JP5806070B2 - Cold spray powder reuse device and reuse method - Google Patents
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Description
本発明は、コールドスプレーにおいてターゲットに付着しなかった落下粉末を回収して再利用するコールドスプレー用粉末の再利用装置および再利用方法に関する。 The present invention relates to a cold spray powder reuse device and a reuse method for collecting and reusing fall powder that has not adhered to a target in cold spray.
基体表面に皮膜を形成する手段の一つとして、微細粉末をガスとともに高速で噴射して基材表面に粒子を衝突させて付着させるコールドスプレー法がある（特許文献１、２参照）。例えば、アルミニウム基体の表面にＳｉ粉末をコールドスプレーしてろう材層を形成し、ろう付用材料が作製される。
As one of means for forming a film on the surface of a substrate, there is a cold spray method in which fine powder is jetted at a high speed together with a gas so that particles collide with and adhere to the surface of the substrate (see
コールドスプレー法は、ターゲットとなる基体に固相状態の粉末を高速で衝突させて付着させる方法であるから、基体の表面に衝突しても付着せずに跳ね返って落下する粒子がある。例えば、アルミニウム基体にろう材層を形成するためのＳｉ粉末のコールドスプレーでは、落下するＳｉ量が非常に多いという現実がある。粉末の付着率を高めるための提案が種々なされてはいるが、粉末を溶融させることなく固相状態の粒子を衝突させる以上、落下粉末の発生を避けることはできない。また、基材全体に粉末を均一に付着させるためには、基材寸法よりも広い範囲に粉末を噴射することになるから、基材に衝突することもなく落下する粉末も多い。これらの落下粉末は酸化等の変質が少なく、コールドスプレー用粉末として再使用することができるにも拘わらず廃棄されてきた。 The cold spray method is a method in which a solid-state powder collides and adheres to a target substrate at a high speed. Therefore, there is a particle that bounces and falls without adhering to the surface of the substrate. For example, in the cold spray of Si powder for forming a brazing filler metal layer on an aluminum substrate, there is a reality that the amount of Si falling is very large. Although various proposals for increasing the adhesion rate of the powder have been made, the generation of falling powder cannot be avoided as long as the particles in the solid phase collide without melting the powder. Further, in order to uniformly adhere the powder to the entire base material, the powder is sprayed in a range wider than the base material size, and therefore, many powders fall without colliding with the base material. These fallen powders have been discarded although they have little alteration such as oxidation and can be reused as powders for cold spraying.
本発明は、上述した背景技術に鑑み、コールドスプレー法において不可避的に発生する落下粉末を再利用可能な状態にすることを目的としたものである。 In view of the background art described above, an object of the present invention is to make a falling powder inevitably generated in the cold spray method into a reusable state.
即ち、本発明は下記［１］〜［５］に記載の構成を有する。 That is, this invention has the structure as described in following [1]-[5].
［１］コールドスプレー装置のスプレーガンから加速用ガスとともにターゲットに向かって噴射され、ターゲットに付着しなかった粉末を受けて拾集する受け容器と、
前記受け容器で拾集した粉末を導入し、旋回気流によって粉末とガスとを分離するサイクロン分離器と、
を備えることを特徴とするコールドスプレー用粉末の再利用装置。
[1] A receiving container for collecting powder collected from a spray gun of a cold spray device toward a target together with an accelerating gas and not attached to the target;
A cyclone separator for introducing the powder collected in the receiving container and separating the powder and gas by a swirling airflow;
An apparatus for reusing cold spray powder, comprising:
［２］前記サイクロン分離器とコールドスプレー装置とが接続され、前記サイクロン分離器で分離された粉末がコールドスプレー装置に供給されるようになされている前項１に記載のコールドスプレー用粉末の再利用装置。
[2] Reuse of the powder for cold spraying according to
［３］前記受け容器がサイクロン分離器の導入口に接続され、スプレーガンから噴射される加速用ガスによって旋回気流を発生させるものとなされている前項２または３に記載のコールドスプレー用粉末の再利用装置。
[3] The cold spray powder re-use according to
［４］前記受け容器はアルミニウム製である前項１〜３のいずれかに記載のコールドスプレー用粉末の再利用装置。 [4] The cold spray powder recycling apparatus according to any one of [1] to [3], wherein the receiving container is made of aluminum.
