CN1044421A - 生产玻璃阳模的热喷涂方法 - Google Patents

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隆戈·W·考福尔德
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Abstract

用一种热喷涂枪制造玻璃阳模，该枪具有带有一开口通道的燃烧膛，开口通道用于将燃烧产物以超声波速度喷入周围大气中。该制造方法包括将由燃气与氧气构成的可燃混合气以高于大气压至少两巴的压力注入燃烧腔，将含有自熔化合金颗粒的粉末送入该腔，使可燃混合物在该腔装置中燃烧，由此，将含有粉末的超声波流喷出开口通道。该喷涂流喷向一玻璃阳模基体以便在其上形成一涂层，然后对涂层进行研磨和抛光，涂层可以在研磨前先熔化。

Description

本发明涉及玻璃阳模，特别涉及采用热喷涂生产玻璃阳模的方法。
热喷涂，也称作火焰喷涂，涉及将例如金属或陶瓷之类的可加热熔化的材料熔化或至少加热软化，再将呈细颗粒形状的软化的材料喷射到需涂复的表面上。加热的颗粒撞击在该表面上时便骤冷并与其结合。用例如美国专利No.3，455，510（罗德里克，Rotolico）中所描述的一种热喷涂枪对颗粒进行加热和喷射颗粒。采用这类热喷涂枪，可加热熔化的材料是以粉末状输入喷枪的。这种粉末典型地由例如100目美国标准筛网尺寸（149微米）与约2微米之间的小颗粒构成。用于粉末喷涂的热量一般来自燃烧火焰或电弧产生的等离子火焰。携带并输送粉末的载体气体可以是燃烧气体之一，或一种例如氮气之类的惰性气体，也可以简单地采用压缩空气。
对某些热喷涂材料，采用高速喷涂可以获得高质量的涂层。高速等离子喷涂在许多方面证明是成功的，但它存在加热不均和/或携带颗粒性能较差的缺点，因为它必须将粉末横向送入高速等离子流。
火箭式粉末喷涂枪目前已趋实用，美国专利No.4，416，421（布朗宁Browning）中描述了一种典型的火箭式粉末喷涂枪。这类喷涂枪具有一内部燃烧腔（室），高压燃烧流穿过一喷嘴或开口通道。粉末被送入喷嘴腔由燃烧流加热并喷射。
法国专利No.1，041，056和美国专利No.2，317，173（布里克莱Bleakley）揭示了用于高速喷涂的短喷嘴喷涂装置。粉末被轴向地送入熔化腔（室），处于一环形燃烧气流内。另将一环形空气流沿该熔化腔的腔壁共轴地注射在该燃烧气流的外侧。喷涂流带着被加热的粉末从该燃烧腔的开口端喷出。
本技术领域内有一种硼-硅-镍型喷焊合金。它是由镍基加少量的硼及硅构成的，硼和硅用于改善镍基合金的熔化特性。这类镍基合金也往往包含有其他象铬之类的元素。
这类合金可用作熔焊或钎焊材料，特别可用作涂复材料作为一种熔合层或熔焊层涂在象钢或钢合金之类的基体材料上。如果镍或镍基合金中加入元素硼和硅，则在进行钎焊，熔焊或在涂复操作中熔化该合金时它们可作为该合金以及要与该合金形成合金的表面的助熔剂。因此，这种合金称为“自熔化合金”。
一种经常用于涂复熔融的硼-硅-镍合金涂层的工艺称作“喷焊”。喷焊的步骤是首先采用如前述美国专利No.3，455，510中所述的那种燃烧粉末喷涂枪将这种合金用金属喷涂方法喷涂在需要涂复的表面上，然后，对涂上的涂层进行熔化。这种金属喷涂操作可以由任何一种已知的金属喷涂技术实现，其中，将需要喷涂的金属送入一加热区，使之熔化成加热软化，再从那里将细粒状的、呈熔化或热塑性状态的金属喷射在需要涂复的表面上。采用金属喷涂工艺完成涂复后，接着采用喷焊工艺对涂层进行熔化。这种熔化可以在一个炉子中进行，或者，通过将加热火焰直接作用在已涂复的表面上进行。美国专利No.2，875，043（托尔Tour）中详细说明了各种自熔化合金和典型的成份。
虽然熔化后的自熔化合金涂层本身是非常耐磨的，但如果在喷涂前在这种合金粉末中掺入象碳化物粉末之类的硬的颗粒还可以进一步增强其耐磨性。这种碳化物一般包括有金属结合体（料），例如英国专利No.867，455中说明的一种钴基中的碳化钨。熔化后的热喷涂自熔化合金涂层，不论带有或不带有碳化物，都可以进行研磨和抛光达到很高的光洁度。
生产玻璃阳模是对这种涂层提出较高的耐磨性及光洁度要求的一种具体的应用。在制造象玻璃瓶之类的玻璃制品时，先将加热的杆状阳模塞入一小团加热软化的玻璃中，从而在其内部产生一个初始空洞。然后将压缩空气注入该空洞将这团玻璃吹制成形。该阳模必须具有平滑的形状和很高的、镜面状的光洁度，以防止在玻璃制品上引起裂纹、划痕等缺陷。即使阳模表面上有一个小缺陷，也会在这个阳模进行操作时在玻璃上引起较大的缺陷。
因为热喷涂层具有较好的耐磨性的抛光性，所以多年来一直用于制造和整修玻璃阳模。美国专利No.4，382，811（鲁斯彻等，Luscheret    al.）提出了这种应用。虽然该专利提出采用掺有自熔化合金的氧化物粉末，但对阳模来说更常用的是掺或不掺碳化物的自熔化合金。
