(57)【要約】  溶射ワイヤ及び溶射ワイヤを形成する方法。溶射ワイヤは、内層と、内層を取り囲む粉末材料層と、内層の周りの粉末材料層を同軸に取り囲んで圧縮している外層とを含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内層と、
前記内層を取り囲む粉末材料層と、
前記内層の周りの前記粉末材料層を同軸に取り囲んで圧縮する外層と
を備える溶射ワイヤ。
【請求項２】
前記粉末材料が導電性又は非導電性の材料を含み、前記外層が導電性材料である、請求項１に記載された溶射ワイヤ。
【請求項３】
シリンダ内腔の被膜の前駆体である、請求項１に記載された溶射ワイヤ。
【請求項４】
前記内層が、金属及びポリマーのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載された溶射ワイヤ。
【請求項５】
前記内層が、セラミック、半導電性の層、及びセラミックと金属との混合物のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載された溶射ワイヤ。
【請求項６】
前記内層が、液体及び気体のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載された溶射ワイヤ。
【請求項７】
前記内層の端部が、液体及び気体のうちの少なくとも１つの供給源に結合できるようになっている、請求項６に記載された溶射ワイヤ。
【請求項８】
前記外層が、最終的被膜のマトリックスの金属部分の成分である金属である、請求項１に記載された溶射ワイヤ。
【請求項９】
前記外層が、前記粉末材料層に対して所定比率の純金属である、請求項１に記載された溶射ワイヤ。
【請求項１０】
前記内層、前記粉末材料層、及び前記外層が、エンジン・シリンダ内腔に付着すべき被膜の構成成分を含む、請求項１に記載された溶射ワイヤ。
【請求項１１】
前記内層、前記粉末材料層、及び前記外層のうちの少なくとも１つが、シリンダ内腔へ付着すべき被膜の構成成分でない、請求項１に記載された溶射ワイヤ。
【請求項１２】
前記内層が非導電性である、請求項１に記載された溶射ワイヤ。
【請求項１３】
前記内層が、円形でない断面形状を有する成形された又はプロファイル設定された部材である、請求項１に記載された溶射ワイヤ。
【請求項１４】
前記内層が、所定の断面での構成材料の比を定めるように寸法設定される、請求項１に記載された溶射ワイヤ。
【請求項１５】
前記内層が中空である、請求項１に記載された溶射ワイヤ。
【請求項１６】
溶射ワイヤを形成する方法であって、
粉末材料層により内層を取り囲むステップと、
前記粉末材料層が前記内層の周りに充填されるように、前記粉末材料層の周りで導電性スリーブを圧縮するステップとを含み、
前記内層、前記粉末材料層、及び前記導電性スリーブのうちの少なくとも１つが、エンジン・シリンダ内腔へ付着させるべき被膜の構成成分を含む、溶射ワイヤを形成する方法。
【請求項１７】
前記溶射ワイヤの断面での構成材料の比を決定するステップと、
前記比を実現するように、少なくとも前記内層の寸法及び幾何形状のうちの少なくとも１つを調整するステップと
をさらに含む、請求項１６に記載された溶射ワイヤを形成する方法。
【請求項１８】
前記内層が、成形された又はプロファイル設定された部材を含む、請求項１６に記載された溶射ワイヤを形成する方法。
【請求項１９】
シリンダ内腔を被覆するための溶射ワイヤであって、
長手方向に延びる内層と、
前記内層を取り囲む第１の層と、
前記第１の層内に入れられ、前記内層を同軸に取り囲む、圧縮された充填粉末材料を含む第２の層とを備え、
前記内層が金属及びポリマーのうちの少なくとも１つを含み、前記第２の層が導電性又は非導電性の層であり、前記第１の層が、前記第１の層、前記第２の層、及び前記内層を溶融させて前記シリンダ内腔を被覆するのに十分な電流を溶射デバイスから伝えるように構成された導電性材料である、溶射ワイヤ。
【請求項２０】
前記第２の層が、セラミック、半導電性の層、及びセラミックと金属との混合物のうちの少なくとも１つであり、前記内層が、導体及び不導体のうちの少なくとも１つである、請求項１９に記載された溶射ワイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気アーク又は溶射処理用のワイヤ供給材料に関するものである。より詳細には、複数の層を有する複合ワイヤ供給材料に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
