轴向进给型等离子喷镀装置制造方法

轴向进给型等离子喷镀装置制造方法
【专利摘要】本发明中，使熔融的喷镀材料不会附着在等离子产生室内及电极以及等离子射流喷射孔，另外，热效率良好地熔融从喷镀材料喷射孔喷出的喷镀材料，提高成品率，进而，不会因喷镀材料的粒径、质量等的不同，使得在等离子火焰外周部反射或在等离子火焰穿过而飞散。本发明中，阴极电极（8）和阳极喷嘴（2）配设一对，在前述阳极喷嘴前面（3）设置3个以上的多个等离子射流喷出孔（4），且在被前述喷出孔（4）包围的中心设置喷镀材料喷出孔（5）。将喷镀材料从前述喷出孔（5）喷出，投入复合等离子弧（31）或复合等离子射流（32）的轴心。
【专利说明】轴向进给型等离子喷镀装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及轴向进给型等离子喷镀装置。
【背景技术】
[0002](I)以往的等离子喷镀装置中的喷镀材料的供给方法中，相对于形成在喷嘴的前方的等离子弧或等离子射流从直角方向投入的外部供给方法为主流，但是，该方式存在在喷镀材料的粒径和质量小的情况下，在到达等离子弧或等离子射流的中心前被弹开，另外，在粒径和质量大的情况下，由于在等离子弧或等离子射流穿过，所以，使用材料的成品率差这样的问题。
[0003]最近，要求利用亚微粒子、纳米粒子的悬浊液材料、有机金属化合物的液体材料，但是，在以往的外部供给方法中，由于成品率明显变差，所以，存在这些材料不能作为喷镀材料使用这样的问题。
[0004]另外，以提高喷镀皮膜的致密性、紧贴力为目的，等离子喷镀装置被要求喷镀材料粒子的飞行速度的高速化，在以往的外部供给方法中，越是高速化，在到达等离子弧或等离子射流的中心前被弹开的喷镀材料粒子的比例越是增加，因此，存在不能高速化这样的问题。
[0005](2)作为解决这些问题的方式，公知的是在喷嘴内的等离子产生室内，供给喷镀材料，使熔融的喷镀材料与等离子射流一起从等离子射流喷出孔喷出的轴向进给型等离子喷镀装置(例如，参见专利文献1、2)。
[0006]但是，在这些专利文献1、2的情况下，由于喷镀材料的熔融在喷嘴内的等离子产生室内进行，所以，存在熔融的喷镀材料附着在等离子产生室内及电极前端以及等离子射流喷出孔，不能连续稳定运转，且飞沫附着在制品上这样的问题。
[0007]另外，由于喷镀材料从等离子射流喷出孔以超高速喷出，所以，存在该喷出孔的磨损严重，喷嘴的消耗率升高这样的问题。
[0008]再有，由于等离子产生室内因供给到等离子产生室内的等离子气体而高压化，所以，在向等离子产生室内供给喷镀材料的情况下，背压作用于喷镀材料供给机，存在有必要进行材料供给机的耐压设计这样的问题。
[0009]另外，专利文献3介绍了通过将等离子射流喷出孔分割为多个，且将该分割的喷出孔平行地配置来谋求扩大皮膜形成面积的等离子喷镀装置，但是，在该等离子喷镀装置的情况下，也存在与上述的轴向进给型等离子喷镀装置相同的问题。
[0010](3)专利文献4、5、6公开了在具有2个?4个阴电极和与之成对的2个?4个阳极喷嘴的等离子喷镀装置中，使从各自的阳极喷嘴出来的等离子火焰(也称为等离子射流)集中在I点的情况。
[0011]但是，在前述专利文献4?6的等离子喷镀装置中，由于随着喷镀时间而产生的阴极喷嘴及阳极喷嘴的损伤状况的不平衡、工作气体量的不平衡，使得在集中在I点后的等尚子火焰的方向和被喷射的喷镀材料的方向产生偏移，没有充分进行热交换，存在未被熔融的喷镀材料向周围飞散，成品率明显低下这样的问题。
