JPH01313896A - 溶射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は溶射装置に関する。

〔従来の技術〕

溶射装置は、母材表面上に、所期の目的に対応した特殊
な材料の表面被覆層を形成するための装置であり、第８
図に）、　（Ｂ　、　（Ｃ）原理図に示すように、いく
つかの型式のものが知られている。

同図囚の爆発溶射は酸素とアセチレンの混合ガスを爆発
させ、半溶融状態になった粉末状の溶射材料を母材表面
に８回／　ｓｅｅ　ｊ゛パルス的マツハ約２の高速で噴
射する手段であり、同図の）のプラズマ溶射はアーク中
に不活性ガスを供給し、プラズマジェットを発生させて
、溶射材料を溶融し、マツハ約１の速度で母材に連続噴
射する手段であり、同図（Ｏのジェットコートはプロピ
レン、エチレン、水素ガス等と酸素による超高速燃焼ガ
スジェットで粉末粒子を加熱すると＼もに加速さ・せ、
マツハ約２の高速で母材に連続噴射する手段である。

この種の溶射によれば、母材表面部の耐摩耗性、耐熱性
、硬度、寿命等が改善されるのであるが、これらの特性
の改善は、一つには溶射材料が母材に衝突・付着すると
きの飛翔速度に依存し、飛翔速度は第９図線図に示すよ
うに爆発溶射やジェットコートの場合でも７００ｍ／ｓ
程度であり、飛翔速度と気孔率。

接着力との関係は、第１０図線図に示すように、前者は
小さい方が良く、後者は大きい方が良いので、飛翔速度
が大きい程、良い特性の被覆層が得られることが理解さ
れる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来装置では、飛翔速度は高ｎ、　　７００　ｍ／ｓが
最大であり、これ以上のものは実現していない。これは
、一つには、爆発等の化学的反応による加速に依存する
場合の限界に達していると考えられる。しかし、被覆層
の性能向上のために、飛翔速度の向上は強く求められて
いるところである。

一方、従来の装置では、溶射面積（−回の掃引面積）が
比較的小さく、大面積の処理には長時間を要したので、
この改善も望まれる。

本発明はこのような事情に鑑みて提案されたもので、飛
翔速度を増加すると＼もに大きな溶射面積を短時間でカ
バーする高性能の溶射装置を提供することを目的とする
。

〔課題を解決するための手段〕

そのために本発明は、プラズマの生成、噴出を行うプラ
ズマガン部と、その前方に上記プラズマガン部と同軸的
に配設された筒体にそれぞれ付設され上記筒体の軸線に
対して互いに直交する磁界、電界を形成する磁場発生装
置、電極よりなる電磁加速部を設けたことを特徴とする
。

〔作　用〕

このような構成によれば、プラズマガン部で発生された
溶射粒子は互いに直交する磁界及び電界の電磁作用によ
り大きく加速されて増速することができ、また電磁加速
部の断面積を大きくすることにより容易に大面積への溶
射を可能とする。

〔実施例］ 本発明の一実施例を図面について説明すると、第１図は
その側面図、第２図は第１図の内部縦断面図、第３図は
第１図の■−■に沿った横断面図、第４図は第３図のコ
イルに電流を流した場合の磁界を示す同じく横断面図、
第５図はその際のプラズマの加速要領を示す縦断面図、
第６図、第７図はそれぞれ第１〜３図のコイルの変形例
を示す縦断面図、横断面図である。

まず、第１〜３図において、プラズマ生成噴出部４に連
結して、筒体ｌを設け、これの外部に磁場発生装置２−
１．２−２．内部に電極３−１．３−２を装着して、一
体として電磁加速部を形成する。

一般には磁場発生装置２−１．２−２としては、均一な
高磁界を発生するために、鞍型か、レーストラック型の
超伝導コイルが適しており、本図は鞍型コイルを採用し
ている。

