JPH025816B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は再溶融化処理時に溶融部に金属粉末を
添加するさいに用いられる粉末材搬送方法に関す
るものである。

（背景技術） プラズマトーチを用いて再溶融化処理、所謂リ
メルト処理を行う場合、被処理物表面をプラズマ
アークで、溶融し、溶融部に金属粉末を添加し、
被処理物表面に高硬度の合金層を形成する。

かかるリメルト処理においては上記の如くプラ
ズマアークにより溶融部に金属粉末を添加する
が、金属粉末の溶融部への搬送は従来では添加粉
末材を適量計量し、そのまま管路を介して搬送供
給したり、或は計量後粉末を乾燥空気に浮遊さ
せ、又はアルゴンガス中に粉末材を浮遊させ、搬
送供給しているのが現状である。

以上の如き従来手段は、浮遊搬送時に粉末材が
粉末供給管の内壁に付着堆積し、管径が細くなつ
て安定した粉末材の供給が行えなくなつたり、適
量の添加が行うことができなくなつたりする不都
合が発生し、結果的に処理にバラつきが発生した
りする虞もあり、延いては処理品の品質にバラつ
きが発生する。

そこで従来では上記に対処するため、供給管の
内壁部に面粗度を高めるべくメツキ処理したり、
或は供給管自体を摩擦係数の低い材料で形成した
りしているが、粉末材の内壁への付着は完全に防
止することが実質上困難で、十分な解決手段とは
いえない。

（発明の目的） 本発明は以上を改善すべくなされたもので、そ
の目的とする処は、粉末材の供給管による搬送供
給時にこれの管内壁への付着を防止し、付着によ
る目詰まり、粉末材の供給添加量の不安定を防止
し、必要の適量を安定的に供給添加し、以つて処
理の安定化、品質の均一化、安定化を図り、リメ
ルト処理の実用性を一層高め得るようにした粉末
搬送供給方法を提供するにある。

（発明の構成） 以上の目的を達成するため本発明は、粉末供給
装置と処理トーチへの粉末導入・供給管との間、
粉末導入・供給管の系路中の双方、或は何れかに
超音波振動装置を介設し、粉末供給口、粉末導
入・供給管に超音波振動に付与し、プラズマアー
ク中に該粉末材を搬送・供給して添加するように
構成した。

（実施例） 次に本発明の好適一実施例を添付図面に従つて
詳述する。

第１図は再溶融化処理（リメルト処理）装置の
一例を示す模式的説明図、第２図は粉末材計量、
導入、供給系及びリメルト処理用プラズマトーチ
のノズル部の説明的縦断面図、第３図は計量装置
の要部の斜視図である。

リメルト処理の概略を第１図に従つて説明する
と、被処理物としてはカムシヤフト１のカム部１
０１…のリメルト処理を示し、カムシヤフト１の
軸方向両端部をチヤツク２、センタ３で支持し、
センタ３に繋がる押圧シリンダ４で軸方向に加圧
してカムシヤフト１を保持し、モータ５でチヤツ
ク２を回転させ、カムシヤフト１を回転せしめ
る。カムシヤフト１の任意のカム部１０１上方に
プラズマトーチ６が臨み、トーチ６はホルダ７で
支持枠８で上下動自在に支持され、支持枠８はモ
ータ９で回転駆動される送りネジ１０に螺合支持
され、モータ５でカムシヤフト１を回転させ、一
方、カム部１０１上方でトーチ６をこれのプロフ
イルとノズルとの間のクリアランスを一定とすべ
く上下動させ、更に送りネジ１０でトーチ６を各
カム毎に順次移動させ、且つ所定カム部で往復動
させて溶融時に蛇行軌跡を形成し、カム部の表面
をリメルト処理する。実施例はカム部が８箇所あ
り、トーチ６を２個設け、各トーチで４個のカム
部を夫々リメルト処理するようにした。

トーチ６のノズル１１の詳細は第２図に示され
る如くで、ノズル１１は中空状のシールドキヤツ
プ１１１内にチツプ１１２を配設し、チツプ１１
２とシールドキヤツプ１１１との間には不活性ガ
ス等のシールドガスの通路１１３が形成され、又
チツプ１１２の中心にはアルゴンガス等の作動ガ
スの通路１１４が形成され、通路１１４の周りに
は冷却通路１１５が形成され、更に通路１１４内
にタングステン等の電極１１６が設けられてい
る。そしてトーチ６の電極１１６は電源１２にコ
ード１２１で接続されている。

シールドキヤツプ１１１の下部には左右に該キ
ヤツプの壁を貫通する如く二本の粉末材導入・供
給管（以下管と記す）１３，１４を配設し、管１
３，１４は摩擦係数の小さい剛体、例えばステン
レス鋼等で形成し、該管１３，１４はノズル１１
の軸線Ｎに対して左右対称にその先部が１３１，
１４１が所定角度傾斜する如く配設され、その軸
線の延長線が通路１１４の軸線の延長線従つて軸
線Ｎと交叉する如く設定されている。

以上の管１３，１４は金属粉末材供給装置１５
に連通接続され、プラズマアークによるカム部１
０１の溶融時に溶融部へ金属粉末材を供給添加し
高硬度の合金層を形成する。

