JPH1192920A - 金属パイプの内側コーティング方法とその方法を実施する装置 - Google Patents
金属パイプの内側コーティング方法とその方法を実施する装置Info
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- JPH1192920A JPH1192920A JP10198845A JP19884598A JPH1192920A JP H1192920 A JPH1192920 A JP H1192920A JP 10198845 A JP10198845 A JP 10198845A JP 19884598 A JP19884598 A JP 19884598A JP H1192920 A JPH1192920 A JP H1192920A
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING 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
- C23C—COATING 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
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/04—Coating on selected surface areas, e.g. using masks
- C23C14/046—Coating cavities or hollow spaces, e.g. interior of tubes; Infiltration of porous substrates
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- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な方法で特に高融点の金属を金属パイプ
の内表面にコーティングする方法と装置を提供するこ
と。 【解決手段】 先ず、コーティングする層材料（１８）
をコーティングすべきパイプ（１）内にワイヤ（８）の
形状でパイプの軸線方向に配置する。次に、電流強さが
ワイヤが急激に蒸発するように選択された電流パルスを
ワイヤ（８）に流し、層材料（１８）の蒸発された粒子
をパイプ（１）の内側の表面（５） 上に衝突せしめ、
そこに層（１８）を形成せしめる。
の内表面にコーティングする方法と装置を提供するこ
と。 【解決手段】 先ず、コーティングする層材料（１８）
をコーティングすべきパイプ（１）内にワイヤ（８）の
形状でパイプの軸線方向に配置する。次に、電流強さが
ワイヤが急激に蒸発するように選択された電流パルスを
ワイヤ（８）に流し、層材料（１８）の蒸発された粒子
をパイプ（１）の内側の表面（５） 上に衝突せしめ、
そこに層（１８）を形成せしめる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、請求項１の前提部
分に記載の金属パイプの内側コーティング方法に関する
ものである。本発明はさらに、その方法を実施する装置
に関する。
分に記載の金属パイプの内側コーティング方法に関する
ものである。本発明はさらに、その方法を実施する装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】兵器技術においては、出力の増強された
種類の弾薬は、発射の際に生じる高い全体温度と流れ速
度によって、特に砲身が鋼からなる場合には、著しい腐
蝕をもたらし、それがそれぞれの砲身をその疲労寿命に
達する以前にすでに摩耗させてしまう。この種の腐蝕を
防止するために、該当する砲身に硬質クロム層を設ける
ことが、すでに知られている。その場合に硬質クロム
は、砲身の内側の表面において電気分解で分離される。
種類の弾薬は、発射の際に生じる高い全体温度と流れ速
度によって、特に砲身が鋼からなる場合には、著しい腐
蝕をもたらし、それがそれぞれの砲身をその疲労寿命に
達する以前にすでに摩耗させてしまう。この種の腐蝕を
防止するために、該当する砲身に硬質クロム層を設ける
ことが、すでに知られている。その場合に硬質クロム
は、砲身の内側の表面において電気分解で分離される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この公知の方法の欠点
は特に、電気分解によりコーティングされた硬質クロム
層が極めて脆く、出力の増強された弾薬の負荷に耐えら
れないことである。それによって生じるクロム破断部
に、次々と強い腐蝕が発生する。本発明の課題は、簡単
な方法で特に高融点の金属を金属パイプの内側の表面へ
塗布することができる、金属パイプの内側コーティング
方法を提供することであって、その場合に金属パイプ上
へ塗布されるその層は高い付着を持たなければならな
い。さらに、その方法を実施する装置を提供しなければ
ならない。
は特に、電気分解によりコーティングされた硬質クロム
層が極めて脆く、出力の増強された弾薬の負荷に耐えら
れないことである。それによって生じるクロム破断部
に、次々と強い腐蝕が発生する。本発明の課題は、簡単
な方法で特に高融点の金属を金属パイプの内側の表面へ
塗布することができる、金属パイプの内側コーティング
方法を提供することであって、その場合に金属パイプ上
へ塗布されるその層は高い付着を持たなければならな
