JP3085038B2 - プラズマ溶射装置 - Google Patents
プラズマ溶射装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、固体素地の表面に溶
融した材料を噴射させ皮膜を形成させる装置に関する。
融した材料を噴射させ皮膜を形成させる装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】プラズマ溶射装置は、セラミックス、ま
たは金属、プラスチックなどの溶射材料をプラズマで加
熱、溶融させて液状微粒子とし、この液状微粒子をプラ
ズマジェットで固体素地材の表面に高速で衝突させ（溶
射させ）、固体素地に皮膜を形成させるためのものであ
る。固体材料を被覆することによって耐環性や耐摩耗
性、電気的絶縁性などを向上させる。
たは金属、プラスチックなどの溶射材料をプラズマで加
熱、溶融させて液状微粒子とし、この液状微粒子をプラ
ズマジェットで固体素地材の表面に高速で衝突させ（溶
射させ）、固体素地に皮膜を形成させるためのものであ
る。固体材料を被覆することによって耐環性や耐摩耗
性、電気的絶縁性などを向上させる。
【０００３】図５は従来のプラズマ溶射装置の構成を示
す系統図である。プラズマトーチ１によって、液状微粒
子の混入するプラズマジェット４を成膜させたい固体素
地２の表面に向けて射出させる。プラズマトーチ１の陽
極端子２０Ａおよび陰極端子２２Ａには配線１３Ａ、１
３Ｂを介して電源１８が電気的に接続されている。電源
１８は直流電源１８Ａと高周波電源１８Ｂよりなる。ま
た、ガス吹付け部１５が、ガスボンベ９から配管１２Ａ
を介してプラズマトーチ１のガス供給口１５Ａに配管接
続されている。さらに、粉末投入部１４が、原料粉末５
を収納した粉末容器７から配管１２Ｂを介してプラズマ
トーチ１の粉末供給口１４Ａに配管接続されている。ま
た、配管１２Ｂにはガスボンベ８が配管接続されてい
る。
す系統図である。プラズマトーチ１によって、液状微粒
子の混入するプラズマジェット４を成膜させたい固体素
地２の表面に向けて射出させる。プラズマトーチ１の陽
極端子２０Ａおよび陰極端子２２Ａには配線１３Ａ、１
３Ｂを介して電源１８が電気的に接続されている。電源
１８は直流電源１８Ａと高周波電源１８Ｂよりなる。ま
た、ガス吹付け部１５が、ガスボンベ９から配管１２Ａ
を介してプラズマトーチ１のガス供給口１５Ａに配管接
続されている。さらに、粉末投入部１４が、原料粉末５
を収納した粉末容器７から配管１２Ｂを介してプラズマ
トーチ１の粉末供給口１４Ａに配管接続されている。ま
た、配管１２Ｂにはガスボンベ８が配管接続されてい
る。
【０００４】図６は図５のプラズマトーチ１の構成を示
す断面図であり、その内部構成が示されている。プラズ
マトーチ１は陰極端子２２Ａを備えた陰電極２２を軸中
心に備えている。陰電極２２の外周に絶縁体２１を介し
て陽電極２０が配されている。陽電極２０は陽極端子２
０Ａを備えるとともに、ノズル部２４を形成している。
前述のように、プラズマトーチ１にはガス供給口１５Ａ
が設けられてあり、作動ガス１０が陰電極２２の先端部
２２Ｂに吹き付けられる。また、プラズマトーチ１には
粉末供給口１４Ａが設けられてあり、原料粉末５がプラ
ズマジェット４に投入される。
す断面図であり、その内部構成が示されている。プラズ
マトーチ１は陰極端子２２Ａを備えた陰電極２２を軸中
心に備えている。陰電極２２の外周に絶縁体２１を介し
て陽電極２０が配されている。陽電極２０は陽極端子２
０Ａを備えるとともに、ノズル部２４を形成している。
前述のように、プラズマトーチ１にはガス供給口１５Ａ
が設けられてあり、作動ガス１０が陰電極２２の先端部
２２Ｂに吹き付けられる。また、プラズマトーチ１には
粉末供給口１４Ａが設けられてあり、原料粉末５がプラ
ズマジェット４に投入される。
【０００５】図６において、陽電極２０と陰電極２２の
間に電圧を印加して、陰電極２２の先端部２２Ｂにアー
クプラズマを発生させる。このアークプラズマに作動ガ
ス１０、例えばアルゴンガスを吹き付け、矢印２５方向
にプラズマジェット４を射出させる。そのとき、プラズ
マジェット４中には原料粉末５が投入され、原料粉末５
はプラズマ熱によって溶融し液体微粒子になる。プラズ
マジェット４は液体微粒子とともにノズル部２４から外
部に射出される。
間に電圧を印加して、陰電極２２の先端部２２Ｂにアー
クプラズマを発生させる。このアークプラズマに作動ガ
ス１０、例えばアルゴンガスを吹き付け、矢印２５方向