［５］コールドスプレー装置のスプレーガンから加速用ガスとともにターゲットに向かって噴射され、ターゲットに付着しなかった粉末を拾集し、
拾集した粉末を旋回気流によって粉末とガスとに分離して粉末の脱気を行い、
脱気された粉末をコールドスプレー装置で再利用することを特徴とするコールドスプレー用粉末の再利用方法。
[5] The powder sprayed from the spray gun of the cold spray device to the target together with the accelerating gas and collecting the powder that did not adhere to the target,
The collected powder is separated into powder and gas by swirling air current, and the powder is deaerated.
A method for reusing a powder for cold spray, wherein the degassed powder is reused in a cold spray device.
上記［１］に記載の発明によれば、コールドスプレーでターゲットに付着せずに落下した粉末を受け容器で拾集し、拾集した粉末をサイクロン分離器で粉末とガスとに分離することによって脱気された粉末が得られる。この脱気された粉末はコールドスプレー用粉末として再利用できるものである。 According to the invention described in [1] above, the powder that has fallen without being attached to the target by cold spray is collected in a container, and the collected powder is separated into powder and gas by a cyclone separator. A degassed powder is obtained. This deaerated powder can be reused as a cold spray powder.
上記［２］に記載の発明によれば、コールドスプレー用粉末が、受け容器、サイクロン分離器、コールドスプレー装置を循環するので、拾集した落下粉末を短時間で再利用することができる。 According to the invention described in [2] above, since the powder for cold spray circulates in the receiving container, the cyclone separator and the cold spray device, the collected fallen powder can be reused in a short time.
上記［３］に記載の発明によれば、コールドスプレー装置に使用する加速用ガスで旋回気流を発生させるので、拾集した粉末を受け容器からサイクロン分離器に輸送する輸送管や旋回気流発生器が不要であり、装置を簡略化できる。また、受け容器からサイクロン分離器までの経路が短いので、経路内に残留する粉末も少なく再利用可能な粉末の回収率を高めることができる。 According to the invention described in [3] above, since the swirling airflow is generated by the accelerating gas used in the cold spray device, the transport pipe and the swirling airflow generator for transporting the collected powder from the container to the cyclone separator. Is unnecessary, and the apparatus can be simplified. Further, since the path from the receiving container to the cyclone separator is short, the amount of powder remaining in the path is small and the recovery rate of reusable powder can be increased.
上記［４］に記載の発明によれば、受け容器に拾集した粉末が冷却される。 According to the invention described in [4] above, the powder collected in the receiving container is cooled.
上記［５］に記載の発明によれば、コールドスプレーでターゲットに付着せずに落下し粉末が脱気されるので、コールドスプレー用粉末として再利用できる。 According to the invention described in [5] above, the powder falls without being attached to the target by cold spray and the powder is deaerated, so that it can be reused as a powder for cold spray.
図１は、コールドスプレー装置（1）を含むコールドスプレー用粉末の再利用装置（2）の一実施形態を示している。これらの装置によって本発明のコールドスプレー用粉末の再利用方法を実施する。 FIG. 1 shows one embodiment of a cold spray powder recycling device (2) including a cold spray device (1). With these apparatuses, the method for reusing cold spray powder of the present invention is carried out.
