JP2001181817A - Thermal spraying method and thermal spraying apparatus - Google Patents

Thermal spraying method and thermal spraying apparatus

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JP2001181817A
JP2001181817A JP36564899A JP36564899A JP2001181817A JP 2001181817 A JP2001181817 A JP 2001181817A JP 36564899 A JP36564899 A JP 36564899A JP 36564899 A JP36564899 A JP 36564899A JP 2001181817 A JP2001181817 A JP 2001181817A
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Japan
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thermal spraying
thermal
speed frame
thermal spray
spray material
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Takeshi Sato
健 佐藤
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IHI Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve a smooth thermal spraying work by avoiding adhesion of a molten thermal spraying material to a flame forming unit (an expansion nozzle) to eliminate any defective operation caused by the stuffing of the thermal spraying material. SOLUTION: A high-speed flame F is formed toward a surface 11 to be thermally sprayed by a flame forming unit 2, a thermal spraying material M is charged in the middle of the high-speed flame F from a thermal spraying material charging unit 3, and the thermal spraying material M is adhered to the surface 11 to be thermally sprayed to form a spray deposit 12.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高速フレーム溶射
を用いて母材表面(溶射面)に溶射材を付着させ、溶射
材の被膜を形成するための溶射方法及び溶射装置に関
し、特に溶射材のつまりによる作動不良を解消して円滑
な溶射作業を実施できるようにしたものに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermal spraying method and a thermal spraying apparatus for depositing a thermal spraying material on a base material surface (sprayed surface) by using high-speed flame spraying to form a coating of the thermal spraying material. The present invention relates to an apparatus which eliminates an operation failure due to clogging and enables a smooth spraying operation to be performed.

【0002】[0002]

【従来の技術】金属等の母材表面にセラミックスや他の
金属をコーティングする手法として、高速フレーム溶射
(High Velocity Oxygen Fuel ;HVOF)と呼ばれる
技術があり、これは、マッハ2〜6の高速フレームを形
成するとともにこの高速フレームにより溶射材を高速で
運びつつ母材表面(溶射面)にぶつけて付着させること
で被膜を形成するものである。そして、このように溶射
材を高速で溶射面にぶつけることにより被膜内に気孔が
生じにくく、高硬度の被膜を得ることが可能になる。
2. Description of the Related Art As a technique for coating a surface of a base material such as a metal with ceramics or another metal, there is a technique called high-velocity flame spraying (HVOF). Is formed while the thermal spraying material is carried at a high speed by the high-speed frame, and is applied to the surface of the base material (thermally sprayed surface). Then, by spraying the sprayed material on the sprayed surface at a high speed in this manner, pores are hardly generated in the coating, and a coating having high hardness can be obtained.

