JPS6029542B2 - Heat spray method and heat spray equipment - Google Patents

Heat spray method and heat spray equipment

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JPS6029542B2
JPS6029542B2 JP58033710A JP3371083A JPS6029542B2 JP S6029542 B2 JPS6029542 B2 JP S6029542B2 JP 58033710 A JP58033710 A JP 58033710A JP 3371083 A JP3371083 A JP 3371083A JP S6029542 B2 JPS6029542 B2 JP S6029542B2
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powder
plasma
passage
coating
gas stream
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Japanese (ja)
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チヤ−ルズ・カ−タ−・マツコ−マス
ラリイ・ステイ−ヴン・ソコル
ア−ル・マン・ハンナ
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United Technologies Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一般的には被覆技術に係り、更に詳細には、
熱スプレー技術により被覆を形成することに係る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates generally to coating technology, and more particularly to coating technology.
It concerns the formation of coatings by thermal spray techniques.

被覆を形成するには、現在、三つの熱スプレー技術が用
いられており、即ち、火炎とプラズマと爆発によるスプ
レープロセスである。Three thermal spray techniques are currently used to form coatings: flame, plasma, and explosive spray processes.

これらのプロセスは全て高温のガス流を発生することに
依存しており、かかる高温ガス流によって被覆物質を加
熱し、微細に分割した被覆物質を被覆されるべき表面へ
押付けることが行われる。フレームスプレープロセスに
於ては、酸素とアセチレンの如き混合ガスの爆発により
必要な熱を与える。All of these processes rely on generating a hot gas stream that heats the coating material and forces the finely divided coating material onto the surface to be coated. In the flame spray process, the necessary heat is provided by the explosion of a gas mixture such as oxygen and acetylene.

プラズマスプレー技術は爆発プロセスには依存せず、そ
の代りに通常アルゴンの如き不活性ガスが電気的に活性
化され、高温プラズマを生ずる。爆発スプレープロセス
に於ては、酸素、アセチレン及び窒素の混合物の如きガ
スの制御された爆発が爆発ガン内にて行われ、これより
衝撃波に乗って粉末が押出される。フレームガンのガス
温度は勿論燃焼プロセスによって達成される温度によっ
て決定され且限られている。Plasma spray technology does not rely on an explosive process; instead, an inert gas, typically argon, is electrically activated to create a high temperature plasma. In the explosive spray process, a controlled explosion of a gas, such as a mixture of oxygen, acetylene, and nitrogen, is carried out in an explosive gun from which powder is forced out by a shock wave. The flame gun gas temperature is of course determined and limited by the temperature achieved by the combustion process.

爆発スプレープロセスに於ては、ガスの温度は約３３１
５℃であり、その噴出速度は７５０ｍ／秒であるのが普
通である。しかしプラズマガス温度は極めて高く、１１
０９５ｑｏ程度まで達し、非常に高いガス速度が得られ
る。各プロセスパラメータ、特に温度及びガス速度に関
し大きな差異があるため、使用されるプロセスによって
同じ組成の粉末がスプレーされても出来上った被覆に大
きな差がみられる。プラズマスプレーガンにてより高い
温度が得られた時は、ある被覆システムに於ては、爆発
ガンによって得られるものとは異つた相構造の被覆が得
られる。相構造に於けるかかる差は被覆の物理的性質に
於ける差を生じ多くの場合、かかる差によって意図する
目的の被覆として許容されるかされないかの問題を生ず
る。スプレー技術によって沈着される一つの被覆組成は
、一般にプラズマスプレー或いは爆発スプレーの場合、
ニッケル／アルミニウム材である。In the explosive spray process, the temperature of the gas is approximately 331
5° C., and its ejection speed is typically 750 m/sec. However, the plasma gas temperature is extremely high, and 11
095 qo, and a very high gas velocity can be obtained. Because of the large differences in process parameters, particularly temperature and gas velocity, the processes used can result in large differences in the resulting coatings even when sprayed with powders of the same composition. When higher temperatures are obtained with a plasma spray gun, some coating systems result in a coating with a different phase structure than that obtained with an explosive gun. Such differences in phase structure result in differences in the physical properties of the coating, and in many cases such differences give rise to questions about whether or not the coating is acceptable for its intended purpose. One coating composition deposited by spray techniques is generally plasma spray or explosive spray:
It is a nickel/aluminum material.