然而，接着的一个问题是在玻璃阳模上进行热喷涂并对涂层进行熔化而不出现缺陷是非常困难和具有较高技术的操作。喷涂参数是关键，必需精确控制气体流量，喷涂距离，旋转速率，喷涂速度及温度控制。另外，在对涂层进行抛光时，锥形的阳模会引起阳模尖端过热。因此，只有部分操作工能充分熟练地从事这项工作，困此，其费用是昂贵的而且具有较高的废品率。
因此，本发明的目的是提供一种改进的制造玻璃阳模的方法，提供一种改进的制造玻璃阳模的热喷涂方法，并降低制造玻璃阳模的技术难度，废品率及成本。
通过采用热喷涂枪制造玻璃阳模的方法可以实现前述的和其他目的。这种热喷涂枪内具有燃烧腔装置，该燃烧腔装置包括一燃烧腔和一用于将燃烧产物以超声波速率喷入周围的大气中的开口通道。该方法包括先制备一用于接受热喷涂涂层的玻璃阳模基体，通过开口通道输送包括有自熔化合金颗粒的粉末，将由燃气和氧气混合成的可燃混合气以足以在该燃烧腔内产生一股含有粉末的、穿过开口通道的超声波喷涂流的压力注入燃烧腔并使之在该腔内燃烧，将喷涂流喷向玻璃阳模基体，从而在其上形成一涂层，然后对涂层进行研磨抛光使之达到抛光后的光洁度。
一种最佳的自熔化合金基本上包括约10%到18%的铬，2%到4%的硼，高至4%的硅，总量直到9%的一种或多种钼，铜，铁及钨，0.15%到1.0%的碳，其余则为镍和或钴。在另一实施例中所用粉末是一种主要包含自熔化合金颗粒和碳化物颗粒的混合物。碳化物颗粒的重量最好是混合物的30%到70%并且基本上由钴基中的-5微米大的碳化钨亚微粒构成。钴的重量约为碳化钨与钴的总重量的12%到20%。
在一个实施例中，热喷涂枪包括一具有一喷嘴面的喷嘴部件和一从该喷嘴部件延伸的管状气帽，该气帽具有一构成燃烧腔的面朝里的圆筒形壁，该燃烧腔带有一开口端和一以喷嘴面为界面的相对端。本方法包括下列步骤：制备一用于接受热喷涂涂层的玻璃阳模基体，将燃烧气与氧气混合成的环形可燃混合气流从喷嘴以至少高于大气压两巴的压力共轴地注入燃烧腔，邻近于可燃混合气环流经向向外的圆筒形壁，注入一加压的不可燃气外环流，将包含具有热稳定性的不可熔核心和可加热软化的表面的颗粒的粉末用载体气体轴向地从喷嘴送入燃烧腔，在可燃混合气流与粉末载体气流之间将一加压的内环气流从喷嘴部件共轴地注入燃烧腔，使燃烧腔内的可燃混合物燃烧，由此，一含有细粒状可加热熔化材料的超声波喷涂流被喷出开口端，将喷涂流喷向一基体从而在其上产生一涂层，然后对该涂层进行研磨抛光达到抛光后的光洁度。
图1是一种用于本发明的热喷涂枪的正视图;
图2是沿图1中2-2线的剖视图;
图3是图2中前端部的放大图;
图4是沿图1中4-4线的剖视图并示意表示了一个相应的粉末送入系统;
图5是图1中的热喷涂枪按照本发明产生超声波喷涂流的正视示意图;
图6是图5带一位于适当位置的基体的视图。
1988年5月11日提交的、申请号为No.193，303的共同待批美国专利申请中揭示了一种实施本发明的最佳热喷涂设备的例子，该专利申请已转让给本发明的受让人，下面对其作详细说明。图1表示了该设备。图2表示该设备的一水平剖视图。热喷涂枪10具有一气头12，气头12上装有一管状件，构成气帽14，一用于将燃气、氧气和空气送到气头的阀部16，一手柄17。阀部16具有一燃气软管接头18，一氧气软管接头19和一空气软管接头20。该三个接头分别与来自燃气源21，氧气源22和空气源24的软管相连接。圆柱形阀16上的诸小孔25控制从相应的接头进入枪体的各气流量。该阀及有关的组成部分具有例如美国专利No.3，530，892（查劳泊Charlop）所述的类型，它包括一对阀控制件27，用于对各气流部分进行密封的密封装置，该密封装置包括诸柱塞28，诸弹簧29和诸O形环30。
一圆柱形虹吸塞31安装在气头12的相应的孔内，其上的多个O形环32保持气密密封。该虹吸塞装有一具有中心通道34的管子33。该虹吸塞内还具有一环形凹槽35和另一个带有多个互连的通道38（图中只画出二个）的环形凹槽36。当圆柱阀26处于如图2所示的开启状态时，氧气经过软管40穿过接头19和阀26进入通道42，从那里，里再流入凹槽35并穿过通道38。一个类似的结构使得燃气从燃气源21通过软管46穿过接头18、阀26和通道48进入凹槽36，与氧气混合，并作为可燃混合气穿过与通道38对准的通道50进入一环形凹槽52。环形凹槽52将混合气送入多个位于喷嘴部件54后部的通道53。
详细情况请参见图3。喷嘴部件54通常由一管状内侧部分55和一管状外侧部分56构成（本说明书和权利要求书中，“内侧”表示靠近轴线而“外侧”表示离开轴线。另外，“向前”或“向前地”表示朝向喷涂枪的开口端;而“后部”“向后”或“向后地”表示朝向相反端。）外侧部分56构成了一个外侧环形孔装置，用于将可燃混合气环流注入燃烧腔。该环形孔装置最好包括一朝前的环形开口57，该开口57带有一以内侧部分的外侧壁58为界形成的径向向内的侧面。从通道53通向环形开口的小孔系统可以是多个沿圆弧间隔排列的小孔，但最好是一个环形孔59。
