JP2003505599A - Thermal spray equipment - Google Patents

Thermal spray equipment

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Publication number
JP2003505599A
JP2003505599A JP2001513526A JP2001513526A JP2003505599A JP 2003505599 A JP2003505599 A JP 2003505599A JP 2001513526 A JP2001513526 A JP 2001513526A JP 2001513526 A JP2001513526 A JP 2001513526A JP 2003505599 A JP2003505599 A JP 2003505599A
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JP
Japan
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throat
thermal spraying
raw material
body member
material wire
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2001513526A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
ザイツ・マイケル・ウォルター
Original Assignee
メタルスプレイ・インターナショナル・エルシー
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 メタルスプレイ・インターナショナル・エルシー filed Critical メタルスプレイ・インターナショナル・エルシー
Publication of JP2003505599A publication Critical patent/JP2003505599A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/16Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed
    • B05B7/22Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed electrically, magnetically or electromagnetically, e.g. by arc
    • B05B7/222Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed electrically, magnetically or electromagnetically, e.g. by arc using an arc
    • B05B7/224Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed electrically, magnetically or electromagnetically, e.g. by arc using an arc the material having originally the shape of a wire, rod or the like

Abstract

(57)【要約】 溶射装置が、その内部を通して加圧ガスを供給可能なスロート(132)を有するノズルを形成する溶射ヘッドを含む。第1及び第2の案内手段が原料ワイヤ(124)を前記スロートの端部の中または近傍の交点に対して、好ましくは45度から90度の角度で案内するように設けられる。前記ガスは高圧で、好ましくは超音速流を発生させるのに十分な圧力で前記スロートを介して付勢され、これにより溶融原材料が微細に噴霧される。前記原料案内手段はドリル加工された管状挿入部または溝を有しかつ前記溶射ヘッドの本体部材内のキャビティに支持される挿入部とすることが可能である。 SUMMARY A thermal spray apparatus includes a thermal spray head forming a nozzle having a throat (132) through which pressurized gas can be supplied. First and second guiding means are provided to guide the raw material wire (124) at an angle of preferably 45 to 90 degrees with respect to the intersection in or near the end of the throat. The gas is energized through the throat at a high pressure, preferably at a pressure sufficient to generate a supersonic flow, whereby the molten raw material is finely atomized. The raw material guiding means may be a drilled tubular insert or an insert having a groove and supported by a cavity in the body member of the spraying head.

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】TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

本発明は腐食防止性及び/または硬質の被膜を基材上に生成するための溶射(
熱スプレー)装置及び溶射方法に関する。
The present invention provides a thermal spray () for producing a corrosion-inhibiting and / or hard coating on a substrate.
The present invention relates to a thermal spraying device and a thermal spraying method.

【0002】[0002]

【背景技術】[Background technology]

国際特許出願第WO98/00574号(訳注:「国際公開第WO98/00574号」の意味)は
上記の一般的な溶射方法及び溶射装置について記載されている。
International Patent Application No. WO98 / 00574 describes the above general thermal spraying method and thermal spraying apparatus.

【0003】[0003]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

本発明の目的は、既知の溶射方法及び溶射装置を発展させた方法及び装置を提
供することである。
It is an object of the present invention to provide a method and apparatus which is an evolution of the known thermal spraying method and apparatus.

【0004】 本発明により提供される溶射装置は、吸気口および排気口を有するスロート及
び前記スロートの軸に位置合わせされて加圧ガスを前記吸気口に供給可能なガス
流路を形成するノズルと、前記吸気口を通って前記スロートの端部の中または近
傍の交点にそれぞれ原料ワイヤを案内するように構成された少なくとも第1及び
第2の案内手段と、前記原料ワイヤに接続され、前記スロート内で前記ワイヤ間
にアークを発生させるように構成された電源と、ガスを前記スロートに供給する
ように構成された加圧ガス供給手段と、を有し、前記案内手段は前記原料ワイヤ
のなす角度が45度から90度となるように前記原料ワイヤを前記交点に案内す
るように構成されていることを特徴とする。
The thermal spraying device provided by the present invention includes a throat having an intake port and an exhaust port, and a nozzle that is aligned with the shaft of the throat and forms a gas flow path capable of supplying a pressurized gas to the intake port. At least first and second guiding means configured to guide the raw material wire through the air inlet to an intersection in or near an end of the throat, and the throat connected to the raw material wire. A power source configured to generate an arc between the wires therein, and a pressurized gas supply means configured to supply gas to the throat, wherein the guiding means comprises the raw material wire. The raw material wire is configured to be guided to the intersection so that the angle is from 45 degrees to 90 degrees.