コールドスプレー装置（1）において、粉末タンク（11）内の粉末（Ｐ）は外部から供給されるガス（Ｇ）によって粉末供給管（12）を通ってスプレーガン（13）に供給され、ガス供給管（14）を通じて供給される加速用ガス（Ｇ)と混合されて吐出口から高速で噴射される。前記加速用ガス（Ｇ)は図外の圧縮装置によって所定圧力に圧縮され、さらにスプレーガン（13）の手前に設置されたヒーター（15）によって所定温度に調節された状態でスプレーガン（13）に供給される。また、前記スプレーガン（13）は垂直方向および水平方向に自在に移動可能となされているとともに、吐出口の向きも自在に調節可能となされ、コールドスプレーのターゲットとなる基材（16）との距離および角度を任意に設定することができる。前記加速用ガス（Ｇ)および粉末（Ｐ）を粉末タンク（11）からスプレーガン（13）まで輸送するガス（Ｇ）は粉末（Ｐ）および基材（16）の組成等に応じて窒素ガス等の不活性ガスや空気等が適宜使用される。 In the cold spray device (1), the powder (P) in the powder tank (11) is supplied to the spray gun (13) through the powder supply pipe (12) by the gas (G) supplied from the outside, and the gas is supplied. It is mixed with the acceleration gas (G) supplied through the pipe (14) and injected at a high speed from the discharge port. The accelerating gas (G) is compressed to a predetermined pressure by a compression device (not shown) and further adjusted to a predetermined temperature by a heater (15) installed in front of the spray gun (13). To be supplied. In addition, the spray gun (13) can be freely moved in the vertical and horizontal directions, and the direction of the discharge port can be freely adjusted, so that the spray gun (13) can be connected to the base material (16) serving as a cold spray target. The distance and angle can be set arbitrarily. The gas (G) for transporting the accelerating gas (G) and the powder (P) from the powder tank (11) to the spray gun (13) is a nitrogen gas depending on the composition of the powder (P) and the substrate (16). An inert gas such as air or the like is appropriately used.
前記スプレーガン（13）から高速で噴射された粉末（Ｐ）は、一部が基材（16）に衝突して基材（16）の表面に付着し、残りの粉末（Ｐ）は落下する。また、前記粉末タンク（11）内の粉末（Ｐ）が消費されて一定量以下に減少すると、粉末補充器（17）から外部から供給されるガス（Ｇ）によって粉末タンク（11）に適宜補給される。前記ガス（Ｇ）もまた加速用ガス（Ｇ）と同種のガスが使用される。 Part of the powder (P) sprayed at high speed from the spray gun (13) collides with the base material (16) and adheres to the surface of the base material (16), and the remaining powder (P) falls. . Further, when the powder (P) in the powder tank (11) is consumed and reduced below a certain amount, the powder tank (11) is appropriately replenished by the gas (G) supplied from the outside from the powder replenisher (17). Is done. The gas (G) is also the same type of gas as the acceleration gas (G).
コールドスプレー用粉末再利用装置（2）は、受け容器（20）と、サイクロン分離器（30）と、これらを接続する輸送管（40）とを備えている。 The cold spray powder reuse device (2) includes a receiving container (20), a cyclone separator (30), and a transport pipe (40) connecting them.
前記受け容器（20）はアルミニウム製であり、円筒体の上面が開口し、底面の排出口が輸送管（40）に連通している。前記受け容器（20）の外面には多数の板状フィン（21）が立設されている。前記コールドスプレー装置（1）は受け容器（20）の上方に設置され、スプレーガン（13）は受け容器（20）の開口部から内部に差し込まれ、吐出口を下に向けて配置されている。 The receiving container (20) is made of aluminum, the top surface of the cylindrical body is open, and the discharge port on the bottom surface communicates with the transport pipe (40). A large number of plate-like fins (21) are erected on the outer surface of the receiving container (20). The cold spray device (1) is installed above the receiving container (20), and the spray gun (13) is inserted into the inside through the opening of the receiving container (20) and is arranged with the discharge port facing downward. .