い。さらに、その方法を実施する装置を提供しなければ
ならない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この課題は、方法に関し
ては請求項１の特徴によって、そして装置に関しては請
求項７の特徴によって解決される。本発明の他の好まし
い実施形態が、従属請求項に開示されている。
ては請求項１の特徴によって、そして装置に関しては請
求項７の特徴によって解決される。本発明の他の好まし
い実施形態が、従属請求項に開示されている。
【０００５】大体において本発明は、それぞれのパイプ
の内側コーティングを「蒸気相に基づいてコーティング
する」ことにより行い、その場合にコーティングする材
料の蒸発を「ワイヤ爆発」によって行う、という考えに
基づいている。
の内側コーティングを「蒸気相に基づいてコーティング
する」ことにより行い、その場合にコーティングする材
料の蒸発を「ワイヤ爆発」によって行う、という考えに
基づいている。
【０００６】この方法を実施するために、層材料がまず
コーティングすべきパイプないしはパイプ部分内にワイ
ヤの形状でパイプ軸の方向に配置されるが、その後ワイ
ヤに電流パルスが流され、その電流強さはワイヤが急激
に蒸発するように選択される。蒸発された材料によって
発生する粒子は大きなエネルギーでパイプの内側表面上
へ衝突し、その場合にパイプ壁にこの粒子が局所的に溶
けて付着し、コーティングすべきパイプ材料と層材料と
の間に合金形成がもたらされる。それによってパイプと
層材料との間に高い付着が生じる。
コーティングすべきパイプないしはパイプ部分内にワイ
ヤの形状でパイプ軸の方向に配置されるが、その後ワイ
ヤに電流パルスが流され、その電流強さはワイヤが急激
に蒸発するように選択される。蒸発された材料によって
発生する粒子は大きなエネルギーでパイプの内側表面上
へ衝突し、その場合にパイプ壁にこの粒子が局所的に溶
けて付着し、コーティングすべきパイプ材料と層材料と
の間に合金形成がもたらされる。それによってパイプと
層材料との間に高い付着が生じる。
【０００７】本発明に基づく方法はさらに、多数の異な
る層材料のために使用できるという利点を有する。さら
に本発明に基づく方法に従って塗布された層は、熱によ
って噴射された層を有する公知の方法に比べて少ない脆
性を有する。
る層材料のために使用できるという利点を有する。さら
に本発明に基づく方法に従って塗布された層は、熱によ
って噴射された層を有する公知の方法に比べて少ない脆
性を有する。
【０００８】さらに、層材料の蒸発の際に発生する粒子
の分子速度が空気分子によって制動されないようにする
ために、排気されたパイプ内部空間においてコーティン
グを実施すると効果的であることが明らかにされてい
る。この種の方法はさらに、内側のパイプ表面のクラス
ター形成も酸化も防止されるという利点を有する。
の分子速度が空気分子によって制動されないようにする
ために、排気されたパイプ内部空間においてコーティン
グを実施すると効果的であることが明らかにされてい
る。この種の方法はさらに、内側のパイプ表面のクラス
ター形成も酸化も防止されるという利点を有する。
【０００９】他の実施例においては、パイプ内部空間を
排気するのではなく、作業ガスを注入すると効果的であ
ることが明らかにされている。それによって、コーティ
ングの硬度をさらに増大させることが可能になる。炭化
物を形成する層材料との組合わせにおいて、作業ガスと
してメタンが特に効果的であることが明らかにされてい
る。
排気するのではなく、作業ガスを注入すると効果的であ
ることが明らかにされている。それによって、コーティ
ングの硬度をさらに増大させることが可能になる。炭化
物を形成する層材料との組合わせにおいて、作業ガスと
してメタンが特に効果的であることが明らかにされてい
る。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の他の詳細と利点を、図面
に示す実施例を用いて以下で詳細に説明する。図１−３
において、大口径の兵器のコーティングすべき砲身（パ
イプ）が符号１で示されており、その中に本発明に基づ
く装置２が配置されている。装置２は大体において２つ
の電極装置３と４を有し、それら電極装置はパイプ１の
内側の表面５に支持されており、かつそれぞれ少なくと
も１つの主要電極６、７を有し、その電極の間に蒸発す
べきワイヤ８が固定されている（図１）。
に示す実施例を用いて以下で詳細に説明する。図１−３
において、大口径の兵器のコーティングすべき砲身（パ
イプ）が符号１で示されており、その中に本発明に基づ
く装置２が配置されている。装置２は大体において２つ
の電極装置３と４を有し、それら電極装置はパイプ１の
内側の表面５に支持されており、かつそれぞれ少なくと
も１つの主要電極６、７を有し、その電極の間に蒸発す
べきワイヤ８が固定されている（図１）。
【００１１】電極装置３においては、主要電極６の部分
領域が絶縁体９によって包囲されており、その絶縁体の
周面側がパイプ１の内側表面に支持されている。さらに
蒸発すべきワイヤ８は電極６を通して案内されており、
かつ巻き枠体１０に巻き付けられているので、電極装置
３、４を砲身１内で互いに離れるように引っ張ることに
よって、異なる長さの部分領域又は砲身１全体もコーテ
ィングすることができる。
領域が絶縁体９によって包囲されており、その絶縁体の
周面側がパイプ１の内側表面に支持されている。さらに
蒸発すべきワイヤ８は電極６を通して案内されており、
