておく。そして、孔部80
に第1管体84aの一端部を圧入すれば、楕円形
状に変形されている孔部80がこの第1管体84
aにより拡開され、前記孔部80を形成した第1
ホルダ部材76aの端部によりこの第1管体84
aを強固に挟持することが出来る。
That is, as described above, the first holder member 7
A hole 80 for fitting the first tube 84a is formed in the end of the shield cap 52 that fits into the hole 56a of the shield cap 52, and a slit 82 communicates with the hole 80 so as to allow the sliding. It uses a split structure. Therefore, first, the end of the first holder member 76a is pressed to deform the hole 80 into an elliptical shape through the slit 82 in advance. And the hole 80
When one end of the first tube 84a is press-fitted into the first tube 84, the hole 80, which has been deformed into an elliptical shape, will fit into the first tube 84.
The first hole 80 is expanded by a and forms the hole 80.
The end of the holder member 76a allows the first tube body 84 to be
A can be firmly held.

このように第1管体84aを保持した第1ホル
ダ部材76aをパイプホルダ62の段付孔部72
a内に嵌合し、前記第1ホルダ部材76aのテー
パ孔79に係止部材88aの一端部を嵌合する。
さらに、パイプホルダ62から離脱している第2
ホルダ部材90aと係止部材88aと第1ホルダ
部材76aの孔部78とに第2管体86aを一体
的に嵌合する。次に、第2ホルダ部材90aを螺
回しこの第2ホルダ部材90aに形成されている
ねじ部92aをパイプホルダ62の螺孔74aに
螺入していくと、前記第2ホルダ部材90aの端
部に形成されているテーパ孔94aに係止部材8
8aの他端部が嵌合する。
The first holder member 76a holding the first pipe body 84a in this way is inserted into the stepped hole 72 of the pipe holder 62.
a, and one end of the locking member 88a is fitted into the tapered hole 79 of the first holder member 76a.
Furthermore, the second
The second tube 86a is integrally fitted into the holder member 90a, the locking member 88a, and the hole 78 of the first holder member 76a. Next, when the second holder member 90a is screwed and the threaded portion 92a formed on the second holder member 90a is screwed into the screw hole 74a of the pipe holder 62, the end of the second holder member 90a The locking member 8 is inserted into the tapered hole 94a formed in the
The other end of 8a is fitted.

この場合、係止部材88aの両端部は夫々外方
に指向して半径方向内方に傾斜しており、この状
態で第2ホルダ部材90aをさらに螺回すれば、
前記係止部材88aの両端部には第1ホルダ部材
76aと第2ホルダ部材90aの夫々の端部によ
り、第5図中、矢印方向に押圧力が作用する。そ
の際、係止部材88aを比較的変形し易い、例え
ば、銅材料で形成しているため、前記矢印方向へ
の押圧力によりこの係止部材88aが半径方向内
方へと変形し、第2管体86aの外周部をしつか
りと保持するに至る。
In this case, both ends of the locking member 88a are directed outward and inclined radially inward, and if the second holder member 90a is further screwed in this state,
A pressing force is applied to both ends of the locking member 88a in the direction of the arrow in FIG. 5 by the respective ends of the first holder member 76a and the second holder member 90a. At this time, since the locking member 88a is made of a relatively easily deformable material, for example, copper, the locking member 88a is deformed radially inward due to the pressing force in the direction of the arrow, and the second This results in firmly holding the outer circumferential portion of the tube body 86a.

結果的に、第1管体84aと第2管体86aと
はパイプホルダ62に対し強固に保持されること
になる。これによつて、従来のように、セラミツ
クス系材料からなる第1管体84aとステンレス
パイプからなる第2管体86aとを直接接着剤に
より接合するものとは異なり、前記第1管体84
aと第2管体86aとが分離することがない。こ
のため、例えば、第2管体86aに図示しない超
音波振動装置を介し所定の振動を付与する際に
も、前記振動に影響されることなく前記第1管体
84aと第2管体86aとをパイプホルダ62に
対し強固に保持することが可能となるという効果
が得られる。結局、当該装置10を長期間にわた
り連続して使用することが出来、極めて効率的な
表面処理工程を遂行し得るという利点が挙げられ
る。
As a result, the first tube 84a and the second tube 86a are firmly held by the pipe holder 62. As a result, unlike the conventional method in which the first tube 84a made of a ceramic material and the second tube 86a made of a stainless steel pipe are directly bonded with adhesive, the first tube 84a is
a and the second tubular body 86a are never separated. Therefore, for example, even when a predetermined vibration is applied to the second tube 86a via an ultrasonic vibration device (not shown), the first tube 84a and the second tube 86a are not affected by the vibration. It is possible to firmly hold the pipe holder 62 against the pipe holder 62. After all, the apparatus 10 can be used continuously for a long period of time, and has the advantage of being able to carry out extremely efficient surface treatment processes.

