JP2014238142A - Valve device and valve device manufacturing method - Google Patents

Valve device and valve device manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
JP2014238142A
JP2014238142A JP2013121234A JP2013121234A JP2014238142A JP 2014238142 A JP2014238142 A JP 2014238142A JP 2013121234 A JP2013121234 A JP 2013121234A JP 2013121234 A JP2013121234 A JP 2013121234A JP 2014238142 A JP2014238142 A JP 2014238142A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
valve
metal
coating
build
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2013121234A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
進藤 蔵
Kura Shindo
蔵 進藤
大輔 ▲辻▼
大輔 ▲辻▼
Daisuke Tsuji
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2013121234A priority Critical patent/JP2014238142A/en
Publication of JP2014238142A publication Critical patent/JP2014238142A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a valve device capable of exhibiting oxidation resistance in a high temperature environment and a valve device manufacturing method.SOLUTION: According to an embodiment, the valve device includes: a valve rod serving as a movable member operating as a valve is opened/closed; and a bush serving as a stationary member slidably contacting this valve rod. A slide contact surface of at least either the valve rod or the bush is provided integrally with a padding portion 157. The padding portion 157 includes: a first coating film 102 formed by generating a pulsed discharge between an electrode formed of a compact mainly containing a first metal and a treatment target portion 100 of either the valve rod or the bush, and welding and depositing a material of the electrode on a surface of the treatment target portion 100; and a second coating film formed on a surface of the first coating film by spraying plasmas raw material powder mainly containing a second metal using a plasma spray gun.

Description

本発明の実施形態は、弁装置および弁装置の製造方法に関する。   Embodiments described herein relate generally to a valve device and a method for manufacturing the valve device.

火力発電プラント等の蒸気タービンには、蒸気の流入を制御するために、主蒸気止め弁,蒸気加減弁,再熱蒸気止め弁,中間阻止弁,タービンバイパス弁等の種々の弁装置が付設されている。   Steam turbines such as thermal power plants are equipped with various valve devices such as a main steam stop valve, a steam control valve, a reheat steam stop valve, an intermediate stop valve, and a turbine bypass valve in order to control the inflow of steam. ing.

上記弁装置においては、可動部材とこれに摺接する静止部材、例えば弁棒とブッシュとの材料の組み合わせとして、耐摩耗性を増加させて耐用年数を長くする目的で、例えばブッシュ材料を12%クロム鋼、弁棒の材料をニッケル30〜50%オーステナイト系耐熱合金とし、かつそれら部材の表面処理方法として窒化処理を施すことが広く知られている。   In the valve device, as a combination of a movable member and a stationary member that is in sliding contact with the movable member, for example, a valve stem and a bush, the bush material is made of, for example, 12% chromium for the purpose of increasing wear resistance and extending the service life. It is widely known that the material of steel and valve stem is nickel 30-50% austenitic heat-resistant alloy, and nitriding is performed as a surface treatment method for these members.

また、弁座と弁体の当接するシート部には、高温高圧の過熱蒸気の流入や流出による熱衝撃やエロージョン、コロージョン等の摩耗による損傷を防ぐため、耐熱衝撃性と耐酸化性を有し、弁母材よりも硬度の高いコバルト基硬質合金を肉盛溶接することが知られている。   In addition, the seat part where the valve seat and valve body abut has thermal shock resistance and oxidation resistance to prevent damage due to thermal shock, erosion, corrosion, etc. due to inflow and outflow of high-temperature and high-pressure superheated steam. It is known to build-up a cobalt-based hard alloy having a hardness higher than that of a valve base material.

しかし、窒化処理では耐酸化性が得られないため、弁装置が高温蒸気により酸化すると、運転時間の経過とともに生成された酸化スケールによって、可動部材とこれに摺接する静止部材とからなる摺動部材間の間隙が減少してしまう。その結果、発電プラント等の定期検査ごとに酸化スケールを除去しなければ摺動部材が固着してしまうと。   However, since oxidation resistance cannot be obtained by nitriding treatment, when the valve device is oxidized by high-temperature steam, a sliding member composed of a movable member and a stationary member that is in sliding contact with the oxidized scale generated with the passage of operating time. The gap between them is reduced. As a result, if the oxidized scale is not removed at every periodic inspection of a power plant or the like, the sliding member will be fixed.

特開平6−101769号公報JP-A-6-101769 特開2008−275035号公報JP 2008-275035 A 特開2005−272855号公報JP 2005-272855 A 特開2007−270701号公報JP 2007-270701 A 特開2007−307565号公報JP 2007-307565 A

近年、火力発電プラント等の高効率化が押し進められ、蒸気温度は、593℃、600℃、610℃というように上昇してきている。今後は、蒸気温度が700℃以上となることが考えられる。   In recent years, higher efficiency of thermal power plants and the like has been pushed forward, and the steam temperature has increased to 593 ° C., 600 ° C., 610 ° C., and the like. In the future, it is conceivable that the steam temperature will be 700 ° C. or higher.

一方で、弁棒とブッシュの接触面に施される窒化処理は、高温の下では、金属表面が活性化状態となり、雰囲気中の高温水蒸気と反応して酸化皮膜を生成しやすい。生成した酸化皮膜は、弁の繰返し開閉動作の度に剥離を起こし、剥離片が弁棒の摺動により表面の凹部に局部的に堆積してブッシュとの間隙を埋め、弁棒のスティックを発生させる。また、弁棒とブッシュの接触面に形成される窒化層は、その窒化処理温度に因り約500℃以上で分解し、軟化する性質を持ち、弁装置の摺動部材の耐酸化性が十分でない。   On the other hand, in the nitriding treatment applied to the contact surface between the valve stem and the bush, the metal surface is activated at high temperatures, and easily reacts with high-temperature water vapor in the atmosphere to generate an oxide film. The generated oxide film peels off each time the valve is repeatedly opened and closed, and the peeled pieces are deposited locally in the recesses on the surface by sliding the valve stem, filling the gap with the bush and generating the stick on the valve stem. Let In addition, the nitride layer formed on the contact surface between the valve stem and the bush has a property of decomposing and softening at about 500 ° C. or more depending on the nitriding temperature, and the oxidation resistance of the sliding member of the valve device is not sufficient. .

発明が解決しようとする課題は、高温環境での耐酸化性を発揮する弁装置および弁装置の製造方法を提供することにある。   The problem to be solved by the invention is to provide a valve device that exhibits oxidation resistance in a high temperature environment and a method for manufacturing the valve device.

実施形態によれば、弁開閉に伴って動作する可動部材としての弁棒とこの弁棒に摺接する静止部材とのブッシュとを含む弁装置であって、弁棒とブッシュの少なくとも一方の摺接面に肉盛部を一体に備え、肉盛部は、第1の金属を主成分とする成形体により構成される電極と弁棒又はブッシュの被処理部との間にパルス状の放電を発生させて電極の材料を被処理部の表面に溶着させ堆積させることによって形成した第1皮膜と、第2の金属を主成分とする原料粉末をプラズマ溶射ガンを用いてプラズマ溶射することにより、第1皮膜の表面に形成した第2皮膜とを含む肉盛部を有する弁装置が提供される。   According to the embodiment, the valve device includes a valve stem as a movable member that operates in association with opening and closing of the valve and a bush of a stationary member that is in sliding contact with the valve stem, and is in sliding contact with at least one of the valve stem and the bush. A built-up portion is integrally provided on the surface, and the built-up portion generates a pulsed discharge between an electrode constituted by a molded body mainly composed of the first metal and a portion to be processed of the valve stem or bush. Then, the first coating formed by welding and depositing the electrode material on the surface of the treated portion and the raw material powder mainly composed of the second metal are subjected to plasma spraying using a plasma spray gun. A valve device having a built-up portion including a second coating formed on the surface of one coating is provided.

本発明によれば、高温環境での耐酸化性を発揮する弁装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the valve apparatus which exhibits the oxidation resistance in a high temperature environment can be provided.

第1の実施形態における弁装置の構成の一例を示す断面図。Sectional drawing which shows an example of a structure of the valve apparatus in 1st Embodiment. 第1の実施形態による第1皮膜の肉盛方法の原理を示す概念図。The conceptual diagram which shows the principle of the overlaying method of the 1st film | membrane by 1st Embodiment. 第1の実施形態による第2皮膜の肉盛を施すプラズマ溶射法の原理を示す概念図。The conceptual diagram which shows the principle of the plasma spraying method which overlays the 2nd film | membrane by 1st Embodiment. 第1の実施形態における第1皮膜および第2被膜の形成のための手順の一例を示すフローチャート。The flowchart which shows an example of the procedure for formation of the 1st membrane | film | coat and 2nd membrane | film | coat in 1st Embodiment. 第1の実施形態における被処理部に肉盛部を形成した状態を示す図。The figure which shows the state which formed the build-up part in the to-be-processed part in 1st Embodiment. 第1の実施形態における第1皮膜を肉盛した後の肉盛部において、第2皮膜の肉盛部の下地処理を施した状態を示す図。The figure which shows the state which performed the surface treatment of the build-up part of a 2nd film | membrane in the build-up part after building up the 1st film | membrane in 1st Embodiment. 第1の実施形態における第1皮膜を肉盛した後の肉盛部の表面に第2皮膜の肉盛部を形成した状態を示す図。The figure which shows the state which formed the build-up part of the 2nd film | membrane on the surface of the build-up part after building up the 1st film | membrane in 1st Embodiment. 第1の実施形態における第2皮膜を肉盛した後の被処理部において、肉盛部の表面に仕上げ加工を施した状態を示す図。The figure which shows the state which gave the finishing process to the surface of the buildup part in the to-be-processed part after building up the 2nd film | membrane in 1st Embodiment. 第3の実施形態における第1皮膜および第2被膜の形成のための手順の一例を示すフローチャート。The flowchart which shows an example of the procedure for formation of the 1st membrane | film | coat and 2nd membrane | film | coat in 3rd Embodiment. 第3の実施形態において、第2皮膜に機械加工を施した状態を示す図。The figure which shows the state which gave the machining to the 2nd membrane | film | coat in 3rd Embodiment. 第4の実施形態における弁装置の構成の一例を示す断面図。Sectional drawing which shows an example of a structure of the valve apparatus in 4th Embodiment.