来自对准的诸凹槽52的可燃混合气流通过孔（或诸小孔）59而形成一环形气流，它在环形开口57内被点燃。一喷嘴螺帽60将喷嘴54和虹吸塞31固定在气头12上。还有两个O形环61按常规封在喷嘴54与虹吸塞31之间以保证气密密封。燃烧器喷嘴54延伸入气帽14，气帽14由保持环64固定在适当位置并从喷嘴向前方延伸。
喷嘴部件54还设有一轴向孔62，用于载体气体中的粉末通过，该轴向孔从管道33向前延伸。或者粉末也可以通过一小圈靠近喷涂枪轴线63的小孔（图中未画出）注入。参见图4，一交叉通道64'从管子33向后延伸到粉末接头65。载体软管66和中心孔62通过供应软管66从粉末供给器67接受带在载体气体中的粉末。载体气体来自压缩气体源68，压缩气体可以是例如压缩空气。粉末供给器67具有通常的或所需的形式，但必须能提供足够高压力的载体气体，以便使粉末进入喷涂枪10中的腔82。
回过来再参见图2和3，空气或其他不可燃气体从气源24和软管69通过接头20，圆柱阀26，及通道70到达保持环64内的空间71。喷嘴螺帽60内的诸横向开口72使气帽14内的圆柱形燃烧腔82与空间71连通。这样，空气就能作为一外侧气套从空间71流过这些横向开口72，再从那里流过位于喷嘴54的外表面与构成燃烧腔82的面向内的圆柱壁86之间的环形槽84，环形槽84的出口在燃烧腔82之内。该气流作为外侧环流继续流过燃烧腔82与内侧气流混合，从气帽14内的开口通道于开口端88流出，燃烧腔82的相对后端以喷嘴54的面89为界。
燃烧腔82最好以相对于轴线一定的角度，最好在大约2°和10°之间，例如5°，从喷嘴向前收缩。槽84也最好以相对于轴线一定的角度，最好在大约12°和16°之间，例如14.5°，向前收缩。为了形成空气环流，槽84必须具有足够的长度，例如，具有与腔类似的长度102，但至少要大于长度102的一半。另外，燃烧腔收缩的角度应该比槽的小，最好在大约8°与12°之间，例如比10°小一点。这样的形状可以相对于燃烧腔产生出一种会聚的空气流，从而使沉积腔壁上的粉末减到最少。
空气流动速率必须在槽84的上游，例如在向后的狭窄的小孔92中加以控制，或者另用一个气流调节器加以控制。例如，在一个15mm的圆周上，槽长是8mm，槽宽为0.38mm，通向喷涂枪的空气压力（气源24）是4.9Kg/cm2（70 P Si），以产生出425std l/min（900 Scfh）的总的空气流，同时，腔82内的压力是4.2Kg/cm2（60psi）。
如美国专利NO.3，530，892号所述，当阀26处于与泄放器孔相对准的点燃位置时，阀26中的一个空气孔90使空气得以流动供点燃之用，上述的角度和尺寸对于产生这样的点燃而不发生逆燃（反火）是很重要的。（用于点燃的阀26中的氧气和燃气泄放器孔与空气孔90类似，图中未画出）。喷嘴部件54的内侧部分55内具有多个位于螺栓分布圆上（例如直径为2.57mm）的平行的内孔91（例如8个直径为0.89mm的孔），这些孔可以为从喷嘴的孔62喷出的中央粉末料的周围提供一环形内侧气流套，最好是空气气流套。这个内侧空气套有利于显著地降低粉末料在壁86上沉积的倾向。该空气套可以从通道70导出，通过孔道93（见图2）到达围绕虹吸塞31后部的环形槽94和至少一个口进入与管子33相邻的环形空间98的小孔96。最好至少沿圆弧等间隔设置三个这样的小孔96，以便提供足够的空气并使涡流减少到最小，因为这种涡流会使粉末不利地朝外涡旋到腔82的壁86上。内侧空气套的流量必须是外侧气套流量的1%与10%之间，最好是2%与5%之间，例如3%。或者，为了更好地控制，也可以独立于外侧空气套对内侧气套单独进行调节。
还可以通过使喷嘴部件的内侧部分55伸入腔82超过外侧部分56来进一步减少粉末堆积的机会，如图2和3所示。腔体长度102可定义为从喷嘴面89到开口端88之间的最短距离，即从喷嘴的最前点到开口端之间的距离。内侧部分的最前点向前突出于外侧部分56的距离必须大约为腔体长度102的10%到40%之间，例如30%。
内侧部分的最佳结构如图2和图3所示。至于喷嘴内侧部分55的外侧壁58，它构成了环状开口57，该壁58应向前伸出于该环状开口且具有向内朝向轴线的曲率。该曲率必须是均匀的。例如，如图所示，该曲率在内侧部分58上构成一大体呈球形的面89。相信这样就能将燃烧火焰向内吸，以确保流体离开腔壁86。
下面是采用本发明的热喷涂枪的更加详细的例子。在该喷枪中，虹吸塞31具有8个1.51mm的氧气通道38，每一通道都有足够的氧气流动，和直径为1.51mm的用于混合气体的诸通道50。在这种气头中，中心孔62的直径为3.6mm，气帽开口端88离喷嘴面的距离（长度102）是0.95cm。这样，输送粉末的燃烧腔82就相当短，一般应是开口端88的直径的一到二倍。
