JP2003321758A - アーク溶射方法および装置 - Google Patents
アーク溶射方法および装置Info
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Classifications
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- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/12—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
- C23C4/131—Wire arc spraying
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明の目的は、
【解決手段】 溶射ガン１によるアーク溶射方法が提供
される。この溶射ガンは２つの導電性溶射ワイヤー２お
よび流体４を供給する少なくとも１つの供給装置３を含
み、電圧が溶射ワイヤー２に印加され、溶射ワイヤー２
はワイヤー・ガイド５により給送され、アーク６が電圧
により発生され、溶射ワイヤー２は溶融領域で溶融体８
に変化され、溶融体８は流体４によって物体１０の表面
９に付与される。これに関して、流体４によって粒子１
１は貯蔵容器１２から溶融体８へ供給される。
される。この溶射ガンは２つの導電性溶射ワイヤー２お
よび流体４を供給する少なくとも１つの供給装置３を含
み、電圧が溶射ワイヤー２に印加され、溶射ワイヤー２
はワイヤー・ガイド５により給送され、アーク６が電圧
により発生され、溶射ワイヤー２は溶融領域で溶融体８
に変化され、溶融体８は流体４によって物体１０の表面
９に付与される。これに関して、流体４によって粒子１
１は貯蔵容器１２から溶融体８へ供給される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アーク溶射の方法
および装置のそれぞれの範疇の独立請求項の前文に記載
されたアーク溶射方法およびアーク溶射装置に関するも
のである。
および装置のそれぞれの範疇の独立請求項の前文に記載
されたアーク溶射方法およびアーク溶射装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】技術文献ではしばしばさらに正確にアー
ク・ワイヤー溶射と呼ばれているアーク溶射は、例えば
機械的摩耗、腐食に対し、または化学的歪みまたは熱的
歪みに対して保護されるべき被処理物に表面被覆を形成
するための従来からの技術である。
ク・ワイヤー溶射と呼ばれているアーク溶射は、例えば
機械的摩耗、腐食に対し、または化学的歪みまたは熱的
歪みに対して保護されるべき被処理物に表面被覆を形成
するための従来からの技術である。
【０００３】アーク溶射によれば、２つの溶射ワイヤー
の形態をしたワイヤー状またはチューブ状の溶射媒体が
電気アークを使用する溶射ガンにおいて溶融され、予め
設定可能な圧力の下でアトマイジング・ガスにより、例
えば窒素、貴ガス、または簡単には空気によって、被処
理物の表面に溶射される。これに関して、アークは、電
圧を印加し且つ接触点火（発生）させることにより、溶
射ワイヤーの２つの端部間に形成される。これはいわゆ
る「火炎溶射」とは異なり、火炎溶射法では溶射ワイヤ
ーを溶融させる熱エネルギーが可燃ガス／酸素の火炎に
よって与えられるのに対し、アーク溶射ではアークによ
って解放された電気エネルギーが溶射ワイヤーを溶融さ
せるために必要な熱エネルギーを供給する。
の形態をしたワイヤー状またはチューブ状の溶射媒体が
電気アークを使用する溶射ガンにおいて溶融され、予め
設定可能な圧力の下でアトマイジング・ガスにより、例
えば窒素、貴ガス、または簡単には空気によって、被処
理物の表面に溶射される。これに関して、アークは、電
圧を印加し且つ接触点火（発生）させることにより、溶
射ワイヤーの２つの端部間に形成される。これはいわゆ
る「火炎溶射」とは異なり、火炎溶射法では溶射ワイヤ
ーを溶融させる熱エネルギーが可燃ガス／酸素の火炎に
よって与えられるのに対し、アーク溶射ではアークによ
って解放された電気エネルギーが溶射ワイヤーを溶融さ
せるために必要な熱エネルギーを供給する。
【０００４】溶射ワイヤーの材料は、アーク領域で溶融
体に変化して材料表面に溶射されるので、溶射ワイヤー
が、ワイヤー保存箇所からワイヤー給送装置によって連
続的に送られる。用途によっては、定置溶射ガンが知ら
れており、これは大きな物品の処理のために自動運転で
使用することが多いが、使用の自由度を高める比較的小
さな手持ちピストル型も知られている。ワイヤー給送装
置は、本明細書では溶射ガン自体に取り付けるか、溶射
ガンの外部に位置するワイヤー給送ユニットによってワ
イヤー給送を行うことができる。
体に変化して材料表面に溶射されるので、溶射ワイヤー
が、ワイヤー保存箇所からワイヤー給送装置によって連
続的に送られる。用途によっては、定置溶射ガンが知ら
れており、これは大きな物品の処理のために自動運転で
使用することが多いが、使用の自由度を高める比較的小
さな手持ちピストル型も知られている。ワイヤー給送装
置は、本明細書では溶射ガン自体に取り付けるか、溶射
ガンの外部に位置するワイヤー給送ユニットによってワ
イヤー給送を行うことができる。
【０００５】これに関して、溶射層の特性は、ワイヤー
径、溶射ワイヤーの材質、ワイヤー給送速度、アークを
発生させるための電圧またはアークを保持するための電
流、アトマイジング・ガスの選定およびその作動圧力、
または溶射距離のような異なるパラメータによって調節
に影響される。すなわち一般に、それらのパラメータの
うちの１つ以上のパラメータ（または本明細書で挙げて
いない他のパラメータも）の変化は、異なる特性および
品質の層を生じることになる。先に挙げたパラメータ
は、材料の選定により、または、電気制御および／また
は調整装置によって一般に容易に影響されるので、アー
ク溶射特徴は、高い自由度である。例えば、なかでも溶
射粒滴サイズまたは溶射粒滴の運動エネルギーは、要求
に応じて被覆処理の実施時に自動的に選定することがで
きる。さらに、溶射工程自体が、通常の大気環境の下、
真空室内、または挿入ガスの存在する中で実行できる。
したがって、特性および品質に非常に多様な要求を有す
る非常に多様な被処理物の幅広い選定も、アーク溶射法
を使用することで保護面を備えることができる。
径、溶射ワイヤーの材質、ワイヤー給送速度、アークを
発生させるための電圧またはアークを保持するための電
流、アトマイジング・ガスの選定およびその作動圧力、
または溶射距離のような異なるパラメータによって調節
に影響される。すなわち一般に、それらのパラメータの
うちの１つ以上のパラメータ（または本明細書で挙げて
いない他のパラメータも）の変化は、異なる特性および
品質の層を生じることになる。先に挙げたパラメータ
は、材料の選定により、または、電気制御および／また
は調整装置によって一般に容易に影響されるので、アー
ク溶射特徴は、高い自由度である。例えば、なかでも溶
射粒滴サイズまたは溶射粒滴の運動エネルギーは、要求
に応じて被覆処理の実施時に自動的に選定することがで
きる。さらに、溶射工程自体が、通常の大気環境の下、
真空室内、または挿入ガスの存在する中で実行できる。
したがって、特性および品質に非常に多様な要求を有す
る非常に多様な被処理物の幅広い選定も、アーク溶射法
を使用することで保護面を備えることができる。
【０００６】アーク溶射の周知方法の欠点は、溶射ワイ
ヤーの製造で問題となるような、極めて特殊な要求をワ
イヤー材料に対してしなければならないという事実に見
られる。例えば、溶射ワイヤーは十分大きい延性、すな
わち十分に大きい変形性および／または弾性と、十分に
高い導電性とを有していなければならない。導電性に劣
るか非導電性の構成要素、または例えばセラミックス材
料のような比較的硬く、すなわち延性の不足した構成要
素を溶射されるべき層に導入しなければならない場合、
いわゆる充填ワイヤーを利用しなければならない。充填
ワイヤーは、一般に個別粒子の形態をした付加要素を溶
射ワイヤーの母材に含めた溶射ワイヤーであると理解さ
れ、その粒子は溶融されないか、アーク内で溶融をし始
めるだけであり、溶射された表面層の内部に与えられ
る。これに関して、粒子は体積を非常に制限されてお
り、溶射ワイヤーを溶融製造することで既にその組織は
一部変化され得ており、このことがしばしば望ましくな
い変化を層に生じる。溶融体内の粒子の体積部分も、制
御された状態で変化することは実質的にない。何故な
ら、それは充填ワイヤー内の粒子の分散によって予め固
定的に定められるからである。粒子のサイズ、形状およ
び種類もまた充填ワイヤーを交換することで変化される
だけであり、したがって溶射工程そのものの間に変化を
生じることはない。さらに、溶射ワイヤー内の非導電性
粒子はアークの安定性を乱し、したがって溶射表面層の
品質に実質的に悪い方向の影響を及ぼす。さらに、充填
ワイヤーの製造は、それ相応に複雑であり、通常の溶射
ワイヤーに比較して高価である。
ヤーの製造で問題となるような、極めて特殊な要求をワ
イヤー材料に対してしなければならないという事実に見
られる。例えば、溶射ワイヤーは十分大きい延性、すな
わち十分に大きい変形性および／または弾性と、十分に
高い導電性とを有していなければならない。導電性に劣
るか非導電性の構成要素、または例えばセラミックス材
料のような比較的硬く、すなわち延性の不足した構成要
素を溶射されるべき層に導入しなければならない場合、
いわゆる充填ワイヤーを利用しなければならない。充填
ワイヤーは、一般に個別粒子の形態をした付加要素を溶
射ワイヤーの母材に含めた溶射ワイヤーであると理解さ
れ、その粒子は溶融されないか、アーク内で溶融をし始
めるだけであり、溶射された表面層の内部に与えられ
る。これに関して、粒子は体積を非常に制限されてお
り、溶射ワイヤーを溶融製造することで既にその組織は
一部変化され得ており、このことがしばしば望ましくな
い変化を層に生じる。溶融体内の粒子の体積部分も、制
御された状態で変化することは実質的にない。何故な
ら、それは充填ワイヤー内の粒子の分散によって予め固
定的に定められるからである。粒子のサイズ、形状およ
び種類もまた充填ワイヤーを交換することで変化される
だけであり、したがって溶射工程そのものの間に変化を
生じることはない。さらに、溶射ワイヤー内の非導電性
粒子はアークの安定性を乱し、したがって溶射表面層の
品質に実質的に悪い方向の影響を及ぼす。さらに、充填
ワイヤーの製造は、それ相応に複雑であり、通常の溶射
ワイヤーに比較して高価である。
【０００７】かくして、本発明の目的は、添加固体粒子
（特に、導電性に劣るか不導電性の、および／または、
延性に劣る粒子）を、アークの安定性が悪化せず且つ充
填ワイヤーの使用を省略できるように制御して、溶射ワ
イヤーの母材から生じる溶融体中に導入する溶射ガンに
よるアーク溶射方法を提供することである。さらに、本
発明の目的は、溶射ガンによるアーク溶射のための装置
を提供することである。
（特に、導電性に劣るか不導電性の、および／または、
延性に劣る粒子）を、アークの安定性が悪化せず且つ充
填ワイヤーの使用を省略できるように制御して、溶射ワ
イヤーの母材から生じる溶融体中に導入する溶射ガンに
よるアーク溶射方法を提供することである。さらに、本
発明の目的は、溶射ガンによるアーク溶射のための装置
を提供することである。
【０００８】この目的を満たす本発明の主題は、各カテ
ゴリーの独立請求項に記載された内容で特徴づけられ
る。
ゴリーの独立請求項に記載された内容で特徴づけられ
る。
【０００９】各従属請求項は、本発明の特に有利な実施
態様を定義している。
態様を定義している。
【００１０】本発明によれば、２つの導電性溶射ワイヤ
ーおよび流体を供給する少なくとも１つの供給装置を含
み、電圧が溶射ワイヤーに印加され、ワイヤー・ガイド
によって溶射ワイヤーが送られ、アークが電圧により発
生され、溶融領域で溶射ワイヤーが溶融体に変化せしめ
られ、流体によって物体の表面に溶融体が塗布される、
溶射ガン（１）によるアーク溶射方法が提供される。こ
れに伴なって、貯蔵容器から出る粒子が流体によって溶
融体に加えられる。本発明方法を用いることにより、付
加粒子が溶融体の内部に（したがって、形成すべき表面
層の内部に）導入され、充填ワイヤーの使用をなくすこ
とができる。
ーおよび流体を供給する少なくとも１つの供給装置を含
み、電圧が溶射ワイヤーに印加され、ワイヤー・ガイド
によって溶射ワイヤーが送られ、アークが電圧により発
生され、溶融領域で溶射ワイヤーが溶融体に変化せしめ
られ、流体によって物体の表面に溶融体が塗布される、
溶射ガン（１）によるアーク溶射方法が提供される。こ
れに伴なって、貯蔵容器から出る粒子が流体によって溶
融体に加えられる。本発明方法を用いることにより、付
加粒子が溶融体の内部に（したがって、形成すべき表面
層の内部に）導入され、充填ワイヤーの使用をなくすこ
とができる。
【００１１】好ましい実施態様では、それ自体は周知の
溶射ガンを有する装置が本発明によるアーク溶射法の実
施に使用される。アーク溶射のための装置は溶射ピスト
ルと、２つの溶射ワイヤーを供給するワイヤー・ガイド
と、流体、好ましくはガス流体を調整可能な作動圧力の
下で利用できるようにするガス供給源と、溶射ワイヤー
を電気エネルギーで供給するために適したエネルギー源
と、異なる処理パラメータを設定するための自由にプロ
グラムを組むことのできる制御ユニットとを含む。溶射
ワイヤーは保存装置から、ワイヤー給送およびガイド装
置を含むワイヤー・ガイドへ供給される。溶射ガンその
ものか外部装置に収容されることのできるワイヤー給送
装置は、溶射ワイヤーを保存装置からガイド装置を経て
溶融領域へ送り、これにより溶融領域にて両溶射ワイヤ
ーの間にアークが発生され、予め定めた時間に亘って安
定して保持できるようにする。ガイド装置は、導電装置
としてエネルギー源に接続されることができるように、
また溶射ワイヤーと導電的に接触されてアーク発生に必
要な電気エネルギーをガイド装置を経て溶射ワイヤーに
供給できるように設計されることが好ましい。ガイド装
置は当然ながら溶射ワイヤーに対して電気的に絶縁さ
れ、従って電気エネルギーが別の方法で溶射ワイヤーに
供給されることもできる。溶射ワイヤーの材料はアーク
溶射によって溶融領域内で連続的に溶融体に変化するの
で、溶射ワイヤーはアークを保持するためにワイヤー・
ガイドによって溶融領域へ連続的に給送されねばならな
い。
溶射ガンを有する装置が本発明によるアーク溶射法の実
施に使用される。アーク溶射のための装置は溶射ピスト
ルと、２つの溶射ワイヤーを供給するワイヤー・ガイド
と、流体、好ましくはガス流体を調整可能な作動圧力の
下で利用できるようにするガス供給源と、溶射ワイヤー
を電気エネルギーで供給するために適したエネルギー源
と、異なる処理パラメータを設定するための自由にプロ
グラムを組むことのできる制御ユニットとを含む。溶射
ワイヤーは保存装置から、ワイヤー給送およびガイド装
置を含むワイヤー・ガイドへ供給される。溶射ガンその
ものか外部装置に収容されることのできるワイヤー給送
装置は、溶射ワイヤーを保存装置からガイド装置を経て
溶融領域へ送り、これにより溶融領域にて両溶射ワイヤ
ーの間にアークが発生され、予め定めた時間に亘って安
定して保持できるようにする。ガイド装置は、導電装置
としてエネルギー源に接続されることができるように、
また溶射ワイヤーと導電的に接触されてアーク発生に必
要な電気エネルギーをガイド装置を経て溶射ワイヤーに
供給できるように設計されることが好ましい。ガイド装
置は当然ながら溶射ワイヤーに対して電気的に絶縁さ
れ、従って電気エネルギーが別の方法で溶射ワイヤーに
供給されることもできる。溶射ワイヤーの材料はアーク
溶射によって溶融領域内で連続的に溶融体に変化するの
で、溶射ワイヤーはアークを保持するためにワイヤー・
ガイドによって溶融領域へ連続的に給送されねばならな
い。
【００１２】ガス供給装置は、例えば圧力ラインの形態
として設計されることのできる第１の供給装置を経て溶