[考案の効果] 以上のように、本考案によれば、電極とワーク
との間に発生するプラズマアーク中に高硬度金属
を供給するセラミツクス製第1の管体と、前記高
硬度金属を搬送する金属製第2の管体とを夫々個
別のホルダ部材を介しパイプホルダに対し一体的
に保持するよう構成している。このように、材質
の異なる第1管体と第2管体とを直接接着剤等に
より接合することがないため、前記第1管体と第
2管体とが分離することを阻止することが出来
る。従つて、外部からの振動等に影響されること
なく第1および第2管体をパイプホルダに対し強
固に保持することが可能となり、当該装置を長期
間にわたり連続して使用することが出来るという
効果が得られる。これによつて、表面硬化作業の
効率化を容易に達成し得るという利点が顕在化す
る。
[Effects of the invention] As described above, according to the invention, the first tube made of ceramics supplies a high hardness metal into the plasma arc generated between the electrode and the workpiece, and the first pipe body that conveys the high hardness metal. and a second metal pipe body, which are integrally held with respect to the pipe holder via separate holder members. In this way, since the first tube body and the second tube body, which are made of different materials, are not directly joined with adhesive or the like, it is possible to prevent the first tube body and the second tube body from separating. I can do it. Therefore, it is possible to firmly hold the first and second pipe bodies against the pipe holder without being affected by external vibrations, etc., and the device can be used continuously for a long period of time. Effects can be obtained. This brings to light the advantage that the efficiency of surface hardening work can be easily achieved.

以上、本考案について好適な実施態様を挙げて
説明したが、本考案はこの実施態様に限定される
ものではなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲に
おいて種々の改良並びに設計の変更が可能なこと
は勿論である。
Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, the present invention is not limited to these embodiments, and various improvements and design changes can be made without departing from the gist of the present invention. Of course.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本考案に係る金属表面硬化装置の一部
省略分解斜視図、第2図は当該装置の一部省略縦
断面図、第3図は当該装置を構成する導入管の一
部省略分解斜視図、第4図は当該装置の使用状態
を示す一部省略説明図、第5図は第3図に示す導
入管の組付作業の説明図である。 10……金属表面硬化装置、12……本体部、
18……ノズルチツプ、36……遮蔽部材、46
……流量調整部材、52……シールドキヤツプ、
62……パイプホルダ、76a,76b……ホル
ダ部材、84a,84b,86a,86b……管
体、88a,88b……係止部材、90a,90
b……ホルダ部材。
Fig. 1 is a partially omitted exploded perspective view of a metal surface hardening device according to the present invention, Fig. 2 is a partially omitted longitudinal sectional view of the device, and Fig. 3 is a partially omitted exploded view of the introduction pipe that constitutes the device. A perspective view, FIG. 4 is a partially omitted explanatory view showing the usage state of the device, and FIG. 5 is an explanatory view of the assembling work of the introduction pipe shown in FIG. 3. 10... Metal surface hardening device, 12... Main body part,
18... Nozzle tip, 36... Shielding member, 46
...Flow rate adjustment member, 52...Shield cap,
62...Pipe holder, 76a, 76b...Holder member, 84a, 84b, 86a, 86b...Pipe body, 88a, 88b...Locking member, 90a, 90
b...Holder member.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 (1) 電極とワークとの間にプラズマアークを発生
させて前記ワークの表面部を溶融すると共に、
この溶融表面部に導入管から高硬度金属の粉粒
体を供給して硬化層を形成する金属表面硬化装
置であつて、前記プラズマアークにシールドガ
スを供給するためのシールドキヤツプに装着さ
れるパイプホルダと、前記導入管を構成し前記
粉粒体を溶融表面部に導出するセラミツクス製
の第1の管体を係着してパイプホルダに嵌合す
る第1のホルダ部材と、前記導入管を構成し粉
粒体を搬送する金属製の第2の管体に外嵌し且
つ前記パイプホルダに螺合する第2のホルダ部
材と、第1および第2ホルダ部材の間に介装さ
れ前記第2ホルダ部材の螺回作用下に前記第2
管体の外周部を押圧保持する係止部材とを具備
することを特徴とする金属表面硬化装置。 (2) 請求項1記載の装置において、第1ホルダ部
材の端部は第1管体を嵌合する孔部を設けたす
り割り構造とし、前記端部を予め押圧変形させ
てこの端部に第1管体を圧入することを特徴と
する金属表面硬化装置。
[Claims for Utility Model Registration] (1) Generating a plasma arc between an electrode and a workpiece to melt the surface of the workpiece,
A metal surface hardening device for forming a hardened layer by supplying high-hardness metal powder from an introduction pipe to the molten surface, the pipe being attached to a shield cap for supplying shield gas to the plasma arc. a holder; a first holder member that fits into the pipe holder by engaging a first pipe made of ceramics that constitutes the introduction pipe and guides the granular material to the melting surface; a second holder member which is fitted externally to a second pipe made of metal and which conveys powder and granular material and is screwed into the pipe holder; and a second holder member which is interposed between the first and second holder members and 2. Under the spiral action of the holder member, the second
A metal surface hardening device comprising: a locking member that presses and holds an outer peripheral portion of a tube body. (2) In the device according to claim 1, the end of the first holder member has a slotted structure with a hole into which the first tube is fitted, and the end is pressed and deformed in advance to form a slotted structure. A metal surface hardening device characterized in that a first pipe body is press-fitted.
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