(第1の実施形態)
以下、図面を参照して第1の実施形態について説明する。
図1は、第1の実施形態における弁装置の構成の一例を示した断面図である。ここでは、図示しない高圧タービンの前段に設置され、流入する蒸気量を制御することで高圧タービンの回転数を制御するために使用される蒸気加減弁を例として挙げる。
第1の実施形態における蒸気加減弁は、例えば火力発電プラントに設置される蒸気タービン用の蒸気加減弁である。この蒸気加減弁は、蒸気弁本体200、ブッシュ201、上蓋202、蒸気出口に設けられた弁座203、弁体204、弁棒205、開口207、開口208、開口209を有する。開口207は蒸気の入口である。開口208は蒸気の出口である。開口209は、弁棒205及び弁体204の挿入口である。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the valve device according to the first embodiment. Here, a steam control valve that is installed in a preceding stage of a high-pressure turbine (not shown) and is used to control the rotation speed of the high-pressure turbine by controlling the amount of inflow steam will be described as an example.
The steam control valve in the first embodiment is, for example, a steam control valve for a steam turbine installed in a thermal power plant. The steam control valve has a steam valve main body 200, a bush 201, an upper lid 202, a valve seat 203 provided at a steam outlet, a valve body 204, a valve rod 205, an opening 207, an opening 208, and an opening 209. The opening 207 is a steam inlet. The opening 208 is a steam outlet. The opening 209 is an insertion port for the valve rod 205 and the valve body 204.

蒸気弁本体200では、開口209を通じて蒸気室210内に挿入された弁棒205の軸方向の動きにより、弁体204にて弁座203の開口208を開閉する。
上蓋202は、蒸気弁本体200の開口209の上部に固定されており、蒸気弁本体200の上面を閉塞するものである。上蓋202の上方には油圧駆動機構206が設置される。油圧駆動機構206には弁棒205が下方(鉛直方向)に向けて連結される。
In the steam valve main body 200, the valve body 204 opens and closes the opening 208 of the valve seat 203 by the axial movement of the valve rod 205 inserted into the steam chamber 210 through the opening 209.
The upper lid 202 is fixed to the upper part of the opening 209 of the steam valve main body 200 and closes the upper surface of the steam valve main body 200. A hydraulic drive mechanism 206 is installed above the upper lid 202. A valve rod 205 is connected to the hydraulic drive mechanism 206 downward (vertical direction).

この弁棒205は、油圧駆動機構206により上下に往復動作する。蒸気加減弁では、上蓋202の貫穴口が弁棒205との摺動面となる。このことから、この部分に摩擦に強い金属を素材とする円筒状のブッシュ201が挿着されており、軸方向に動く弁棒205が横ぶれしないようにブッシュ201に弁棒205の外周面を摺接させてガイドする。
弁体204は、円筒型をなし、弁座203に当接して弁座203の開口を開閉するように設けられる。この弁体204の中心部は、弁棒205の先端部に連結されて設けられる。
The valve rod 205 is reciprocated up and down by a hydraulic drive mechanism 206. In the steam control valve, the through hole of the upper lid 202 is a sliding surface with the valve rod 205. For this reason, a cylindrical bush 201 made of a metal resistant to friction is inserted into this portion, and the outer peripheral surface of the valve rod 205 is attached to the bush 201 so that the valve rod 205 moving in the axial direction does not move sideways. Guide by sliding.
The valve body 204 has a cylindrical shape and is provided so as to contact the valve seat 203 and open and close the opening of the valve seat 203. The central portion of the valve body 204 is provided so as to be connected to the distal end portion of the valve rod 205.

ブッシュ201の内周面と弁棒205の外周面から構成される摺動部において、高温蒸気の酸化条件下で長時間使用することのできる耐酸化性を発揮するには、初期段階において部材表面に形成した酸化膜が保護性を有し、その後の新たな酸化物の生成を防止することが必要である。   In order to exhibit oxidation resistance that can be used for a long time under oxidizing conditions of high-temperature steam in the sliding portion constituted by the inner peripheral surface of the bush 201 and the outer peripheral surface of the valve stem 205, the surface of the member is used in the initial stage. It is necessary that the oxide film formed in the above has a protective property and prevents the generation of a new oxide thereafter.

酸化膜が保護性を発揮するには、膜をなす酸化物の種類に応じて異なるが、当該膜が緻密であることが必要である。このような緻密な酸化膜は、大気中の余剰な酸素を透過させないようにすることができる。また、このような酸化膜は、摺動部材をなす金属による酸化物の生成を抑制することができる。また、酸化膜(皮膜)は、金属成分が酸化膜を通じて溶出し酸化スケールを生成することも抑制できような特性を有することが好ましい。   In order for an oxide film to exhibit protective properties, the film needs to be dense, although depending on the type of oxide forming the film. Such a dense oxide film can prevent excess oxygen in the atmosphere from passing therethrough. Moreover, such an oxide film can suppress the generation of oxides by the metal forming the sliding member. Moreover, it is preferable that an oxide film (film | membrane) has a characteristic which can also suppress that a metal component elutes through an oxide film and produces | generates an oxide scale.

このような好ましい皮膜(肉盛部)を形成する手段としては、皮膜(肉盛部)となる原料を高温にして蒸発させて被処理部の母材表面に吸着させる蒸着法や、皮膜(肉盛部)となる原料を溶融して被処理部の母材表面に投射する溶射法等がある。しかし、これらの製造方法から得られる皮膜(肉盛部)は、原料の粒子を被処理部の母材表面に付着させて形成したものである。よって、このような皮膜(肉盛部)は、母材との密着性が劣り、弁装置に適用した場合に短時間で剥離してしまう欠点がある。   As a means for forming such a preferable film (build-up part), a vapor deposition method in which the raw material to be the film (build-up part) is evaporated at a high temperature and adsorbed on the surface of the base material of the part to be processed, or a film (meat) There is a thermal spraying method or the like in which a raw material to be a prime portion) is melted and projected onto the surface of the base material of the treated portion. However, the film (build-up part) obtained from these manufacturing methods is formed by attaching raw material particles to the surface of the base material of the part to be processed. Therefore, such a film (building-up part) is inferior in adhesiveness with a base material, and has the fault of peeling in a short time when applied to a valve device.

そこで、第1の実施形態では、従来の窒化処理を行う代わりに、最初に第1皮膜として、耐摩耗性に優れたコバルト基硬質合金のステライト(登録商標)を摺接面に肉盛りする。   Therefore, in the first embodiment, instead of performing the conventional nitriding treatment, first, a stellite (registered trademark) of a cobalt base hard alloy having excellent wear resistance is built up on the sliding contact surface as the first film.

図2は、第1の実施形態における、第1皮膜の肉盛を施す放電加工法の原理を示す概念図である。
図2に示すように、放電加工機(大部分を図示省略)における電気絶縁性のある液体L又は気中において、電極101は、直流電源103の陰極と接続される。
FIG. 2 is a conceptual diagram showing the principle of the electric discharge machining method for overlaying the first film in the first embodiment.
As shown in FIG. 2, the electrode 101 is connected to the cathode of the DC power supply 103 in an electrically insulating liquid L or air in an electric discharge machine (mostly not shown).

また、第1の実施形態では、直流電源103の陽極に接続された被処理部100との間に微小間隙を保持した状態で、直流電源103の電圧を当該電極101と当該被処理部100との間で印加する又は印加を停止する。これによりパルス状の放電を発生させる。そして、その放電エネルギーにより、電極101の材料を被処理部100の表面に溶着させて堆積させる。   Further, in the first embodiment, the voltage of the DC power supply 103 is applied to the electrode 101, the processing target 100, and the processing target 100 connected to the anode of the DC power supply 103 while maintaining a minute gap. Apply between or stop applying. This generates a pulsed discharge. Then, the material of the electrode 101 is deposited and deposited on the surface of the processing target 100 by the discharge energy.

ここで、被処理部100とは、図1における弁棒205又はブッシュ201の一方が他方との間で摺動しながら接する摺接面を意味する。第1の実施形態では、この被処理部100としての、弁棒205とブッシュ201の少なくとも一方の摺接面に第1皮膜の肉盛部102を一体に備える。   Here, the to-be-processed part 100 means the sliding contact surface which contact | connects while either the valve rod 205 in FIG. 1, or the bush 201 slides between the other. In the first embodiment, the build-up portion 102 of the first film is integrally provided on at least one sliding contact surface of the valve rod 205 and the bush 201 as the processing target portion 100.

第1の実施形態では、金属を主成分とする成形体により構成される電極と弁棒205又はブッシュ201とからなる被処理部100との間にパルス状の放電を発生させる。そして、電極の材料を被処理部100の表面に溶着させ堆積させることによって第1皮膜(肉盛部)102を形成する。   In the first embodiment, a pulsed discharge is generated between an electrode formed of a molded body containing a metal as a main component and a processing target 100 including a valve rod 205 or a bush 201. Then, the first film (building-up portion) 102 is formed by welding and depositing the electrode material on the surface of the processing target portion 100.

なお、図2に示した液体Lの役割は、パルス状の放電による電極101の加工くずを飛散させ、再び当該電極101に溶着するのを防ぐためであるが、放電時間が長くなると電極101の先端部分は殆どが気泡で覆われるため、最初から気体中で放電しても得られる効果は変わらない。   Note that the role of the liquid L shown in FIG. 2 is to prevent the processing waste of the electrode 101 from being scattered by pulsed discharge and preventing it from being welded to the electrode 101 again. Since most of the tip portion is covered with bubbles, the effect obtained by discharging in the gas from the beginning does not change.