にプラズマジェット４を射出させる。そのとき、プラズ
マジェット４中には原料粉末５が投入され、原料粉末５
はプラズマ熱によって溶融し液体微粒子になる。プラズ
マジェット４は液体微粒子とともにノズル部２４から外
部に射出される。
【０００６】図５に戻り、高周波電源１８Ｂは直流電源
１８Ａからの直流電流をプラズマトーチ１の電極間に流
すためのアークトリガ用のものである。高周波電源１８
Ｂによって、高電圧を電極間に重畳させ、電極間を一旦
絶縁破壊させる。電極間が絶縁破壊すれば導電性になる
ので直流電源１８Ａの電圧が低くても数十ボルト、数千
アンペアの大電流が電極間に流れ、高温のプラズマが発
生する。ガスボンベ９には、作動ガス１０が充填されて
いる。また、ガスボンベ８にはキャリアガス６、例えば
アルゴンガスが充填されている。キャリアガス６は、そ
の風圧で原料粉末５を粉末供給口１４Ａへ送り、プラズ
マジェット４中に投入させるためのものである。
１８Ａからの直流電流をプラズマトーチ１の電極間に流
すためのアークトリガ用のものである。高周波電源１８
Ｂによって、高電圧を電極間に重畳させ、電極間を一旦
絶縁破壊させる。電極間が絶縁破壊すれば導電性になる
ので直流電源１８Ａの電圧が低くても数十ボルト、数千
アンペアの大電流が電極間に流れ、高温のプラズマが発
生する。ガスボンベ９には、作動ガス１０が充填されて
いる。また、ガスボンベ８にはキャリアガス６、例えば
アルゴンガスが充填されている。キャリアガス６は、そ
の風圧で原料粉末５を粉末供給口１４Ａへ送り、プラズ
マジェット４中に投入させるためのものである。
【０００７】図５において、プラズマトーチ１にギャツ
プ長Ｇを介して固体素地２が対向して配されている。プ
ラズマジェット４はギャツプ長Ｇを進むとともに半径方
向にも広がりを見せ、固体素地２の表面に直径Ｄの範囲
の円形皮膜１７を形成する。原料粉末５として溶融温度
が２３００°Ｋのアルミナ粉末を用いた場合、数千アン
ペアの直流電源によって数万°Ｋプラズマジェット４を
発生させ、アルミナ粉末を溶射させる。例えば、ギャツ
プ長Ｇを数１０cmとしておけば、固体素地２の表面に直
径Ｄが１０cm位の円形のセラミック皮膜１７を形成する
ことができる。この皮膜１７を形成した後に、エッジン
グ加工によって皮膜１７の周囲形状を希望の形に仕上げ
る。
プ長Ｇを介して固体素地２が対向して配されている。プ
ラズマジェット４はギャツプ長Ｇを進むとともに半径方
向にも広がりを見せ、固体素地２の表面に直径Ｄの範囲
の円形皮膜１７を形成する。原料粉末５として溶融温度
が２３００°Ｋのアルミナ粉末を用いた場合、数千アン
ペアの直流電源によって数万°Ｋプラズマジェット４を
発生させ、アルミナ粉末を溶射させる。例えば、ギャツ
プ長Ｇを数１０cmとしておけば、固体素地２の表面に直
径Ｄが１０cm位の円形のセラミック皮膜１７を形成する
ことができる。この皮膜１７を形成した後に、エッジン
グ加工によって皮膜１７の周囲形状を希望の形に仕上げ
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たような従来の装置は、溶射材料を粉末状にしなければ
ならないという問題があった。溶射材料は、粉末投入部
を介してノズル部へ供給されていた。そのために、溶射
材料は必ず粉末状に加工する必要があっり、前処理に多
大な加工時間がかかっていた。また、粉末投入部は配管
が必要であり装置の構成を複雑にしていた。
たような従来の装置は、溶射材料を粉末状にしなければ
ならないという問題があった。溶射材料は、粉末投入部
を介してノズル部へ供給されていた。そのために、溶射
材料は必ず粉末状に加工する必要があっり、前処理に多
大な加工時間がかかっていた。また、粉末投入部は配管
が必要であり装置の構成を複雑にしていた。
【０００９】この発明の目的は、溶射材料を必ずしも粉
末状にしなくても、溶射可能にするとともに、装置の構
成を簡素化することにある。
末状にしなくても、溶射可能にするとともに、装置の構
成を簡素化することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明によれば、プラズマ発生させるための電
極対と、この電極対に並列接続される電源と、プラズマ
に作動ガスを吹き付けプラズマジェットを形成させるガ
ス吹付け部と、プラズマの熱によって溶融した溶射材料
をプラズマジェットとともに射出させるノズル部とによ
り構成されたものにおいて、溶射材料をノズル部に固着
させてなるものとする。
めに、この発明によれば、プラズマ発生させるための電
