NO162499B - Fremgangsmaate og apparat til plasmasproeyting. - Google Patents

Fremgangsmaate og apparat til plasmasproeyting. Download PDF

Info

Publication number
NO162499B
NO162499B NO801706A NO801706A NO162499B NO 162499 B NO162499 B NO 162499B NO 801706 A NO801706 A NO 801706A NO 801706 A NO801706 A NO 801706A NO 162499 B NO162499 B NO 162499B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
plasma
channel
approx
zone
flow
Prior art date
Application number
NO801706A
Other languages
English (en)
Other versions
NO801706L (no
NO162499C (no
Inventor
Larry Steven Sokol
Charles Carter Mccomas
Earl Munn Hanna
Original Assignee
Gator Gard Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gator Gard Inc filed Critical Gator Gard Inc
Publication of NO801706L publication Critical patent/NO801706L/no
Publication of NO162499B publication Critical patent/NO162499B/no
Publication of NO162499C publication Critical patent/NO162499C/no

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/16Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed
    • B05B7/22Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed electrically, magnetically or electromagnetically, e.g. by arc
    • B05B7/222Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed electrically, magnetically or electromagnetically, e.g. by arc using an arc
    • B05B7/226Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed electrically, magnetically or electromagnetically, e.g. by arc using an arc the material being originally a particulate material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/12Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
    • C23C4/134Plasma spraying