熱フレーム用複合ワイヤが米国特許第５，５１４，４２２号に記載されており、その開示を全体として本明細書に明示的に参考として援用する。複合ワイヤは、ともに被着させられた金属、固体潤滑剤、及び耐摩耗性粒子の複合被覆を含み、これらは固体のワイヤ中心体の周りを被覆する。この複合被覆の酸化を防止し、ピンチ・ロール及びガン開口部を通じて供給することを改善するために、任意選択の銅の保護被覆を設けることができる。この複合ワイヤは、シリンダ内腔の壁に沿って金属マトリックス複合被膜を作製するために利用される。
【０００３】
基板を金属マトリックスで被覆するための溶射粉末が、たとえば米国特許第７，４４９，２４９号により知られている。この特許によれば、金属マトリックスを、金属間相又は金属間化合物として、たとえば軸受部品に付着させることができる。米国特許第７，４４９，２４９号の開示を全体として本明細書に明示的に参考として援用する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第５，５１４，４２２号明細書
【特許文献２】米国特許第７，４４９，２４９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の具体例によれば、ツイン・ワイヤ・アーク溶射又は任意の他の溶射処理、たとえば、移行性プラズマ線溶射（ＰＴＷＡ）を使用するための溶射ワイヤを作製する。
【０００６】
従来、セラミック、サーメット、又は他の半導電性及び／若しくは絶縁性のワイヤ（すなわち、セラミック又は金属マトリックス、すなわち、セラミック−金属材料）は使用することができなかった。その理由は、溶射技術が回路を完成させるのにワイヤの導電性に依拠するためであり、またこれらの絶縁性及び／又は半導電性の材料から、処理機器を通じて供給するのに十分な構造的完全性を有するワイヤ材料を作製することが困難であったためである。
【０００７】
最終的な材料の組合せは、一般的でなく又は典型的でない溶接にも同様に使用しやすいものとすることができる。この技術により、従来はワイヤ供給材料の導電性を利用するために被覆機能の実行に導電性の被覆材料に依拠してきた方法を使用して、低導電性又は非導電性の材料を付着させることができるはずである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の具体例によれば、充填された中空ワイヤとして第１のワイヤタイプを形成することができ、この中空ワイヤはマトリックスで充填される。マトリックスは、絶縁性及び／又は半導電性の粉末材料である。処理が機能するように付着ガン内に電気回路を完成させるために、外側に導電性の合金（又は純金属）シェル（外殻部）が設けられるはずである。
【０００９】
別の具体例では、外側の導電性の合金（又は純金属）シェルは、付着される被膜の中心マトリックス材料にいかなる金属構成成分も加えない（又は可能な限り少量しか加えない）ように、付着処理において完全に消費されるように設計することができる。シェルは、アーク・プラズマ内で他のワイヤ構成成分を溶融させて基板上に被膜を作製するのに十分な導電性を有する。
【００１０】
この技術の一例として、薄いアルミニウムのシェル内に酸化アルミニウム層を設けることができる。溶射処理中、外側のシェルは高い動作電流によって蒸発し、酸化アルミニウムの副生成物が基板に付着するはずである。その結果得られる被膜は、ごく微量の純粋アルミニウム含有物を有するが、主として酸化アルミニウムであるはずである。さらに、酸素噴霧ガスを使用することで酸化物量が増大し、純金属含有物が低減される。導電性のシェルは、厚さ０．０２５ｍｍ（１ミル）〜約０．２５０ｍｍ（１０ミル）、好ましくは厚さ約０．５０〜０．１２５ｍｍ（２〜５ミル）であると考えられる。また、ワイヤの内径は、シェルの厚さによって決定できると考えられる。
【００１１】