【0003】図3は、高速フレーム溶射を実施するのに
用いられる従来の溶射装置Xを模式的に表した断面図で
ある。この溶射装置Xは、プロピレンや水素、プロパン
等の燃料及び酸素が供給される燃焼室101と、燃焼室
101内の燃料に点火する点火装置102と、絞り部1
03を介して燃焼室101に接続される膨張(発散)ノ
ズル104と、膨張ノズル104内の上流側に溶射材を
投入する溶射材供給装置105とで概略構成される。こ
のように構成される溶射装置Xでは、燃焼室101内の
燃料を点火装置102で点火して燃焼させ、この燃焼ガ
スが絞り部103から膨張ノズル104を通る間に加速
されることでマッハ2〜6の高速フレームFを射出す
る。そして、高速フレームFを不図示の溶射面に向けつ
つ、溶射材供給装置105から膨張ノズル104内に溶
射材Mを投入することにより、溶射材Mは、高速フレー
ムFに乗って高速で運ばれ、溶射面にぶつかって付着し
被膜を形成する。
FIG. 3 is a sectional view schematically showing a conventional thermal spraying apparatus X used for performing high-speed flame spraying. The thermal spraying apparatus X includes a combustion chamber 101 to which fuel and oxygen such as propylene, hydrogen, and propane are supplied, an ignition device 102 for igniting fuel in the combustion chamber 101, and a throttle unit 1
An expansion (divergence) nozzle 104 connected to the combustion chamber 101 via a gas supply line 03 and a thermal spraying material supply device 105 for supplying a thermal spraying material to the upstream side of the expansion nozzle 104. In the thermal spraying apparatus X configured as described above, the fuel in the combustion chamber 101 is ignited by the igniter 102 and burned, and the combustion gas is accelerated while passing through the expansion nozzle 104 from the throttle section 103, so that the Mach 2 -6 high-speed frames F are emitted. Then, by spraying the thermal spray material M from the thermal spray material supply device 105 into the expansion nozzle 104 while directing the high-speed frame F toward a thermal spraying surface (not shown), the thermal spray material M is carried at high speed on the high-speed frame F. , And strikes and adheres to the sprayed surface to form a coating.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、高速フレー
ム溶射は、粒状の溶射材Mが高速フレームFに乗って運
ばれる間に高速フレームFの熱を受けて軟らかくなり、
この軟質のまま溶射面にぶつかることで溶射面に対する
付着力を高め、より強固な被膜を形成するものである。
そして、図3に示す従来の溶射装置Xでは、溶射材供給
装置105からの溶射材Mを膨張ノズル104内に投入
することで高速フレームFへの溶射材Mの投入を行って
いるため、セラミックス(融点が2500℃程度)等の
高融点物質を溶射材Mとする場合は、溶射材Mが溶融せ
ずに膨張ノズル104から射出されるが、アルミ(融点
が600℃程度)等の低融点物質を溶射材Mとする場合
は、膨張ノズル104から射出される前に溶射材Mが溶
融してしまう。これでは、溶射材Mの溶融物が膨張ノズ
ル104の内面に付着して歩留まりを低下させるだけで
なく、膨張ノズル104の出口付近に溶融物が付着・堆
積することで出口部分を塞いでしまい、溶射装置の作動
不良を引き起こして円滑な溶射作業を実施できないとい
った問題が生じる。
By the way, in the high-speed flame spraying, the granular thermal spray material M is softened by the heat of the high-speed frame F while being carried on the high-speed frame F,
By hitting the sprayed surface with this softness, the adhesion to the sprayed surface is increased, and a stronger film is formed.
In the conventional thermal spraying apparatus X shown in FIG. 3, since the thermal spraying material M from the thermal spraying material supply device 105 is injected into the expansion nozzle 104, the thermal spraying material M is injected into the high-speed frame F. When a material having a high melting point such as (melting point is about 2500 ° C.) is used as the thermal spray material M, the thermal spraying material M is injected from the expansion nozzle 104 without melting, but has a low melting point such as aluminum (melting point is about 600 ° C.). When the material is the thermal spray material M, the thermal spray material M is melted before being injected from the expansion nozzle 104. In this case, not only does the melt of the thermal spray material M adhere to the inner surface of the expansion nozzle 104 and lowers the yield, but also the melt adheres and accumulates near the outlet of the expansion nozzle 104 to block the outlet portion, There is a problem that a malfunction of the thermal spraying device is caused and a smooth thermal spraying operation cannot be performed.

【0005】また、セラミックス等の高融点物質であっ
ても粒径の小さいものは膨張ノズル104から射出する
前に溶融してしまう場合があり、このような粒径の小さ
いものも含んだ粒度分布の広い製品を用いると上記と同
様に膨張ノズル104のつまりが生じてしまう。これに
対し、粒度分布を特定した製品(粒径の小さいものを除
外した製品)を用いることも可能であるが、粒度分布を
特定した製品は高価であり、コストの増加を招くことに
なり好ましくない。
[0005] Even high melting point materials such as ceramics having a small particle size may be melted before being injected from the expansion nozzle 104, and a particle size distribution including such a small particle size may be obtained. If a product having a wide width is used, clogging of the expansion nozzle 104 occurs as in the case described above. On the other hand, it is possible to use a product with a specified particle size distribution (a product excluding a product with a small particle size), but a product with a specified particle size distribution is expensive, which leads to an increase in cost. Absent.