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)
  • Nozzles (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte til påføring av et varmebestandig materiale på et underlag, hvor det dannes en plasmastrøm med høy energi, og pulver av det varmebestandige materiale ledes inn i plasmastrømmen i en langstrakt kanal for å akselereres og oppvarmes, hvoretter det akselererte og oppvarmede pulver ledes ut av kanalen og i plastisert tilstand rettes mot underlaget.
Oppfinnelsen vedrører også et apparat til utførelse av fremgangsmåten, omfattende en plasmagenerator og en kjølbar dyse som i plasmaets strømningsretning er plassert etter plasmageneratoren, idet dysen er utstyrt med en gjennomgående, langstrakt kanal for opptakelse av plasmastrømmen, og med kjøleorganer innrettet til å redusere plasmastrømmens gjennomsnittstemperatur, samt pulverinnføringsorganer og en akselerasjonssone for akselerering av plasmastrømmen med redusert temperatur.
Varmsprøyteteknikken er godt utviklet og har fått stor anvendelse for påføring av holdbare belegg på metallunderlag. Mange forskjellige metallegeringer og keramiske materialer er behandlet i tidligere publikasjoner og nedenfor i denne beskrivelse.
Alle slike varrasprøyteprosesser omfatter dannelse av et bærermedium med høy temperatur som pulverformet beleggsmateriale SDrøytes inn i. Pulveret myknes eller smelter i bærermediet og drives mot overflaten av et underlag som skal belegges. Bærer-mediets temperatur og hastighet er meget høy, og pulverets oppholdstid i dette er kort. Beleggingsanordninger som er repre-sentative for teknikkens stilling er kjent fra US-patentskrifter 2.960.594, 3.145.287, 3.851.140 samt 3.914.573.
Nevnte patentskrifter vedrører anordninger hvor bærermediet utgjøres av en plasmapartikkelstrøm med særlig høy temperatur. En slik plasmastrøm dannes vanligvis i en elektrisk lysbue. En inert gass, f.eks. argon eller helium, ledes gjennom lysbuen og eksi-teres av denne, slik at gasspartiklenes energitilstand øker til plasmatilstand. Meget store energimengder tilføres på denne måte til strømningsmediet. De store energimengder behøves for å mulig-gjøre akselerasjon av gassmediet til høy hastighet og muliggjøre oppvarming av beleggsmaterialpulveret som senere sprøytes inn i plasmaet.
I en kjent anordning, ifølge US-patentskrift 3.145.287, ledes en plasmafrembringende bue fra en tappformet katode til en sylindrisk anode. Buen mellom katoden og anoden løper nedover den sylindriske anode. Den inerte gass tvinges gjennom buen, og plasmastrømmen dannes. Strømmen er kjennetegnet av en varmeprofil med en temperaturtopp i'strømmens sentrum. Anodelengder på 2,54 cm og 0,635 cm er angitt i US-patentskrifter 3.145.287 og 3.851.140 og anses å være normale for moderne plasmageneratorer. Høyeste plasmatemperatur ved anoden er i størrelsesorden 11095°C eller høyere, slik at anoden må kjøles for å hindre hurtig øde-leggelse av den på grunn av varme. Av denne årsak sirkulerer kjølevann rundt anoden..
Pulver av beleggsraaterialet som skal påføres sprøytes inn i plasmastrømmen enten ved anodeenden (US-patentskrifter 3.145.287 og 3.914.573) eller umiddelbart nedstrøms for denne, slik som ifølge US-patentskrift 3.851.140. Pulveret blir fortrinnsvis værende i plasmastrømmen tilstrekkelig lenge til å bli mykt eller plastiseres, men ikke så lenge at det blir flytende eller for-dampes.
Akselerasjon av pulveret til høy hastighet når det nærmer seg underlaget har vist- seg å være fordelaktig. Økning av den relative differensialhastighet mellom plasma og pulver og økning av oppholdstiden for pulveret i strømmen er to måter å oppnå dette formål på. Som en: måte til å øke differensialhastigheten på er det foreslått innsprøyting av pulver i plasmastrømmer med overlydshastighet. En slik fremgangsmåte er kjent fra US-patent-skrif t 3.914.573 hvor det er foreslått plasmahastigheter på 1-3 mach. Andre har foreslått inneslutning av strømmen av plasma-pulver med høy hastighet og temperatur i en rørformet del ned-strøms for anoden (se US-patentskrift 3.851.140).
c
Selv om mange fremgangsmåter og anordninger ifølge de ovenfor angitte publikasjoner har funnet anvendelse innenfor belegg-ingsindustrien, søker man fremdeles etter bedre beleggings-metoder- og -anordninger, særlig slike som muliggjør produksjon av belegg med høyere kvalitet og økt materialpåføringshastighet.
Et hovedformål med den foreliggende oppfinnelse er å frembringe en fremgangsmåte og et apparat til avsetning av beleggsmateriale på underlag. Belegg med høy kvalitet og høy material-avsetningshastighet etterstrebes. Et formål med oppfinnelsen er å muliggjøre tilfredsstillende akselerasjon av beleggpulveret i plasmastrømmen, mens pulveret overføres til en plastisert, men ikke smeltet tilstand. Pulvertilførselshastigheter på 3,65 kg/time eller mer en ønskelig.
Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved
a) at man frembringer en høytemperatur-plasmastrøm som i midten av plasmastrømmen har en temperaturtopp som er ca. 1/3 høyere enn
plasmastrømmens gjennomsnittstemperatur, b) at plasmastrømmens gjennomsnittstemperatur reduseres i en kjølesone med 10-15% og
temperaturtoppen reduseres til høyst 15% over den reduserte gjennomsnittstemperatur, c) at pulveret innføres i plasmastrømmen med den reduserte temperatur, og d) at plasmastrømmens gjennomsnittstemperatur reduseres ytterligere innenfor den langstrakte kanal,
til ca. 2/3 av den opprinnelige gjennomsnittstemperatur.
Med denne løsning er størrelsen på varmetoppen i temperaturprofilen tvers gjennom plasmastrømmen fra generatoren i plasmaapparatet vesentlig senket og gjennomsnittstemperaturen i plasmastrømmen betydelig senket før innføringen av beleggspulver i plasmastrømmen.
