WO2008047519A1 - Nozzle for cold spray and cold spray apparatus - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a cold spray nozzle and a cold spray apparatus using the nozzle, in which the adhesion of the raw material powder to the nozzle during operation and the blocking of the nozzle resulting therefrom are greatly reduced.
- Metal plating is used as one method for forming this film.
- metal plating has problems that it cannot be constructed over a large area and cracks are likely to occur.
- Another method includes a method of forming a film by thermal spraying.
- This thermal spraying includes low-pressure plasma spraying (LPPS), flame spraying, high-speed flame spraying (HVOF), atmospheric plasma spraying, and the like.
- LPPS low-pressure plasma spraying
- HVOF high-speed flame spraying
- atmospheric plasma spraying and the like.
- cold spray that forms a film of a raw material powder in a solid state has attracted attention.
- a working gas having a temperature lower than the melting point or softening point of the raw material powder is converted into a supersonic flow, and the raw material powder carried by the carrier gas is introduced into the working gas and ejected from the tip of the nozzle.
- the film is formed by colliding with the substrate in the state. That is, a raw material powder such as a metal, an alloy, an intermetallic compound, or a ceramic is collided with the surface of the substrate at a supersonic speed in a solid state to form a film.
- Nitrogen gas, helium gas, air, etc. are stored! /
- the gas supply means from the compressed gas cylinder is connected with the working gas line. Branch to the gas line.
- the high-pressure working gas is heated to a temperature below the melting point or softening point of the raw material powder by a heater and then supplied into the chamber of the cold spray gun.
- the high-pressure carrier gas is introduced into the raw material powder supply means to carry the raw material powder into the chamber.
- the raw material powder conveyed by the carrier gas becomes a supersonic flow by the working gas through the conical compression portion of the nozzle, and is ejected from the nozzle outlet located at the tip of the conical expansion portion to be fixed on the substrate surface. Collides in phase and forms a film.
- This cold spray coating is denser, denser, denser, denser, more conductive, more thermally conductive, and less oxidized and thermally altered than the previously proposed thermal sprayed coatings. It is known that the property is good.
- a major problem with this cold spray is the adhesion of the raw material powder to the nozzle and the clogging of the nozzle resulting from this.
- the nozzle is usually manufactured using stainless steel, tool steel, cemented carbide, etc., but when forming a film by cold spray using nickel, copper, aluminum, stainless steel or these alloys as raw materials, The raw material powder adheres to each part of the nozzle, particularly the expanded part, and further the nozzle is blocked. This is because during operation, friction occurs between the raw material powder and the inner surface of the nozzle, the temperature of the inner surface of the nozzle rises, and the raw material powder adheres to the inner surface of the nozzle. This can cause system failure and necessitate frequent nozzle replacement. The adhesion of the raw material powder to the nozzle and the nozzle clogging resulting from this occurred in several minutes after the operation, which was a major obstacle to the practical application of cold spray technology.
- Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-298863 discloses a nozzle for cold spray technology in which at least an expanded portion (enlarged portion) of the nozzle is made of polybenzimidazole. It is said that it is possible to reduce nozzle adhesion and nozzle clogging.
- Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2005-95886 discloses a conical tapered portion that continues to the nozzle inlet, a short conical divergent portion that continues to the tapered portion through the throat, A cold spray nozzle is disclosed which comprises a cylindrical parallel part following the divergent part and is provided with a desorption mechanism and / or a powder inlet in the parallel part (Claim 1).
- Patent Document 2 by specifying the above nozzle design, an inexpensive standard pipe material can be used, and the parallel parts can be exchanged. It is easy to replace, and even if the powder accumulates in a large area construction of 0.5m 2 or more, it is possible to easily replace only the cylindrical part, and when nozzle clogging occurs in the throat, divergent part, etc.
- Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-298863
- Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2005-95886
- Patent Document 2 is intended to facilitate replacement of the nozzle member and the like, and intends to reduce the adhesion of the raw material powder to the nozzle and the blockage resulting from this. Not what you want.
