JPH0734216A - プラズマ溶射装置 - Google Patents
プラズマ溶射装置Info
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- JPH0734216A JPH0734216A JP5179492A JP17949293A JPH0734216A JP H0734216 A JPH0734216 A JP H0734216A JP 5179492 A JP5179492 A JP 5179492A JP 17949293 A JP17949293 A JP 17949293A JP H0734216 A JPH0734216 A JP H0734216A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】１回のプラズマ溶射で形成される皮膜の面積を
増大させる。 【構成】ノズル部２４がプラズマジェット４の射出側に
複数の射出穴２４Ａ，２４Ｂを備える。
増大させる。 【構成】ノズル部２４がプラズマジェット４の射出側に
複数の射出穴２４Ａ，２４Ｂを備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、固体素地表面に溶融
した粉末を噴射させ皮膜を形成させる装置に関する。
した粉末を噴射させ皮膜を形成させる装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】プラズマ溶射装置は、粉末状のセラミッ
クス、または金属、プラスチックなどの溶射材料をプラ
ズマで加熱、溶融させて液状微粒子とし、この液状微粒
子をプラズマジェットで固体素地材の表面に高速で衝突
させ（溶射させ）、固体素地に皮膜を形成させるための
ものである。固体素地を被覆することによって耐環性や
耐摩耗性、電気的絶縁性などを向上させる。
クス、または金属、プラスチックなどの溶射材料をプラ
ズマで加熱、溶融させて液状微粒子とし、この液状微粒
子をプラズマジェットで固体素地材の表面に高速で衝突
させ（溶射させ）、固体素地に皮膜を形成させるための
ものである。固体素地を被覆することによって耐環性や
耐摩耗性、電気的絶縁性などを向上させる。
【０００３】図３は従来のプラズマ溶射装置の構成を示
す系統図である。プラズマトーチ１によって、液状微粒
子の混入するプラズマジェット４を成膜させたい固体素
地２の表面に向けて射出させる。プラズマチート１の陽
極端子２０Ａおよび陰極端子２２Ａには配線１３Ａ、１
３Ｂを介してパルス電源１１が電気的に接続されてい
る。また、ガス吹付け部１５が、ガスボンベ９から配管
１２Ａを介してプラズマトーチ１のガス供給口１５Ａに
配管接続されている。さらに、粉末投入部１４が、原料
粉末５を収納した粉末容器７から配管１２Ｂを介してプ
ラズマトーチ１の粉末供給口１４Ａに配管接続されてい
る。また、配管１２Ｂにはガスボンベ８が配管接続され
ている。
す系統図である。プラズマトーチ１によって、液状微粒
子の混入するプラズマジェット４を成膜させたい固体素
地２の表面に向けて射出させる。プラズマチート１の陽
極端子２０Ａおよび陰極端子２２Ａには配線１３Ａ、１
３Ｂを介してパルス電源１１が電気的に接続されてい
る。また、ガス吹付け部１５が、ガスボンベ９から配管
１２Ａを介してプラズマトーチ１のガス供給口１５Ａに
配管接続されている。さらに、粉末投入部１４が、原料
粉末５を収納した粉末容器７から配管１２Ｂを介してプ
ラズマトーチ１の粉末供給口１４Ａに配管接続されてい
る。また、配管１２Ｂにはガスボンベ８が配管接続され
ている。
【０００４】図４は図３のプラズマトーチ１の構成を示
す断面図である。プラズマトーチ１は陰極端子２２Ａを
備えた陰電極２２を軸中心に備えている。陰電極２２の
外周に絶縁体２１を介して陽電極２０が配されている。
陽電極２０は陽極端子２０Ａを備えるとともに、ノズル
部２４を形成している。前述のように、プラズマトーチ
１にはガス供給口１５Ａが設けられてあり、作動ガス１