電極の材料は、コバルト基硬質合金のステライトを用いることができる。ステライトは、コバルトを主成分とし、30%程度のクロム,4〜15%のタングステンを含有する合金で、耐摩耗性に優れた材料として広く知られている。ステライトは、コバルトを多く含んでいるので高い耐酸化性を有する。   As the electrode material, cobalt-based hard alloy stellite can be used. Stellite is an alloy containing cobalt as a main component and containing about 30% chromium and 4 to 15% tungsten, and is widely known as a material excellent in wear resistance. Stellite has a high oxidation resistance because it contains a large amount of cobalt.

放電加工法では、電極の粒子単位で母材を溶融して肉盛部を形成する。このことから、被処理部100の母材への入熱が少ない。このため、被処理部100を殆ど変形させずに肉盛りを行うことができる。
更に、放電加工法では、電極成分が被処理部と溶け合って接合している。よって、皮膜(肉盛部)と被処理部の母材との密着性が高く、皮膜(肉盛部)が剥離することがない。
In the electric discharge machining method, a base material is melted in units of electrode particles to form a built-up portion. For this reason, there is little heat input to the base material of the to-be-processed part 100. FIG. For this reason, it is possible to perform the overlaying with almost no deformation of the processing target portion 100.
Furthermore, in the electric discharge machining method, the electrode component is melted and bonded to the portion to be processed. Therefore, the adhesiveness between the film (build-up part) and the base material of the part to be processed is high, and the film (build-up part) does not peel off.

しかし、このように形成された皮膜(肉盛部)は高硬度であるとともに、皮膜(肉盛部)の表面には電極の粒子が堆積する。このため、歪な凹凸や電極の粒子間に空孔が開口した多孔質組織となる。このことから、これらの皮膜(肉盛部)を設けた摺動部材は、摺動時に相手側部材を攻撃し、相手側部材を摩耗させたり、齧り(かじり)を生じたりする。このため、放電加工法の皮膜(肉盛部)を摺動部材の摺接面としてそのまま使用することはできない。   However, the film (covered part) formed in this way has high hardness, and electrode particles are deposited on the surface of the film (covered part). For this reason, it becomes a porous structure | tissue which the void | hole opened between the uneven | corrugated unevenness | corrugation and the particle | grains of an electrode. For this reason, the sliding member provided with these films (building-up portions) attacks the mating member during sliding, and wears the mating member or causes galling. For this reason, it is impossible to directly use the electric discharge machining film (the built-up portion) as the sliding contact surface of the sliding member.

このため、第1の実施形態では、第1皮膜の上に第2皮膜を新たに形成して、摺動部材の摺接面として使用する。
第2皮膜は、高温・高速のプラズマジェットを熱源としたプラズマ溶射法を用いて形成される。この第2皮膜を形成する手順は、溶融粒子をプラズマジェットで加速し、前述した多孔質組織をした第1皮膜(肉盛部)の表面から、開口した空孔に叩きつけるようにして充満させ堆積させる。そして、放電加工で堆積した電極の粒子と、プラズマ溶射の溶融粒子とを機械的に結合させるようにして、第2皮膜となる肉盛りを行う。
For this reason, in the first embodiment, a second film is newly formed on the first film and used as a sliding surface of the sliding member.
The second coating is formed using a plasma spraying method using a high-temperature, high-speed plasma jet as a heat source. The procedure for forming the second film is that the molten particles are accelerated by a plasma jet, filled from the surface of the first film (build-up part) having a porous structure as described above, and filled and deposited. Let Then, the electrode film deposited by electric discharge machining and the melted particle of plasma spraying are mechanically coupled to perform overlaying as a second film.

図3は、第2皮膜の肉盛を施すプラズマ溶射法の原理を示す概念図である。
図3に示すように、粉末送給式プラズマ溶射ガン150は、ノズル152を有している。このノズル152は、プラズマ火炎によって溶融させる溶射粉末151を噴出する。
この溶射ガン150は、アルゴンガス(Arガス)または水素ガス(Hガス)を補助ガスとして、アルゴンガス(Arガス)またはヘリウムガス(Heガス)を作動ガスとして、作動ガスに補助ガスを添加混合した供給ガス159をノズル152内に供給する。
FIG. 3 is a conceptual diagram showing the principle of the plasma spraying method for overlaying the second film.
As shown in FIG. 3, the powder feed type plasma spray gun 150 has a nozzle 152. The nozzle 152 ejects a thermal spray powder 151 to be melted by a plasma flame.
The thermal spray gun 150 adds argon gas (Ar gas) or hydrogen gas (H 2 gas) as an auxiliary gas, argon gas (Ar gas) or helium gas (He gas) as a working gas, and adds auxiliary gas to the working gas. The mixed supply gas 159 is supplied into the nozzle 152.

作動ガスに補助ガスを添加混合することで、発生熱量及びプラズマジェットの速度を増大させることができる。具体的には、作動ガスに補助ガスを添加することにより解離電圧が高くなり、アーク電圧の上昇が生じ、同一電流に於いて発生熱量が多くなりプラズマジェット流速が速くなる。   By adding and mixing the auxiliary gas to the working gas, the amount of generated heat and the speed of the plasma jet can be increased. Specifically, by adding an auxiliary gas to the working gas, the dissociation voltage is increased, the arc voltage is increased, the amount of generated heat is increased at the same current, and the plasma jet flow rate is increased.

溶射ガン150は、ノズル152を陽極とし、このノズル152内に設けた陰極153との間に直流電源154から直流電流を印加させて直流アーク155を発生させ、作動ガスがアークによってプラズマ化されて、補助ガスによって12,000〜18,000℃程度のプラズマ火炎156を生成する。   The thermal spray gun 150 uses a nozzle 152 as an anode, applies a direct current from a direct current power source 154 to a cathode 153 provided in the nozzle 152 to generate a direct current arc 155, and the working gas is converted into plasma by the arc. The plasma flame 156 of about 12,000 to 18,000 ° C. is generated by the auxiliary gas.

そして、溶射ガン150は、直流アーク155の前方に溶射粉末151を供給させ、当該溶射粉末151を瞬間溶融させる。溶射ガン150は、溶融した溶射粉末151をノズル152の先端より高速度で噴出させる。
プラズマ火炎156によって溶融状態の溶射粉末151が被処理部100の表面に吹き付けられ(衝突して)ると、第2皮膜の肉盛部157が形成(結合)される。
The thermal spray gun 150 supplies the thermal spray powder 151 in front of the DC arc 155 and instantaneously melts the thermal spray powder 151. The thermal spray gun 150 ejects the molten thermal spray powder 151 at a higher speed than the tip of the nozzle 152.
When the thermal spray powder 151 in a molten state is sprayed (collises) on the surface of the processing target portion 100 by the plasma flame 156, a build-up portion 157 of the second film is formed (coupled).

ノズル152の先端部近傍には、当該先端部を冷却するための冷却水導入孔158が形成されている。この冷却水導入孔158に冷却水を導入させることで、プラズマ火炎156によりノズル先端部が加熱されるのを防止する。   A cooling water introduction hole 158 for cooling the tip portion is formed in the vicinity of the tip portion of the nozzle 152. By introducing the cooling water into the cooling water introduction hole 158, the nozzle tip is prevented from being heated by the plasma flame 156.

ここで、特に、プラズマ溶射法では、溶射粒子の保つ熱量が少ないことから、被処理部の温度上昇は100〜150℃程度に留まり、入熱による母材への熱影響を抑えることができる。このため、被処理部を殆ど変形させず歪みも殆どなしに第2皮膜(肉盛部)を形成することができる。   Here, in particular, in the plasma spraying method, since the amount of heat retained by the spray particles is small, the temperature rise of the portion to be processed remains at about 100 to 150 ° C., and the thermal influence on the base material due to heat input can be suppressed. For this reason, a 2nd membrane | film | coat (building-up part) can be formed, deform | transforming a to-be-processed part hardly and there is almost no distortion.

プラズマ溶射法の皮膜(肉盛部)となる溶射材料にクロム(Cr)を用いると、溶射処理中にプラズマ火炎156により溶射材料の粒子が高温となって、皮膜を強制的に酸化させることができる。このため、クロム(Cr)に由来する緻密で保護性の高い酸化クロム(Cr)の酸化膜となる。これにより弁装置の運転中に新たな(酸化膜の次の)酸化物の生成が抑制される。この結果、第2皮膜の肉盛部157の表面には前述の好ましい酸化膜が形成される。 If chromium (Cr) is used as a thermal spray material to be a plasma spray coating (covered part), the plasma flame 156 may cause the particles of the thermal spray material to become high temperature during the thermal spraying process, forcibly oxidizing the coating. it can. For this reason, it becomes a dense oxide film of chromium oxide (Cr 2 O 3 ) derived from chromium (Cr) and having high protective properties. This suppresses generation of new oxide (next to the oxide film) during operation of the valve device. As a result, the aforementioned preferable oxide film is formed on the surface of the build-up portion 157 of the second film.