なお、受け容器（20）は上面が全開したものに限定されず、蓋などで粉末（Ｐ）の飛散を防止するようにしても良い。また受け容器（20）の材料もアルミニウムに限定されるものではなく、他の金属や樹脂の受け容器も使用できる。 Note that the receiving container (20) is not limited to the one whose upper surface is fully opened, and the powder (P) may be prevented from being scattered by a lid or the like. Further, the material of the receiving container (20) is not limited to aluminum, and other metal or resin receiving containers can be used.
サイクロン分離器（30）は、円筒形の外筒（31）とその下方に連続する逆円錐形部（32）とを有し、外筒（31）の上面から差し込まれた内筒（33）がガス排出管（図示省略）に接続されている。前記外筒（31）の側面上部には輸送管（40）に連通する導入口（34）が設けられ、輸送管（40）に設置されたブロア（41）から外筒（31）内に空気を送り込むことによって外筒（41）内に旋回気流を発生させるものとなされている。また、前記逆円錐形部（32）は接続管（35）を介してコールドスプレー装置（1）の粉末タンク（11）に連通接続されている。（36）は接続管（35）に粉末のみを選択的に供給できるロータリーバルブである。 The cyclone separator (30) has a cylindrical outer cylinder (31) and an inverted conical part (32) continuous below the cylindrical outer cylinder (31), and an inner cylinder (33) inserted from the upper surface of the outer cylinder (31). Is connected to a gas exhaust pipe (not shown). An inlet (34) communicating with the transport pipe (40) is provided at the upper side of the outer cylinder (31), and air is introduced into the outer cylinder (31) from the blower (41) installed in the transport pipe (40). To generate a swirling airflow in the outer cylinder (41). The inverted conical part (32) is connected in communication with the powder tank (11) of the cold spray device (1) through a connecting pipe (35). (36) is a rotary valve that can selectively supply only powder to the connecting pipe (35).
上述したコールドスプレー装置（1）を用いてコールドスプレーを行うと、スプレーガン（13）から噴射されて基材（16）に付着しなかった粉末（Ｐ）の全てが受け容器（20）内に落下して拾集される。粉末（Ｐ）は加速用ガス（Ｇ）や空気との混合物として拾集される。また、スプレーガン（13）から噴射される粉末（Ｐ）は加速用ガス（Ｇ）によって所定温度に加熱されているが、受け容器（20）内に落下するとアルミニウム製の受け容器（20）に吸熱され、さらにフィン（21）から放熱されるので、受け容器（20）内に落下させることで冷却が促される。 When cold spraying is performed using the cold spray device (1) described above, all of the powder (P) sprayed from the spray gun (13) and not adhered to the base material (16) is placed in the receiving container (20). Dropped and collected. The powder (P) is collected as a mixture with an accelerating gas (G) and air. The powder (P) sprayed from the spray gun (13) is heated to a predetermined temperature by the accelerating gas (G), but when dropped into the receiving container (20), it is transferred to the aluminum receiving container (20). Since the heat is absorbed and further dissipated from the fin (21), cooling is promoted by dropping it into the receiving container (20).