Apparatet ifølge oppfinnelsen kjennetegnes ved at plasmageneratoren er innrettet til å danne en søyleformet plasmastrøm med en gjennomsnittshastighet på ca. 610 m/s og en gjennomsnittstemperatur på ca. 8315°C, at den langstrakte kanal i den kjølbare dyse er innrettet for å oppta plasmastrømmen med gjennomsnittshastigheten på ca. 610 m/s og gjennomsnittstemperaturen på ca. 8315°C i kanalens innløpsende, at kjøleorganene er anordnet langs kanalen i en sone ved kanalens innløpsende, at akselerasjonssonen umiddelbart nedstrøms for kjølesonen akselererer plasmastrømmen til en gjennomsnittshastighet som er høyere enn gjennomsnittshastigheten ved kanalens innløp, at pulverinnføringsorganene er anordnet i en sone langs kanalen umiddelbart nedstrøms for akselerasjonssonen for innføring av pulver av varmebestandig materiale i den avkjølte og akselererte plasmastrøm, og at kanalen ned-strøms for pulverinnføringssonen er utformet med en fordelings-og oppvarmingssone, slik at pulverpartiklene fordeles og oppholder seg i den avkjølte og akselererte plasmastrøm i så lang tid at partiklene blir oppvarmet til plastisert tilstand.
Et hovedtrekk ved apparatet ifølge oppfinnelsen er plasma-kjølesonen i munnstykkeaggregatet (dysen). Et annet er plasma-akselerasjons sonen. Begge disse soner befinner seg i aggregatet oppstrøms for det punkt hvor pulverpartiklene innsprøytes i plasmastrømmen. Videre er det anordnet to diametralt motstående partikkelinnsprøytningsåpninger for innføring av beleggspartikler i plasmastrømmen. Plasma/partikkelblandingen sprøytes ut av munnstykkeaggregatet (dysen) via er, blandingsinneslutningssone ned-strøms for partikkelinnsprøytningsåpningene. En kanal løper i lengderetningen gjennom sonene i aggregatet. Et kjølemedium, f.eks. vann, sirkulerer rundt munnstykkeaggregatet (dysen) som danner kanalen. I akselerasjonssonen er således kanalens tverrsnittsflate i en utførelsesform redusert til ca. 1/4 av kanalens tverrsnittsflate i kjølesonen. Kanalens tverrsnittsflate i inne-slutningssonen er ca. 6 ganger større enn tverrsnittsflaten ved pulverinnsprøytningsåpningene.
En vesentlig fordel med den foreliggende oppfinnelse er apparatets og fremgangsmåtens evne til å påføre belegg av høy kvalitet med høy hastighet. Vesentlig reduksjon a<y> temperaturtoppen i varmeprof i] en i plasmeistrømmens kjerne i innsprøytnings-sone.n nuliggjør jevn oppvarming av innsprøytningspartiklene og dermed en homogen strøm av plastiserte partikler. Reduksjon av plasmaets gjennomsnittstemperatur til ca. 6650°C ved partikkel-innsprøytning gjør det mulig å holde pulverpartiklene på plass i plasmastrømmen ved overføring av pulveret til en plastisert, men ikke smeltet tilstand. Lengre oppholdstid for pulverpartiklene i plasmastrømmen bringer partiklene til å akselerere til utstrøm-ningshastigheter som ligger nærmere plasmahastighetene enn i kjente anordninger. Optimale beleggstrukturer kan oppnås i et antall beleggsystemer med god adhesjon av materialet og jevn tetthet. Gjenvinning av hastighetstap i kjøletrinnet og akselerasjon av plasmaet forbi dettes begynnelseshastighet øker hastig-hetsforskjellen mellom plasmastrømmen og det innsprøytede pulver. Disse fordeler oppnås dessuten i forbindelse med bedre prosess-økonomi og -sikkerhet.
Oppfinnelsen vil bli nærmere forklart i det etterfølgende under henvisning til de medfølgende tegninger, hvori: Fig. 1 viser et forenklet snitt gjennom apparatet ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 viser diagrammer over plasmaets temperaturprofil på forskjellige steder i kanalen gjennom munnstykkeaggregatet. Fig. 3 viser en kurve over plasmaets og pulverpartiklenes hastighet i kanalen gjennom munnstykkeaggregatet.
Plasmasprøyteapparatet ifølge den foreliggende oppfinnelse er vist i fig. 1. Apparatet omfatter prinsipielt en konvensjonell plasmagenerator 10 av ovennevnte, kjente type, samt et munn-stykkeforiengelsesaggregat 12 i form av en kjølbar dyse. Generatoren er innrettet til å frembringe en høyhastighetsstrøm av plasma med høy energi, og dysen bearbeider denne strøm ved prepa-rering av plasmaet for innsprøytning av pulverpartikler av beleggsmateriale som skal sprøytes. Hoveddelene i generatoren 10 er en tappformet katode 14 og en anode 16. En sylindrisk vegg 18 på anoden avgrenser en kanal 20 gjennom anoden. Sylinderveggen er innrettet til å motta en lysbue fra katoden. Generatoren omfatter dessuten et organ 22 for å lede et gassformet medium, f.eks. helium eller argon, gjennom lysbuen mellom katode og anode, for frembringelse av plasmaet med høy hastighet og høyt energiinn-hold. I den viste utførelsesform må generatoren kunne frembringe en plasmastrøm som kjennetegnes av en gjennomsnittshastighet på oa. 610 m/s og en plasmagjennomsnittstemperatur på 8315°C i strømmen. "Metco 3MB" plasmapistol med "G"-munnstykke er kjent for å ha slik utstrømning, men også andre plasmapistoler kan anvendes. I den utstrekning utstrømningen fra slike pistoler av-viker fra "Metco"-pistolens utstrømning, kan tilsvarende forand-ringer i detaljutformingen av munnstykketorlengelsesaggregatet utføres. Et slikt modifisert aggregat omfatter imidlertid de prinsipielle grunntrekk ifølge beskrivelsen nedenfor.