次に、被処理部100に一体に備えた肉盛部102を形成する具体的な製造方法の一例を説明する。
図4は、第1の実施形態における第1皮膜および第2被膜の形成のための手順の一例を示すフローチャートである。
まず、最初に、被処理部の表面に第1皮膜の肉盛部102を形成する(ステップS1)。次に、第1皮膜を肉盛した後の肉盛部102における、ステップS2としての、第2皮膜の肉盛部157の下地処理を行う(ステップS2)。
次に、第1皮膜を肉盛した後の肉盛部102の表面において、第2皮膜の肉盛部157を形成する(ステップS3)。
次に、第2皮膜を肉盛した後の被処理部100において、ステップS4としての皮膜(肉盛部)157の表面を仕上げ加工する。
次に、各手順の詳細について説明する。
まず、ステップS1としての、被処理部の表面に第1皮膜の肉盛部102を形成する工程について説明する。
図5は、被処理部(素材)100に図2に示す放電加工機を用いて肉盛部102を形成した状態を示している。
放電加工法により形成される肉盛部102は、電極101の材料の粒子が被処理部100の表面から拡散浸透した拡散浸透層102aと、この拡散浸透層102aに対して電極101の材料の粒子が溶着して堆積した堆積層102bとを含む。
Next, an example of a specific manufacturing method for forming the built-up portion 102 provided integrally with the processing target portion 100 will be described.
FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a procedure for forming the first film and the second film in the first embodiment.
First, the build-up part 102 of the 1st film | membrane is formed in the surface of a to-be-processed part (step S1). Next, in the build-up part 102 after building up the first film, the base process of the build-up part 157 of the second film as step S2 is performed (step S2).
Next, the build-up part 157 of the second film is formed on the surface of the build-up part 102 after the first film is built up (step S3).
Next, in the to-be-processed part 100 after building up the second film, the surface of the film (building up part) 157 as step S4 is finished.
Next, details of each procedure will be described.
First, the process of forming the build-up part 102 of the 1st film | membrane on the surface of a to-be-processed part as step S1 is demonstrated.
FIG. 5 shows a state in which the build-up portion 102 is formed on the processing target (material) 100 using the electric discharge machine shown in FIG.
The build-up portion 102 formed by the electric discharge machining method has a diffusion / penetration layer 102a in which particles of the material of the electrode 101 are diffused and penetrated from the surface of the treated portion 100, and particles of the material of the electrode 101 with respect to the diffusion / penetration layer 102a. And a deposited layer 102b deposited by welding.

拡散浸透層102aは、被処理部100にコバルト基硬質合金を放電加工により肉盛りしたものである。このため、組成比が厚さ方向へ傾斜的に変化する傾斜組成を有する溶融部が生成される。   The diffusion / penetration layer 102a is formed by depositing a cobalt base hard alloy on the processing target part 100 by electric discharge machining. For this reason, the fusion | melting part which has a gradient composition from which a composition ratio changes in the thickness direction is produced | generated.

ここでは、肉盛部102を形成する際に適正な放電条件を選択することにより、母材への入熱量を制限して母材の強度を低下させないようにすべく、溶融部となる拡散浸透層102aの厚さを例えば20μm以下として、最小で1μm以上、望ましくは5μm以上とすることが好ましい。これにより、母材の変形を抑えつつ、肉盛部102の密着強度を高めることができる。   Here, in order to prevent the strength of the base material from being reduced by limiting the amount of heat input to the base material by selecting an appropriate discharge condition when forming the build-up portion 102, the diffusion and penetration that becomes the molten portion The thickness of the layer 102a is, for example, 20 μm or less, and it is preferably 1 μm or more, desirably 5 μm or more. Thereby, the adhesion strength of the build-up portion 102 can be increased while suppressing deformation of the base material.

溶融部を有する肉盛部102は、傾斜組成を有する傾斜機能材料となり、被処理部100の母材と接する境界近傍の線膨張係数は略等しくなり、線膨張係数の差がほとんど生じない。このため、肉盛部102の残留応力を解消することができる。この結果、被処理部100の表面に施した肉盛部102の亀裂の発生を防止することができる。   The build-up portion 102 having the melted portion becomes a functionally gradient material having a gradient composition, and the linear expansion coefficients near the boundary in contact with the base material of the processing target portion 100 are substantially equal, and there is almost no difference in the linear expansion coefficients. For this reason, the residual stress of the build-up part 102 can be eliminated. As a result, it is possible to prevent the occurrence of cracks in the built-up portion 102 applied to the surface of the processing target portion 100.

放電加工を採用したことに起因する堆積層102bの厚さに制限はない。しかし、コバルト基硬質合金の持つ耐摩耗性や耐酸化性を有効に発揮させ、更にこの後の製造工程の第2皮膜を機械的に絡ませて結合するためにも、堆積層102bの厚みは50μm〜300μm程度が望ましい。   There is no limitation on the thickness of the deposited layer 102b resulting from the use of electric discharge machining. However, the thickness of the deposited layer 102b is 50 μm in order to effectively exhibit the wear resistance and oxidation resistance of the cobalt-based hard alloy and to mechanically entangle and bond the second film in the subsequent manufacturing process. About 300 μm is desirable.

ここで、電極101は、金属を主成分とする粉末をプレスにより圧縮もしくは加熱処理して成形した成形体により構成される成形電極である。しかし、その他公知の製造方法によって成形しても差し支えない。更に、電極101の原料粉末の粒径は10μm程度の微粉であれば良い。   Here, the electrode 101 is a molded electrode formed of a molded body obtained by compressing or heat-treating a powder containing metal as a main component with a press. However, it may be molded by other known manufacturing methods. Furthermore, the particle diameter of the raw material powder of the electrode 101 may be fine powder of about 10 μm.

また、電極101の材料としては、耐熱衝撃性と耐酸化性を有し、被処理部100の母材よりも硬度の高いコバルト基硬質合金もしくはニッケル基硬質合金が適する。これら以外にも、電極101の材料としては、酸化開始温度が例えば800℃以上と高く、高温度において優れた耐酸化性を示すファインセラミックス材が挙げられる。このファインセラミックス材は、例えば窒化クロム(CrN)、窒化チタンアルミニウム(TiAlN)、窒化チタンタングステン(Ti−W)N、炭化チタンモリブデン(Ti−Mo)C、窒化クロムケイ素(CrSiN)および窒化チタンケイ素(TiSiN)等である。   Further, as the material of the electrode 101, a cobalt base hard alloy or a nickel base hard alloy having thermal shock resistance and oxidation resistance and having a hardness higher than that of the base material of the processing target 100 is suitable. In addition to these, examples of the material of the electrode 101 include a fine ceramic material having a high oxidation start temperature of, for example, 800 ° C. or higher and exhibiting excellent oxidation resistance at high temperatures. Examples of the fine ceramic material include chromium nitride (CrN), titanium aluminum nitride (TiAlN), titanium tungsten nitride (Ti-W) N, titanium molybdenum (Ti-Mo) C, chromium silicon nitride (CrSiN), and titanium silicon nitride. (TiSiN) or the like.

また、これらファインセラミックスの粉末、または当該粉末と前述の硬質合金とを混合した粉末から成形される電極101も考えられる。また、今後の更なる蒸気条件の上昇に伴い新たな材料が開発されても、本実施形態の放電加工による製造方法によれば、肉盛部は傾斜機能材料となり得るため、適用可能なことは言うまでもない。   An electrode 101 formed from a powder of these fine ceramics or a powder obtained by mixing the powder and the hard alloy is also conceivable. Further, even if a new material is developed with further increase in steam conditions in the future, according to the manufacturing method by electric discharge machining of the present embodiment, the build-up portion can be a functionally gradient material, so that it can be applied. Needless to say.

次に、第1皮膜を肉盛した後の肉盛部102における、ステップS2としての、第2皮膜の肉盛部157の下地処理について説明する。
図6は、第1皮膜を肉盛した後の肉盛部102において、第2皮膜の肉盛部157の下地処理を施した状態を示している。この下地処理は、第2皮膜の厚みを正確に制御するための処理である。この処理では、皮膜(肉盛部)の表面に電極の粒子が堆積して生じた歪な凹凸を機械加工する。
Next, the ground treatment of the overlaying portion 157 of the second coating as step S2 in the overlaying portion 102 after overlaying the first coating will be described.
FIG. 6 shows a state in which the base treatment of the build-up part 157 of the second film is performed in the build-up part 102 after the first film is built up. This ground treatment is a process for accurately controlling the thickness of the second film. In this treatment, the distorted unevenness generated by the deposition of electrode particles on the surface of the coating (building-up part) is machined.

この機械加工とは、例えば研削盤や研磨盤等により所定の形状や寸法および幾何公差を有するように、表面粗さ(最大高さ粗さ)Rzが12.5より細かくなるように仕上げるものである。   This machining is a process in which the surface roughness (maximum height roughness) Rz is made finer than 12.5 so as to have a predetermined shape, size and geometric tolerance by, for example, a grinding machine or a polishing machine. is there.

なお、第2皮膜の密着力を向上させるために、溶射前の前処理又は下地処理として、第1皮膜を肉盛した後の肉盛部102に対し、所定の形状や寸法および幾何公差が変化しない程度にブラスト処理や化学腐食を施してもよい。   In addition, in order to improve the adhesion of the second coating, the predetermined shape, dimensions, and geometric tolerances change with respect to the overlaying portion 102 after overlaying the first coating as a pretreatment before spraying or a ground treatment. Blasting or chemical corrosion may be performed to such an extent that it does not occur.

次に、第1皮膜を肉盛した後の肉盛部102の表面における、ステップS3としての、第2皮膜の肉盛部157を形成する処理について説明する。
図7は、第1皮膜を肉盛した後の肉盛部102の表面に、図3に示すプラズマ溶射法により、溶射材料としてクロム(Cr)を用いて第2皮膜の肉盛部157を形成した状態を示している。
Next, the process for forming the overlaying portion 157 of the second coating as step S3 on the surface of the overlaying portion 102 after overlaying the first coating will be described.
FIG. 7 shows that the second coating overlay 157 is formed on the surface of the build-up portion 102 after depositing the first coating using chromium (Cr) as the thermal spray material by the plasma spraying method shown in FIG. Shows the state.

この肉盛部157は、酸化クロム(Cr)の酸化膜となっている。この酸化膜は、溶射処理中にプラズマ火炎156により強制的に酸化させられ、緻密で保護性の高い膜である。 This build-up portion 157 is an oxide film of chromium oxide (Cr 2 O 3 ). This oxide film is forcibly oxidized by the plasma flame 156 during the thermal spraying process, and is a dense and highly protective film.

被処理部100の温度上昇に影響を与えないためにも、溶射作業による肉盛部157の厚みのバラツキ(偏り)があってはならない。しかし、この後の製造工程において表面の仕上げ加工が予定されていることから、肉盛部157の厚みは100μm程度が望ましい。   In order not to affect the temperature rise of the portion 100 to be processed, there should be no variation (bias) in the thickness of the build-up portion 157 due to the spraying operation. However, since the finishing process of the surface is scheduled in the subsequent manufacturing process, the thickness of the built-up portion 157 is desirably about 100 μm.