極対と、この電極対に並列接続される電源と、プラズマ
に作動ガスを吹き付けプラズマジェットを形成させるガ
ス吹付け部と、プラズマの熱によって溶融した溶射材料
をプラズマジェットとともに射出させるノズル部とによ
り構成されたものにおいて、溶射材料をノズル部に固着
させてなるものとする。
【００１１】かかる構成において、溶射材料をスリーブ
状に形成し、ノズル部に嵌合わせてなるものとする、又
は、粉末状の溶射材料を同軸に配された２重円筒の間に
収納し、この２重円筒をノズル部に嵌合させてなるもの
とする、又は、溶射材料を網状に形成し、ノズル部の出
口に固着させてなるものとする、又は、溶射材料をワイ
ヤ状に形成し、ノズル部の出口に固着させてなるものと
する。
状に形成し、ノズル部に嵌合わせてなるものとする、又
は、粉末状の溶射材料を同軸に配された２重円筒の間に
収納し、この２重円筒をノズル部に嵌合させてなるもの
とする、又は、溶射材料を網状に形成し、ノズル部の出
口に固着させてなるものとする、又は、溶射材料をワイ
ヤ状に形成し、ノズル部の出口に固着させてなるものと
する。
【００１２】
【作用】溶射材料をノズル部に固着させておくことによ
り、溶射材料が必ずしも粉末状でなくても溶射可能であ
る。溶射材料が粉末でない場合は、例えばスリーブ状に
してノズル部に嵌合させたり、網状又は、ワイヤ状にし
てノズル部の出口に固着させる。溶射材料はそれが粉末
でなくても、吹き付けられたプラズマジェットの熱によ
って直ちに溶融し液体微粒子になる。
り、溶射材料が必ずしも粉末状でなくても溶射可能であ
る。溶射材料が粉末でない場合は、例えばスリーブ状に
してノズル部に嵌合させたり、網状又は、ワイヤ状にし
てノズル部の出口に固着させる。溶射材料はそれが粉末
でなくても、吹き付けられたプラズマジェットの熱によ
って直ちに溶融し液体微粒子になる。
【００１３】溶射材料が粉末の場合は、例えば同軸の２
重円筒の間にその粉末を収納し、この２重円筒をノズル
部に嵌合わせる。内円筒を薄膜で形成しておけば、プラ
ズマジェットの熱によって直ちに内円筒が破れる。それ
によって、粉末がプラズマジェットに触れ、溶射材料が
液体微粒子になる。また、溶射材料をノズル部に直接固
着させるので、従来の装置で必要であった粉末投入部は
不用になり装置の構成が簡単になる。
重円筒の間にその粉末を収納し、この２重円筒をノズル
部に嵌合わせる。内円筒を薄膜で形成しておけば、プラ
ズマジェットの熱によって直ちに内円筒が破れる。それ
によって、粉末がプラズマジェットに触れ、溶射材料が
液体微粒子になる。また、溶射材料をノズル部に直接固
着させるので、従来の装置で必要であった粉末投入部は
不用になり装置の構成が簡単になる。
【００１４】
【実施例】以下この発明を実施例に基づいて説明する。
図１はこの発明の実施例にかかるプラズマ溶射装置の構
成を示す要部断面図である。スリーブ状の溶射材料３０
が取付金具３１に固着され、プラズマトーチ１のノズル
部２４に嵌合されている。取付金具３１はボルト３２を
介して陽電極２０に固定されている。その他は図６の従
来の構成と同じである。同じ部分には同一参照符号を用
いることにより詳細な説明は省略する。
図１はこの発明の実施例にかかるプラズマ溶射装置の構
成を示す要部断面図である。スリーブ状の溶射材料３０
が取付金具３１に固着され、プラズマトーチ１のノズル
部２４に嵌合されている。取付金具３１はボルト３２を
介して陽電極２０に固定されている。その他は図６の従
来の構成と同じである。同じ部分には同一参照符号を用
いることにより詳細な説明は省略する。
【００１５】図１において、ノズル部２４内に形成され
たプラズマジェット４は、スリーブ状の溶射材料３０を
溶融し、液状の微粒子を生成させる。なお、溶射材料３
０の形はプラズマジェット４が吹き出す中空部があれ
ば、必ずしもスリーブのような円筒状でなくともよい。
溶射材料３０が、任意の形をしていてもノズル部２４の
内周面に固定されてあればよい。溶射材料３０がスリー
ブ状に形成されたことにより、プラズマジェット４に触
れる面積が増し大量の液体微粒子が生成される。また、
溶射材料３０の肉厚を増しておくことにより、溶射を何
回も実施することができる。
たプラズマジェット４は、スリーブ状の溶射材料３０を
溶融し、液状の微粒子を生成させる。なお、溶射材料３
０の形はプラズマジェット４が吹き出す中空部があれ
ば、必ずしもスリーブのような円筒状でなくともよい。
溶射材料３０が、任意の形をしていてもノズル部２４の