【0006】本発明は、以上の課題を解決するものであ
り、高速フレーム溶射を行うに際して、溶射材として低
融点物質や粒径の小さなものを用いる場合でも溶射材の
溶融物がフレーム形成部(膨張ノズル)に付着すること
を回避し、溶射材のつまりによる作動不良を解消して円
滑な溶射作業を実施できるようにした溶射方法及び溶射
装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problems. In performing high-speed flame spraying, even when a low-melting substance or a material having a small particle diameter is used as a thermal spraying material, a molten material of the thermal spraying material forms a frame forming portion ( It is an object of the present invention to provide a thermal spraying method and a thermal spraying apparatus which can prevent the thermal spraying material from adhering to an expansion nozzle, and eliminate a malfunction due to the clogging of the thermal spraying material, thereby enabling a smooth thermal spraying operation.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに、請求項1に係る発明は、溶射面に向けて高速フレ
ームを形成するとともに、高速フレームの途中で溶射材
を投入して溶射面に溶射材を付着させる技術を採用して
いる。この溶射方法では、溶射材をフレーム形成部の内
部で投入せずに高速フレームの途中で投入するため、溶
射材が溶融してフレーム形成部に付着することがなく、
歩留まりの向上を図りつつ溶射材のつまりによる作動不
良を回避することにより円滑な溶射作業を実施すること
が可能となる。特に、低融点物質や粒径の小さなものを
溶射材として用いることができ、溶射材の適用範囲を広
げ、またコストの低減を図ることが可能となる。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a high-speed frame is formed toward a thermal spraying surface, and a thermal spray material is supplied in the middle of the high-speed frame to perform thermal spraying. Adopts technology to attach thermal spray material to the surface. In this thermal spraying method, the thermal spray material is injected in the middle of the high-speed frame without being injected inside the frame forming portion, so that the thermal spray material does not melt and adhere to the frame forming portion,
By avoiding an operation failure due to the clogging of the thermal spray material while improving the yield, it is possible to carry out a smooth thermal spraying operation. In particular, a low-melting substance or a material having a small particle size can be used as a thermal spray material, which makes it possible to broaden the application range of the thermal spray material and reduce costs.

【0008】請求項2に係る発明は、請求項1の溶射方
法において、溶射材が、高速フレームの上方から落下す
ることで高速フレームに投入される技術が適用される。
この溶射方法では、動圧の大きな高速フレームの上方か
ら溶射材を落下することで、溶射材は高速フレーム内に
吸引されて運ばれるため、溶射材の投入が容易となり、
溶射作業を簡単にして作業の効率化を図ることが可能と
なる。
According to a second aspect of the present invention, in the thermal spraying method of the first aspect, a technique is applied in which the thermal spray material falls into the high-speed frame by being dropped from above the high-speed frame.
In this thermal spraying method, the thermal spray material is sucked into the high-speed frame and carried by dropping the thermal spray material from above the high-speed frame having a large dynamic pressure.
It is possible to simplify the thermal spraying operation and to improve the efficiency of the operation.

【0009】請求項3に係る発明は、請求項1または2
の溶射方法において、高速フレームに2種以上の溶射材
を投入し、その混合比率を変えることで溶射面への付着
物の組成を変化させる技術が適用される。この溶射方法
では、高速フレームに投入される2種以上の溶射材の混
合比率を変えることで付着物の組成を変化させるため、
付着物の組成変化を容易に変更することが可能となり、
また、溶射中に付着物の組成を変化させることで容易に
傾斜機能材を作製することが可能となる。
The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2
In the thermal spraying method, a technique is applied in which two or more types of thermal spraying materials are charged into a high-speed frame and the composition of the deposits on the thermal spraying surface is changed by changing the mixing ratio. In this thermal spraying method, since the composition of the deposit is changed by changing the mixing ratio of two or more types of thermal spraying materials supplied to the high-speed frame,
It is possible to easily change the composition change of the deposit,
In addition, it is possible to easily produce a functionally graded material by changing the composition of the deposit during thermal spraying.

【0010】請求項4に係る発明は、高速フレームを形
成するフレーム形成部と、フレーム形成部より射出され
た高速フレームへ溶射材を投入する溶射材投入部とを備
える技術が採用される。この溶射装置では、射出された
高速フレームへ溶射材投入部から溶射材が投入されるた
め、溶射材が溶融してフレーム形成部に付着することが
なく、歩留まりの向上を図りつつ溶射材のつまりによる
作動不良を回避することにより円滑な溶射作業を実施す
ることが可能となる。特に、低融点物質や粒径の小さな
ものを溶射材として用いることができ、溶射材の適用範
囲を広げ、またコストの低減を図ることが可能となる。
[0010] The invention according to claim 4 employs a technology including a frame forming section for forming a high-speed frame, and a thermal spray material charging section for charging a thermal spray material into the high-speed frame ejected from the frame forming section. In this thermal spraying device, the thermal spray material is injected from the thermal spray material input portion into the injected high-speed frame, so that the thermal spray material does not melt and adhere to the frame forming portion, and the thermal spray material is clogged while improving the yield. It is possible to carry out a smooth thermal spraying operation by avoiding an operation failure due to the above. In particular, a low-melting substance or a material having a small particle size can be used as a thermal spraying material, so that the application range of the thermal spraying material can be expanded and the cost can be reduced.