プラズマ溶射の原料粉末の粒子径は、放電加工に用いた電極材料の粒子径より小さく、その粒径が10μm以下、好ましくは粒径0.05〜1μmの微粉であることが好ましい。この粒子径の値を上記のようにすると、プラズマ火炎中での原料粉末を容易に溶融することができる。また、プラズマ溶射の溶融粒子を放電加工により形成された第1皮膜と機械的に絡み合うように結合させることができる。これにより、皮膜同士の結合力を更に強固にすることができる。   The particle size of the raw material powder for plasma spraying is smaller than the particle size of the electrode material used for electric discharge machining, and the particle size is preferably 10 μm or less, and preferably a fine powder having a particle size of 0.05 to 1 μm. When the value of the particle diameter is set as described above, the raw material powder in the plasma flame can be easily melted. Further, the plasma sprayed molten particles can be mechanically entangled with the first coating formed by electric discharge machining. Thereby, the bonding force between the films can be further strengthened.

また、皮膜同士の結合力を更に強固にする目的で、プラズマ溶射前に第1皮膜の肉盛部102を100〜150℃程度に予熱しておいて、溶融粒子と被処理部100との間に温度差を生じないようにしてもよい。   Further, for the purpose of further strengthening the bonding force between the coatings, the build-up portion 102 of the first coating is preheated to about 100 to 150 ° C. before plasma spraying, so that the gap between the molten particles and the processing target portion 100 is increased. A temperature difference may not be generated.

プラズマ溶射法の溶射材料は、前述したクロム(Cr)以外にも、モリブデン(Mo)、コバルト(Co)、ケイ素(Si)、ニッケル(Ni)、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、銅(Cu)及び鉄(Fe)から選ばれる1種以上の金属を含む。この溶射材料は、溶射処理中にプラズマ火炎156により溶射材料の粒子が高温となって強制的に酸化される。   In addition to the chromium (Cr) described above, the thermal spray material of the plasma spraying method includes molybdenum (Mo), cobalt (Co), silicon (Si), nickel (Ni), aluminum (Al), titanium (Ti), copper ( One or more metals selected from Cu) and iron (Fe). During the thermal spraying process, the thermal spray material is forcibly oxidized by the plasma flame 156 when the thermal spray particles become high temperature.

このため、それぞれの材料に由来する例えば酸化モリブデン(MoO)等の酸化膜が形成され、弁装置の運転中に新たな酸化物、つまり酸化膜の次の酸化物の生成が抑制される。なお、溶射処理中の酸化を促すために、供給ガス159の補助ガスに窒素等の他のガスを用いてもよい。 Therefore, an oxide film such as molybdenum oxide (MoO 3 ) derived from each material is formed, and generation of a new oxide, that is, an oxide next to the oxide film is suppressed during operation of the valve device. Note that other gas such as nitrogen may be used as an auxiliary gas for the supply gas 159 in order to promote oxidation during the thermal spraying process.

更に、図7に示した第2被膜の肉盛部の形成において、図3に示すように、ノズル152に供給する供給ガス159の補助ガスの供給量を制御し、アルゴン(Ar)などの不活性ガスを多く供給した中でプラズマ溶射を行うことができる。すると、たとえプラズマ火炎156が高温であっても溶射材料自体の酸化や変質が極めて少ないので、溶射材料に酸化クロム(Cr)そのものを使用できる。よって、緻密で保護性の高い酸化膜を形成することが可能である。
なお、供給ガス159の補助ガスを多く供給すると、酸化膜内に形成される微小な空孔を少なくすることができるため、より緻密な酸化膜を形成することが出来る。
Further, in the formation of the overlay of the second film shown in FIG. 7, as shown in FIG. 3, the supply amount of the auxiliary gas of the supply gas 159 supplied to the nozzle 152 is controlled, so that the amount of argon (Ar) or the like is not increased. Plasma spraying can be performed while supplying a large amount of active gas. Then, even if the plasma flame 156 is at a high temperature, the thermal spray material itself is hardly oxidized or altered, so that chromium oxide (Cr 2 O 3 ) itself can be used as the thermal spray material. Therefore, a dense and highly protective oxide film can be formed.
Note that if a large amount of auxiliary gas for the supply gas 159 is supplied, minute pores formed in the oxide film can be reduced, so that a denser oxide film can be formed.

このような不活性ガス中でプラズマ溶射を行う溶射材料として、酸化クロム(Cr)以外に、ジルコニア(ZrO)、酸化チタン(TiO)、クロムカーバイト(Cr)、アルミナ(Al)、シリコンカーバイト(SiC)、チタンカーバイト(TiC)、ニクロム(Ni−Cr)、酸化ケイ素(SiO)、コバルト基硬質合金やニッケル基硬質合金等が挙げられる。これらを使用して第2皮膜の肉盛部157を形成しても得られる効果は同じである。また、溶射材料の種類を変化させて、プラズマ溶射による第2皮膜の肉盛部157を2層以上の多重構造としても良い。 As a thermal spray material for performing plasma spraying in such an inert gas, in addition to chromium oxide (Cr 2 O 3 ), zirconia (ZrO 2 ), titanium oxide (TiO 2 ), chromium carbide (Cr 3 C 2 ), Alumina (Al 2 O 3 ), silicon carbide (SiC), titanium carbide (TiC), nichrome (Ni—Cr), silicon oxide (SiO 2 ), cobalt-based hard alloy, nickel-based hard alloy, and the like can be given. Even if these are used to form the build-up portion 157 of the second film, the same effects can be obtained. Further, the overlaying part 157 of the second coating by plasma spraying may have a multi-layered structure of two or more layers by changing the type of thermal spray material.

なお、プラズマ溶射法の溶射材料として、今後の技術革新により新たな材料が開発されても、得られる皮膜の特性や効果が同じであれば、この開発された材料を適用可能なことは言うまでもない。   Needless to say, even if a new material is developed as a thermal spray material for the plasma spraying method, the developed material can be applied as long as the characteristics and effects of the obtained coating are the same. .

また、緻密な皮膜を形成するために減圧条件下でプラズマ溶射することや、またプラズマ以外のアーク溶射やフレーム溶射等の溶射法を適用する等、新たな溶射法が今後開発されても、この溶射法が、溶射粒子の保つ熱量が少なく、被処理部の温度上昇が低く入熱による母材への熱影響を抑えることができ、結果的に得られる効果が同じであれば、適用可能なことは言うまでもない。   In addition, even if new thermal spraying methods are developed in the future, such as plasma spraying under reduced pressure conditions to form a dense film, or applying thermal spraying methods other than plasma, such as arc spraying and flame spraying, this Thermal spraying method is applicable if the amount of heat kept by the thermal spray particles is small, the temperature rise of the treated part is low, the heat effect on the base material due to heat input can be suppressed, and the resulting effect is the same Needless to say.

次に、第2皮膜を肉盛した後の被処理部100において、ステップS4としての皮膜(肉盛部)157の表面を仕上げ加工する処理について説明する。
図8は、第2皮膜を肉盛した後の被処理部100において、皮膜(肉盛部)157の表面に生じた歪な凹凸を仕上げ加工、たとえば研削盤や研磨盤等により所定の形状、寸法を有するように仕上げた状態を示している。
Next, the process of finishing the surface of the coating (building-up portion) 157 as step S4 in the processing target 100 after building up the second coating will be described.
FIG. 8 illustrates a process of finishing the distorted unevenness generated on the surface of the coating (building-up portion) 157 in the processing target 100 after the second coating is overlaid, for example, a predetermined shape by a grinding machine or a polishing machine, The finished state is shown to have dimensions.

ここで、皮膜(肉盛部)157の仕上げ加工面は酸化クロム(Cr)であり、摺動部材の表面(摺動面)となる。このことから表面粗さは細かいことが望ましい。具体的な表面粗さ(最大高さ粗さ)Rzは、6.3より細かいことが好ましい。 Here, the finishing surface of the film (building-up portion) 157 is chromium oxide (Cr 2 O 3 ), which becomes the surface (sliding surface) of the sliding member. Therefore, it is desirable that the surface roughness is fine. The specific surface roughness (maximum height roughness) Rz is preferably finer than 6.3.

この仕上げ加工後に残存する第2皮膜157が剥離することがなく、第2皮膜157の耐酸化特性を十分に発揮させるために、この残存する第2皮膜157の厚さは、50μm以下とすること好ましい。   In order that the second film 157 remaining after the finishing process is not peeled off and the oxidation resistance characteristic of the second film 157 is sufficiently exhibited, the thickness of the remaining second film 157 should be 50 μm or less. preferable.

従って、この第2皮膜157を設けた摺動部材は、表面粗さが細かく平滑な面にて構成される。よって、摺動部材の摺動時に摺接面が相手側部材を攻撃したり摩耗させたり、齧り(かじり)を生じさせたりすることはない。   Therefore, the sliding member provided with the second film 157 is formed of a smooth surface with a fine surface roughness. Therefore, when the sliding member slides, the sliding contact surface does not attack or wear the mating member, and does not cause galling.

(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態について説明する。
前述したように図5では、被処理部(素材)に放電加工機を用いて肉盛部102を形成した状態を示している。
この肉盛部102を形成するための放電加工法は、電極と被処理部との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより電極の材料を被処理部の表面に溶着させて堆積させる方法である。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described.
As described above, FIG. 5 shows a state in which the built-up portion 102 is formed on the portion to be processed (material) using an electric discharge machine.
In the electric discharge machining method for forming the build-up portion 102, a pulsed discharge is generated between the electrode and the portion to be processed, and the material of the electrode is welded to the surface of the portion to be processed by the discharge energy. It is a method of depositing.

