(57)【要約】【課題】　腐食防止のための高溶融性のコーティング材料の砲身の内側表面上へのコーティングを、砲身に大きな熱影響を与えず、コーティング材料が砲身材料と良好に結合するように行うこと。【解決手段】　砲身（１）の内側に腐食を防止するためのコーティング材料（９）をプラズマスプレイによってコーティングし、プラズマスプレイと同時にレーザービーム（７）を砲身の内側表面（５）上へ案内して、表面近傍の、コーティングされたばかりの、あるいは、これからコーティングされる砲身領域（１０）を溶融させ、それによって砲身（１）の表面近傍の領域（１０）内に溶融された砲身材料とコーティング材料を含む溶融液（１１）を形成する。この溶融液はレーザービーム（７）がさらに移動した場合に硬化する。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
　砲身（１）の内側表面をコーティングする方法であって、前記砲身の内側表面（５）上に、少なくとも部分領域（２）において、腐食を防止するためのコーティング材料（９）の層を形成するものにおいて、
　プラズマスプレイ装置を用意し、該装置を砲身の内側表面に沿って移動せしめ、
　プラズマスプレイ装置によってコーティング材料を砲身の内側表面にコーティングし、
　プラズマスプレイと同時にレーザービームを砲身の内側表面に照射し、溶融された砲身材料とコーティング材料を含む溶融液を、コーティングされる砲身の表面近傍の領域に生成し、
　しかる後に、溶融液を硬化する、
　ことを特徴とする方法。
【請求項２】
　前記レーザービームの砲身の内側表面への照射は、プラズマスプレイの焦点に、おこなうことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
　前記レーザービームの砲身の内側表面への照射は、プラズマスプレイの移動方向の直前方に、おこなうこと、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
　前記移動は、少なくとも砲身の軸線方向におこなわれる、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
　前記プラズマスプレイとレーザービームの移動は、砲身に対して螺旋状におこなわれる、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
　砲身の内側表面の加熱の深さは５ｍｍ以下である、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
　砲身の内側表面の加熱の深さは１ｍｍ以下である、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
　硬化はレーザーを溶融液から遠ざけることによりおこなわれる、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
　レーザービームの移動が連続的におこなわれる、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、砲身の内側表面をコーティングする方法に関するものであって、その砲身の内側表面上に、少なくとも部分領域において、腐食を防止するコーティング材料の層が設けられる。
【背景技術】
【０００２】
　兵器技術において、能力の向上した種類の弾薬は、発射の際に生じる高いガス温度と流速に基づいて、特に鋼からなる砲身においては、激しい腐食をもたらし、その腐食はそれぞれ砲身を、それが疲労寿命に達する前にすでに摩耗させてしまう。すでに、該当する砲身にこの種の腐食を防止するために硬化クロム層を設けることが、知られている。硬化クロムは砲身の内側表面に電気分解によって設けられる。
【０００３】
　この公知の方法において、特に、電解によって設けられた硬質クロム層は、能力の向上した弾薬に耐えられないという欠点がある。それによって生じるクロム脱落部に、次々と激しい腐食が生じる。
【０００４】
　すでに、砲身の内側表面上に、ニオブ、モリブデン、タンタル、ハフニウム、バナジウム、タングステン、ジルコニウムまたはそれらの合金のような高融点の材料からなる保護層を、数ｍｍまでの層厚さで、たとえばプラズマスプレイまたはレーザー溶着によって設けることが、提案されている。砲身の内側表面にプラズマスプレイする場合にそれぞれ保護層が形成され、それら保護層は砲身の基本材料と比較的わずかな結合を有し、かつ高い多孔率を有することが、明らかにされている。
【０００５】
　レーザー溶着の場合には、砲身の内側表面上へ適切なレーザービームが案内されて、そのレーザービームが砲身の表面近傍の領域を溶融する。コーティング材料は、粉末、ワイヤまたはバンドの形状で、砲身の内側表面上にレーザービームが当接する直前に挿入されて、レーザービームによって溶融されるので、砲身の表面近傍の領域内に溶融された砲身材料とコーティング材料とを含む溶融液が形成され、その溶融液はレーザービームがさらに移動した場合に硬化する。