【0005】 前記案内手段は前記原料ワイヤがなす角度が略60度となるように構成されて
いることが好ましい。 前記ノズルは第1及び第2本体部材を有し、前記各本体部材は前記スロートの
一部を形成してもよい。概して前記スロートは前記吸気口及び排気口の間で傾斜
されていることが好ましい。
It is preferable that the guide means is configured such that an angle formed by the raw material wire is approximately 60 degrees. The nozzle may include first and second body members, each body member forming a portion of the throat. Generally, the throat is preferably inclined between the inlet and the outlet.

【0006】 前記案内手段はそれぞれ前記本体部材に形成された孔を含み、前記各本体部材
の一部が交わることにより前記スロートの一部が形成され、前記各孔は前記スロ
ートの軸に対して傾斜されてもよい。 前記案内手段は前記それぞれの孔において支持可能な挿入部を含み、前記各挿
入部は原料ワイヤが通過可能な開口部をその内部に有し、前記スロートの形状を
補完する形状を有する傾斜端面を有してもよい。
Each of the guiding means includes a hole formed in the main body member, and a part of the throat is formed by intersecting a part of each main body member, and each of the holes is formed with respect to an axis of the throat. It may be inclined. The guide means includes insert portions that can be supported in the respective holes, each insert portion has an opening through which a raw material wire can pass, and an inclined end surface having a shape that complements the shape of the throat. You may have.

【0007】 選択的に、前記それぞれの孔は位置決め用キャビティと交差し、前記挿入部が
、前記それぞれの孔を通過する原料ワイヤを接触させるために前記位置決め用キ
ャビティ内に支持可能とされてもよい。 前記挿入部は断面が多角形であるとともに、使用に際し原料ワイヤに接触する
ための位置決め構造を有する複数の平面を形成してもよい。
Optionally, the respective holes intersect the locating cavities and the insert is supportable within the locating cavities for contacting a feed wire passing through the respective holes. Good. The insertion part may have a polygonal cross section and may form a plurality of flat surfaces having a positioning structure for contacting the raw material wire during use.

【0008】 前記挿入部は断面が正方形であるとともに、使用に際し原料ワイヤに接触する
ために少なくともひとつの面に形成された溝を有する複数の長方形平面を形成す
ることが好ましい。 前記挿入部は銅または銅/タングステンを有してもよい。 前記本体部材は導電性であり、前記各本体部材に接することで前記電源に接触
する端子または接触部を有することが好ましい。 前記本体部材は、離隔された状態で前記本体部材を保持する非導電性ヘッドに
設けられていることが好ましい。
It is preferable that the insertion part has a square cross section and forms a plurality of rectangular flat surfaces having grooves formed in at least one surface for contacting the raw material wire during use. The insert may comprise copper or copper / tungsten. It is preferable that the main body member is electrically conductive and has a terminal or a contact portion that comes into contact with the power source by being in contact with each of the main body members. The body member is preferably provided on a non-conductive head that holds the body member in a separated state.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0010】 図1から図4に図示される溶射装置は、使用に際しホース10により加圧ガス
または窒素の供給手段に接続されかつ使用に際し高出力電源12に接続される溶
射ヘッドを有する。 この溶射装置の操作の一般原理は上記国際特許出願第WO98/00574号(訳注:「
国際公開第WO98/00574号」の意味)に記載されたものとほぼ同様であるため、そ
の内容を参照することでここに組込むことが可能である。
The thermal spraying apparatus illustrated in FIGS. 1 to 4 comprises a thermal spraying head which, in use, is connected to a supply of pressurized gas or nitrogen by means of a hose 10 and in use to a high power supply 12. The general principle of operation of this thermal spraying device is the above-mentioned International Patent Application No. WO98 / 00574.
(Meaning of International Publication No. WO98 / 00574)), it can be incorporated herein by referring to the contents thereof.