このことから、この肉盛部102を形成するために要する加工時間は、おのずと長時間となる。生産性の観点からは、肉盛部102を形成するために要する加工時間の短縮が望まれる。   For this reason, the processing time required to form the build-up portion 102 is naturally long. From the viewpoint of productivity, it is desired to reduce the processing time required for forming the built-up portion 102.

このような放電加工法における加工に要する時間すなわち肉盛速度(積層速度)は、試験の結果、肉盛部の金属組織の緻密さ(粗密度)と密接な関係があることが判明している。   The time required for machining in such an electric discharge machining method, that is, the build-up speed (lamination speed), as a result of the test, has been found to be closely related to the density (coarse density) of the metal structure of the build-up part. .

この組織の緻密さ(粗密度)は、主に放電加工機にて設定される放電電流、放電電圧の印加時間(パルス状の放電が発生している時間)、印加の停止時間(放電が休止する時間)等に由来している。また、放電電流値が大きく、印加時間が長く、印加停止時間が短い条件の場合に、肉盛部の金属組織の緻密さは増す(緻密になる)。   The fineness (coarse density) of this structure is mainly determined by the discharge current, discharge voltage application time (time when pulsed discharge is generated) set by the electric discharge machine, and application stop time (discharge is paused). Time). In addition, when the discharge current value is large, the application time is long, and the application stop time is short, the metal structure of the built-up portion increases in density (becomes dense).

例えば見方を変えて、放電加工機にて放電電流、印加時間、印加停止時間を一定に設定し、処理する部品の送り速度を肉盛速度(積層速度)とみなして加工を実施する。この加工の実施において、部品の送り速度が速い場合と遅い場合では、肉盛部の組織の緻密さ(粗密度)に差が生じる。
すなわち、送り速度が速い場合には肉盛部の組織の粗密度は粗となり、送り速度が遅い場合には肉盛部の組織の粗密度は密となることを意味する。
For example, by changing the way of view, the discharge current, the application time, and the application stop time are set to be constant with an electric discharge machine, and the processing is performed by regarding the feed speed of the parts to be processed as the build-up speed (stacking speed). In the execution of this processing, there is a difference in the denseness (coarse density) of the structure of the built-up portion between the case where the feed speed of the parts is high and the case where the parts are slow.
That is, when the feed rate is high, the coarse density of the structure of the built-up portion is coarse, and when the feed rate is low, the coarse density of the structure of the build-up portion is dense.

次に部品の送り速度すなわち肉盛速度(積層速度)に3倍の速度差が存在するように複数の条件を設定した試験にて、それぞれの条件での肉盛部102の堆積層102bの気孔率を測定して、肉盛部の組織の緻密さ(粗密度)を求めた結果について説明する。   Next, in a test in which a plurality of conditions are set so that there is a three-fold speed difference in the part feed speed, that is, the build-up speed (stacking speed), the pores of the deposited layer 102b of the build-up portion 102 under each condition The result of measuring the rate and determining the denseness (coarse density) of the structure of the built-up portion will be described.

その結果、送り速度が速い場合における堆積層102bの平均的な気孔率は45〜55%となる。送り速度が遅い場合の堆積層102bの平均的な気孔率は31〜35%となる。このように送り速度が速い場合と遅い場合とでは、堆積層102bの平均的な気孔率について明らかに1.5倍以上の差が認められた。   As a result, the average porosity of the deposited layer 102b when the feed rate is high is 45 to 55%. When the feed rate is low, the average porosity of the deposited layer 102b is 31 to 35%. Thus, a difference of 1.5 times or more was clearly recognized in the average porosity of the deposited layer 102b between the case where the feed rate was high and the case where the feed rate was slow.

この気孔率とは、多孔質組織となっている肉盛部の堆積層を金属顕微鏡にて拡大視して金属組織を観察し、単位面積当たりの空孔の面積率を測定したものである。堆積層102bの気孔率が大きいと表面全体の面積に対する空孔の面積が占める割合が大きくなるので、組織の緻密さ(粗密度)は粗となる。逆に、堆積層102bの気孔率が小さいと表面全体の面積に対する空孔の面積が占める割合が小さいため、組織の緻密さ(粗密度)は密となる。   The porosity is obtained by observing the metal structure by magnifying the deposited layer of the built-up portion that is a porous structure with a metal microscope, and measuring the area ratio of the pores per unit area. When the porosity of the deposited layer 102b is large, the ratio of the area of the voids to the area of the entire surface increases, so that the denseness (coarse density) of the structure becomes rough. On the contrary, if the porosity of the deposited layer 102b is small, the ratio of the area of the vacancies to the area of the entire surface is small, so that the denseness (coarse density) of the structure becomes dense.

本実施形態の目的は、高温環境においても耐酸化性を発揮することのできる弁装置、弁装置の製造方法を提供することであって、この目的を達成するための基本的な技術として、耐酸化性を発揮する皮膜が摺動面から剥離しないことが求められる。   An object of the present embodiment is to provide a valve device that can exhibit oxidation resistance even in a high temperature environment, and a method for manufacturing the valve device. As a basic technique for achieving this purpose, It is required that the film exhibiting the chemical conversion does not peel from the sliding surface.

すなわち、耐酸化性を発揮する皮膜(第1の実施形態における第2皮膜)と母材(第1の実施形態における第1皮膜)との密着性が強固であることが必要条件である。密着性が強固であるためには、母材と皮膜とが機械的に絡み合って結合することが好ましい。このためには、母材側の組織の気孔率はある程度大きいことが好ましい。   That is, it is a necessary condition that the adhesion between the film exhibiting oxidation resistance (second film in the first embodiment) and the base material (first film in the first embodiment) is strong. In order for the adhesiveness to be strong, it is preferable that the base material and the film are mechanically entangled and bonded. For this purpose, it is preferable that the porosity of the matrix on the base material side is large to some extent.

第2の実施形態は、放電加工法による母材への肉盛速度(積層速度)を速くすることで、気孔率の大きな多孔質組織を得ることが出来る。この第2の実施形態における気孔率は、前述した試験の結果から40%以上が好ましい。   In the second embodiment, a porous structure having a large porosity can be obtained by increasing the build-up speed (stacking speed) on the base material by the electric discharge machining method. The porosity in the second embodiment is preferably 40% or more from the result of the test described above.

このように、第2の実施形態においては、第1皮膜の金属組織は、より気孔率の大きな多孔質組織であることが好ましい。このため、電極の材料は、すでに第1の実施形態にて述べた種類以外でも、耐熱性や耐酸化性および高温強度を有し、気孔率の大きな多孔質組織を形成できるものであれば何でも良い。
なお、第2の実施形態は肉盛速度(積層速度)を速くすることで、加工時間が短縮できるので、生産性が向上するメリットも合わせて得られる。
Thus, in the second embodiment, the metal structure of the first film is preferably a porous structure having a higher porosity. For this reason, the material of the electrode is not limited to the type already described in the first embodiment, as long as it has heat resistance, oxidation resistance and high temperature strength, and can form a porous structure having a large porosity. good.
In the second embodiment, since the processing time can be shortened by increasing the build-up speed (stacking speed), the merit of improving productivity can be obtained.

(第3の実施形態)
以下、第3の実施形態について説明する。
図9は、第3の実施形態における第1皮膜および第2被膜の形成のための手順の一例を示すフローチャートである。
まず、第1の実施形態で説明したステップS1からS4としての、第1皮膜の肉盛部の形成、第2皮膜の肉盛部157の下地処理、第2皮膜の肉盛部157の形成、肉盛部の表面を仕上げ加工がなされる。
そして、第1皮膜を肉盛した後の肉盛部102の表面まで第2皮膜を除去し、仕上げ加工を施す(ステップS31)。
(Third embodiment)
Hereinafter, a third embodiment will be described.
FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of a procedure for forming the first film and the second film in the third embodiment.
First, as steps S1 to S4 described in the first embodiment, the formation of the build-up part of the first film, the ground treatment of the build-up part 157 of the second film, the formation of the build-up part 157 of the second film, The surface of the built-up part is finished.
Then, the second film is removed up to the surface of the built-up portion 102 after the first film is built up, and finish processing is performed (step S31).

次に、ステップS31の詳細について説明する。
図10は、図8に示した状態から、第2皮膜(肉盛部)157を更に機械加工、たとえば研削盤や研磨盤等により、第1皮膜を肉盛した後の肉盛部102の表面まで第2皮膜を除去し、仕上げ加工を施した状態を示している。
Next, details of step S31 will be described.
FIG. 10 shows the surface of the built-up portion 102 after the second coating (building-up portion) 157 is further machined from the state shown in FIG. The state in which the second film is removed and finishing is shown.

ここで、第2皮膜を除去した後の仕上げ加工面は、摺動部材の表面(摺動面)となることから表面粗さが細かいことが望ましい。具体的な表面粗さ(最大高さ粗さ)Rzは、6.3より細かいことが好ましい。   Here, since the finished surface after removing the second film is the surface (sliding surface) of the sliding member, it is desirable that the surface roughness be fine. The specific surface roughness (maximum height roughness) Rz is preferably finer than 6.3.

この肉盛部102の状態は、露出した第1皮膜の表面の多孔質な空孔部分に第2皮膜を残存させ、この残存させた第2皮膜に金属材料の酸化膜が形成され、これら第1皮膜と第2皮膜とが同一摺接面上に分布して現れたものである。   The build-up portion 102 is in a state where the second film is left in the porous pores on the exposed surface of the first film, and an oxide film of a metal material is formed on the remaining second film. One film and the second film appear distributed on the same sliding contact surface.

従って、これらの肉盛部102の表面には、図5に示すような放電加工に見られた独特な多孔質組織が皆無となる。これらの皮膜(肉盛部)は摺動時に相手側部材を攻撃したり、摩耗させたり、齧り(かじり)を生じさせたりすることがない。よってこれらの肉盛部102の表面を摺動部材の摺接面として使用することが出来る。
さらに、その表面性状は、第1皮膜による耐摩耗性と第2皮膜による耐酸化性とが相乗的に効果を発揮する利点が生ずる。
Therefore, the surface of these built-up portions 102 is completely free of the unique porous structure seen in the electric discharge machining as shown in FIG. These coatings (build-up parts) do not attack, wear, or cause galling of the mating member when sliding. Therefore, the surface of these built-up portions 102 can be used as a sliding contact surface of the sliding member.
Furthermore, the surface property has the advantage that the wear resistance by the first film and the oxidation resistance by the second film are synergistically effective.