[0012]另外，由于冷却多个阴电极、阳极喷嘴，所以，冷却通路变得复杂，因此，冷却水的能量损失变大，另外，还存在维护作业也非常花费劳力和时间这样的问题。
[0013]在先技术文献
[0014]专利文献
[0015]专利文献1:日本特开2002-231498号公报
[0016]专利文献2:日本特开2010-043341号公报
[0017]专利文献3:日本特开平07-034216号公报
[0018]专利文献4:专利第4449645号公报
[0019]专利文献5:日本特开昭60-129156号公报
[0020]专利文献6:日本特公平04-055748号公报
[0021]本发明借鉴了上述情况，以不使熔融的喷镀材料附着在等离子产生室内及电极以及等尚子射流喷出孔为目的。其它的目的是将从喷镀材料喷射孔喷出的喷镀材料热效率良好地熔融，谋求提高成品率。另外的其它目的是消除因喷镀材料的粒径、质量等的不同，使得在等离子火焰外周部反射飞散或穿过并飞散的情况。

【发明内容】

[0022](I)该发明的特征在于，在具有阴极电极和阳极喷嘴以及等离子气体供给构件及喷镀材料供给构件的等离子焊枪中，前述阴极电极和前述阳极喷嘴配设一对，在前述阳极喷嘴上，在以其轴心为中心点的同心圆线上，隔开间隔设置3个以上等离子射流喷出孔，使等离子射流及等离子弧分支，在前述阳极喷嘴的前端面，在由前述等离子射流喷出孔包围的中心部设置喷镀材料喷出孔。
[0023](2)特征在于，该发明的前述等离子射流喷出孔，为了在前述喷嘴的前方，在该喷嘴的轴心上的交点与从前述各等离子射流喷出孔喷出的等离子射流或等离子弧相交而倾斜。
[0024](3)特征在于，该发明的前述各等离子射流喷出孔，为了在从该等离子射流喷出孔喷出的等离子射流达到基材为止的期间不在前述阳极喷嘴的轴心上的一点相交，而与前述轴心平行或大致平行地形成。
[0025](4)该发明的特征在于，将等离子焊枪内的等离子产生室划分为前室和后室，并分别设置等离子气体供给构件。特征在于，该发明的等离子气体供给构件被构成为通过在等离子产生室内歪向切线方向设置，而在从前述等离子气体供给构件供给的等离子气体中产生回旋流。
[0026](5)特征在于，在该发明的前述阳极喷嘴的前方配设副等离子焊枪，使其轴心线与主焊枪的轴心线交叉。特征在于，该发明的前述副等离子焊枪被配设成，在前述主焊枪的等离子射流或等离子弧的交点或其近旁，与副等离子射流或副等离子弧相交。
[0027](6)特征在于，该发明的前述副等离子焊枪配设多个。特征在于，该发明的前述副等离子焊枪的配设个数与主焊枪的等离子射流喷出孔的数量相同。特征在于，该发明的前述等离子射流喷出孔配设3个，副等离子焊枪配设3个。特征在于，该发明的从前述各等离子射流喷出孔喷出的各等离子弧与最近的前述副等离子焊枪的副等离子弧连续，形成发夹弧，前述各发夹弧没有相互交叉，而是独立。
[0028](7)特征在于，该发明的前述副等离子焊枪的轴心线相对于主等离子焊枪的轴心线为垂直状或向后方倾斜。特征在于，在该发明的前述阳极喷嘴的前端设置超高速喷嘴。特征在于，该发明的前述喷镀材料供给构件具备多个喷镀材料供给孔。特征在于，使该发明的前述阴极电极及阳极电极的极性为相反的极性。
[0029]发明效果
[0030]上述的本发明的效果如下。