これは或るチタニウム合金製ガスターピンェンジン部材
に侵蝕や傷に対する抵抗力を与えるために用いられる。
経験によれば、従来のプラズマスプレー技術により沈着
された多くの被覆は良好な理論密度を有するが、高い応
力状態にあり、特に熱衝撃を含む条件下に曝されると亀
裂或いは本懐を生じ易いという問題がある。より低い形
成温度による爆発スプレーによって得られた被覆は、亀
裂及び崩壊の点からはより好ましいが、表面状態と経済
性の観点から最良のものではない。既存のプロセス及び
装置によっては、多くの条件下にて必要な組成と金属学
的構造を有するのみならず、所要の被覆接着力と密度を
有するスプレー被覆を形成することは不可能である。It is used to provide corrosion and scratch resistance to certain titanium alloy gas turbine engine parts.
Experience has shown that many coatings deposited by conventional plasma spray techniques have good theoretical density, but are under high stress and are susceptible to cracking or cracking, especially when exposed to conditions involving thermal shock. There is a problem. Coatings obtained by explosive spraying with lower formation temperatures are more favorable from the point of view of cracking and disintegration, but are not the best from the point of view of surface condition and economy. With existing processes and equipment, it is not possible under many conditions to form a spray coating that not only has the required composition and metallurgy, but also has the required coating adhesion and density.

また従来のスプレー操作に付随する幾つかの生産上の問
題を解決することも望まれる。例えば、爆発プロセスは
安全性の理由から、通常作業員は被覆操作が行われる位
置から隔たった位置におり、そのため被覆されるべき部
品の注意深い再位置決め或いは遠隔築制御を必要とする
。従来のプラズマスプレー技術は注意深い表面の準備と
予備被覆を必要とし、基質を加熱する危険がある。本発
明は熱的スプレー被覆装置及び方法に於ける改良に係る
。It would also be desirable to solve some of the production problems associated with conventional spraying operations. For example, detonation processes, for safety reasons, typically require personnel to be located at a distance from the location where the coating operation takes place, thus requiring careful repositioning or remote construction control of the parts to be coated. Traditional plasma spray techniques require careful surface preparation and pre-coating and risk heating the substrate. The present invention relates to improvements in thermal spray coating equipment and methods.

この改良は既存の装置及び方法に関連する欠点の多くを
除去するのみならず、多数の付加的利益を与える。本発
明の一つの主要な利点は、もし望むなる、種々の被覆シ
ステムに於て最良の被覆構造を優れた接着性と密度を伴
って得ることができるところにある。This improvement not only eliminates many of the drawbacks associated with existing devices and methods, but also provides a number of additional benefits. One major advantage of the present invention is that the best coating structure can be obtained with excellent adhesion and density in various coating systems, if desired.

更にかかる利点は経済性と安全性に於ける改良をも同時
に伴って達成されるものである。本発明は、熱スプレー
装置内に高温のガス流を郭定する細長い通路を与え、こ
の中へ或る予め定められた位置にて冷温のガス流中へス
プレ−されるべき粉末が注入され被覆粒子の滞留時間は
かかる粒子に所望の加熱と速度を与えるような長さとさ
れる。本発明の一つの実施例に於ては、従来のプラズマ
スプレー装置に適合するよう横成された冷却ノズル組立
体が空気力学的に有効な通路を伴って構成されており、
該通路を通って高温プラズマが導かれ、この中へ被覆粉
末が該通路に沿う選択された位置にて導入されて良い。Moreover, these advantages are accompanied by improvements in economy and safety. The present invention provides an elongated passageway defining a hot gas stream within a thermal spray device into which the powder to be sprayed into the cold gas stream is injected at a predetermined location to form a coating. The residence time of the particles is selected to provide the desired heating and velocity to the particles. In one embodiment of the invention, a cooled nozzle assembly configured to fit in a conventional plasma spray device is configured with an aerodynamically effective passageway;
A hot plasma is directed through the passageway into which coating powder may be introduced at selected locations along the passageway.