Munnstykkeforlengelsesaggregatet 12 danner direkte anlegg mot generatoren 10 og omfatter en langstrakt kanal 24.som flukter med kanalen 20 i anoden i generatoren. Som vist løper kanalen 24 gjennom et rørformet kjøleorgan 25 som er utstyrt med ribber. Ut-strømningen fra generatoren ledes direkte inn i kanalen 24 i for-lengelsesaggregatet. En rørledning 26 er innrettet til å lede kjølemedium, f.eks. vann, gjennom aggregatet. En plasmakjølesone 28 er anordnet i kanalens 24 oppstrømsende og innrettet til å senke plasmaets temperatur før innsprøytning av beleggsmaterial-partiklene. Kanalen 24 strekker seg ca. 2,54 cm aksialt i kjølesonen og har en diameter på 0,728 cm. Kanalens diameter i .kjølesonen tilsvarer anodekanalens diameter. I den viste utførelses-form er kanalens 24 tverrsnittsflate i kjølesonen større enn tverrsnittsflaten som er avgrenset av anodens sylindervegg 18 som lysbuen ledes til. øvrige dimensjoner og parametre er bestemt av denne basisstørrelse.
En plasmaakselerasjonssone 30 langs kanalen 24 umiddelbart nedstrøms for kjølesonen er innrettet til å akselerere den av-kjølte plasmastrøm. I denne utførelsesform er akselerasjonssonen ikke bare avpasset for gjenopprettelse av hastighet som er gått tapt i kjølesonen, men også for akelerasjon av det kjølte plasma til hastigheter godt over hastigheten ved innstrømningen i munn-stykkeforlengelsen. I akselerasjonssonen er i den viste utfør-elsesf orm kanalens diameter redusert til ca. 0,386 cm fra den opprinnelige 0,728 cm. Dette innebærer en reduksjon av tverr-snittsf laten til ca. 1/4, men også noe større eller mindre reduksjoner funksjonerer bra.
En pulverpartikkelinnføringssone 32 langs kanalen 24 umiddelbart nedstrøms for sonen 30 er utformet for innsprøyting av pulverpartikler av beleggsmateriale i den avkjølte og akselererte plasmastrøm. Partikler strømmer inn i kanalen gjennom én eller flere pulveråpninger 34. To diametralt motstående åpninger er vist. Med to åpninger kan det oppnås pulvertilførselsverdier på ca. 3,65 kg/time. Kanalens diameter er i innføringssonen ca. 0,386 cm. Plasmahastigheten er ved innløpet til innføringssonen 3353-4267 m/s.
En fordelings- og oppvarmingssone 3 6 er anordnet langs kanalen 24 nedstrøms for sonen 32, for akselerasjon av partiklene i plasmastrømmen før disse forlater apparatet. Sonen 36 løper i en lengde på ca. 2,54 cm nedstrøms for pulverinnføringspunktet. Kanalen 24 utvider seg i denne sone til en diameter på ca. 0,939 cm i enden på munnstykkeaggregatet. Dette utgjør en tverrsnitts-arealøkning på ca. 6 ganger arealet i innsprøytningssonen. Par-tikkelhastigheter på ca. 610 m/s oppnås i apparatet.
Som diskutert ovenfor vil den utstrømning som munnstykkeforlengelsesaggregatet arbeider med befinne seg i en høyenergi-tilstand. Lysbuen mellom katoden og anoden bryter med gassmole-kylenes struktur til dannelse av en plasmastrøm som inneholder et aggregat av ioner, elektroner, nøytrale atomer og molekyler. Strømmen kjennetegnes av en gjennomsnittstemperatur og en varmetopp i strømmens kjerne som ligger vesentlig over gjennomsnittstemperaturen, f.eks. med 1/3. Temperaturprofilen tvers gjennom strømmen er vist i fig. 2, og varmetoppen kan lettvint sees ved plasmakjølesonens 28 oppstrømsende. Når plasmaet passerer gjennom kjølesonen synker gjennomsnittstemperaturen med ca. 1110°C eller 10-15%, fra ca. 8315°C til ca. 7205°C. Av samme betydning er det at plasmatemperaturen i kjernen senkes enda mer, fra ca. 11095°C eller mer til ca. 8315°C, eller innenfor ca. 1110°C eller ca. 15% av gjennomsnittstemperaturen i området. Når plasmaet passerer gjennom akselerasjonssonen har det nådd en temperatur på ca. 6650°C. Vesentlig eliminering av varmetoppen til dannelse av en nesten jevn plasmatemperaturprofil i pulverinnsprøytningspunktet er viktig. Ovennevnte normalisering av plasmatemperaturen er vist i fig. 2.
Pulver sprøytes inn i strømmen gjennom åpningene 34 og oppvarmes av plasmaet. Partiklene akselereres av plasmaet. Omtrent tilsvarende plasma- eller gasshastigheter (kurve A) og partikkel-hastigheter (kurve B) er vist i fig. 3. Når partiklene strømmer nedstrøms gjennom munnstykkeaggregatet, oppvarmes partiklene til en plastisert tilstand. Den nesten jevne plasmatemperaturprofil varmer opp alle partikler til samme mykhetsgrad, og det oppnås en homogen partikkelstrøm ut av munnstykket. Kjølestrømmen til munnstykkeforlengelsesaggregatet (eller dysen) reguleres for å oppnå plastisert pulver i strømmen ved påføring på underlaget som skal belegges. Plasmastrømmens gjennomsnittstemperatur ut av munnstykkeaggregatet er ca. 5537°C eller 2/3 av den opprinnelige gjennomsnittstemperatur.
Det beskrevne apparat er spesielt utviklet for avsetning av nikkel- eller koboltlegeringspulver, f.eks. de som er typebestemt av sammensetningen NiCrAlY som følger:
14-20 vekt% kront,
11-13 vckt% aluminium,
0,10-0,70 vekt% yttrium,
høyst 2 vekt% kobolt, samt
resten nikkel.
Partikler med en størrelse på 5-45 |im er anvendt med godt resultat. Apparatet er også egnet for påføring av Haynes "Stellite Alloy No. 6", en legering med hard overflate. "Stellite Alloy No. 6" anvendes innen bilindustrien f.eks. som beleggsmateriale for å bedre slitestyrken hos ventiler i forbrennings-motorer.
Den foreliggende op<p>finnelse muliggjør frembringelse av høyenerginivåer i plasmastrømmen ved akselerasjon av strømmen i bærerkanalene. Selv om senkning av plasmatemperaturen langs kanalen kan oppnås ved å senke krafttilførselen til generatoren, reduseres den resulterende energi i plasmastrømmen tilsvarende, og plasmaets akselerasjonsvirkninger på pulveret er ikke så store. Plasmaets evne til å akselerere hurtig i generatoren svekkes ikke nevneverdig ved senkning av plasmatemperaturen i munnstykkeaggregatet.,
En fagmann på området vet at empiriske temperatur- og hastighetsmål inger i en plasmastrøm er umulig å utføre nøyaktig. Det er derfor utført analytiske beregninger av forhold og til-stander i plasmastrømmen for at oppfinnelsen skal forstås let-tere. De virkelige temperatur- og hastighetsforhold kan avvike fra de som er beskrevet ovenfor uten å gå utenfor oppfinnelsens ramme.