【0011】請求項5に係る発明は、請求項4の溶射装
置において、溶射材投入部が2以上配置される技術が適
用される。この溶射装置では、溶射材投入部が2以上配
置されるため、各溶射材投入部から異なる溶射材を高速
フレームに投入することで、付着物の組成を容易に変更
することが可能となる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the thermal spraying apparatus of the fourth aspect, a technique in which two or more thermal spraying material charging portions are arranged is applied. In this thermal spraying device, since two or more thermal spraying material input sections are arranged, it is possible to easily change the composition of the deposit by inputting different thermal spraying materials from each thermal spraying material inputting section to the high-speed frame.

【0012】請求項6に係る発明は、請求項5の溶射装
置において、2以上配置された溶射材投入部のそれぞれ
が、溶射材の投入量を調節する調節部を備える技術が適
用される。この溶射装置では、2以上配置された溶射材
投入部のそれぞれについて、調節部によって溶射材の投
入量を調節するため、異なる溶射材を併せて投入する場
合に、溶射材の混合比率を変えることで付着物の組成を
容易に変更することが可能となり、また、溶射中に付着
物の組成を変化させることで容易に傾斜機能材を作製す
ることが可能となる。
According to a sixth aspect of the present invention, in the thermal spraying apparatus of the fifth aspect, a technique is applied in which each of the two or more arranged spraying material charging sections has an adjusting section for adjusting the amount of the spraying material. In this thermal spraying apparatus, the mixing ratio of the thermal spraying material is changed when different thermal spraying materials are charged together in order to adjust the amount of the thermal spraying material to be adjusted by the adjusting unit for each of the two or more thermal spraying material charging portions. Thus, the composition of the deposit can be easily changed, and by changing the composition of the deposit during thermal spraying, the functionally gradient material can be easily produced.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図1及び図2
を参照して説明する。図1は、本発明に係る溶射方法を
実施する溶射装置1を模式的に示した側面断面図であ
る。図1に示すように、この溶射装置1は、高速フレー
ムFを形成するフレーム形成部2と、フレーム形成部2
より射出された高速フレームFへ溶射材Mを投入する溶
射材投入部3とで概略構成される。
1 and 2 show an embodiment of the present invention.
This will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a side sectional view schematically showing a thermal spraying apparatus 1 for performing a thermal spraying method according to the present invention. As shown in FIG. 1, the thermal spraying apparatus 1 includes a frame forming section 2 for forming a high-speed frame F, and a frame forming section 2.
And a thermal spray material input section 3 for inputting the thermal spray material M into the high-speed frame F that has been injected.

【0014】フレーム形成部2は、図3に示す溶射装置
Xと同様に、プロピレンや水素、プロパン等の燃料及び
酸素が供給される燃焼室4(燃料及び酸素の供給機構は
図示していない)と、燃焼室4内の燃料に点火する点火
装置5と、燃焼室4の出口部分に形成された絞り部6
と、絞り部6を介して燃焼室4に接続される膨張(発
散)ノズル7とで構成されている。そして、燃焼室4内
に供給された燃料及び酸素に点火装置5で点火して燃焼
させることで、図1矢印のように燃焼ガスが絞り部6か
ら膨張ノズル7を通る間に加速され、マッハ2〜6の高
速フレームFを膨張ノズル7から射出するようにしてい
る。
The flame forming section 2 is provided with a combustion chamber 4 to which fuel and oxygen such as propylene, hydrogen, and propane are supplied, similarly to the thermal spraying apparatus X shown in FIG. 3 (a fuel and oxygen supply mechanism is not shown). An ignition device 5 for igniting fuel in the combustion chamber 4, and a throttle 6 formed at an outlet of the combustion chamber 4
And an expansion (divergence) nozzle 7 connected to the combustion chamber 4 via the throttle section 6. Then, the fuel and oxygen supplied into the combustion chamber 4 are ignited by the ignition device 5 and burned, so that the combustion gas is accelerated while passing through the expansion nozzle 7 from the throttle unit 6 as shown by an arrow in FIG. Two to six high-speed frames F are ejected from the expansion nozzle 7.

【0015】溶射材投入部2は、粒状の溶射材Mを保持
しかつ所定量づつ送り出す溶射材供給装置8と、溶射材
供給装置8から送られた溶射材Mを高速フレームFの上
方まで案内して落下させる投入ノズル9とで構成されて
いる。投入ノズル9は、膨張ノズル7の出口付近に配置
され、膨張ノズル7から射出された直後の高速フレーム
Fに対してその上方から溶射材Mを投入するようにして
いる。
The thermal spraying material feeding section 2 holds a granular thermal spraying material M and feeds the thermal spraying material M by a predetermined amount, and guides the thermal spraying material M sent from the thermal spraying material supply device 8 to above the high-speed frame F. And a dropping nozzle 9 for dropping. The injection nozzle 9 is arranged near the outlet of the expansion nozzle 7, and inputs the thermal spray material M from above the high-speed frame F immediately after the injection from the expansion nozzle 7.

