JPH0361353A - 超高速溶射装置 - 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〕 本発明は超高速溶射装置に関する。

〔従来の技術〕

セラミックス等硬度の大きい溶射材料を高速で素材に衝
突させ、素材表面の硬度を上げて素材の強度を改良する
溶射装置は、粉末状の溶射材料と酸素とアセチレンの混
合ガスや不活性ガス等とを混合し、この混合したガスを
燃焼又は爆発させることにより溶射材料を熔融してプラ
ズマジェットを発生させ、溶射材料を素材表面に高速で
衝突させるものであり、酸素とアセチレンの混合ガスを
燃焼させる酸素アセチレントーチ、酸素とアセチレンの
混合ガスを爆発燃焼させる爆発溶射ガン。

アーク中にｆｉ、ｒ、Ｈｅ、Ｎ２等の不活性ガスを供給
するプラズマ溶射トーチ等が知られているが、従来の溶
射装置での溶射材料の素材への衝突速度はせいぜい７０
０ｍ／ｓ程度である。

一方素材に固着した溶射材料の性能は接着力と気孔率と
で表され、接着力が大きい程また気孔率が小さい程溶射
材料の性能は向上するものであるが、上述の溶射材料の
最大ｉ！ｉ突速変速度００　ｍ　／　ｓでは、接着力の
平均値は１４　ｋｇ／　ｍｍ２、気孔率の平均値は０．
５％である。

そこで、本出願人は、溶射材料の素材への衝突速度を超
高速に加速し、溶射材料の接着力Ｉ２１：気孔率とを改
良し、素材表面の硬度を上げるために、さきに特願昭６
３−１０３２１６をもって、溶射装置の噴射口の前方に
同噴射口と同軸的に配置され上記プラズマ状溶射材料を
挾んで対峙する一対の適宜長さの導電性材レール及び同
レールへの電流印加回路からなる加速ガンを具えた超高
速溶射装置を提案した。

すなわち、さぎの提案装置で爆発溶射ガンに適用した一
例を第４図縦断面図に示すと、１０は爆発溶射ガンで、
ガン本体１１の一端に噴射口１２、他端に溶射材料粉末
供給口１３が設けられるとともに、両日１２．１３の中
間に酸素供給口１４．アセチレン供給口１５及び窒素供
給口１６が設けられ、かつこれら燃焼供給口１４，１５
．１６に対向してスパークプラグ１７が配置されている
。また２０は上記爆発溶射ガン】０の前方にその噴射口
１２に接近して、ガン本体１１と同一軸線上に配設され
た加速ガンで、鋼製のチューブ２１の中に軸線を挾んで
対峙する一対の銅又は錫製の適宜長さのレール２２ａ、
２２ｂが内蔵され、エポキシ樹脂等の絶縁物２３で固定
されており、またこのレール２２ａ。

２２ｂには直流電源２８．スイッチ２５及びコンデンサ
ー２９を備えた電流印加回路２７が接続されている。な
お３２は上記加速ガン２０の出口端に対向して設けられ
、爆発溶射ガン１０から噴射され加速ガン２０で加速さ
れた超高速のプラズマ状溶射材料３１が衝突溶射される
素材である。

このような装置によれば、爆発溶射ガン１０内の混合ガ
スが爆発して生成された高速のプラズマ状溶射材料３１
が、前方の加速ガン２０の一対の導電性材レール２２ａ
、２２ｂの間に入ってきたときに同レール２２ａ。

２２ｂに直流の大電流を流すと、プラズマ状溶射材料３
Ｉはローレンツ力によりほぼ３倍程度の超高速に加速さ
れる。

しかしながら、その後研究の結果、このような装置には
次のような問題点があることが判明した。

すなわち、ガス爆発力に直流電流による電磁力を加える
ことにより、プラズマ状溶射材料の超高速は得られるが
、比較的速い連続の繰返し溶射をしようとすると、コン
デンサーが大型化するうえ、コンデンサー自身が比較的
速い繰返し作動に追従し得す破損につながることが懸念
され、溶射材料の素材への衝突速度が超高速で、しかも
比較的速い繰返し溶射の可能な超高速溶射装置の実現が
望まれる。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、このような事情に鑑みて提案されたもので、
溶射材料の素材への衝突速度を超高速化し、溶射材料の
接着力と気孔率を改良して素材表面の硬度を上げ、しか
も比較的速い繰返し溶射が可能となる超高速溶射装置を
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、粉末状溶射材料を混合したガスを
燃焼又は爆発させて噴射口から高速プラズマ状溶射材料
を噴出させる溶射装置と、上記溶射装置の噴射口の前方
に同噴射口と同軸的に配置され上記プラズマ状溶射材料
を挾んで対峙する一対の適宜長さの導電性材レール及び
同レールへ電流を印加する交流電源、トランス、スイッ
チからなる交流電流印加回路で構成される加速ガンとを
具えたことを特徴とする。