融領域に連結され、溶射ワイヤーから溶融領域内でアー
クによって形成された溶融体が調整可能な作動圧力の流
体による作用を受けて、被覆すべき被処理物の表面に付
与されるようになされるのであり、流体はガス、特にヘ
リウムやアルゴンのような貴ガス、または窒素のような
不活性ガス、または酸素や空気を含むことのできること
が好ましい。
として設計されることのできる第１の供給装置を経て溶
融領域に連結され、溶射ワイヤーから溶融領域内でアー
クによって形成された溶融体が調整可能な作動圧力の流
体による作用を受けて、被覆すべき被処理物の表面に付
与されるようになされるのであり、流体はガス、特にヘ
リウムやアルゴンのような貴ガス、または窒素のような
不活性ガス、または酸素や空気を含むことのできること
が好ましい。
【００１３】アーク溶射のための本発明装置は、従来技
術と比較して、貯蔵容器をさらに含み、本発明装置の好
ましい実施態様では、その貯蔵容器が適当手段によって
第１の供給装置と連結され、これにより固体粒子が流体
に供給できる。これにより溶融体が、流体と、調整可能
な作動圧力の第１の給送装置により供給された固体粒子
を含む流体流の作用を受け、粒子が溶融体に供給され、
溶射ワイヤーで形成された溶融体と共に被覆すべき物体
の表面に塗布されるが、異なる貯蔵容器から出る粒子を
溶融体に供給することができ、粒子として流体に供給さ
れる材料の数および種類は、溶射工程の間に制御して設
定することができる。さらに、貯蔵容器およびガス供給
源を共通の容器で形成することもできる。
術と比較して、貯蔵容器をさらに含み、本発明装置の好
ましい実施態様では、その貯蔵容器が適当手段によって
第１の供給装置と連結され、これにより固体粒子が流体
に供給できる。これにより溶融体が、流体と、調整可能
な作動圧力の第１の給送装置により供給された固体粒子
を含む流体流の作用を受け、粒子が溶融体に供給され、
溶射ワイヤーで形成された溶融体と共に被覆すべき物体
の表面に塗布されるが、異なる貯蔵容器から出る粒子を
溶融体に供給することができ、粒子として流体に供給さ
れる材料の数および種類は、溶射工程の間に制御して設
定することができる。さらに、貯蔵容器およびガス供給
源を共通の容器で形成することもできる。
【００１４】本発明方法のアーク溶射のための装置の、
その他の好ましい実施態様において、第２の供給装置に
より、流体によって粒子が溶融体に供給される。これに
関して、この装置は同じ方法および機能において既に説
明した構成要素、特に第１の供給装置を含むが、第１の
供給装置は、選択的に、溶射ワイヤーの材料から溶融領
域内でアークにより形成された溶融体に適当な圧力を有
する流体で作用するように、また被覆すべき被処理物の
表面に溶融体を付与させることだけに働く。
その他の好ましい実施態様において、第２の供給装置に
より、流体によって粒子が溶融体に供給される。これに
関して、この装置は同じ方法および機能において既に説
明した構成要素、特に第１の供給装置を含むが、第１の
供給装置は、選択的に、溶射ワイヤーの材料から溶融領
域内でアークにより形成された溶融体に適当な圧力を有
する流体で作用するように、また被覆すべき被処理物の
表面に溶融体を付与させることだけに働く。
【００１５】従ってアーク溶射のためのこの装置は、第
１の供給装置に加えて第２の供給装置を有しており、第
２の供給装置には貯蔵容器からの粒子が流体で供給で
き、２つ以上の貯蔵容器を備えることができる。貯蔵容
器はガス供給装置に連結され、ガス供給装置は粒子を移
送するために予め設定可能な作動圧力で流体を利用でき
るようにするのであり、そのガス供給装置は第１の供給
装置および貯蔵容器の両方と連結されることができる。
しかしながら、２つ以上のガス供給装置を設けてもよ
く、例えば、一方で第１の供給装置が、また他方で貯蔵
容器が異なるガス供給装置から流体を供給されることが
できる。複数のガス供給装置が存在する場合、異なる流
体を１つの溶射処理で同時に使用することも当然ながら
できる。従って、例えば第１の供給装置を通してガス供
給装置からの第１のガス、例えば酸素による作動圧力の
作用を溶融体が受ける一方、他のガス供給源から第２の
ガス、例えば貴ガスにより他の作動圧力の作用を受ける
粒子は第２の供給装置を経て溶融体へ供給されることが
できる。複数の貯蔵容器が存在し、同じまたは異なる粒
子を使用できるようにするならば、各々の貯蔵容器は当
然ながら１つ以上のガス供給源から給送されることがで
き、これは同じまたは異なる流体を使用できるようにす
る。
１の供給装置に加えて第２の供給装置を有しており、第
２の供給装置には貯蔵容器からの粒子が流体で供給で
き、２つ以上の貯蔵容器を備えることができる。貯蔵容
器はガス供給装置に連結され、ガス供給装置は粒子を移
送するために予め設定可能な作動圧力で流体を利用でき
るようにするのであり、そのガス供給装置は第１の供給
装置および貯蔵容器の両方と連結されることができる。
しかしながら、２つ以上のガス供給装置を設けてもよ
く、例えば、一方で第１の供給装置が、また他方で貯蔵
容器が異なるガス供給装置から流体を供給されることが
できる。複数のガス供給装置が存在する場合、異なる流
体を１つの溶射処理で同時に使用することも当然ながら
できる。従って、例えば第１の供給装置を通してガス供
給装置からの第１のガス、例えば酸素による作動圧力の
作用を溶融体が受ける一方、他のガス供給源から第２の
ガス、例えば貴ガスにより他の作動圧力の作用を受ける
粒子は第２の供給装置を経て溶融体へ供給されることが
できる。複数の貯蔵容器が存在し、同じまたは異なる粒
子を使用できるようにするならば、各々の貯蔵容器は当
然ながら１つ以上のガス供給源から給送されることがで
き、これは同じまたは異なる流体を使用できるようにす
る。
【００１６】これに関して、貯蔵容器からの粒子は流体
により溶融体へ第２の供給装置によって供給され、これ
により粒子は溶融領域内で溶融体と混合され、流体によ
って溶融体と一緒に物体の表面に付与され、従って表面
層の一体部分となる。第２の供給装置は、作動圧力を有
する流体の作用を受ける溶融体の内部に粒子を導入する
のに適したノズル装置を含むことが好ましい。
により溶融体へ第２の供給装置によって供給され、これ
により粒子は溶融領域内で溶融体と混合され、流体によ
って溶融体と一緒に物体の表面に付与され、従って表面
層の一体部分となる。第２の供給装置は、作動圧力を有
する流体の作用を受ける溶融体の内部に粒子を導入する
のに適したノズル装置を含むことが好ましい。
【００１７】当然ながら、第１の供給装置および第２の
供給装置を経て粒子が溶融体へ向けて同時に供給される
ようにすることも可能であり、本発明アーク溶射装置は
第１の供給装置および第２の供給装置に加えてさらに他
の供給装置を含むことは正に可能である。
供給装置を経て粒子が溶融体へ向けて同時に供給される
ようにすることも可能であり、本発明アーク溶射装置は
第１の供給装置および第２の供給装置に加えてさらに他
の供給装置を含むことは正に可能である。
【００１８】これに関して、アーク溶射するための本発
明装置は、既に留意したように、流体の作動圧力および
／または粒子の供給量または種類および／またはワイヤ
ー給送量および／または予めセット可能な計画に従って
個々に設定される他の処理パラメータのような異なる処
理パラメータを可能にする自由にプログラムを組むこと
のできる制御ユニットを含むことが好ましい。
明装置は、既に留意したように、流体の作動圧力および
／または粒子の供給量または種類および／またはワイヤ
ー給送量および／または予めセット可能な計画に従って
個々に設定される他の処理パラメータのような異なる処
理パラメータを可能にする自由にプログラムを組むこと
のできる制御ユニットを含むことが好ましい。
【００１９】貯蔵容器から流体へ供給される粒子は、好
ましい実施態様においてセラミック材料および／または
炭化物および／またはほう化物および／または窒化物、
特に六方晶窒化ほう素（ｈＢＮ）または立方晶窒化ほう
素（ｃＢＮ）、金属および／または合金を含むことがで
きる。粒子サイズは１μｍ〜２００μｍであり、好まし
くは５μｍ〜８０μｍの範囲で選ばれる。貯蔵容器から