【0011】 この溶射装置の溶射ヘッドは第1及び第2の導電性本体部材14及び16を有
し、これら本体部材はアルミニウム合金から機械加工された後、PTFEなどの適当
な樹脂材料から例えば成型または機械加工可能な非導電性ヘッド18に設けられ
るものである。 図1の分解組立図に示すように、本体部材14及び16はピンを用いて溶射ヘ
ッド18にヒンジ結合され、これにより溶射ヘッドの組立や本体部材どうしの正
確な位置付けが容易となる。ナイロンなどの強化樹脂材料からなるアウタースリ
ーブ56は本体部材を所定の位置に保持するとともに、ピン58により動作可能
に配置される。
The thermal spray head of this thermal spray apparatus has first and second conductive body members 14 and 16, which are machined from an aluminum alloy and then molded, for example, from a suitable resin material such as PTFE. Alternatively, it is provided on the non-conductive head 18 which can be machined. As shown in the exploded view of FIG. 1, the body members 14 and 16 are hingedly coupled to the thermal spray head 18 using pins, which facilitates the assembly of the thermal spray head and the accurate positioning of the body members. The outer sleeve 56 made of a reinforced resin material such as nylon holds the main body member at a predetermined position and is operably arranged by the pin 58.

【0012】 この溶射ヘッドの正面には、吸気口24を含むノズルの排気口22をその中心
に中心に有する円形中心部20と、これら吸気口及び排気口の間に広がる円筒状
スロート26とがある。このスロートは、吸気口側の直径が8mm、排気口側の
直径が8.5mmとなるように吸気口から排気口にかけて傾斜している。
On the front surface of the thermal spraying head, there are a circular center portion 20 having an exhaust port 22 of a nozzle including an intake port 24 at its center, and a cylindrical throat 26 extending between the intake port and the exhaust port. is there. This throat is inclined from the intake port to the exhaust port so that the diameter on the intake port side is 8 mm and the diameter on the exhaust port side is 8.5 mm.

【0013】 キャビティ28及び30は、本体部材14及び16内部それぞれが機械加工さ
れることで形成されるとともに、スロート26を形成する本体部材の溝部36及
び38とそれぞれ交差する傾斜孔32及び34(訳注:図4より「2つの傾斜孔
34」の誤記と思われる)を形成する。これら傾斜孔32及び34(訳注:図4
より「これら2つの傾斜孔34」の誤記と思われる)は、スロートの軸X-Xに対
して略30度の角度をなし、2つの孔34がなす傾斜角度は60度となる。
The cavities 28 and 30 are formed by machining the insides of the body members 14 and 16, respectively, and are inclined holes 32 and 34 (which intersect grooves 36 and 38 of the body member forming the throat 26, respectively. (Seems to be a typo of "two slanted holes 34" from FIG. 4). These inclined holes 32 and 34
(It seems that "these two inclined holes 34" are mistakenly written) forms an angle of about 30 degrees with respect to the axis XX of the throat, and the inclination angle formed by the two holes 34 is 60 degrees.

【0014】 各孔の内部には銅挿入部40が配置可能であり、この銅挿入部40は、ノズル
のスロートを形成する溝表面36及び38に対して補完的な形状を有する端部4
2を有し、挿入部40が孔34の所定の位置にあるとき、端部42はスロート表
面と面一となる。孔44が各挿入部40の内部に形成され、その大きさは原料ワ
イヤ46を支持するとともに、このワイヤが挿入部を通過しスロート26の内部
に入る際にもう一方のワイヤ46と導通可能な大きさとされる。
A copper insert 40 can be placed inside each hole, which end 4 has a shape complementary to the groove surfaces 36 and 38 forming the throat of the nozzle.
2, and when the insert 40 is in place in the hole 34, the end 42 is flush with the throat surface. A hole 44 is formed within each insert 40, the size of which supports the raw wire 46 and is capable of conducting with the other wire 46 as it passes through the insert and into the throat 26. It is supposed to be large.

【0015】 試作機においては、原料ワイヤ46は、スロート26の外側端部にありかつ排
気口22及びスロートの中心軸X-Xとほぼ一致する交点に案内される。実用上、
この交点は概してスロート内にあることが好ましいことがわかっているが、応用
方法によっては、交点はスロートの外側に移動されることが望ましい場合もある
In the prototype, the raw material wire 46 is guided to an intersection at the outer end of the throat 26 and substantially coincident with the exhaust port 22 and the central axis XX of the throat. In practice,
It has been found that this intersection is generally preferably within the throat, but in some applications it may be desirable to move the intersection outside the throat.

