Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JPH07110985B2 - プラズマ溶射方法及びその装置 - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JPH07110985B2 - プラズマ溶射方法及びその装置 - Google Patents

プラズマ溶射方法及びその装置

Info

Publication number
JPH07110985B2
JPH07110985B2 JP3151029A JP15102991A JPH07110985B2 JP H07110985 B2 JPH07110985 B2 JP H07110985B2 JP 3151029 A JP3151029 A JP 3151029A JP 15102991 A JP15102991 A JP 15102991A JP H07110985 B2 JPH07110985 B2 JP H07110985B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plasma
base material
spraying
plasma flame
fume
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP3151029A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH05202463A (ja
Inventor
明 文屋
昌之 鬼頭
二朗 北川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taiheiyo Cement Corp
Original Assignee
Taiheiyo Cement Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Taiheiyo Cement Corp filed Critical Taiheiyo Cement Corp
Priority to JP3151029A priority Critical patent/JPH07110985B2/ja
Publication of JPH05202463A publication Critical patent/JPH05202463A/ja
Publication of JPH07110985B2 publication Critical patent/JPH07110985B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、母材の表面に耐摩耗
性、耐食性、電気導電性、電気絶縁性等の機能を有する
皮膜を形成するプラズマ溶射に於いて、緻密性、密着性
等に優れた溶射皮膜を形成するプラズマ溶射方法及びそ
の装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】プラズマ溶射に用いられる溶射材料は、
通常、直径が10〜60μm程度の粉末である。この粉
末状溶射材料は給粉ノズルを通してキャリヤガスと共に
プラズマフレームに向けて送給される。このプラズマフ
レームの中に入った粉末状の溶射材料はプラズマフレー
ムにより加熱されて溶融滴となり、プラズマフレームの
流れにより加速されて母材表面に吹きつけられ、衝突し
て付着し溶射皮膜を形成する。
【0003】しかるに、プラズマフレームは数100〜
数1000m/secと速度が速いので、供給された粉
末状の溶射材料がすべてプラズマフレーム中に達するの
はむずかしく、該溶射材料の一部、特に径の小さな粒子
はプラズマフレームの外周部に接して加熱され、直にプ
ラズマフレームの外部に弾き飛ばされるという現象が生
ずる。弾き飛ばされた溶射粒子は短時間であれ高温のプ
ラズマフレームにより加熱され、又、空気中の酸素と表
面が反応しヒューム(煙)状となりプラズマフレームの
周囲を飛散しながら母材に向けて吹きつけられる。この
ヒュームはプラズマフレームに接したときに溶融され、
その後飛散中に空気により冷却され球状となり固まった
状態で母材に吹きつけらる場合が一般的である。又、溶
射材料の沸点が低い場合には、プラズマフレーム中で溶
射粒子が加熱され、粒子表面温度が沸点に達すると該溶
射材料が気化し、これがプラズマフレームの外周で冷却
され微細な個体粒子なり、ヒュームとなることもある。
【0004】プラズマ溶射に於いては、粘性の低い溶融
滴が母材に吹きつけられて平らにのびて層構造(ラメ
ラ)となり、このラメラが積み重なって緻密な膜を形成
することになる。ところが、既に固まっているヒューム
が母材に吹きつけられてもラメラとはならず、その上に
溶融滴が堆積すると母材上のヒュームの影の部分は空隙
となり緻密な膜とはならず、また、母材と溶射皮膜との
密着力は著しく低下する。
【0005】例えば、シリコンをプラズマ溶射するとプ
ラズマフレームの周囲に多量のヒュームが発生し、これ