[0031 ] (I)通过构成为不将喷镀材料向等离子产生室内供给，而是从喷嘴的前端先向等离子射流或等离子弧的中心供给(投入)，熔融的喷镀材料不会附着在等离子产生室内及电极以及等离子射流喷出孔。因此，能够谋求连续稳定运转，且飞沫不会附着在制品。以此，可以进行连续稳定运转，且由于喷镀材料喷出孔没有位于等离子产生室内，所以，背压没有作用在喷镀材料供给机侧，以此，没有必要进行耐压设计，且能够谋求提高喷嘴的耐久性。
[0032](2)通过付与等离子喷出孔倾斜角，使等离子射流或等离子弧在喷嘴的前方以一点相交，从喷镀材料喷出孔喷出的喷镀材料被包入该等离子射流或等离子弧，被均匀地加热并熔融，因此，热效率高，且可进行高成品率的喷镀。
[0033](3)由于将喷镀材料投入等离子射流或等离子弧的轴心高温区域，所以，不存在因喷镀材料的粒径、质量的不同，使得在等离子火焰外周部反射飞散或在等离子火焰穿过并飞散的情况，因此，减少了喷镀材料的制造工程中的形成颗粒、分级的必要，能够使用廉价的喷镀材料。另外，并不限于粉体，也能够任意使用液体状的喷镀材料。
[0034](4)因为各等离子射流喷出孔为了在到从该等离子射流喷出孔喷出的等离子射流达到基材为止的期间，不会在前述阳极喷嘴的轴心上的一点相交，而与前述轴心平行或大致平行地被形成，所以，从该等离子射流喷出孔喷出的等离子射流成为圆筒状，且朝向基材行进。因此，从喷镀材料喷出孔喷射的喷镀材料在刚刚喷射后，不会直接与等离子射流接触，能够在由分支的等离子射流包入的空间，一面被抑制与大气的接触，一面去向基材。
【专利附图】

【附图说明】
[0035]图1是表示本发明的实施例1的剖视图。
[0036]图2是表示本发明的实施例2的剖视图。
[0037]图3是表示本发明的实施例3的剖视图。
[0038]图4是表示本发明的实施例4的剖视图。
[0039]图5是表不本发明的实施例5的剖视图。
[0040]图6是表示前述实施例5的复合焊枪的侧视图。
[0041]图7是前述实施例5的作为主焊枪的等离子气体供给构件的喷射孔的放大剖视图。
[0042]图8是前述实施例5的阳极喷嘴的等离子射流喷出孔的放大纵剖视图。
[0043]图9是表示本发明的实施例6的剖视图。
[0044]图10是前述实施例6的侧视图。
[0045]图11是表示本发明的实施例7的纵剖视图。
[0046]图12是前述实施例7的复合焊枪的侧视图。[0047]图13是表示本发明的实施例8的纵剖视图。
[0048]图14是表示本发明的实施例9的纵剖视图。
【具体实施方式】
[0049]实施例1
[0050]本发明的实施例1是涉及被称为一级式单焊枪的喷镀装置。图1中，符号I是作为有关本发明的轴向进给型等离子喷镀装置的焊枪，具备一对阴极电极和阳极喷嘴，即、I个阴极电极8和I个阳极喷嘴(阳极电极)2。前述阴极电极8被形成在该焊枪I的后端部，前述阳极喷嘴2被形成在其前端部。
[0051]而且，在该阳极喷嘴2的前端面3，在同心圆线上隔开间隔在3个部位设置等离子射流喷出孔4，且分别付与该等离子射流喷出孔4倾斜角，以便在通过前述同心圆的中心的轴心的一点(交点)P，与从前述等离子射流喷出孔4喷出的等离子射流12相交。
[0052]5是被设置在配置了前述等离子射流喷出孔4的同心圆的中心的喷镀材料喷出孔，从与喷镀材料供给机(未图示出)连结的喷镀材料供给孔6向该喷镀材料喷出孔5供给喷镀材料。
[0053] 7是在前述阳极喷嘴2内，形成在前述等离子射流喷出孔4的后方的等离子产生室，在该等离子产生室7内的中心设置阴极电极8，若将开关13闭合，则从电源10向阳极喷嘴2和阴极电极8之间施加高电流?低电压，据此，在阴极电极8的前方形成等离子弧11，该等离子弧11被分割(分支)并侵入前述多个等离子射流喷出孔4，由前述喷出孔4喷出，形成在该喷出孔4的先前的交点P相交的等离子射流12。