流体へ供給される粒子の体積部分は、本発明方法で溶射
される層内の粒子の体積部分が付与された表面層の全体
積の０．１％〜４０％の量となるように可変または固定
的にセットされることができる。溶射された表面層内の
体積部分は１％〜２０％であることが好ましい。
ましい実施態様においてセラミック材料および／または
炭化物および／またはほう化物および／または窒化物、
特に六方晶窒化ほう素（ｈＢＮ）または立方晶窒化ほう
素（ｃＢＮ）、金属および／または合金を含むことがで
きる。粒子サイズは１μｍ〜２００μｍであり、好まし
くは５μｍ〜８０μｍの範囲で選ばれる。貯蔵容器から
流体へ供給される粒子の体積部分は、本発明方法で溶射
される層内の粒子の体積部分が付与された表面層の全体
積の０．１％〜４０％の量となるように可変または固定
的にセットされることができる。溶射された表面層内の
体積部分は１％〜２０％であることが好ましい。
【００２０】本発明装置は、これに関して異なる種類の
粒子を有する複数の貯蔵容器を有し、異なる材料で作ら
れ、および／または異なるサイズに作られ得る粒子が異
なる貯蔵容器から流体へ供給されることができ、また粒
子流の組成は予め設定可能な計画により制御ユニットで
連続的に変化されることができる。これにより、溶射処
理時に溶射されるべき表面層の組織および組成の両方を
連続的に適合させることが可能となり、これにより高度
に構成された表面を有する被処理物も全ての表面領域を
理想的に被覆されることができる。
粒子を有する複数の貯蔵容器を有し、異なる材料で作ら
れ、および／または異なるサイズに作られ得る粒子が異
なる貯蔵容器から流体へ供給されることができ、また粒
子流の組成は予め設定可能な計画により制御ユニットで
連続的に変化されることができる。これにより、溶射処
理時に溶射されるべき表面層の組織および組成の両方を
連続的に適合させることが可能となり、これにより高度
に構成された表面を有する被処理物も全ての表面領域を
理想的に被覆されることができる。
【００２１】アーク溶射のための本発明方法の特別な利
点は、粒子が流体によって溶融体中に導入され、充填ワ
イヤーを使用して被覆工程が行われるのではないという
事実にある。従って、粒子は体積を制限されず、アーク
の安定性および溶融工程に悪影響を及ぼさない。使用さ
れる材料および／またはアーク溶射に選ばれたパラメー
タに応じて、溶融体に導入される粒子は、可融相によっ
て完全または部分的に予め取り囲まれる、例えば被覆す
べき物体の表面へ至る間で溶融体のアトマイジング時に
形成された内部の小さな粒滴とされるか、または層形成
時の凝固前または凝固の間に、被覆すべき物体の表面上
で可融相で取り囲まれるだけである。
点は、粒子が流体によって溶融体中に導入され、充填ワ
イヤーを使用して被覆工程が行われるのではないという
事実にある。従って、粒子は体積を制限されず、アーク
の安定性および溶融工程に悪影響を及ぼさない。使用さ
れる材料および／またはアーク溶射に選ばれたパラメー
タに応じて、溶融体に導入される粒子は、可融相によっ
て完全または部分的に予め取り囲まれる、例えば被覆す
べき物体の表面へ至る間で溶融体のアトマイジング時に
形成された内部の小さな粒滴とされるか、または層形成
時の凝固前または凝固の間に、被覆すべき物体の表面上
で可融相で取り囲まれるだけである。
【００２２】本発明方法の特別な変形例では、粒子は例
えば酸化セラミック材料またはカーバイドを含み、溶射
工程では実質的に溶融されないが、溶射ワイヤーの材料
で大部分を作られたキャリヤ層内の、溶射された表面層
内にマトリックス状に含められる。従って、形成された
この表面層は、内有された粒子の種類に応じて全く異な
る特性を有することができる。アーク溶射の周知の方法
で製造された表面層に比較して、例えば硬質セラミック
ス粒子を使用することで溶射面の非常に改良された耐摩
耗性が達成できる。例えば、ブレーキ・ディスク用の磨
滅保護層が本発明方法で製造でき、これは頻繁な制動操
作により大きな歪みを常に受ける車輌のブレーキ・ディ
スクに使用できる。これは、例えばトラック、電車、バ
スその他の車輌、特に比較的大きな質量を頻繁に、短い
時間間隔で制動しなければならない局所的な交通網に適
用される。本発明方法の使用のために、摩耗保護層は先
ず最初に同等車輌の使用寿命より長持ちするそのような
車輌のブレーキ・ディスクに溶射することができる。そ
のような保護層の使用により得られた経済的利点は明白
である。これに関して、本発明の方法は、当然ながらブ
レーキ・ディスクのための保護層の製造に限定されず、
滑らかなシリンダの被覆、または製紙工業または他の多
くのセクターにおける紙製造のためのヤンキー（Yanke
e）・シリンダおよび／またはクレープ（crepe）・シリ
ンダ（いわゆるドライヤー・シリンダ）の被覆に首尾よ
く使用できる。被処理物表面の保護層の他に、ＭＭＣ
（金属マトリックス複合材）の自立物体でさえも溶射で
きる。
えば酸化セラミック材料またはカーバイドを含み、溶射
工程では実質的に溶融されないが、溶射ワイヤーの材料
で大部分を作られたキャリヤ層内の、溶射された表面層
内にマトリックス状に含められる。従って、形成された
この表面層は、内有された粒子の種類に応じて全く異な
る特性を有することができる。アーク溶射の周知の方法
で製造された表面層に比較して、例えば硬質セラミック
ス粒子を使用することで溶射面の非常に改良された耐摩
耗性が達成できる。例えば、ブレーキ・ディスク用の磨
滅保護層が本発明方法で製造でき、これは頻繁な制動操
作により大きな歪みを常に受ける車輌のブレーキ・ディ
スクに使用できる。これは、例えばトラック、電車、バ
スその他の車輌、特に比較的大きな質量を頻繁に、短い
時間間隔で制動しなければならない局所的な交通網に適
用される。本発明方法の使用のために、摩耗保護層は先
ず最初に同等車輌の使用寿命より長持ちするそのような
車輌のブレーキ・ディスクに溶射することができる。そ
のような保護層の使用により得られた経済的利点は明白
である。これに関して、本発明の方法は、当然ながらブ
レーキ・ディスクのための保護層の製造に限定されず、
滑らかなシリンダの被覆、または製紙工業または他の多
くのセクターにおける紙製造のためのヤンキー（Yanke
e）・シリンダおよび／またはクレープ（crepe）・シリ
ンダ（いわゆるドライヤー・シリンダ）の被覆に首尾よ
く使用できる。被処理物表面の保護層の他に、ＭＭＣ
（金属マトリックス複合材）の自立物体でさえも溶射で
きる。
【００２３】粒子は、六方晶窒化ほう素（ｈＢＮ）また
は他の材料のような実質的に乾燥した潤滑剤とされるこ
とがさらに可能であり、従って表面の高められた潤滑能
力および／または改良された研磨特性を得ることができ
る。例えば、高温および／または高い機械的歪みに曝さ
れ、確実なシーリング機能を有するあらゆる種類のター
ビンの可動部材は、本発明の方法を使用してそのような
層を備えることができる。
は他の材料のような実質的に乾燥した潤滑剤とされるこ
とがさらに可能であり、従って表面の高められた潤滑能
力および／または改良された研磨特性を得ることができ
る。例えば、高温および／または高い機械的歪みに曝さ
れ、確実なシーリング機能を有するあらゆる種類のター
ビンの可動部材は、本発明の方法を使用してそのような
層を備えることができる。
【００２４】さらに溶融体および溶融粒子の多少とも均
質な混合物が形成されるように粒子が同様に溶融される
ことすら可能であり、これは相応にさらに均質な組織を
表面層に生じる。例えば、貯蔵容器から流体へ供給され
る粒子は、金属または合金のような材料を含むことがで
きる。そのような粒子を溶射ワイヤーの材料で形成され
た溶融体に供給することで、例えば合金が溶融体中に形
成され、それは溶射ワイヤーの材料と異なる組成を有す
るか、または溶射ワイヤーの材料とは異なる特性を有す
る。
質な混合物が形成されるように粒子が同様に溶融される
ことすら可能であり、これは相応にさらに均質な組織を
表面層に生じる。例えば、貯蔵容器から流体へ供給され
る粒子は、金属または合金のような材料を含むことがで