０が陰電極２２の先端部２２Ｂに吹き付けられる。ま
た、プラズマトーチ１には粉末供給口１４Ａが設けられ
てあり、原料粉末５がプラズマジェット４に投入され
る。
す断面図である。プラズマトーチ１は陰極端子２２Ａを
備えた陰電極２２を軸中心に備えている。陰電極２２の
外周に絶縁体２１を介して陽電極２０が配されている。
陽電極２０は陽極端子２０Ａを備えるとともに、ノズル
部２４を形成している。前述のように、プラズマトーチ
１にはガス供給口１５Ａが設けられてあり、作動ガス１
０が陰電極２２の先端部２２Ｂに吹き付けられる。ま
た、プラズマトーチ１には粉末供給口１４Ａが設けられ
てあり、原料粉末５がプラズマジェット４に投入され
る。
【０００５】図４において、陽電極２０と陰電極２２の
間に電圧を印加して、陰電極２２の先端部２２Ｂにプラ
ズマアークを発生させる。このプラズマアークに作動ガ
ス１０、例えばアルゴンガスを吹き付け、矢印２５方向
にプラズマジェット４を射出させる。そのとき、プラズ
マジェット４中には原料粉末５が投入され、原料粉末５
はプラズマ熱によって溶融し液体微粒子になる。プラズ
マジェット４は液体微粒子とともにノズル部２４から外
部に射出される。
間に電圧を印加して、陰電極２２の先端部２２Ｂにプラ
ズマアークを発生させる。このプラズマアークに作動ガ
ス１０、例えばアルゴンガスを吹き付け、矢印２５方向
にプラズマジェット４を射出させる。そのとき、プラズ
マジェット４中には原料粉末５が投入され、原料粉末５
はプラズマ熱によって溶融し液体微粒子になる。プラズ
マジェット４は液体微粒子とともにノズル部２４から外
部に射出される。
【０００６】図３に戻り、パマス電源１１はプラズマジ
ェット４１の電極間を絶縁破壊させるとともに、電極間
に大電流を流し高温のプラズマを発生させる。ガスボン
ベ９には、作動ガス１０が充填されている。また、ガス
ボンベ８にはキャリアガス６、例えばアルゴンガスが充
填されている。キャリアガス６は、その風圧で原料粉末
５を粉末供給口１４Ａへ送り、プラズマジェット４中に
投入させるためのものである。
ェット４１の電極間を絶縁破壊させるとともに、電極間
に大電流を流し高温のプラズマを発生させる。ガスボン
ベ９には、作動ガス１０が充填されている。また、ガス
ボンベ８にはキャリアガス６、例えばアルゴンガスが充
填されている。キャリアガス６は、その風圧で原料粉末
５を粉末供給口１４Ａへ送り、プラズマジェット４中に
投入させるためのものである。
【０００７】図３において、プラズマトーチ１にギャツ
プ長Ｇを介して固体素地２が対向して配されている。プ
ラズマジェット４はギャツプ長Ｇを進むとともに半径方
向にも広がりを見せ、固体素地２の表面に直径Ｄの範囲
の円形皮膜３を形成する。原料粉末５として溶融温度が
２３００°Ｋのアルミナ粉末を用いた場合、数万°Ｋプ
ラズマジェット４を発生させ、アルミナ粉末を固体素地
に溶射させる。
プ長Ｇを介して固体素地２が対向して配されている。プ
ラズマジェット４はギャツプ長Ｇを進むとともに半径方
向にも広がりを見せ、固体素地２の表面に直径Ｄの範囲
の円形皮膜３を形成する。原料粉末５として溶融温度が
２３００°Ｋのアルミナ粉末を用いた場合、数万°Ｋプ
ラズマジェット４を発生させ、アルミナ粉末を固体素地
に溶射させる。
【０００８】また、図３の装置は、電流源としてパルス
電源１１が用いられるとともに、ギャツプ長Ｇは１cm程
度になっている。従来の異なる装置例として、電流源を
直流電源とし、ギャツプ長Ｇを１０cm程度にしているも
のがある。しかし、ギャツプ長Ｇをあまり大きくする
と、皮膜３の厚さが場所によって不均一になる。皮膜３
の中央部分がかなり厚く盛り上がり、周辺部分に行くに
従って皮膜３が薄く形成される。ギャツプ長Ｇを１cm程
度に縮めておけば、皮膜３の厚さは均一に形成される。
ギャツプ長Ｇを小さくすると、プラズマジェット４の熱
で固体素地２自体が損傷を受ける可能性がある。そこ
で、電流源をパルス電源１１とし、極く短かい間だけプ
ラズマジェット４を射出することによって固体素地２自
体の温度上昇を抑える方法が同一出願人によって既に特
許出願されている。パルス電源１１を用いたプラズマ溶
射によって、厚さが均一で、かつ薄い（数μｍ厚さ）皮
膜３が、形成されるとともに、固体素地２との密着性が
直流電源によるものよりはるかに優れた皮膜３が得られ
る。
電源１１が用いられるとともに、ギャツプ長Ｇは１cm程
度になっている。従来の異なる装置例として、電流源を
直流電源とし、ギャツプ長Ｇを１０cm程度にしているも
のがある。しかし、ギャツプ長Ｇをあまり大きくする
と、皮膜３の厚さが場所によって不均一になる。皮膜３
の中央部分がかなり厚く盛り上がり、周辺部分に行くに
従って皮膜３が薄く形成される。ギャツプ長Ｇを１cm程
度に縮めておけば、皮膜３の厚さは均一に形成される。
ギャツプ長Ｇを小さくすると、プラズマジェット４の熱
で固体素地２自体が損傷を受ける可能性がある。そこ
で、電流源をパルス電源１１とし、極く短かい間だけプ
ラズマジェット４を射出することによって固体素地２自
体の温度上昇を抑える方法が同一出願人によって既に特
許出願されている。パルス電源１１を用いたプラズマ溶
射によって、厚さが均一で、かつ薄い（数μｍ厚さ）皮
膜３が、形成されるとともに、固体素地２との密着性が
直流電源によるものよりはるかに優れた皮膜３が得られ
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たような従来の装置は、１回のプラズマ溶射で形成され
る皮膜の面積が小さいという問題があった。すなわち、
前述のように、ギャツプ長Ｇを１cm程度にし、パルス電
圧を加えることによって、優れた皮膜を形成することが
できる。しかし、１回のプラズマ溶射によって形成され
る皮膜の直径は、ギャツプ長Ｇにほぼ等しく、１cm程度
であった。従来、広い面積の皮膜を形成したい場合、固
体素地の位置をずらしながらプラズマ溶射を多数回実施
していた。そのために、プラズマ溶射に多大な時間を必
要としていた。
たような従来の装置は、１回のプラズマ溶射で形成され
る皮膜の面積が小さいという問題があった。すなわち、
前述のように、ギャツプ長Ｇを１cm程度にし、パルス電
圧を加えることによって、優れた皮膜を形成することが
できる。しかし、１回のプラズマ溶射によって形成され
る皮膜の直径は、ギャツプ長Ｇにほぼ等しく、１cm程度
であった。従来、広い面積の皮膜を形成したい場合、固
体素地の位置をずらしながらプラズマ溶射を多数回実施
していた。そのために、プラズマ溶射に多大な時間を必
要としていた。
【００１０】この発明の目的は、１回のプラズマ溶射で
形成される皮膜の面積を増大させることにある。
形成される皮膜の面積を増大させることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明によれば、プラズマ発生させるための電
極対と、この電極対に並列接続されパルス的に電圧を出
力する電源と、プラズマに作動ガスを吹き付けプラズマ
ジェットを形成させるガス吹き付け部と、プラズマジェ
ットに原料粉末を投入する粉末投入部と、プラズマ熱に
よって溶融した原料粉末をプラズマジェットとともに射
出させるノズル部とにより構成されたものにおいて、ノ
ズル部がプラズマジェットの射出側に複数の射出穴を備
えてなるものとする。
めに、この発明によれば、プラズマ発生させるための電
極対と、この電極対に並列接続されパルス的に電圧を出
力する電源と、プラズマに作動ガスを吹き付けプラズマ
ジェットを形成させるガス吹き付け部と、プラズマジェ
ットに原料粉末を投入する粉末投入部と、プラズマ熱に
よって溶融した原料粉末をプラズマジェットとともに射
出させるノズル部とにより構成されたものにおいて、ノ
ズル部がプラズマジェットの射出側に複数の射出穴を備
えてなるものとする。
【００１２】かかる構成において、粉末投入部が各射出
穴内のプラズマジェットにそれぞれ個別の原料粉末を投
入可能であるものとする。
穴内のプラズマジェットにそれぞれ個別の原料粉末を投