【0016】以上のように構成された溶射装置1を用い
て本発明に係る溶射方法について説明する。先ず、フレ
ーム形成部2を駆動して高速フレームFを形成するとと
もに高速フレームFを母材10の溶射面11に向けてセ
ットする。次いで、溶射材投入部2の溶射材供給装置8
を駆動して溶射材Mを投入ノズル9から高速フレームF
の途中に投入する。このとき、高速フレームFはマッハ
2〜6で射出されており高い動圧を有していることか
ら、その周囲を真空引きしたのと同様な状態が生じてい
る。従って、投入ノズル9から高速フレームFへ落下す
る粒状の溶射材Mは高速フレームFに吸い込まれて高速
フレームF内に入り込んだ状態となり、高速フレームF
から外れて付近に飛散することはなく、周囲への汚損の
可能性は極めて低い。
A thermal spraying method according to the present invention will be described using the thermal spraying apparatus 1 configured as described above. First, the frame forming unit 2 is driven to form the high-speed frame F, and the high-speed frame F is set to the sprayed surface 11 of the base material 10. Next, the thermal spray material supply device 8 of the thermal spray material input section 2
Is driven to feed the spray material M from the injection nozzle 9 to the high-speed frame F.
In the middle of. At this time, since the high-speed frame F is ejected at Mach 2 to 6 and has a high dynamic pressure, a state similar to the case where the periphery thereof is evacuated occurs. Therefore, the granular thermal spray material M that falls from the injection nozzle 9 to the high-speed frame F is sucked into the high-speed frame F and enters the high-speed frame F.
It does not fall off and does not fly nearby, and the possibility of contamination to the surroundings is extremely low.

【0017】そして、高速フレームFに吸い込まれた溶
射材Mは、溶射面11へ向けて運ばれるとともに、溶射
面11にぶつかって付着する。この溶射材Mの付着が積
層されることにより、図1に示すように溶射面11に被
膜12が形成される。なお、溶射材Mの投入を続けなが
らフレーム形成部2(膨張ノズル7)の向きや母材10
を移動することで溶射材Mの付着位置を移動させ、広範
囲の被膜を連続して形成することができる。
The thermal spray material M sucked into the high-speed frame F is carried toward the thermal spraying surface 11 and hits and adheres to the thermal spraying surface 11. By laminating the adhesion of the thermal spray material M, a coating 12 is formed on the thermal spray surface 11 as shown in FIG. Note that the direction of the frame forming portion 2 (expansion nozzle 7) and the
Is moved, the adhesion position of the thermal spray material M is moved, and a wide range of coating film can be continuously formed.

【0018】このように、溶射材Mを膨張ノズル7内で
投入せずに、膨張ノズル7から射出された高速フレーム
Fの途中で投入しているため、溶射材Mが溶融して膨張
ノズル7の出口に付着することで作動不良を起こすこと
がなく、安定した溶射作業を実施することができる。特
に、アルミ等の低融点物質や、粒径の小さなものを含ん
だ粒度分布が広い製品を溶射材Mとして用いる場合に、
溶射材Mの溶融による不具合が生じることがなく、溶射
材Mの適用範囲を広げることができる。
As described above, since the thermal spray material M is not injected into the expansion nozzle 7 but is injected in the middle of the high-speed frame F ejected from the expansion nozzle 7, the thermal spray material M is melted and A stable spraying operation can be performed without causing malfunction due to the adhesion at the outlet of the nozzle. In particular, when a low melting point material such as aluminum or a product having a wide particle size distribution including a small particle size is used as the thermal spray material M,
The application range of the thermal spray material M can be expanded without causing any trouble due to the melting of the thermal spray material M.

【0019】図2は、溶射装置の他の実施形態を模式的
に示した側面断面図である。この溶射装置13は、図1
と同様のフレーム形成部2を備えるとともに、2台の溶
射材投入部14,14aを備えている。フレーム形成部
2については上記のとおりであり説明を省略する。溶射
材投入部14,14aは、それぞれ溶射材供給装置1
5,15aと、投入ノズル16,16aと、可変バルブ
(調節部)17,17aとを備えるとともに、可変バル
ブ(調節部)17,17aの動作を指示する制御装置1
8を有している。
FIG. 2 is a side sectional view schematically showing another embodiment of the thermal spraying apparatus. This thermal spraying device 13 is shown in FIG.
In addition to the above, a flame forming part 2 is provided, and two thermal spray material introduction parts 14 and 14a are provided. The frame forming unit 2 is as described above, and the description is omitted. Each of the thermal spray material input sections 14 and 14a is provided with the thermal spray material supply device 1.
Control device 1 which includes input nozzles 5 and 15a, input nozzles 16 and 16a, and variable valves (adjustment units) 17 and 17a, and instructs the operation of the variable valves (adjustment units) 17 and 17a.
Eight.