【0016】 電気端子48及び50が本体部材14及び16それぞれに設けられ、本体部材
14及び16を電源12に接続する重負荷用導線52及び54に接続され、本体
部材14及び16と銅挿入部40とを介して原料ワイヤ46に電流を流す。これ
によりスロート内の原料ワイヤの交点でアークが生じる。本発明の試作機におい
て、電源12は(従来機における略32〜36ボルトと比較して)略42〜48ボルトで
動作する定電圧電源であった。アーク電流は150アンペア〜300アンペア、入口に
おけるガス圧力は2〜5バール(g)、概ね4バールであった。
Electrical terminals 48 and 50 are provided on the body members 14 and 16, respectively, and are connected to heavy load conductors 52 and 54 that connect the body members 14 and 16 to the power source 12, and the body members 14 and 16 and the copper insertion portion. An electric current is passed through the raw material wire 46 via This causes an arc at the intersection of the raw material wires in the throat. In the prototype of the present invention, the power supply 12 was a constant voltage power supply operating at approximately 42-48 volts (compared to approximately 32-36 volts in conventional machines). The arc current was 150-300 amps and the gas pressure at the inlet was 2-5 bar (g), approximately 4 bar.

【0017】 図5及び図6は本発明における溶射ヘッドの第2実施形態を図示する。第2実
施形態は大部分が第1実施形態と同様であるので、図5では図1の本体部材14
に対応する導電性本体部材114のみを図示する。本体部材114は補完的な本
体部材116と接合されるとともに(図6参照)、両本体部材114及び116
は第1実施形態と同様の方法で非導電性本体部材に組み付けられる。
5 and 6 illustrate a second embodiment of the thermal spray head according to the present invention. Since most of the second embodiment is similar to the first embodiment, the main body member 14 of FIG.
Only the conductive main body member 114 corresponding to is illustrated. Body member 114 is joined to complementary body member 116 (see FIG. 6) and both body members 114 and 116 are
Is assembled to the non-conductive body member in the same manner as in the first embodiment.

【0018】 第1実施形態と第2実施形態との主な違いは、後者において各本体部材は、取
外し可能な挿入部120の形状をしたコンタクトチップを支持する矩形スロット
またはキャビティ118を形成することである。図6の断面図に最適に示される
ように、原料ワイヤ124の直径よりも大きな直径を有するが比較的小さな孔1
22が本体部材114の直立ヘッド部126から広がり、そのヘッド部の根元か
らヘッド部126を過ぎて、キャビティ118の底のすぐ上を通り、そして本体
部材の端部128を通ってさらに広がる。挿入部120は、機械加工された中心
溝134をその隣り合う4つの面のそれぞれに有し、それらの溝は挿入部本体を
最短距離で回る。挿入部120の機能の詳細は後述する。第1実施形態のように
、孔122及び挿入部120の中心溝134の位置決めは、原料ワイヤ124が
、2つの本体部材の間に形成されるスロート132の端部130のちょうど中か
またはすぐ上の点に交差するようになされる。
The main difference between the first and second embodiments is that in the latter each body member forms a rectangular slot or cavity 118 for supporting a contact tip in the form of a removable insert 120. Is. As best shown in the cross-sectional view of FIG. 6, a hole 1 having a diameter larger than that of the feed wire 124 but relatively small.
22 extends from the upstanding head portion 126 of the body member 114, extends from the root of the head portion past the head portion 126, just above the bottom of the cavity 118, and further through the end portion 128 of the body member. The insert 120 has a machined central groove 134 on each of its four adjoining faces, the grooves circling the insert body at the shortest distance. Details of the function of the insertion unit 120 will be described later. As in the first embodiment, the positioning of the hole 122 and the central groove 134 of the insert 120 is such that the feed wire 124 is just midway or just above the end 130 of the throat 132 formed between the two body members. It is made to cross the point.

【0019】 本実施形態のスロート132は、機械加工が容易であるとともに排気口用の円
形開口部が必ずしも必要ではないために、円錐状の孔よりはむしろ傾斜した正方
形または長方形断面の流路である。スロートの入口は6mm×6mm、出口は6
mm×7mm(長方形)である。
The throat 132 of the present embodiment has an inclined square or rectangular cross section rather than a conical hole because it is easy to machine and does not necessarily require a circular opening for the exhaust port. is there. Throat entrance is 6mm x 6mm, exit is 6
mm × 7 mm (rectangle).

【0020】 挿入部120は、第1実施形態の銅挿入部40と同じ目的を有し、概して銅ま
たは銅/タングステンを含む。貫通孔136が挿入部120の側面から側面にか
けて広がり、挿入部120の設置を容易とする。試作機においては、挿入部は貫
通孔136の方向に略20mmの長さであり、その表面は12mm角の大きさ、
溝134は略1mmの深さであった。図5及び図6に示されるように、ディンプ
ル138が各面の中央溝の両脇に設けられ、ロッキングボールまたはグラブスク
リュー140を固定する位置決め部材として働く。
The insert 120 has the same purpose as the copper insert 40 of the first embodiment and generally comprises copper or copper / tungsten. The through-hole 136 spreads from the side surface of the insertion portion 120 to the side surface, which facilitates the installation of the insertion portion 120. In the prototype, the insertion part has a length of about 20 mm in the direction of the through hole 136, and its surface has a size of 12 mm square.
The groove 134 had a depth of approximately 1 mm. As shown in FIGS. 5 and 6, dimples 138 are provided on both sides of the central groove on each surface and serve as a positioning member for fixing the locking ball or the grab screw 140.

【0021】 上述のように、原料ワイヤ124は、使用に際し挿入部120が原料ワイヤ1
24をその交点に案内するように付勢した状態で、溝134の中に位置する(図
6参照)。したがって、原料ワイヤと挿入部との間に十分に良好な導通がなされ
る。
As described above, when the raw material wire 124 is used, the insertion portion 120 has the raw material wire 1
It is located in the groove 134 with the biasing 24 guiding it to its intersection (see FIG. 6). Therefore, sufficiently good conduction is established between the raw material wire and the insertion portion.

【0022】 上記の挿入部には、第1実施形態の管状挿入部40に対して多くの利点がある
。第1に、各挿入部は4つの磨耗面を有しているので、新たな面を用意するのに
90度回転させるだけでよい。このことは、挿入部の寿命が比較的長くなること
を意味する。この挿入部がドリルで開けられた孔挿入部を用いた場合ほど容易に
は故障しないことがわかっている。この挿入部は製造が容易であるとともに、溶
射ガンヘッドの正面から容易に溶射ガンヘッドにはめ込むことが可能である。
The insert described above has many advantages over the tubular insert 40 of the first embodiment. First, because each insert has four wear surfaces, it only needs to be rotated 90 degrees to prepare a new surface. This means that the life of the insert is relatively long. It has been found that this insert does not fail as easily as if a drilled hole insert was used. This insert is easy to manufacture and can be easily fitted into the thermal spray gun head from the front side of the thermal spray gun head.

【0023】 上記国際特許出願に記載されるように、ノズル内側に供給されるガスの圧力及
び量が調節されることで、音速ガスまたはチョークガスの流れがアークの発生に
先立ってスロート内部に生じ、スロート内のアークの発生がノズルの排気端の中
またはすぐ上で、他の方法では達成できない超音速の流れを生み出すように作用
することが好ましい。生じた高速の流れは、溶融した原料粒子がノズルから基材
に対し放出される際に、この粒子を非常に微細に噴霧させるとともに非常に高速
に粒子を移動させる。
As described in the above-mentioned international patent application, by adjusting the pressure and amount of gas supplied to the inside of the nozzle, a flow of sonic gas or choke gas is generated inside the throat prior to the arc generation. It is preferred that the arcing in the throat acts in or just above the exhaust end of the nozzle to create a supersonic flow that is otherwise unattainable. The generated high-speed flow causes the molten raw material particles to be very finely sprayed and to move at a very high speed when the raw material particles are discharged from the nozzle to the substrate.

【0024】 音速または超音速のガスの流れを用いて超音速または音速の流域にアークを生
じさせることで、最も効果的な結果が得られることがわかっている。 アークは非常に高温(概ね4000℃)であるため、アーク内に入るガスを急速に
熱し、激しく膨張させる。この急速な膨張は、流域におけるガス供給手段として
効果的に作用し、アークを通るガスの流れを効果的に遮断する。この遮断効果に
よりガスは、水が橋のコンクリート柱の周りを流れるのと同様に、この「障害物
」の周りを流れようとする。
It has been found that the most effective results are obtained by using a sonic or supersonic gas flow to create an arc in the supersonic or sonic basin. Since the arc is very hot (approximately 4000 ° C.), the gas entering the arc rapidly heats and expands violently. This rapid expansion effectively acts as a gas supply means in the watershed, effectively blocking the flow of gas through the arc. This blocking effect causes the gas to try to flow around this "obstacle" in the same way that water flows around the concrete columns of the bridge.