- the object of the present invention is to greatly reduce the adhesion of the raw material powder to the nozzle during operation and the clogging of the nozzle due to the adhesion, and achieve a long life of the nozzle. And a cold spray apparatus using the nozzle
- the cold spray nozzle according to the invention includes a tapered conical compression portion and a conical and expanding expansion portion communicating with the compression portion, and the raw material powder is made using a working gas having a melting point or a softening point or less.
- the nose at the tip of the expansion part A nozzle for cold spray ejected as a supersonic flow from the outlet of the nozzle, characterized in that at least the expansion portion of the nozzle is made of a glass material.
- the nozzle for cold spray according to the present invention is preferably composed entirely of a glass material.
- the nozzle for cold spray according to the present invention is preferably an integral molded product using a glass material as a whole.
- silicate glass or alkali silicate glass as the glass material constituting the cold spray nozzle according to the present invention.
- the cold spray apparatus includes a raw material powder supply means for supplying a raw material powder, a gas supply means for supplying a working gas and a carrier gas, and the working gas having a melting point or a softening point below the raw material powder.
- a cold spray device comprising a cold spray gun provided with a nozzle for cold spray that is ejected as a supersonic flow using a nozzle for cold spray according to any one of claims 1 to 4. It is characterized by using Nozunore.
- the cold spray nozzle according to the present invention and the cold spray apparatus using the nozzle can greatly reduce the adhesion of the raw material powder to the nozzle during operation and the nozzle clogging caused thereby, and the length of the nozzle. Since life can be achieved, frequent nozzle replacement is not necessary. In addition, since the nozzle is formed of glass, it is inexpensive and has excellent workability because glass is used as the nozzle material.
- FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a cold spray nozzle according to the present invention.
- a cold spray nozzle 1 has a tapered conical compression portion lb having a nozzle inlet la at its end and a tapered conical compression portion lb having a nozzle outlet Id at its end. It consists of an expansion part lc.
- the cold spray nozzle according to the present invention may have any other shape as long as it has at least the compression part lb and the expansion part lc.
- pressure A narrow throat may be provided between the contraction part lb and the expansion part lc, or a cylindrical parallel part may be provided on the nozzle outlet side of the expansion part lc.
- the arrow indicates the flow of the raw material powder.
- At least the expansion part lc is formed of a glass material. Since the expansion part lc is most likely to adhere to the raw material powder, nozzle clogging is most likely to occur. Therefore, forming this part with a glass material causes adhesion of the raw material powder and clogging of the nozzle due to this. Can be greatly reduced.
- the expansion part lc is formed of a glass material
- other parts such as the compression part lb are formed of stainless steel which is a conventionally used nozzle material.
- the whole including other parts is made of a glass material.
- the entire nozzle 1 be integrally formed of a glass material from the viewpoint of economy and not forming irregularities on the inner peripheral wall!
- the method for producing the expanded portion lc or the like made of a glass material is not particularly limited, but hot press molding using a mold is common.
- the glass material to be molded is not particularly limited, and examples thereof include silicate glass, alkali silicate glass, soda lime glass, potash lime glass, lead glass, norlium glass, and borosilicate glass.
- Abrasion-resistant glass, specifically, silicate glass or alkali silicate glass is preferably used.
- FIG. 2 is a schematic view of a cold spray apparatus according to the present invention.
- the gas supply means is formed of a compressed gas cylinder 2, a working gas line 3 and a carrier gas line 4.
- the working gas line 3 and the carrier gas line 4 are equipped with pressure regulators 5a and 5b, flow rate regulating valves 6a and 6b, flow meters 7a and 7b, and pressure gauges 8a and 8b, respectively. The pressure and flow rate of gas and carrier gas are adjusted.