[0054]9是向前述等离子产生室7内供给等离子气体(例如，惰性气体)的等离子气体供给构件，在本实施例1中，设法通过在等离子产生室7内使喷射孔9a向切线方向倾斜，在等离子产生室7内产生回旋流，形成稳定的等离子弧11。符号15是绝缘垫片，33是熔融的喷镀材料的喷射方向。
[0055]另外，在本实施例1中，形成3个同一形状的等离子射流喷出孔4，但是，该数量在3个以上，8个左右以下实用，没有特别限定。另外，前述喷出孔4的倾斜角通过设计，根据使交点P在喷嘴前端面3的前方的哪个位置来决定。再有，前述喷出孔4等间隔地被配置在同心圆线上，但是，该间隔可以根据需要适宜变更。
[0056]实施例2
[0057]本实施例2如图2所示，是将形成在阳极喷嘴2内的等离子产生室I内除中心部外划分为前室7a和后室7b这二室，在各自的室7a、7b内设置等离子气体供给构件的喷出孔9a、9b，且将阴极电极8设置在前室7a侧的例。
[0058]在本实施例2中，具有通过将等离子产生室7分为前室7a和后室7b来形成，能够提高等离子弧11的输出，且向后室7b供给的等离子气体能够使用廉价的压缩空气、氮气等特征。在本实施例2中，阳极喷嘴2由前室7a侧的喷嘴部2a和后室7侧的喷嘴部2b构成。
[0059]另外，在图2中，与图1相同的符号针对相同的结构和发挥相同的作用的部件，为了避免重复，这里，省略说明。
[0060]实施例3
[0061]本实施例3如图3所示，是配置副等离子焊枪(也有单称副焊枪的情况)51，使副等离子射流62在实施例1中说明的焊枪I的前方，相对于主等离子射流12a的交点P从直角方向合流的复合焊枪的例，该副焊枪51的喷嘴64被设定为阴极(阴极电极)，副焊枪电极56被设定为阳极(阳极电极)，且通过设置该副焊枪51，能够由来自主等离子焊枪(也有单称主焊枪的情况)Ia侧的主等离子弧Ila和副等离子弧61，在交点P及其前方(近旁)形成复合等离子弧31。
[0062]另外，除副焊枪51相对于交点P在直角方向以外，也可以使副焊枪51略微歪向后方。另外，虽然最好设定成从副焊枪51喷出的副等离子弧61在交点P与主等离子弧Ila合流，但是，些许向前后方向偏移也没有问题。
[0063]在上述的副焊枪51的情况下，没有喷镀材料供给构件，再有，副等离子射流喷出孔54在中心(轴心)仅是I个。
[0064]在该复合焊枪中，通过由副焊枪51形成的副等离子弧61与形成在主焊枪Ia的阳极喷嘴2的前方的主等离子弧Ila连续来形成复合等离子弧31，能够向该复合等离子弧31的轴心直接供给喷镀材料，因此，该材料长时间停留在前述等离子弧31的中心，熔融率提闻。
[0065]图3中，符号13b、13c是开关，32是复合等离子射流，50是副电源，53是开关，57是等离子产生室，59是等离子气体供给构件，65是绝缘垫片。
[0066]在表不本实施例3的图3中，与图1相同的符号针对相同的结构和发挥相同的作用的部件，为了避免重复，这里，省略说明。
[0067]实施例4
[0068]本实施例4是在通过实施例2说明的二级式单焊枪中组合通过实施例3说明的副焊枪51的复合焊枪的例，为的是通过实施例2、3说明的作用效果的相辅相成。
[0069]图4中，与图1?图3的符号相同的符号针对相同的结构和发挥相同的作用的部件，为了避免重复，这里，省略说明。
[0070]运转例
[0071]上面说明的实施例1?4的运转例表示如下。
[0072](I)实施例1的运转例