Claims (15)

1. Fremgangsmåte til påføring av et varmebestandig materiale på et underlag, hvor det dannes en plasmastrøm med høy energi, og pulver av det varmebestandige materiale ledes inn i plasma-strømmen i en langstrakt kanal (24) for å akselereres og oppvarmes, hvoretter det akselererte og oppvarmede pulver ledes ut av kanalen og i plastisert tilstand rettes mot underlaget, karakterisert veda) at man frembringer en høytemperatur-plasmastrøm som i midten av plasmastrømmen har en temperaturtopp som er ca. 1/3 høyere enn plasmastrømmens gjennomsnittstemperatur,' b) at plasmastrømmens gjennomsnittstemperatur reduseres i en kjølesone med 10-15% og temperaturtoppen reduseres til høyst 15% over den reduserte gjennomsnittstemperatur, c) at pulveret innføres i plasmastrømmen med den reduserte temperatur, og d) at plasmastrømmens gjennomsnittstemperatur reduseres ytterligere innenfor den langstrakte kanal, til ca. 2/3 av den opprinnelige gjennomsnittstemperatur.
2. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, karakterisert ved at det frembringes en plasmastrøm med en gjennomsnittstemperatur' tvers gjennom strømmen på ca. 8315°C og en temperaturtopp i midten av strømmen på over 11095°C, og at plasmastrømmens gjennomsnittstemperatur reduseres til ca. 7205°C og at temperaturtoppen i midten av strømmen reduseres til høyst 1110°C over den reduserte gjennomsnittstemperatur.
3. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1 eller 2, karakterisert ved at plasmastrømmen med den reduserte temperatur akselereres før det varmebestandige pulver innføres i plasmastrømmen.
4. Fremgangsmåte i samsvar med krav 3, karakterisert ved at plasmastrømmen med redusert temperatur akselereres til en hastighet på 3353-4267 m/s.
5. Apparat til utførelse av fremgangsmåten ifølge et av kravene 1-4, omfattende en plasmagenerator (10) og en kjølbar dyse (12) som i plasmaets strømningsretning er plassert etter plasmageneratoren, idet dysen (12) er utstyrt med en gjennomgående, langstrakt kanal (24) for opptakelse av plasmastrømmen , og med kjøleorganer (25) innrettet til å redusere plasmastrømmens gjennomsnittstemperatur, samt pulverinnføringsorganer (34) og en akselerasjonssone (30) for akselerering av plasmastrømmen med redusert temperatur, karakterisert ved at plasmageneratoren (10) er innrettet til å danne en søyleformet plasmastrøm med en gjennomsnittshastighet på ca. 610 m/s og en gjennomsnittstemperatur på ca. 8315°C, at den langstrakte kanal (24) i den kjølbare dyse (12) er innrettet for å oppta plasma-strømmen med gjennomsnittshastigheten på ca. 6.10 m/s og gjennomsnittstemperaturen på ca. 8315°C i kanalens innløpsende, at kjøleorganene (25) er anordnet langs kanalen i en sone (28) ved kanalens innløpsende, at akselerasjonssonen (30) umiddelbart ned-strøms for kjølesonen (28) akselererer plasmastrømmen til en gjennomsnittshastighet som er høyere enn gjennomsnittshastigheten ved kanalens innløp, at pulverinnføringsorganene (34) er anordnet i en sone (32) langs k.-nalen umiddelbart nedstrøms for akselerasjonssonen (30) for innføring av pulver av varmebestandig materiale i den avkjølte og akselererte plasmastrøm, og at kanalen ned-strøms for pulverinnføringssonen (32) er utformet med en fordelings- og oppvarmingsscne (36), slik at pulverpartiklene fordeles og oppholder seg i den avkjølte og akselererte plasmastrøm i så lang tid at partiklene blir oppvarmet til plastisert tilstand.
6. Apparat i samsvar med krav 5, karakterisert ved at kanalens (24) tverrsnittsflate i akselerasjonssonen (30) er redusert til ca. 1/4 av kanalens tverrsnittsflate i kj ølesonen.
7. Apparat i samsvar med krav 6, karakterisert ved at kanalens (24) tverrsnittsflate i fordelings- og oppvarmingssonen (36) er ca. 6 ganger større enn kanalens tverrsnittsflate i pulverinnføringssonen (32).
8. Apparat i samsvar med krav 7, hvor plasmageneratoren (10) omfatter en tappformet katode (14) og en anode (16) med sylindrisk vegg (18) hvortil det blir ledet en lysbue under plasma-frembringelsesprosessen og hvorigjennom den dannede plasmastrøm kan flyte, karakterisert ved at kanalen (24) i plasmakjølesonen (28) har en tverrsnittsflate som er større enn tverrsnittsflaten som er avgrenset av anodesylinderveggen (18).
9. Apparat i samsvar med krav 7 eller 8, karakterisert ved at kanalen (24) i plasmakjølesonen (28) har et sirkelrundt tverrsnitt med er, diameter på ca. 0,728 cm og en aksial lengde på ca. 2,54 cm.
10. Apparat i samsvar med krav 9, karakterisert ved at kanalen (24) i akselerasjonssonens (30) innløpsende har sirkelrundt tverrsnitt med en diameter på ca. 0,728 og i ut-løpsenden har sirkelrundt tverrsnitt med en diameter på ca. 0,386 cm.
11. Apparat i samsvar med krav 10, karakterisert v ed at kanalen (24) i pulverinnføringssonen (32) har sirkelrundt tverrsnitt med en diameter på ca. 0,386 cm, og minst én åpning i kanalveggen hvorigjennom pulverpartikler kan strømme inn i plasmastrømmen med den reduserte temperatur og akselererte hastighet.
12. Apparat i samsvar med krav 11, karakterisert ved at kanalen (24) omfatter to pulverinnføringsåpninger (34) som er anbrakt diametralt overfor hverandre i kanalveggen.
13. Apparat i. samsvar med krav 11 eller 12, karakterisert ved at kanalen (24) i fordelings- og oppvarmingssonen (36) har sirkelformet tverrsnitt med en diameter som er større enn dens diameter i pulverinnføringssonen (32).
14. Apparat i samsvar med krav 13, karakterisert ved at kanalen (24) i fordelings- og oppvarmingssonen (36) har en diameter på ca. 0,939 cm.
15. Apparat i samsvar med krav 13 eller 14, karakterisert ved at kanalens (24) fordelings- og oppvarmingssone (36) har en aksial lengde på ca. 2,54 cm nedstrøms for pulverinnføringssonen (32).
NO801706A 1979-06-11 1980-06-09 Fremgangsmaate og apparat til plasmasproeyting. NO162499C (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/047,437 US4256779A (en) 1978-11-03 1979-06-11 Plasma spray method and apparatus