が母材にシリコンの溶融滴と共に吹きつけられ、この結
果溶射皮膜には多くの空隙が含まれ、所謂すかすかした
緻密性に乏しく、且つ母材との密着力の弱い溶射皮膜と
なるので問題となっている。又、クロミヤのプラズマ溶
射の場合にも、シリコンと同様に多量のヒュームが発生
し、ヒュームが溶射皮膜に含まれると耐摩耗性が低下す
ると共に、母材の溶射面以外にも多くのヒュームが付着
しスス状の黒色を呈し、溶射により形成した製品の商品
性が著しく損なわれている。溶射面以外へのヒュームの
付着を防ぐためにはマスキングが必要となりコスト増も
問題となっている。
【0006】この発明は、上記事情に鑑み、緻密で且つ
母材との密着力の大きい溶射皮膜を得ることを目的とす
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】プラズマフレームの周囲
に発生しているヒュームは、前述の通りプラズマフレー
ム中に達している溶融滴よりも粒径か小さく、且つ、母
材に向けての飛行速度が遅い、という性質をもってい
る。従って、ヒュームは溶融滴と比較して、母材方向へ
の移動する運動量が小さい。本発明者は、この点に着目
し、母材に向かう溶融滴の飛行に大きな影響を与えず
に、プラズマフレーム周囲のヒュームを除去することが
可能であることを見出し、本発明に至ったものである。
この発明は、高温のプラズマフレーム中に溶射材料を送
給して溶融し、その溶融滴を母材に向って吹き付け母材
表面に溶射皮膜を形成する溶射方法において、前記母材
の前方で、前記プラズマフレームの周囲に発生するヒュ
ームを除去することを特徴とするプラズマ溶射方法、に
より、または、
【0008】高温のプラズマフレーム中に溶射材料を送
給して溶融し、その溶融滴を母材に向って吹き付け母材
表面に溶射皮膜を形成する溶射装置において、前記母材
の前方に、前記プラズマフレームの周囲に発生するヒュ
ームの除去手段を設けたことを特徴とするプラズマ溶射
装置、により、前記目的を達成しようとするものであ
る。
【0009】
【作用】溶射材料の溶融滴を含むプラズマフレームの周
囲にヒュームが発生しても、該ヒュームは母材の前方で
ヒューム除去手段により除去されるので、該母材にはヒ
ュームが付着することがない。そのため、母材上に形成
される溶射皮膜は緻密となり、母材と溶射皮膜との密着
力は著しく向上する。
【0010】
【実施例】この発明の実施例を添付図面により説明する
が、同一図面符号はその名称も機能も同一である。図1
は第1実施例を示す縦断面図で、単トーチ型プラズマ溶
射装置13の陽極(ノズル)2のプラズマガス入口4か
らプラズマガス5を流しながら、直流電源6により陰極
1と陽極2との間に直流電圧を印加すると、陰極1の先
端から陽極ノズル2のノズル管路の内面にアーク3が発
生する。このアーク3により陽極ノズル2のノズル管路
内を流れるプラズマガスは強く加熱されて高温度とな
り、プラズマ状態となりプラズマフレーム8を形成す
る。このプラズマフレーム8中に給粉ノズル7を介して
溶射材料14、例えば、粉粒状のクロミヤを混入する
と、該材料14は瞬間的に溶融して溶融滴9となって母
材12に衝突し、溶射皮膜11を形成する。この時、プ
ラズマフレーム8の周囲にはヒューム10が発生する
が、このヒューム10は母材12の前方へ位置するヒュ
ームの除去手段により除去されるので、母材12表面に
はヒュームが付着することはない。
【0011】このヒュームの除去手段は、プラズマフレ
ーム8に対向する吸引フード15と吸引ファン21とか
ら構成されているが、この吸引ファン21の駆動により
ヒューム10は矢印16方向に流れ、プラズマフレーム
8の周囲から除去される。このヒュームの除去手段はプ
ラズマフレームの円周方向に沿って、又は、その流れ方
向に沿って複数個設けてもよい。なお、この吸引フード
15の開口部15aの断面積を10cm×20cm=2
00cm2 にし、開口部15aにおける吸引速度を20
m/sec以上にしてクロミヤ(Cr23 )を溶射し
たところ、ヒュームは良く吸引フード15に吸引された
ために、図2の断面図に示す様な緻密なクロミヤの溶射
皮膜を得ることができた。なお、この写真は、400倍
の顕微鏡写真である。
【0012】図3は、第2実施例を示す縦断面図である
が、第1実施例と異なる点は、ヒュームの除去手段とし
てブロー装置17が用いられていることである。このブ
ロー装置17のガス供給口17aにガス、例えば圧縮空
気20を供給すると、該空気20はスリット19からプ
ラズマフレーム8に向かってヒュ−ム10の外径より長
い吹き付け幅で噴出し、ヒューム10を矢印18方向に
吹き飛ばす。このスリット19における噴出口は前記吹
き付け幅がヒュ−ム10の外径より長くなるように形成
され、例えば、短辺が幅1mm、長辺が100mmに形
成され、又、該スリット19の軸心はプラズマフレーム
8の軸心に対し直交する様に形成されている。スリット
19の噴出口の空気噴出速度は必要に応じて適宜選択さ
れるが、20m/sec、以上が望ましい。又、ガスの
種類は圧縮空気に限定されるものではなく、例えば、溶
