JPH03135463A - プラズマ溶射装置 - 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〕 この発明は、ふん囲気制御型プラズマ溶射装置ｌこ係り
、特に平板状加工物用のプラズマ溶射装置に関する。

〔従来の技術〕

プラズマ溶射は、超高温・高速のプラズマ流の中に金属
やセラミックスの粉末を供給し、粉末を溶融させた状態
で加工物の表面に衝突させて皮膜を形成するもので、大
気圧或いは減圧した状態で行われる。

減圧の場合はもとより、大気圧で溶射を行う場合ｆこお
いても、ガス雰囲気の調整が可能で、溶射粉末の飛散が
防止可能であることから、加工物をチャンバ内に設置し
て溶射を行う方法が有効である。

従来、チャンバ内に加工物を設置し、これに対して溶射
を行う場合には、チャンバ内に設置したプラズマトーチ
あるいは加工物の少なくとも、どちらか一方に対して三
次元の位置制御を行い、プラズマトーチと加工物の間の
平行と距離を保ちなから溶射粉末を噴射させ広い面積に
良好な溶射膜を形成している。このような機構としては
例えば特開昭６３−２１４３６６号公報に開示されてい
るように複雑なリンク機構や、多軸制御可能なロボット
を用いるものがある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながらこのような従来の装置においては、機構が
複雑になるばかりでなく、チャンバ内に飛散した溶射粉
末が移動機構に付着して故障がおこりやすいうえ、ガス
、冷却水などの供給ホースや電気用の配線をプラズマト
ーチの移動にともなってチャンバ内を移動させるためホ
ース類や電気配線の損傷が激しいといった問題があった
。

そのために大面積の平板状加工物ｌこ対する溶射におい
ては、プラズマトーチをチャンバ内ｌこ固定し、加工物
をｘ　−ｙテーブルを用いて移動させることも行なわれ
るが、この場合は、加工物の移動に必要な面積が大きく
なりチャンバが大きくなるという問題があった。

この発明は上述の点（こ鑑みてなされ、その目的は加工
物の移動装置に改良を加えることｉこより、信頼性の高
い小型化されたプラズマ溶射装置を提供することにある
。

〔味題を解決するための手段〕 上述の目的は、この発明によればプラズマトーチ斗と、
ターンテーブル２と、チャンバｌとを有し、 プラズマトーチはチャンバ内に固定され、ｘ。

Ｙ　ｔ　”を直角座標とするときにｙ軸と平行に溶射粉
末を噴射してターンテーブル上の試料を溶射し、ターン
テーブルはチャンバ内に収納され、Ｘ軸。

ｙ軸方向に移動可能であり、かつｘ　−ｚ面に平行な回
転面を有し、 チャンバは溶射中、その内部のふん囲気制御を行うこと
により達成される。

溶射中はターンテーブルは回転し、あるいは回転しない
で、Ｘ軸方向に走査される。ｙ軸方向はステップ状−こ
走査することができる。

ふん囲気制御は、ガス組成、ガス圧力の制御等を行う。

ターンテーブルを回転しながらＸ軸方向に移動させると
加工物上ｆこスパイラルに溶射が行われる。

ターンテーブルを回転しないでＸ軸方向に移動する操作
を設定角度を変えて繰返すと、放射状に溶射が行われる
。

この際ターンテーブルの回転速度、設定角度。

移動速度を最適値に調整して、均質な平板状溶射膜を形
成することができる。

〔作　用〕

ターンテーブルとＸ軸移動を組合わせると、加工物の移
動面積が少なくなる。

〔実施例〕

次に、この発明の実施例を図面ｆこ基いて説明する。第
１図はこの発明の実施例に係るプラズマ溶射装置を示す
一部破断正面図、第２図はこの発明の実施例に係るプラ
ズマ溶射装置を示す一部破断平面図、第３図はこの発明
の実施例に係るプラズマ溶射装置のターンテーブルと伝
達機構を示す一部破断図である。

チャンバ１の内部ｆこは加工物を取付けるためのターン
テーブル２が設置される。

このターンテーブル２は、外部よりモータ５の回転ヲベ
ルト或いはチェーンといった伝達機構３を介して回転す
る。

チャンバ１の内部は１Ｑｔｏｒｒ程度の減圧状態にしセ
ラミックス等の溶射用粉末の微細な粉が充満するために
伝達機構３は保護管４に覆われ保護される。

ターンテーブル２は、その下部で軸受１０＃こより、ま
た上部で０リング１１により支持される。

０リング１１は減圧度の低下を防ぐと共に駆動部分への
溶射粉末の侵入を防ぐ働きをしている。

ターンテーブル２の回転用モータ５は、ガイド７に沿っ
てＸ軸方向に移動可能なＸテーブル６上に設置されてい
るためＸ軸方向に移動可能であり、それに伴ってターン
テーブル２もチャンバ２内部をＸ軸方向に回転しながら
移動することが可能となる。