かつ巻き枠体１０に巻き付けられているので、電極装置
３、４を砲身１内で互いに離れるように引っ張ることに
よって、異なる長さの部分領域又は砲身１全体もコーテ
ィングすることができる。
【００１２】電極装置４は、図示の実施例においては大
体において金属体１１からなり、その金属体がまず主要
電極７を有し、かつその外側の周面１２上に補助電極１
３を支持しているので、主要電極７は、たとえば鋼から
なる砲身１と導電接続されている。電極６、７は、電気
的な導線１４、１５とスイッチ１６とを介して概略的に
のみ図示されているコンデンサバッテリー１７と接続さ
れている。
体において金属体１１からなり、その金属体がまず主要
電極７を有し、かつその外側の周面１２上に補助電極１
３を支持しているので、主要電極７は、たとえば鋼から
なる砲身１と導電接続されている。電極６、７は、電気
的な導線１４、１５とスイッチ１６とを介して概略的に
のみ図示されているコンデンサバッテリー１７と接続さ
れている。
【００１３】スイッチ１６が閉成されると、バッテリー
１７のコンデンサ内に貯えられているエネルギーが放電
し、電極装置３と４の間に張られたワイヤ８が適切な電
流パルスによって急激に蒸発される（ワイヤ爆発）（図
２）。蒸発プロセスの際に発生する粒子は高い脱出速度
に達し、それによって高い運動エネルギーで内側のパイ
プ表面５へ衝突し、その運動エネルギーの大部分は衝突
の際に熱に変換される。それによってパイプ１の内側の
表面５上に層が塗布され（図３）、その層はパイプ材料
と層材料との間で合金を形成しながらパイプと結合さ
れ、かつ大きな付着を有する。
１７のコンデンサ内に貯えられているエネルギーが放電
し、電極装置３と４の間に張られたワイヤ８が適切な電
流パルスによって急激に蒸発される（ワイヤ爆発）（図
２）。蒸発プロセスの際に発生する粒子は高い脱出速度
に達し、それによって高い運動エネルギーで内側のパイ
プ表面５へ衝突し、その運動エネルギーの大部分は衝突
の際に熱に変換される。それによってパイプ１の内側の
表面５上に層が塗布され（図３）、その層はパイプ材料
と層材料との間で合金を形成しながらパイプと結合さ
れ、かつ大きな付着を有する。
【００１４】砲身に十分に厚い層を設けるために、通常
は多数のワイヤ爆発が必要とされる。層材料としては、
その融点が高いことによって好ましくはニオブ、タンタ
ル、モリブデン、タングステン、ハフニウムなどの難溶
性金属並びにその合金が適している。これらの金属は、
水性の電解質から電気化学的に分離できない。
は多数のワイヤ爆発が必要とされる。層材料としては、
その融点が高いことによって好ましくはニオブ、タンタ
ル、モリブデン、タングステン、ハフニウムなどの難溶
性金属並びにその合金が適している。これらの金属は、
水性の電解質から電気化学的に分離できない。
【００１５】本発明はもちろん、上述した具体的な実施
例に限定されるものではない。すなわち、たとえば砲身
１をワイヤ爆発の導入前に排気することができ、その場
合にパイプの端面側は適当なフランジによって気密に閉
鎖される。また、電極装置を図１に示すのとは異なるよ
うに構成することも可能である。すなわち、たとえば第
２の電極装置も絶縁体によってパイプ内壁に支持し、か
つ電気的な導線を介して直接コンデンサバッテリーと接
続することも可能である。
例に限定されるものではない。すなわち、たとえば砲身
１をワイヤ爆発の導入前に排気することができ、その場
合にパイプの端面側は適当なフランジによって気密に閉
鎖される。また、電極装置を図１に示すのとは異なるよ
うに構成することも可能である。すなわち、たとえば第
２の電極装置も絶縁体によってパイプ内壁に支持し、か
つ電気的な導線を介して直接コンデンサバッテリーと接
続することも可能である。
【図１】ワイヤ爆発の導入前において、コーティングす
べき砲身を本発明に基づく装置との関連において概略的
に示す縦断面図である。
べき砲身を本発明に基づく装置との関連において概略的
に示す縦断面図である。
【図２】図１に示す装置における、層材料からなるワイ
ヤの蒸発を示す図である。
ヤの蒸発を示す図である。
【図３】図１と２に示す砲身のコーティング後の状態を
示すものである。
示すものである。
１…パイプ ２…装置 ３、４…電極装置 ５…内側の表面 ６、７…主要電極 ８…ワイヤ ９…絶縁体 １０…巻き枠体 １１…金属体 １２…外側の周面 １３…補助電極 １４、１５…電気的な導線 １６…スイッチ １７…コンデンサバッテリー １８…層材料
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アレクセイ フォロノフ ドイツ連邦共和国，29345 ウンターリュ ス，シュターロースシュトラーセ 13アー (72)発明者 ゲルト シュレンカート ドイツ連邦共和国，40233 デュッセルド ルフ，クラーエシュトラーセ 55
Claims (8)
- 【請求項１】 導電性の層材料（１８）によって金属パ
イプ（１）、特に砲身の内側コーティングをする方法に
おいて、 まず、層材料（１８）をコーティングすべきパイプ
（１）ないしパイプ部分内にワイヤ（８）の形状でパイ
プ軸の方向に配置し、 次に電流強さがワイヤが急激に蒸発するように選択され
た電流パルスをワイヤ（８）に流し層材料（１８）の蒸
発された粒子がパイプ（１）の内側の表面（５）上に衝
突せしめ、そこにそれに応じた層（１８）を形成するこ
とを特徴とする金属パイプの内側コーティング方法。 - 【請求項２】 層材料からなるワイヤ（８）の蒸発は、