- the working gas line 3 a heater 10 heated by an electric power source 9 is arranged. After the working gas is heated to a temperature lower than the melting point or softening point of the raw material powder, It is introduced into the chamber 12. A pressure gauge 13 and a thermometer 14 are installed in the chamber 12 to control pressure and temperature.
- the raw material powder supply means includes a raw material powder supply device 15, a meter 16 attached thereto, and a raw material powder supply line 17.
- the carrier gas from the compressed gas cylinder 2 passes through the carrier gas line 4 and is a raw material powder supply device 1
- a specified amount of raw material powder introduced into 5 and weighed by the measuring device 16 is supplied to the raw material powder supply line.
- Examples of the raw material powder used here include metals, alloys, and intermetallic compounds.
- nickel, iron, silver, chromium, or a powder of these alloys is exemplified.
- the raw material powder transferred into the chamber 12 by the transfer gas is ejected from the tip of the nozzle 1 as a supersonic flow using the above working gas, and is in a solid state (a certain liquid layer may be included)
- the nozzle 1 used here includes a tapered and conical compression portion lb and a conical and conical expansion portion lc communicating with the compression portion lb, and at least the expansion portion lc.
- lc is made of glass.
- the nozzle for cold spray shown in Fig. 1 was integrally molded using silicate glass (quartz glass). A cold spray operation was performed using the cold spray nozzle in the cold spray apparatus having the configuration shown in FIG.
- the nozzle shown in Fig. 1 was obtained by integral molding using conventionally used stainless steel. Using this nozzle with the cold spray device shown in Fig. 2, a cold spray operation was performed. The operating conditions and equipment used at this time are the same as in Example 1.
