JPH0364445A - 溶射方法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は基材に対して優れた密着力を示すと共に、気孔
率の低い被覆層を形成することのできる溶射方法に関す
るものである。

［従来の技術］ 溶射技術とは、プラズマ、アーク、炎等を熱源として発
生する溶射ガンに、セラミックス粉末や金属粉末等に代
表される溶射粉末材料を送給し、該熱源によって上記溶
射粉末材料を溶融し、微、細液滴として基材表面へ衝突
させ、耐食性、耐摩耗性或は耐熱性等に優れた溶射皮膜
を形成する方法である。

第２図はプラズマ溶射ガ・ンの一例を示す断面説明図で
あり、陰極１ａと陽極１ｂの間に直流高電圧を印加しつ
つアークガス供給管７より作動ガスを供給して該作動ガ
スを加熱する。一方溶射粉末供給管１０より溶射粉末材
料をキ・ヤリアガスと共にパウダーインジェクタ１ｃを
介して、プラズマ炎Ｆ内へ送給し、該プラズマ炎Ｆ内て
前記溶射粉末材料を溶融し、これを基材１５の表、面へ
衝突させて被着せしめ、被覆層１６を形成する。

［発明が解決しようとする課題］ 上記溶射技術の利点としては、（ａ）表面処理が速やか
に行なえる点、（ｂ）溶射粉末材料として金属、セラミ
ックス等広範囲の材料が使用できる点、（ｃ）溶射液滴
は衝突時に瞬間的に冷却されるので基材１５の加熱が少
なくて済み、基材の変形及び変質か少ない点等か挙げら
れる。

方溶射技術の欠点としては、■形成された被１ｊζ１贋
内４−　’４／ＬＪ）気孔かイＩ了ｆすること、及び■
被覆へＳ１とノ、（イイσ）佇、看＋」か１代い、′と
等か知られ−Ｃいる。

（、、’、　−ｒ’　ｒｒ　ｉｔら（Ｎ）、■の欠Ｊ、
’、ｊ　％解消する目的Ｔ、次（＋、＋ｉｊ）・・−０
に７Ｊ、ず様な夕・１第１段か名えら、Ｉ’ｍ−Ｃいる
。

（イ）基４４４溶射前し゛予熱しておく。

（ロ）被覆１４肥成したのち加熱処理を（−１ｆ、ｔ　
ｉ（ハ）？ｌ１ｉｆｆ層を１７−サー照射して溶融処裡
する。

（）ン皮覆層２形成Ｌ　ｆ’、：　（７）　チＨＩ　Ｐ
処Ｊ甲ヲ’＜ｊｔｔ２’　　：　　’Ｊ　　か　１３己
　（イ）　　の　了・２ノ（う　ｉｌ　　ｆｊ　　’：
ｌ　　之　　　　τ容０１　）」７１に才〕Ｃ゛」る利
へ１０１つとし、（前記（０に示しに玲］１１表面処理
の効果か失ｔｔｈれにｌｊい、また実利−溶側粉末イイ
口か例六は金属とセラミノクスの様番、巽１．四ノーも
σ）′７ま）る２きＣＪ、熱１１に一弓長痺′ズか大き
Ｌノ・め冷却時に祉覆層かｆｆ１１４動してしまうとい
う９１４１ノノ問題が生じる、。

まｌ；上記１（ＩＪ　の加ｐ）１りＳ岬る１Ｊノ、ツノ
、・場＜、にｌ　　ン）ξ覆層か酸イ［ン＼４１たり、
八番１匁４づか温Ｉ旦１シ、１によって素形してン＆覆
層か！ＩｊＩＩ出１１するといったヤＳ　Ｊｌ　／＋・
、ｈる。ざらし゛」記（ハ）の１．　→ノ　照Ｑ１法ｉ
Ｊ、照銅面積が小さくなるため、面積の広い部利を処岬
′４るには生産性に４６いて間耽かある。他力−１記（
−）σ）ＨＩ　ＰＩＡ理を行ｔｔうことのＴきる部材は
ＨＩＰＱ置内に′収納できる大きさσつも０）（′限ら
Ｊ−Ｉ　Ｔ　ｌ　；１うため、適用対象か１１席に′狭
いと・いう問題かルする。