内周面に固定されてあればよい。溶射材料３０がスリー
ブ状に形成されたことにより、プラズマジェット４に触
れる面積が増し大量の液体微粒子が生成される。また、
溶射材料３０の肉厚を増しておくことにより、溶射を何
回も実施することができる。
【００１６】図２はこの発明の異なる実施例にかかるプ
ラズマ溶射装置の構成を示す断面図である。円筒３４，
３５が同軸に２重円筒を形成し、この間に粉末状の溶射
材料３３を充填する。円筒３４は薄膜で形成され、内部
の粉末状の溶射材料３３が出ないように両端が封止され
ている。円筒３５はボルト３２を介して陽電極２０に固
定されている。その他の構成は図１と同じである。
ラズマ溶射装置の構成を示す断面図である。円筒３４，
３５が同軸に２重円筒を形成し、この間に粉末状の溶射
材料３３を充填する。円筒３４は薄膜で形成され、内部
の粉末状の溶射材料３３が出ないように両端が封止され
ている。円筒３５はボルト３２を介して陽電極２０に固
定されている。その他の構成は図１と同じである。
【００１７】図２において、ノズル部２４内に形成され
たプラズマジェット４は、薄膜の円筒３４を瞬時に溶か
し、粉末状の溶射材料３３に触れる。これによって、液
状の微粒子が生成され、ノズル部２４から射出される。
なお、円筒３４は必ずしも円筒状でなくてもよい。この
ことは図１で説明されたことと同じであり、円筒３４が
プラズマジェット４によって直ちに溶融すればよい。
たプラズマジェット４は、薄膜の円筒３４を瞬時に溶か
し、粉末状の溶射材料３３に触れる。これによって、液
状の微粒子が生成され、ノズル部２４から射出される。
なお、円筒３４は必ずしも円筒状でなくてもよい。この
ことは図１で説明されたことと同じであり、円筒３４が
プラズマジェット４によって直ちに溶融すればよい。
【００１８】図３はこの発明のさらに異なる実施例にか
かるプラズマ溶射装置の構成を示す断面図である。網状
の溶射材料３６がノズル部２４の出口でボルト３２を介
して陽電極２０に固定されている。その他は図１の構成
と同じである。図３において、ノズル部２４内に形成さ
れたプラズマジェット４は網状の溶射材料３６を溶融
し、液状の微粒子を生成する。なお、溶射材料３６は必
ずしも網状でなくてもよく、板状で多数の穴が散在して
いる形状でも充分に機能する。
かるプラズマ溶射装置の構成を示す断面図である。網状
の溶射材料３６がノズル部２４の出口でボルト３２を介
して陽電極２０に固定されている。その他は図１の構成
と同じである。図３において、ノズル部２４内に形成さ
れたプラズマジェット４は網状の溶射材料３６を溶融
し、液状の微粒子を生成する。なお、溶射材料３６は必
ずしも網状でなくてもよく、板状で多数の穴が散在して
いる形状でも充分に機能する。
【００１９】図４はこの発明のさらに異なる実施例にか
かるプラズマ溶射装置の構成を示す断面図である。複数
のワイヤ状の溶射材料３７がねじ３８を介して陽電極２
０に固定されている。図４において、ノズル部２４内に
形成されたプラズマジェット４はワイヤ状の溶射材料３
７を溶融し、液状の微粒子を生成する。なお、溶射材料
３６は必ずしもワイヤ状でなくても、プラズマジェット
４が吹き出す隙間さえあれば任意の形状でも充分に機能
する。
かるプラズマ溶射装置の構成を示す断面図である。複数
のワイヤ状の溶射材料３７がねじ３８を介して陽電極２
０に固定されている。図４において、ノズル部２４内に
形成されたプラズマジェット４はワイヤ状の溶射材料３
７を溶融し、液状の微粒子を生成する。なお、溶射材料
３６は必ずしもワイヤ状でなくても、プラズマジェット
４が吹き出す隙間さえあれば任意の形状でも充分に機能
する。
【００２０】
【発明の効果】この発明は前述のように、溶射材料をノ
ズル部に固着させておくことにより、溶射材料が必ずし
も粉末状でなくても溶射可能である。溶射したい材料を
すべて粉末にする必要がないので、加工時間が大幅に低
減される。また、従来の装置のような配管を備えた粉末
投入部が不用になるので、装置の構成が簡素化され設備
費が節約される。
ズル部に固着させておくことにより、溶射材料が必ずし
も粉末状でなくても溶射可能である。溶射したい材料を
すべて粉末にする必要がないので、加工時間が大幅に低
減される。また、従来の装置のような配管を備えた粉末
投入部が不用になるので、装置の構成が簡素化され設備
費が節約される。
【図１】この発明の実施例にかかるプラズマ溶射装置の
構成を示す要部断面図
構成を示す要部断面図
【図２】この発明の異なる実施例にかかるプラズマ溶射
装置の構成を示す要部断面図