每一种气体均是以足够高的压力，例如以至少高于大气压30Psi的压力送到圆柱形燃烧腔的，并以通常的方法，例如用火花装置之类的装置点火，使燃烧的气体与空气的混合物能携带着粉末以超声波气流喷出开口端。燃烧的热量至少可以将粉末料加热软化，这样就能将涂层沉积在基体上。应该可以看到菱形激波。由于是环流，因此为了获得超声波气流，就无需用扩张型的喷嘴出口。
燃烧气体可以是丙烷或氢气之类，但最好是丙烯气体，或甲基乙炔-丙二烯（“M P S”）。后面这些气体可以产生相当高速的喷涂流并可获得优越的涂层而不会产生逆火。例如，当将压力为大约7Kg/cm2压力计压力（高于大气压）的丙烯或MPS气体送入喷涂枪，而且氧气压力为10Kg/cm2空气压力为5.6Kg/cm2时，在不带粉末流的喷涂流中至少可见8个菱形激波。喷涂流110中的这些菱形激波108的形状如图5所示。待喷涂涂层114的玻璃阳模基体最好在产生第五个完整的菱形激波的位置，如图6所示，喷涂距离大约为9cm。基体的制备包括对基体尺寸大小进行机加工，同时把涂层的厚度也考虑进去。并以通常的方式对基体表面进行喷砂处理，使之清洁和变粗糙。基体呈圆柱形，当对其进行喷涂时，使之在头架上旋转。
按照本发明，通过超声波燃烧热喷涂方式可以将一种自熔化合金涂复在玻璃阳模基体上，例如，采用如前述美国专利No.4，416，421中所述的喷涂枪，但最好采用上述类型的喷涂枪，以便基本上可以避免涂复材料在内部的堆积以及获得如前述的申请号为No.193，030的专利申请所述的其他优点。业已发现，高速喷涂涂层是如此均匀和致密，以致当完成抛光时，其表面确实可以没有缺陷。还令人惊奇地发现，与已有热喷涂方法相比，在获得高质量涂层的同时，可显著降低技术难度和废品率。
而且，采用高速喷涂往往无需再对涂层进行熔化就能获得无缺陷的抛光表面，这样就省略了一个工序，不仅大大降低了成本，而且还克服了涉及技术难度及其产生的有关问题。然而，如果认为有必要对涂层进行熔化，由于原始沉积质量较好，熔化也比较易熔易进行。而且无需太多的研磨。熔化可采用通常的方法进行例如用火焰喷灯，或者，最好在还原气氛的受控炉内进行。
刚喷涂后的涂层厚度约为0.7到1.3mm，研磨去掉的涂层厚度典型地约为0.15到0.3mm，对比起来，现有技术中，经喷涂和熔化后的涂层厚度要去掉0.5mm。
自熔化合金通常的类型在前述美国专利No.2，875，043和英国专利NO.867，455中均有说明。一种用于涂复玻璃阳模的最佳的合金基本上包括约10%到18%的铬，2%到4%的硼，直到4%的硅，直到总量为9%的一种或多种钼，铜，铁和钨，0.15%到1.0%的碳，其余为镍和或钴，直到总量为100%。该自熔化合金可以就这样使用，但也可以与其他金属混合例如简单的镍铬合金，复合镍铝粉末或和钼混合使用，以增加熔化或其他特性。
为了获得最佳的耐磨性，在自熔化金粉末中必须掺入硬的、非金属颗粒，例如前述美国专利No.4，382，811中所述的氧化物颗粒，硼化物或氮化物，或象与镍结合的碳化钛之类的碳化物。比较好的硬颗粒是碳化物颗粒，其掺入的重量百分数一般应该在30%到70%的范围内。较好的碳化物颗粒基本上含有包含在钴基中的碳化钨，为了获得最佳的光洁度，钴基中的碳化钨大体上为-5微米的亚微粒子形式。最好的亚微粒子大约为1-2微米大小，这样的颗粒是通过将那些亚微粒子与钴烧结而成的，其中，钴的重量百分数必须是碳化钨与钴的总重量的约12%到20%。或者，粉末也可采用如美国专利No.3，617，358（迪屈赫）中所述的喷射干燥法生产。
例1
一种玻璃阳模基体由软钢料加工而成，其长度为12.7cm，直径从其紧固端处的2.5cm逐渐减小到阳模端处的1.3cm，该端是呈圆形的。其表面用G24/40的氧化铝砂以4.2Kg/cm2（60 Psi）的空气压力进行喷砂处理。
帕金-埃尔默公司（Perkin-Elmer    Corporation，Westbury，NY）出售的与Metco    34    F粉末（除尺寸不同以外）类似的粉末混合料，这种粉末料包含50%的自熔化合金和50%的碳化钨/钴。该自熔化合金包含17%的铬，4%的铁，3.5%硼，4%的硅，10%的碳，其余为镍及可能的杂质（Vis    AM    S    4775    A合金）。合金粉末大小为-53+10微米。碳化物是12%钴与碳化钨的结合物，其中亚微粒的尺寸约是1到2微米，亚微粒是大体上采用如前述美国专利No.3，617，358的例1中的喷射干燥法生产的。碳化物尺寸是-53+10微米。
采用前面结合图1到3所述的最佳设备喷涂该混合料，具体地说是采用由帕金-埃尔默公司出售的Metco型D J（TM）喷涂枪，使用＃3插入件，＃3注射器，“A”壳体，＃2虹吸塞和＃2空气帽。氧气压力为10.5Kg/cm2（150 Psig），流率为212/min（450scfh），丙烯压力为7.0Kg/cm2（100Psig），流率为47l/min（100scfh），空气压力为5.3Kg/cm2（75 Psig），流率为290l/min（615scfh）。高压粉末输送器的型号如本受让人的共同待批美国专利申请（No.-1988年10月21提交，代理人ME-3881）所述，也就是帕金-埃尔默公司所出售的Metco型D J P粉末输送器，采用它以压力为0.8Kg/cm2（125Psig），流率为7l/min（15scfh）的氮气为载体气体按60gm/min（81bs/hr）的流量对粉末混合料进行输送。喷涂距离是20cm（8英寸）。