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO801706L NO801706L (no) 1980-12-12
NO162499B true NO162499B (no) 1989-10-02
NO162499C NO162499C (no) 1990-01-10

Family

ID=21948973

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO801706A NO162499C (no) 1979-06-11 1980-06-09 Fremgangsmaate og apparat til plasmasproeyting.

Country Status (20)

Country Link
US (1) US4256779A (no)
JP (1) JPS562865A (no)
KR (2) KR850000597B1 (no)
AU (1) AU530584B2 (no)
BE (1) BE883632A (no)
BR (1) BR8003383A (no)
CA (1) CA1161314A (no)
CH (1) CH647814A5 (no)
DE (1) DE3021210A1 (no)
DK (1) DK151046C (no)
EG (1) EG14994A (no)
FR (1) FR2458973A1 (no)
GB (1) GB2051613B (no)
IL (1) IL60242A (no)
IT (1) IT1167452B (no)
MX (1) MX147954A (no)
NL (1) NL8003094A (no)
NO (1) NO162499C (no)
SE (1) SE445651B (no)
ZA (1) ZA803279B (no)

Families Citing this family (56)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4517726A (en) * 1980-04-17 1985-05-21 Naohiko Yokoshima Method of producing seal ring
JPS5921852A (ja) * 1982-07-26 1984-02-03 三浦 廣一 複葉方形板
US4532191A (en) * 1982-09-22 1985-07-30 Exxon Research And Engineering Co. MCrAlY cladding layers and method for making same
DE3490036T1 (de) * 1983-02-08 1985-05-15 Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization, 2033 Kensington, N.S.W. Strahlungsquelle
CA1240969A (en) * 1983-11-17 1988-08-23 General Motors Corporation Solenoid valve assembly
EP0163776A3 (en) * 1984-01-18 1986-12-30 James A. Browning Highly concentrated supersonic flame spray method and apparatus with improved material feed
JPH0326016Y2 (no) * 1986-01-18 1991-06-05
US4841114A (en) * 1987-03-11 1989-06-20 Browning James A High-velocity controlled-temperature plasma spray method and apparatus
US4788077A (en) * 1987-06-22 1988-11-29 Union Carbide Corporation Thermal spray coating having improved addherence, low residual stress and improved resistance to spalling and methods for producing same
US4781874A (en) * 1987-10-23 1988-11-01 Eaton Corporation Process for making silicon nitride articles
US5041713A (en) * 1988-05-13 1991-08-20 Marinelon, Inc. Apparatus and method for applying plasma flame sprayed polymers
JP2587459B2 (ja) * 1988-06-13 1997-03-05 三菱重工業株式会社 溶射装置
WO1991011087A1 (en) * 1990-01-15 1991-07-25 Leningradsky Politekhnichesky Institut Imeni M.I.Kalinina Plasmatron
EP0484533B1 (en) * 1990-05-19 1995-01-25 Anatoly Nikiforovich Papyrin Method and device for coating
US6359872B1 (en) * 1997-10-28 2002-03-19 Intermec Ip Corp. Wireless personal local area network
US5271965A (en) * 1991-01-16 1993-12-21 Browning James A Thermal spray method utilizing in-transit powder particle temperatures below their melting point
FR2690638B1 (fr) * 1992-05-04 1997-04-04 Plasma Technik Sa Procede et dispositif pour l'obtention de poudres a plusieurs composants et susceptibles d'etre projetees.
US5330798A (en) * 1992-12-09 1994-07-19 Browning Thermal Systems, Inc. Thermal spray method and apparatus for optimizing flame jet temperature
JPH0740382U (ja) * 1993-12-28 1995-07-18 正博 横山 二輪車のカゴに取り付けるバッグ
JP2882744B2 (ja) * 1994-02-07 1999-04-12 有限会社福永博建築研究所 内外壁面仕上げ用部材同時施工のコンクリート型枠パネル及びセパレータ
US5518178A (en) * 1994-03-02 1996-05-21 Sermatech International Inc. Thermal spray nozzle method for producing rough thermal spray coatings and coatings produced
US5766693A (en) * 1995-10-06 1998-06-16 Ford Global Technologies, Inc. Method of depositing composite metal coatings containing low friction oxides
US5858469A (en) * 1995-11-30 1999-01-12 Sermatech International, Inc. Method and apparatus for applying coatings using a nozzle assembly having passageways of differing diameter
DE19747386A1 (de) * 1997-10-27 1999-04-29 Linde Ag Verfahren zum thermischen Beschichten von Substratwerkstoffen
US5879753A (en) * 1997-12-19 1999-03-09 United Technologies Corporation Thermal spray coating process for rotor blade tips using a rotatable holding fixture