パイプ（１）が排気されている場合に行われることを特
徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 パイプ（１）に、層材料からなるワイヤ
（８）の蒸発前に、作業ガスが注入されることを特徴と
する請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】 パイプの内側の表面上に炭化物を形成す
る層材料を塗布する際に、作業ガスとしてメタンが使用
されることを特徴とする請求項３に記載の方法。 - 【請求項５】 層材料としてニオブ、タンタル、モリブ
デン、タングステン、ハフニウムなどの難溶性金属又は
その合金が使用されることを特徴とする請求項１−３の
いずれか１項に記載の方法。 - 【請求項６】 パイプの内側層が一部分ずつ時間的に次
々と行われることを特徴とする請求項１−５のいずれか
１項に記載の方法。 - 【請求項７】 請求項１−６のいずれか１項に記載の方
法を実施する装置において、 コーティングすべきパイプ（１）内へ挿入可能で、かつ
パイプ（１）の内側表面（５）に支持される２つの電極
装置（３、４）が設けられ、それら電極装置がそれぞれ
少なくとも１つの主要電極（６、７）を有し、それらの
間に蒸発すべきワイヤ（７）が固定可能であって、その
場合に２つの電極装置の少なくとも一方（３）におい
て、該当する電極（６）がコーティングすべきパイプ
（１）の内側の表面（５）に絶縁体（９）を介して支持
されることを特徴とする装置。 - 【請求項８】 ２つの電極装置（３、４）のうち一方の
電極装置の、パイプ（１）の内側表面（５）の側に補助
電極（１３）が設けられており、その補助電極は主要電
極（７）をコーティングすべきパイプ（１）の内側表面
（５）と接続することを特徴とする請求項７に記載の装
置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19736028:9 | 1997-08-20 | ||
| DE19736028A DE19736028A1 (de) | 1997-08-20 | 1997-08-20 | Verfahren zur Innenbeschichtung eines Metallrohres und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1192920A true JPH1192920A (ja) | 1999-04-06 |
Family
ID=7839489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10198845A Pending JPH1192920A (ja) | 1997-08-20 | 1998-07-14 | 金属パイプの内側コーティング方法とその方法を実施する装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6183820B1 (ja) |
| EP (1) | EP0899356B1 (ja) |
| JP (1) | JPH1192920A (ja) |
| AT (1) | ATE198630T1 (ja) |
| DE (2) | DE19736028A1 (ja) |
| IL (1) | IL125579A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008532255A (ja) * | 2005-03-07 | 2008-08-14 | サブ−ワン テクノロジー， インコーポレイテッド | 内面の各部分をコーティングするための方法及びシステム |
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|---|---|---|---|---|
| WO2000005017A1 (en) * | 1998-07-21 | 2000-02-03 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Method and apparatus for producing material vapour |
| DE19926246A1 (de) * | 1999-06-09 | 2000-12-14 | Rheinmetall W & M Gmbh | Verfahren zur Innenbeschichtung eines Waffenrohres |
| DE102005018618A1 (de) * | 2005-04-21 | 2006-10-26 | Rheinmetall Waffe Munition Gmbh | Waffenrohr und Verfahren zur Beschichtung der inneren Oberfläche des Waffenrohres |
| US7838793B2 (en) * | 2006-07-21 | 2010-11-23 | Sub-One Technology, Inc. | System and method for treating surfaces of components |
| CN102864433A (zh) * | 2012-10-23 | 2013-01-09 | 兰州理工大学 | 孔内壁连续丝电***喷涂装置 |