この際Ｘテーブル６のＸ軸方向の移動は、移動用のモー
タ８の回転を図示していないギア等に伝えて行う。

プラズマトーチ９Ｉこは図示されていないホースやケー
ブルが多数接続され、溶射用の′１カや粉末が供給され
る。

また、プラズマトーチ９と加工物との間の溶射距離は位
置決めピン１６の位置を変えて調整することができる。

以下に実際の溶射の手順を示す。

（溶射例） ■ターンテーブル２とプラズマトーチ９との間の溶射距
離（３００ｍ）に合わせて位置決めピン１６を差し込み
溶射距離を決定する。続いてターンテーブル２に加工物
を据えつけて、チャンバ１を密封する。

■真空ポンプ１５によりｔｏ”　ｔｏｒｒまで減圧した
後にＡｒガスを導入してチャンバ内の圧力値ｔｏｒｒｆ
こ調整する。

■プラズマトーチ９にプラズマガス（Ａｒ／Ｈｅ）を導
入し、プラズマを点火させる。

■モータ及びモータ８の回転速度を設定し起動させる。

■プラズマトーチ９に溶射用の粉末を供給しプラズマ流
を形成させ、加工物表面へのプラズマ溶射を開始する。

■溶射が終了した後は真空ポンプ１５を止め、加工物が
室温まで冷却するまでチャンバ内に放置する。

■室温まで冷却したところで、Ａｒガスでチャンバ内の
圧力を常圧まで戻し加工物を取り出す。

直径４００１Ｅｌｌの加工物に平板状の溶射膜を形成す
る際必要な加工物の移動面積を第４図に示す。第４図は
加工物の移動状態を示す操作図である。プラズマトーチ
は、例えば点Ｍの直上にある。ターンテーブルは回転し
ながらＸ軸方向に移動する。

Ｘ軸方向に２００１１１１移動すると、プラズマトーチ
は加工物の中心ｌこ位置する。このとき溶射膜は円周か
ら出発し、渦巻きを形成しながら加工物の中心で終了す
る。従って移動距離は２００ＭｊＩ−でよい。所要面積
は４ＱｃＩＬｘ６０Ｃｉａで２４００ｃＷＬ”である。

これは小型のチャンバを可能にする。これに対し従来の
ｘ−ｙテーブルでは、第５図に示すよう憂こ所要面積８
０ｃＩＬＸ８０（１ｍで６４００Ｃ１ｔ”の面積を要す
る。第５図は、ｘ−ｙテーブルを用いる場合の加工物の
移動状態を示す操作図である。

〔発明の効果〕

この発明によれば、 プラズマトーチと、ターンテーブルと、チャンバとを有
し、 プラズマトーチはチャンバ内に固定され、Ｘ。

Ｙ　ｔ　”を直角座標とするときにｙ軸と平行ｌこ溶射
粉末を噴射してターンテーブル上の試料を溶射し、ター
ンテーブルはチャンバ内に収納され、Ｘ軸。

ｙ軸方向に移動可能であり、かつｘ　−ｚ面に平行な回
転面を有し、 チャンバは溶射中その内部をふん囲気制御するので、加
工物の移動面積を少なくして良好な平板状溶射膜を得る
ことができる。プラズマガンは固定されるのでプラズマ
ガンの損傷がなく、駆動機構も簡素で醇射粉末の影響を
受けることがない。

このようＩこして小型で信頼性に優れるプラズマ溶射装
置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例に係るプラズマ溶射装置を示
す一部破断正面図、第２図はこの発明の実施例に係るプ
ラズマ溶射装置を示す一部破断平面図、第３図はこの発
明の実施例に係るプラズマ溶射装置のターンテーブルと
伝達機構を示す一部破断図、第４図はこの発明の実施例
に係る加工物の移動状態を示す操作図、第５図は従来の
加工物の移動状態を示す操作図である。 １・・・チャンバ、　　　　　２・・・ターンテーブル
、３・・・伝達機構、　　　　４・・・保護管、５・・
・モータ、　　　　　　６・・・Ｘテーブル、７・・・
ガイド、　　　　　　８・・・モータ、９・・・プラズ
マトーチ、１０・・・軸受、１１・・・０リング、　　
　　１２・・・のぞき窓、１３・・・オイルトラップ、
　１４・・・フィルター１５・・・真空ポンプ、　　　
１６・・・位置決めピン。 チイ／バ デラヌＪントーチ 第 図 オイｌレトラｌフ フイＩレタ 員すボ７デ 第 ？ 圓 第 図 第 目

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）プラズマトーチと、ターンテーブルと、チャンバと
   を有し、 プラズマトーチはチャンバ内に固定され、ｘ、ｙ、ｚを
   直角座標とするときにｙ軸と平行に溶射粉末を噴射して
   ターンテーブル上の試料を溶射し、ターンテーブルはチ
   ャンバ内に収納され、ｘ軸ｙ軸方向に移動可能であり、
   かつｘ−ｚ面に平行な回転面を有し、 チャンバは溶射中、その内部のふん囲気制御を行うこと
   を特徴とするプラズマ溶射装置。