射材料が空気により酸化され易い場合には、圧縮空気以
外のガスでヒュームを吹き飛ばしてもよいことは勿論で
ある。なお、溶射材料14としてシリコンSiを用い母
材12として表面が滑らかなシリコン基板を使用して溶
射したところ、密着力が強く緻密なシリコンの溶射皮膜
が得られた。これは、ヒュ−ムが除去されていること
と、母材12と溶射材料14が同一で、熱膨張係数が一
致していることによるものと判断される。このヒューム
の除去手段は前記実施例において説明したと同様に複数
個設けてもよいことは勿論である。
【0013】図4は第3実施例を示す縦断面図であり、
第1実施例と第2実施例とを組み合わせたものである。
即ち、ヒュームの除去手段として、プラズマフレーム8
を挟んで吸引フード15とブロー装置17とを配設した
ものである。この実施例では、吸引フード15とブロー
装置17との軸心が、プラズマフレーム8の中心線と直
交する直線上に位置する様にしたが、必ずしもこの様に
する必要はなく、例えば、吸引フード15を溶射装置1
3寄りにし、ブロー装置17を母材12寄りに配設した
り、または、それらの位置を逆にしても良い。
【0014】図5は、第4実施例を示す縦断面図であ
る。この実施例では単トーチ型プラズマ溶射装置の代わ
りに、複合トーチ型プラズマ溶射装置113が用いられ
る。この複合トーチ型プラズマ溶射装置113は公知な
ので詳細な説明は省略する。スイッチ58、84、64
の操作により主トーチ51と副トーチ52が起動し、主
陰極53と主陽極59との間に定常ヘアピンアーク67
が形成される。この時、主トーチ51に挿入される保護
ガス56、プラズマガス83の量と、副トーチ52に送
入される副ガス62及び第2副ガス88の量を各々調整
することにより、主トーチ51の中心軸とほぼ同心をな
すプラズマフレーム73が形成される。
【0015】この時、トーチ51、52のアーク柱周り
に強い旋回流を形成するようにガスが供給されているの
で、アーク柱はトーチの軸心位置に維持されると共に同
心に旋回環状ガスシースが形成させる。その結果、いわ
ゆるピンチ効果が促され、よりアークが集束されるの
で、高出力で高温高速の溶射が可能となる。材料送入管
69よりプラズマフレーム73に向かって送入された粉
粒状の溶射材料70はプラズマフレーム73に同伴さ
れ、母材12に向かって進行する。
【0016】プラズマフレーム73中のプラズマ68
は、主トーチ51の先端部に設けられたプラズマ分離手
段72により溶融滴71と分離される。このプラズマ分
離手段72として、例えば、プラズマフレーム73に向
けて水と空気とを供給するアトマイザの二流体ノズル9
0が用いられる。このアトマイザ90による水の噴霧を
行うと、プラズマフレーム73は切断されて円錐状とな
る。この円錐状のプラズマフレーム73は溶融滴71の
冷却を最小限にするトンネル状のジャケットとして作用
し、母材12と溶射皮膜11に対する余分な熱負担をア
トマイザによって噴霧された水の気化熱で除去し、その
熱負荷による悪影響を防止することができる。なお、こ
のプラズマ分離手段は、アトコイザに限定されるもので
はなく、例えば、ガスノズルを介してプラズマ分離ガス
をプラズマフレーム中に供給してもよい。
【0017】このようにして、プラズマから分離された
溶融滴71は、ヒュームの除去手段17によりヒューム
10を除去された後母材12に衝突し、溶射皮膜11を
形成する。この複合トーチ型プラズマ溶射装置113で
はプラズマフレーム73が層流となるが、層流の場合に
は、ヒュームの広がりが狭く、かつ、ヒュームの飛行速
度も遅いので、ヒュームを吹き飛ばすのが容易となる。
又、吹き飛ばすヒュームの幅が狭く、かつ、吹き飛ばす
ガスの速度が遅くても良いので、ヒュームを吹き飛ばす
為のガスの量が少なくてすむとともに、装置自体も小型
化することができる。なお、複合トーチ型プラズマ溶射
装置においても、前記第2実施例及び第3実施例のヒュ
ームの除去手段を用いることができることは勿論であ
る。
【0018】
【発明の効果】この発明は以上の様に構成したので、プ
ラズマフレームの周囲に発生するヒュームはヒュームの
除去手段により除去される。従って、母材にヒュームが
付着しないので、緻密で、しかも母材との密着力の大き
い溶射皮膜を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す縦断面図である。
【図2】第1実施例により形成した溶射皮膜(薄膜)の
断面写真である。
【図3】第2実施例を示す縦断面図である。
【図4】第3実施例を示す縦断面図である。
【図5】第4実施例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
8 プラズマフレーム 9 溶射滴 10 ヒューム 11 溶射皮膜 12 母材 13 単トーチ型プラズマ溶射装置 14 溶射材料 15 吸引フード 19 ブロー装置 71 溶融滴 72 プラズマ分離手段 73 プラズマフレーム 113 複合トーチ型プラズマ溶射装置