作動に於ては、プラズマガスとしてヘリウムが用いられ
る。以下に添付の図を参照して本発明を実施例について
詳細に説明する。In operation, helium is used as the plasma gas. The invention will now be described in detail by way of example embodiments with reference to the accompanying drawings.

図示のプラズマスプレー装置は本発明に従って被覆を沈
着させるために用いられるものである。The illustrated plasma spray apparatus is used to deposit coatings in accordance with the present invention.

スプレーノズル組立体２はＣＰノズルを有するＭ旧ＴＣ
Ｏスペース３ＭＢプラズマガンの如き標準プラズマスプ
レーガン６のノズル４の周りに取付けられるよう構成さ
れている。このノズル組立体はそれを通って延びる通路
１０を有するフィン付警部材８を有する。このフィン付
警部材は銅の如き高い伝導性を有する材料から作られて
おり、冷却水入口１６と出口１８を有する鋼製ウオータ
ージャケット１４によ．つて囲まれている。水室を通っ
て流れる冷却流体は前記フィン付警部材を冷却し、装置
の作動中通路１０を通って流れる高温プラズマによりこ
れが溶融し或いはその他の熱的損傷を受けることを防ぐ
。高温プラズマ自身はそれが冷却されたフィン付警部材
内の通路を通って流れる間にかなりの冷却を受ける。こ
の装置に於ては、高いガス流速を維持するために通路１
川ま入口部２０、／ズル２２び出口部２４を用いた空気
力学的に有効な形状に作られている。Spray nozzle assembly 2 is M old TC with CP nozzle
It is configured to be mounted around the nozzle 4 of a standard plasma spray gun 6, such as the O-Space 3MB plasma gun. The nozzle assembly has a finned guard member 8 having a passageway 10 extending therethrough. The finned guard is constructed from a highly conductive material such as copper and is enclosed by a steel water jacket 14 having a cooling water inlet 16 and an outlet 18. surrounded by The cooling fluid flowing through the water chamber cools the finned guard member and prevents it from melting or other thermal damage by the hot plasma flowing through passage 10 during operation of the device. The hot plasma itself undergoes significant cooling as it flows through passages within the cooled finned guard member. In this device, in order to maintain a high gas flow rate, passage 1
It is made into an aerodynamically effective shape using a river inlet section 20, a /zuru 22 and an outlet section 24.

図示の特殊な実施例に於ては、全長１６弧であり、その
入口部は１０．０２×０．５４５弧であり、ノズル部は
長さ約０．６３弧、咽部直径０．３５肌であり、出口部
は直径０．３８肌である。かくしてノズルは先細で且僅
かに末広に作られている。一般的には、粉末は被覆され
るべき表面表面へ高速にて且加熱された状態で、しかも
溶融状態ではく塑性化された状態にて与えられるので好
ましい。In the particular embodiment shown, the total length is 16 arcs, the inlet section is 10.02 x 0.545 arcs, and the nozzle section is approximately 0.63 arcs long, with a throat diameter of 0.35 arcs. The exit portion has a diameter of 0.38 mm. The nozzle is thus made tapered and slightly wide at the end. It is generally preferred that the powder be applied to the surface to be coated at high speed and in a heated state, and in a plasticized rather than molten state.

