JPH1068059A - 爆発溶射方法 - Google Patents
爆発溶射方法Info
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- JPH1068059A JPH1068059A JP8227198A JP22719896A JPH1068059A JP H1068059 A JPH1068059 A JP H1068059A JP 8227198 A JP8227198 A JP 8227198A JP 22719896 A JP22719896 A JP 22719896A JP H1068059 A JPH1068059 A JP H1068059A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 均一な複合機能被膜の形成が可能な爆発溶射
方法を提供する。 【解決手段】 溶射材導入管１１、１２を多重もしくは
多層化し、各溶射材導入管から溶射材の夫々が独立して
供給されるようにすると共に、各溶射材導入管の開口部
の位置を筒状部材１０内で変更可能とした。
方法を提供する。 【解決手段】 溶射材導入管１１、１２を多重もしくは
多層化し、各溶射材導入管から溶射材の夫々が独立して
供給されるようにすると共に、各溶射材導入管の開口部
の位置を筒状部材１０内で変更可能とした。
Description
【０００１】
【発明の属する分野】本発明は、爆発溶射方法に関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】溶射技術を用いて複合機能被膜を粗材に
形成する方法として、爆発性ガスの爆発時に生じる熱圧
力波により２種以上の溶射材（粉末）を加熱しながら粗
材に吹き付ける、爆発溶射方法が従来、知られている。
この爆発溶射方法を、図４（ａ）〜（ｅ）に基づき、説
明する。先ず、有底筒状の筒状部材１１０の底部近傍に
設けられたアセチレン（Ｃ1 Ｈ2 ）及び酸素ガス
（Ｏ2 ）の供給口から筒状部材１１内に各ガスを供給し
混合する（ａ）。その後、筒状部材１１０の底部に嵌合
された溶射材（粉末）導入管１１１より、筒状部材１１
０の底部近傍に溶射材（粉末）（例えば、鉄とアルミニ
ウムの混合粉末）を定量供給する（ｂ）。その後、筒状
部材１１０の底部近傍に配設された点火プラグ１１３に
より、筒状部材１１０内のアセチレン及び酸素ガスの混
合ガスを着火及び爆発させて、熱圧力波を発生させ、該
熱圧力波（例えば、速度２９５０ｍ／ｓ）により溶射材
を溶融しながら筒状部材１１０内を移動させる（ｃ）。
熱圧力波により移動させられる溶射材は、筒状部材１１
０内において方向性及び分布が均一化され、例えば、粒
子速度７００ｍ／ｓとなって筒状部材１１０の開口端か
ら飛び出し、該開口端近傍に配置された粗材１２０に衝
突して密着され、被膜を形成する（ｄ）。その後、筒状
部材１１０の底部近傍に設けられた窒素ガス（Ｎ2 ）供
給口より窒素ガスを筒状部材１１０内へ供給し、筒状部
材１１０内部をパージする（ｅ）。以上の（ａ）〜
（ｅ）のサイクルを高速で繰り返し（３〜８回／ｓ）、
所望の被膜厚さが得られる。
形成する方法として、爆発性ガスの爆発時に生じる熱圧
力波により２種以上の溶射材（粉末）を加熱しながら粗
材に吹き付ける、爆発溶射方法が従来、知られている。
この爆発溶射方法を、図４（ａ）〜（ｅ）に基づき、説
明する。先ず、有底筒状の筒状部材１１０の底部近傍に
設けられたアセチレン（Ｃ1 Ｈ2 ）及び酸素ガス
（Ｏ2 ）の供給口から筒状部材１１内に各ガスを供給し
混合する（ａ）。その後、筒状部材１１０の底部に嵌合
された溶射材（粉末）導入管１１１より、筒状部材１１
０の底部近傍に溶射材（粉末）（例えば、鉄とアルミニ
ウムの混合粉末）を定量供給する（ｂ）。その後、筒状
部材１１０の底部近傍に配設された点火プラグ１１３に
より、筒状部材１１０内のアセチレン及び酸素ガスの混
合ガスを着火及び爆発させて、熱圧力波を発生させ、該
熱圧力波（例えば、速度２９５０ｍ／ｓ）により溶射材