US6915964B2 (en) 2001-04-24 2005-07-12 Innovative Technology, Inc. System and process for solid-state deposition and consolidation of high velocity powder particles using thermal plastic deformation
US7194933B2 (en) * 2002-07-01 2007-03-27 Premark Feg L.L.C. Composite circular slicer knife
SE523135C2 (sv) * 2002-09-17 2004-03-30 Smatri Ab Plasmasprutningsanordning
ATE429523T1 (de) * 2004-10-29 2009-05-15 United Technologies Corp Verfahren und vorrichtung zum mikroplasmaspritzbeschichten eines teils einer verdichterschaufel eines düsentriebwerkes
US8367967B2 (en) * 2004-10-29 2013-02-05 United Technologies Corporation Method and apparatus for repairing thermal barrier coatings
US20070087129A1 (en) * 2005-10-19 2007-04-19 Blankenship Donn R Methods for repairing a workpiece
US20070023402A1 (en) * 2005-07-26 2007-02-01 United Technologies Corporation Methods for repairing workpieces using microplasma spray coating
US7763823B2 (en) * 2004-10-29 2010-07-27 United Technologies Corporation Method and apparatus for microplasma spray coating a portion of a compressor blade in a gas turbine engine
JP2006131999A (ja) * 2004-10-29 2006-05-25 United Technol Corp <Utc> マイクロプラズマ溶射を用いたワークピースを修復する方法
EP1652951B1 (en) * 2004-10-29 2009-10-28 United Technologies Corporation Method for microplasma spray coating a portion of a turbine vane in a gas turbine engine
JP2006131997A (ja) * 2004-10-29 2006-05-25 United Technol Corp <Utc> ワークピースの修復方法
DE602005014604D1 (de) * 2004-10-29 2009-07-09 United Technologies Corp Verfahren zur Wärmdammschichtreparierungen
US8367963B2 (en) * 2004-10-29 2013-02-05 United Technologies Corporation Method and apparatus for microplasma spray coating a portion of a turbine vane in a gas turbine engine
US7115832B1 (en) 2005-07-26 2006-10-03 United Technologies Corporation Microplasma spray coating apparatus
SE529053C2 (sv) 2005-07-08 2007-04-17 Plasma Surgical Invest Ltd Plasmaalstrande anordning, plasmakirurgisk anordning och användning av en plasmakirurgisk anordning
SE529058C2 (sv) 2005-07-08 2007-04-17 Plasma Surgical Invest Ltd Plasmaalstrande anordning, plasmakirurgisk anordning, användning av en plasmakirurgisk anordning och förfarande för att bilda ett plasma
SE529056C2 (sv) * 2005-07-08 2007-04-17 Plasma Surgical Invest Ltd Plasmaalstrande anordning, plasmakirurgisk anordning och användning av en plasmakirurgisk anordning
US8067711B2 (en) * 2005-07-14 2011-11-29 United Technologies Corporation Deposition apparatus and methods
US20070116884A1 (en) * 2005-11-21 2007-05-24 Pareek Vinod K Process for coating articles and articles made therefrom
US7601431B2 (en) * 2005-11-21 2009-10-13 General Electric Company Process for coating articles and articles made therefrom
US7717358B2 (en) * 2006-02-16 2010-05-18 Technical Engineering, Llc Nozzle for use with thermal spray apparatus
US7928338B2 (en) * 2007-02-02 2011-04-19 Plasma Surgical Investments Ltd. Plasma spraying device and method
US8262812B2 (en) * 2007-04-04 2012-09-11 General Electric Company Process for forming a chromium diffusion portion and articles made therefrom
US8735766B2 (en) * 2007-08-06 2014-05-27 Plasma Surgical Investments Limited Cathode assembly and method for pulsed plasma generation
US7589473B2 (en) * 2007-08-06 2009-09-15 Plasma Surgical Investments, Ltd. Pulsed plasma device and method for generating pulsed plasma
EP2262922B1 (en) 2008-03-06 2015-04-29 Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation Manufacture of pipes
US9997325B2 (en) * 2008-07-17 2018-06-12 Verity Instruments, Inc. Electron beam exciter for use in chemical analysis in processing systems
US8613742B2 (en) * 2010-01-29 2013-12-24 Plasma Surgical Investments Limited Methods of sealing vessels using plasma
US9089319B2 (en) 2010-07-22 2015-07-28 Plasma Surgical Investments Limited Volumetrically oscillating plasma flows
KR102069777B1 (ko) 2018-07-20 2020-01-23 신영임 덧버선의 환형 밴드부 및 그 덧버선 및 그 제조방법
WO2022047227A2 (en) 2020-08-28 2022-03-03 Plasma Surgical Investments Limited Systems, methods, and devices for generating predominantly radially expanded plasma flow