(第4の実施形態)
以下、第4の実施形態について説明する。
図11は、第4の実施形態における蒸気加減弁の、特に弁体周辺部の構造を示す部分断面図である。なお、第4の実施形態における弁装置の基本部分は、図1に示す第1の実施形態における蒸気加減弁と同様である。このため、同じ機能を有する部品の詳細な説明を省略する。従って以下では、第1の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
図11に示すように、第4の実施形態における蒸気加減弁は、弁棒205と、この弁棒205に連動する弁体312とを軸方向に作動させて、弁の開度を変化させることで蒸気流量の調整機能を有する。一連の動作の中で、弁棒205は上蓋310内部に設置されたブッシュ201をガイドとして作動させる。同様に、弁体312はスリーブ311をガイドとして作動させる。
(Fourth embodiment)
Hereinafter, a fourth embodiment will be described.
FIG. 11 is a partial cross-sectional view showing the structure of the steam control valve in the fourth embodiment, particularly the structure around the valve body. In addition, the basic part of the valve apparatus in 4th Embodiment is the same as that of the steam control valve in 1st Embodiment shown in FIG. For this reason, detailed description of components having the same function is omitted. Therefore, the following description will focus on the parts that are different from the first embodiment.
As shown in FIG. 11, the steam control valve in the fourth embodiment operates the valve rod 205 and the valve body 312 linked to the valve rod 205 in the axial direction to change the opening of the valve. It has a function of adjusting the steam flow rate. In a series of operations, the valve stem 205 operates with the bush 201 installed inside the upper lid 310 as a guide. Similarly, the valve body 312 operates using the sleeve 311 as a guide.

スリーブ311は、蒸気弁本体の内部(図示せず)にて上蓋310に固定されている。弁体312は、図示しない弁座に当接するように設けられ、弁棒205の先端部に組み立てられている。   The sleeve 311 is fixed to the upper lid 310 inside the steam valve main body (not shown). The valve body 312 is provided so as to come into contact with a valve seat (not shown), and is assembled at the tip of the valve stem 205.

図1に示す第1の実施形態では、弁装置は、弁開閉に伴って動作する可動部材としての弁棒205と、この弁棒205に摺接する静止部材としてのブッシュ201とを含む。   In the first embodiment shown in FIG. 1, the valve device includes a valve rod 205 as a movable member that operates as the valve opens and closes, and a bush 201 as a stationary member that slides on the valve rod 205.

これに対し、第4の実施形態では、弁装置は、可動部材として弁体312を適用し、静止部材としてスリーブ311を適用している。すなわち、弁体312の外面とスリーブ311の内面とによって摺接面を構成している。   On the other hand, in the fourth embodiment, the valve device uses the valve body 312 as a movable member and the sleeve 311 as a stationary member. That is, the outer surface of the valve body 312 and the inner surface of the sleeve 311 constitute a sliding contact surface.

弁体312とスリーブ311とから構成される摺動部において、高温蒸気の酸化条件下で長時間使用できる耐酸化性を十分に発揮させるには、第1の実施形態でも説明したように、初期段階において部材表面に形成した酸化膜が保護性を有し、その後の新たな酸化物の生成を防止することが必要である。酸化膜保護性を十分に発揮させるには、膜をなす酸化物の種類に応じて異なるが、当該膜が緻密であることが必要である。   In order to sufficiently exhibit the oxidation resistance that can be used for a long time under oxidation conditions of high-temperature steam in the sliding portion composed of the valve body 312 and the sleeve 311, as described in the first embodiment, the initial stage It is necessary that the oxide film formed on the surface of the member in the stage has a protective property and prevents the subsequent generation of a new oxide. In order to sufficiently exhibit the oxide film protecting property, the film needs to be dense although it depends on the type of oxide forming the film.

第1の実施形態でも説明した様に、このような緻密な酸化膜は、大気中の余剰な酸素を透過させないようにすることができる。また、このような酸化膜は、摺動部材をなす金属による酸化物の生成を抑制することができる。また、酸化膜(皮膜)は、金属成分が酸化膜を通じて溶出して酸化スケールを生成することも抑制できるような特性を有することが好ましい。このため、第1の実施形態から第3の実施形態にて説明した方法で酸化膜が形成される。   As described in the first embodiment, such a dense oxide film can prevent excess oxygen in the atmosphere from permeating. Moreover, such an oxide film can suppress the generation of oxides by the metal forming the sliding member. Moreover, it is preferable that an oxide film (film | membrane) has a characteristic which can also suppress that a metal component elutes through an oxide film and produces | generates an oxide scale. For this reason, an oxide film is formed by the method described in the first to third embodiments.

以上のように、各実施形態における弁装置は、放電加工法とプラズマ溶射法とを組み合わせて形成した皮膜を適用して、ボイラから送られる高温蒸気と接する摺動部材のブッシュ(またはスリーブ)と弁棒(または弁体)の少なくとも一方の摺接面に好ましい酸化膜を形成することができる。   As described above, the valve device in each embodiment applies a coating formed by combining an electric discharge machining method and a plasma spraying method, and a bush (or sleeve) of a sliding member that comes into contact with high-temperature steam sent from a boiler, A preferable oxide film can be formed on at least one sliding contact surface of the valve stem (or valve body).

このため、当該酸化膜(皮膜)は、弁装置の運転中に新たな酸化物(酸化膜の次の酸化物)の生成を抑制できるので、酸化スケールの生成により摺動部の間隙が減少してしまうことがない。このため、摺動性が低下することもなく、より高温、又は長期間で弁装置を使用することが可能となる。   For this reason, since the oxide film (film) can suppress the generation of new oxide (the oxide next to the oxide film) during operation of the valve device, the generation of oxide scale reduces the gap between the sliding portions. There is no end. For this reason, it becomes possible to use the valve device at a higher temperature or for a longer time without lowering the slidability.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

100…被処理部、101…電極、102…第1皮膜の肉盛部、102a…拡散浸透層、102b…堆積層、103…直流電源、150…粉末送給式プラズマ溶射ガン、151…溶射粉末、152…ノズル、153…陰極、154…直流電源、155…直流アーク、156…プラズマ火炎、157…第2被膜の肉盛部、158…冷却水導入孔、159…供給ガス、200…蒸気弁本体、201…ブッシュ、202,310…上蓋、203…弁座、204,312…弁体、205…弁棒、206…油圧駆動機構、311…スリーブ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... To-be-processed part, 101 ... Electrode, 102 ... Overlaying part of 1st film | membrane, 102a ... Diffusion osmosis | permeation layer, 102b ... Deposition layer, 103 ... DC power supply, 150 ... Powder feeding type plasma spray gun, 151 ... Spraying powder , 152 ... Nozzle, 153 ... Cathode, 154 ... DC power supply, 155 ... DC arc, 156 ... Plasma flame, 157 ... Overlaying part of second coating, 158 ... Cooling water introduction hole, 159 ... Supply gas, 200 ... Steam valve Main body, 201 ... bush, 202, 310 ... upper lid, 203 ... valve seat, 204, 312 ... valve body, 205 ... valve rod, 206 ... hydraulic drive mechanism, 311 ... sleeve.

Claims (10)