を溶融しながら筒状部材１１０内を移動させる（ｃ）。
熱圧力波により移動させられる溶射材は、筒状部材１１
０内において方向性及び分布が均一化され、例えば、粒
子速度７００ｍ／ｓとなって筒状部材１１０の開口端か
ら飛び出し、該開口端近傍に配置された粗材１２０に衝
突して密着され、被膜を形成する（ｄ）。その後、筒状
部材１１０の底部近傍に設けられた窒素ガス（Ｎ2 ）供
給口より窒素ガスを筒状部材１１０内へ供給し、筒状部
材１１０内部をパージする（ｅ）。以上の（ａ）〜
（ｅ）のサイクルを高速で繰り返し（３〜８回／ｓ）、
所望の被膜厚さが得られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の爆発溶
射方法においては、混ぜ合わされた２種以上の溶射材
（粉末）を溶射材（粉末）導入管１１１より筒状部材１
１０内に供給している。しかしながら、溶射材の個々の
材料のもつ特性（比重、形状等）の違いにより、２種以
上の異なる溶射材を均一に混合させることは難しく、ま
た、均一に混合された溶射材を溶射材導入管１１１より
筒状部材１１０内に供給する際、その搬送過程で均一性
が損なわれる恐れもあり、結果として均一な複合被膜の
形成が困難となるという問題があった。
射方法においては、混ぜ合わされた２種以上の溶射材
（粉末）を溶射材（粉末）導入管１１１より筒状部材１
１０内に供給している。しかしながら、溶射材の個々の
材料のもつ特性（比重、形状等）の違いにより、２種以
上の異なる溶射材を均一に混合させることは難しく、ま
た、均一に混合された溶射材を溶射材導入管１１１より
筒状部材１１０内に供給する際、その搬送過程で均一性
が損なわれる恐れもあり、結果として均一な複合被膜の
形成が困難となるという問題があった。
【０００４】また、更に、溶射時においても、溶射材の
材料特性（融点、比重、熱伝導度等）の違いから、異な
る溶射材間で溶融度合に大幅な差が生じる。例えば、鉄
とアルミニウムの複合被膜を形成する場合、鉄の融点が
１５３９℃、アルミニウムの融点が６６０℃であるた
め、筒状部材１１０内で熱にさらされる時間が同一であ
るとすると、両者を均一溶融状態にに保つことは困難と
なる。例えば、アルミニウムを均一に溶融しようとする
と、鉄は半溶融状態までしか進まず、また鉄を均一溶融
状態とすると、アルミニウムは温度が上がり過ぎて蒸発
してしまう。このように、異なる２種以上の溶射材が熱
にさらされる時間がその材料特性によらず、同一である
ために、材料の付着効率が低下し、コスト増につながる
という問題もあった。尚、鉄とアルミニウムを均一に混
合し、爆発溶射法により粗材に吹き付けた時の付着効率
は、アルミニウム６０％、鉄２０％となり、非常に材料
歩留まりが悪い結果となった。
材料特性（融点、比重、熱伝導度等）の違いから、異な
る溶射材間で溶融度合に大幅な差が生じる。例えば、鉄
とアルミニウムの複合被膜を形成する場合、鉄の融点が
１５３９℃、アルミニウムの融点が６６０℃であるた
め、筒状部材１１０内で熱にさらされる時間が同一であ
るとすると、両者を均一溶融状態にに保つことは困難と
なる。例えば、アルミニウムを均一に溶融しようとする
と、鉄は半溶融状態までしか進まず、また鉄を均一溶融
状態とすると、アルミニウムは温度が上がり過ぎて蒸発
してしまう。このように、異なる２種以上の溶射材が熱
にさらされる時間がその材料特性によらず、同一である
ために、材料の付着効率が低下し、コスト増につながる
という問題もあった。尚、鉄とアルミニウムを均一に混
合し、爆発溶射法により粗材に吹き付けた時の付着効率
は、アルミニウム６０％、鉄２０％となり、非常に材料
歩留まりが悪い結果となった。
【０００５】そこで、本発明は、均一な複合機能被膜の
形成が可能な爆発溶射方法を提供することをその技術的
課題とする。
形成が可能な爆発溶射方法を提供することをその技術的
課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に講じた本発明の技術的手段は、有底筒状の筒状部材内
に爆発性ガスを供給した状態で、該筒状部材内に２種以