[0073]图1单级、单焊枪的情况下
[0074]喷镀皮膜:陶瓷喷镀皮膜
[0075]电流、电压、输出:800AX90V=72kw
[0076]气体种类、气体量:気(25L/min)、氢(60L/min)
[0077](2 )实施例2的运转例
[0078]图22级、单焊枪的情况下
[0079]喷镀皮膜:陶瓷喷镀皮膜
[0080]电流、电压、输出:480AX150V=72kw
[0081]气体种类、气体量:気(25L/min)、氢(60L/min)
[0082](3 )实施例3的运转例
[0083]图3单级、具有副焊枪的复合焊枪的情况下
[0084]喷镀皮膜:陶瓷喷镀皮膜
[0085]电流、电压、输出:360AX200V=72kw[0086]气体种类、气体量:氩(80L/min)
[0087](4)实施例4的运转例
[0088]图42级、具有副焊枪的复合焊枪的情况下
[0089]喷镀皮膜:陶瓷喷镀皮膜
[0090]电流、电压、输出:240AX300V=72kw
[0091]气体种类、气体量:氩(25L/min)、压缩空气(75L/min)
[0092]实施例5
[0093]本实施例5如图5?图8所示，是将前述实施例4中的I个副焊枪51增加到3个进行配设的复合焊枪的例，为的是等离子弧及等离子射流的直行性、稳定化。在图5?图8中，与图4的符号相同的符号针对相同的结构和发挥相同的作用，为了避免重复，这里，省略详细的说明。另外，在图5中，10A、10B、10C分别表示晶体管电源，S1, S2, S3分别表示开关。
[0094]在本实施例5中，在阳极喷嘴2b上，在周方向隔开等间隔设置3个等离子射流喷出孔4，但该喷出孔4的数量及配设间隔能够根据需要适宜选择。
[0095]前述各喷出孔4如图8所示，相对于阳极喷嘴2的轴心2C倾斜角度0，但该倾斜角度e根据需要适宜选择。例如，作为该倾斜角度e，采用4°或6°。因为前述喷出孔4由倒圆锥台状的入口 4a和与该入口 4a连续的直管状的出口 4b构成，所以，主等离子弧Ila及主等离子射流12a能够容易地进入该喷出孔4。在喷镀材料喷出孔5配设I个喷镀材料供给孔6，但该供给孔6的数量能够根据需要设置多个。例如，可以点对称地配设一对前述供给孔6，从各供给孔6供给相互不同的喷镀材料，进行混合。
[0096]主焊枪Ia的喷射孔9a如图7所示，在切线方向穿孔多个。为此，供给到该喷射孔9a的等离子气体G—面被等离子产生室7a内壁引导，一面在箭头A9方向流动，成为回旋流，且从其它的喷射孔％供给到等离子产生室7b的等离子气体也根据同样的规则而成为回旋流。前述回旋流被分支进入各等离子射流喷出孔4，一面在该喷射孔4内回旋，一面前进，此后，朝向交点P被喷射。
[0097]设置与主焊枪Ia的等离子射流喷出孔4相同数量，即3个副焊枪51。各副焊枪51在周方向隔开等间隔配设，并且，被配设成主焊枪Ia的轴心线和前述各副焊枪51的轴心线交叉。各副焊枪51的副等离子弧61通过将开关53a、53b、53c封闭(接通)而产生，但因为这些各副等离子弧61分别与最近的主焊枪Ia的等离子弧Ila连续，形成发夹状的弧，即、所谓发夹弧，所以，形成从主焊枪Ia的阴极电极8的前端至副焊枪51的副焊枪电极56的阳极点的导电路。另外，前述各开关53a、53b、53c在形成前述发夹弧后，被打开(断开)。