金属及びセラミックがともに使用される金属マトリックス被膜の場合、ワイヤは、外側の導電性材料からなる「シェル」を有するように作られ、このシェルは、最終的な被膜のマトリックスの金属部分としても必要となる（作製方法はＭｅｔｃｏ４０５ワイヤと同様）。この外側の導電性シェルは、実質的に純金属又は合金とすることができる。ワイヤの内側の中心体は、純粋セラミック（絶縁体）又はセラミック−金属混合物（半導体）のいずれかとすることができ、その金属部分は、ワイヤの導電性の外側シェルの残りの材料と組み合わせられて最終的な被膜に所望の合金構成を形成するために、所望の組成の最終的な合金又は所定の割合の実質的に純金属のいずれかを有することができる。
【００１２】
他の具体例では、上記の第１のタイプのワイヤに中心フィラメント又はワイヤを追加することによって、第２のタイプのワイヤが構成される。このように、中心ワイヤは、他の２つの層に対して本質的に同軸にすることができる。したがって、たとえば中心ワイヤが、絶縁性及び／又は半導電性のマトリックス、並びに導電性の合金（又は実質的に純粋の金属）の外側シェルによって取り囲まれることができる。「中心ワイヤ」の導電性は付着処理及び所望の被膜によっては重要でないことがあるため、「中心ワイヤ」はワイヤである必要は全くない。
【００１３】
このワイヤを使用すると、通常の条件下では合金を形成できない若しくは形成しない材料を使用して基板上に被膜を作製することができ、又は非導電性の要素を粉末状で利用するのに法外なコストがかかる場合でも「ワイヤ」若しくは「フィラメント」状で実施できる。一例は、外側がアルミニウムのシェルであり、炭化クロムのマトリックス（圧縮粉末）、及びポリエステルの中心フィラメントを有する。
【００１４】
他の具体例によれば、ワイヤは、低導電性又は本質的に非導電性のセラミック・マトリックスを含有する導電性の金属の外側シェルと、単一の合金中心体とを有することができ、中心体のワイヤ寸法及び化学成分は、所望の最終的な被膜特性を作製するために必要に応じて修正される。他の具体例は、最も外側のシェルが導電性であることのみに依拠し、他のワイヤ構成成分は、金属又は合金である必要は全くなく、導電性である必要も全くない。この実施例で可能な中心ワイヤとして、プラスチック（ポリエステル）について前述した。
【００１５】
他の具体例では、外側の導電性シェルは、処理中に完全に蒸発するような適当な厚さのものであり（たとえば、アルミニウム）、それによって最終的な被膜では金属成分がゼロ又はゼロ付近まで低減される。充填された酸化アルミニウム粉末を覆うアルミニウムのシェルは、この技術の非限定的な一例である。
【００１６】
外側の導電性シェルは、厚さ約０．０２５ｍｍ（１ミル）〜約０．２５ｍｍ（１０ミル）、好ましくは厚さ約０．０５０〜０．１２５ｍｍ（２〜５ミル）であると考えられる。また、中心ワイヤ又は中心ファイバ／フィラメントは、約０．０２５ｍｍ（１ミル）の直径を有し、最大直径は、外側の導電性シェルの内径によって決定でき、それによって制限されると考えられる。
【００１７】
別の具体例では、中心ワイヤ又は中心ファイバ／フィラメントは、シェル内へ入れられる前に、マトリックス材料により被覆される。
【００１８】
別の具体例では、中心ワイヤ又は中心ファイバ／フィラメントはマトリックス材料により被覆され、この複合物が金属又は合金により被覆され、外側の導電性シェルを形成する。
【００１９】
本発明の具体例によれば、長手方向に延びる内層と、内層を同軸に取り囲む充填粉末材料を有する第１の層と、第１の層を同軸に取り囲む第２の層とを含む溶射ワイヤを対象とする。内層は、金属及びポリマーの少なくとも１つを含み、第１の層は導電性又は非導電性の層であり、第２の層は導電性である。
【００２０】
具体例によれば、第１の層は、セラミック、半導電層、及びセラミック−金属混合物のうちの少なくとも１つとすることができる。
【００２１】
他の具体例によれば、第２の層は、最終的な被膜のマトリックスの金属部分の成分である金属を含むことができる。
【００２２】
さらに、第２の層は、第１の層に対して所定の割合の純金属とすることができる。
【００２３】
本発明のさらに他の具体例によれば、内層、第１の層、及び第２の層は、シリンダ内腔へ付着させる被膜の構成成分を含むことができる。
【００２４】
本発明の具体例は、内層と、内層を取り囲む粉末材料層と、内層の周りの粉末材料層を同軸に取り囲んで圧縮する外層とを含む溶射ワイヤを対象とする。
【００２５】
一具体例では、粉末材料は、導電性又は非導電性の材料を含むことができ、外層は、導電性材料とすることができる。
【００２６】