【0025】 超音速ガス流が存在すると、「障害物」(アーク)に向かって流れるガスは、
実際にアーク地帯に入るまでアークに「気づかず」、したがってガスはアーク領
域の中に付勢された。これにより生じる高圧、高速流は溶融原材料を非常に微細
に噴霧させる。したがって、必要な量の超音速ガス流が用いられると、アークは
、スロートの出口領域まで及び出口領域を少し越えて、スロートに沿ってどこに
でも生じさせることが可能である。超音速出力溶射の場合、排気流はダイヤモン
ド形状の超音速流領域構造をもつ。
In the presence of a supersonic gas flow, the gas flowing towards the “obstacle” (arc) is
The arc was "unaware" until it actually entered the arc zone, and thus the gas was forced into the arc zone. The resulting high pressure, high velocity flow causes the molten raw material to be atomized very finely. Thus, when the required amount of supersonic gas flow is used, the arc can be generated anywhere along the throat up to and slightly beyond the exit area of the throat. In the case of supersonic power spraying, the exhaust flow has a diamond-shaped supersonic flow region structure.

【0026】 原料ワイヤ46は従来の固体ワイヤを使用可能であるが、サーメット粉末を含
む管状金属体を有する芯線を、窒素または他の適当な希ガスとともに用いると、
優れた結果を生じることがわかっている。サーメット材料、概ね金属及びカーバ
イドの凝集焼結混合物は、硬質カーバイド材料が金属バインダに含まれるので、
この溶射方法によるカーバイド材料の析出を改善することが多い。純粋な窒素ま
たは他の適当な希ガスを用いると、噴霧された金属原料粒子の酸化を防ぐととも
に、被膜製造物の質を顕著に改善する。
The raw wire 46 can be a conventional solid wire, but if a core wire having a tubular metal body containing cermet powder is used with nitrogen or another suitable noble gas,
It has been found to give excellent results. Cermet materials, generally agglomerated sinter mixtures of metals and carbides, because hard carbide materials are included in the metal binder,
It often improves the precipitation of carbide materials by this thermal spraying method. The use of pure nitrogen or other suitable noble gas prevents oxidation of the atomized metal source particles and significantly improves the quality of the coating product.

【0027】 ノズルの排気口と被膜される基材との間の噴射距離を比較的短く(好ましくは
100mm未満、できれば5mmまで)すると、被膜の質に有害となる酸化物の
生成が更に抑制されることがわかっている。先行技術の溶射装置においては、短
い噴射距離により、基材の過熱をもたらし得るが、本発明の溶射装置を通じた非
常に高速のガス流により、ガス噴射は過熱を防ぎ、冷却効果をもつ。
A relatively short injection distance between the nozzle outlet and the substrate to be coated (preferably less than 100 mm, preferably up to 5 mm) further suppresses the formation of oxides which are detrimental to the quality of the coating. I know that In prior art thermal spray equipment, a short jet distance may result in overheating of the substrate, but due to the very high velocity gas flow through the thermal spray apparatus of the present invention, gas jets prevent overheating and have a cooling effect.

【0028】 略30度である従来の原料ワイヤ間の交差角度に比べて、少なくとも45度、
概ね60度の比較的急な交差角度をとることにより、アーク発生点での原料ワイ
ヤの端部は、スロート内の高速ガス流の中でより安定し、原料ワイヤの露出断面
がより小さくなるため、アークによる溶融金属の噴霧はより均一であると思われ
る。この点につき、スロート内に入り込まないように、したがってスロート内の
ガス流を妨害しないようにワイヤ案内手段をデザインすることも重要となる。
At least 45 degrees, compared to the conventional crossing angle between the raw material wires, which is about 30 degrees,
By taking a relatively steep crossing angle of approximately 60 degrees, the end of the raw material wire at the arc generation point becomes more stable in the high-speed gas flow in the throat and the exposed cross section of the raw material wire becomes smaller. , The spraying of molten metal by the arc seems to be more uniform. In this regard, it is also important to design the wire guiding means so that it does not enter the throat and thus does not interfere with the gas flow in the throat.

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

【図1】図1は本発明における溶射装置の溶射ヘッドの第1実施形態の分解
組立図である。
FIG. 1 is an exploded view of a first embodiment of a thermal spraying head of a thermal spraying device according to the present invention.

【図2】図2は図1の溶射装置の外観図である。FIG. 2 is an external view of the thermal spraying device of FIG.

【図3】図3は図1の溶射装置の背面図である。FIG. 3 is a rear view of the thermal spray device of FIG.

