JP6484242B2 - ライニングされた長寿命プラズマ・ノズル - Google Patents
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Description
1.特に高熱負荷下及び高温度勾配下で、タングステンよりも大きい延性及び耐破砕性を有する。
2.融点が、同様に高いか、又はできるだけ近い値を有している。
3.タングステンよりも低い融点を補償するだけ十分に大きい熱伝導性を備える。
ノズル本体の壁厚に関連して決定される値又はノズル本体の壁厚に対応する値を有する、及び、
ノズルの部分の総壁厚とライナー材料の壁厚のものとの比率が、ライナー材料の壁厚に関連して決定される値又はライナー材料の壁厚に対応する値を有する
のうちの少なくとも1つである。
0.25mmよりもかなり大きい、及び0.5mmよりも大きい、のうちの一つの断面厚さを有するタングステン合金、
モリブデン、
銀、及び
イリジウム
のうちの1つを備える。
ノズル本体の壁厚と関連して決定される値を有する、及び、
ノズルの部分の総壁厚とライナー材料の壁厚との比率が、ライナー材料の壁厚と関連して決定される値、又はライナー材料の壁厚に対応する値を有する、
のうちの少なくとも1つである。
本発明の別の非限定例として、以下の要件に適合するタングステン合金ライニング壁を有する、図4に示すタイプのいずれかのプラズマ銃ノズルが提供される。壁厚「C」は、タングステン合金ライナーが、下の銅の溶融が発生する地点まで銅が保護されない程薄くてはならない。他方、壁厚「C」は、応力集中がすぐに大きくなり、その結果タングステン合金ライナーが破損する可能性がある程厚くすべきではない。以上を考慮すると、約2.0mmから約5.0mmまで、好ましくは約2.5mmから約4.0mmまで、最も好ましくは約2.95mmである壁厚「C」を有する略円筒形状のタングステン合金ライナーと組み合わせて、既存の銅ノズル本体を使用することができる。例として、97W、2.1Ni、0.9Feの重量パーセント組成を有するCMW3970のように、タングステンは鉄及びニッケルと合金化される。具体的にはでは、タングステン合金の各成分は、約99%から100%まで、好ましくは約99.5%から約100%まで、最も好ましくは約99.95%から約100%までの範囲の純度を有しなければならない。
本発明の別の非限定例として、以下の要件に適合する薄いタングステン合金ライニング壁を有する図8に示すタイプのいずれかのプラズマ銃ノズルが提供される。壁厚「C」は、タングステン合金ライナーが、下の銅の溶融が発生する地点まで銅が保護されない程薄くてはならない。他方、壁厚「C」は、応力集中がすぐに大きくなり、その結果タングステン合金ライナーが破損する可能性がある程厚くすべきではない。以上を考慮すると、約0.25mmから約1.25mmまで、好ましくは約0.5mmから約1.0mmまで、最も好ましくは約0.75mmから約1.0mmまでの壁厚「C」を有する、略円筒形状のタングステン合金ライナーと組み合わせて、既存の銅ノズル本体を使用することができる。例として、97W、2.1Ni、0.9Feの重量パーセント組成を有するCMW3970のように、タングステンは鉄及びニッケルと合金化される。具体的には、タングステン合金の各成分は、約99%から100%まで、好ましくは約99.5%から約100%まで、最も好ましくは約99.95%から約100%までの範囲の純度を有しなければならない。
本発明の別の非限定例によれば、以下の要件に適合するモリブデン合金ライニング壁を有する、図4に示すタイプのいずれかのプラズマ銃ノズルが提供される。壁厚「C」は、モリブデン・ライナーが、下の銅の溶融が発生する地点まで銅が保護されない程薄くてはならない。他方、壁厚「C」は、応力集中がすぐに大きくなり、その結果モリブデン・ライナーが破損する可能性がある程厚くすべきではない。以上を考慮すると、2.0mmから約5.0mmまで、好ましくは約2.5mmから約4.0mmまで、最も好ましくは約2.95mmの略円筒形状の壁の厚さ「C」を有するモリブデン・ライナーと組み合わせて、既存の銅ノズル本体を使用することができる。具体的には、モリブデンは、約99%から100%まで、好ましくは約99.5%から約100%まで、最も好ましくは約99.95%から約100%までの範囲の純度を有しなければならない。
本発明の別の非限定例としてば、以下の要件に適合する薄いモリブデン・ライニング壁を有する、図8に示すタイプのいずれかのプラズマ銃ノズルが提供される。壁厚「C」は、薄いモリブデン・ライナーが、下の銅の溶融が発生する地点まで銅が保護されない程薄くてはならない。他方、壁厚「C」は、応力集中がすぐに大きくなり、その結果モリブデン・ライナーが破損する可能性がある程厚くすべきではない以上を考慮すると、約0.25mmから約1.25mmまで、好ましくは約0.5mmから約1.0mmまで、最も好ましくは約0.75mmから約1.0mmまでの壁厚「C」を有する略円筒形状のモリブデン・ライナーと組み合わせて、既存の銅ノズル本体を使用することができる。具体的には、モリブデンは、約99%から100%まで、好ましくは約99.5%から約100%まで、最も好ましくは約99.95%から約100%までの範囲の純度を有しなければならない。
Claims (6)
- 銅材料からできたノズル本体(20)と、該ノズル本体(20)内に配置されたライナー材料(23)とを備えるプラズマ溶射銃であって、
前記ライナー材料(23)が、前記ノズル本体(20)よりも高い溶融温度を有し、前記ライナー材料(23)が、タングステン合金およびモリブデンのうちの1つを含み、前記ライナー材料(23)が、0.25mmよりも大きく5.0mmよりも小さい断面での壁厚(C)を有する、プラズマ溶射銃。 - 前記ノズル本体(20)の壁厚(D)及び前記ライナー材料(23)の壁厚(C)が、アーク付着領域(70)でそれぞれ測定され、
ノズルの部分の総壁厚(C+D)の前記ライナー材料の壁厚(C)に対する比率(C+D/C)が、3.5以上である、請求項1に記載されたプラズマ溶射銃。 - 前記比率が、
3.5から7まで、
4.1から6まで、及び
5
のうちの少なくとも1つである、請求項2に記載されたプラズマ溶射銃。 - 通常作動中に、前記ライナー材料は、アーク付着領域(70)において、前記アーク付着領域(70)の下流領域よりも少ない熱応力が生じるようになっている、請求項1に記載されたプラズマ溶射銃。
- 前記ライナー材料の前記壁厚(C)が、
0.25mmから1.25mmまで、
0.50mmから1.0mmまで、及び
0.75mmから1.0mmまで
のうちの少なくとも1つである、請求項1に記載のプラズマ溶射銃。 - 冷却流体が循環する陰極(50)及び陽極(60)本体を更に備える、請求項1に記載されたプラズマ溶射銃。
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