JP3236398B2 - Thermal spray equipment - Google Patents
Thermal spray equipmentInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、プラズマ又はレーザ等
を使用して金属又は金属化合物等の溶射材料を溶融又は
半溶融状態にし、この溶射材料を被溶射体の表面に吹き
付け溶着させて溶射皮膜を形成する溶射装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of spraying a material such as a metal or a metal compound in a molten or semi-molten state by using a plasma or a laser, and spraying and spraying the sprayed material onto the surface of the object to be sprayed. The present invention relates to a thermal spraying device for forming a coating.
【０００２】[0002]
【従来の技術】溶射装置は、金属又は金属化合物等の溶
射材料を溶融又は半溶融状態にし、被溶射体の表面に吹
き付け溶着させて溶射皮膜を形成するものである。前記
溶射材料を溶融又は半溶融状態とするための溶射熱源と
しては、燃焼ガスの炎、プラズマ及びレーザ等が使用さ
れている。2. Description of the Related Art A thermal spraying apparatus is to form a thermal spray coating by melting a thermal spray material such as a metal or a metal compound into a molten or semi-molten state and spraying and spraying the molten material on the surface of an object to be sprayed. Flame of combustion gas, plasma, laser or the like is used as a thermal spraying heat source for bringing the thermal sprayed material into a molten or semi-molten state.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
溶射装置においては、溶射皮膜の組織が緻密でないとい
う問題点がある。減圧したチャンバー内で溶射を行うこ
とにより溶射皮膜の組織を緻密化することも考えられる
が、そうすると、チャンバー内が還元性雰囲気となっ
て、溶射材料として酸化物を使用した場合に、所望の組
成の溶射皮膜を得ることができないという問題点があ
る。即ち、例えばプラズマ溶射装置ではプラズマガン
（溶射トーチ）に、アルゴンガス、水素ガス又はヘリウ
ムガス等を供給し、直流電流によってこれらのガスのプ
ラズマを発生させる。このため、チャンバー内が還元性
雰囲気となり、酸化物が還元され、組成が変化してしま
う。従って、所望の組成の溶射皮膜を得ることができな
い。However, the conventional thermal spraying apparatus has a problem that the structure of the thermal spray coating is not dense. It is also conceivable to densify the structure of the thermal spray coating by performing thermal spraying in a decompressed chamber.However, when the chamber becomes a reducing atmosphere and an oxide is used as a thermal spray material, a desired composition is obtained. However, there is a problem that a thermal spray coating cannot be obtained. That is, for example, in a plasma spraying apparatus, an argon gas, a hydrogen gas, a helium gas, or the like is supplied to a plasma gun (spray torch), and a plasma of these gases is generated by a direct current. Therefore, the inside of the chamber becomes a reducing atmosphere, the oxide is reduced, and the composition changes. Therefore, a sprayed coating having a desired composition cannot be obtained.
【０００４】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、緻密な溶射皮膜を形成することができると
共に、溶射材料として酸化物を使用した場合に酸化物の
還元を回避できて所望の組成の溶射皮膜を得ることがで
きる溶射装置を提供することを目的とする。[0004] The present invention has been made in view of the above problems, and it is possible to form a dense sprayed coating and to avoid reduction of the oxide when an oxide is used as the sprayed material. It is an object of the present invention to provide a thermal spraying apparatus capable of obtaining a thermal sprayed coating having the following composition.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明に係る溶射装置
は、チャンバーと、このチャンバー内を減圧状態に維持
する減圧手段と、このチャンバー内に３０乃至２００リ
ットル／分の流量で空気を流入させることによって酸素
を供給する酸素供給手段と、前記チャンバー内に配置さ
れ溶射材料を溶融又は半溶融状態にして被溶射体に吹き
付ける溶射トーチとを有することを特徴とする。Spray apparatus according to the present invention SUMMARY OF THE INVENTION may, chamber and a vacuum means for maintaining the chamber at reduced pressure, 30 to 200 Li in this chamber
Oxygen supply means for supplying oxygen by inflowing air at a flow rate of a minute / minute, and a spraying torch disposed in the chamber and for spraying the sprayed material in a molten or semi-molten state and spraying the sprayed material. And
【０００６】[0006]
【作用】本発明に係る溶射装置は、減圧手段により減圧
状態に維持されたチャンバーを有し、溶射トーチはこの
チャンバー内に配設されている。そして、この減圧状態
のチャンバー内において、前記溶射トーチから溶融又は
半溶融状態の溶射材料を被溶射体に吹き付け溶着させ
て、溶射皮膜を形成する。このように、減圧状態で溶射
を行うことにより、組織が緻密な溶射皮膜を得ることが
できる。The thermal spraying apparatus according to the present invention has a chamber maintained in a reduced pressure state by a pressure reducing means, and a thermal spraying torch is disposed in this chamber. Then, in the reduced pressure chamber, a sprayed material in a molten or semi-molten state is sprayed and welded to the object to be sprayed from the spraying torch to form a sprayed coating. As described above, by performing thermal spraying under reduced pressure, a thermal sprayed coating having a dense structure can be obtained.