受け容器（20）内に落下した粉末（Ｐ）は輸送管（40）を通り、ブロア（41）によって空気等のガスとともに、粉末（Ｐ）とガスの混合物としてサイクロン分離器（30）の外筒（31）に送り込まれる。外筒（31）内は送り込まれた混合物によって旋回気流が発生し、粉末（Ｐ）には遠心力が作用するので、粉末（Ｐ）は外筒（31）の壁面に沿って旋回しながら自重によって下降し、さらに逆円錐形部（32）に入ってからも旋回しながら下降していき、逆円錐形部（32）の底面開口部から接続管（35）を通じて粉末タンク（11）に送られる。一方、混合物中のガスは逆円錐形部（32）内で上向きの上昇旋回気流となり、下降する旋回気流の中心部を上向きに流れて内筒（33）から外部に排出される。これにより、サイクロン分離器（30）に導入された混合物は粉末（Ｐ）とガスとに分離され、分離された粉末（Ｐ）を回収することができる。回収した粉体（Ｐ）は脱気されているのでコールドスプレー用粉末として利用することができる。 The powder (P) dropped into the receiving container (20) passes through the transport pipe (40) and is blown out of the cyclone separator (30) as a mixture of the powder (P) and gas together with gas such as air by the blower (41). It is fed into the cylinder (31). In the outer cylinder (31), a swirling airflow is generated by the fed mixture, and centrifugal force acts on the powder (P), so that the powder (P) is swung along the wall surface of the outer cylinder (31) while its own weight. Then, after entering the inverted conical part (32), it descends while turning, and is sent from the bottom opening of the inverted conical part (32) to the powder tank (11) through the connecting pipe (35). It is done. On the other hand, the gas in the mixture becomes an upward ascending swirling airflow in the inverted conical portion (32), flows upward in the center of the descending swirling airflow, and is discharged to the outside from the inner cylinder (33). Thereby, the mixture introduced into the cyclone separator (30) is separated into the powder (P) and the gas, and the separated powder (P) can be recovered. Since the recovered powder (P) is deaerated, it can be used as a powder for cold spray.
前記サイクロン分離器（30）で分離した粉末（Ｐ）は粉末タンク（11）に送られ、再びコールドスプレー装置（1）で使用される。 The powder (P) separated by the cyclone separator (30) is sent to the powder tank (11) and used again in the cold spray device (1).
本発明のコールドスプレー用粉末の再利用装置および再利用方法は上記の構成に限定されず、種々の変更が可能である。 The cold spray powder recycling apparatus and method of the present invention are not limited to the above-described configuration, and various modifications are possible.
図示例の装置および方法ではサイクロン分離器（30）の旋回気流を輸送管（40）上に設置したブロア（40）で発生させているが、コールドスプレー装置（1）の加速用ガス（Ｇ）で旋回気流を発生させるようにしても良い。具体的には、サイクロン分離器（30）の導入口（34）に受け容器（20）の排出口を直接あるいは短い管で連結し、スプレーガン（13）から噴出する加速用ガス（Ｇ）をサイクロン分離器（30）内に導入して旋回気流を発生させる。このように加速用ガス（Ｇ）で旋回気流を発生させることにより輸送管（40）およびブロア（41）等の旋回気流発生器が不要となり、装置を簡略化できる。また、受け容器（20）からサイクロン分離器（30）までの経路が短くなるので、経路内に残留する粉末も少なくなって再利用可能な粉末の回収率を高めることができる。一方、図示例の装置では、サイクロン分離器（30）に導入する空気量や駆動時間等のサイクロン分離処理条件をコールドスプレー装置（1）とは関係なく独立して自在に調節することができる。また、受け容器（20）とサイクロン分離器（30）との間に輸送管（40）を介在させることで両者の形状や設置条件に対する束縛が少なく自由が利く。 In the illustrated apparatus and method, the swirling airflow of the cyclone separator (30) is generated by the blower (40) installed on the transport pipe (40), but the gas (G) for accelerating the cold spray device (1) A swirling airflow may be generated. Specifically, the acceleration gas (G) ejected from the spray gun (13) is connected to the introduction port (34) of the cyclone separator (30) directly or via a short pipe. It is introduced into the cyclone separator (30) to generate a swirling airflow. By generating the swirling airflow with the accelerating gas (G) in this way, the swirling airflow generator such as the transport pipe (40) and the blower (41) becomes unnecessary, and the apparatus can be simplified. Further, since the path from the receiving container (20) to the cyclone separator (30) is shortened, the amount of powder remaining in the path is reduced, and the recovery rate of reusable powder can be increased. On the other hand, in the apparatus of the illustrated example, the cyclone separation processing conditions such as the amount of air introduced into the cyclone separator (30) and the drive time can be freely adjusted independently of the cold spray apparatus (1). Further, by interposing the transport pipe (40) between the receiving container (20) and the cyclone separator (30), there are few restrictions on the shape and installation conditions of both, and freedom is obtained.