【図4】図4は図3の4−4線における断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line 4-4 of FIG.

【図5】図5は本発明における溶射装置の溶射ヘッドの第2実施形態の一部
分解組立図である。
FIG. 5 is a partially exploded view of the second embodiment of the thermal spraying head of the thermal spraying device of the present invention.

【図6】図6は本発明における溶射ヘッドの第2実施形態の断面図である。FIG. 6 is a sectional view of a second embodiment of the thermal spray head according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ガス流路であるホース 12 電源 14、16 本体部材 18 溶射ヘッド 20 円形中心部 22 排気口 24 吸気口 26 スロート 28、30 キャビティ 34 孔 36、38 溝部 40 銅挿入部 42 銅挿入部の端部 44 孔 46 原料ワイヤ 48、50 電気端子 52、54 導線 56 アウタースリーブ 58 ピン 114、116 本体部材 118 キャビティ 120 挿入部 122 孔 124 原料ワイヤ 126 直立ヘッド部 128 本体部材の端部 130 スロートの端部 132 スロート 134 中心溝 136 貫通孔 138 ディンプル 140 グラブスクリュー
10 Gas Flow Hose 12 Power Supply 14, 16 Main Body Member 18 Thermal Spray Head 20 Circular Center Part 22 Exhaust Port 24 Intake Port 26 Throat 28, 30 Cavity 34 Hole 36, 38 Groove 40 Copper Insert 42 End of Copper Insert 44 hole 46 raw material wire 48, 50 electric terminal 52, 54 conducting wire 56 outer sleeve 58 pin 114, 116 body member 118 cavity 120 insertion portion 122 hole 124 raw material wire 126 upright head portion 128 body member end portion 130 throat end portion 132 Throat 134 Center groove 136 Through hole 138 Dimple 140 Grab screw

【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書[Procedure for Amendment] Submission for translation of Article 34 Amendment of Patent Cooperation Treaty

【提出日】平成13年8月11日(2001.8.11)[Submission date] August 11, 2001 (2001.08.11)

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Name of item to be amended] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正の内容】[Contents of correction]

【特許請求の範囲】[Claims]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,MZ,SD,SL,SZ,TZ,UG ,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD, RU,TJ,TM),AE,AG,AL,AM,AT, AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,BZ,C A,CH,CN,CR,CU,CZ,DE,DK,DM ,DZ,EE,ES,FI,GB,GD,GE,GH, GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,K E,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS ,LT,LU,LV,MA,MD,MG,MK,MN, MW,MX,MZ,NO,NZ,PL,PT,RO,R U,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM ,TR,TT,TZ,UA,UG,US,UZ,VN, YU,ZA,ZW─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, I T, LU, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ , CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, K E, LS, MW, MZ, SD, SL, SZ, TZ, UG , ZW), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AE, AG, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, BZ, C A, CH, CN, CR, CU, CZ, DE, DK, DM , DZ, EE, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, K E, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS , LT, LU, LV, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, MZ, NO, NZ, PL, PT, RO, R U, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM , TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VN, YU, ZA, ZW

