粉体熔敷喷嘴制造技术

本发明专利技术提供一种粉体熔敷喷嘴，即便在被加工物的加工部位的加工面积大的情况下，也能够维持要在被加工物的加工部位形成的熔敷层的质量，能够显著提高被加工物的生产性。在内侧喷嘴部件(10)与外侧喷嘴部件(20)之间形成的排出通路(19)的通路宽度(X)随着趋向排出口(18)而变宽。

Powder cladding nozzle

The present invention provides a powder cladding nozzle, even in the processing area of the workpiece machining parts of the case, to maintain the quality of cladding layer is in the form of processing parts processing, can significantly improve the production of processed materials by. The passage width (X) of the discharge path (19) formed between the inner nozzle member (10) and the outer nozzle member (20) becomes wider with the direction outlet (18).

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及粉体熔敷喷嘴，特别是涉及在对被加工物形成熔敷层(claddinglayer：堆焊层)的激光熔敷加工中使用的粉体熔敷喷嘴。
技术介绍
以往，为了提高发动机用气缸盖的气门座的耐久性且提高其设计自由度，公知有如下的激光加工：一边对该气门座供给例如粉体(粉末)状的熔敷材料一边照射激光，通过使气门座和激光相对旋转来形成熔敷层(堆焊层)。该激光加工是一般被称为激光熔敷加工的如下的技术：相对于已进行了发动机的燃烧室所需要的机械加工、例如气门孔形成加工等的气缸盖，向其应当成为气门座的区域供给由铜合金等构成的具有耐磨性的粉体状的熔敷材料并执行激光照射，最终形成应当成为气门座的环状的熔敷层、即熔敷焊道部。在上述的激光熔敷加工中，一般采用使激光通过并且从该激光的周围排出粉末金属的双重管构造的同轴喷嘴(粉体熔敷喷嘴)，作为这种以往的粉体熔敷喷嘴，公知有图5所示的粉末金属熔敷喷嘴(专利文献1)。图5所示的以往的粉末金属熔敷喷嘴由圆柱状的主体部A和与主体部A呈同轴状地结合的喷嘴部B构成。主体部A具备外侧部件C和嵌入外侧部件C的中央空间的内侧部件D，在外侧部件C与内侧部件D之间形成填充惰性气体的圆环状的气体填充空间E、以及填充运载气体和粉末金属的粉末金属填充空间F。在该粉末金属填充空间F开设有多个供给路G，粉末金属填充空间F通过分割部I分割成与各个供给路G对应的填充区域。另外，在粉末金属填充空间F的底部，沿着底部的圆周以与轴线L平行地在外侧部件C的下面开口的方式形成有将粉末金属向喷嘴部B引导的多个引导孔J。喷嘴部B由与主体部A结合的外侧喷嘴部件S和内嵌于外侧喷嘴部件S的内侧喷嘴部件T构成，在外侧喷嘴部件S与内侧喷嘴部件T之间，设置有与形成于主体部A的引导孔J连通的多个粉末金属的排出通路N，且该粉末金属的排出通路N在喷嘴部B的排出口Q开口。另外，在内侧喷嘴部T的内部形成有与主体部A的内侧部件D的中央空间连通的供激光R通过的激光通路K，激光通路K在内侧喷嘴部件T的前端开口而形成照射口M。上述的粉末金属熔敷喷嘴与激光加工头的激光产生装置结合，主体部A的粉末金属的供给路G经由供给管与粉末金属供给源(也称为送料器)连接。在该粉末金属熔敷喷嘴中，从连接于主体部A的上方的激光产生装置射出的激光R，经过激光通路K从照射口M向被加工物的加工部位W照射。另一方面，从送料器同运载气体一起经由供给管向粉末金属的供给路G供给的粉末金属P被等分地向粉末金属填充空间F的由分割部I划分的各个填充区域填充。填充的粉末金属P经过引导孔J与排出通路N从排出口Q向加工部位W的周边排出，被排出后的粉末金属P借助激光R熔融从而在加工部位W形成熔敷层。在这样的以往的粉末金属熔敷喷嘴中，形成于主体部A的粉末金属填充空间F由分割部I划分成为与供给路G对应，因此能够从圆周状的排出口Q的与各个填充区域对应的范围均等地排出粉末金属P。