弁開閉に伴って動作する可動部材としての弁棒と、この弁棒に摺接する静止部材としてのブッシュとを含む弁装置であって、
前記弁棒と前記ブッシュの少なくとも一方の摺接面に肉盛部を一体に備え、
前記肉盛部は、
第1の金属を主成分とする成形体により構成される電極と前記弁棒又は前記ブッシュの被処理部との間にパルス状の放電を発生させて前記電極の材料を前記被処理部の表面に溶着させて堆積させることによって形成した第1皮膜と、
第2の金属を主成分とする原料粉末を、プラズマ溶射ガンを用いプラズマ溶射することにより、前記第1皮膜の表面に形成した第2皮膜とを含む肉盛部を有する
ことを特徴とする弁装置。
A valve device including a valve stem as a movable member that operates in association with opening and closing of the valve, and a bush as a stationary member that is in sliding contact with the valve stem,
A built-up portion is integrally provided on at least one sliding contact surface of the valve stem and the bush,
The build-up part is
A pulsed discharge is generated between an electrode constituted by a molded body containing a first metal as a main component and a portion to be treated of the valve stem or the bush, and the material of the electrode is transferred to the surface of the portion to be treated. A first film formed by depositing and depositing on,
A valve having a built-up portion including a second coating formed on the surface of the first coating by plasma spraying a raw material powder mainly composed of a second metal using a plasma spray gun. apparatus.
弁開閉に伴って動作する可動部材としての弁体と、この弁体に摺接する静止部材としてのスリーブとを含む弁装置であって、
前記弁体と前記スリーブの少なくとも一方の摺接面に肉盛部を一体に備え、
前記肉盛部は、
第1の金属を主成分とする成形体により構成される電極と前記弁体又は前記スリーブの被処理部との間にパルス状の放電を発生させて前記電極の材料を前記被処理部の表面に溶着させて堆積させることによって形成した第1皮膜と、
第2の金属を主成分とする原料粉末を、プラズマ溶射ガンを用いプラズマ溶射することにより、前記第1皮膜の表面に形成した第2皮膜とを含む肉盛部を有する
ことを特徴とする弁装置。
A valve device including a valve body as a movable member that operates in association with opening and closing of the valve, and a sleeve as a stationary member that is in sliding contact with the valve body,
A built-up portion is integrally provided on at least one sliding contact surface of the valve body and the sleeve,
The build-up part is
A pulsed discharge is generated between an electrode formed of a molded body containing a first metal as a main component and a portion to be processed of the valve body or the sleeve, and the material of the electrode is transferred to the surface of the portion to be processed. A first film formed by depositing and depositing on,
A valve having a built-up portion including a second coating formed on the surface of the first coating by plasma spraying a raw material powder mainly composed of a second metal using a plasma spray gun. apparatus.
前記肉盛部の第1皮膜は、
前記第1の金属としての電極の材料の粒子が前記被処理部の表面から拡散浸透した拡散浸透層と、
前記拡散浸透層に前記電極の材料の粒子が溶着して堆積した堆積層とを含み、
前記堆積層の気孔率を40%以上とする
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の弁装置。
The first coating of the build-up part is
A diffusion permeation layer in which particles of the material of the electrode as the first metal are diffused and permeated from the surface of the treated portion;
A deposited layer in which particles of the electrode material are deposited on the diffusion layer,
The valve device according to claim 1 or 2, wherein the porosity of the deposited layer is 40% or more.
前記肉盛部の第2皮膜は、
前記第1の金属としての電極の材料の粒子より小さく、好ましくは粒子径が10μm以下の原料粉末を用いて前記第1皮膜の表面を仕上げ加工した上からプラズマ溶射によって形成した
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の弁装置。
The second coating of the build-up part is
The first metal film is formed by plasma spraying after finishing the surface of the first film using a raw material powder smaller than the particles of the electrode material as the first metal, preferably having a particle diameter of 10 μm or less. The valve device according to claim 1 or 2.
前記肉盛部の第1皮膜と第2皮膜とは、
前記第1皮膜の堆積層の表面に開口した空孔の内部に前記プラズマ溶射により前記第2の金属の溶融粒子を充満させて堆積させることによって形成され、
前記第1皮膜と前記第2皮膜とは、
前記第1皮膜の堆積層の内部で機械的に絡み合って結合している
ことを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載の弁装置。
The first coating and the second coating of the build-up part are:
Formed by filling and depositing the molten particles of the second metal by the plasma spraying inside the pores opened on the surface of the deposition layer of the first coating,
The first film and the second film are:
The valve device according to any one of claims 1 to 4, wherein the valve device is mechanically entangled and bonded inside the deposition layer of the first film.
前記肉盛部の第1皮膜は、
前記第1の金属がコバルト基硬質合金、ニッケル基硬質合金、セラミックス材の少なくとも何れかを含む材料で形成されている
ことを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか1項に記載の弁装置。
The first coating of the build-up part is
The said 1st metal is formed with the material containing at least any one of a cobalt base hard alloy, a nickel base hard alloy, and a ceramic material, The any one of Claim 1 thru | or 5 characterized by the above-mentioned. Valve device.
前記第2の金属の材料が、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、コバルト(Co)、ケイ素(Si)、ニッケル(Ni)、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、銅(Cu)及び鉄(Fe)から選ばれる1種以上であって、
前記肉盛部の第2皮膜は、
前記第2の金属をプラズマ溶射処理中にプラズマ火炎によって酸化させることによって、前記第2の金属に由来する、少なくとも酸化クロム(Cr)を含む酸化膜が形成されてなる
ことを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れか1項に記載の弁装置。
The material of the second metal is chromium (Cr), molybdenum (Mo), cobalt (Co), silicon (Si), nickel (Ni), aluminum (Al), titanium (Ti), copper (Cu) and iron One or more selected from (Fe),
The second coating of the build-up part is
An oxide film containing at least chromium oxide (Cr 2 O 3 ) derived from the second metal is formed by oxidizing the second metal with a plasma flame during the plasma spraying process. The valve device according to any one of claims 1 to 6.
前記肉盛部の第2皮膜は、
プラズマ溶射処理中の作動ガスに添加混合させる補助ガスの供給量を、プラズマ火炎による前記第2の金属の材料自体の酸化を防止できる量に増加させるとともに、
前記第2の金属の材料が、酸化クロム(Cr)、ジルコニア(ZrO)、酸化チタン(TiO)、クロムカーバイト(Cr)、アルミナ(Al)、シリコンカーバイト(SiC)、チタンカーバイト(TiC)、ニクロム(Ni−Cr)、酸化ケイ素(SiO)、コバルト基硬質合金およびニッケル基硬質合金から選ばれる材料であって、
前記第2の金属の材料自体を前記第2皮膜として形成した
ことを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れか1項に記載の弁装置。
The second coating of the build-up part is
Increasing the supply amount of the auxiliary gas added to and mixed with the working gas during the plasma spraying process to an amount that can prevent oxidation of the material of the second metal itself by the plasma flame,
The material of the second metal is chromium oxide (Cr 2 O 3 ), zirconia (ZrO 2 ), titanium oxide (TiO 2 ), chromium carbide (Cr 3 C 2 ), alumina (Al 2 O 3 ), silicon A material selected from carbide (SiC), titanium carbide (TiC), nichrome (Ni-Cr), silicon oxide (SiO 2 ), cobalt base hard alloy and nickel base hard alloy,
The valve device according to any one of claims 1 to 6, wherein the second metal material itself is formed as the second film.
前記肉盛部の第1皮膜と第2皮膜において、
前記第2皮膜が除去されて前記第1皮膜の表面が露出された状態で、この露出した第1皮膜の表面の多孔質な空孔部分に前記第2皮膜を残存させた状態で、この残存した前記第2皮膜は、前記第2の金属の材料を含む酸化膜が形成されてなり、
前記第1皮膜と前記第2皮膜が同一摺接面上に分布している
ことを特徴とする請求項1乃至請求項8の何れか1項に記載の弁装置。
In the first film and the second film of the build-up part,
In the state where the second film is removed and the surface of the first film is exposed, the residual film is left in a state where the second film is left in the porous pores on the surface of the exposed first film. The second film is formed by forming an oxide film containing the second metal material,
The valve device according to any one of claims 1 to 8, wherein the first coating and the second coating are distributed on the same sliding contact surface.
弁開閉に伴って動作する可動部材とこの可動部材に摺接する静止部材とを含む弁装置の製造方法であって、
電気絶縁性のある液中又は気中において、
第1の金属の材料を主成分とする成形体により構成される電極と前記可動部材又は前記静止部材の被処理部との間にパルス状の放電を発生させて前記電極の材料を前記被処理部の表面に溶着させて堆積させることによって形成した第1皮膜と、
第2の金属の材料を主成分とする原料粉末をプラズマ溶射することにより前記被処理部の前記第1皮膜の表面に形成した第2皮膜とを含む肉盛部を前記可動部材又は前記静止部材の少なくとも一方の摺接面に形成する
ことを特徴とする弁装置の製造方法。
A method of manufacturing a valve device including a movable member that operates in accordance with opening and closing of the valve and a stationary member that is in sliding contact with the movable member,
In electrically insulating liquid or air
A pulsed discharge is generated between an electrode constituted by a molded body mainly composed of a first metal material and a portion to be treated of the movable member or the stationary member, and the material of the electrode is treated. A first film formed by welding and depositing on the surface of the part;
A build-up portion including a second coating formed on the surface of the first coating of the portion to be processed by plasma spraying a raw material powder mainly containing a second metal material as the movable member or the stationary member A method for manufacturing a valve device, wherein the valve device is formed on at least one sliding contact surface.
JP2013121234A 2013-06-07 2013-06-07 Valve device and valve device manufacturing method Pending JP2014238142A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013121234A JP2014238142A (en) 2013-06-07 2013-06-07 Valve device and valve device manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013121234A JP2014238142A (en) 2013-06-07 2013-06-07 Valve device and valve device manufacturing method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2014238142A true JP2014238142A (en) 2014-12-18

Family

ID=52135441

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013121234A Pending JP2014238142A (en) 2013-06-07 2013-06-07 Valve device and valve device manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2014238142A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018189282A (en) * 2017-04-28 2018-11-29 三菱日立パワーシステムズ株式会社 Boiler and manufacturing method and repair method of the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018189282A (en) * 2017-04-28 2018-11-29 三菱日立パワーシステムズ株式会社 Boiler and manufacturing method and repair method of the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7423176B2 (en) Method and printed article
JP6157937B2 (en) Valve device and manufacturing method thereof
JP6885674B2 (en) Parts and their manufacturing methods
EP3008317A1 (en) Method for producing an oxidation protection layer for a piston for use in internal combustion engines and piston having an oxidation protection layer
JP6739914B2 (en) Articles and method of manufacturing articles
CN110699626A (en) Laser remelting method of thermal spraying metal ceramic coating for cavitation erosion resistance
US20130087633A1 (en) Cold spray gun
JP2010151148A (en) Surface treatment method, turbine moving blade, gas turbine engine, and steam turbine engine
WO2006095799A1 (en) Surface treatment method and repair method
US20070278324A1 (en) Device for cold gas spraying
WO2015190325A1 (en) Method for producing laminate, and laminate
US9234284B2 (en) Electrical discharge surface treatment method
JP5660587B2 (en) Cermet film, coated metal body having the film, method for producing cermet film, and method for producing coated metal body
JP2004270023A (en) Method for treating device suffering corrosion by liquid, and corrosion preventive coated film alloy
JP3204637B2 (en) Manufacturing method of self-fluxing alloy spray-coated member
JP2014238142A (en) Valve device and valve device manufacturing method
JP2013249824A (en) Method for manufacturing member for steam turbine plant, member for steam turbine plant, governing valve and steam turbine
JP6732515B2 (en) Method for manufacturing valve device
KR20210106216A (en) Coating method for semiconductor equipment and semiconductor equipment for semiconductor deposition processing having coating layer by this method
JPH02236266A (en) Member for molten metal and its production
JP2015158260A (en) Valve device and manufacturing method of the same
Tucker Jr Introduction to thermal spray technology
JP2015193872A (en) Member coated with ceramic spray coating film, and member for semiconductor manufacturing apparatus
JP5881537B2 (en) Steam turbine equipment member manufacturing method, steam turbine equipment member, steam control valve, steam turbine
JP2009068032A (en) Heat-resistant member and its manufacturing method