[发明专利]轴向进给型等离子喷镀装置

说明书

技术领域

本发明涉及轴向进给型等离子喷镀装置。

背景技术

（1）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。

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。

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。

（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）。

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。

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。

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。

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。

（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1点的情况。

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1点后的等离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。

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。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-231498号公报

专利文献2：日本特开2010-043341号公报

专利文献3：日本特开平07-034216号公报

专利文献4：专利第4449645号公报

专利文献5：日本特开昭60-129156号公报

专利文献6：日本特公平04-055748号公报

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离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

（1）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。

（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。

（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。