プラズマガスが前記通路を通って流れる時、それが冷却
されるので、その下流位置に粉末を導入することによ、
粉末は或る低減された度合にて加熱される。何故ならば
、プラズマの下流域の温度は上流城よりも下つているか
らである。従って、ノズルはその中でプラズマの温度を
実質的に低減するに十分な長さ‘こ構成されている。従
ってここで「細長い」なる語が使われていろは、プラズ
マの実質的な冷却を与えるに十分な長さを意味するもの
と理解されたい。以上のことから、本発明に於ては、被
覆粉末は従来のプラズマ操作に於ける高温／短時間サイ
クルと異って、比較的低温の長時間サイクルに曝される
ことが理解されよつ。ノズル組立体は近接ボート４０及
び４２を備えており、これを通って粉末がプラズマガス
中へ導入される。By introducing powder at a position downstream of the plasma gas as it flows through the passageway, it is cooled.
The powder is heated to some reduced degree. This is because the temperature in the downstream region of the plasma is lower than that in the upstream region. Accordingly, the nozzle is configured with a length sufficient to substantially reduce the temperature of the plasma therein. Thus, when the term "elongate" is used herein, it should be understood to mean a length sufficient to provide substantial cooling of the plasma. From the foregoing, it will be appreciated that in the present invention, the coated powder is subjected to long cycles at relatively low temperatures, as opposed to the high temperature/short time cycles of conventional plasma operations. The nozzle assembly includes proximity boats 40 and 42 through which powder is introduced into the plasma gas.

これらの近接ボートの位置はスプレーされる粉末及び用
いられる特殊なプロセスパラメータ及び装置に依存する
。しかし基本的には、その位置は粉末の正しい加熱を与
えるように選択される。この装置に於てニッケル／アル
ミニウムをスプレーする時には、粉末は近接ボート４２
を通って不活性キャリアガス内に導入される。The location of these close boats depends on the powder being sprayed and the specific process parameters and equipment used. But basically the position is selected to give the correct heating of the powder. When spraying nickel/aluminum in this equipment, the powder is transferred to the nearby boat 42.
into the inert carrier gas.

近接ボート４２はノズル組立体の入口より約９肌下流側
の位置或いはノズル部の直ぐ上流の位置にて開□する０
．１６肌直径の孔である。種々の組成の粉末を導入する
ために、より多くの数のボートが用いられてし、も良く
、これらの粉末は同時的に或いはシーケンス的にスプレ
ーされて良く、またプロセスパラメータが変えられるべ
き時には、同じ組成の粉末が同時的に或いはシーケンス
的に導入されても良い。The proximity boat 42 opens at a position approximately 9 degrees downstream from the inlet of the nozzle assembly or immediately upstream of the nozzle section.
．． The hole is 16 skin diameter. A larger number of boats may be used to introduce powders of different compositions, and these powders may be sprayed simultaneously or sequentially, and when process parameters are to be varied. , powders of the same composition may be introduced simultaneously or sequentially.

一つの組成を徐々に増大させつつ導入し、他の一つの組
成を徐々に低減する要領によって段階的被覆を形成し、
二つの組成の間に平面的境界面が形成されることを避け
ることが容易に達成される。上述の如く、高温ガス流中
へ粉末を導入する位置を通路に沿って適当に選択するこ
とにより、粉末温度を所定のシステムに於て容易に制御
することができる。forming a graded coating by gradually increasing introduction of one composition and gradually decreasing another composition;
Avoiding the formation of planar interfaces between the two compositions is easily accomplished. As mentioned above, powder temperature can be easily controlled in a given system by appropriately selecting the location along the path at which the powder is introduced into the hot gas stream.

この装置はまた他の粉末温度制御装置へ容易に適用でで
きる。またプラズマ流中へ温度修正ガスを導入するため
に近接ボート或いはその他のボートが用いられて良い。
かかる温度修正ガスはプラズマガス組成の冷温ガス流で
あって良く、或いはまた、プラズマの熱伝達特性或いは
その他の特性を変えるものであっても良い。図示の如く
、ノズル組立体はプラズマガンそれ自身とは異つた装置
を含んでいる。This device can also be easily adapted to other powder temperature control devices. Also, a proximity boat or other boat may be used to introduce temperature modifying gas into the plasma stream.
Such a temperature modifying gas may be a cold gas stream of plasma gas composition, or alternatively may alter the heat transfer or other properties of the plasma. As shown, the nozzle assembly includes equipment separate from the plasma gun itself.