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2960594A (en) * 1958-06-30 1960-11-15 Plasma Flame Corp Plasma flame generator
US3010009A (en) * 1958-09-29 1961-11-21 Plasmadyne Corp Method and apparatus for uniting materials in a controlled medium
US3075065A (en) * 1960-10-04 1963-01-22 Adriano C Ducati Hyperthermal tunnel apparatus and electrical plasma-jet torch incorporated therein
US3145287A (en) * 1961-07-14 1964-08-18 Metco Inc Plasma flame generator and spray gun
DE1571153A1 (de) * 1962-08-25 1970-08-13 Siemens Ag Plasmaspritzpistole
US3301995A (en) * 1963-12-02 1967-01-31 Union Carbide Corp Electric arc heating and acceleration of gases
US3676638A (en) * 1971-01-25 1972-07-11 Sealectro Corp Plasma spray device and method
US3914573A (en) * 1971-05-17 1975-10-21 Geotel Inc Coating heat softened particles by projection in a plasma stream of Mach 1 to Mach 3 velocity
US3851140A (en) * 1973-03-01 1974-11-26 Kearns Tribune Corp Plasma spray gun and method for applying coatings on a substrate

Also Published As

Publication number Publication date
CH647814A5 (de) 1985-02-15
IT1167452B (it) 1987-05-13
KR840004693A (ko) 1984-10-22
DE3021210C2 (no) 1988-09-08
AU5899680A (en) 1980-12-18
NL8003094A (nl) 1980-12-15
FR2458973A1 (fr) 1981-01-02
BR8003383A (pt) 1980-12-30
JPS562865A (en) 1981-01-13
IL60242A0 (en) 1980-09-16
FR2458973B1 (no) 1984-01-06
CA1161314A (en) 1984-01-31
EG14994A (en) 1985-12-31
SE445651B (sv) 1986-07-07
SE8004283L (sv) 1980-12-12
KR850000598B1 (ko) 1985-04-30
KR850000597B1 (ko) 1985-04-30
DK231480A (da) 1980-12-12
NO801706L (no) 1980-12-12
AU530584B2 (en) 1983-07-21
JPS6246222B2 (no) 1987-10-01
NO162499C (no) 1990-01-10
KR830002903A (ko) 1983-05-31
BE883632A (fr) 1980-10-01
ZA803279B (en) 1981-05-27
GB2051613B (en) 1983-12-07
IL60242A (en) 1983-07-31
DK151046C (da) 1988-03-14
GB2051613A (en) 1981-01-21
DE3021210A1 (de) 1980-12-18
IT8022674A0 (it) 1980-06-10
DK151046B (da) 1987-10-19
MX147954A (es) 1983-02-10
US4256779A (en) 1981-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO162499B (no) Fremgangsmaate og apparat til plasmasproeyting.
US6861101B1 (en) Plasma spray method for applying a coating utilizing particle kinetics
US6986471B1 (en) Rotary plasma spray method and apparatus for applying a coating utilizing particle kinetics
US5514422A (en) Composite metallizing wire and method of using
US4235943A (en) Thermal spray apparatus and method
EP0244343B1 (en) Method for providing sprayed abradable coatings
US6001426A (en) High velocity pulsed wire-arc spray
DE69123152T2 (de) Hochgeschwindigkeitslichtbogenspritzvorrichtung und verfahren zum formen von material
US6372298B1 (en) High deposition rate thermal spray using plasma transferred wire arc
JP4648541B2 (ja) すべり軸受のライニングの形成方法
CN101653047A (zh) 等离子体喷涂装置和方法
EP3105363B1 (en) Plasma-kinetic spray apparatus&amp;method
US4236059A (en) Thermal spray apparatus
US5976704A (en) Composite metallizing wire and method of using
WO2007091102A1 (en) Kinetic spraying apparatus and method
CN102439193A (zh) 用于衬底覆层的方法以及具有覆层的衬底
CA1065203A (en) Thermal spraying using cool plasma stream
US3814620A (en) Method of applying fused silica coating to a substrate
US5466907A (en) Process for coating the internal surfaces of hollow bodies
CN213013056U (zh) 一种用于集束等离子喷枪的微孔阳极
KR20220011696A (ko) 증가된 결정질의 조밀한 개선된 코팅의 생성 방법
Kushram et al. Design of Spray Guns
Kushram et al. Design of Spray Guns 5
RU2225084C1 (ru) Плазматрон
JPH04333557A (ja) タングステンカーバイドの溶射方法