【0020】溶射材供給装置15,15a及び投入ノズ
ル16,16aは、図1に示すものと同様であり、説明
を省略する。なお、投入ノズル16,16aは、図2に
示すように、高速フレームFの射出方向に沿って並べて
配置されている。可変バルブ17,17aは、各投入ノ
ズル16,16aへの単位時間あたりの溶射材Ma,M
bの供給量を調節するものであって、制御装置18から
の指示もしくは作業者による手作業に基づいて動作す
る。従って、可変バルブ17,17aの動作量を調整す
ることにより、溶射材Ma,Mbの混合比率が決定され
る。
The spraying material supply devices 15 and 15a and the injection nozzles 16 and 16a are the same as those shown in FIG. The injection nozzles 16 and 16a are arranged side by side along the emission direction of the high-speed frame F, as shown in FIG. The variable valves 17, 17a are provided with sprayed materials Ma, M per unit time to the respective injection nozzles 16, 16a.
This adjusts the supply amount of b and operates based on an instruction from the control device 18 or a manual operation by an operator. Therefore, by adjusting the operation amounts of the variable valves 17, 17a, the mixing ratio of the thermal spray materials Ma, Mb is determined.

【0021】以上のように構成された溶射装置13を用
いて本発明に係る溶射方法について説明する。先ず、フ
レーム形成部2を駆動して母材10の溶射面11に向け
て高速フレームFをセットする。次いで、各溶射材投入
部14,14aの溶射材供給装置15,15aを駆動し
て溶射材Maを投入ノズル16から、また溶射材Mbを
投入ノズル16aから高速フレームFの途中に投入す
る。溶射材Ma,Mbは、高速フレームF中で混合しな
がら運ばれるとともに溶射面11にぶつかって付着す
る。これにより、被膜19は、溶射材MaとMbとが所
定の比率で混合した組成をもって形成され、溶射材M
a,Mbの混合比率を変えることにより被膜19の組成
を任意に設定できる。
A thermal spraying method according to the present invention will be described using the thermal spraying apparatus 13 configured as described above. First, the frame forming unit 2 is driven to set the high-speed frame F toward the sprayed surface 11 of the base material 10. Next, the thermal spray material supply devices 15 and 15a of the thermal spray material input sections 14 and 14a are driven to supply the thermal spray material Ma from the charging nozzle 16 and the thermal spray material Mb from the charging nozzle 16a to the middle of the high-speed frame F. The thermal spray materials Ma and Mb are transported while being mixed in the high-speed frame F, and also collide with and adhere to the thermal spray surface 11. Thus, the coating 19 is formed with a composition in which the thermal spray materials Ma and Mb are mixed at a predetermined ratio, and the thermal spray material M
The composition of the coating 19 can be set arbitrarily by changing the mixing ratio of a and Mb.

【0022】また、溶射材Ma,Mbの混合比率は溶射
作業中に変更してもよく、例えば、母材10が金属であ
って、溶射材Maがセラミックス、溶射材Mbが金属で
ある場合、溶射面11に対して溶射開始当初は溶射材M
b(金属)のみまたは溶射材Mb混合比率を高めて溶射
することで母材10との付着性(接着性)を向上させ、
付着物が積層する過程で順次溶射材Ma(セラミック
ス)の混合比率を高めていき、溶射終了時には溶射材M
aのみまたは溶射材Maの混合比率を高くすることで耐
熱性を向上させるような被膜(いわゆる傾斜機能材)を
形成することも可能である。
The mixing ratio of the thermal spray materials Ma and Mb may be changed during the thermal spraying operation. For example, when the base material 10 is a metal, the thermal spray material Ma is a ceramic, and the thermal spray material Mb is a metal, At the beginning of the thermal spraying on the thermal spraying surface 11, the thermal spray material M
By spraying with only b (metal) or by increasing the mixing ratio of the thermal spray material Mb, the adhesion (adhesion) with the base material 10 is improved,
The mixing ratio of the thermal spraying material Ma (ceramics) is gradually increased in the process of laminating the deposits.
It is also possible to form a coating (so-called functionally graded material) that improves heat resistance by increasing only a or the mixing ratio of the thermal spray material Ma.