[0098]从喷镀材料供给孔6供给的喷镀材料从喷镀材料喷出孔5朝向前述交点P被喷射，一面被加热为高温并熔融，一面被主等离子射流12a包着，并行进，且被熔融了的喷镀材料的粒子，即、熔融粒子与基材(被涂装物)80碰撞，形成喷镀皮膜70。此时，因为前述3条发夹弧在交点P交叉，成为一体，所以，复合等离子弧31及复合等离子射流32与副焊枪为I个的情况下(前述实施例4)相比，能够更加稳定。
[0099]实施例6
[0100]本实施例6如图9、图10所示，是使前述实施例2(图2)中的各等离子射流喷出孔4平行或倾斜成平稳的倾斜角度(大致平行)的单焊枪的例，为的是从各喷出孔4A喷出的等离子射流12A在到达基材80为止的期间，不会在焊枪I的阳极喷嘴2a、2b的轴心线2C上的一点相交的情况。另外，前述阳极喷嘴2a、2b的轴心(轴心线)2C位于主焊枪Ia的轴心(轴心线)上。图9、图10中，与图2的符号相同的符号针对相同的结构和发挥相同的作用，为了避免重复，这里，省略详细的说明。
[0101]等离子射流喷出孔4A如图10所示，在将喷镀材料喷出孔5包围的圆周上隔开间隔配设6个。前述喷出孔4A的间隔及配设个数能够根据需要适宜选择，例如，也可以等间隔设置4个。
[0102]前述各喷出孔4A与前述阳极喷嘴2a、2b的轴心2C平行地被配设，但并不必须平行，也可以大致平行地配设。即、也可以付与平缓的倾斜角度，以便使从各喷出孔4A喷出的等离子射流12A在到达基材80为止的期间，不会在前述阳极喷嘴2a、2b的轴心2C上的一点相交。该平稳的倾斜角度例如选择+2°?-2°，以便相对于前述阳极喷嘴2a、2b的轴心2C大致平行。
[0103]在本实施例中，从喷镀材料喷出孔5喷出的喷镀材料被等离子射流12A熔融，成为熔融粒子，与基材80碰撞，形成喷镀皮膜70。此时，因为喷镀材料喷出孔5被设置在配设了等离子射流喷出孔4的圆的中心(轴心)，等离子射流喷出孔4A在前述同一圆周上隔开间隔被配设，所以，从各喷出孔4A喷出的等离子射流12A作为整体，一面成为纵截面圆筒状，一面朝向基材80行进。
[0104]另外，从前述喷镀材料喷出孔5喷射的喷镀材料在前述圆筒状的等离子射流内朝向基材80直行。为此，前述喷镀材料在刚刚喷射后，不会直接与等离子射流接触，能够在由被分支的等离子射流12A包入的空间抑制与大气的接触。据此，即使是低融点、由于是微粒子，而仅需要小的熔融热的喷镀材料及若存在高的熔融热，则因氧化、变态，使得机能劣化或升华而不能形成喷镀皮膜的喷镀材料，也可以形成所希望的喷镀皮膜。
[0105]实施例7
[0106]本实施例7如图11、图12所示，是使前述实施例5 (图5?图8)中的各等离子射流喷出孔像前述实施例6 (图9、图10)那样平行或倾斜(大致平行)平稳的倾斜角度的复合焊枪的例，为的是从各喷出孔4A喷出的等离子弧Ila及等离子射流12a在到达基材80为止的期间不会在焊枪Ia的阳极喷嘴2a、2b的轴心2C上的一点相交的情况。图11、图12中，与图5?图10的符号相同的符号针对相同的结构和发挥相同的作用，为了避免重复，这里，省略详细的说明。
[0107]如图12所示，主焊枪Ia的等离子射流喷出孔4A在圆周方向隔开等间隔配设3个，但这些喷出孔4A根据与前述实施例6相同的规则形成。另外，副焊枪51与主焊枪Ia的前述喷出孔4A的数量相应地配设3个。
[0108]在本实施例中，因为各副焊枪51的副等离子弧61与从等离子射流喷出孔4A喷出的最近的主等离子弧Ila连续，分别形成发夹弧，所以，形成从主焊枪Ia的阴极电极8的前端至各副焊枪51的副焊枪电极56的阳极点的导电路。
