JPH06287738A - 溶射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 組織が緻密な溶射皮膜を得ることができると
共に、溶射材料として酸化物を使用した場合の組成変化
を回避できる溶射装置を提供する。 【構成】 チャンバー１０内は例えば１００ｔｏｒｒの
圧力に維持されるようになっている。プラズマガン１
（溶射トーチ）及び被溶射体３（基盤）はこのチャンバ
ー１０内に配置される。また、プラズマガン１にはエア
ーノズル２が設けられており、プラズマガン１から吐出
された溶融又は半溶融状態の溶射材料に空気（酸素）を
供給するようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プラズマ又はレーザ等
を使用して金属又は金属化合物等の溶射材料を溶融又は
半溶融状態にし、この溶射材料を被溶射体の表面に吹き
付け溶着させて溶射皮膜を形成する溶射装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】溶射装置は、金属又は金属化合物等の溶
射材料を溶融又は半溶融状態にし、被溶射体の表面に吹
き付け溶着させて溶射皮膜を形成するものである。前記
溶射材料を溶融又は半溶融状態とするための溶射熱源と
しては、燃焼ガスの炎、プラズマ及びレーザ等が使用さ
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
溶射装置においては、溶射皮膜の組織が緻密でないとい
う問題点がある。減圧したチャンバー内で溶射を行うこ
とにより溶射皮膜の組織を緻密化することも考えられる
が、そうすると、チャンバー内が還元性雰囲気となっ
て、溶射材料として酸化物を使用した場合に、所望の組
成の溶射皮膜を得ることができないという問題点があ
る。即ち、例えばプラズマ溶射装置ではプラズマガン
（溶射トーチ）に、アルゴンガス、水素ガス又はヘリウ
ムガス等を供給し、直流電流によってこれらのガスのプ
ラズマを発生させる。このため、チャンバー内が還元性
雰囲気となり、酸化物が還元され、組成が変化してしま
う。従って、所望の組成の溶射皮膜を得ることができな
い。

【０００４】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、緻密な溶射皮膜を形成することができると
共に、溶射材料として酸化物を使用した場合に酸化物の
還元を回避できて所望の組成の溶射皮膜を得ることがで
きる溶射装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る溶射装置
は、チャンバーと、このチャンバー内を減圧状態に維持
する減圧手段と、前記チャンバー内に配置され溶射材料
を溶融又は半溶融状態にし被溶射体に吹き付けて溶着さ
せる溶射トーチと、この溶射トーチから吐出された前記
溶融又は半溶融状態の溶射材料に酸素を供給する酸素供
給手段とを有することを特徴とする。

【０００６】

【作用】本発明に係る溶射装置は、減圧手段により減圧
状態に維持されたチャンバーを有し、溶射トーチはこの
チャンバー内に配設されている。そして、この減圧状態
のチャンバー内において、前記溶射トーチから溶融又は
半溶融状態の溶射材料を被溶射体に吹き付け溶着させ
て、溶射皮膜を形成する。このように、減圧状態で溶射
を行うことにより、組織が緻密な溶射皮膜を得ることが
できる。

【０００７】この場合に、本発明においては、酸素供給
手段により、前記溶射トーチから吐出された溶融又は半
溶融状態の溶射材料に酸素を供給する。これにより、溶
射材料として酸化物を使用した場合も、酸化物の還元を
回避できて、所望の組成の溶射皮膜を得ることができ
る。

【０００８】なお、酸化物の組成変化を回避するために
は、例えばキャリヤガス中に酸素を含有させることも考
えられる。しかし、例えばプラズマガンは高電圧及び高
温に曝されるため、キャリヤガス中に酸素を含有させる
と、酸化によりプラズマガンの寿命が著しく短縮してし
まう。このため、酸素は、例えばプラズマ発生部から離
隔したノズル先端から前記溶融又は半溶融状態の溶射材
料に供給することが必要である。