对刚喷涂好的涂层通常用金刚砂轮进行研磨，再抛光。金刚砂轮的速度采用5500表面英尺每分钟（1675m/min）.粗磨用240砂轮，尺寸大小研磨用400砂轮，抛光用600砂轮。用金刚石混合物进行精研抛光。（在说明书和权利要求书中，“研磨抛光”一词包括通常用于对涂复表面进行抛光的所有过程以及精研及抛光工序）。这样，获得了镜面状5微米aa的光洁度。最终的玻璃阳模的质量就其目的和用途而言是非常优异的。
例2
除了喷涂距离为25cm外，其余均与例1相同。可以获得类似的结果，证明技术方面允许有一定的容差。
例3
除了对刚喷涂的涂复表面进行研磨之前先进行熔化以外，其余均与例1相同。熔化是在氢气的炉子中进行的，温度为1000到1075℃，时间是15分钟。研磨和抛光后，光洁度是4微米aa。
例4
除了将碳化物从混合粉末中去除外，其余均与例1相同;即采用纯自熔化合金粉末。最后获得的表面光洁度为4微米aa。用于生产玻璃制品时，除了由于纯合金磨损较快，阳模寿命较短以外，其他均相似。
虽然以上是以实施例对本发明进行描述的，但在本发明的精神和所附权利要求书的范围内的各种改变和变化对本技术领域内的技术人员而言是显而易见的。因此，本发明仅仅由所附的权利要求书或者其等同物所限定。

Claims (15)

1、一种采用一种热喷涂枪生产玻璃阳模的方法，该热喷涂枪内具有燃烧腔(室)装置，燃烧腔装置包括一燃烧腔和一用于将燃烧产物以超声波速率喷入周围大气中的开口通道，其特征在于，该方法包括下列步骤：制备一用于接受热喷涂涂层的玻璃阳模基体，通过开口通道输送包含有自熔化合金颗粒的粉末，将燃气与氧气混合成的可燃混合气以足以在该燃烧腔内产生一股含有粉末的穿过开口通道的超声波喷涂流的压力注入该燃烧腔并使之在该腔内燃烧，将喷涂流喷向玻璃阳模基体，以便在其上形一涂层，对涂层进行研磨抛光使之达到抛光后的光洁度。
2、如权利1所述的方法，其特征在于，还包括在进行研磨抛光之前对涂层进行熔化的步骤。
3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，在不送入粉末载体气流的情况下，将可燃混合气以足以在喷涂流中产生至少8个菱形激波的压力注入燃烧腔。
4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，从由丙烯气和甲基乙炔-丙二烯气体组成的集合中选择燃烧气体。
5、如权利要求1所述的方法，其特征在于，自熔化合金基本上包括大约10%到18%的铬，2%到4%的硼，直到4%的硅，直到总量为9%的一种或多种钼，铜，铁及钨，0.15%到1.0%碳，其余为镍和/或钴。
6、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的粉末是一种基本上由自熔化合金颗粒和硬的非金属颗粒构成的混合物。
7、如权利要求6所述的方法，其特征在于，硬的颗粒是碳化物颗粒。
8、如权利要求7所述的方法，其特征在于，碳化物颗粒的含量约为该混合物重量的30%到70%。
9、如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的碳化物颗粒基本上由钴基中的碳化钨亚微粒构成。
10、如权利要求9所述的方法，其特征在于，碳化钨亚微粒的大小大体上为-5微米。
11、如权利要求9所述的方法，其特征在于，钴的含量约为碳化钨与钴的总重量的12%到23%。
12、如权利要求6所述的方法，其特征在于，自熔化合金基本上包括约10%到18%的铬，2%到4%的硼，直到4%的硅，直到总量为9%的一种或多种钼，铜，铁及钨，0.15%到1.0%的碳，其余为镍和/或钴，而且粉末是基本上由自熔化合金颗粒与碳化物颗粒构成的混合物，碳化物颗粒的含量约为该混合物重量的30%到70%，且基本上是由-5微米的钴基中的碳化钨亚微粒构成，钴的含量是碳化钨与钴的总重量的约12%到20%。
13、一种采用一种热喷涂枪生产玻璃阳模的方法，该热喷涂枪包括一具有一喷嘴面的喷嘴部件和一从该喷嘴部件延伸的管状气帽，该气帽具有一构成燃烧腔的面朝里的圆筒形壁，该燃烧腔有一开口端和一以喷嘴面为界而限定的相对端，其特征在于，本方法包括下列步骤：制备一用于接受热喷涂涂层的玻璃阳模基体，将燃烧气与氧气混合成的环形可燃混合气流从喷嘴以至少高于大气压两巴的压力共轴地注入燃烧腔，邻近于环形可燃混合气流径向向外的圆筒形壁注射一加压的不可燃气外环流，将包含有自熔化合金颗粒的粉末用载体气流轴向地从喷嘴送入燃烧腔，在可燃混合气流与粉末载体气流之间将一加压的内环气流从喷嘴部件共轴地注入燃烧腔，使燃烧腔内的可燃混合物燃烧，由此，有一含有呈细粒状的可加热熔化材料的超声波喷涂流喷出开口部，该喷涂流喷向玻璃阳模基体从而在其上产生一涂层，对该涂层进行研磨抛光达到抛光后的光洁度。