上の溶射材を前記筒状部材内に挿入された溶射材導入管
を介して供給した後、前記爆発性ガスを爆発させて、前
記溶射材を前記筒状部材の開口端外方に配設される粗材
に吹き付けて被膜を形成する爆発溶射方法において、前
記溶射材導入管を多重もしくは多層化し、各溶射材導入
管から前記溶射材の夫々が独立して供給されるようにす
ると共に、前記各溶射材導入管の開口部の位置を前記筒
状部材内で変更可能としたことである。
に講じた本発明の技術的手段は、有底筒状の筒状部材内
に爆発性ガスを供給した状態で、該筒状部材内に２種以
上の溶射材を前記筒状部材内に挿入された溶射材導入管
を介して供給した後、前記爆発性ガスを爆発させて、前
記溶射材を前記筒状部材の開口端外方に配設される粗材
に吹き付けて被膜を形成する爆発溶射方法において、前
記溶射材導入管を多重もしくは多層化し、各溶射材導入
管から前記溶射材の夫々が独立して供給されるようにす
ると共に、前記各溶射材導入管の開口部の位置を前記筒
状部材内で変更可能としたことである。
【０００７】この手段によれば、各溶射材導入管から１
種類づつの溶射材が供給されるため、溶射材を混合させ
る必要がなくなり、また溶射材の搬送途中における混合
比の変化もなくなる。よって、所定の均一な複合機能被
膜の形成が可能となる。
種類づつの溶射材が供給されるため、溶射材を混合させ
る必要がなくなり、また溶射材の搬送途中における混合
比の変化もなくなる。よって、所定の均一な複合機能被
膜の形成が可能となる。
【０００８】また、各溶射材導入管の開口部の位置が筒
状部材内で変更可能であることから、溶射材毎に熱にさ
らされる時間を制御でき、溶射材毎に最適な加熱・溶融
状態が得られ、溶射材の付着効率を向上できる。
状部材内で変更可能であることから、溶射材毎に熱にさ
らされる時間を制御でき、溶射材毎に最適な加熱・溶融
状態が得られ、溶射材の付着効率を向上できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は、本発明による爆発溶射方法
の一実施形態の説明図を示す。図１において、１０はそ
の一端が開口し、他端が閉塞している有底筒状の筒状部
材で、該筒状部材１０は軸方向に延びる内孔１０ａを有
している。筒状部材１０の一端開口外方には、所定距離
離れたところに粗材２０が、被膜形成面であるその一側
面を内孔１０ａの軸線に垂直となるように配設されてい
る。本実施形態においては、筒状部材１０の他端底部
に、２つの溶射材（粉末）導入管１１、１２が気密的に
挿入されている。これら溶射材導入管１１、１２は、図
２に示すように多重管となっており、両導入管１１、１
２の図示右端の導入口が内孔１０ａの軸方向に移動可能
とされている。導入管１１、１２には、第１溶射材（例
えば、鉄）供給手段１７、第２溶射材（例えば、アルミ
ニウム）供給手段１８が夫々接続されており、両供給手
段１７、１８はコントローラ１９により、後述するよう
に筒状部材１０内に第１及び第２溶射材を供給する。
尚、本実施形態においては、導入管１２の導入口が導入
管１１の導入口よりも筒状部材１０の他端開口側に位置
するようにされている。このように、本実施形態によれ
ば、各導入管１１、１２より１種類づつの溶射材を独立
して供給することができるので、溶射材を混合させる必
要がなくなると共に、導入管への溶射材の搬送時に混合
比が変化することなく、適切な混合比を得ることができ
る。また、導入管１１、１２がその導入口を軸方向に移
動可能に配設されているため、各溶射材毎にさらされる
時間を適切に制御することができ、各溶射材毎に最適な
加熱・溶融状態を得ることができる。
基づいて説明する。図１は、本発明による爆発溶射方法
の一実施形態の説明図を示す。図１において、１０はそ
の一端が開口し、他端が閉塞している有底筒状の筒状部
材で、該筒状部材１０は軸方向に延びる内孔１０ａを有
している。筒状部材１０の一端開口外方には、所定距離
離れたところに粗材２０が、被膜形成面であるその一側
面を内孔１０ａの軸線に垂直となるように配設されてい