装置の構成を示す要部断面図
【図３】この発明のさらに異なる実施例にかかるプラズ
マ溶射装置の構成を示す要部断面図
マ溶射装置の構成を示す要部断面図
【図４】この発明のさらに異なる実施例にかかるプラズ
マ溶射装置の構成を示す要部断面図
マ溶射装置の構成を示す要部断面図
【図５】従来のプラズマ溶射装置の構成を示す系統図
【図６】図５のプラズマトーチの構成を示す断面図
１：プラズマトーチ、４：プラズマジェット、２０：陽
電極、２２：陰電極、２４：ノズル部、３０，３３，３
６，３７：溶射材料、３１：取付金具、３２：ボルト、
３４，３５：円筒、３８：ねじ
電極、２２：陰電極、２４：ノズル部、３０，３３，３
６，３７：溶射材料、３１：取付金具、３２：ボルト、
３４，３５：円筒、３８：ねじ
Claims (5)
- 【請求項１】プラズマ発生させるための電極対と、この
電極対に並列接続される電源と、プラズマに作動ガスを
吹き付けプラズマジェットを形成させるガス吹付け部
と、プラズマの熱によって溶融した溶射材料をプラズマ
ジェットとともに射出させるノズル部とにより構成され
たものにおいて、溶射材料をノズル部に固着させてなる
ことを特徴とするプラズマ溶射装置。 - 【請求項２】請求項１記載のものにおいて、溶射材料を
スリーブ状に形成し、ノズル部に嵌合わせてなることを
特徴とするプラズマ溶射装置。 - 【請求項３】請求項１記載のものにおいて、粉末状の溶
射材料を同軸に配された２重円筒の間に収納し、この２
重円筒をノズル部に嵌合させてなることを特徴とするプ
ラズマ溶射装置。 - 【請求項４】請求項１記載のものにおいて、溶射材料を
網状に形成し、ノズル部の出口に固着させてなることを
特徴とするプラズマ溶射装置。 - 【請求項５】請求項１記載のものにおいて、溶射材料を
ワイヤ状に形成し、ノズル部の出口に固着させてなるこ
とを特徴とするプラズマ溶射装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05206759A JP3085038B2 (ja) | 1993-08-23 | 1993-08-23 | プラズマ溶射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05206759A JP3085038B2 (ja) | 1993-08-23 | 1993-08-23 | プラズマ溶射装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0765992A JPH0765992A (ja) | 1995-03-10 |
| JP3085038B2 true JP3085038B2 (ja) | 2000-09-04 |
Family
ID=16528623
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05206759A Expired - Fee Related JP3085038B2 (ja) | 1993-08-23 | 1993-08-23 | プラズマ溶射装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3085038B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8362386B2 (en) * | 2010-06-09 | 2013-01-29 | General Electric Company | Power delivery unit, plasma spray system, and method of using plasma spray system |
| KR101696872B1 (ko) * | 2016-08-26 | 2017-01-17 | 동양엠더블유주식회사 | 플라즈마 용사 시스템의 플라즈마건 장치 및 이를 구비한 플라즈마 용사 시스템 |
| JP6868858B2 (ja) * | 2017-01-13 | 2021-05-12 | 島根県 | 皮膜形成方法及び装置、並びに堆積物形成方法及び装置 |
-
1993
- 1993-08-23 JP JP05206759A patent/JP3085038B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0765992A (ja) | 1995-03-10 |
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