一具体例によれば、溶射ワイヤは、シリンダ内腔への被膜の前駆体とすることができる。
【００２７】
他の具体例によれば、内層は、金属及びポリマーのうちの少なくとも１つを含むことができる。
【００２８】
さらに、内層は、セラミック、半導電層、及びセラミック−金属混合物のうちの少なくとも１つを含むことができる。
【００２９】
他の具体例によれば、内層は、液体及び気体のうちの少なくとも１つを含むことができる。さらに、内層の端部は、液体及び気体のうちの少なくとも１つの供給源に結合可能とすることができる。これらの液体及び気体は、被覆処理において反応剤又は還元剤として使用できる。
【００３０】
本発明のさらに他の具体例によれば、外層は、最終的な被膜のマトリックスの金属部分の成分である金属とすることができる。
【００３１】
他の具体例によれば、外層は、粉末材料層に対して所定の割合の純金属とすることができる。
【００３２】
さらに、内層、粉末材料層、及び外層は、エンジン・シリンダ内腔に付着させる被膜の構成成分を含むことができる。他の具体例では、内層、粉末材料層、及び外層のうちの少なくとも１つは、シリンダ内腔に付着させる被膜の構成成分でなくてもよい。
【００３３】
本発明のさらに他の具体例によれば、内層は非導電性とすることができる。他の具体例では、内層は、円形でない断面形状を有する成形された又はプロファイル設定された部材とすることができる。
【００３４】
さらに、内層は、所定の断面において構成材料の比を定めるように寸法設定することができる。他の具体例では、内層は中空とすることができる。
【００３５】
本発明の具体例によれば、粉末材料層により内層を取り囲むステップと、粉末材料層が内層の周りに充填されるように、粉末材料層の周りで導電性スリーブを圧縮するステップとを含む溶射ワイヤを形成する方法を対象とする。内層、粉末材料層、及び導電性スリーブのうちの少なくとも１つは、エンジン・シリンダ内腔へ付着させる被膜の構成成分を含む。
【００３６】
具体例によれば、この方法は、溶射ワイヤの断面に対する構成材料の比を決定するステップと、この比を実現するように、少なくとも内層の寸法及び幾何形状の少なくとも１つを調整するステップとをさらに含むことができる。
【００３７】
他の実施例によれば、内層は、成形された又はプロファイル設定された部材を含むことができる。
【００３８】
本発明の具体例は、シリンダ内腔を被覆する溶射ワイヤを対象とする。溶射ワイヤは、長手方向に延びる内層と、内層を取り囲む第１の層と、第１の層内に入れられた内層を同軸に取り囲む圧縮された充填粉末材料を含む第２の層とを含む。内層は、金属及びポリマーのうちの少なくとも１つを含み、第２の層は、導電性又は非導電性の層であり、第１の層は、第１の層、第２の層、及び内層を溶融させてシリンダ内腔を被覆するのに十分な電流を溶射デバイスから伝えるように構築及び構成された導電性材料である。
【００３９】
本発明の他の具体例によれば、第２の層は、セラミック、半導電層、及びセラミック−金属混合物のうちの少なくとも１つとすることができる。内層は、導体及び不導体の少なくとも１つとすることができる。
【００４０】
本発明の他の例示的な具体例及び利点は、本開示及び添付の図面を見ることによって確認できる。
【００４１】
本発明について、本発明の非限定的な例示的実施例として、記載の図面を参照して次の詳細な説明でさらに説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】実施例による中心体ド・ワイヤの例示的な図。
【図２】内層の代替実施例を示す図。
【図３】内層の別の代替実施例を示す図。
【図４】内層の別の代替実施例を示す図。
【図５】内層のさらに別の代替実施例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
本明細書に示す詳細は、例として提示され、本発明の実施例の例示的な議論のみを目的としており、本発明の原理及び概念上の態様についての最も有用な容易に理解される説明と考えられるものを提供する。この点で、本発明について基本的に理解する上で必要である以上に、本発明の構造上の詳細について詳細に示すものではなく、図面とともにこの説明を読めば、本発明のいくつかの形態を実際にどのように実施できるかが当業者には明らかになる。
【００４４】
図１は、本発明の例示的な実施例を示す。具体的には、有芯ワイヤ１は、３つの同軸の層２、３及び４を含む。有芯ワイヤ１は、従来のツイン・ワイヤ・アーク装置、たとえば移行性プラズマ線溶射（ＰＴＷＡ）、又は他の従来のワイヤ付着デバイスで使用できる外径、たとえば約３．２ｍｍ（１／８”）を有するように形成できる。当然ながら、有芯ワイヤ１の外径は、本発明の原理及び範囲から逸脱することなく、他の従来の熱又はプラズマ溶射デバイスで使用されるように寸法設定できることが理解される。外層２は導電性シェルによって形成され、導電性シェルは、非限定的な例として、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｍｂ、鋼鉄、又はこれらの合金とすることができる。当然ながら、最外層２の特定の材料及びその厚さの選択は、以下に論じるように、有芯ワイヤ１が利用される用途に依存する。実施例では、外層２は、好ましくはＡｌ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、又はこれらの合金、より好ましくはＡｌ、Ｎｉ、Ｃｕ、及びこれらの合金とすることができる。
【００４５】
中間層３は、好ましくは、非限定的な例としてイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）を含むことができる非導電性の絶縁層、たとえばセラミック、又は非限定的な例として酸化アルミニウムを含むことができる半導電性層、たとえばセラミック−金属混合物とすることができる。中間層３のセラミック又はセラミック−金属混合物は、外層２内に粉末を充填した層の形態とすることができる。有芯ワイヤ１の特定の用途に応じて、中間層３は、充填粉末の構成成分として形成することができ、又はそうでなければ充填粉末の構成成分を含むことができる。充填粉末の構成成分は、さらに非限定的な例として、ポリエステル若しくはポリウレタンなどのプラスチック、グラファイト、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、６方晶窒化ホウ素（ＨＢＮ）若しくは凝集窒化ホウ素（ＡＢＮ）などの固体潤滑剤である。一実施例では、セラミック−金属混合物（金属マトリックス材料）を中間層として使用することが好ましいであろう。他の実施例では、中間層の一部としてプラスチック又は固体潤滑剤をさらに含むことがより好ましいであろう。
【００４６】
内層４は、非限定的な例として、たとえば固体金属、たとえばＡｌ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｍｂ、鋼鉄、又はこれらの合金などの導電性ワイヤとして形成することができ、好ましくは、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、又はこれらの合金とすることができ、より好ましくはＡｌ、Ｎｉ、Ｃｕ、及びこれらの合金とすることができる。さらに非限定的な例として、内層４は、ポリエチレン若しくはポリウレタンなどのプラスチック、又は他の有機若しくは無機系ファイバなどの１つ又は複数の非導電性のフィラメントとして形成することができる。一実施例では、内層４はまた、グラファイト、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、固体潤滑剤、たとえばＨＢＮ又はＡＢＮなどの個別又は複数のファイバを含むことができる。内層４が非導電性である実施例では、内層４は、好ましくはプラスチック、ＰＴＦＥ、又は固体潤滑剤とすることができ、より好ましくはポリエチレン、ポリウレタン、ＨＢＮ、又はＡＢＮとすることができる。
【００４７】
外層２の厚さは、約０．０２５ｍｍ（１ミル）〜約０．２５０ｍｍ（１０ミル）、好ましくは厚さ約０．０５０〜０．１２５ｍｍ（２〜５ミル）とすることができる。導電性の外層３の厚さ及び被覆に選択された特定の材料の導電性は、有芯ワイヤ１に対する処理温度を設定する際に使用される。実施例では、外層２は、アーク溶射デバイスで生成された電流を伝え、この電流は外層２を加熱し、次に中間層３、次いで内層４を加熱する。外層２が処理温度まで加熱されると、外層２の導電性材料が溶融し、溶融した材料が標的基板の方へ誘導される。さらに、アーク溶射デバイスによって中間層３が加熱され、絶縁性材料を溶融させて、溶融した絶縁性材料を標的基板の方へさらに誘導する。このようにして、金属−マトリックス被膜を、たとえばシリンダ内腔などの基板上へ付着させることができる。
【００４８】
基板上の被膜に金属を追加することが望ましい場合、内層４を導電層とすることができ、この導電層をその融点まで加熱し、その結果溶融した材料を基板に被着させることができる。一例として、内層４の導電性材料は、外層２を形成する導電層と同じであっても、異なってもよい。この例示的な実施例は、外層２の厚さを調整することによって、また内層４の導電性材料の断面積によって、基板へ付着させる導電性材料の量を制御できるという点で有利であろう。
【００４９】
さらに、他の実施例によれば、導電性の外層２は、最終的な被膜の所望の合金成分を生成するために、中間層３を形成するセラミック又はセラミック−金属混合物に対して所定の割合を実現するように事前設定された厚さを有する実質的に純金属とすることができる。さらに、付着処理中に蒸発し、又は消費される犠牲層、たとえばセルロース又は発泡体として中間層３を形成することによって、基板上に複合金属被膜を形成することができる。このようにして、外層２から溶融した導電性材料を内層４から溶融した導電性材料と組み合わせて、基板上に複合金属被膜を実現することができる。
【００５０】
他の実施例によれば、図２に示すように、外層２は中空ワイヤとすることができる。この点で、内層４の外径を増大又は低減させることができ、それに対応して、外層２の所定の厚さ、たとえば約３．２ｍｍ（１／８”）に対して装入材料の断面積が低減又は増大される。そのような実施例では、内層４は、付着すべき被膜にとって望ましい材料特性に応じて、導電性のワイヤ又は非導電性のフィラメントとすることができる。有芯ワイヤ１の外径がその長さ方向に本質的に一定のままであり、従来の有芯ワイヤ又は従来のアーク溶射デバイスで使用されるワイヤの外径、たとえば約３．２ｍｍ（１／８”）に対応する場合は有益であるため、導電性材料と絶縁性材料との比は、内層４の外径（場合によってはその内径）及び／又は外層２の厚さを調整することによって制御できる。
【００５１】
他の実施例では、内層３は、成形されたワイヤ又はフィラメントとすることができる。図３に示すような成形された又はプロファイル設定されたワイヤ供給材料は、その開示を全体として本明細書に明示的に参考として援用する、２００７年１月２５日出願の米国特許出願第１１／６５７，６６４号に記載されている。この出願に記載されているように、たとえば丸みのある突出部を含むようにワイヤ供給材料を成形又はプロファイル設定することによって、ワイヤ供給速度を増大させることができ、バーナ噴射に露出されるワイヤの断面の表面積が増大するため、熱効率を改善することができる。中空ワイヤ又はフィラメントの場合と同様に、導電性材料と絶縁性材料との比は、内層４の幾何形状及び／若しくは寸法並びに／又は外層２の厚さを調整することによって制御できる。さらに、図４に示すように、成形されたワイヤ又はフィラメント４は、導電性材料／絶縁性材料比の調整を助けるように中空とすることができる。
【００５２】
他の実施例では、外層２の処理温度は、マトリックス材料を有する標的基板上へ導電性材料を付着させるのではなく、外層２の導電性材料を溶融及び蒸発させ、それによって最終的な被膜内で金属構成成分の量をゼロ又はゼロ付近まで低減できるように設定することができる。非限定的な例として、そのような被膜は、酸化アルミニウム中間層及び犠牲内層４を覆うように、アルミニウム外層３によって形成することができる。
【００５３】
さらに、内層４は、基板上に被着させる導電性材料とすることができ、この導電性材料は、たとえば図１〜図４に示すように、導電性材料／絶縁性材料比を調整するように絶縁性材料内に構築及び構成することができる。さらに代替の手段では、内層４は、基板に付着するのではなく蒸発する犠牲層として作用するプラスチックなどの非導電性のフィラメントとすることができる。この代替手段では、内層４は、基板に付着させるものではないため、その幾何形状及び／又は寸法は、導電性材料と絶縁性材料との所望の比を確立するように調整できる。他の実施例によれば、非導電性の内層４は、溶融して金属及び／又は絶縁性材料とともに基板に付着するポリマー又はプラスチックとすることができ、被膜、たとえば摩耗性の被膜内に含有物又は孔を形成する。
【００５４】
