等离子体喷镀头、等离子体喷镀装置及等离子体喷镀方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种能够将多个喷镀枪的间隔配置为狭窄的间隔的等离子体喷镀头、等离子体喷镀装置及等离子体喷镀方法。一个实施方式的等离子体喷镀头利用等离子体来使喷镀材料的粉末熔融，并且利用熔融后的粉末在对象物进行成膜，所述等离子体喷镀头具有喷镀枪和主体部，所述喷镀枪分别包括：喷嘴，其利用等离子体生成气体来运送所述喷镀材料的粉末，并且从前端部的开口喷射该粉末；以及等离子体生成部，其利用由直流电源输出的电力分解由所述喷嘴喷射的所述等离子体生成气体，来生成与所述喷嘴具有共同的芯轴的等离子体，所述主体部将所述多个喷镀枪一体地支承，在该主体部的内部包括供制冷剂流通的制冷剂流路。

【技术实现步骤摘要】
等离子体喷镀头、等离子体喷镀装置及等离子体喷镀方法
本专利技术涉及一种等离子体喷镀头、等离子体喷镀装置及等离子体喷镀方法。
技术介绍
已知如下一种等离子体喷镀装置：一边利用由高速的气体形成的等离子体喷射流的热来使喷镀材料的粒子的粉末熔融一边朝向基材的表面喷出该粉末，来在基材的表面形成覆膜(例如参照专利文献1)。专利文献1：日本特开2014-123663号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，例如在对长条物体进行成膜的情况下、在成膜的前后进行退火处理的情况下，需要将多个喷镀枪以窄间距配置。然而，在上述的等离子体喷镀装置中，粉末的尺寸大，并且从喷镀枪的外部供给喷镀材料的粉末，因此喷镀枪的尺寸大，难以将多个喷镀枪以窄间距配置。另外，使粉末熔融时的电力高，因此由于发热的问题也难以将多个喷镀枪以窄间距配置。本专利技术是鉴于上述内容而完成的，其目的在于提供一种能够将多个喷镀枪的间隔配置为狭窄的间隔的等离子体喷镀头。用于解决问题的方案为了达成上述目的，本专利技术的一个方式所涉及的等离子体喷镀头利用等离子体来使喷镀材料的粉末熔融，并且利用熔融后的粉末在对象物进行成膜，所述等离子体喷镀头具有喷镀枪和主体部，所述喷镀枪包括：喷嘴，其利用等离子体生成气体来运送所述喷镀材料的粉末，并且从前端部的开口喷射该粉末；以及等离子体生成部，其利用由直流电源输出的电力分解由所述喷嘴喷射的所述等离子体生成气体，来生成与所述喷嘴具有共同的芯轴的等离子体，所述主体部将所述多个喷镀枪一体地支承，并且在该主体部的内部包括用于流通制冷剂的制冷剂流路。专利技术的效果根据公开的等离子体喷镀头，能够将多个喷镀枪的间隔配置为狭窄的间隔。附图说明图1是表示本专利技术的实施方式所涉及的等离子体喷镀装置的概要图。图2是表示图1的等离子体喷镀装置的等离子体喷镀头的一例的立体图。图3是用于说明图2的等离子体喷镀头的主体部的图。图4是通过图2的等离子体喷镀头的喷嘴的中心轴的纵剖截面图。图5是图2的等离子体喷镀头的横剖截面图。图6是表示图1的等离子体喷镀装置的等离子体喷镀头的其它例子的截面图。图7是对长条物体进行成膜处理的情况下的等离子体喷镀头的动作的说明图。图8是用于评价退火处理对膜的密合性带来的影响的评价系统的说明图。图9是表示评价退火处理对膜的密合性带来的影响的结果的图。图10是用于评价退火处理后的经过时间对膜的密合性带来的影响的评价系统的说明图。图11是表示评价退火处理后的经过时间对膜的密合性带来的影响的结果的图。附图标记说明1：等离子体喷镀装置；10：给料机；20：等离子体喷镀头；21：主体部；21a：贯通孔；21b：制冷剂流路；25：喷镀枪；26：喷嘴；27：旋转流盘；27a：气体流路；28：阳极部；30：气体供给部；40：冷却装置；50：直流电源；P：等离子体喷射流；R1：喷镀材料的粉末。具体实施方式下面，参照附图来说明用于实施本专利技术的方式。此外，在本说明书和附图中，对实质上相同的结构标注相同的标记，由此省略重复的说明。〔等离子体喷镀装置〕对本专利技术的实施方式所涉及的等离子体喷镀装置进行说明。图1是本专利技术的实施方式所涉及的等离子体喷镀装置的概要图。图2是表示图1的等离子体喷镀装置的等离子体喷镀头的一例的立体图。图3是用于说明图2的等离子体喷镀头的主体部的图。图4是通过图2的等离子体喷镀头的喷嘴的中心轴的纵剖截面图。图5是图2的等离子体喷镀头的横剖截面图。如图1所示，在本专利技术的实施方式所涉及的等离子体喷镀装置1中，从喷嘴26的前端部26b的开口26c喷射喷镀材料的粉末R1，一边利用由高速的气体形成的等离子体喷射流P的热使该粉末R1熔融一边朝向作为对象物的基材的表面喷出该粉末R1，来在基材的表面形成包含喷镀材料的膜。作为基材的一例，能够列举锂(Li)、铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)、镍(Ni)、金属化合物(不锈钢等)、绝缘膜(工程塑料、陶瓷)等。等离子体喷镀装置1具有给料机10、等离子体喷镀头20、气体供给部30、冷却装置40以及直流电源50。给料机10向喷嘴26供给喷镀材料的粉末R1。喷镀材料的粉末R1被容纳在给料机10内的容器11中。喷镀材料的粉末R1例如为1μm～50μm的粒径的微粉末。在给料机10设置有致动器12。等离子体喷镀头20具有主体部21和多个喷镀枪25。在本实施方式中，如图1和图2所示，等离子体喷镀头20的四个喷镀枪25被一体地支承于主体部21。主体部21为将多个喷镀枪25一体地支承的陶瓷等的绝缘构件。如图3所示，在主体部21形成有构成为能够被多个喷镀枪25贯穿的多个贯通孔21a。在本实施方式中，四个贯通孔21a沿主体部21的长边方向形成。主体部21的在长边方向上的长度L1为155mm，相邻的贯通孔21a的中心间距离L2为35mm。如图1和图4所示，在主体部21的内部形成有用于流通制冷剂的制冷剂流路21b。制冷剂流路21b设置于多个喷镀枪25的各喷镀枪25的周边。从冷却装置40向制冷剂流路21b供给制冷剂。由此，主体部21被冷却，因此能够防止主体部21由于等离子体的热而变成高温。例如利用3D打印机、基于被读取到3D打印机的主体部用3D数据来将主体部21成型。主体部3D数据中包括形成于主体部21的内部的回旋流构造、制冷剂流路21b以及用于插入喷镀枪25的多个贯通孔21a的形状、配置及尺寸数据。3D打印机基于主体部用3D数据将在内部内置有回旋流构造、制冷剂流路21b、用于插入喷镀枪25的多个贯通孔21a的主体部21一体地形成，由此能够将多个喷镀枪25以窄间距配置，能够实现装置的紧凑化和硬件的部件个数的减少(减少O形环等)。另外，也可以是，使用光学建模3D打印机来制作包括陶瓷的原料的成型物，利用使制成的成型物烧结的陶瓷3D烧制等3D烧结技术来将主体部21成型。喷镀枪25利用从气体供给部30供给的等离子体生成气体来运送从给料机10供给的喷镀材料的粉末R1，并且使用由直流电源50供给的电力使等离子体生成气体电离(解离)来生成等离子体喷射流P。然后，一边利用等离子体喷射流P的热使喷镀材料的粉末R1熔融，一边朝向基材的表面喷出该粉末R1。喷镀枪25具有喷嘴26、旋转流盘27以及阳极部28。喷嘴26为棒状的环状构件，在其内部形成有用于运送喷镀材料的粉末R1的流路26a。喷嘴26的流路26a与容器11内连通。利用致动器12的动力使容器11振动，由此从容器11向喷嘴26内的流路26a投入喷镀材料的粉末R1。将等离子体生成气体与喷镀材料的粉末R1一起供给到喷嘴26。等离子体生成气体为用于生成等离子体的气体，另外，也作为在流路26a中运送喷镀材料的粉末R1的载气发挥功能。喷嘴26将主体部21贯通，该喷嘴26的前端部26b突出到等离子体生成空间U中。在本实施方式中，喷嘴26通过固定构件29a和紧固构件29b被固定于主体部21。喷镀材料的粉末R1被等离子体生成气体运输到喷嘴26的前端部26b，并且与等离子体生成气体一起从前端部26b的开口26c被喷射到等离子体生成空间U。喷嘴26由金属材料形成。喷嘴26与直流电源50连接，也作为从直流电源50供给电流的电极(阴极)发挥功能。旋转流盘27贯穿于主体部21的贯通孔21a。旋转流盘27由绝缘材料形成。在旋转流盘27的内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种等离子体喷镀头，利用等离子体使喷镀材料的粉末熔融，并且利用熔融后的粉末在对象物进行成膜，所述等离子体喷镀头具有：多个喷镀枪，各喷镀枪分别包括喷嘴和等离子体生成部，该喷嘴利用等离子体生成气体来运送所述喷镀材料的粉末，并且从前端部的开口喷射该粉末，该等离子体生成部利用由直流电源输出的电力分解由所述喷嘴喷射的所述等离子体生成气体，来生成与所述喷嘴具有共同的芯轴的等离子体；以及主体部，其将所述多个喷镀枪一体地支承，并且在该主体部的内部包括供制冷剂流通的制冷剂流路。