【0023】また、溶射作業中に膨張ノズル7の向きや
母材10を移動させつつ、溶射材Ma,Mbの混合比率
を変えることも可能である。これにより、一部の領域で
組成を変えるような被膜を形成する場合に一連の作業で
行うことが可能である。しかも、混合比率を滑らかに変
化させることにより被膜の継ぎ目が形成されず、被膜強
度の低下を防止することができる。
It is also possible to change the mixing ratio of the sprayed materials Ma and Mb while moving the direction of the expansion nozzle 7 and the base material 10 during the spraying operation. This makes it possible to perform a series of operations when forming a film whose composition is changed in some regions. Moreover, by smoothly changing the mixing ratio, a seam of the coating is not formed, and a decrease in the coating strength can be prevented.

【0024】なお、前記実施の形態において示した各構
成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明
の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき
種々変更可能である。例えば、図示の溶射材投入部8等
では、溶射材M等を単に高速フレームF上方から落下さ
せるものであるが、これに代えて溶射材M等を高速フレ
ームFに向けて吹き付けるものであってもよい。また、
図2に示すように、2つの溶射材投入部を設置すること
に代えて、3以上設置してもよいことは勿論である。
The various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above embodiment are merely examples, and can be variously changed based on design requirements without departing from the spirit of the present invention. For example, in the illustrated thermal spray material charging section 8 or the like, the thermal spray material M or the like is simply dropped from above the high-speed frame F. Instead of this, the thermal spray material M or the like is sprayed toward the high-speed frame F. Is also good. Also,
As shown in FIG. 2, it goes without saying that three or more thermal spraying material charging sections may be provided instead of being provided.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1に係る溶
射方法は、溶射材をフレーム形成部の内部で投入せずに
高速フレームの途中で投入するため、溶射材が溶融して
フレーム形成部に付着することがなく、歩留まりの向上
を図りつつ溶射材のつまりによる作動不良を回避するこ
とにより円滑な溶射作業を実施することができる。特
に、低融点物質や粒径の小さなものを溶射材として用い
ることができ、溶射材の適用範囲を広げ、またコストの
低減を図ることができる。
As described above, in the thermal spraying method according to the first aspect, since the thermal spraying material is injected in the middle of the high-speed frame without being injected inside the frame forming portion, the thermal spraying material is melted to form the frame. By avoiding malfunction due to clogging of the sprayed material while improving the yield without adhering to the parts, a smooth spraying operation can be performed. In particular, a low-melting substance or a material having a small particle size can be used as a thermal spray material, so that the range of application of the thermal spray material can be widened and the cost can be reduced.

【0026】請求項2に係る溶射方法は、動圧の大きな
高速フレームの上方から溶射材を落下することで、溶射
材は高速フレーム内に吸引されて運ばれるため、溶射材
の投入が容易となり、溶射作業を簡単にして作業の効率
化を図ることができる。請求項3に係る溶射方法は、高
速フレームに投入される2種以上の溶射材の混合比率を
変えることで付着物の組成を変化させるため、付着物の
組成変化を容易に変更することができ、また、溶射中に
付着物の組成を変化させることで容易に傾斜機能材を作
製することができる。
In the thermal spraying method according to the second aspect, the thermal spraying material is dropped from above the high-speed frame having a large dynamic pressure, so that the thermal spraying material is sucked and carried into the high-speed frame. In addition, it is possible to simplify the thermal spraying operation and improve the efficiency of the operation. In the thermal spraying method according to the third aspect, since the composition of the deposit is changed by changing the mixing ratio of the two or more types of thermal spraying materials supplied to the high-speed frame, the composition change of the deposit can be easily changed. In addition, the gradient functional material can be easily manufactured by changing the composition of the deposit during thermal spraying.

【0027】請求項4に係る溶射装置は、射出された高
速フレームへ溶射材投入部から溶射材が投入されるた
め、溶射材が溶融してフレーム形成部に付着することが
なく、歩留まりの向上を図りつつ溶射材のつまりによる
作動不良を回避することにより円滑な溶射作業を実施す
ることができる。特に、低融点物質や粒径の小さなもの
を溶射材として用いることができ、溶射材の適用範囲を
広げ、またコストの低減を図ることができる。
In the thermal spraying apparatus according to the fourth aspect, since the thermal spraying material is injected from the thermal spraying material input portion into the high-speed frame that has been injected, the thermal spraying material does not melt and adhere to the frame forming portion, thereby improving the yield. By avoiding the malfunction due to the clogging of the spray material while achieving the above, a smooth spraying operation can be performed. In particular, a low-melting substance or a material having a small particle size can be used as a thermal spray material, so that the range of application of the thermal spray material can be widened and the cost can be reduced.