14、如权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括在研磨抛光之前对涂层进行溶化的步骤。
15、如权利要求13所述的方法，其特征在于，自熔化合金基本上包括约10%到18%的铬，2%到4%的硼，直到4%的硅，直到总量为9%的一种或多种钼，铜，铁及钨，0.15%到1.0%的碳，其余为镍和或钴，所述的粉末是一种基本上由自熔化合金颗粒与碳化物颗粒构成的混合物，碳化物颗粒含量大约为混合物重量的30%到70%，且基本上由-5微米的钴基中的碳化钨亚微粒构成，钴的含量约为碳化钨与钴的总重量的12%到23%。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103998164A (zh) * 2011-12-05 2014-08-20 霍加纳斯股份有限公司 用于高速氧燃料喷涂的新材料和由其制成的产品
CN104040014A (zh) * 2011-07-12 2014-09-10 联邦摩高布尔沙伊德公司 活塞环的耐磨涂层
CN107502848A (zh) * 2017-09-15 2017-12-22 镇江威尔耐车轮制造有限公司 轮缘加硬处理方法及轮缘加硬用喷涂枪
CN108480156A (zh) * 2018-06-01 2018-09-04 深圳市金中瑞通讯技术有限公司 一种喷涂方法及喷枪
CN109108418A (zh) * 2018-07-09 2019-01-01 薛敏强 一种自适应焊接机械臂及其工作方法
CN109175259A (zh) * 2018-10-15 2019-01-11 科勒(中国)投资有限公司 厨卫产品的模具的制造方法及厨卫产品的模具
CN110614291A (zh) * 2019-10-24 2019-12-27 亚太轻合金(南通)科技有限公司 便于热挤压铝棒与挤压杆分离的方法及其装置
CN113840932A (zh) * 2019-05-23 2021-12-24 东洋制罐集团控股株式会社 Ni基自熔性合金、使用了Ni基自熔性合金的玻璃制造用部件、使用了玻璃制造用部件的模具及玻璃块传送用部件
CN114950769A (zh) * 2022-07-28 2022-08-30 靖江市润新表面工程技术有限公司 一种用于涂层的热喷涂系统

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0443794B2 (en) * 1990-02-20 1999-05-06 Ishizuka Garasu Kabushiki Kaisha Method and apparatus for manufacturing glass containers
US5334235A (en) * 1993-01-22 1994-08-02 The Perkin-Elmer Corporation Thermal spray method for coating cylinder bores for internal combustion engines
US5419976A (en) * 1993-12-08 1995-05-30 Dulin; Bruce E. Thermal spray powder of tungsten carbide and chromium carbide
US5679409A (en) * 1994-08-17 1997-10-21 Seeman; Thomas A. Method for lubricating glass molds, plungers and the like
US5609922A (en) * 1994-12-05 1997-03-11 Mcdonald; Robert R. Method of manufacturing molds, dies or forming tools having a cavity formed by thermal spraying
DE19836392A1 (de) * 1998-08-12 2000-02-17 Wolfgang Wiesener Oberflächenbeschichtung, körnige Mischung zur Zufuhr zu einer Plasmabeschichtung und Oberflächenbeschichtungsverfahren