入可能であるものとする。
【００１３】
【作用】この発明の構成によれば、ノズル部がプラズマ
ジェットの射出側に複数の射出穴を備える。各射出穴か
ら射出されるプラズマジェットによって、固体素地上の
互いに異なる位置にそれぞれ複数の皮膜が形成される。
これによって、１回のプラズマ溶射によって形成される
皮膜の面積が増大する。
ジェットの射出側に複数の射出穴を備える。各射出穴か
ら射出されるプラズマジェットによって、固体素地上の
互いに異なる位置にそれぞれ複数の皮膜が形成される。
これによって、１回のプラズマ溶射によって形成される
皮膜の面積が増大する。
【００１４】かかる構成において、各射出穴のプラズマ
ジェットにそれぞれ個別の原料粉末を投入できるように
粉末投入部を構成する。これによって、互いに材料の異
なる皮膜の模様を１回のプラズマ溶射によって形成する
ことができる。
ジェットにそれぞれ個別の原料粉末を投入できるように
粉末投入部を構成する。これによって、互いに材料の異
なる皮膜の模様を１回のプラズマ溶射によって形成する
ことができる。
【００１５】
【実施例】以下この発明を実施例を基づいて説明する。
図１はこの発明の実施例にかかるプラズマ溶射装置の構
成を示す要部断面図である。プラズマトーチ１のノズル
部２４が、プラズマジェット４の射出側で複数の射出穴
２４Ａ，２４Ｂに分岐している。その他は図４の従来の
構成と同じである。同じ部分には同一参照符号を用いる
ことにより詳細な説明は省略する。
図１はこの発明の実施例にかかるプラズマ溶射装置の構
成を示す要部断面図である。プラズマトーチ１のノズル
部２４が、プラズマジェット４の射出側で複数の射出穴
２４Ａ，２４Ｂに分岐している。その他は図４の従来の
構成と同じである。同じ部分には同一参照符号を用いる
ことにより詳細な説明は省略する。
【００１６】図１の装置は、１回のプラズマジェット溶
射によって、原料粉末５と混合したプラズマジェット４
が分流し、固体素地２の上に複数の皮膜３が形成され
る。各射出穴２４Ａ，２４Ｂの離隔位置を適切に配して
おけば、プラズマジェット４に拡がりがあるので複数の
皮膜３が互いにつながるように形成することができる。
これによって、従来の装置より皮膜３の面積を複数倍に
増大することができる。なお、図１には２個の射出穴２
４Ａ，２４Ｂしか示されていないが、多数の射出穴を固
体素地２に向けて配することにより、皮膜３面積を大幅
に増やすことができる。
射によって、原料粉末５と混合したプラズマジェット４
が分流し、固体素地２の上に複数の皮膜３が形成され
る。各射出穴２４Ａ，２４Ｂの離隔位置を適切に配して
おけば、プラズマジェット４に拡がりがあるので複数の
皮膜３が互いにつながるように形成することができる。
これによって、従来の装置より皮膜３の面積を複数倍に
増大することができる。なお、図１には２個の射出穴２
４Ａ，２４Ｂしか示されていないが、多数の射出穴を固
体素地２に向けて配することにより、皮膜３面積を大幅
に増やすことができる。
【００１７】図２は、この発明の異なる実施例にかかる
プラズマ溶射装置の構成を示す要部断面図である。粉末
供給口２５Ａ，２５Ｂが射出穴２４Ａ，２４Ｂのそれぞ
れに設けられてあるとともに、粉末供給口２５Ａ，２５
Ｂには、原料粉末５Ａ，５Ｂを個別に供給することがで
きる。その他は図１の構成と同じである。図２の装置
は、原料粉末５Ａ，５Ｂを異なる材料にすれば、皮膜３
Ａ，３Ｂはそれぞれ互いに異なる材料によって形成され
たものになる。そのために、１回のプラズマ溶射によっ
て、互いに異なる皮膜の模様を作ることができる。な
お、図２は、２種類の皮膜を１回のプラズマ溶射によっ
て形成する装置であるが、多数の射出穴を設けることに
より、広い面積をもち、かつ、種々の模様の皮膜を形成
することができる。
プラズマ溶射装置の構成を示す要部断面図である。粉末
供給口２５Ａ，２５Ｂが射出穴２４Ａ，２４Ｂのそれぞ
れに設けられてあるとともに、粉末供給口２５Ａ，２５
Ｂには、原料粉末５Ａ，５Ｂを個別に供給することがで