- the material powder started to adhere to the inner wall surface of the expanded portion of the nozzle after 5 minutes, and after 6 minutes, the nozzle was blocked.
- the cold spray nozzle according to the present invention and the cold spray device using the nozzle can greatly reduce the adhesion of the raw material powder to the nozzle during cold spray operation and the resulting nozzle clogging. Longer nozzle life can be achieved. This eliminates the need for frequent nozzle replacement. Further, since the nozzle is formed of glass, it is inexpensive and the workability is excellent because the nozzle material is glass. Therefore, the present invention is extremely useful for practical application of cold spray technology.
- FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a cold spray nozzle according to the present invention.
- FIG. 2 is a schematic view of a cold spray apparatus according to the present invention.
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Description
明 細 書
コ一ルドスプレー用ノズノレ及びコ一ルドスプレー装置
技術分野
[0001] 本発明は、操業中のノズルへの原料粉末の付着やこれに起因するノズルの閉塞を 大幅に減少させたコールドスプレー用ノズル及び該ノズルを用いたコールドスプレー 装置に関する。
背景技術
[0002] 従来より、例えば製鉄プロセスの铸型ゃロール、自動車ホイール、ガスタービン構 成部品等の各種の金属部材には、耐摩耗性や耐食性を向上させて金属部材の長寿 命化を図るベぐニッケル、銅、アルミニウム、クロム又はこれらの合金等の皮膜を形 成する技術が知られている。
[0003] この皮膜を形成する一つの方法として、金属メツキが用いられている。しかし、金属 メツキは、大面積に施工できない、クラックが発生し易いといった問題が生じる。
[0004] 他の方法として、溶射により皮膜を形成する方法が挙げられる。この溶射としては、 減圧プラズマ溶射 (LPPS)、フレーム溶射、高速フレーム溶射 (HVOF)及び大気プ ラズマ溶射等が含まれる。しかし、これら溶射で皮膜を形成した場合には、溶射中に 酸化するため緻密な皮膜の形成が困難であり、導電率及び熱伝導率が低ぐまた付 着率が低ぐ不経済である等の問題がある。
[0005] これらに代わる新たな皮膜を形成する技術として、固相状態のまま原料粉末の皮膜 を形成する「コールドスプレー」が注目されている。このコールドスプレーは、原料粉 末の融点又は軟化点よりも低い温度の作動ガスを超音速流とし、作動ガス中に搬送 ガスによって搬送された原料粉末を投入してノズル先端より噴出させ、固相状態のま ま基材に衝突させて皮膜を形成するものである。つまり、金属、合金、金属間化合物 、セラミックス等の原料粉末を超音速で基材表面に固相状態で衝突させて皮膜を形 成するものである。
[0006] さらに、このコールドスプレー技術を詳細に説明すると、窒素ガス、ヘリウムガス、空 気等が貯蔵されて!/、る圧縮ガスボンベからのガス供給手段は、作動ガスラインと搬送
ガスラインとに分岐される。高圧の作動ガスは、ヒーターにより原料粉末の融点又は 軟化点以下の温度に加熱された後、コールドスプレーガンのチャンバ一内に供給さ れる。他方、高圧の搬送ガスは、原料粉末供給手段に導入され、原料粉末を上記チ ヤンバー内に搬送する。搬送ガスにより搬送された原料粉末は、作動ガスによりノズ ルの円錐状の圧縮部を経て超音速流となり、円錐状の膨張部の先端に位置するノズ ル出口より噴出し、基材表面に固相状態で衝突し、皮膜を形成する。