この特殊な構造は本発明を既存のプラズマ装置に適用す
ることを可能にするように選択されているものである。
勿論、かかるノズル組立体がガンそれ自身と一体に構成
されていてはいけない理由はない。またフィン付管部材
８は単一の部品として構成されているが、その各部は別
個の部材により構成されているのが好ましく、これによ
って種々の被覆操作或いは装置にノズル組立体を適合さ
せることができ、またその各部が摩耗した時、そこを補
修或いは取替えることを容易にする。形成された被覆内
に於ける最良の相構造を得るために、被覆されるべき面
へ衝突する粉末粒子は塑性化状態にありしかも可能な限
り低温であるのが好ましい。This particular structure was chosen to allow the invention to be applied to existing plasma devices.
There is, of course, no reason why such a nozzle assembly should not be integrally constructed with the gun itself. Also, although the finned tube member 8 is constructed as a single piece, each section of the finned tube member 8 is preferably constructed from separate parts, thereby making the nozzle assembly compatible with various coating operations or equipment. It also makes it easy to repair or replace each part when it becomes worn. In order to obtain the best phase structure within the formed coating, it is preferred that the powder particles impinging on the surface to be coated be in a plasticized state and as cold as possible.

しかし粒子の温度が低い程、最大密度と接着力を得るた
めに、衝撃速度は高くなければならない。従って高い被
覆粒子速度を与えることができることによって著しい利
益が得られる。粒子速度は元来使用される特定のシステ
ムに於けるガス速度によって限られている。爆発スプレ
ープロセスに於ては、粒子速度は衝撃波速度によって限
られ、７５０の／秒程度である。アルゴンを用いたプラ
ズマスプレーガンは１２００の／秒までのガス速度を達
成することができる。本発明の好ましい実施例に於ては
、３６００ｍ／秒或いはそれ以上のガス速度が可能であ
る。通常の工業的プラクテスに反して、本発明に於ては
、プラズマガスとしてヘリウムを用いることが好ましい
。However, the cooler the particles, the higher the impact velocity must be to obtain maximum density and adhesion. Significant benefits are therefore obtained by being able to provide high coating particle velocities. Particle velocity is originally limited by the gas velocity in the particular system used. In explosive spray processes, particle velocity is limited by the shock wave velocity, which is on the order of 750/sec. Plasma spray guns using argon can achieve gas velocities of up to 1200/sec. In preferred embodiments of the invention, gas velocities of 3600 m/sec or more are possible. Contrary to normal industrial practice, it is preferred in the present invention to use helium as the plasma gas.

ヘリウムはプラズマスプレー操作に於て使用できること
が知られているが、それが軽いことと熱伝達性が悪いこ
とにより、従来プラズマスプレー装置に於てはこれを工
業的に用いることが鱈簿されていた。本発明に於ては、
その使用が可能であるばかりでなく有利である。従来の
装置に於ては、プラズマガンを出たガスは速やかに拡散
する。Although it is known that helium can be used in plasma spray operations, its light weight and poor heat transfer properties have traditionally prevented its industrial use in plasma spray equipment. Ta. In the present invention,
Its use is not only possible but advantageous. In conventional equipment, gas exiting the plasma gun quickly diffuses.

かかるガス流中へ注入された粉末は極く短時間のみその
中に淳まる。このように短時間のみ滞留する時は、ヘリ
ウムを用いることはその熱伝達特性が悪いことからアル
ゴン等に比して粉末へ所定量の熱を伝えることが困難と
なる。この短い滞留時間と急速にガスが拡散することに
よって、粉末に速度成分を与えることに大きな問題があ
る。本発明に於て、ヘリウムを用いることの利点は、加
熱を制御し、高い流速を与えることにある。Powder injected into such a gas stream is absorbed therein only for a very short time. When the powder stays for such a short period of time, using helium makes it difficult to transfer a predetermined amount of heat to the powder compared to argon or the like because its heat transfer characteristics are poor. This short residence time and rapid gas diffusion presents a major problem in imparting a velocity component to the powder. The advantage of using helium in the present invention is that it provides controlled heating and high flow rates.