きる。そのような粒子を溶射ワイヤーの材料で形成され
た溶融体に供給することで、例えば合金が溶融体中に形
成され、それは溶射ワイヤーの材料と異なる組成を有す
るか、または溶射ワイヤーの材料とは異なる特性を有す
る。
【００２５】さらに、溶射表面層の特性もまた、溶融体
に作動圧力を与え、および／または粒子の供給を行うた
めに溶射工程で使用される流体そのものの影響を受ける
日がいない。例えば、この流体は高い含有量の酸素を含
み、従って溶融体および／または粒子を含む材料は溶射
工程で既に有る程度酸化され、従って溶射表面の化学的
および物理的な特性は積極的に影響されるに違いない。
に作動圧力を与え、および／または粒子の供給を行うた
めに溶射工程で使用される流体そのものの影響を受ける
日がいない。例えば、この流体は高い含有量の酸素を含
み、従って溶融体および／または粒子を含む材料は溶射
工程で既に有る程度酸化され、従って溶射表面の化学的
および物理的な特性は積極的に影響されるに違いない。
【００２６】溶射ガンによるアーク溶射のための本発明
装置は、２つの導電性溶射ワイヤーを給送するワイヤー
・ガイドと、流体を供給する少なくとも１つの供給装置
とを含み、アークが発生されて溶射ワイヤーが溶融領域
で溶融体に変化されることができるような電圧が前記溶
射ワイヤーへ印加でき、溶融体は流体によって物体の表
面へ付与される。これに関して、本発明の装置には、流
体により粒子を貯蔵容器から溶融体へ供給するために手
段が備えられている。
装置は、２つの導電性溶射ワイヤーを給送するワイヤー
・ガイドと、流体を供給する少なくとも１つの供給装置
とを含み、アークが発生されて溶射ワイヤーが溶融領域
で溶融体に変化されることができるような電圧が前記溶
射ワイヤーへ印加でき、溶融体は流体によって物体の表
面へ付与される。これに関して、本発明の装置には、流
体により粒子を貯蔵容器から溶融体へ供給するために手
段が備えられている。
【００２７】流体により粒子を貯蔵容器から溶融体へ供
給するために手段が備えられているので、溶射ワイヤー
としての充填ワイヤーの使用は省略できる。異なる種類
の粒子を複数の異なる貯蔵容器から流体へ供給すること
ができ、または異なる粒子の混合物を１つ以上の貯蔵容
器で利用することができ、その貯蔵容器から流体へ供給
することができる。
給するために手段が備えられているので、溶射ワイヤー
としての充填ワイヤーの使用は省略できる。異なる種類
の粒子を複数の異なる貯蔵容器から流体へ供給すること
ができ、または異なる粒子の混合物を１つ以上の貯蔵容
器で利用することができ、その貯蔵容器から流体へ供給
することができる。
【００２８】本発明は以下に図面を参照してさらに詳細
に説明される。
に説明される。
【００２９】図１はアーク溶射する本発明装置の好まし
い実施例を模式的に示しており、溶射ガン１と、第１の
供給装置３と、貯蔵容器１２と、本発明方法でアーク溶
射するための制御ユニット１４とを含む。溶射ガン１は
周知のように２つの導電性の溶射ワイヤー２を含み、溶
射ワイヤー２は電気エネルギーを供給するエネルギー源
１６に連結されており、溶融領域７にて溶射ワイヤー２
の間にアーク６が形成され、予め設定できる時間に亘っ
て安定した状態で保持されることができる。溶射ワイヤ
ー２はワイヤー・ガイド５の保存装置（図示せず）から
供給できる。ワイヤー・ガイド５はガイド装置１７を通
して溶射ワイヤー２を溶融領域７へ供給するために適当
なワイヤー給送装置１３を含む。ガイド装置１７は、導
電装置としてエネルギー源１６に連結することができ、
また溶射ワイヤー２と導電接触されてアーク６の発生に
必要な電気エネルギーをガイド装置１７を経て溶射ワイ
ヤー２へ供給できるように設計されることが好ましい。
溶射ワイヤー２の材料はアーク溶射において溶融領域７
にて連続的に溶融体８に変化されるので、溶射ワイヤー
２はアーク６を保持するためにワイヤー・ガイド５によ
って溶融領域７へ連続的に給送されねばならない。
い実施例を模式的に示しており、溶射ガン１と、第１の
供給装置３と、貯蔵容器１２と、本発明方法でアーク溶
射するための制御ユニット１４とを含む。溶射ガン１は
周知のように２つの導電性の溶射ワイヤー２を含み、溶
射ワイヤー２は電気エネルギーを供給するエネルギー源
１６に連結されており、溶融領域７にて溶射ワイヤー２
の間にアーク６が形成され、予め設定できる時間に亘っ
て安定した状態で保持されることができる。溶射ワイヤ
ー２はワイヤー・ガイド５の保存装置（図示せず）から
供給できる。ワイヤー・ガイド５はガイド装置１７を通
して溶射ワイヤー２を溶融領域７へ供給するために適当
なワイヤー給送装置１３を含む。ガイド装置１７は、導
電装置としてエネルギー源１６に連結することができ、
また溶射ワイヤー２と導電接触されてアーク６の発生に
必要な電気エネルギーをガイド装置１７を経て溶射ワイ
ヤー２へ供給できるように設計されることが好ましい。
溶射ワイヤー２の材料はアーク溶射において溶融領域７
にて連続的に溶融体８に変化されるので、溶射ワイヤー
２はアーク６を保持するためにワイヤー・ガイド５によ
って溶融領域７へ連続的に給送されねばならない。
【００３０】アーク６内で溶射ワイヤー２の材料から形
成された溶融体８は、ガス供給装置１９から第１の供給
装置３を経て流体４により物体１０の表面９へ付与され
る。溶融体８は、ガス、特に酸素、窒素、アルゴン、ヘ
リウム、空気、または他のガスであることが好ましい流
体４により、予め設定できる圧力を作用されており、従
って溶融体８は物体１０の表面９へ向かって推進され、
溶融体８は物体１０の表面９上で固体状態に凝固し、こ
のようにして物体１０の表面９上に予め設定できる特性
の表面層１８を形成する。
成された溶融体８は、ガス供給装置１９から第１の供給
装置３を経て流体４により物体１０の表面９へ付与され
る。溶融体８は、ガス、特に酸素、窒素、アルゴン、ヘ
リウム、空気、または他のガスであることが好ましい流
体４により、予め設定できる圧力を作用されており、従
って溶融体８は物体１０の表面９へ向かって推進され、
溶融体８は物体１０の表面９上で固体状態に凝固し、こ
のようにして物体１０の表面９上に予め設定できる特性
の表面層１８を形成する。
【００３１】アーク溶射のための本発明装置は、さらに
手段１５を有しており、この手段１５により粒子１１は
貯蔵容器１２から流体４へ供給されることができ、図１
の例で示されるように、２つ以上の貯蔵容器１２を備え
ることも可能である。これに関して、貯蔵容器１２から
の粒子１１は流体４によって溶融体８へ供給され、従っ
て粒子１１は溶融領域７で溶融体８と混合され、流体４
により溶融体８と一緒に物体１０の表面９へ付与され、
従って表面層１８の一体部分となる。粒子１１はセラミ
ックス材料、特に逆アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、酸化ク
ロム（Ｃｒ2Ｏ3）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化ジル
コニウム（ＺｒＯ2）および／または炭化物、特に炭化
タングステン（ＷＣ）、炭化クロム（Ｃｒ3Ｃ2）、炭化
チタン（ＴｉＣ）、炭化タンタル（ＴａＣ）、炭化鉄
（Ｆｅ3Ｃ2）、炭化ニオブ、炭化バナジウムおよび／ま
たはほう化物および／または窒化物、例えば六方晶窒化
ほう素（ｈＢＮ）または立方晶窒化ほう素（ｃＢＮ）、
および／または金属および／または合金を含む。これに
関して、粒子１１は実質的に溶融されず、マトリックス
状組織で表面層１８と一体となされるだけであることが
好ましい。しかしながら、実質的に均質な表面層１８を
形成するために、粒子１１も同様に溶融され、例えば合
金を形成するように溶融体８に混合されることが考えら
れる。
手段１５を有しており、この手段１５により粒子１１は
貯蔵容器１２から流体４へ供給されることができ、図１
の例で示されるように、２つ以上の貯蔵容器１２を備え
ることも可能である。これに関して、貯蔵容器１２から
の粒子１１は流体４によって溶融体８へ供給され、従っ
て粒子１１は溶融領域７で溶融体８と混合され、流体４