[0109]这样，前述各发夹弧被个别独立地形成，被形成为从各等离子射流喷出孔4A喷出的各主等离子弧Ila不相互交叉。另外，被形成为从前述喷出孔4A喷出的各等离子射流12a在到与基材80碰撞为止也不相互交叉。
[0110]在本实施例中，从喷镀材料供给孔6供给的喷镀材料没有直接进入主等离子射流12a及主等离子弧11a，另外，能够在由前述主等离子射流12a及前述主等离子弧Ila包入的空间，抑制与大气的接触。通过做成这样，能够得到与前述实施例6相同的效果。
[0111]实施例8
[0112]本实施例8如图13所示，是将前述实施例4 (图4)中的副焊枪51向后方倾斜地配设的复合焊枪的例，为的是等离子弧及等离子射流的直行性、稳定化。图13中，与图4的符号相同的符号针对相同的构造和发挥相同作用，为了避免重复，这里省略详细的说明。
[0113]在该实施例中，副焊枪51相对于交点P，歪向后方，即、副焊枪电极56从主焊枪Ia离开的方向，其倾斜角度，即、各主焊枪Ia的轴心线和副焊枪51的轴心线的交叉角度被形成为45°。该倾斜角度能够根据需要适宜选择，例如，在35°~55°的范围内选择采用。
[0114]另外，该实施例当然也可以应用在前述第三实施例(图3)等。
[0115]实施例9
[0116] 本实施例9如图14所示，是在前述实施例2中的单焊枪的阳极喷嘴2的前端面3连结了超闻速喷嘴90的单焊枪的例，为的是使等尚子射流为超闻速的情况。图14中，与图2的符号相同的符号针对相同的构造和发挥相同的作用，为了避免重复，这里省略详细的说明。
[0117]本实施例的超高速喷嘴90由从节流部91朝向入口侧放射状地扩开的上游侧漏斗部93和从该节流部91朝向出口侧放射状地扩开的下游侧漏斗部95构成。前述上游侧漏斗部93和下游侧漏斗部95的轴方向的长度大致相同，但就其开口端的大小而言，是后者95被形成得大。图14中，W表示向冷却部供给的冷却媒质，12S表示超音速等离子射流。
[0118]在本实施例中，因为从等离子射流喷出孔4喷出的等离子射流12进入上游侧漏斗部93，在被节流部91节流后，向下游侧漏斗部95被排出，急速地扩开，所以，能够使等离子射流12S为超音速。因此，能够使熔融的喷镀材料的熔融粒子的飞行速度为超音速，例如，音速的3~5倍，所以，能够形成更致密、紧贴力高的高性能的喷镀皮膜。
[0119]另外，该超高速喷嘴并非仅能够利用在本实施例，当然也可利用在前述实施例1
坐寸o
[0120]其它的实施例
[0121]本发明的实施例并不被上述限定，例如，也可以是下述那样。
[0122](I)也可以使上述实施例中的单焊枪、复合焊枪的阴极电极及阳极电极的极性相反，g卩、使单焊枪中的阴极电极8 ?阳极喷嘴2、复合焊枪中的主焊枪的阴极电极8 ?阳极喷嘴2、副焊枪的副焊枪电极56 ?喷嘴64的极性相反。
[0123](2)在上述实施例的阳极喷嘴2的前端面3，替代在单数(I个)的同心圆线上隔开间隔在3个部位设置等离子射流喷出孔4，而在隔开间隔形成的多个(2个以上)的同心圆线上，在周方向隔开间隔形成多个等离子射流喷出孔4。这样一来，因为等离子火焰接近环状，所以，能够防止大气的进入。另外，前述各喷出孔4被配设成为锯齿状，但其排列的方法能够根据需要适宜选择。
[0124]产业上利用的可能性
[0125]该发明作为表面改质处理技术等被广泛利用在产业中，例如，利用在液晶?半导体制造装置零件、静电卡盘、印刷用薄膜辊、航空器用涡轮叶片、烧制夹具、太阳能电池用发电元件、燃料电池用电解质等。[0126]符号说明