その他にも幾つかの利点がある。全ての被覆プロセスに
於ては、被覆に対する被覆成分とプロセスパラメータの
影響のみでなく、それが被覆される基質に及ぼす影響を
考量することも重要である。基質の性質は往々にして或
る温度を越えてはならないものである。ヘリウムが例え
ばアルゴンに比してかなり低い熱伝達特性を有している
ことは、基質への熱伝達を本質的に低減されることにな
る。従釆のプラズマスプレー操作に於ては、加熱された
ガスの拡散によって基質のかなり広い領域が熱を受け、
しかも被覆が要求されない領域も加熱されることとなり
、かかる領域はマスクを施されなければならない。There are also several other advantages. In all coating processes, it is important to consider not only the effect of coating components and process parameters on the coating, but also their effect on the substrate being coated. The nature of the substrate is often such that it must not exceed a certain temperature. The fact that helium has significantly lower heat transfer properties compared to, for example, argon will result in substantially reduced heat transfer to the substrate. In a secondary plasma spray operation, a fairly large area of the substrate is heated by the diffusion of the heated gas;
Moreover, areas which do not require coating will also be heated and must be masked.

本発明に於ては、ガス流に関しより高度の集中性が得ら
れる。従って基質のより４・さし、領域のみが高温ガス
に曝され、その他の基質の多くの部分は低温状態に留つ
ている。更に他の一つの利点として、かかるガス流の集
中度のより良い制御によりマスクを必要とする度合が低
減され、被覆構造及び厚みに於ける変化がより良く制御
され、粉末の損失が少く経済性が改善されることがある
。他の一つの方法に於ても、本発明を用いることにより
被覆操作は容易となる。In the present invention, a higher degree of convergence with respect to gas flow is achieved. Therefore, only a small area of the substrate is exposed to the hot gas, while most of the other portions of the substrate remain at a low temperature. Yet another advantage is that better control of the concentration of such gas flows reduces the need for masks, better controls variations in coating structure and thickness, reduces powder loss and improves economy. may be improved. In another method, the present invention also facilitates the coating operation.

爆発ガンを用いる場合、被覆作業は安全上の理由から被
覆操作が行われる位置より離れた位置に作業員が位置す
ることによって通常行われる。従来のプラズマスプレー
ガンを用いる場合、排出されるガスは非常な高温であり
、紫外線による目の損傷が起るので適当な目の保護装置
が必要とされる。本発明に於ては排ガスの温度は低減さ
れており、目が損傷される可能性は低減されている。勿
論何れにしても適当な安全手段は必要である。従釆のプ
ロセスに於ては、被覆されるべき部品は先ず被覆される
べき領域のみを露出させるようにマスクによって被覆す
る作業を行い、第二段階としてサンドプラストをかけ、
第三段階としてサンドブラストの影響を除去すべく清掃
を行い、最後に再びマスクをかけることが行われる。When using an explosive gun, the coating operation is usually carried out with the operator positioned at a distance from the location where the coating operation is to be performed for safety reasons. When using conventional plasma spray guns, appropriate eye protection is required since the exhaust gas is very hot and UV radiation can cause eye damage. In the present invention, the temperature of the exhaust gas is reduced and the potential for eye damage is reduced. Of course, appropriate safety measures are necessary in any case. In the following process, the parts to be coated are first coated with a mask that exposes only the areas to be coated, and then sandblasted as a second step.
The third step is cleaning to remove the effects of sandblasting, and finally re-masking.