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】吸気口および排気口を有するスロート及び前記スロートの軸に
位置合わせされて加圧ガスを前記吸気口に供給可能なガス流路を形成するノズル
と、 前記吸気口を通って前記スロートの端部の中または近傍の交点にそれぞれ原料
ワイヤを案内するように構成された少なくとも第1及び第2の案内手段と、 前記原料ワイヤに接続され、前記スロート内で前記ワイヤ間にアークを発生さ
せるように構成された電源と、 ガスを前記スロートに供給するように構成された加圧ガス供給手段と、を有し
、 前記案内手段は前記原料ワイヤのなす角度が45度から90度となるように前
記原料ワイヤを前記交点に案内するように構成されていること、を特徴とする溶
射装置。
1. A throat having an intake port and an exhaust port, a nozzle aligned with an axis of the throat to form a gas flow path capable of supplying a pressurized gas to the intake port, and the nozzle through the intake port. At least first and second guide means each configured to guide the feed wire to an intersection in or near the end of the throat, and an arc between the wires connected to the feed wire and between the wires. A power source configured to generate the gas, and a pressurized gas supply unit configured to supply gas to the throat, wherein the guide unit forms an angle of the raw material wire from 45 degrees to 90 degrees. So as to guide the raw material wire to the intersection point.
【請求項2】請求項1に記載の溶射装置において、前記案内手段は前記原料
ワイヤがなす角度が略60度となるように構成されていることを特徴とする溶射
装置。
2. The thermal spraying apparatus according to claim 1, wherein the guide means is configured such that an angle formed by the raw material wire is approximately 60 degrees.
【請求項3】請求項1または請求項2に記載の溶射装置において、前記ノズ
ルは第1及び第2の本体部材を有し、前記各本体部材は前記スロートの一部を形
成することを特徴とする溶射装置。
3. The thermal spray apparatus according to claim 1, wherein the nozzle has first and second main body members, and each main body member forms a part of the throat. And thermal spray equipment.
【請求項4】請求項3に記載の溶射装置において、前記案内手段はそれぞれ
前記本体部材に形成された孔を含み、前記各本体部材の一部が交わることにより
前記スロートの一部が形成され、前記各孔は前記スロートの軸に対して傾斜され
ていることを特徴とする溶射装置。
4. The thermal spraying apparatus according to claim 3, wherein each of said guide means includes a hole formed in said main body member, and a part of said main body member intersects to form a part of said throat. The thermal spraying device, wherein each of the holes is inclined with respect to the axis of the throat.
【請求項5】請求項4に記載の溶射装置において、前記案内手段は前記それ
ぞれの孔において支持可能な挿入部をその内部に含み、前記各挿入部は原料ワイ
ヤが通過可能な開口部を有し、前記スロートの形状を補完する形状を有する傾斜
端面を有することを特徴とする溶射装置。
5. The thermal spraying apparatus according to claim 4, wherein the guide means includes therein insert portions that can be supported in the respective holes, and each of the insert portions has an opening through which a raw material wire can pass. And a thermal spraying device having an inclined end surface having a shape that complements the shape of the throat.
【請求項6】請求項4に記載の溶射装置において、前記それぞれの孔は位置
決め用キャビティと交差し、前記挿入部は、前記それぞれの孔を通過する原料ワ
イヤと接触するために前記位置決め用キャビティ内に支持可能であることを特徴
とする溶射装置。
6. The thermal spraying apparatus according to claim 4, wherein each of the holes intersects with a positioning cavity, and the insertion part contacts the raw material wire passing through the holes. A thermal spraying device, which can be supported inside.
【請求項7】請求項6に記載の溶射装置において、前記挿入部は、断面が多
角形であるとともに、使用に際し原料ワイヤに接触するための位置決め構造を有
する複数の平面を形成することを特徴とする溶射装置。
7. The thermal spraying apparatus according to claim 6, wherein the insertion portion has a polygonal cross section and forms a plurality of flat surfaces having a positioning structure for contacting the raw material wire during use. And thermal spray equipment.
【請求項8】請求項7に記載の溶射装置において、前記挿入部は、断面が正
方形であるとともに、使用に際し原料ワイヤに接触するために少なくともひとつ
の面に形成された溝を有する複数の長方形平面を形成することを特徴とする溶射
装置。
8. The thermal spraying apparatus according to claim 7, wherein the insertion portion has a square cross section and a plurality of rectangles having grooves formed on at least one surface for contacting the raw material wire during use. A thermal spraying device characterized by forming a flat surface.
【請求項9】請求項5ないし請求項8いずれかに記載の溶射装置において、
前記挿入部は銅または銅/タングステンを有することを特徴とする溶射装置。
9. The thermal spraying device according to claim 5, wherein:
The thermal spraying device according to claim 1, wherein the insertion portion includes copper or copper / tungsten.
【請求項10】請求項3ないし請求項9いずれかに記載の溶射装置において
、前記本体部材は好ましくは導電性であり、前記各本体部材に設けられかつ前記
電源に接触する端子または接触部を有することを特徴とする溶射装置。
10. The thermal spraying apparatus according to claim 3, wherein the body members are preferably electrically conductive, and terminals or contact portions provided on the body members and contacting the power source are provided. A thermal spraying device characterized by having.
【請求項11】請求項10に記載の溶射装置において、前記本体部材は、離
隔された状態で前記本体部材を保持する非導電性ヘッドに設けられていることを
特徴とする溶射装置。
11. The thermal spray apparatus according to claim 10, wherein the main body member is provided on a non-conductive head that holds the main body member in a separated state.
【請求項12】請求項1ないし請求項11いずれかに記載の溶射装置におい
て、前記スロートは断面が矩形であることを特徴とする溶射装置。
12. A thermal spray apparatus according to claim 1, wherein the throat has a rectangular cross section.
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