きる。その他は図１の構成と同じである。図２の装置
は、原料粉末５Ａ，５Ｂを異なる材料にすれば、皮膜３
Ａ，３Ｂはそれぞれ互いに異なる材料によって形成され
たものになる。そのために、１回のプラズマ溶射によっ
て、互いに異なる皮膜の模様を作ることができる。な
お、図２は、２種類の皮膜を１回のプラズマ溶射によっ
て形成する装置であるが、多数の射出穴を設けることに
より、広い面積をもち、かつ、種々の模様の皮膜を形成
することができる。
【００１８】
【発明の効果】この発明は前述のように、ノズル部がプ
ラズマジェットの射出側に複数の射出穴を備える。これ
によって、プラズマ溶射の必要回数が減り、プラズマ溶
射に必要な時間が大幅に短縮された。また、かかる構成
において、各射出穴内にそれぞれ個別の原料粉末が投入
できるようにする。これによって、互いに材料の異なる
皮膜の模様も少ないプラズマ溶射回数で形成することが
できる。
ラズマジェットの射出側に複数の射出穴を備える。これ
によって、プラズマ溶射の必要回数が減り、プラズマ溶
射に必要な時間が大幅に短縮された。また、かかる構成
において、各射出穴内にそれぞれ個別の原料粉末が投入
できるようにする。これによって、互いに材料の異なる
皮膜の模様も少ないプラズマ溶射回数で形成することが
できる。
【図１】この発明の実施例にかかるプラズマ溶射装置の
構成を示す要部断面図
構成を示す要部断面図
【図２】この発明の異なる実施例にかかるプラズマ溶射
装置の構成を示す要部断面図
装置の構成を示す要部断面図
【図３】従来のプラズマ溶射装置の構成を示す系統図
【図４】図３のプラズマトーチの構成を示す断面図
１：プラズマトーチ、４：プラズマジェット、２０：陽
電極、２２：陰電極、２４：ノズル部、２４Ａ，２４
Ｂ：射出穴、１４Ａ，２５Ａ，２５Ｂ：粉末供給口、
５，５Ａ，５Ｂ：原料粉末、３，３Ａ，３Ｂ：皮膜、
２：固体素地
電極、２２：陰電極、２４：ノズル部、２４Ａ，２４
Ｂ：射出穴、１４Ａ，２５Ａ，２５Ｂ：粉末供給口、
５，５Ａ，５Ｂ：原料粉末、３，３Ａ，３Ｂ：皮膜、
２：固体素地
Claims (2)
- 【請求項１】プラズマ発生させるための電極対と、この
電極対に並列接続されパルス的に電圧を出力する電源
と、プラズマに作動ガスを吹き付けプラズマジェットを
形成させるガス吹き付け部と、プラズマジェットに原料
粉末を投入する粉末投入部と、プラズマ熱によって溶融
した原料粉末をプラズマジェットとともに射出させるノ
ズル部とにより構成されたものにおいて、ノズル部がプ
ラズマジェットの射出側に複数の射出穴を備えてなるこ
とを特徴とするプラズマ溶射装置。 - 【請求項２】請求項１記載のものにおいて、粉末投入部
が各射出穴内のプラズマジェットにそれぞれ個別の原料
粉末を投入可能であることを特徴とするプラズマ溶射装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5179492A JP3028709B2 (ja) | 1993-07-21 | 1993-07-21 | プラズマ溶射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5179492A JP3028709B2 (ja) | 1993-07-21 | 1993-07-21 | プラズマ溶射装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0734216A true JPH0734216A (ja) | 1995-02-03 |
| JP3028709B2 JP3028709B2 (ja) | 2000-04-04 |
Family
ID=16066776