により溶融体８と一緒に物体１０の表面９へ付与され、
従って表面層１８の一体部分となる。粒子１１はセラミ
ックス材料、特に逆アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、酸化ク
ロム（Ｃｒ2Ｏ3）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化ジル
コニウム（ＺｒＯ2）および／または炭化物、特に炭化
タングステン（ＷＣ）、炭化クロム（Ｃｒ3Ｃ2）、炭化
チタン（ＴｉＣ）、炭化タンタル（ＴａＣ）、炭化鉄
（Ｆｅ3Ｃ2）、炭化ニオブ、炭化バナジウムおよび／ま
たはほう化物および／または窒化物、例えば六方晶窒化
ほう素（ｈＢＮ）または立方晶窒化ほう素（ｃＢＮ）、
および／または金属および／または合金を含む。これに
関して、粒子１１は実質的に溶融されず、マトリックス
状組織で表面層１８と一体となされるだけであることが
好ましい。しかしながら、実質的に均質な表面層１８を
形成するために、粒子１１も同様に溶融され、例えば合
金を形成するように溶融体８に混合されることが考えら
れる。
【００３２】制御および／または調整のために、アーク
溶射のための本発明装置は自由にプログラムを組める制
御ユニット１４を有しており、これにより作動圧力、溶
融体８に作用する流体４、および／または粒子１１の供
給量および／または種類、および／またはワイヤー給送
１３および／または溶射ワイヤー２に供給される電気エ
ネルギーおよび／または他の処理パラメータが個々に設
定できる。このために、例えば、ガス供給装置１９およ
び／またはワイヤー・ガイド５および／または貯蔵容器
１２および／またはエネルギー源１６および／または本
発明装置の他の構成要素は、制御ライン２０を経て制御
ユニット１４に連結される。さらに、制御ユニット１４
は、現在の作動圧力、処理室内のガス圧力、大気圧、温
度、エネルギー源の電気的作動パラメータ、または他の
パラメータのような異なる作動パラメータをセンサー
（図示せず）によって制御ユニット１４へ伝達するセン
サー・ライン２１を含むことができる。
溶射のための本発明装置は自由にプログラムを組める制
御ユニット１４を有しており、これにより作動圧力、溶
融体８に作用する流体４、および／または粒子１１の供
給量および／または種類、および／またはワイヤー給送
１３および／または溶射ワイヤー２に供給される電気エ
ネルギーおよび／または他の処理パラメータが個々に設
定できる。このために、例えば、ガス供給装置１９およ
び／またはワイヤー・ガイド５および／または貯蔵容器
１２および／またはエネルギー源１６および／または本
発明装置の他の構成要素は、制御ライン２０を経て制御
ユニット１４に連結される。さらに、制御ユニット１４
は、現在の作動圧力、処理室内のガス圧力、大気圧、温
度、エネルギー源の電気的作動パラメータ、または他の
パラメータのような異なる作動パラメータをセンサー
（図示せず）によって制御ユニット１４へ伝達するセン
サー・ライン２１を含むことができる。
【００３３】図２は本発明方法でアーク溶射する装置の
他の実施例を模式的に示しており、溶射ガン１と、第１
の供給装置３と、貯蔵容器１２と、制御ユニット１４と
を含む。本明細書で図示した実施例では、粒子１１は流
体４により溶融体８へ第２の供給装置３１によって供給
され、溶射ガン１は、既に説明したアーク溶射のための
溶射ガン１の周知の構成要素を、同じ方法および機能に
おいて含んでいる。図２に示された装置も当然ながらこ
の作動に従う装置の既に説明した他の構成要素を同じ方
法および機能において含んでおり、第１の供給装置３は
溶融体８に作動圧力を作用させるように流体４を供給す
るためにのみ選択的に作用することができる。図２に示
された装置も、エネルギー源１６を特に有するが、その
図示は理解を容易にするために省略されている。
他の実施例を模式的に示しており、溶射ガン１と、第１
の供給装置３と、貯蔵容器１２と、制御ユニット１４と
を含む。本明細書で図示した実施例では、粒子１１は流
体４により溶融体８へ第２の供給装置３１によって供給
され、溶射ガン１は、既に説明したアーク溶射のための
溶射ガン１の周知の構成要素を、同じ方法および機能に
おいて含んでいる。図２に示された装置も当然ながらこ
の作動に従う装置の既に説明した他の構成要素を同じ方
法および機能において含んでおり、第１の供給装置３は
溶融体８に作動圧力を作用させるように流体４を供給す
るためにのみ選択的に作用することができる。図２に示
された装置も、エネルギー源１６を特に有するが、その
図示は理解を容易にするために省略されている。
【００３４】アーク６内で溶射ワイヤー２の材料から形
成される溶融体８は、ここでも、既に説明した実施例と
同様に、ガス供給装置１９から第１の供給装置３を経て
流体４により物体１０の表面９に付与される。溶融体８
は、ガス、特に酸素、窒素、アルゴン、ヘリウム、空
気、または他のガスであることが好ましい流体４によ
り、予め設定できる圧力を作用されており、従って溶融
体８は物体１０の表面９へ向かって推進され、溶融体８
は物体１０の表面９上で固体状態に凝固し、このように
して物体１０の表面９上に予め設定できる特性の表面層
１８を形成する。
成される溶融体８は、ここでも、既に説明した実施例と
同様に、ガス供給装置１９から第１の供給装置３を経て
流体４により物体１０の表面９に付与される。溶融体８
は、ガス、特に酸素、窒素、アルゴン、ヘリウム、空
気、または他のガスであることが好ましい流体４によ
り、予め設定できる圧力を作用されており、従って溶融
体８は物体１０の表面９へ向かって推進され、溶融体８
は物体１０の表面９上で固体状態に凝固し、このように
して物体１０の表面９上に予め設定できる特性の表面層
１８を形成する。
【００３５】アーク溶射のための本発明装置の図２に示
された実施例は、さらに手段１５を有しており、この手
段１５により、粒子１１は、第２の供給装置３１の貯蔵
容器１２から流体４によって供給することができ、図２
の例で示されるように、２つ以上の貯蔵容器１２を設け
てもよい。貯蔵容器１２は、ガス供給装置１９に連結さ
れ、ガス供給装置１９は粒子１１の移送のために予め設
定可能な作動圧力の流体４を使用できるようにする。こ
れに関して、その同じガス供給装置１９が第１の供給装
置３および貯蔵容器１２および／または第２の供給装置
３１と連結できる。しかしながら、図２の例で示される
ように、２つ以上のガス供給装置１９を設けてもよく、
その場合、例えば、第１の供給装置３と貯蔵容器１２お
よび／または第２の供給装置３１に、異なるガス供給装
置１９から流体４が供給される。複数のガス供給装置１
９を設けるならば、異なる流体が当然ながら１回の溶射
工程で同時に使用可能である。従って、例えば溶融体８
がガス供給装置１９から第１の供給装置３を通して酸素
により作動圧力を作用される一方、例えば貴ガスにより
他の作動圧力の作用を受ける粒子１１はガス供給装置１
９から第２の供給装置３１を経て溶融体８へ供給され
る。当然ながら要求に応じて、異なる流体４が例として
本明細書に挙げたガス以外に考えられ得る。複数の貯蔵
容器１２が備えられ、同じまたは異なる粒子１１を利用
できるようにするならば、各々の貯蔵容器は当然ながら
１つ以上の供給装置１９から給送され、同じかまたは異
なる流体４の使用を可能にできる。
された実施例は、さらに手段１５を有しており、この手
段１５により、粒子１１は、第２の供給装置３１の貯蔵
容器１２から流体４によって供給することができ、図２
の例で示されるように、２つ以上の貯蔵容器１２を設け
てもよい。貯蔵容器１２は、ガス供給装置１９に連結さ
れ、ガス供給装置１９は粒子１１の移送のために予め設
定可能な作動圧力の流体４を使用できるようにする。こ
れに関して、その同じガス供給装置１９が第１の供給装
置３および貯蔵容器１２および／または第２の供給装置
３１と連結できる。しかしながら、図２の例で示される
ように、２つ以上のガス供給装置１９を設けてもよく、
その場合、例えば、第１の供給装置３と貯蔵容器１２お
よび／または第２の供給装置３１に、異なるガス供給装
置１９から流体４が供給される。複数のガス供給装置１