〔作用〕

本発明超高速溶射装置においては、溶射装置内の混合ガ
スが燃焼又は爆発して生成されたプラズマ状溶射材料が
、前方の加速ガンの一対の導電性材レールのレールの間
に入ってきたときに、スイッチを閉じ交流電流を流すと
、プラズマ状溶射材料はローレンツ力により超高速に加
速される。またトランス方式の採用により比較的速い速
度での連続繰返し溶射が可能となる。

〔実施例） 本発明を爆発溶射ガンに適用した場合の超高速溶射装置
の一実施例を図面について説明すると、第１図はその縦
断面図、第２図は第１図のｎ−ｎに沿った横断面図、第
３図は同上装置の作用の説明図である。

第１図、第２図において、爆発溶射ガン１０及びこれと
同一軸線上前方に配設された加速ガン２０の構造は、前
述した第４図装置と同じであるので、その説明は省略す
る。

本装置が第４図装置に対し異なる構造としては導電性材
レール２２ａ、２２ｂへ通電するための電流印加回路２
７が、交流電源２４゜スイッチ２５及びトランス２６が
構成されている。

このような装置において、爆発溶射ガン１０のスパーク
プラグ１７が点火し、酸素とアセチレンの混合ガスが爆
発して発生したプラズマ状溶射材料３１が加速ガン２０
のレール２２ａ、２２ｂの間に入ってくると、第３図に
示すように、電流印加回路２７のスイッチ２５が閉じら
れ、交流電源２４からレール２２ａ−プラズマ状溶射材
料３１−レール２２ｂと図中矢印の方向に電流３３が流
れる。

すると、レール２２ａ、２２ｂを流れる電流３３により
、プラズマ状溶射材料３１には磁場３４が発生し、プラ
ズマ状溶射材料３１の進行に伴い時間経過１１，１２，
１．における同材料３１を流れる電流３３とこの磁場３
４との相互作用により、その時点のプラズマ状溶射材料
３１を加速する方向にローレンツ力Ｆが同材料３１に作
用し、素材３２表面に超高速でプラズマ状溶射材料３１
を衝突させ溶射する。

また交流電源２４からの交流をトランス２６を介し印加
することにより、比較的速い速度での連続繰返し溶射が
可能となる。なお比較的速い繰返し速度で連続溶射する
場合、絶縁物２３は高熱によって溶けたり損傷を受けな
いように、セラミックスなどの耐熱材料を用いる配慮が
必要である。

〔発明の効果〕

要するに本発明によれば、粉末状溶射材料を混合したガ
スを燃焼又は爆発させて噴射口から高速プラズマ状溶射
材料を噴出させる溶射装置と、上記溶射装置の噴射口の
前方に同噴射口と同軸的に配置され上記プラズマ状溶射
材料を挾んで対峙する一対の適宜長さの導電性材レール
及び同レールへ電流を印加する交流電源７　トランス、
スイッチからなる交流電流印加回路でｆ！威される加速
ガンとを具えたことにより、溶射材料の素材への衝突速
度を超高速化し、溶射材料の接着力と気孔率を改良して
素材表面の硬度を上げ、しかも比較的速い繰返し溶射が
可能となる超高速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図は本発明を爆発溶射ガンに通用した超高速溶射装
置の一実施例の縦断面図、第２図は第１図のｎ−ｎに沿
った横断面図、第３図は同上装置の作用の説明図である
。 第４図は先願の超高速溶射装置の縦断面図である。 １０・・・爆発溶射ガン、１１・・・ガン本体、１２・
・・噴射口、１３・・・溶射材料粉末供給口、１４・・
・酸素供給口、１５・・・アセチレン供給口、１６・・
・窒素供給口、１７・・・スパークプラグ、２０・・・
加速ガン、２１・・・チューフ、２２ａ。 ２２ｂ・・・レール、２３・・・絶縁物、２４・・・交
流電源、２５・・・スイッチ、２６・・・トランス、２
７・・・電流印加回路、３１・・・プラズマ状溶射材料
、３２・・・素材、３３・・・電流、３４・・・磁場。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 粉末状溶射材料を混合したガスを燃焼又は 爆発させて噴射口から高速プラズマ状溶射材料を噴出さ
   せる溶射装置と、上記溶射装置の噴射口の前方に同噴射
   口と同軸的に配置され上記プラズマ状溶射材料を挾んで
   対峙する一対の適宜長さの導電性材レール及び同レール
   へ電流を印加する交流電源，トランス，スイッチからな
   る交流電流印加回路で構成される加速ガンとを具えたこ
   とを特徴とする超高速溶射装置。