また、図示例の装置および方法では、受け容器（20）、サイクロン分離器（30）、コールドスプレー装置（1）の粉体タンク（11）を接続して粉末（Ｐ）を循環させている。このように粉末（Ｐ）を循環させることにより、拾集した落下粉末を短時間で再利用できる。ひいては、少ない粉末の準備量でコールドスプレー装置（1）を長時間稼働できる。しかし、本発明はかかる循環構成に限定するものではなく、サイクロン分離器によって分離された粉末のコールドスプレー装置への供給をバッチ式で行う場合も本発明に含まれる。 In the illustrated apparatus and method, the powder (P) is circulated by connecting the receiving container (20), the cyclone separator (30), and the powder tank (11) of the cold spray apparatus (1). By circulating the powder (P) in this way, the collected fallen powder can be reused in a short time. As a result, the cold spray device (1) can be operated for a long time with a small amount of powder. However, the present invention is not limited to such a circulation configuration, and includes the case where the powder separated by the cyclone separator is supplied to the cold spray apparatus in a batch manner.
図１に示したコールドスプレー装置およびコールドスプレー用粉末再利用装置を用いて、アルミニウム基材へのＳｉ粉末のコールドスプレーおよび落下粉末の回収試験を行った。 Using the cold spray device and the cold spray powder reuse device shown in FIG. 1, a cold spray of Si powder onto an aluminum substrate and a fall powder recovery test were performed.
前記コールドスプレー装置（1）においてスプレーガン（13）の内径は５ｍｍである。 In the cold spray device (1), the inner diameter of the spray gun (13) is 5 mm.
前記コールドスプレー用粉末再利用装置（2）において、受け容器（20）の本体は上面が開口した容量２００Ｌ、深さ２ｍの円筒形であり、本体の外面に高さ３０ｍｍのフィン（21）が５０ｍｍ間隔で立設されている。前記受け容器（20）の本体およびフィン（21）はＡｌ−Ｍｇ合金製である。また、サイクロン分離器（30）は、外筒（31）の内径：２５０ｍｍ、外筒（31）の高さ：２８０ｍｍ、逆円錐形部（32）の高さ：３４０ｍｍ、逆円錐形部（32）の底面開口部の内径：４５ｍｍ、内筒（33）の内径：９０ｍｍである。 In the cold spray powder reuse device (2), the main body of the receiving container (20) has a cylindrical shape with a capacity of 200 L and a depth of 2 m with an open top surface, and a fin (21) with a height of 30 mm on the outer surface of the main body. It is erected at intervals of 50 mm. The main body of the receiving container (20) and the fins (21) are made of an Al-Mg alloy. The cyclone separator (30) has an inner diameter of the outer cylinder (31): 250 mm, a height of the outer cylinder (31): 280 mm, a height of the inverted conical part (32): 340 mm, an inverted conical part (32 ) Inner diameter of the bottom opening: 45 mm, and inner diameter of the inner cylinder (33): 90 mm.
コールドスプレーのターゲットとなる基材（16）として、純度が９９．９９質量％のアルミニウムからなる、１００ｍｍ×５０ｍｍ×厚さ１．０ｍｍの平板を用いた。また、粉末（Ｐ）として平均粒径１５μｍのＳｉ粉末を用い、加速用ガス（Ｇ)として窒素ガスをガス圧：２ＭＰａに圧縮し、ヒーター（15）で５００℃に加熱して用いた。 As a base material (16) serving as a cold spray target, a flat plate of 100 mm × 50 mm × 1.0 mm thickness made of aluminum having a purity of 99.99% by mass was used. Further, Si powder having an average particle size of 15 μm was used as the powder (P), nitrogen gas was compressed as a gas for acceleration (G) to a gas pressure of 2 MPa, and heated to 500 ° C. with a heater (15).