US6068889A (en) * 1998-10-20 2000-05-30 Seeman; Thomas A. Method for lubricating glass molds, plungers and the like
US6004372A (en) * 1999-01-28 1999-12-21 Praxair S.T. Technology, Inc. Thermal spray coating for gates and seats
US7247229B2 (en) * 1999-06-28 2007-07-24 Eltech Systems Corporation Coatings for the inhibition of undesirable oxidation in an electrochemical cell
US6365222B1 (en) 2000-10-27 2002-04-02 Siemens Westinghouse Power Corporation Abradable coating applied with cold spray technique
US6444259B1 (en) 2001-01-30 2002-09-03 Siemens Westinghouse Power Corporation Thermal barrier coating applied with cold spray technique
US7116041B2 (en) * 2004-05-27 2006-10-03 Owens-Brockway Glass Container Inc. Spark electrode assembly
CA2627605A1 (en) 2005-09-20 2007-03-29 Kudu Industries Inc. Process for hardfacing a progressing cavity pump/motor rotor
GB0911201D0 (en) * 2009-06-30 2009-08-12 Hunprenco Prec Engineers Ltd A coating compositions
CN102443818B (zh) 2010-10-08 2016-01-13 水之星公司 多层混合金属氧化物电极及其制造方法
EP2612944A1 (en) * 2012-01-04 2013-07-10 MEC Holding GmbH Plunger for use in manufacturing glass containers
CN102925845B (zh) * 2012-10-23 2014-12-10 浙江爱仕达电器股份有限公司 一种家用电磁炉微晶玻璃面板的加工方法及其制得的产品
CN102925846B (zh) * 2012-10-23 2014-12-10 浙江爱仕达电器股份有限公司 一种微晶玻璃面板的加工方法及其制得的产品
CN104313527B (zh) * 2014-10-22 2017-02-08 福耀集团（上海）汽车玻璃有限公司 一种提高汽车玻璃凹模耐磨性能的方法
US11668017B2 (en) 2018-07-30 2023-06-06 Water Star, Inc. Current reversal tolerant multilayer material, method of making the same, use as an electrode, and use in electrochemical processes

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2317173A (en) * 1940-02-01 1943-04-20 Bleakley Corp Apparatus for melting powdered materials
US2659623A (en) * 1948-12-07 1953-11-17 Metallizing Engineering Co Inc Gun construction for gas blast spraying heat-fusible materials
US2875043A (en) * 1956-04-04 1959-02-24 Metallizing Engineering Co Inc Spray-weld alloys of the boron-silicon-nickel type
GB867455A (en) * 1958-04-24 1961-05-10 Metco Inc Improvements relating to the production of carbide-containing sprayweld coatings
