1999 Fiscal Year Annual Research Report
低温超音速ガスを利用した材料の衝撃溶融による金属皮膜作製に関する基礎的研究
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11750620
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
榊 和彦 信州大学, 工学部, 助教授 (10252066)
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| Keywords | 溶射技術 / 超音速ガスジェット / 衝撃溶融 / 低温ガス / ラバルノズル / 表面改質法 / 臨界速度 / アーク溶射 |
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| Research Abstract |
金属材料の軟化温度または融点に比較して低温な超音速ガスのノズル内流れの中にその材料粉末を投入し,加速させて高速度で基材に衝突させて皮膜を作製する低温超高速ガス溶射法について基礎的検討を行う。また,この装置の応用として,超音速ガスジェットによるアーク溶射法の改良を試みる。
1.今年度の成果
今年度は装置各部の検討を行い,これをもとに試作を行った。以下は,これまでの研究報告などを参照し,さらに計算による検討を行なって得た主な結果である。
(1)装置の構成は,窒素ガス供給部,ガス計測制御部,電気炉,熱交換器,溶射ガン,粉末供給装置とした。溶射材料粉末は,Ni-Al青銅とし,この粉末が成膜する衝突速度(臨界速度)を600m/sと仮定した。
(2)ガンノズルは末広円筒先細形状で,長さ300mm,のど径3mmとし,加速と加熱のバランスを考慮し,入口先細部を100mmとした。
(3)供給ガスの圧力,温度を上げれば粒子速度は高くなるが,装置の性能限界と臨界速度より,供給ガスはノズル入口部で2.2MPa[abs],600Kとし,装置がこの条件を出力できることを確認できた。
(4)上記の溶射条件でジェットは粒子が臨界速度に達することのできる粒径は,10μm以下である。
(5)また,アーク溶射改良用ジェット発生部も試作し,所定の使用を満足することが確認できた。
2.次年度の予定
(1)作動ガスジェットの状態に及ぼす供給ガス条件とノズル形状の影響の検討
(2)試作した溶射ガンによる皮膜の作製と評価
(3)装置の改良
(4)アーク溶射法への応用
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