【０００６】
　レーザー溶着における欠点として、比較的大きい熱量を砲身材料へ投入しなければならないので、部分的に１０ｍｍまでの熱影響ゾーンが形成されることが、明らかにされている。これは、該当する砲身の自緊固有応力に負の影響をもたらす。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
　本発明の課題は、腐食を防止するために高溶融性のコーティング材料を砲身の内側表面上へコーティングすることのできる、砲身の内側をコーティングする方法を提供することであって、そのコーティング材料は砲身の基礎材料との良好な結合をもたらし、かつそれをコーティングする場合に砲身の固有応力状態が熱投入によってわずかしか影響を受けないようにされる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
　この課題は、本発明によれば、請求項の特徴によって解決される。
【０００９】
　本発明は、大体において、砲身の内側表面上に保護層をコーティングするために、レーザー支援されるプラズマスプレイ方法を使用する、という考えに基づいている。コーティング材料は、プラズマスプレイによって砲身の内側表面上にコーティングされて、同時にレーザービームが砲身の内側表面上へ案内されて、砲身の表面近傍のコーティングされた、あるいはさらにコーティングすべき領域が溶融されるので、砲身の表面近傍の領域に溶融された砲身材料とコーティング材料とを含む溶融液が形成されて、その溶融液はレーザービームがさらに移動した場合に硬化する。
【発明の効果】
【００１０】
　驚くべきことに、この種の方法においては、一方で保護層と砲身の基礎材料（通常は鋼）との間の良好な結合が保証され、かつ他方では基礎材料への高いエネルギ投入は行われないので、自緊によって砲身内に発生する固有応力状態はほとんど影響を受けず、ないしは無視できる程度しか影響を受けないことが明らかにされた。というのは、熱投入は≦５ｍｍの領域、好ましくは≦１ｍｍの領域内にあるからである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
　本発明の他の詳細と利点は、図を用いて以下で説明する実施例から明らかにされる。
【００１２】
　図１には、符号１で砲身が示されており、その砲身の部分領域２を硬い金属、たとえばニオブを用いてコーティングしようとしている。
【００１３】
　砲身１をコーティングするために、砲身内にそれ自体知られたプラズマスプレイ装置３が配置されている。このプラズマスプレイ装置は、高い温度と高い流速のプラズマビーム４を発生させ、そのプラズマビーム内へ図示されていない粉末インジェクタを用いて粉末状のコーティング材料が投入される。その後熱いプラズマビームによってコーティング材料は溶融されて、高速で滴状に砲身１の内側表面５上へ加速される。
【００１４】
　同時に、ＣＯ2レーザーまたはＮｄ：ＹＡＧレーザー６から発生されたレーザービーム７が方向変換ミラー８を介して砲身１の内側表面５へ案内されて、コーティング材料９によってコーティングされたばかりの領域１０が短時間溶融されるので、砲身１の表面近傍の領域に、溶融された砲身材料とコーティング材料とを含む溶融液１１が形成され、その溶融液はプラズマビーム４とレーザービーム７がさらに移動する際に硬化する。
【００１５】
　部分領域２内の砲身１の内側表面５の面状のコーティングは、プラズマスプレイ装置３とレーザービーム６および砲身１が互いに対して螺旋状の運動を実施することによって、得られる。そのためにプラズマスプレイ装置３は、方向変換ミラー８と共に図示されていない変位装置によって軸方向運動も回転運動も実施することができる。
【００１６】
　部分領域２上にコーティング材料９が完全に設けられた後に、必要な場合には、機械的な再加工を行うことができる。
【００１７】
　本発明は、もちろん、上述した実施例に限定されるものではない。すなわち、たとえば、レーザービーム７を必ずしも直接プラズマビーム４の合焦点１２上へ向ける必要はなく、砲身１の内側表面が合焦点１２の直前で短時間溶融されるようにすることもできる。
【００１８】
　付着強度の改良を得るために、さらに、１層だけのコーティング材料の代わりに、同一の、あるいは様々なコーティング材料を次々と砲身の内側表面上に設けることが、効果的な場合もある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】砲身を示す部分断面図であって、その砲身の部分領域がニオブのような硬質金属によってコーティングされる。
【符号の説明】
【００２０】
１…身
２…部分領域
３…プラズマスプレイ装置
４…プラズマビーム
５…内側表面
６…レーザー
７…レーザービーム
８…方向変換ミラー
９…コーティング材料
１０…領域
１１…溶融液
１２…合焦点
【図１】
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