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5179492A Expired - Fee Related JP3028709B2 (ja) | 1993-07-21 | 1993-07-21 | プラズマ溶射装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3028709B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011255371A (ja) * | 2010-06-09 | 2011-12-22 | General Electric Co <Ge> | 電力送給ユニット、プラズマ溶射システム、及びプラズマ溶射システムを用いた方法。 |
| JP2012078020A (ja) * | 2010-10-01 | 2012-04-19 | Osaka Gas Co Ltd | 粉粒体加熱装置 |
| WO2013008563A1 (ja) | 2011-07-12 | 2013-01-17 | シンワ工業株式会社 | アキシャルフィード型プラズマ溶射装置 |
| CN103533738A (zh) * | 2013-10-21 | 2014-01-22 | 芜湖鼎恒材料技术有限公司 | 一种等离子体喷枪的喷嘴 |
| CN111921472A (zh) * | 2016-01-05 | 2020-11-13 | 螺旋株式会社 | 分解处理装置、搭载分解处理装置的车辆以及分解处理方法 |
| CN112246184A (zh) * | 2014-03-11 | 2021-01-22 | 泰克纳等离子系统公司 | 通过雾化以伸长部件的形式的原材料制造粉末粒子的方法和设备 |
-
1993
- 1993-07-21 JP JP5179492A patent/JP3028709B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011255371A (ja) * | 2010-06-09 | 2011-12-22 | General Electric Co <Ge> | 電力送給ユニット、プラズマ溶射システム、及びプラズマ溶射システムを用いた方法。 |
| JP2012078020A (ja) * | 2010-10-01 | 2012-04-19 | Osaka Gas Co Ltd | 粉粒体加熱装置 |
| WO2013008563A1 (ja) | 2011-07-12 | 2013-01-17 | シンワ工業株式会社 | アキシャルフィード型プラズマ溶射装置 |
| CN103492084A (zh) * | 2011-07-12 | 2014-01-01 | 伸和工业株式会社 | 轴向进给型等离子喷镀装置 |
| JP2014013769A (ja) * | 2011-07-12 | 2014-01-23 | Shinwa Kogyo Kk | アキシャルフィード型プラズマ溶射装置 |
| US10576484B2 (en) | 2011-07-12 | 2020-03-03 | Shinwa Industry Co., Ltd. | Axial feed plasma spraying device |
| CN103533738A (zh) * | 2013-10-21 | 2014-01-22 | 芜湖鼎恒材料技术有限公司 | 一种等离子体喷枪的喷嘴 |
| CN112246184A (zh) * | 2014-03-11 | 2021-01-22 | 泰克纳等离子系统公司 | 通过雾化以伸长部件的形式的原材料制造粉末粒子的方法和设备 |
| CN112246184B (zh) * | 2014-03-11 | 2023-01-06 | 泰克纳等离子系统公司 | 通过雾化以伸长部件的形式的原材料制造粉末粒子的方法和设备 |
| CN111921472A (zh) * | 2016-01-05 | 2020-11-13 | 螺旋株式会社 | 分解处理装置、搭载分解处理装置的车辆以及分解处理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3028709B2 (ja) | 2000-04-04 |
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