【０００７】この場合に、本発明においては、酸素供給
手段により、前記チャンバー内に酸素を供給する。これ
により、溶射材料として酸化物を使用した場合も、酸化
物の還元を回避できて、所望の組成の溶射皮膜を得るこ
とができる。In this case, in the present invention, oxygen is supplied into the chamber by an oxygen supply means. Thus, even when an oxide is used as the thermal spray material, reduction of the oxide can be avoided, and a thermal spray coating having a desired composition can be obtained.
【０００８】なお、酸化物の組成変化を回避するために
は、例えばキャリヤガス中に酸素を含有させることも考
えられる。しかし、例えばプラズマガンは高電圧及び高
温に曝されるため、キャリヤガス中に酸素を含有させる
と、酸化によりプラズマガンの寿命が著しく短縮してし
まう。このため、キャリアガス中に酸素を含有させるこ
とは好ましくない。[0008] In order to avoid a change in the composition of the oxide, for example, it is conceivable to include oxygen in the carrier gas. However, for example, since the plasma gun is exposed to high voltage and high temperature, if oxygen is contained in the carrier gas, the life of the plasma gun is significantly shortened by oxidation. For this reason, it is not preferable to include oxygen in the carrier gas.
【０００９】[0009]
【実施例】次に、本発明の実施例について添付の図面を
参照して説明する。Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
【００１０】図１は本発明の実施例に係る溶射装置を示
す模式図である。なお、本実施例は本発明をプラズマ溶
射装置に適用したものである。FIG. 1 is a schematic view showing a thermal spraying apparatus according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, the present invention is applied to a plasma spraying apparatus.
【００１１】プラズマガン１（トーチ）及び被溶射体３
（基盤）はチャンバー１０内に配置されている。このチ
ャンバー１０は減圧装置（図示せず）に接続されてお
り、内部の圧力が略一定（例えば、１００ｔｏｒｒ）に
維持されるようになっている。また、このチャンバー１
０にはエアー供給装置（図示せず）に接続されており、
このエアー供給装置から所定の流量で空気が供給され
て、チャンバー１０内が空気雰囲気に維持されるように
なっている。Plasma gun 1 (torch) and spray target 3
The (base) is disposed in the chamber 10. The chamber 10 is connected to a decompression device (not shown) so that the internal pressure is maintained substantially constant (for example, 100 torr). In addition, this chamber 1
0 is connected to an air supply device (not shown),
Air is supplied from the air supply device at a predetermined flow rate, and the inside of the chamber 10 is maintained in an air atmosphere.
【００１２】プラズマガン１には、アルゴン、水素又は
ヘリウム等のガスが供給される。そして、プラズマガン
１は、直流電流によりこれらのガスをプラズマ状態に
し、高温のプラズマ炎を噴射する。また、このプラズマ
ガン１には、溶射材料として、例えばイットリア安定化
ジルコニア（ＹＳＺ）が供給され、プラズマ炎により溶
射材料を溶融又は半溶融状態にして被溶射体３に吹き付
けるようになっている。The plasma gun 1 is supplied with a gas such as argon, hydrogen or helium. Then, the plasma gun 1 brings these gases into a plasma state by a direct current and injects a high-temperature plasma flame. Further, for example, yttria-stabilized zirconia (YSZ) is supplied to the plasma gun 1 as a thermal spray material, and the thermal spray material is melted or semi-molten by a plasma flame and is sprayed on the thermal spray target 3.
【００１３】本実施例においては、減圧雰囲気において
溶射皮膜を形成するため、組織が緻密な皮膜を得ること
ができる。また、チャンバー内が空気雰囲気に維持され
るため、溶射材料として酸化物を使用しても、酸化物の
還元を回避できて、所望の組成の溶射皮膜を得ることが
できる。In this embodiment, since the thermal spray coating is formed in a reduced pressure atmosphere, a coating having a fine structure can be obtained. Further, since the inside of the chamber is maintained in an air atmosphere, even if an oxide is used as a thermal spraying material, reduction of the oxide can be avoided, and a thermal spray coating having a desired composition can be obtained.
【００１４】次に、上述の装置を使用して実際にイット
リア安定化ジルコニアの溶射を行った結果について説明
する。Next, the results of the actual spraying of yttria-stabilized zirconia using the above-described apparatus will be described.
【００１５】チャンバー１０内に空気を３０乃至２００
リットル／分の流量で流入させつつ、チャンバー内を１００
ｔｏｒｒの圧力に維持した。そして、プラズマガン１か
ら被溶射体３に向けて溶融又は半溶融状態のイットリア
安定化ジルコニアを吹き付け、溶射皮膜を形成した。そ
の結果、イットリア安定化ジルコニアの還元を回避でき
て、所望の組成であり、且つ、組織が緻密な溶射皮膜を
得ることができた。In the chamber 10, air is supplied for 30 to 200 hours.