９を設けるならば、異なる流体が当然ながら１回の溶射
工程で同時に使用可能である。従って、例えば溶融体８
がガス供給装置１９から第１の供給装置３を通して酸素
により作動圧力を作用される一方、例えば貴ガスにより
他の作動圧力の作用を受ける粒子１１はガス供給装置１
９から第２の供給装置３１を経て溶融体８へ供給され
る。当然ながら要求に応じて、異なる流体４が例として
本明細書に挙げたガス以外に考えられ得る。複数の貯蔵
容器１２が備えられ、同じまたは異なる粒子１１を利用
できるようにするならば、各々の貯蔵容器は当然ながら
１つ以上の供給装置１９から給送され、同じかまたは異
なる流体４の使用を可能にできる。
【００３６】これに関して、貯蔵容器１２からの粒子１
１は第２の供給装置３１によって流体４で溶融体８へ供
給され、これにより粒子１１は溶融領域７にて溶融体８
と混合され、溶融体８と一緒に流体４によって物体１０
の表面９へ付与されて、表面層１８の一体部分となる。
第２の供給装置３１は、流体４による作動圧力の作用で
粒子１１を溶融体へ導入するために適当なノズル装置３
２を含むことが好ましい。
１は第２の供給装置３１によって流体４で溶融体８へ供
給され、これにより粒子１１は溶融領域７にて溶融体８
と混合され、溶融体８と一緒に流体４によって物体１０
の表面９へ付与されて、表面層１８の一体部分となる。
第２の供給装置３１は、流体４による作動圧力の作用で
粒子１１を溶融体へ導入するために適当なノズル装置３
２を含むことが好ましい。
【００３７】図３は、模式図にて、本発明の方法による
アーク溶射で物体１０の表面９に付与された表面層１８
の例を示している。同図に示された例では、貯蔵容器１
２からの粒子１１は作動圧力の作用を受けた流体へ供給
され、アーク６で形成された溶融体８は流体４および粒
子１１で形成された粒子の流れによって物体１０の表面
９へ向けて推進される。これに関して、この実施例で使
用される粒子１１は、実質的に溶融せず、大部分が溶射
ワイヤー２の材料を含んでなる（アーク６で溶融された
材料から）キャリヤ層２２にマトリックス状に含められ
る。従ってこのように形成された表面層１８は、例えば
内有する粒子１１の種類に応じて、アーク溶射の既知方
法で形成された表面層１８に比較して、非常に改良され
た耐摩耗性を有することができる。
アーク溶射で物体１０の表面９に付与された表面層１８
の例を示している。同図に示された例では、貯蔵容器１
２からの粒子１１は作動圧力の作用を受けた流体へ供給
され、アーク６で形成された溶融体８は流体４および粒
子１１で形成された粒子の流れによって物体１０の表面
９へ向けて推進される。これに関して、この実施例で使
用される粒子１１は、実質的に溶融せず、大部分が溶射
ワイヤー２の材料を含んでなる（アーク６で溶融された
材料から）キャリヤ層２２にマトリックス状に含められ
る。従ってこのように形成された表面層１８は、例えば
内有する粒子１１の種類に応じて、アーク溶射の既知方
法で形成された表面層１８に比較して、非常に改良され
た耐摩耗性を有することができる。
【００３８】例えば、とりわけ頻繁な制動操作で常に大
きな歪みがブレーキ・ディスクに生じる車輌に使用でき
るブレーキ・ディスク用の表面層１８が、本発明方法で
このようにして製造できる。これは、とりわけトラッ
ク、電車、バスその他の車輌、特に比較的大きな質量を
頻繁に、短い時間間隔で制動しなければならない局所的
な交通網に適用される。これに関して、本発明方法は、
当然ながらディスク・ブレーキの表面層１８の製造に制
限されることはなく、例えば滑らかなシリンダの被覆、
または製紙工業または他の多くのセクターにおける紙製
造のためのヤンキー・シリンダおよび／またはクレープ
・シリンダ（いわゆるドライヤー・シリンダ）の被覆に
満足に使用できる。被処理物の表面９の表面層１８に加
えて、ＭＭＣ（金属マトリックス構成材）の自立物体で
さえも溶射できる。
きな歪みがブレーキ・ディスクに生じる車輌に使用でき
るブレーキ・ディスク用の表面層１８が、本発明方法で
このようにして製造できる。これは、とりわけトラッ
ク、電車、バスその他の車輌、特に比較的大きな質量を
頻繁に、短い時間間隔で制動しなければならない局所的
な交通網に適用される。これに関して、本発明方法は、
当然ながらディスク・ブレーキの表面層１８の製造に制
限されることはなく、例えば滑らかなシリンダの被覆、
または製紙工業または他の多くのセクターにおける紙製
造のためのヤンキー・シリンダおよび／またはクレープ
・シリンダ（いわゆるドライヤー・シリンダ）の被覆に
満足に使用できる。被処理物の表面９の表面層１８に加
えて、ＭＭＣ（金属マトリックス構成材）の自立物体で
さえも溶射できる。
【００３９】さらに、粒子１１には六方晶窒化ほう素そ
の他のような乾燥した潤滑剤を実質的に含むことがで
き、これにより表面層１８の高められた潤滑能力および
／または改良された研磨特性が得られる。当然ながら、
溶融体８および溶融粒子１１の多少とも均質な混合物が
形成されるように粒子１１が同様にアーク６内で溶融さ
れることも可能であり、これは相応にさらに均質な組織
を表面層１８に生じる。
の他のような乾燥した潤滑剤を実質的に含むことがで
き、これにより表面層１８の高められた潤滑能力および
／または改良された研磨特性が得られる。当然ながら、
溶融体８および溶融粒子１１の多少とも均質な混合物が
形成されるように粒子１１が同様にアーク６内で溶融さ
れることも可能であり、これは相応にさらに均質な組織
を表面層１８に生じる。
【００４０】溶融体８に対する粒子１１の供給は異なる
貯蔵容器１２から行うことができ、また供給される粒子
１１の量および／または種類は各々の貯蔵容器１２に対
して個々に設定できるので、表面層１８上の箇所によっ
て特性が変化する、および／または表面層１８の厚さが
変化する表面層１８を１つの作動段階にて製造すること
も可能であり、すなわち粒子の予め設定できる濃度状態
も表面層１８内に形成できる。従って、例えば場所によ
って、または層の除去量が増大するにつれて研磨特性お
よび／または耐摩耗性が予め設定できるように変化する
表面層１８を製造できる。
貯蔵容器１２から行うことができ、また供給される粒子
１１の量および／または種類は各々の貯蔵容器１２に対
して個々に設定できるので、表面層１８上の箇所によっ
て特性が変化する、および／または表面層１８の厚さが
変化する表面層１８を１つの作動段階にて製造すること
も可能であり、すなわち粒子の予め設定できる濃度状態
も表面層１８内に形成できる。従って、例えば場所によ
って、または層の除去量が増大するにつれて研磨特性お
よび／または耐摩耗性が予め設定できるように変化する
表面層１８を製造できる。
【００４１】溶射ガンによりアーク溶射するための本発
明方法は、溶射ワイヤーの材料から形成された溶融体内
に、作動圧力を作用された流体によって固体粒子が制御
されて導入できるようにし、従って、高価な充填ワイヤ
ーの使用は省略できる。粒子は、別々の貯蔵容器から、
必要に応じて予め設定できる計画に従って流体により溶
融体へ供給されるので、異なるサイズと化学組成の異な
る種類の粒子を溶射層に同時に導入できる。したがっ
て、明らかに改良された特性および極めて多様な組織お
よび組成の表面層をアーク溶射によって製造することが
できる。
明方法は、溶射ワイヤーの材料から形成された溶融体内
に、作動圧力を作用された流体によって固体粒子が制御
されて導入できるようにし、従って、高価な充填ワイヤ
ーの使用は省略できる。粒子は、別々の貯蔵容器から、
必要に応じて予め設定できる計画に従って流体により溶
融体へ供給されるので、異なるサイズと化学組成の異な
る種類の粒子を溶射層に同時に導入できる。したがっ
て、明らかに改良された特性および極めて多様な組織お
よび組成の表面層をアーク溶射によって製造することが
できる。
【図１】本発明方法に従ってアーク溶射を行うための装
置の実施例の重要部分である。
置の実施例の重要部分である。
【図２】アーク溶射するための装置の他の実施例に関す
る図１と同様な図面である。
る図１と同様な図面である。