前記基材（16）とスプレーガン（13）との距離を１５ｍｍに設定し、スプレーガン（13）を４０ｍｍ／ｓｅｃで移動させながら、Ｓｉ粉末を３６０ｇ／時で１０分間スプレーして基材（16）の表面にＳｉ粉末を付着させ、付着しなかったＳｉ粉末を受け容器（20）内に集めた。このコールドスプレーによって６０ｇのＳｉ粉末がスプレーガン（13）から噴射されて０．６ｇのＳｉ粉末が基材（16）に付着し、Ｓｉ粉末の付着効率は１％であった。また、基材（16）におけるＳｉ付着量は５ｇ／ｍ２であり、この付着量はアルミニウム基材の表面にろう材層を形成してろう付用材料を作製する場合の適正量に相当する。また、噴射されて基材（16）に付着しなかった落下Ｓｉ量は５９．４ｇである。 The distance between the base material (16) and the spray gun (13) was set to 15 mm, and while the spray gun (13) was moved at 40 mm / sec, the Si powder was sprayed at 360 g / hour for 10 minutes to form the base material ( Si powder was adhered to the surface of 16), and Si powder that did not adhere was collected in a container (20). By this cold spraying, 60 g of Si powder was sprayed from the spray gun (13), and 0.6 g of Si powder adhered to the substrate (16), and the deposition efficiency of the Si powder was 1%. Further, the Si adhesion amount on the base material (16) is 5 g / m 2 , and this adhesion amount corresponds to an appropriate amount when a brazing material layer is formed on the surface of the aluminum base material to produce a brazing material. . Moreover, the amount of falling Si which was injected and did not adhere to a base material (16) is 59.4g.
また、室温２０℃で上記のコールドスプレーを１０分間行った後、受け容器（20）の外面温度は室温の２０℃から３５℃に上昇したが、その後は３５℃以上に上昇することはなかった。これにより、集めた落下Ｓｉ粉末の熱が受け容器（20）を通して速やかに放熱されることを確認した。
Moreover, after performing said cold spray for 10 minutes at
前記アルミニウム製受け容器（20）による放熱性能を確認するために、円筒形本体と同寸の塩化ビニル製の受け容器（フィンなし）を用いて同条件でコールドスプレーしたところ、１０分間のスプレー後の受け容器の外面温度は４０℃に上昇し、その後も上昇し続けた。 In order to confirm the heat dissipation performance of the aluminum receiving container (20), cold spraying was performed under the same conditions using a vinyl chloride receiving container (without fins) of the same size as the cylindrical body, after 10 minutes of spraying The outer surface temperature of the receiving container rose to 40 ° C. and continued to rise thereafter.
次に、前記受け容器（20）に集められたＳｉ粉末を輸送管（40）で輸送し、ブロア（41）によって０．５ｍ３／ｍｉｎの風量でサイクロン分離器（30）に導入し、１分間の駆動によりＳｉ粉末と空気とを分離した。このサイクロン分離によって５５ｇのＳｉ粉末を回収することができた。落下Ｓｉ粉末量は５９．４ｇであるから、９２．６％の落下Ｓｉ粉末を回収することができた。回収できなかった７．４％のＳｉ粉末は装置内に残留しているものと考えられる。 Next, the Si powder collected in the receiving container (20) is transported by the transport pipe (40), introduced into the cyclone separator (30) by the blower (41) at an air flow rate of 0.5 m 3 / min, Si powder and air were separated by driving for minutes. By this cyclone separation, 55 g of Si powder could be recovered. Since the amount of fallen Si powder was 59.4 g, 92.6% of fallen Si powder could be recovered. The 7.4% Si powder that could not be recovered is considered to remain in the apparatus.
回収したＳｉ粉末をコールドスプレー装置（1）の粉末タンク（11）に送り、再びコールドスプレー用粉末として再利用したところ、スプレーガン（13）から支障なく噴射されて基材（16）に付着させることができた。 The collected Si powder is sent to the powder tank (11) of the cold spray device (1) and reused again as a powder for cold spraying. It is sprayed from the spray gun (13) without any trouble and adheres to the substrate (16). I was able to.
上述したコールドスプレー用粉末再利用装置（2）によれば、落下粉末を回収して再利用することができた。また受け容器（20）が熱伝導性の良いアルミニウム製であるから、拾集した粉末が速やかに冷却されることも確認できた。 According to the above-mentioned cold spray powder reuse device (2), the fallen powder could be recovered and reused. Further, since the receiving container (20) is made of aluminum having good thermal conductivity, it was confirmed that the collected powder was cooled quickly.
なお、上記実施例ではコールドスプレー後にサイクロン分離器を駆動しているが、コールドスプレー装置およびサイクロン分離器を同時に駆動し、コールドスプレーを行いながら落下粉末をサイクロン分離器に輸送して粉末と気体とを分離することもできる。 In the above embodiment, the cyclone separator is driven after the cold spray. However, the cold spray device and the cyclone separator are driven at the same time, and the falling powder is transported to the cyclone separator while performing the cold spray. Can also be separated.
本発明は、コールドスプレーにおいてターゲットに付着することなく落下した粉末を回収して再利用するための装置として利用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used as an apparatus for collecting and reusing powder that has fallen without adhering to a target in cold spray.
1…コールドスプレー装置
2…コールドスプレー用粉末の再利用装置
11…粉末タンク
13…スプレーガン
16…基材（ターゲット）
20…受け容器
21…フィン
30…サイクロン分離器
34…導入口
40…輸送管
41…ブロア
Ｐ…粉末
Ｇ…加速用ガス
1 ... Cold spray device
2… Cold spray powder recycling equipment
11 ... powder tank
13 ... spray gun
16… Base material (target)
20 ... receiving container
21… Fin
30… Cyclone separator
34 ... Introduction port
40 ... Transport pipe
41 ... Blower P ... Powder G ... Acceleration gas
Claims (3)
前記受け容器で拾集した粉末を導入し、旋回気流によって粉末とガスとを分離するサイクロン分離器と、
を備え、
前記サイクロン分離器とコールドスプレー装置とが接続され、前記サイクロン分離器で分離された粉末がコールドスプレー装置に供給されるようになされ、かつ前記受け容器がサイクロン分離器の導入口に接続され、スプレーガンから噴射される加速用ガスによって旋回気流を発生させるものとなされていることを特徴とするコールドスプレー用粉末の再利用装置。 A receiving container that collects powder collected from the spray gun of the cold spray device toward the target together with the accelerating gas and that has not adhered to the target;
A cyclone separator for introducing the powder collected in the receiving container and separating the powder and gas by a swirling airflow;
Equipped with a,
The cyclone separator and a cold spray device are connected, the powder separated by the cyclone separator is supplied to the cold spray device, and the receiving container is connected to the inlet of the cyclone separator, An apparatus for reusing cold spray powder, characterized in that a swirling airflow is generated by an accelerating gas injected from a gun .
コールドスプレー装置のスプレーガンから加速用ガスとともにターゲットに向かって噴射され、ターゲットに付着しなかった粉末を拾集し、
拾集した粉末を旋回気流によって粉末とガスとに分離して粉末の脱気を行い、
脱気された粉末をコールドスプレー装置で再利用することを特徴とするコールドスプレー用粉末の再利用方法。 Using the cold spray powder recycling device according to claim 1 or 2,
The powder sprayed from the spray gun of the cold spray device to the target together with the accelerating gas is collected to collect the powder that did not adhere to the target
The collected powder is separated into powder and gas by swirling air current, and the powder is deaerated.
A method for reusing a powder for cold spray, wherein the degassed powder is reused in a cold spray device.
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