金属粉末供給装置１５は詳細には第２図及び第
３図に示される如くで密閉箱体１５１の基板１５
２上方に粉末材１６を収納したホツパ１５３を設
け、これの漏斗状の下部の出口１５４下方に計量
装置１７のターンテーブル１７１を配設し、ター
ンテーブル７１は基板１５２下方に設けたモータ
１７２の軸１７３で水平面内で回転駆動される。
ターンテーブル１７１の上面の一部にはクリアラ
ンスをもつて計量板１７４を臨ませ、計量板１７
４はベース１７５に対して水平面内でシリンダユ
ニツト１７６により揺動自在であり、且つ上下揺
動自在とし、ターンテーブル１７１上面への干渉
量及びクリアランスを調節可能とし、計量板１７
４が臨むターンテーブル１７１の下方には漏斗状
に受部材１８を設ける。

ホツパ１５３に収納された粉末材１６は出口１
５４からターンテーブル１７１上に供給され、こ
れの回転で計量板１７４に臨み、クリアランスよ
り上で計量板１７４により案内された量の粉末材
を掻き落して計量し、受部材１８上に落下供給せ
しめ、一方、箱体１５内には通孔１５５から実施
例では粉末材の搬送ガスとしてアルゴンガスを供
給し、計量された粉末材を管体に搬送・供給す
る。

受部材１８の小径管状の下半部１８１を基板１
５２に縦通せしめてその下端部１８２を下方に延
出し、超音波振動装置１９の本体１９１から延出
した振動子１９２に該下端部を嵌挿し、振動子１
９２には受部材１８の管状内径部と連通する同径
の通路１９３を縦設し、前記下端部１８２は通路
１９３上方の大径凹部１９４に嵌着する。通路１
９３下方の大径凹部１９５には管状のＹ型ジヨイ
ント２０の一の管部２０１上端部２０２を嵌着
し、Ｙ状の通路２０３は通路１９３と同径とし、
二股状の他の二本の管部２０４，２０５の下端部
に既述の管１３，１４の上端部１３２，１４２を
嵌着する。

以上において、超音波振動装置１９は圧電素子
等をその本体１９１内に内装し、振動子１９２を
超音波エネルギーで駆動しこれを振動せしめる。
これにより受部材１８、これに連なる通路１９
３、ジヨイント２０及びこれを接続された管１
３，１４は振動する。計量されて受部材１８に供
給された粉末材は搬送ガスとともに上記系路で管
１３，１４の導入され、ガスの搬送作用と重力作
用で管１３，１４内を降下し、既述の如く溶融部
迄搬送され、供給添加されることとなる。ところ
で搬送、供給系路は上記により振動が付与される
ことから管を含む全ての系路が振動し、浮遊しつ
つ搬送される金属粉末材の受部材１８の通路、振
動子１９２の通路１９３、ジヨイント２０の通路
２０３、管１３，１４の各内壁への付着を防止
し、内壁に接して仮令付着したとしても振動によ
り振り落されて浮遊している粉末材と合流して搬
送されることとなる。そしてこれらの振動は振幅
の微細な超音波振動であるため受部材、ジヨイン
ト管を剛体であつても実施上何等支障はない。

このように粉末材を定量円滑に目詰まりを起こ
すことなく確実に溶融部迄搬送し、供給添加する
ことができる。

以上において、管１３，１４はその長さが、比
較的長く、従つて上記の他個々の管１３，１４の
下流部に上記と同様の振動装置１９Ａ，１９Ｂを
介設することにより更なる実効性が図れ、管が長
い場合にはかかる実施例が好ましい。尚図面中２
１，２１は管１３，１４の適所に設けた粉末材搬
送の確認装置である。

次に具体的実施例を述べる。前記管をステンレ
ス鋼パイプで構成し、外径２mm、内径1.5mmとし、
搬送用アルゴンガス量を１／minとし、搬送粉
末の大きさを1μ〜50μ、粉末搬送量を0.5ｇ／min
とした。2KHz、300Wの超音波振動子を管に接触
せしめて管に微細振動を付与した。１分間超音波
を作動させて同時間だけ搬送させ、停止後管中の
残存量を測定したところ全くなかつた。

一方、上記条件を与えなかつた場合には、１分
間経過後搬送を止めて管中の残存量を測定したと
ころ0.18ｇ残存した。

尚図面中２２はモータ５，９ トーチ６の上下
動、電源１２、供給装置１５、振動体１９，１９
Ａ，１９Ｂ、確認装置２１を制御する制御装置で
ある。

（発明の効果） 以上で明らかな如く本発明に従えば、リメルト
処理時にトーチのノズル部に管材を介して搬送供
給される金属粉末材の供給装置から管への受け渡
し、管内での案内、搬送にさいし通路内壁に付着
するのを防止し、目詰まりを防止し、円滑な、安
定した計量粉末材を確実に溶融部に搬送して供給
添加することができ、以上も搬送、供給系全体に
超音波振動は付与されることから系に影響を与え
ることなく確実になされる他、上記によつて粉末
材の添加量も均等となり、均一な合金層が形成で
き、被処理品の品質の均一化が図れ、更に以上を
系路中に超音波振動装置を介設するという簡素な
構成で企図し得る等多大の利点を有する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図
は再溶融化処理装置の一例を示す模式的説明図、
第２図は粉末材計量導入・供給系及び処理用プラ
ズマトーチのノズル部の説明的縦断面図、第３図
は計量装置の要部の斜視部である。 尚図面中６はトーチ、１５は供給装置、１３，
１４は系路、１９，１９Ａ，１９Ｂは超音波振動
装置である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 金属粉末材の供給装置とプラズマトーチへ該
   粉末材を搬送する粉末導入・供給管との間、粉末
   導入・供給管の系路中の一方、或は双方に超音波
   振動装置を介設し、粉末供給口、粉末導入・供給
   管の一方、或は双方に超音波振動を付与し、プラ
   ズマアーク中に前記粉末材を搬送・供給して添加
   するようにしたことを特徴とする粉末材の搬送方
   法。