【図３】本発明方法に従ってアーク溶射することで付与
される、物体の表面上の層の例である。
される、物体の表面上の層の例である。
１ 溶射ガン
２ 溶射ワイヤー
３ 第１の供給装置
４ 流体
５ ワイヤー・ガイド
６ アーク
７ 溶融領域
８ 溶融体
９ 表面
１０ 物体
１１ 粒子
１２ 貯蔵容器
１３ ワイヤー給送装置
１４ 制御ユニット
１５ 手段
１６ エネルギー源
１７ ガイド装置
１８ 表面層
１９ ガス供給装置
２０ 制御ライン
２１ センサー・ライン
２２ キャリヤ層
３２ ノズル装置
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 クリスチャン ヴァルネッケ
ドイツ連邦共和国 ヴェーア、リートシュ
トラーセ ７アー
Ｆターム(参考） 4D075 AA02 AA19 BB83Y CA02
CA33 DA06 DB01 DC13 DC16
EA02 EB05 EB57
4F033 QA01 QB02Y QB05 QB07
QB13Y QB19 QB20 QD02
QD20 QE28 QG05 QK04Y
4K031 AA02 AB08 AB10 CB42 CB43
CB45 CB46 CB49 DA03
Claims (12)
- 【請求項１】 ２つの導電性溶射ワイヤー（２）および
流体（４）を供給する少なくとも１つの供給装置（３）
を含み、電圧が溶射ワイヤー（２）に印加され、溶射ワ
イヤー（２）はワイヤー・ガイド（５）により送られ、
アーク（６）が電圧により発生され、溶射ワイヤー
（２）は溶融領域で溶融体（８）に変化され、溶融体
（８）を流体（４）によって物体（１０）の表面（９）
に付与する溶射ガン（１）によるアーク溶射方法におい
て、 貯蔵容器（１２）からの粒子（１１）が流体（４）によ
って溶融体（８）へ供給されることを特徴とするアーク
溶射方法。 - 【請求項２】 流体（４）が調整可能な作動圧力にて溶
融体（８）に作用する請求項１に記載されたアーク溶射
方法。 - 【請求項３】 第２の供給装置（３１）により、粒子
（１１）が流体（４）によって溶融体（８）へ供給され
る請求項１または請求項２に記載されたアーク溶射方
法。 - 【請求項４】 流体（４）が、ガス、特にヘリウムまた
はアルゴン等の貴ガス、または窒素または酸素を含む請
求項１から請求項３までのいずれか一項に記載されたア
ーク溶射方法。 - 【請求項５】 粒子（１１）がセラミック材料、特にＡ
ｌ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2および／または炭
化物、特にＷＣ、Ｃｒ3Ｃ2、ＴｉＣ、ＴａＣ、Ｆｅ
3Ｃ2、ダイアモンド、炭化ニオブ、炭化バナジウムおよ
び／またはほう化物および／または窒化物、特にｃＢＮ
またはｈＢＮ、および／または金属および／または合金
を含む請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載
されたアーク溶射方法。 - 【請求項６】 粒子（１１）のサイズが、１μｍ〜２０
０μｍ、好ましくは５μｍ〜８０μｍの範囲で選ばれる
請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載された
アーク溶射方法。 - 【請求項７】 ワイヤー・ガイド（５）が、制御可能ま
たは調整可能なワイヤー供給装置（１３）を含む請求項
１から請求項６までのいずれか一項に記載されたアーク
溶射方法。 - 【請求項８】 流アーク溶射体（４）の作動圧力、およ
び／または粒子（１１）の供給量および／または種類、
および／またはワイヤー供給装置（１３）および／また
はその他の所望処理パラメータを、自由にプログラム可
能な制御ユニット（１４）によって個別に設定可能であ
る請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載され
たアーク溶射方法。 - 【請求項９】 粒子流の組成を変化させるために異なる
材料の粒子（１１）および／または異なるサイズの粒子
が異なる貯蔵容器（１２）から流体（４）へ供給される
請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載された
アーク溶射方法。 - 【請求項１０】 ２つの導電性溶射ワイヤー（２）を給
送するワイヤー・ガイド（５）と、流体（４）を供給す
る少なくとも１つの供給装置（３）とを含み、アーク
（６）が発生されて溶射ワイヤー（２）が溶融領域
（７）で溶融体（８）に変化されることができるような
電圧が前記溶射ワイヤー（２）へ印加でき、溶融体
（８）を流体（４）によって物体（１０）の表面（９）
へ付与させることができる溶射ガン（１）を含むアーク
溶射装置であって、流体（４）により粒子（１１）を貯
蔵容器（１２）から溶融体（８）へ供給するために手段
（１５）が備えられていることを特徴とするアーク溶射
装置。 - 【請求項１１】 粒子（１１）を溶融体（８）へ供給す
ることに適した第２の供給装置（３１）を含む請求項１
０に記載されたアーク溶射装置。 - 【請求項１２】 請求項１から請求項９までのいずれか
一項に記載された方法により、または請求項１０または
請求項１１に記載された装置を使用して被覆された、特
に自動車用ブレーキ・ディスク、または製紙用の滑らか
なシリンダ、またはヤンキー・シリンダまたはクレープ
・シリンダである摩耗部品。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP02405350.6 | 2002-04-29 | ||
| EP02405350 | 2002-04-29 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003321758A true JP2003321758A (ja) | 2003-11-14 |
Family
ID=29225764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003112611A Pending JP2003321758A (ja) | 2002-04-29 | 2003-04-17 | アーク溶射方法および装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7019249B2 (ja) |
| JP (1) | JP2003321758A (ja) |
| CA (1) | CA2421658C (ja) |
| DE (1) | DE50310222D1 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006003092A (ja) * | 2004-06-15 | 2006-01-05 | Nuclear Fuel Ind Ltd | 流動床装置の被覆燃料物質回収方法及び装置 |
| KR100660220B1 (ko) | 2005-12-24 | 2006-12-21 | 주식회사 포스코 | 2차 가스 노즐을 갖는 아크 용사건 |
| KR101234556B1 (ko) * | 2010-12-24 | 2013-02-19 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 용사 장치 |
| JP2014511432A (ja) * | 2011-01-18 | 2014-05-15 | マーレ インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 固体潤滑剤粒子の分散体での溶射コーティング |
| WO2023214761A1 (ko) * | 2022-05-04 | 2023-11-09 | 한국세라믹기술원 | 차량용 브레이크 디스크용 코팅 조성물 및 이를 이용한 내마모성과 마찰력이 증가된 코팅층 형성 방법 |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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