一実施例では、内層４は、さらに非限定的な例として、気体又は液体とすることができる。図５に示すように、中空の絶縁性中間層３を外層２内に設けることができる。さらに、中間層３内の中空部分を気体、たとえば空気で充填することができる。フレームとは反対側の有芯ワイヤ１の端部に供給源５を結合させることができ、したがって中間層３内の中空を通って内層４として１つ又は複数の気体を供給できることがさらに企図される。特定の気体（複数可）及び／又は圧力は、有芯ワイヤ１内の構成材料の溶融及び／又は蒸発をさらに最適化するように、使用者によって選択できる。例として、これらの液体及び気体は、被覆処理において反応剤又は還元剤として使用できる。他の変形形態では、内層４は、基板被覆を改良するために使用者が望む場合、ガラス、粘性で導電性若しくは非導電性の液体、又は他の液体によって形成することができる。この場合も、供給源５は、フレームとは反対側の有芯ワイヤの端部に結合されるように構成でき、したがって中間層３の中空を通って内層４として１つ又は複数の液体を供給できることが理解される。このようにして、特定の液体（複数可）及び／又は圧力は、有芯ワイヤ１内の構成材料の溶融及び／又は蒸発をさらに最適化するように、使用者によって選択することができる。
【００５５】
他の実施例によれば、内層４は、固体、液体、及び気体の構成成分の様々な組合せによって形成できる。この点で、図２に示す実施例では、内層４内の中空の開口へ、及び／又は内層４内の中空の開口を通って、気体又は液体を供給し、それによって基板上への被膜の付着を高めることができることが理解される。さらに、図３に示す実施例に関しては、中間層３が内層４を取り囲むように構成される際に、中間層３と丸みのある突出部の基部が接触するピンチポイントとの間に小さいチャネルを形成することができることを企図することができる。上述したように、これらのチャネルを通じて気体又は液体を供給し、それによって基板を被覆できる方法に関して使用者に追加の選択肢を与えることができることが理解できる。
【００５６】
特定の実施例では、外層２は、最終的な被膜のマトリックスの金属部分としても必要な金属で形成された導電性シェルとすることができる。別の実施例では、導電性シェルは、最終的な被膜内に所望の合金成分を生成するために、セラミック又はセラミック−金属混合物の第１の層に対して所定の割合の実質的に純金属とすることができる。
【００５７】
本発明による有芯ワイヤは、例として、内層４にとっての所望の材料の周りに中間層３の構成材料を充填させ、次いで外層２を形成する管をこれらの構成成分の周りで鍛造することによって形成できる。このようにして、中間層材料の構成成分は、めっき法によって内層材料に接着するのではなく、外層内及び外層付近で内層材料の構成成分の周りに機械的に充填される。当然ながら、本発明の原理及び範囲から逸脱することなく、本出願による有芯ワイヤを作製する他の処理を企図することもできるが、内層の周りの充填被覆は、内層上にめっきされた被覆であることが好ましい。
【００５８】
実施例による有芯ワイヤを使用して、内燃機関のシリンダ内腔、天然ガス圧縮器のシリンダ内腔などの内部部分に被膜を付着させることができる。当然ながら、開示の有芯ワイヤの層は、使用者の所望の用途に応じて変更できるため、現在記載されている有芯ワイヤは、溶射デバイスによって基板に被膜を付着させるほぼあらゆる用途で有用性を見出すことができる。
【００５９】
上記の例は、説明のみを目的として提供したものであり、決して本発明を限定すると解釈されるべきではないことに留意されたい。本発明について、例示的な実施例を参照して説明したが、本明細書で使用した語句は、限定的な語句ではなく、説明的及び例示的な語句であることが理解される。その態様において本発明の範囲及び原理から逸脱することなく、現在記載されまた補正される添付の特許請求の範囲の範囲内で、変更を加えることができる。本発明について、特定の手段、材料、及び実施例を参照して本明細書に説明したが、本発明は、本明細書に開示した詳細に限定されるものではなく、本発明は、添付の特許請求の範囲の範囲内のすべての機能的に同等の構造、方法、及び使用に及ぶ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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