る。本実施形態においては、筒状部材１０の他端底部
に、２つの溶射材（粉末）導入管１１、１２が気密的に
挿入されている。これら溶射材導入管１１、１２は、図
２に示すように多重管となっており、両導入管１１、１
２の図示右端の導入口が内孔１０ａの軸方向に移動可能
とされている。導入管１１、１２には、第１溶射材（例
えば、鉄）供給手段１７、第２溶射材（例えば、アルミ
ニウム）供給手段１８が夫々接続されており、両供給手
段１７、１８はコントローラ１９により、後述するよう
に筒状部材１０内に第１及び第２溶射材を供給する。
尚、本実施形態においては、導入管１２の導入口が導入
管１１の導入口よりも筒状部材１０の他端開口側に位置
するようにされている。このように、本実施形態によれ
ば、各導入管１１、１２より１種類づつの溶射材を独立
して供給することができるので、溶射材を混合させる必
要がなくなると共に、導入管への溶射材の搬送時に混合
比が変化することなく、適切な混合比を得ることができ
る。また、導入管１１、１２がその導入口を軸方向に移
動可能に配設されているため、各溶射材毎にさらされる
時間を適切に制御することができ、各溶射材毎に最適な
加熱・溶融状態を得ることができる。
【００１０】筒状部材１０の他端底部近傍には、ガス供
給口１０ｂ〜１０ｃが夫々形成されている。各ガス供給
口１０ｂ〜１０ｃには、第１ガス（例えば、酸素ガス）
供給手段１４、第２ガス（例えば、アセチレン）供給手
段１５、第３ガス（例えば、窒素ガス）供給手段１６が
夫々接続されており、各供給手段１４〜１６はコントロ
ーラ１９により、後述するように筒状部材１０内に第１
〜第３ガスを供給する。
給口１０ｂ〜１０ｃが夫々形成されている。各ガス供給
口１０ｂ〜１０ｃには、第１ガス（例えば、酸素ガス）
供給手段１４、第２ガス（例えば、アセチレン）供給手
段１５、第３ガス（例えば、窒素ガス）供給手段１６が
夫々接続されており、各供給手段１４〜１６はコントロ
ーラ１９により、後述するように筒状部材１０内に第１
〜第３ガスを供給する。
【００１１】また、更に、筒状部材１０の他端底部近傍
には、点火プラグ１３が配設されており、該点火プラグ
１３は後述するようにコントローラ１９により、適時筒
状部材１０内に火花を発する。
には、点火プラグ１３が配設されており、該点火プラグ
１３は後述するようにコントローラ１９により、適時筒
状部材１０内に火花を発する。
【００１２】以下、本発明に従った爆発溶射方法を順に
説明する。先ず、コントローラ１９及び、第１及び第２
ガス供給手段１４、１５によって、筒状部材１０の底部
近傍に設けられた第１及び第２ガス供給口１０ｂ、１０
ｃより、第１及び第２ガス（爆発性ガス：酸素ガス及び
アセチレン）を筒状部材１０の内孔１０ａ内に供給し混
合させる。その後、コントローラ１９及び、第１及び第
２溶射材供給供給手段１７、１８によって、溶射材導入
管１１、１２より、筒状部材１０の底部近傍に第１及び
第２溶射材（粉末）２２、２３を適切な混合比となるよ
うに定量供給する。その後、コントローラ１９によって
点火プラグ１３が筒状部材１０内で火花を発し、筒状部
材１０内の第１及び第２ガスの混合ガスを着火及び爆発
させて、熱圧力波を発生させ、該熱圧力波（例えば、速
度２９５０ｍ／ｓ）により第１及び第２溶射材を溶融し
ながら筒状部材１０内を移動させる。このとき、本実施
形態においては、融点の低いアルミニウム等の第２溶射
材が導入される溶射材導入管１２の導入口が融点の高い
鉄等の第１溶射材が導入される溶射材導入管１１の導入
口よりも筒状部材１０の他端開口側に位置されているた
め、各溶射材毎に熱（圧力波）にさらされる時間を適切
に制御でき、各溶射材毎に最適な加熱・溶融状態が得ら
れる。この熱圧力波により移動させられる第１及び第２
溶射材は、筒状部材１０内において方向性及び分布が均
一化され、例えば、粒子速度７００ｍ／ｓとなって筒状
部材１０の開口端から飛び出し、粗材２０に衝突して密
着され、被膜２４を形成する。その後、筒状部材１０の
底部近傍に設けられた第３ガス供給口より第３ガスを筒