[0007] このコールドスプレーによる皮膜は、従来より提案されている上述した溶射による皮 膜に比べて、緻密、高密度で、導電性、熱伝導率が高ぐ酸化や熱変質も少なぐ密 着性が良好であることが知られている。
[0008] このコールドスプレーの大きな問題は、原料粉末のノズルへの付着やこれに起因す るノズルの閉塞である。ノズルとしては、通常、ステンレス鋼、工具鋼、超硬合金等を 用いて製造されるが、ニッケル、銅、アルミニウム、ステンレス鋼又はこれらの合金を 原料としてコールドスプレーにより皮膜を形成する場合には、ノズルの各部、特に膨 張部に原料粉末が付着し、さらにはノズルが閉塞する。これは、操業時に、原料粉末 とノズル内面との間で摩擦が生じ、ノズル内面の温度が上昇し、原料粉末がノズル内 面に凝着することに起因する。このことがシステムの故障の原因となり、またこのことに より頻繁なノズル交換作業が必要となる。このようなノズルに対する原料粉末の付着 やこれに起因するノズルの閉塞は、操業後、場合によっては数分間で生じ、コールド スプレー技術の実用化にぉレ、て大きな障害となってレ、た。
[0009] 特許文献 1 (特開 2004— 298863号公報)には、ノズルの少なくとも膨張部(拡大 部)をポリべンゾイミダゾールからなるコールドスプレー技術用ノズルを開示し、このノ ズノレにより金属粉末によるノズルへの付着やノズルの詰まりを減らすことができるとさ れている。
[0010] また、特許文献 2 (特開 2005— 95886号公報)には、ノズル入口部に続く円錐状 の先細部と、先細部にのど部を介して続く短尺の円錐状の末広部と、末広部に続く 筒状の平行部からなり、平行部に脱着機構及び/又は粉末投入口を設けたコールド スプレー用ノズルが開示されている(請求項 1)。特許文献 2では、上記のノズル設計 を特定することによって、安価な規格品のパイプ材を使用できるとともに、平行部の交
換が容易となり、仮に 0. 5m2以上の大面積施工において粉末が堆積しても簡単に 円筒部のみを交換することができ、のど部、末広部等でのノズル詰まりが生じた際に
[0011] 特許文献 1 :特開 2004— 298863号公報
特許文献 2:特開 2005— 95886号公報
[0012] 特許文献 1のように、ノズル材料としてポリべンゾイミダゾールを用いた場合には、原 料粉末によるノズルへの付着やノズルの詰まりを一定限度は減らすことができるが、 実用的なレベルでは未だその効果は充分ではない。また、ポリべンゾイミダゾールは 樹脂であるため、溶射粒子の衝突により容易に摩耗するためノズル寿命が短いのみ ならず、その上、耐熱性が低いため 500°C以上の高温では使用できない。
[0013] また、特許文献 2は、ノズル部材の交換を容易にすること等を目的とするもので、本 質的にノズルに対する原料粉末の付着やこれに起因する閉塞を減少させることを意 図するものではない。
[0014] このように、ノズルへの原料粉末の付着やこれに起因するノズルの閉塞というコール ドスプレー技術における実用上の大きな課題は、未だ解決されていない。
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0015] 従って、本発明の目的は、操業中のノズルへの原料粉末の付着やこの付着に起因 するノズルの閉塞を大幅に減少し、ノズルの長寿命化を達成することができるコール ドスプレー用ノズル及び該ノズルを用いたコールドスプレー装置を提供することにあ
課題を解決するための手段
[0016] 本発明者らは、検討の結果、ノズル材料の一部又は全部をガラス、特に耐摩耗性 ガラスを用いることによって、上記目的が達成し得ることを知見し、本発明に到達した 本件発明に係るコールドスプレー用ノズルは、先細で円錐状の圧縮部と該圧縮部 に連通する先広がりで円錐状の膨張部とを含み、原料粉末をその融点又は軟化点 以下の作動ガスを用いて該圧縮部のノズル入口から流入させ、該膨張部先端のノズ
ル出口より超音速流として噴出させるコールドスプレー用ノズルであって、少なくとも 前記ノズルの該膨張部が、ガラス材で構成されて!/、ることを特徴とするものである。
[0018] そして、本件発明に係るコールドスプレー用ノズルは、その全体がガラス材で構成 されていることが好ましい。
[0019] また、本件発明に係るコールドスプレー用ノズルは、その全体がガラス材を用いた 一体成形品であることが好ましレ、。
[0020] 更に、本件発明に係るコールドスプレー用ノズルを構成するガラス材は、ケィ酸ガラ ス又はケィ酸アルカリガラスを用いることが好まし!/、。