[0127]1:焊枪；la:主焊枪；2:阳极喷嘴；4:等离子射流喷出孔；5:喷镀材料喷出孔；7:等离子产生室；8:阴极电极；9:等离子气体供给构件；11:等离子弧；12:等离子射流；31:复合等离子弧；32:复合等离子射流；51:副焊枪；56:副焊枪电极；64:喷嘴。
【权利要求】
1.一种轴向进给型等离子喷镀装置，其特征在于，在具有阴极电极和阳极喷嘴以及等离子气体供给构件及喷镀材料供给构件的等离子焊枪中， 前述阴极电极和前述阳极喷嘴配设一对， 在前述阳极喷嘴上，在以其轴心为中心点的同心圆线上，隔开间隔设置3个以上等离子射流喷出孔，使等离子射流及等离子弧分支， 在前述阳极喷嘴的前端面，在由前述等离子射流喷出孔包围的中心部设置喷镀材料喷出孔。
2.如权利要求1所述的轴向进给型等离子喷镀装置，其特征在于，前述等离子射流喷出孔，为了在前述喷嘴的前方，在该喷嘴的轴心上的交点与从前述各等离子射流喷出孔喷出的等离子射流或等离子弧相交而倾斜。
3.如权利要求1所述的轴向进给型等离子喷镀装置，其特征在于，前述各等离子射流喷出孔，为了在从该等离子射流喷出孔喷出的等离子射流达到基材为止的期间不在前述阳极喷嘴的轴心上的一点相交，而与前述轴心平行或大致平行地形成。
4.如权利要求1、2或3所述的轴向进给型等离子喷镀装置，其特征在于，将等离子焊枪内的等离子产生室划分为前室和后室，并分别设置等离子气体供给构件。
5.如权利要求1、2或3所述的轴向进给型等离子喷镀装置，其特征在于，等离子气体供给构件被构成为，通过在等离子产生室内歪向切线方向设置，而在从前述等离子气体供给构件供给的等离子气体中产生回旋流。
6.如权利要求1、2或3所述的轴向进给型等离子喷镀装置，其特征在于，在前述阳极喷嘴的前方配设副等离子焊枪，使其轴心线与主焊枪的轴心线交叉。
7.如权利要求6所述的`轴向进给型等离子喷镀装置，其特征在于，前述副等离子焊枪被配设成，在前述主焊枪的等离子射流或等离子弧的交点或其近旁，与副等离子射流或副等离子弧相交。
8.如权利要求6所述的轴向进给型等离子喷镀装置，其特征在于，前述副等离子焊枪配设多个。
9.如权利要求8所述的轴向进给型等离子喷镀装置，其特征在于，前述副等离子焊枪的配设个数与主等离子焊枪的等离子射流喷出孔的数量相同。
10.如权利要求9所述的轴向进给型等离子喷镀装置，其特征在于，前述等离子射流喷出孔配设3个，副等离子焊枪配设3个。
11.如权利要求8、9或10所述的轴向进给型等离子喷镀装置，其特征在于，从前述各等离子射流喷出孔喷出的各等离子弧与最近的前述副等离子焊枪的副等离子弧连续，形成发夹弧，前述各发夹弧没有相互交叉，而是独立。
12.如权利要求8、9或10所述的轴向进给型等离子喷镀装置，其特征在于，前述副等离子焊枪的轴心线相对于主等离子焊枪的轴心线为垂直状或向后方倾斜。
13.如权利要求1、2、3、6、7、8、9或10所述的轴向进给型等离子喷镀装置，其特征在于，在前述阳极喷嘴的前端设置超高速喷嘴。
14.如权利要求1、2、3、6、7、8、9或10所述的轴向进给型等离子喷镀装置，其特征在于，前述喷镀材料供给构件具备多个喷镀材料供给孔。
15.如权利要求1、2、3、6、7、8、9或10所述的轴向进给型等离子喷镀装置，使前述阴极.电极及阳极电极的极性为相反的极性。
【文档编号】H05H1/42GK103492084SQ201280019605
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2012年6月7日 优先权日:2011年7月12日
【发明者】丰田建藏 申请人:伸和工业株式会社