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】高温のプラズマフレーム中に溶射材料を送
    給して溶融し、その溶融滴を母材に向って吹き付け母材
    表面に溶射皮膜を形成する溶射方法において、前記母材
    の前方で、前記プラズマフレームの周囲に発生するヒュ
    ームを除去することを特徴とするプラズマ溶射方法。
  2. 【請求項2】高温のプラズマフレーム中に溶射材料を送
    給して溶融し、その溶融滴を母材に向って吹き付け母材
    表面に溶射皮膜を形成する溶射装置において、前記母材
    の前方に、前記プラズマフレームの周囲に発生するヒュ
    ームの除去手段を設けたことを特徴とするプラズマ溶射
    装置。
  3. 【請求項3】高温のプラズマフレーム中に溶射材料を送
    給して溶融し、その溶融滴を母材に向って吹き付け母材
    表面に溶射皮膜を形成する溶射装置において、前記母材
    の前方に、前記プラズマフレームの周囲に発生するヒュ
    ームの除去手段と該プラズマフレーム中のプラズマの分
    離手段とを設けたことを特徴とするプラズマ溶射装置。
  4. 【請求項4】ヒュームの除去手段が、ガスによりヒュー
    ムを吹き飛ばす手段であることを特徴とする請求項2ま
    たは3記載のプラズマ溶射装置。
  5. 【請求項5】ヒュームの除去手段が、ヒュームを吸引す
    る手段であることを特徴とする請求項2または3記載の
    プラズマ溶射装置。
  6. 【請求項6】ヒュームの除去手段が、ガスによりヒュー
    ムを吹き飛ばす手段とヒュームを吸引する手段とを併用
    していることを特徴とする請求項2または3記載のプラ
    ズマ溶射装置。
  7. 【請求項7】高温のプラズマフレーム中に溶射材料を送
    給して溶融し、前記プラズマフレームの周囲に発生する
    ヒュームを除去した後、その溶融滴を母材に向って吹き
    付けることにより溶射皮膜を形成すことを特徴とする
    プラズマ溶射方法
  8. 【請求項8】高温のプラズマフレーム中に溶射材料を送
    給して溶融し、前記プラズマフレーム中のプラズマを分
    離するとともに該プラズマフレームの周囲に発生するヒ
    ュームを除去した後、その溶融滴を母材に向って吹き付
    けることにより溶射皮膜を形成ることを特徴とする
    ラズマ溶射方法
JP3151029A 1991-05-27 1991-05-27 プラズマ溶射方法及びその装置 Expired - Lifetime JPH07110985B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3151029A JPH07110985B2 (ja) 1991-05-27 1991-05-27 プラズマ溶射方法及びその装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3151029A JPH07110985B2 (ja) 1991-05-27 1991-05-27 プラズマ溶射方法及びその装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05202463A JPH05202463A (ja) 1993-08-10
JPH07110985B2 true JPH07110985B2 (ja) 1995-11-29