状部材１０内へ供給し、筒状部材１０内部をパージす
る。以上のサイクルが高速で繰り返され（３〜８回／
ｓ）、所望の厚さの被膜２４が得られる。
説明する。先ず、コントローラ１９及び、第１及び第２
ガス供給手段１４、１５によって、筒状部材１０の底部
近傍に設けられた第１及び第２ガス供給口１０ｂ、１０
ｃより、第１及び第２ガス（爆発性ガス：酸素ガス及び
アセチレン）を筒状部材１０の内孔１０ａ内に供給し混
合させる。その後、コントローラ１９及び、第１及び第
２溶射材供給供給手段１７、１８によって、溶射材導入
管１１、１２より、筒状部材１０の底部近傍に第１及び
第２溶射材（粉末）２２、２３を適切な混合比となるよ
うに定量供給する。その後、コントローラ１９によって
点火プラグ１３が筒状部材１０内で火花を発し、筒状部
材１０内の第１及び第２ガスの混合ガスを着火及び爆発
させて、熱圧力波を発生させ、該熱圧力波（例えば、速
度２９５０ｍ／ｓ）により第１及び第２溶射材を溶融し
ながら筒状部材１０内を移動させる。このとき、本実施
形態においては、融点の低いアルミニウム等の第２溶射
材が導入される溶射材導入管１２の導入口が融点の高い
鉄等の第１溶射材が導入される溶射材導入管１１の導入
口よりも筒状部材１０の他端開口側に位置されているた
め、各溶射材毎に熱（圧力波）にさらされる時間を適切
に制御でき、各溶射材毎に最適な加熱・溶融状態が得ら
れる。この熱圧力波により移動させられる第１及び第２
溶射材は、筒状部材１０内において方向性及び分布が均
一化され、例えば、粒子速度７００ｍ／ｓとなって筒状
部材１０の開口端から飛び出し、粗材２０に衝突して密
着され、被膜２４を形成する。その後、筒状部材１０の
底部近傍に設けられた第３ガス供給口より第３ガスを筒
状部材１０内へ供給し、筒状部材１０内部をパージす
る。以上のサイクルが高速で繰り返され（３〜８回／
ｓ）、所望の厚さの被膜２４が得られる。
【００１３】上記した実施形態では、溶射材導入管１
１、１２を多重化した例を説明したが、本発明の実施に
あたっては、図３に示すように溶射材導入管３０、３１
を多層化構造とすることも可能である。また、上記した
実施形態では、２種類の溶射材からなる複合被膜を形成
する例を説明したが、２種類以上の溶射材を用いて同様
に適切な被膜を形成することは可能である。
１、１２を多重化した例を説明したが、本発明の実施に
あたっては、図３に示すように溶射材導入管３０、３１
を多層化構造とすることも可能である。また、上記した
実施形態では、２種類の溶射材からなる複合被膜を形成
する例を説明したが、２種類以上の溶射材を用いて同様
に適切な被膜を形成することは可能である。
【００１４】
【発明の効果】以上のようにの本発明によれば、各溶射
材導入管から１種類づつの溶射材が供給されるため、溶
射材を混合させる必要がなくなり、また溶射材の搬送途
中における混合比の変化もなくなる。よって、所定の均
一な複合機能被膜の形成が可能となる。
材導入管から１種類づつの溶射材が供給されるため、溶
射材を混合させる必要がなくなり、また溶射材の搬送途
中における混合比の変化もなくなる。よって、所定の均
一な複合機能被膜の形成が可能となる。
【００１５】また、各溶射材導入管の開口部の位置が筒
状部材内で変更可能であることから、溶射材毎に熱にさ
らされる時間を制御でき、溶射材毎に最適な加熱・溶融
状態が得られ、溶射材の付着効率を向上できると共に、
材料の歩留まりを向上でき、コストを低減することがで
きる。
状部材内で変更可能であることから、溶射材毎に熱にさ
らされる時間を制御でき、溶射材毎に最適な加熱・溶融
状態が得られ、溶射材の付着効率を向上できると共に、
材料の歩留まりを向上でき、コストを低減することがで
きる。
【図１】本発明に従った爆発溶射方法の一実施形態の説
明図。
明図。
【図２】図１に示す一実施形態の要部の拡大図。
【図３】本発明に従った爆発溶射方法の別の実施形態の
説明図。
説明図。
【図４】従来の爆発溶射方法の説明図。