本発明は多くの場合かかる従釆の工程に於ける多くを省
略することができる。ガスの集中度が大幅に改善されて
いるので、マスクを施す程度が大きく低減される。更に
粒子の速度は非常に高いので、サンドブラストをかける
こととマスクを施すこととこれらに関連した清掃作業と
を省略することが可能であることが見出されている。フ
レオンによって脱脂するために単に表面を掃き取るだけ
で十分なことが見出されている。例 装置 プラズマガン ＧＰノズルを有する 細ＴＣＯ鋤Ｂ パワーサプライ ＰＬＡＳＭＡＤＹＮＥ ３５加Ｄ．Ｃ．アークアンプ ５０一５８Ｄ．Ｃ．アークボルト ／ぐワーフイーダ Ｓ．Ｓ．ＡＩＲＡＢＲＡ−ＳＩＶＥ
ユニツト（ミニチュア・サンドプラスト） パワーフイ−ド・レート１６２ｋ９／ｈｒ．ノズル組立
体 図示の通り粉末（Ｍ旧ＴＣ０４５０） 組成（重量％） ９ふｒ−セントニッケル５パーセント
アルミニウム 粒径 ０．０８劫肋十０．０４３側 （ＡＳＴＭ Ｂ ２１４） プロセス／ぐラメータ プラズマガス ヘリウム 流量 ７７８７リットル／分 ガンと基質の距離 ５〜７．６肌 焦点の大きさ ０．９５肌 基質 チタン合金 被覆部 縞平座金 沈着 ノズル組立体を取付けた手持式の被覆ガンを用いて厚さ
０．０２０〜０．０２５肌の被覆が扇平座金の一方の面
に亀裂及び崩壊に対する抵抗性を与えるべく施された。The present invention can often eliminate many of these secondary steps. Since the gas concentration is greatly improved, the extent of masking is greatly reduced. Furthermore, it has been found that the velocity of the particles is so high that it is possible to dispense with sandblasting, masking and the associated cleaning operations. It has been found that simply sweeping the surface to degrease with Freon is sufficient. Example equipment plasma gun Fine TCO plow B with GP nozzle Power supply PLASMADYNE 35 addition D. C. Arc amplifier 50-58D. C. Archvolt/Gwarfida S. S. AIRABRA-SIVE
Unit (miniature sandplast) Power feed rate 162k9/hr. Nozzle Assembly Powder as shown (M old TC0450) Composition (% by weight) 9 Fr-St Nickel 5% Aluminum Particle Size 0.08 x 0.043 side (ASTM B 214) Process/Grameter Plasma Gas Helium Flow rate 7787 liters/min Gun to substrate distance 5-7.6 Skin focus size 0.95 Skin substrate Titanium alloy coating 0 thickness using a hand-held coating gun fitted with a striped flat washer deposition nozzle assembly A .020 to .025 skin coating was applied to one side of the fan flat washer to provide resistance to cracking and collapse.

結果理論密度の９９％を十分越える被覆密度が達成され
た。As a result, a coating density well in excess of 99% of the theoretical density was achieved.

これは従来のプラズマプロセスによって達成されるもの
を越えたものである。接着性は非常に優れていた。高温
からの熱衝撃を繰返した結果、亀裂或いはフレークの発
生は何ら見られなかつた。以上に於ては本発明を特定の
例及び好ましい実施例について説明したが、本発明がこ
れらの詳細に限られるものではなく、本発明の範囲内に
て種々の修正が可能であることは当業者にとって明らか
であろう。This is beyond what is achieved by conventional plasma processes. Adhesion was very good. As a result of repeated thermal shock from high temperatures, no cracks or flakes were observed. Although the invention has been described above with reference to specific examples and preferred embodiments, it will be understood that the invention is not limited to these details and that various modifications may be made within the scope of the invention. This will be obvious to businesses.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