Family

ID=15509748

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3151029A Expired - Lifetime JPH07110985B2 (ja) 1991-05-27 1991-05-27 プラズマ溶射方法及びその装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07110985B2 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4497086B2 (ja) * 2005-01-28 2010-07-07 日産自動車株式会社 シリンダブロックの溶射マスキング方法および同マスキング装置ならびに気体噴出ノズル
JP4717510B2 (ja) * 2005-05-19 2011-07-06 富士重工業株式会社 粉末溶射装置
KR102031984B1 (ko) * 2018-07-13 2019-10-14 (주)플라즈닉스 플라즈마 상에서 대상기체 함유 배출기체를 처리하는 방법 및 장치

Also Published As

Publication number Publication date
JPH05202463A (ja) 1993-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4741286A (en) Single torch-type plasma spray coating method and apparatus therefor
JPH0622719B2 (ja) 複ト−チ型プラズマ溶射方法及びその装置
US10730063B2 (en) Plasma transfer wire arc thermal spray system
US4670047A (en) Process for producing finely divided spherical metal powders
CA1326886C (en) Plasma generating apparatus and method
US4264641A (en) Electrohydrodynamic spraying to produce ultrafine particles
JPH06501131A (ja) 高速アーク溶射装置および溶射方法
US6372298B1 (en) High deposition rate thermal spray using plasma transferred wire arc
JP2021503041A5 (ja)
EP0342388A2 (en) High-velocity controlled-temperature plasma spray method and apparatus
GB1601286A (en) Metal meltspraying method and equipment
JPH10226869A (ja) プラズマ溶射法
US5124091A (en) Process for producing fine powders by hot substrate microatomization
JPH07110986B2 (ja) プラズマ溶射方法及び装置
US5855642A (en) System and method for producing fine metallic and ceramic powders
JPH07110985B2 (ja) プラズマ溶射方法及びその装置
JP4164610B2 (ja) プラズマ溶射装置
JP2000351090A (ja) レーザ溶射用ノズル
JPH06122956A (ja) プラズマ溶射方法及び溶射製膜装置
JPH05339699A (ja) プラズマ溶射方法
US6680085B2 (en) Method and device for thermal spraying for the coating of surfaces
JPH0585222B2 (ja)
JP4804854B2 (ja) 複合トーチ型プラズマ溶射装置
EP0392293B1 (en) Process for producing fine powders by hot substrate microatomization
JPH07110984B2 (ja) タングステンカーバイドの溶射方法