【０００９】

【実施例】次に、本発明の実施例について添付の図面を
参照して説明する。

【００１０】図１は本発明の実施例に係る溶射装置を示
す模式図である。なお、本実施例は本発明をプラズマ溶
射装置に適用したものである。

【００１１】プラズマガン１（トーチ）及び被溶射体３
（基盤）はチャンバー１０内に配置されている。このチ
ャンバー１０は減圧装置（図示せず）に接続されてお
り、その内部が略一定の圧力（例えば、１００ｔｏｒ
ｒ）に維持されるようになっている。

【００１２】プラズマガン１には、アルゴン、水素又は
ヘリウム等のガスが供給される。そして、プラズマガン
１は、直流電流によりこれらのガスをプラズマ状態に
し、高温のプラズマ炎を噴射する。また、このプラズマ
ガン１には、溶射材料として、例えばイットリア安定化
ジルコニア（ＹＳＺ）が供給され、プラズマ炎により溶
射材料を溶融又は半溶融状態にして被溶射体３に吹き付
けるようになっている。更に、このプラズマガン１には
２個のエアーノズル２がトーチ先端から被溶射体３に向
けて若干導出して設けられている。このエアーノズル２
はエアー供給手段に接続されており、プラズマガン１か
ら吐出されたプラズマ炎中に含まれる溶融又は半溶融状
態の溶射材料に空気を供給するようになっている。

【００１３】本実施例においては、減圧雰囲気において
溶射皮膜を形成するため、組織が緻密な皮膜を得ること
ができる。また、エアーノズル２からプラズマ炎中の溶
射材料に空気を供給するため、溶射材料として酸化物を
使用しても、酸化物の還元を回避できて、所望の組成の
溶射皮膜を得ることができる。

【００１４】次に、上述の装置を使用して実際にイット
リア安定化ジルコニアの溶射を行った結果について説明
する。

【００１５】チャンバー１０内を１００ｔｏｒｒの圧力
に維持しつつ、エアーノズル２から３０乃至１５０リットル
／分の流量で空気を吐出させた。また、プラズマガン１
にイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）を供給し、こ
のイットリア安定化ジルコニアをプラズマ炎中で溶融又
は半溶融状態にし被溶射体３に吹き付けて、溶射皮膜を
形成した。その結果、イットリア安定化ジルコニアの還
元を回避できて、所望の組成であり、且つ、組織が緻密
な溶射皮膜を得ることができた。

【００１６】なお、上述の実施例においては、溶融又は
半溶融状態の溶射材料に供給するガスとして空気を使用
した場合について説明したが、前記溶融又は半溶融状態
の溶射材料に供給するガスとしては、酸素分圧を例えば
空気中における酸素分圧と略等しく調整した空気以外の
ガスであってもよい。また、上述の実施例においてはプ
ラズマ溶射装置の場合について説明したが、これにより
本発明がプラズマ溶射装置に限定されるものではなく、
本発明は例えばレーザ式の溶射装置に適用することもで
きる。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る溶射装
置は、減圧手段により減圧状態に維持されたチャンバー
内に配置された溶射トーチと、この溶射トーチから吐出
された溶融又は半溶融状態の溶射材料に酸素を供給する
酸素供給手段とを備えているから、組織が緻密な溶射皮
膜を形成することができる。また、溶射材料として酸化
物を使用する場合も、酸化物の還元を回避できて、所望
の組成の溶射皮膜を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る溶射装置を示す模式図で
ある。

【符号の説明】

１；トーチ ２；ノズル ３；被溶射体 １０；チャンバー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中島 武憲 東京都江東区木場１丁目５番１号 株式会 社フジクラ内 (72)発明者 山岡 悟 東京都江東区木場１丁目５番１号 株式会 社フジクラ内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チャンバーと、このチャンバー内を減圧
   状態に維持する減圧手段と、前記チャンバー内に配置さ
   れ溶射材料を溶融又は半溶融状態にし被溶射体に吹き付
   けて溶着させる溶射トーチと、この溶射トーチから吐出
   された前記溶融又は半溶融状態の溶射材料に酸素を供給
   する酸素供給手段とを有することを特徴とする溶射装
   置。