While flowing at a flow rate of liter / min, 100
The pressure was maintained at torr. Then, yttria-stabilized zirconia in a molten or semi-molten state was sprayed from the plasma gun 1 toward the object 3 to be sprayed to form a thermal spray coating. As a result, reduction of yttria-stabilized zirconia could be avoided, and a sprayed coating having a desired composition and a fine structure could be obtained.
【００１６】なお、上述の実施例においては、チャンバ
ー内に供給するガスとして空気を使用した場合について
説明したが、前記チャンバー内に供給するガスとして
は、酸素分圧を例えば空気中における酸素分圧と略等し
く調整した空気以外のガスであってもよい。また、上述
の実施例においてはプラズマ溶射装置の場合について説
明したが、これにより本発明がプラズマ溶射装置に限定
されるものではなく、本発明は例えばレーザ式の溶射装
置に適用することもできる。In the above embodiment, the case where air is used as the gas to be supplied into the chamber has been described. However, as the gas to be supplied into the chamber, the oxygen partial pressure is, for example, the oxygen partial pressure in air. A gas other than air adjusted to be substantially equal to the above may be used. Further, in the above-described embodiment, the case of the plasma spraying apparatus has been described. However, the present invention is not limited to the plasma spraying apparatus, and the present invention can be applied to, for example, a laser spraying apparatus.
【００１７】[0017]
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る溶射装
置は、減圧手段により減圧状態に維持されたチャンバー
内に配置された溶射トーチと、前記チャンバー内に酸素
を供給する酸素供給手段とを備えているから、組織が緻
密な溶射皮膜を形成することができる。また、溶射材料
として酸化物を使用する場合も、酸化物の還元を回避で
きて、所望の組成の溶射皮膜を形成することができる。As described above, the thermal spraying apparatus according to the present invention comprises a thermal spraying torch disposed in a chamber maintained in a reduced pressure state by a pressure reducing means, and an oxygen supply means for supplying oxygen into the chamber. Since it is provided, the structure can form a dense sprayed coating. Also, when an oxide is used as the thermal spray material, reduction of the oxide can be avoided, and a thermal spray coating having a desired composition can be formed.
【図１】本発明の実施例に係る溶射装置を示す模式図で
ある。FIG. 1 is a schematic view showing a thermal spraying apparatus according to an embodiment of the present invention.
１；トーチ ３；被溶射体 １０；チャンバー DESCRIPTION OF SYMBOLS 1; Torch 3; Thermal sprayed object 10; Chamber
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中島 武憲 東京都江東区木場１丁目５番１号 株式 会社フジクラ内 (72)発明者 山岡 悟 東京都江東区木場１丁目５番１号 株式 会社フジクラ内 (56)参考文献 特開 平１−309952（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 4/12 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Takenori Nakajima 1-5-1, Kiba, Koto-ku, Tokyo Inside Fujikura Co., Ltd. (72) Inventor Satoru Yamaoka 1-5-1, Kiba, Koto-ku, Tokyo Fujikura Co., Ltd. (56) References JP-A-1-309952 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C23C 4/12
Claims (1)
状態に維持する減圧手段と、このチャンバー内に３０乃
至２００リットル／分の流量で空気を流入させることに
よって酸素を供給する酸素供給手段と、前記チャンバー
内に配置され溶射材料を溶融又は半溶融状態にして被溶
射体に吹き付ける溶射トーチとを有することを特徴とす
る溶射装置。And 1. A chamber, a pressure reducing means for maintaining the chamber at reduced pressure, 30乃 this chamber
To let air flow in at a flow rate of up to 200 liters / minute
Therefore , a thermal spraying apparatus comprising: an oxygen supplying means for supplying oxygen; and a thermal spraying torch disposed in the chamber and for spraying the thermal spray material in a molten or semi-molten state to the thermal spraying target.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP07673793A JP3236398B2 (en) | 1993-04-02 | 1993-04-02 | Thermal spray equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07673793A JP3236398B2 (en) | 1993-04-02 | 1993-04-02 | Thermal spray equipment |
Publications (2)
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| JPH06287739A JPH06287739A (en) | 1994-10-11 |
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ID=13613913
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07673793A Expired - Fee Related JP3236398B2 (en) | 1993-04-02 | 1993-04-02 | Thermal spray equipment |
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Families Citing this family (3)
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| EP2503018B8 (en) * | 2011-03-23 | 2018-11-21 | Oerlikon Metco AG, Wohlen | Plasma spray method for producing an ion conducting membrane |
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1993
- 1993-04-02 JP JP07673793A patent/JP3236398B2/en not_active Expired - Fee Related
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