そ′て本発明者ら（Ｊ、１−記の様〕Ｊ特殊／Ｊ・処）
Ｔを行なわｔ、ｔ＜２も密着力か品＜１１つ気孔率のｆ
ｌＬい扱覆層を安価番゛１「つ効率ａ　：　＋１、Ｊ曳
１乙Ｊとσ〕（きる溶射力ｆｊ、　’？ｒ　＃ｉＦ’イ
！！　＃　ルｔｌ的Ｔ　ｈＪｌ　’）’ｒ：　４重イ、
）、４・発明も完成した。。

１課題を解決司るＩ−めの１段」 ］記［１的仝達成しに本発明は　Ａヤリ）カッｚ１　記
ｍ　ＱＪ　１５）未イ）Ｊ　＄１の融ｊ：、、ｊ　ｉ品
度末ｆｋ　　ｋ：　　丁・２ノ１１−’（イ史用する点
に敦’ｕ　％４＋するもＱ）である。

［（’ｌ用及７）実施例コ ｉ７ｉ　］しＨｊ本イこ明力峡に使用するゾ゛ラズ：′
γ’８１１を久’５２の一例を示１ｉ略説明ＩＭｊ−Ｅ
゛ある　１ｉｉＱｌカンＩ　ｔ、ｉ’水璋ケーノ゛ルフ
０，２１を介ｉ　　、′ｌ＋’＋ｌ　Ｉｌ’ｌｌ　ｉｆ
□（：、　−、／）２に接続、され、該高周波スタータ
２は直流電源３番゛直結き第１、前記高周波スタータ２
及び直情Ｎ　ｎ、；＋３４ｊ　制？ａｌｌｌｒ　＋　２
によっ１制御される様は構成さオ］る５尚符喝５は水冷
ケーブル用の冷却来月゛こ７フてあり、該ポンプ５に接
続さむた給水管４及７）刊水管６は夫々水冷クープル２
０．２１の冷却用夕（筒部分に接続さ才する。

他力」記制御装置］２には不活性ガスポンへ１３が接続
されると共に、溶射ガン１との間に（Ｊ−１′−クガス
供給竹７及び溶射粉末供給管１ｏか計（Ｊら才１、該溶
射粉末供給管１０にはガス加熱、８４慟８及びホッパー
１１が配設さ４１る。１１才ｊ−１記不７．］′ｌ竹ガ
スとし７ではアルゴンガスや窒素ガスが汎用さｊｌてい
る。

」記装置（よって溶射粉末材料を溶割カニ７１へＱＪ給
するに当たっては、制御装置１２の利用に５１）丁適ｆ
１ｔｚ調節さ第１た不活性ガスをガス加熱装置８・・１
′！′切込み、後述する温度に加熱してからＡ　ヘ、す
ｉ′カスと１てポ・ソバ−１１に送給する。そ１、、　
’Ｔ　、−、Ｌ’−ｒ通’ｎ−１ノｍ　１１粉末祠料を
１ノ１出１′ｒ適汀量力ス中ｉコ分Ｂシ１１溶ＯＩわ）
未供給’ｒｆｆ　Ｉ　（１ろ涌！ＲＱＪ　：’Ｊ　：’
　Ｉ　”　（！！　紹”Ｉル、　ｉ　１（（ＩＪ　Ｑｄ
　力１１１Ｊノｋ’　Ｊｌ３）で（Ｊ第２図し、１４様
１．′前÷１１溶０Ｊ粉」、４１利かバラぺ！−、＋−
ン・−チク１１ｍう涌ｌ　（Ｘヤリアカノンｊ（番、＝
ブ′ンノ１、茨・１の中・・神経、的（′（Ｑ紹さＪ］
？、Ｘｌ、−〇）ときＡへ・リアカッ（Ｊカフ加熱装置
８に′、Ｊ　）Ｔｒ・熱ざｈｒい乙のＴ、ブ〜ンノ゛マ
挨中に′放出さ、ｌ−ｔ、−ｒも訂ブシ２ノ、マ炎の７
品瓜を講１・ど（Ｋ　Ｔさゼる・−２・＋Ｘｌな、濱＋
′１．ｉ杓」月刺伺Ｊ記ブラズ゛７炎内て確実に溶ｉＪ
’、　ｒ：□　ＪｌだマＬ、ＪＪ（シイ１５の表面側・
＼南突さ１１る。′１か゛（′ぎ／、、任にね・−７六
・。４．′Ｉに高融点の金属ヌはセラ゛・・・ンフ、な
漕！１１粉沫材刺とするどぎは、この効果か５；１１亭
；　ｒ′ｌ（！われ、４溶融のまｊで要材１５へ吹き（
：（・パ・＋１　’Ｓ　？ｉｉ　ＯＪわ）末オＡ利番ｊ
格「すに少ｔ４　＜なり、子、・”　Ｊ’ｌ’ｌ甲；′
（′、　１１０中（〕）気了１．寸ンかイ氏１する之４
ｉ　ｇ、Ｊ　、１．１１１−１　；ｊ、す５信て−ｊか
、０．めらオ］る。

１．１１＼ヤ１ｌ−ｊｌ力２！の加熱温Ｉｆ！’　ｌｊ
　、溶射粉末材料σ）Ｚ・ｐ　′Ｉｒ＊に１つ′？変史
き４］　加熱温良の−Ｊ限イ泊は溶Ｉｌ＋旬、Ｊイイ制
のｊｉ’Ｆ　１．’＋’ｉ・・！】」満之１．搬送管路
中１．″該粉末利オｊが（ＱＪ、Ｔ（’−ｊ着Ｌ　ｒ　
ｌ　’Ａ　才）７／イ限（ｊＪ　ｉ（’　第３い°（て
きるたけ高めに加熱することが推められる。またＦ限値
は溶射ガノｌ内の熱源７品度を極端に低ドさせない温度
とすることか推奨され、例えは高融点の金属又はセラミ
ックλを溶射材料とするときは、キヘ・リアガスは２０
０℃以りに加熱することが好ましく、さらに被覆層を緻
密化するためには５００℃以上に加熱することが望まし
い。

（実験例） ＳＵＳ３０４製基材［５０Ｘ５０Ｘ５（ｍｍ）］及び密
着試験片（第３図参照）に粉末粒径１０〜４４μｍのＮ
　ｉ−１７Ｃｒ−４Ｂ−４Ｓ　ｉ又はＡ１２０ｔを厚さ
３ｍｍと１２る様に溶射し、被覆層の気孔率及び密着力
を夫々調へた。尚密着試験片１７の一方には接着剤を塗
布し、被覆層１６に貼着接合さ仕た。また溶射装置とし
てはプラズマテクニック社１４　Ａ　２０００モデルを
使用し、キャリアガスとしてはアルゴンカスを用いた。

１う 第１表の結果から明らかな如く、キヘ・リアガスを高温
に加熱すれはするほど気孔率が低くなり、且つ密着力も
向ヒすることか分かった。またＡＩ、０３を使用する場
合には、キャリアガス塩度を５００℃以−ヒとすると上
記効果が著しく向上することか分かった。

［発明の効果］ 本発明は以−Ｌの様に構成されているので、溶射粉太は
確実にτ容融さ才ｌだ状態で基材表面に被着され、その
結果溶射被覆層は気孔率か低く　Ｉｔつ高い密着力を発
揮できる様にな一ノた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に使用するプラズマ溶射装置の例を示す
説明図、第２図は溶射ガンの例を示す断面説明図、第３
図は実験例に使用した試験片の形状を示す断面説明図で
ある。 １・・・溶射カン　　　　２・・・高周波スタークコ・
・直疏電源　　　　４・・給水性 ５・・・冷却水用ポンプ　６・・・排水管７　・作動ガ
ス供給管　８−・７）ス加熱装置１０・・・溶射粉末供
給管 １２・・・制御装置 １５・・・基材 １７・・・密着試験片 ＋１・・・ポノバ １３・・・不活性ｆＪスポンｌ、 １６・・・　ン皮覆尺弓

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 不活性キャリアガスによって送給されてきた溶射粉末材
   料を溶射ガンによって溶融し、基材表面に衝突させ被覆
   層を形成する溶射方法において、前記キャリアガスを予
   め上記溶射粉末材料の融点温度未満に加熱することを特
   徴とする溶射方法。