| CN104674159A (zh) * | 2015-03-02 | 2015-06-03 | 江西省科学院应用物理研究所 | 一种基于高能量叠加的合金钢表面处理方法 |
| US10364489B2 (en) * | 2016-09-15 | 2019-07-30 | The Regents Of The University Of California | Apparatus and methods for deposition of materials on interior surfaces of hollow components |
| CN110933830B (zh) * | 2019-12-06 | 2020-12-25 | 西安交通大学 | 一种基于微腔金属丝电***的等离子体喷射装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE2346738A1 (de) * | 1973-09-17 | 1975-04-24 | Bbc Brown Boveri & Cie | Verfahren zum aufbringen duenner schichten auf flaechenhafte gebilde |
| US4354456A (en) * | 1981-03-24 | 1982-10-19 | Raychem Corporation | Apparatus for use in making a selectively vapor deposition coated tubular article |
| US4386578A (en) * | 1981-05-26 | 1983-06-07 | The Boeing Company | High velocity metallic mass increment vacuum deposit gun |
| CH663455A5 (de) * | 1984-04-19 | 1987-12-15 | Balzers Hochvakuum | Rohr mit einer innenbeschichtung. |
| DE3435320A1 (de) * | 1984-09-26 | 1986-04-03 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Verfahren zum belegen der innenwand eines rohres aus isolatormaterial mit einer elektrischen schicht |
| JPH02282477A (ja) * | 1989-04-22 | 1990-11-20 | Nok Corp | 真空蒸着方法およびその装置 |
-
1997
- 1997-08-20 DE DE19736028A patent/DE19736028A1/de not_active Withdrawn
-
1998
- 1998-06-05 DE DE59800427T patent/DE59800427D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1998-06-05 EP EP98110242A patent/EP0899356B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-06-05 AT AT98110242T patent/ATE198630T1/de not_active IP Right Cessation
- 1998-07-14 JP JP10198845A patent/JPH1192920A/ja active Pending
- 1998-07-29 IL IL12557998A patent/IL125579A/en not_active IP Right Cessation
- 1998-08-20 US US09/137,079 patent/US6183820B1/en not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-09-12 US US09/660,405 patent/US6467425B1/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| JP2008532255A (ja) * | 2005-03-07 | 2008-08-14 | サブ−ワン テクノロジー， インコーポレイテッド | 内面の各部分をコーティングするための方法及びシステム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ATE198630T1 (de) | 2001-01-15 |
| EP0899356A1 (de) | 1999-03-03 |
| US6467425B1 (en) | 2002-10-22 |
| DE19736028A1 (de) | 1999-02-25 |
| DE59800427D1 (de) | 2001-02-15 |
| IL125579A (en) | 2002-11-10 |
| EP0899356B1 (de) | 2001-01-10 |
| IL125579A0 (en) | 1999-03-12 |
| US6183820B1 (en) | 2001-02-06 |
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