筒体１はコイルで発生した磁界が乱されないように非磁
性材で作られている。

第３図において、コイルに図示印で示した方向に通電す
ると、第４図に示すように磁界■が発生し、この状態で
、プラズマカン部４から、初期速度（Ｖｉ）で、電磁加
速部に入射したプラズマは、導電性を有しているので、
正・負の電極３−１．３−２によって通電することがで
き、また電流Ｉで示した方向（磁界ＣＢ）に垂直方向）
に通電すると、フレミングの左手側に基づき、両者に垂
直な方向つまり進行方向に加速され、加速は電界と磁界
が存在する全領域にて、継続的に行われ、加速力［Ｆ］
は、理想的には次式で与えられる。

ｐ：ｊ−ｎ−ａ−ｂ−ａ 但し、ｊは電流密度で、ｘ＝ｊ−ｂ−ｇ従って、目標の
出口速度（ｖｏ）を得るために必要な加速力は、Ｊ−Ｂ
−４を適正に選定することにより得られる。このように
所定の高速が得られたプラズマに溶射材を混入すると、
第５図に示すように、ターゲット（被溶射材）上に溶射
が行われる。

こ＼で、溶射材供給口６は、本図では出口近傍に設けで
あるが、必ずしもこの位置に限るものではなく早い時期
に混入するケースも可能である・ シード供給口５はプラズマ（十溶射材）の導電率向上の
ためのシード元素を投入する場合を示し、これも必ずし
も、この図示の位置に限るものではない。

一方、大面積溶射は、その要求に応じてａ・ｂの寸法値
を大きく定めることにより、容易に可能となる。

なお、上記の説明は磁界発生装置２−１゜２−２として
大空間・高磁界の発生に有利な超伝導コイルの採用を前
提に行ったが、最近の高磁界永久磁石の採用も、可能で
あり、その−例を第６〜７図に示すと、比較的ギャップ
長さＣを小さくとれば同ギャップ間には高磁界の発生が
可能であり、大巾の高速化が可能となる。　　　　　　
　　　　　　　　　　　４゜〔発明の効果〕 このような装置によれば、下記の効果が奏せられる。

（１）電磁加速部においてプラズマ及び溶射材は加速を
され、それによって従来の溶射装置で得られる飛翔速度
以上の高速が得られる。

（２）電磁加速部の口径の大型化により、大面積の短時
間溶射が容易に可能となる。

要するに本発明によれば、プラズマの生成。

噴出を行うプラズマガン部と、その前方に上記プラズマ
ガン部と同軸的に配設された筒体にそれぞれ付設され上
記筒体の軸線に対して互いに直交する磁界、電界を形成
する磁場発生装置、電極よりなる電磁加速部を設けたこ
とにより、飛翔速度を増加すると＼もに大きな溶射面積
を短時間でカバーする高性能の溶射装置を得るから、本
発明は産業上極めて有益なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す側面図、第２図は第１
図の内部縦断面図、第３図は第１図の■−■に沿った横
断面図、第４図は第３図のコイルに電流を流した場合の
磁界を示す同じく横断面図、第５図はその際のプラズマ
の加速要領を示す縦断面図、第６図、第７図はそれぞれ
第１〜３図のコイルの変形例を示す縦断面図、横断面図
である。 第８図は公知の溶射装置を示す原理図、第９図は従来の
溶射装置における粒子飛行速度を示す線図、第１０図は
粒子飛行速度と気孔率。 接着力との関係を示す線図である。 １・・筒体、２−１．２−２・・磁界発生装置、３−１
，３−２・・電極、４・・プラズマガン部、５・・シー
ド供給口、６・・溶射材供給口、７・・ターゲット（被
溶射母材） 代理人　弁理士　塚　本　正　文 第１図 第２図 第３図 第４図 第６図 第７図 り一企Ｚ立Ｚ乙 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. プラズマの生成、噴出を行うプラズマガン部と、その前
   方に上記プラズマガン部と同軸的に配設された筒体にそ
   れぞれ付設され上記筒体の軸線に対して互いに直交する
   磁界、電界を形成する磁場発生装置、電極よりなる電磁
   加速部を設けたことを特徴とする溶射装置。