US3455510A (en) * 1966-11-14 1969-07-15 Metco Inc Nozzle and gas mixing arrangement for powder type flame spray gun
US3617358A (en) * 1967-09-29 1971-11-02 Metco Inc Flame spray powder and process
US3530892A (en) * 1968-03-15 1970-09-29 Metco Inc Cylindrical valve plug
US3994703A (en) * 1975-06-02 1976-11-30 Owens-Illinois, Inc. Method and apparatus for conveying glass along loading equipment
FR2472033A1 (fr) * 1979-12-21 1981-06-26 Castolin Sa Fabrication de corps creux, par projection thermique, par exemple par chalumeau ou torche a plasma, d'alliages metalliques et/ou de matieres ceramiques
CH635302A5 (fr) * 1980-03-27 1983-03-31 Castolin Sa Procede de recharge de parties d'installations de traitement de verre.
US4416421A (en) * 1980-10-09 1983-11-22 Browning Engineering Corporation Highly concentrated supersonic liquified material flame spray method and apparatus

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104040014A (zh) * 2011-07-12 2014-09-10 联邦摩高布尔沙伊德公司 活塞环的耐磨涂层
CN103998164A (zh) * 2011-12-05 2014-08-20 霍加纳斯股份有限公司 用于高速氧燃料喷涂的新材料和由其制成的产品
CN107502848A (zh) * 2017-09-15 2017-12-22 镇江威尔耐车轮制造有限公司 轮缘加硬处理方法及轮缘加硬用喷涂枪
CN108480156A (zh) * 2018-06-01 2018-09-04 深圳市金中瑞通讯技术有限公司 一种喷涂方法及喷枪
CN109108418A (zh) * 2018-07-09 2019-01-01 薛敏强 一种自适应焊接机械臂及其工作方法
CN109175259A (zh) * 2018-10-15 2019-01-11 科勒(中国)投资有限公司 厨卫产品的模具的制造方法及厨卫产品的模具
CN113840932A (zh) * 2019-05-23 2021-12-24 东洋制罐集团控股株式会社 Ni基自熔性合金、使用了Ni基自熔性合金的玻璃制造用部件、使用了玻璃制造用部件的模具及玻璃块传送用部件
TWI786407B (zh) * 2019-05-23 2022-12-11 日商東洋製罐集團控股股份有限公司 Ｎｉ基自熔性合金、使用了Ｎｉ基自熔性合金的玻璃製造用構件、使用了玻璃製造用構件的模具、及玻璃塊搬送用構件
CN110614291A (zh) * 2019-10-24 2019-12-27 亚太轻合金(南通)科技有限公司 便于热挤压铝棒与挤压杆分离的方法及其装置
CN114950769A (zh) * 2022-07-28 2022-08-30 靖江市润新表面工程技术有限公司 一种用于涂层的热喷涂系统

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Publication number Publication date
DE69011347T2 (de) 1994-12-15
DE69011347D1 (de) 1994-09-15
EP0377452A3 (en) 1991-05-02
US5006321A (en) 1991-04-09
JPH02229728A (ja) 1990-09-12
EP0377452A2 (en) 1990-07-11
BR9000032A (pt) 1990-10-09
CA2006993A1 (en) 1990-07-04
EP0377452B1 (en) 1994-08-10

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