[0021] 本件発明に係るコールドスプレー装置は、原料粉末を供給する原料粉末供給手段 と、作動ガス及び搬送ガスを供給するガス供給手段と、該原料粉末をその融点又は 軟化点以下の該作動ガスを用いて超音速流として噴出させるコールドスプレー用ノ ズルを備えたコールドスプレーガンとを含むコールドスプレー装置であって、該コー ノレドスプレー用ノズルに請求項 1〜4のいずれかに記載のコールドスプレー用ノズノレ を用いたことを特徴とする。
発明の効果
[0022] 本発明に係るコールドスプレー用ノズル及び該ノズルを用いたコールドスプレー装 置は、操業時の原料粉末のノズルへの付着及びこれに起因するノズルの閉塞を大幅 に減少でき、ノズルの長寿命化が達成できるので、ノズルの頻繁な交換が不要となる 。また、ノズルをガラスで成形しているので、安価で、かつガラスをノズル材料とするた め加工性に優れる。
発明を実施するための最良の形態
[0023] 以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しつつ詳述する 。図 1は、本発明に係るコールドスプレー用ノズルの一実施形態を示す概略断面図 である。
[0024] 図 1において、コールドスプレー用ノズル 1は、端部にノズル入口 laを有する先細で 円錐状の圧縮部 lbとこれに連通し、端部にノズル出口 Idを有する先広がりで円錐状 の膨張部 lcとからなる。本発明に係るコールドスプレー用ノズルは、少なくとも上記し た圧縮部 lbと膨張部 lcを有していればよぐその他の形状は任意である。例えば圧
縮部 lbと膨張部 lcとの間に狭小なのど部を設けたり、膨張部 lcのノズル出口側に筒 状の平行部を設けてもよい。なお、図 1において、矢線は原料粉末の流れを示す。
[0025] 本発明では、少なくとも上記膨張部 lcがガラス材によって成形される。膨張部 lcは 、最も原料粉末が付着し易ぐこれに起因するノズルの閉塞が最も生じ易いので、こ の部分をガラス材で成形することによって原料粉末の付着及びこれに起因するノズ ルの閉塞を大幅に減少することができる。
[0026] 本発明では、上述のように、少なくとも上記膨張部 lcがガラス材によって成形され、 上記圧縮部 lb等の他の部分は従来より用いられているノズル材料であるステンレス 鋼等で成形してもよいが、好ましくは他の部分も含めた全体がガラス材によって構成 されていることが望ましい。全体がガラス材によって構成されることにより、膨張部 lc のみならず圧縮部 lb等においても、原料粉末の付着及びこれに起因するノズルの 閉塞を大幅に減少することができる。また、ノズル 1の全体がガラス材により一体成形 されることが経済性及び内周壁に凹凸を形成しな!/、と!/、う観点から望まし!/、。
[0027] ガラス材で構成する膨張部 lc等の製造方法は、特に限定されないが、金型を用い た熱プレス成形等が一般的である。
[0028] 成形されるガラス材料は、特に限定されず、ケィ酸ガラス、ケィ酸アルカリガラス、ソ ーダ石灰ガラス、カリ石灰ガラス、鉛ガラス、ノ リウムガラス、ホウケィ酸ガラス等が例 示されるが、耐摩耗性ガラス、具体的にはケィ酸ガラス又はケィ酸アルカリガラスが好 ましく用いられる。
[0029] 図 2は、本発明に係るコールドスプレー装置の概略図である。この図 2において、ガ ス供給手段は、圧縮ガスボンベ 2、作動ガスライン 3及び搬送ガスライン 4で形成され ている。作動ガスライン 3及び搬送ガスライン 4には、それぞれ圧力調整器 5a、 5b、流 量調節弁 6a、 6b、流量計 7a、 7b及び圧力ゲージ 8a、 8bが備えられ、圧縮ガスボン ベ 2からの作動ガス及び搬送ガスの圧力及び流量を調整している。
[0030] 作動ガスライン 3には、電力源 9により加熱されるヒーター 10が配置され、作動ガス は、原料粉末の融点又は軟化点より低い温度に加熱された後、コールドスプレーガ ン 11中のチャンバ一 12内に導入される。チャンバ一 12には、圧力計 13と温度計 14 が設置され、圧力及び温度を制御している。
[0031] 一方、原料粉末供給手段は、原料粉末供給装置 15、これに付設される計量器 16 及び原料粉末供給ライン 17により構成される。
[0032] 圧縮ガスボンベ 2からの搬送ガスは、搬送ガスライン 4を通り、原料粉末供給装置 1
5に導入され、計量器 16により計量された所定量の原料粉末を原料粉末供給ライン
17を経て、チャンバ一 12内に搬送する。
[0033] ここで用いられる原料粉末としては、金属、合金、金属間化合物等が挙げられるが
、具体的にはニッケル、鉄、銀、クロム又はこれらの合金の粉末が例示される。