添付の図は本発明に従って構成されたプラズマスプレー
装置を示す。 ２・・・・・・ノズル組立体、４・…・・ノズル、６・
・・・・・標準プラズマスプレーガン、８・・・・・・
フィン付警部材、１０・・・・・・通路、１４・・・・
・・ウオータージャケット、１６・・・・・・冷却水入
口、１８・・・・・・冷却水出口、１９・・・・・・水
室、２０・・・・・・入口部、２２・・・・・・ノズル
部、２４・・・・・・出口部、４０，４２・・・・・・
近接ボート。The accompanying figures illustrate a plasma spray apparatus constructed in accordance with the present invention. 2... Nozzle assembly, 4... Nozzle, 6...
...Standard plasma spray gun, 8...
Police equipment with fins, 10...Passage, 14...
... Water jacket, 16 ... Cooling water inlet, 18 ... Cooling water outlet, 19 ... Water chamber, 20 ... Inlet section, 22 ... ...Nozzle part, 24...Outlet part, 40, 42...
Close boat.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １ プラズマを生成することと、前記プラズマを細長い
ノズルを通つてプラズマガス流として導くことと、前記
プラズマガス流中へスプレーされるべき被覆用材料の粉
末を導入することと、前記粉末を前記プラズマガス流と
共に被覆されるべき表面へ導くこととを含み、前記表面
上に所要の厚みの被覆を形成するための熱スプレー方法
に於て、記記プラズマガス流中へ前記粉末が導入される
位置は前記プラズマガス流による前記粉末の加熱が該プ
ラズマガス流によつて前記表面上に吹付けられる該粉末
を丁度塑性化する程度となる位置に選択され、前記プラ
ズマガス流によつて前記表面上に吹付けられる前記粉末
の速度を増大するよう前記プラズマガス流は前記ノズル
を通つて導かれる間に加速されることを特徴とする熱ス
プレー方法。 ２ 高温のガスを与えるプラズマスプレーガンと、一端
にて前記プラズマスプレーガンより高温ガスの流れを受
けこれを通過させ且これを他端より噴射する通路と前記
通路の途中にスプレーされるべき材料の粉末を導入する
粉末ポートと前記通路を郭定する壁面を冷却することに
より前記通路内を流れる高温ガスに実質的な冷却効果を
与える冷却手段とを有するノズル装置とを含む熱スプレ
ー装置にして、前記通路は途中に断面積の変化により流
体を加速する加速ノズル部を有し、前記粉末ポートは前
記加速ノズル部又はそれより下流側に位置しており、前
記冷却手段の冷却強さと前記通路に沿う前記粉末ポート
の位置は前記粉末ポートより前記通路中を流れる高温ガ
ス中へ導入され該高温ガスによつて加熱され該高温ガス
と共に噴射される粉末が溶解状態には至らず塑性化され
た状態に留まるように定められていることを特徴とする
熱スプレー装置。Claims: 1. Generating a plasma, directing the plasma through an elongated nozzle as a plasma gas stream, and introducing into the plasma gas stream a powder of a coating material to be sprayed. , directing the powder into the plasma gas stream to the surface to be coated, in a thermal spray method for forming a coating of a desired thickness on the surface; The location at which the powder is introduced is selected such that heating of the powder by the plasma gas stream just plasticizes the powder that is sprayed onto the surface by the plasma gas stream; A method of thermal spraying, characterized in that the plasma gas stream is accelerated while being directed through the nozzle so as to increase the velocity of the powder sprayed onto the surface by the plasma gas. 2. A plasma spray gun that provides high-temperature gas, a passage that receives a flow of high-temperature gas from the plasma spray gun at one end, passes it through, and injects it from the other end, and a passage that contains the material to be sprayed in the middle of the passage. A thermal spray device comprising: a powder port for introducing powder; and a cooling means for providing a substantial cooling effect to the hot gas flowing in the passageway by cooling a wall defining the passageway; The passage has an acceleration nozzle part in the middle that accelerates the fluid by changing the cross-sectional area, and the powder port is located at or downstream of the acceleration nozzle part, and the powder port has a cooling intensity of the cooling means and a part of the passage. The position of the powder port along the line is such that the powder is introduced from the powder port into the high-temperature gas flowing through the passage, is heated by the high-temperature gas, and is injected together with the high-temperature gas so that the powder does not reach a melted state but becomes plasticized. A thermal spray device characterized in that it is configured to remain in place.
JP58033710A 1974-10-07 1983-02-28 Heat spray method and heat spray equipment Expired JPS6029542B2 (en)

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SE427804B (en) 1983-05-09
BR7506565A (en) 1976-08-10
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