１０ 筒状部材 １０ｂ、１０ｃ、１０ｄ ガス供給口 １１、１２、３０、３１ 溶射材導入管 １３ 点火プラグ ２０ 粗材 ２２ 第１溶射材 ２３ 第２溶射材 ２４ 被膜
Claims (1)
- 【請求項１】 有底筒状の筒状部材内に爆発性ガスを供
給した状態で、該筒状部材内に２種以上の溶射材を前記
筒状部材内に挿入された溶射材導入管を介して供給した
後、前記爆発性ガスを爆発させて、前記溶射材を前記筒
状部材の開口端外方に配設される粗材に吹き付けて被膜
を形成する爆発溶射方法において、前記溶射材導入管を
多重もしくは多層化し、各溶射材導入管から前記溶射材
の夫々が独立して供給されるようにすると共に、前記各
溶射材導入管の開口部の位置を前記筒状部材内で変更可
能としたことを特徴とする爆発溶射方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8227198A JPH1068059A (ja) | 1996-08-28 | 1996-08-28 | 爆発溶射方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8227198A JPH1068059A (ja) | 1996-08-28 | 1996-08-28 | 爆発溶射方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1068059A true JPH1068059A (ja) | 1998-03-10 |
Family
ID=16857040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8227198A Pending JPH1068059A (ja) | 1996-08-28 | 1996-08-28 | 爆発溶射方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1068059A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1652956A1 (de) * | 2004-11-02 | 2006-05-03 | Sulzer Metco AG | Thermische Spritzvorrichtung, sowie ein thermisches Spritzverfahren |
| JP2006132001A (ja) * | 2004-11-02 | 2006-05-25 | Sulzer Metco Ag | 溶射装置及び溶射方法 |
| JP2012012645A (ja) * | 2010-06-30 | 2012-01-19 | Hiroshima Univ | パルスデトネーション溶射装置及び溶射方法 |
-
1996
- 1996-08-28 JP JP8227198A patent/JPH1068059A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1652956A1 (de) * | 2004-11-02 | 2006-05-03 | Sulzer Metco AG | Thermische Spritzvorrichtung, sowie ein thermisches Spritzverfahren |
| JP2006132001A (ja) * | 2004-11-02 | 2006-05-25 | Sulzer Metco Ag | 溶射装置及び溶射方法 |
| US7892609B2 (en) | 2004-11-02 | 2011-02-22 | Sulzer Metco Ag | Thermal spraying apparatus and also a thermal spraying process |
| JP2012012645A (ja) * | 2010-06-30 | 2012-01-19 | Hiroshima Univ | パルスデトネーション溶射装置及び溶射方法 |
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