[0034] 搬送ガスによりチャンバ一 12内に搬送された原料粉末は、上記作動ガスを用いて 超音速流としてノズル 1先端より噴出され、固相状態(一定の液層は含む場合がある
。従って、セミソリッドの状態を含む。)のままで、基材 18に衝突させて皮膜を形成す
[0035] ここに用いられるノズル 1は、上述したように、先細で円錐状の圧縮部 lbと該圧縮部 lbに連通する先広がりで円錐状の膨張部 lcとを含み、少なくと該膨張部 lcがガラス によって成形されている。
[0036] このため、上述したように、コールドスプレー操業時の原料粉末のノズルへの付着 及びこれに起因するノズルの閉塞を大幅に減少できる。
[0037] 以下、実施例等に基づき本発明を具体的に説明する。
実施例 1
[0038] 図 1に示されるコールドスプレー用ノズルを、ケィ酸ガラス(石英ガラス)を用いて一 体成形して得た。このコールドスプレー用ノズルを、図 2に示した構成のコールドスプ レー装置で用いて、コールドスプレー操作を行った。
[0039] 操業条件及び使用装置は、下記の通りである。
原料粉末: SUS— 316L
作動ガス及び圧縮ガス: N
2
作動ガス加熱温度: 500°C
ノズル概要 スロート径: φ 2mm
出 口 径: φ 6mm
長 さ: 200mm
チャンバ一ガス圧力: 3MPa
[0040] この結果、 1時間操業後においても、コールドスプレー用ノズルの内壁部への原料 粉末の付着やノズルの閉塞は生じなかった。
比較例
[0041] 図 1に示されるノズルを、従来より用いられているステンレス鋼を用いて一体成形し て得た。このノズルを、図 2に示されるコールドスプレー装置で用いて、コールドスプ レー操作を行った。このときの操業条件及び使用装置は、実施例 1と同様である。
[0042] この結果、 5分後にノズルの膨張部の内壁面に原料粉末の付着が始まり、 6分後に は、ノズルが閉塞してしまった。
産業上の利用可能性
[0043] 本発明に係るコールドスプレー用ノズル及び該ノズルを用いたコールドスプレー装 置により、コールドスプレー操業時の原料粉末のノズルへの付着及びこれに起因す るノズルの閉塞を大幅に減少でき、ノズルの長寿命化が達成できる。このため、ノズ ルの頻繁な交換が不要となる。また、ノズルがガラスで成形されているので安価であり 、かつノズル材料がガラスであるため加工性に優れる。従って、本発明は、コールドス プレー技術の実用化にとって極めて有用である。
図面の簡単な説明
[0044] [図 1]図 1は、本発明に係るコールドスプレー用ノズルの一実施形態を示す概略断面 図である。
[図 2]図 2は、本発明に係るコールドスプレー装置の概略図である。
符号の説明
[0045] 1:コ一ルドスプレー用ノズノレ
la :ノズノレ入口
lb :圧縮部
lc :膨張部
Id :ノズノレ出口
2:圧縮ガスボンベ
3:作動ガスライン 4:搬送ガスライン 5a、 5b:圧力調整器 6a, 6b:流量調節弁 7a、 7b:流量計
8a、 8b:圧力ゲージ 9:電力源
10:ヒーター
11:コールドスプレーガン 12:チャンバ一
13:圧力計
14:温度計
15:原料粉末供給装置 16:計量器
17:原料粉末供給ライン 18:基材
矢線:原料粉末の流れ
Claims
[1] 先細で円錐状の圧縮部と該圧縮部に連通する先広がりで円錐状の膨張部とを含み
、原料粉末をその融点又は軟化点以下の作動ガスを用いて該圧縮部のノズル入口 から流入させ、該膨張部先端のノズル出口より超音速流として噴出させるコールドス プレー用ノズノレであって、
少なくとも前記ノズノレの該膨張部力 ガラス材で構成されて!/、ることを特徴とするコ 一ノレドスプレー用ノズノレ。
[2] 前記ノズルは、その全体がガラス材で構成されている請求項 1記載のコールドスプレ 一用ノズル。
[3] 前記ノズルは、その全体がガラス材を用いた一体成形品である請求項 2記載のコー ルドスプレー用ノズル。
[4] 前記ガラス材は、ケィ酸ガラス又はケィ酸アルカリガラスである請求項 1〜請求項 3の いずれかに記載のコールドスプレー用ノズル。
[5] 原料粉末を供給する原料粉末供給手段と、作動ガス及び搬送ガスを供給するガス供 給手段と、該原料粉末をその融点又は軟化点以下の該作動ガスを用いて超音速流 として噴出させるコールドスプレー用ノズルを備えたコールドスプレーガンとを含むコ 一ルドスプレー装置であって、
該コールドスプレー用ノズルに請求項 1〜4のいずれかに記載のコールドスプレー 用ノズルを用いたことを特徴とするコールドスプレー装置。
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