专利文献1：日本特开2005-219060号公报然而，在上述的以往的粉末金属熔敷喷嘴中，形成粉末金属的排出通路的外侧喷嘴部件的内周面与内侧喷嘴部件的外周面被平行配置，该排出通路的通路宽度沿轴线方向为恒定，通常情况下，经由排出通路从排出口排出的粉末金属集中在被加工物的加工部位的中央部附近。因此，当被加工物的加工部位的加工面积比较小的情况下，对于该加工部位可形成所希望的熔敷层，不过如果被加工物的加工部位的加工面积变大，则无法对加工部位整体供给所希望的量的粉末金属，产生要在被加工物的加工部位形成的熔敷层的质量降低之类的问题。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述问题而形成的，其目的在于提供一种即便在被加工物的加工部位的加工面积大的情况下，也能够维持要在被加工物的加工部位形成的熔敷层的质量，能够显著提高被加工物的生产性的粉体熔敷喷嘴。为了实现上述目的，本专利技术的粉体熔敷喷嘴具备：内侧喷嘴部件，上述内侧喷嘴部件具有用于供激光通过的激光通路；以及外侧喷嘴部件，上述外侧喷嘴部件外嵌于上述内侧喷嘴部件，在上述内侧喷嘴部件与上述外侧喷嘴部件之间形成有供粉体通过的排出通路以及排出通过上述排出通路后的粉体的排出口，其中，上述排出通路的通路宽度随着趋向上述排出口而变宽。在此，排出通路的通路宽度是指相对于喷嘴的轴线垂直的剖面中的、内侧喷嘴部件的外周面与外侧喷嘴部件的内周面的径向上的间隔或尺寸。根据上述的方式的粉体熔敷喷嘴，通过使在内侧喷嘴部件与外侧喷嘴部件之间形成的排出通路的通路宽度随着趋向排出口而变宽，使得粉体一边沿径向扩展(分散)一边通过排出通路进而从排出口排出。因此，即使在被加工物的加工部位的加工面积大的情况下，也能够遍及该加工部位的宽广范围使粉体分散并供给，能够对该加工部位整体形成所希望的厚度的熔敷层，因此能够维持要在被加工物的加工部位形成的熔敷层的质量，能够显著提高被加工物的生产性。另外，上述的粉体熔敷喷嘴的优选的方式如下：构成上述排出通路的上述内侧喷嘴部件的外周面与上述外侧喷嘴部件的内周面呈随着趋向上述排出口而缩径的圆锥台状，上述内侧喷嘴部件的外周面相对于中心轴线的倾斜角比上述外侧喷嘴部件的内周面相对于中心轴线的倾斜角大，由此使得上述排出通路的通路宽度随着趋向上述排出口而变宽。根据上述的方式的粉体熔敷喷嘴，能够凭借简单的结构使排出通路的通路宽度随着趋向排出口而连续变宽，能够进一步提高要在被加工物的加工部位形成的熔敷层的质量。如能够从以上的说明理解的那样，根据本专利技术的粉体熔敷喷嘴，凭借在内侧喷嘴部件与外侧喷嘴部件之间形成的排出通路的通路宽度随着趋向排出口而变宽的简单结构，即便在被加工物的加工部位的加工面积大的情况下，也能够维持要在被加工物的加工部位形成的熔敷层的质量，能够显著提高被加工物的生产性。附图说明图1是示意性示出应用本专利技术的粉体熔敷喷嘴的激光熔敷加工装置的主要结构的立体图。图2是示出本专利技术的粉体熔敷喷嘴的实施方式的主要结构的纵剖视图。图3是示出基于试验体进行的测定实施例、比较例1、2、参考例的排出开口附近处的粉体分布而得的实验结果的图，(a)是示出实施例的实验结果的图，(b)是示出比较例1的实验结果的图，(c)是示出比较例2的实验结果的图，(d)是示出参考例的实验结果的图。图4是示出基于试验体进行的测定在实施例、比较例1、参考例中形成的熔敷层的剖面而得的测定结果的图，(a)是示出实施例的测定结果的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粉体熔敷喷嘴，所述粉体熔敷喷嘴具备：内侧喷嘴部件，所述内侧喷嘴部件具有用于供激光通过的激光通路；以及外侧喷嘴部件，所述外侧喷嘴部件外嵌于所述内侧喷嘴部件，在所述内侧喷嘴部件与所述外侧喷嘴部件之间形成有供粉体通过的排出通路以及排出通过所述排出通路后的粉体的排出口，其中，所述排出通路的通路宽度随着趋向所述排出口而变宽。

【技术特征摘要】
2014.10.08 JP 2014-2074901.一种粉体熔敷喷嘴，
所述粉体熔敷喷嘴具备：内侧喷嘴部件，所述内侧喷嘴部件具有用
于供激光通过的激光通路；以及外侧喷嘴部件，所述外侧喷嘴部件外嵌
于所述内侧喷嘴部件，在所述内侧喷嘴部件与所述外侧喷嘴部件之间形
成有供粉体通过的排出通路以及排出通过所述排出通路后的粉体的排
出口，
其...

【专利技术属性】
技术研发人员：岩谷信吾，佐藤彰生，石川善统，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP