(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数の異なる複数の高周波誘導コイルと、係るコイルの軸心方向に沿った前後に配置され且つ金属粉末を載置した母材板を上記高周波誘導コイルの内側を貫通して搬送する搬送手段と、を備え、
上記高周波誘導コイルのうち、上記母材板の搬送方向において上流寄りの高周波誘導コイルは比較的高周波数であり、且つ下流寄りの高周波誘導コイルは比較的低周波数である、ことを特徴とする複合金属部材の製造装置。
【請求項２】
前記上流寄りの高周波誘導コイルの周波数は１００〜２００ＫＨｚで且つ前記下流寄りの高周波誘導コイルの周波数は５０〜１５０ＫＨｚであると共に、これら上流寄りおよび下流寄りの各コイルの周波数間の差は４０ＫＨｚ以上である、ことを特徴とする請求項１に記載の複合金属部材の製造装置。
【請求項３】
前記上流寄りの高周波誘導コイルおよび下流寄りの高周波誘導コイルの間において、上流寄りの上記コイルにより加熱された前記母材板上の金属粉末または溶着金属の温度を測定する測温手段が更に配置されている、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の複合金属部材の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、母材板の表面に係る母材板の素材と異なる金属または合金を単層あるいは復層にして溶着した複合金属部材の製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
摩耗部分の保護または補修のため、例えば鋼材からなる母材板の表面に耐磨耗性の金属または合金を被覆した複合金属部材が、一般に用いられている。係る金属または合金の被覆には、例えばアトマイズ粉末を母材板の表面に載せた状態で加熱して溶着する溶着法が用いられている。
係る溶着法により得られる複合部材における幅方向の両側端部において、溶着金属のダレ(コーナー欠け)を防ぎ且つ能率的に溶着を行うため、図４(Ａ)，(Ｂ)に示す製造装置３０を用いる複合金属部材の製造方法が提案されている。
【０００３】
上記製造装置３０は、図４(Ａ)，(Ｂ)に示すように、左右に分割された一対の搬送ローラ３１，３２と、これらの間に位置する高周波誘導コイル４０と、係るコイル４０の内側を貫通し且つ両端部を搬送ローラ３１，３２に支持される一対の堰板３８，３８と、搬送ローラ３１，３２上を搬送され且つ堰板３８，３８間を通過する長尺な母材板３９の表面上に金属粉末Ｐを供給するホッパー４４と、を備えている。搬送ローラ３１，３２は、それぞれ水平な一対のフレーム３３，３３間に駆動または従動回転する複数のローラ３４を配置しており、図４(Ａ)，(Ｂ)においては上流側の搬送ローラ３１上に、母材板３９が載置されている。
【０００４】
図４(Ａ)，(Ｂ)に示すように、搬送ローラ３１，３２間には、右側の入口４１寄りほど小径で且つ狭ピッチに巻き付けられ、左側の出口４２寄りほど大径で且つ広ピッチに巻き付けた全体がほぼラッパ形状を呈する高周波誘導コイル４０が配置されている。係るコイル４０の内側には、その軸心方向に沿って対向する一対の堰板３８，３８が貫通する。係る堰板３８，３８は、長尺な耐熱鋼またはセラミックなどの板材から形成され、その長手方向の両端部は、搬送ローラ３１，３２のフレーム３３，３３から突出する水平なピン３５，３５に巻き付けたコイルバネ３６，３６を介して、上記フレーム３３，３３に支持される共に、対向する堰板３８，３８は互いに接近し合うよう水平方向に押圧されている。
【０００５】
尚、上記ピン３５およびコイルバネ３６は、搬送ローラ３１，３２における上記ローラ３４，３４間またはフレーム３３，３３の端部に配置されると共に、一対の堰板３８，３８は、各ローラ３４，３４よりも高い位置に配置されている。また、図４(Ａ)，(Ｂ)に示すように、上流側の搬送ローラ３１の上方で且つ堰板３８，３８間には、金属粉末Ｐを充填したホッパー４４が配置され、係るホッパー４４の下端に位置する粉末供給口４６は、母材板３９に対向して配置されている。係る供給口４６の下流側には、図示しない昇降機構により昇降自在とされている均し板４８が配置されている。
【０００６】
図４(Ｂ)に示すように、右側から左側に搬送される母材板３９上に投下された金属粉末Ｐは、均し板４８により表面が平坦に均され且つ両側を堰板３８，３８に挟まれつつ高周波誘導コイル４０の内側を母材板３９と共に水平に移動する。この間において、例えば３００ＫＨｚの高周波電流が流れる上記コイル４０の電磁誘導により母材板３９の表面には渦電流が流れるため、当該母材板３９が発熱する。係る母材板３９からの熱伝達により金属粉末Ｐが加熱され且つ溶融状態になった後、ジュール熱による上記コイル４０からの直接加熱が開始される。
【０００７】
ところで、母材板３９における渦電流の浸透深さ(加熱深度)が深くなると、母材板３９内への熱移動速度は、上記粉末Ｐの吸熱速度と同じかそれ以上となるため、当該母材板３９の温度上昇が加速され、粉末Ｐよりも速く溶融してしまうおそれがある、という問題があった。
上記渦電流の浸透深さは、高周波誘導コイル４０に流す高周波電流の周波数に反比例するため、かかる電流の周波数が大きいほど浸透深さは浅くなる。このため、上述した母材板３９の溶融を防ぐべく、粉末Ｐの溶着に適用する上記コイル４０の周波数は、浸透深さが浅い３００〜４００ＫＨｚが一般的であった。この結果、例えば厚み約２〜３ｍｍのＦｅ系の溶着金属を被覆する場合、母材板３９の搬送速度は約１００〜１２０ｍｍ／分と低速度となるため、複合金属部材の生産性が低くなりコスト高になる、という問題もあった。
【０００８】
【発明が解決すべき課題】
本発明は、以上に説明した従来の技術における問題点を解決し、溶着すべき金属粉末が母材板よりも速く溶融し且つ効率良く低コストで複合金属部材を製造することができる複合金属部材の製造装置を提供する、ことを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、発明者らの鋭意研究および実験の結果、高周波誘導コイルを複数に分割し且つこれらにより形成される渦電流の母材板への浸透深さを相違させる、こと着想して成されたものである。
即ち、本発明の複合金属部材の製造装置(請求項１)は、周波数の異なる複数の高周波誘導コイルと、係るコイルの軸心方向に沿った前後に配置され且つ金属粉末を載置した母材板を上記高周波誘導コイルの内側を貫通して搬送する搬送手段と、を備え、上記高周波誘導コイルのうち、上記母材板の搬送方向において上流寄りの高周波誘導コイルは比較的高周波数であり、且つ下流寄りの高周波誘導コイルは比較的低周波数である、ことを特徴とする。
【００１０】
これによれば、上流寄りの高周波誘導コイルが比較的高周波数であるため、母材板の表面付近には浸透深度の浅い渦電流が形成され、係る母材板の発熱により金属粉末が加熱され且つ一部が溶融され始める。次いで、下流寄りの高周波誘導コイルは比較的低周波数であるため、金属粉末から溶けた溶融(溶着)金属には浸透深度の深い渦電流が形成され、係る渦電流の抵抗で生じるジュール熱により溶融金属自体が直に加熱される。このため、溶融金属の発熱量が増加して残っていた金属粉末も加熱され且つ溶融される。これにより、金属粉末全体が迅速に溶融し且つ上記コイルに基づくジュール熱により急速に加熱されるため、全体に均一な溶着金属の層を母材板の表面に被覆した複合金属部材を迅速に形成することが容易となる。しかも、母材板はその内部まで加熱されにくいため、金属粉末よりも速く溶融する事態を確実に防ぐことができる。
【００１１】
尚、上流寄りおよび下流寄りの高周波誘導コイルとは、母材板の搬送方向における相対的な呼び名であり、係るコイルは、上記搬送方向に沿って２段または３段以上に分割して配置する複数の高周波誘導コイルを表すものである。また、高周波誘導コイルの周波数は、当該コイルに通電される電流の周波数を示す。
更に、母材板の表面上に供給する金属粉末には、耐摩耗性、耐食性、または耐熱性などを改善するため、硬質金属または合金や、耐食性や耐熱性の金属または合金の他、同様の改善を可能とし得る金属およびセラミックを含む複合材料、例えばサーメット(ｃｅｒｍｅｔ)やサイアロン(ＳＩＡＬＯＮ)なども含まれる。
尚また、前記金属粉末の供給位置は、上記各高周波誘導コイルの内側を貫通しつつ母材板を両側から挟み付ける一対の堰板間であって高周波加熱コイルよりも上流寄りで、且つ上記堰板間の先端側とするのが望ましい。
【００１２】
また、本発明は、前記上流寄りの高周波誘導コイルの周波数は１００〜２００ＫＨｚで且つ前記下流寄りの高周波誘導コイルの周波数は５０〜１５０ＫＨｚであると共に、これら上流寄りおよび下流寄りの各コイルの周波数間の差は４０ＫＨｚ以上である、複合金属部材の製造装置(請求項２)も含む。
これによれば、従来の前記製造装置３０における周波数３００〜４００ＫＨｚに比べて、何れも低い周波数で且つ１００〜２００ＫＨｚの上流寄りの高周波誘導コイルにより母材板の表層付近を加熱し金属粉末を急速に加熱する。次いで、５０〜１５０ＫＨｚの下流寄りの高周波誘導コイルにより、金属粉末が溶けた溶融(溶着)金属自体を深く加熱する。且つ、係る母材板からの伝達熱と金属粉末が溶けた溶融金属自体のジュール熱とにより、残っていた金属粉末および溶融金属全体を迅速に加熱して母材板の表面に被覆させることができる。
【００１３】
尚、上流寄りの高周波誘導コイルの周波数が例えば１００，１５０，２００ＫＨｚである場合、下流寄りの高周波誘導コイルの周波数は５０，１００，１５０ＫＨｚと何れも５０ＫＨｚ(４０ＫＨｚ以上)の差とすることが望ましい。
また、上記各コイルの周波数を５０〜２００ＫＨｚの範囲としたのは、５０ＫＨｚ未満では安定した制御が得にくく、一方２００ＫＨｚを越えると渦電流の浸透深さが浅くなり過ぎて金属粉末や溶融金属の加熱速度が低下するためである。更に、上流寄りと下流寄りのコイルの周波数の差を４０ＫＨｚ以上としたのは、これ未満では両者により母材板や粉末が溶けた溶融金属に生じる渦電流の浸透深さの差が過少となり、母材板が深く加熱されたり、あるいは溶融金属が浅く加熱されるおそれが生じ得るためである。
付言すれば、前記高周波誘導コイルを上流寄り、中流、下流寄りの３段階とする形態では、各コイルの周波数は、例えば上流寄りを１００〜２００ＫＨｚ、中流を１００〜１５０ＫＨｚ、下流寄りを５０〜１００ＫＨｚとし、且つ互いに隣接するコイルにおける周波数間の差を４０ＫＨｚ以上と設定することができる。
【００１４】
更に、本発明には、前記上流寄りの高周波誘導コイルおよび下流寄りの高周波誘導コイルの間において、上流寄りの上記コイルにより加熱された前記母材板上の金属粉末または溶着金属の温度を測定する測温手段が更に配置されている、複合金属部材の製造装置(請求項３)も含まれる。
これによれば、上流寄りの上記コイルにより加熱された金属粉末または溶着金属の温度を測定し、その過加熱または加熱不足を検出することにより、下流寄りの高周波誘導コイルの電源装置に対しその出力を増加または低減するフィードフォワード制御を容易に行うことが可能となる。これにより、母材板の表面に所望の金属または合金を溶着して被覆した複合金属部材を一層確実に且つ安定して製造することが可能となる。尚、上記測温結果に応じて、上流寄りの高周波誘導コイルの出力を増加または低減するフィードバック制御を行うことも可能である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下において、本発明の実施に好適な形態を図面と共に説明する。
図１(Ａ)，(Ｂ)は、本発明による複合金属部材の製造装置１の平面図および垂直断面図を示す。この製造装置１は、図１(Ａ)，(Ｂ)に示すように、左右に分割された一対の搬送ローラ(搬送手段：ローラーコンベア)２ａ，２ｂと、これらの中間に位置する高周波誘導コイル１０と、係るコイル１０の内側を貫通し且つ両端部を搬送ローラ２ａ，２ｂに支持される一対の堰板８ａ，８ｂと、搬送ローラ２ａ，２ｂ上を搬送され且つ堰板８ａ，８ｂ間を通過する長尺な母材板１８の表面上に金属粉末Ｐを供給するホッパー１４と、を備えている。
搬送ローラ２ａ，２ｂは、それぞれ水平な一対のフレーム３，３間に駆動または従動回転するローラ４，４，…を複数配置しており、図１(Ａ)，(Ｂ)では、上流(右)側の搬送ローラ２ａ上に、母材板１８が載置された状態となっている。
【００１６】
上流側の搬送ローラ２ａの上方で且つ一対の堰板８ａ，８ｂ間には、金属粉末Ｐを充填したホッパー１４が配置され、その下端に位置する粉末供給口１５は、母材板１８に対向して配置されている。係る供給口１５の下流側には、次述する昇降機構２０により昇降自在とされている均し板１６が配置されている。
上記均し板１６の昇降機構２０は、図２(Ａ)に示すように、ホッパー１４の下端に位置する粉末供給口１５の下流側に固定した軸受け２１と、この軸受け２１に回転可能に支持されるボルト２２と、このボルト２２の上端に固定したハンドル２４と、上記ボルト２２の下端部でネジ結合するナット２３と、を備えている。係るナット２３は、幅広な均し板１６の側面の中央に固定されている。
【００１７】
また、ホッパー１４の供給口１５から斜め下流側に突出する一対の対称な水平棒２７，２７の先端に固定したリング２６，２６には、均し板１６の左右において垂直に固定されたガイドピン２５，２５が貫通している。従って、上記ハンドル２４を回しボルト２２を回転することにより、これとネジ結合するナット２３と共に均し板１６を、図２(Ａ)中の矢印方向に沿って昇降させることができる。この結果、前記図１(Ａ)に示したように、供給口１５から投下された直後の金属粉末Ｐを、母材板１８の表面上で所望の均一な厚みに均すことができる。
【００１８】
上記均し板１６は、図１(Ａ)に示すように、搬送ローラ２ａ上を左側に搬送される母材板１８の表面上に投下された金属粉末Ｐの表面を平坦で且つ所要の厚みに均す。また、均し板１６は、一対の堰板８ａ，８ｂ間の上流寄りに位置し、係る堰板８ａ，８ｂに両側面を接触させつつ搬送される母材板１８の真上に位置する。このため、母材板１８、一対の堰板８ａ，８ｂ、および均し板１６に囲まれた断面矩形の空間を通じて、金属粉末Ｐを所望の厚みで供給することができる。
【００１９】
図１(Ａ)，(Ｂ)に示すように、搬送ローラ２ａ，２ｂ間に配置される高周波誘導コイル１０は、母材板１８の搬送方向において上流寄りに位置し且つ比較的高周波数(例えば１００ＫＨｚ)の誘導コイル１１と、下流寄りに位置し且つ比較的低周波数(例えば５０ＫＨｚ)の誘導コイル１２と、に分割されている。尚、係るコイル１１，１２は、断面ほぼ角形で螺旋状に巻き付けられている。
図１(Ａ)に示すように、高周波誘導コイル１１，１２には、電源装置(トランジスタインバータ)１３ａ,１３ｂが個別に接続される。電源装置１３ａ,１３ｂは、周波数：２０〜２５０ＫＨｚ、電力容量：〜１０００Ｋｗ、電力制御方式：周波数振幅変調方式、制御速度：０．０１秒、総合変換効率：９６％(定格出力時)、電力調整：インバータの位相制御(γ角)によるものである。
【００２０】
高周波誘導コイル１１，１２の内側には、それらの軸心方向に沿って対向する一対の堰板８ａ，８ｂが貫通する。係る堰板８ａ，８ｂは、長尺な耐熱鋼またはセラミックなどの板材から形成され、その内部を冷却水が強制循環している。
上記堰板８ａ，８ｂの長手方向の両端部は、図１(Ａ)および図２(Ｂ)に示すように、搬送ローラ２ａ，２ｂのフレーム３，３から突出する水平なピン５，５に巻き付けたコイルバネ６，６を介して、上記フレーム３，３に支持される共に、対向する堰板８ａ，８ｂは互いに接近し合うよう水平方向に押圧されている。
尚、上記ピン５およびコイルバネ６は、搬送ローラ２ａ，２ｂにおける上記ローラ４，４間またはフレーム３，３の端部に配置されると共に、一対の堰板８ａ，８ｂは、各ローラ４，４，…よりも高い位置に配置されている。
【００２１】
また、図１(Ａ)，(Ｂ)に示すように、高周波誘導コイル１１，１２間の上方には、放射温度計(測温手段)１９が高周波誘導コイル１１の出口付近に向けて斜め下向きの姿勢で配置されている。この放射温度計１９は、上記コイル１１により母材板１８の表面上に形成される溶着金属Ｍが発光する赤外線などから熱エネルギ量を検出し、これを基に溶着金属Ｍの温度を測定するものである。
放射温度計１９からの電気(温度)信号は、図１(Ａ)に示すように、下流寄りの高周波誘導コイル１２の電源装置１３ｂに送信され、図示しない演算部において基準データと比較される共に、過加熱または加熱不足である場合には、電源装置１３ｂからの供給電力を調整するフィードフォワード制御が行われている。
尚、放射温度計１９から上流寄りの高周波誘導コイル１１の電源装置１３ａに送り、その供給電力を調整するフィードバック制御を独立して行ったり、あるいは上記フィードフォワード制御と併行して行うことも可能である。更に、係る電源装置１３ａ，１３ｂをＰＩＤ制御により入熱コントロールすることもできる。
【００２２】
以下において、前述した製造装置１の使用方法について説明する。
図３(Ａ)に示すように、母材板１８の表面上で均一な厚みとされた金属粉末Ｐは、当該母材板１８と共に、上流寄りの高周波誘導コイル１１の内側を、一対の堰板８ａ，８ｂに挟まれた状態で貫通する。係るコイル１１付近において、例えば１００ＫＨｚの高周波電流が流れる当該コイル１１の電磁誘導により、母材板１８の表面には浸透深さの浅い渦電流が生じて当該母材板１８を加熱する。係る母材板１８からの伝達熱で加熱された金属粉末Ｐは、溶融状態となり母材板１８の表面に溶着金属Ｍとして溶着しつつ、図３(Ｂ)に示すように、上記コイル１１の出口寄りに順次搬送される。
【００２３】
図３(Ｂ)に示すように、高周波誘導コイル１１，１２の間から放射温度計１９が、上記コイル１１により母材板１８の表面上に形成される溶着金属Ｍが発する赤外線などから熱エネルギ量を検出し、これを基に溶着金属Ｍの温度を測定する。係る放射温度計１９からの信号は、前記電源装置１３ｂに送られ、例えば溶着金属Ｍの温度が基準データよりも低い場合は、当該電源装置１３ｂから下流寄りのコイル１２への供給電力を増加させるフィードフォワード制御が行われる。
尚、上記の場合、温度計１９からの信号を前記電源装置１３ａに送り、当該電源装置１３ａから上流寄りのコイル１１への供給電力を増加させるフィードバック制御や、電源装置１３ａ，１３ｂに対しＰＩＤ制御を行うことも可能である。
【００２４】
図３(Ｃ)に示すように、表面に溶融状態にある溶着金属Ｍを有する母材板１８は、下流寄りの高周波誘導コイル１２の内側を、一対の堰板８ａ，８ｂに挟まれた状態で貫通する。係るコイル１２付近において、例えば５０ＫＨｚの高周波電流が流れる当該コイル１２の電磁誘導により、溶融状態にある溶着金属Ｍに浸透深さの深い渦電流を形成する。係る渦電流に対する抵抗によって生じるジュール熱により、当該溶着金属Ｍは直に加熱される。この結果、係る溶着金属Ｍは、急速に加熱され母材板１８の表面に溶着した状態で、下流寄りの高周波誘導コイル１２から搬送ローラ２ｂ側へ送られる。
因みに、上記渦電流の浸透深さ(δ)は、周波数の平方根に反比例するため、普通鋼の場合、周波数５０ＫＨｚで２．５ｍｍ、周波数１００ＫＨｚで１．７ｍｍ、周波数３００ＫＨｚで１．０ｍｍとなる。
【００２５】
図３(Ｂ)，(Ｃ)に示したように、母材板１８の表面に投下された金属粉末Ｐは、その両側を堰板８ａ，８ｂに規制されつつ母材板１８と共に搬送され、上流寄りの高周波コイル１１の電磁誘導により母材板１８に形成される浸透深さの浅い渦電流に対する抵抗で生じるジュール熱からの伝達熱を受けて加熱され且つ溶融し始める。次いで、下流寄りの高周波コイル１２の電磁誘導により、溶着金属Ｍに浸透深さの深い渦電流を形成し、係る渦電流に対する抵抗によるジュール熱によって溶着金属Ｍを直に加熱するため、当該溶着金属Ｍは、急速に加熱され母材板１８の表面に溶着し被覆される。従って、金属粉末Ｐと同じ金属または合金からなり所望の厚みの溶着金属Ｍを母材板１８の表面に被覆した複合金属部材を、短時間で能率良く確実に製造することが可能となる。
【００２６】
因みに、高Ｃｒ鋳鉄系の粉末Ｐを、普通鋼からなる母材板１８の表面に厚さ３ｍｍの溶着金属Ｍとして被覆する際に、前記製造装置１で上流寄りのコイル１１を１００ＫＨｚとし且つ下流寄りのコイル１２を５０ＫＨｚとした場合、母材板１８の搬送速度は、約６００ｍｍ／分であった。
一方、前記図４(Ａ)，(Ｂ)で示した従来の製造装置３０および上記と同じ素材とサイズの母材板３９を用い、且つその誘導コイル４０の周波数を３００ＫＨｚとした場合、母材板３９の搬送速度は、１００〜１２０ｍｍ／分であった。
以上の結果から、本発明による複合金属部材の製造装置１の効果および優位性が十分に確認された。
【００２７】
尚、２層以上の溶着金属層Ｍを形成する場合は、単層の溶着金属層Ｍを形成した母材板１８を、再度図１(Ａ)，(Ｂ)の右側に位置する上流側の搬送ローラ２ａ上に載置し、前記同様にして同種または異種の金属粉末Ｐをホッパー１４から供給し且つ前記一対の堰板８ａ，８ｂ間に沿って移動させ、高周波誘導コイル１０(１１，１２)の内側を貫通させる。これにより、例えば同種の金属または合金からなり、例えば厚みが４ｍｍ以上の溶着金属層Ｍを母材板１８の表面上に均一な厚みで被覆した複合金属部材をした能率良く製造できる。
【００２８】
また、異種金属または合金からなり、それぞれ特性に応じて母材板１８の表面寄りまたは外側(表層)寄りとした２層以上にして均一な厚みで被覆した複数の溶着金属層Ｍを併有する複合金属部材を製造することも可能である。更に、幅寸法が多少異なる母材板１８を用いる場合は、前記コイルバネ６を介して堰板８ａ，８ｂを押圧した状態のままで前記同様に使用できる。但し、幅寸法がかなり異なる母材板１８を用いる場合は、前記ピン５からコイルバネ６を取り外し、軸方向の長さと弾性とが適度な別のコイルバネ６と交換した状態で、使用する。
【００２９】
本発明は、以上において説明した各形態に限定されるものではない。
例えば、搬送手段は、前記搬送ローラに限らず、ベルトコンベアやメッシュコンベアなどにすることもできる。且つ、母材板の搬送方向は、上流側から前記高周波誘導コイル１０を経た下流側に向けて緩く下がるような斜め方向でも良い。また、前記均し板１６の昇降には、前記昇降機構２０の他、例えば油圧シリンダやワイヤまたはチェーンによる巻き上げ機構などを適用することもできる。
更に、前記母材板１８の搬送方向に沿って、複数の前記ホッパー１４および複数組の前記高周波誘導コイル１０(１１，１２)を交互に配置した形態の製造装置としても良い。これによれば、異なる金属粉末Ｐを順次供給し且つ溶着することにより、複数の溶着金属層を形成した複合金属部材を連続的に且つ効率良く製造することができる。
【００３０】
また、前記図２(Ｂ)中の一点鎖線で示す耐熱性金属部材２９を、上流側の高周波誘導コイル１１と搬送される母材板１８との間に配置しても良い。係る耐熱性金属部材２９は、例えばＪＩＳ：ＳＵＨ３などの板材からなり、上流寄りのコイル１１の電磁誘導により表面に生じる浸透深さの浅い渦電流に対する抵抗によるジュール熱を、母材板１８上の金属粉末Ｐに輻射熱として放射する。これにより、係る粉末Ｐの加熱を加速できる。尚、耐熱性金属部材２９は平坦な板材の他、複数の凸条および凹溝を交互に形成した凹凸板でも良く、且つ母材板１８の送り方向に対し傾斜して配置する形態としても良い。
尚、前記測温手段には、前記溶着金属における表面の明度や色彩を温度に応じた電気信号に変換する素子を含む例えばＣＣＤカメラなどを用いても良い。
【００３１】
【発明の効果】
以上に説明した本発明による複合金属部材の製造装置(請求項１)によれば、上流寄りの比較的高周波数である高周波誘導コイルにより、母材板の表面付近には浸透深度の浅い渦電流が形成され、係る母材板の発熱により金属粉末が加熱され且つ一部が溶融され始める。また、下流寄りの比較的低周波数である高周波誘導コイルにより、金属粉末から溶けた溶融(溶着)金属には浸透深度の深い渦電流が形成され、係る渦電流の抵抗で生じるジュール熱により直に加熱されるため、溶融金属の発熱量が増加して残った金属粉末も加熱され且つ溶融される。従って、金属粉末全体が溶融し且つ上記コイルに基づくジュール熱により急速に加熱されるため、全体に均一な溶着金属の層を母材板の表面に被覆した複合金属部材を迅速に形成することが容易となる。しかも、母材板はその内部まで加熱されにくいため、金属粉末よりも速く溶融する事態を確実に防ぐことができる。
【００３２】
また、請求項２の製造装置によれば、従来の周波数よりも何れも低い上流寄りおよび下流寄りの高周波誘導コイルを用いるため、上流寄りのコイルで母材板への浸透が浅い渦電流からの伝達熱により金属粉末を加熱し、且つ下流寄りのコイルで溶け始めた溶着金属を直にジュール熱により急速に加熱できる。従って、母材板の溶融を防ぎつつ複合金属部材を能率良く製造することが可能となる。
更に、請求項３の製造装置によれば、上流寄りの高周波誘導コイルにより加熱された金属粉末または溶着金属の温度を測定し、その過加熱または加熱不足を検出することにより、下流寄りの高周波誘導コイルの電源に対しその出力を増加または低減するフィードフォワード制御を容易に行うことが可能となる。この結果、母材板の表面に所望の金属または合金を溶着して被覆した複合金属部材を一層確実に且つ安定して製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  (Ａ)は本発明による複合金属部材の製造装置を示す平面図、(Ｂ)は(Ａ)中のＢ−Ｂ線に沿った視角における断面図。
【図２】  (Ａ)は図１の製造装置に用いる均し板の昇降機構を示す概略図、(Ｂ)は図１の製造装置における堰板の端部付近を示す垂直断面図。
【図３】  (Ａ)〜(Ｃ)は図１の製造装置の使用方法を示す概略図。
【図４】  (Ａ)は従来の複合金属部材の製造装置を示す平面図、(Ｂ)は(Ａ)中のＢ−Ｂ線に沿った視角における断面図。
【符号の説明】
１………………………………複合金属部材の製造装置
２ａ，２ｂ……………………搬送ローラ(搬送手段)
１０……………………………高周波誘導コイル
１１……………………………上流寄りの高周波誘導コイル
１２……………………………下流寄りの高周波誘導コイル
１８……………………………母材板
１９……………………………放射温度計(測温手段)
Ｐ………………………………金属粉末
Ｍ………………………………溶着金属／溶融金属
【図１】
0003697206.tif 000002
【図２】
0003697206.tif 000003
【図３】
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【図４】
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