【0028】請求項5に係る溶射装置は、溶射材投入部
が2以上配置されるため、各溶射材投入部から異なる溶
射材を高速フレームに投入することで、付着物の組成を
容易に変更することができる。請求項6に係る溶射装置
は、2以上配置された溶射材投入部のそれぞれについ
て、調節部によって溶射材の投入量を調節するため、異
なる溶射材を併せて投入する場合に、溶射材の混合比率
を変えることで付着物の組成を容易に変更することがで
き、また、溶射中に付着物の組成を変化させることで容
易に傾斜機能材を作製することができる。
In the thermal spraying apparatus according to the fifth aspect, since two or more thermal spraying material charging portions are arranged, different thermal spraying materials are charged from each thermal spraying material charging portion to the high-speed frame, so that the composition of the deposit can be easily changed. can do. In the thermal spraying apparatus according to claim 6, in order to adjust the input amount of the thermal spraying material by the adjusting unit for each of the two or more thermal spraying material input sections, when the different thermal spraying materials are injected together, the mixing of the thermal spraying material is performed. By changing the ratio, the composition of the deposit can be easily changed, and by changing the composition of the deposit during thermal spraying, the functionally gradient material can be easily produced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明に係る溶射装置の実施形態を模式的に
示した側面断面図である。
FIG. 1 is a side sectional view schematically showing an embodiment of a thermal spraying apparatus according to the present invention.

【図2】 溶射装置の他の実施形態を模式的に示した側
面断面図である。
FIG. 2 is a side sectional view schematically showing another embodiment of the thermal spraying apparatus.

【図3】 従来の溶射装置を示す側面断面図である。FIG. 3 is a side sectional view showing a conventional thermal spraying apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

F 高速フレーム M,Ma,Mb 溶射材 1,13 溶射装置 2 フレーム形成部 3,14,14a 溶射材投入部 7 膨張ノズル 9,16,16a 投入ノズル 10 母材 11 溶射面 12,19 被膜(付着物) 17,17a 可変バルブ(調節部) F High-speed frame M, Ma, Mb Thermal spray material 1, 13 Thermal spraying device 2 Frame forming unit 3, 14, 14a Thermal spray material input unit 7 Expansion nozzle 9, 16, 16a Input nozzle 10 Base material 11 Thermal spray surface 12, 19 Coating (with Kimono) 17, 17a Variable valve (adjustment part)

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 溶射面に向けて高速フレームを形成する
とともに、該高速フレームの途中で溶射材を投入して前
記溶射面に該溶射材を付着させることを特徴とする溶射
方法。
1. A thermal spraying method, comprising: forming a high-speed frame toward a thermal spraying surface, charging a thermal spraying material in the middle of the high-speed frame, and attaching the thermal spraying material to the thermal spraying surface.
【請求項2】 前記溶射材は、前記高速フレームの上方
から落下することで該高速フレームに投入されることを
特徴とする請求項1記載の溶射方法。
2. The thermal spraying method according to claim 1, wherein the thermal spraying material is dropped into the high-speed frame by being dropped from above the high-speed frame.
【請求項3】 前記高速フレームに2種以上の溶射材を
投入し、その混合比率を変えることで前記溶射面への付
着物の組成を変化させることを特徴とする請求項1また
は2記載の溶射方法。
3. The composition according to claim 1, wherein two or more kinds of thermal spraying materials are charged into the high-speed frame, and a composition of the deposits on the thermal spraying surface is changed by changing a mixing ratio thereof. Spray method.
【請求項4】 高速フレームを形成するフレーム形成部
と、 該フレーム形成部より射出された高速フレームへ溶射材
を投入する溶射材投入部とを備えることを特徴とする溶
射装置。
4. A thermal spraying apparatus comprising: a frame forming section for forming a high-speed frame; and a thermal spraying material charging section for charging a thermal spraying material into the high-speed frame injected from the frame forming section.
【請求項5】 前記溶射材投入部は、2以上配置される
ことを特徴とする請求項4記載の溶射装置。
5. The thermal spraying apparatus according to claim 4, wherein two or more of the thermal spray material input sections are arranged.
【請求項6】 2以上配置された前記溶射材投入部のそ
れぞれは、溶射材の投入量を調節する調節部を備えるこ
とを特徴とする請求項5記載の溶射装置。
6. The thermal spraying apparatus according to claim 5, wherein each of the two or more thermal spray material input sections includes an adjusting section for adjusting an amount of injected thermal spray material.
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