【技术特征摘要】
2017.06.08 JP 2017-1137711.一种等离子体喷镀头，利用等离子体使喷镀材料的粉末熔融，并且利用熔融后的粉末在对象物进行成膜，所述等离子体喷镀头具有：多个喷镀枪，各喷镀枪分别包括喷嘴和等离子体生成部，该喷嘴利用等离子体生成气体来运送所述喷镀材料的粉末，并且从前端部的开口喷射该粉末，该等离子体生成部利用由直流电源输出的电力分解由所述喷嘴喷射的所述等离子体生成气体，来生成与所述喷嘴具有共同的芯轴的等离子体；以及主体部，其将所述多个喷镀枪一体地支承，并且在该主体部的内部包括供制冷剂流通的制冷剂流路。2.根据权利要求1所述的等离子体喷镀头，其特征在于，所述主体部具有构成为能够被所述多个喷镀枪贯穿的多个贯通孔。3.根据权利要求2所述的等离子体喷镀头，其特征在于，相邻的所述贯通孔的中心间距离为70mm以下。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的等离子体喷镀头，其特征在于，具有气体流路，所述气体流路用于向被喷射所述等离子体生成气体的等离子体生成空间供给形成回旋流的气体。5.根据权利要求4所述的等离子体喷镀头，其特征在于，所述气体流路形成于所述主体部的内部。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的等离子体喷镀头，其特征在于，利用3D打印机或3D烧结技术，基于被读取到3...

【专利技术属性】
技术研发人员：小林義之，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP