CN105051241A - 用于热涂覆表面的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于热涂覆表面的装置，其具有至少一个壳体(6)、阴极(9)，设计为可消耗金属丝的阳极和至少一个绝缘元件(13)，其中壳体(6)具有不可拆卸的抗粘附层。

Description

用于热涂覆表面的装置

说明书

本发明涉及具有权利要求1的前序部分的特征的用于热涂覆表面的装置。

专利文献DE102009023603A1涉及一种在组件中的至少一个孔的要涂覆的内表面的热涂覆期间用于抽出多余微粒的抽取装置。抽取装置具有至少一个抽取管，其可以设置在孔下方。这里，有对特定间隙的关注。也公开了抽取管的内表面抛光以便光滑和/或涂覆有抗粘附涂层。

专利文献DE102006230483A1涉及一种用于冷气喷涂的装置，在该装置中气体和喷涂微粒加速。冷气喷嘴在其内壁上至少部分地涂覆以实现比先前使用的气体和喷涂微粒更热的气体和喷涂微粒。涂层旨在防止热喷涂微粒在喷嘴的内壁上结块。

从专利文献JP61-245978A可知一种用于保护电弧焊工艺的陶瓷护套吹管喷嘴。在这种情况下，通过等离子火焰喷涂施加陶瓷护套。然后磨削陶瓷护套以便避免焊接飞溅物的粘附。

专利文献WO2008/125356A1涉及一种膨胀喷嘴，其具有收敛区域和发散区域以及位于它们之间的收缩区域。膨胀喷嘴的内轮廓可以经受表面处理，例如，抛光和/或涂覆。

专利文献US3,055,591公开了一种喷枪。喷嘴的前端以反射器形式体现并且配备有用于辐射热的抛光的反射表面。目的是确保在熔化的金属丝的顶端产生的热量冲击反射表面并且相应地反射回到熔融微粒和金属丝的顶端。

例如，在专利文献US6,372,298B1、US6,706,993B1和WO2010/112567A1中描述用于热涂覆表面的装置。那里提到的装置具有以下共同之处：用于进给可消耗金属丝的金属丝进料装置，其中金属丝用作电极；用于产生等离子气体流的等离子气体源；具有喷嘴口的喷嘴主体，等离子气体流通过喷嘴口在一个金属丝端引导为等离子气体射流；以及第二电极，其在等离子气体流进入喷嘴口之前设置在等离子气体流中。专利文献US6,610,959B2和WO2012/95371A1也涉及这种类型的装置。

电弧通过喷嘴口在两个电极之间形成。从喷嘴口出现的等离子射流冲击金属丝端并且在那里通过电弧引起金属丝熔化，并且在要涂覆的表面的方向上运走熔化的金属丝材料。次级空气喷嘴围绕喷嘴口以环形形状设置，其产生次级气体射流，次级气体射流冲击已经从金属丝端熔化掉的材料，因此引起熔化的金属丝材料在要涂覆的表面的方向上的转移的加速和次级优化。

现今的内燃发动机或其发动机缸体——尤其具有在其汽缸孔上的铁或金属层——可以由金属或例如铝、铝块这样的轻金属铸造。金属层可以通过热工艺喷涂。除双金属丝电弧喷涂方法(TWA)，HVOF(高速氧燃料)喷涂方法和等离子粉末喷涂方法以外，已知的热喷涂方法包括等离子金属丝喷涂方法或PTWA(等离子转移金属丝电弧)方法。通过等离子金属丝喷涂方法即通过PTWA涂覆汽缸孔是有利的，因为以这种方式产生涂层是可能的，与由灰铸铁制成的铸造衬板提供的传统衬里相比，涂层在降低磨损因子和具有降低油耗的发动机的较长使用寿命方面具有积极效果。

然而，用于热涂覆的已知装置和利用该装置实施的方法具有一些缺点。例如，已知装置送入要涂覆的汽缸孔中，并且在操作中，旋转自身同时进行线性上下运动。这里明显的是，在装置的旋转期间，流入汽缸孔的工艺气体以与叶片相似的方式由装置上的平坦表面——尤其壳体上的平坦表面——携带，引起附加湍流。

对于较高的金属丝进给速率，需要相应较高的电流，并且这些同时引起装置上较高的热应力。来自等离子体和来自液体喷涂微粒的热量输入，引起孔的表面的剧烈加热，并且出现非常高的表面温度。流出孔的加热的工艺气体导致装置的附加加热。除高工作温度以外，喷涂粉末和过度喷涂微粒也代表了可靠的长期操作的问题。

不是所有的液体喷涂微粒粘附到表面，孔中的施加效率大约87％，因此伴随例如10kg/h这样的相应较高的金属丝空气进给速率，生成非常大量的粉末。这些喷涂粉末是热的面糊状的微粒，其通过孔中的流动的工艺气体从(铝)表面或从已经形成的喷涂层偏转。这些微粒然后可以导致在装置表面上——特别是在其壳体上——的沉积物，并且这些可以随着喷涂时间增加而成长为厚层，并且接着可以作为大块以不受控制的方式剥落，大块然后可以使自身嵌入到功能涂层中或导致装置上的短路。一俟在装置的外表面上形成封闭的导电层，可以发生这种短路。

此外，已知装置以这样的方式形成尺寸，它们可以不再依照成功所需的参数涂覆汽缸孔，归因于该孔不断减少的直径。

为了使装置免受该微粒的粘附，有为装置提供可拆卸的塑料和/或橡胶套的已知做法。然而，这非常难以应用和所有更复杂的移除。至少为了装置维护的目的，塑料和/或橡胶套的移除是必要的。通过塑料和/或橡胶套，有效的整体尺寸也显著地增加，并且这不利于所需涂层的结果。此外，塑料套在一定时间的操作之后将由于运回的热微粒的作用而磨损，并且必须更换。这不仅耗时，而且昂贵。

在这种情况下，本发明的根本目的是表明一种用于热涂覆表面的改进的装置，甚至小孔直径的喷涂工艺可以通过该装置以稳定的工艺实现。

该目的是通过具有权利要求1的特征的装置实现。在从属权利要求中公开本发明的更多特别有利的实施例。

应该指出的是，在下面的说明中单独详细说明的特征可以以任何所需的技术上有意义的方式彼此结合并且公开本发明的更多改进。说明书——尤其连同附图——进一步描述并且详细说明本发明。

根据本发明，用于热涂覆表面的装置包含至少一个壳体、阴极、阳极，阳极设计为可消耗金属丝并且具有至少一个电和热作用绝缘元件，其中至少壳体具有不可拆卸的抗粘附表面。在根据本发明的意义上，抗粘附表面是抗粘附和/或绝缘层或抗粘附和/或绝缘层系统。

装置——也被称为焊炬或焊炬头——通过轴安装在适当的旋转装置上。除旋转驱动机构之外，旋转装置也包含用于工艺气体(主要气体/次级气体)的旋转接头以及用于阴极和阳极电位的触点。

轴因此用作它是作为从旋转装置到焊炬头的间隔器/延伸元件。轴引导工艺气体(主要气体/次级气体)、金属丝和电能到装置，其中阴极电位位于轴壳体上。

焊炬头的壳体可以是单部件或多部件设计，优选是具有至少一个主要元件和至少一盖元件的两部件设计，其可以彼此拧紧。

在下面的说明中单独详细说明的特征不仅可以应用于焊炬头壳体而且也可以应用于轴壳体，或可以在所述壳体上彼此结合，或可以以任何所需的技术上有意义的方式部分或完全地应用于所述壳体，并且公开本发明的更多改进。

壳体可以由铜、铜合金、尤其黄铜组成，或者由铝或铝合金组成，其中材料当然不旨在限制。然而，提到的材料是根据本发明意义的金属材料。在优选实施例中，壳体是由黄铜形成，由于比如热膨胀、热容量、热导率和表面光洁度这样的它的性能，这在装置的操作期间是非常有利的。

为了减少或避免过度喷涂和/或喷涂粉末在整个装置上的粘附，根据使用的附加喷涂材料即金属丝材料，必须考虑偏转/反射微粒的粘附机理。高温可以导致局部焊接，并且当微粒撞击装置的表面时，熔融状态可以导致一些微粒的机械联锁。通过示例，通过使用非可磁化的材料，避免偏转或反射的磁化微粒的粘附。

除壳体的材料之外，关于要避免的过度喷涂和/或喷涂粉末的粘附，尤其表面抛光是决定性的，因为这个原因，优选地抛光表面以便降低粗糙度，这抵制在壳体上的沉积。

在根据本发明的意义上，抗粘附表面因此是适当的壳体和/或轴材料上的表面，其至少具有关于可以预期的喷涂粉末的抗粘附性能，其粗糙度可以通过适当的表面抛光加工进一步地降低，例如通过磨削、超精加工、抛光或研磨。然而，壳体也可以具有作为在根据本发明的意义上的抗粘附表面而施加于壳体的适当的涂层。抗粘附表面物质上——即不可拆卸地连接到壳体，这意味着在根据本发明的意义上，或者壳体自身的材料形成抗粘附表面或者抗粘附表面作为保护层施加于壳体的材料，因此确保在任何情况下没有破坏的情况下两个组件(壳体/轴粘附表面)不能分离。抗粘附表面也可以具有电和热绝缘保护功能。为了提高处理并且为了保护获得的表面抛光，高硬度的壳体材料是有利的，或者抗粘附表面的硬度可以通过壳体的涂层材料的适当选择而增加。

例如，壳体可以具有作为抗粘附表面的装饰或硬铬涂层。在根据本发明的意义上，例如，装饰或硬铬涂层是金属抗粘附表面并且可以具有0.5μm或40μm-100μm的层厚度。在适当的表面精加工之后，喷涂粉末将不结成与所述涂层的牢固结合。相反，沉淀的喷涂粉末仅松散地置于其上。

通常，已知的硬金属材料(例如，碳化钨、碳化钛、氮化钛)或硬材料的混合晶体(例如，碳化钨/碳化钛、碳化钨/钴、碳化钛/氮化钛)或非金属硬材料(例如，金刚石、碳化硅和氮化硅、碳化硼和氮化硼、氧化铬)可以提到用于通过施加到壳体的各种涂覆方法的抗粘附表面的可能形成，通过各种方法(例如，电镀、热喷涂、PVD(物理气相沉积)、CVD(化学气相沉积))施加所述材料是可能的，还伴随中间层的形成。

在优选实施例中，壳体可以具有作为抗粘附表面的氧化铝保护层。在根据本发明的意义上，氧化铝保护层是陶瓷抗粘附表面。例如，这可以通过粉末等离子喷涂工艺施加。在这种情况下，通过示例，具有例如500μm-1000μm的厚度的氧化铝保护层可以施加为附加的电绝缘层。在涂覆之后，优选地当仍然从喷涂工艺加温时，通过例如水玻璃这样的硅酸盐密封抗粘附表面，以便取消氧化铝保护层的可能吸湿性能，吸湿性能在高大气湿度的情况下可能导致耐电强度的丧失。然后更优选地作好准备以使喷涂氧化铝保护层能够磨削和/或抛光，以便抵制任何粘附，粘附在粗糙表面上仍然是可能的。电气绝缘提高工艺的可靠性，因为以这种方式，壳体的阴极电位附加有利地隔离，因此也获得已经提到的绝缘元件的配置的更多可能性，在下面将给出更精确的细节。

在更优选的实施例中，壳体可以具有作为抗粘附层的铝层，例如，铝层可以通过金属丝电弧喷涂工艺施加，例如其中铝层可以具有100μm的厚度。该层然后可以通过MAO(微电弧氧化)或PEO(等离子体电解氧化)工艺转变成氧化铝保护层，例如转变成Al₂O₃陶瓷层，所述层是电绝缘并且附加地阻止喷涂粉末的粘附同时提供热保护。

如已经提到的，壳体也可以由耐热铝材料而不是黄铜形成。这是有利的，因为与黄铜相比，热导率是显著地增加，因此允许流动的工艺气体更有效地在内部冷却壳体。为了确保那些，另一方面，辐射热和对流热不能经由轴的表面和焊炬的表面尽快传递到组件的内部，然而，抗粘附层例如通过粉末等离子喷涂外部地施加例如作为氧化陶瓷涂层。作为可选方案，例如，具有50μm的厚度的氧化钛隔热涂层的电绝缘涂层，可以通过例如“MAO”(微电弧氧化)或PEO(等离子体电解氧化)工艺施加。这些抗粘附表面然后可以磨削和抛光。

在更优选的实施例中，壳体和/或轴可以具有作为抗粘附表面的氧化锆保护层。除抗粘附性能之外，氧化锆保护层也具有隔热性能，因此使壳体免受热对流和热辐射，因此同时进一步减少喷涂粉末到优选地磨削和/或抛光的抗粘附表面的可能粘附。

在甚至更优选的实施例中，壳体可以具有作为抗粘附表面的保护氮化铝层。凭借结合氮化铝的良好电气绝缘、高温稳定性和高硬度的高热导率的有利性能，热量非常迅速地从撞击抗粘附表面的反射和/或偏转微粒移除，结果是在没有引起氮化铝局部缺陷的情况下微粒凝固。通过表面抛光避免微粒的机械联锁。尤其通过用于壳体的涂层的氮化物的使用，避免局部破坏。这确保对抗粘附表面的破坏的长期保护。

尤其为了增加工艺的可靠性，根据本发明在不同材料的层系统上形成抗粘附表面是有利的，其中通过适当的表面精加工，在最外面层上产生抗粘附表面。因此以技术上有利的方式结合各自涂层材料的不同的特殊性能是可能的。

例如，具有例如500μm-1000μm的厚度的氧化铝保护层可以通过粉末等离子喷涂施加到壳体，并且具有例如100μm-200μm的厚度的碳化钨/钴顶层通过另一粉末等离子喷涂工艺施加到这个层上。在这种情况下，通过氧化铝保护层，提供附加的电和热作用绝缘，并且凭借碳化钨/钴顶层的高热导率和高温稳定性，在随后的表面精加工工艺中产生抗粘附表面。

当然，也可以通过例如氧化锆或氧化铝/氧化锆混合物这样的其他材料实现附加的电和热绝缘作用。不是通过示例给出的碳化钨/钴顶部层，而是例如氧化铬这样的其他材料也可以用于形成抗粘附表面。金刚石、氧化硅以及尤其碳化硅涂层——其通过适当的方法(例如，PVD、CVD)作为薄层沉积在保护层上，其已经表面加工并且通过随后适当的表面精加工形成抗粘附表面——也已经证明是有利的。

在优选实施例中，壳体主要是圆形设计。如在放弃的横截面中所看到的，仅在喷嘴口的区域即仅在喷嘴环的侧面并且仅在喷嘴环的区域中，是壳体的圆形配置。这里，壳体是压扁的，同时有到平面的倾斜过渡，喷嘴环或喷嘴口设置在该平面上。如在横截面中所看到的圆形壳体的一致保持避免叶片效应，即，将携带汽缸孔中的工艺气体或空气，从而大大减少了对在要涂覆表面的方向上要运送的微粒的叶片效应的负面影响。这种流动优化的表面配置也在减少壳体上的沉积物方面具有效果并且也帮助随后的表面精加工以形成抗粘附表面。

例如，如果至少一个绝缘元件具体体现为喷嘴环，是有利的。

喷嘴环优选地是由陶瓷材料制成，更优选地是由高性能陶瓷材料制成，并且具有在壳体和金属丝导引装置之间的电和热绝缘效应。喷嘴环是整个装置或壳体的其他方式的金属外部形式的唯一的外部绝缘体。喷嘴环的功能也可以具体体现为次级气体喷嘴的延长部分。

在一个可能的实施例中，喷嘴环是漏斗形设计并且在中心开口的方向上从外环延伸。以具有远离底部凸缘延伸的壁部分的套筒方式具体体现喷嘴环也是可能的。提供漏斗形部分也是可能的，远离后者延伸的壁部分设置在漏斗形部分上。喷嘴环可以是单部件或多部件结构，其中陶瓷或比如氮化硅、氮化铝、氮化硼、氧化锆、氧化铝、ATZ(纳米A1₂0₃颗粒增韧Zr0₂陶瓷)或ZTA(氧化锆增韧的氧化铝陶瓷)这样的材料可以优选地用于制造喷嘴环。在优选的实施例中，喷嘴环是抛光的，更优选地是镜面抛光，至少在背对着阴极的其表面上，以便避免粘附。

令人惊讶的是，已经观察到，特别是通过使用氮化铝，可以实现避免反射和/或偏转微粒和/或使它们能够移除的好的结果。凭借氮化铝的特别高的热导率和相对高的温度稳定性，热量非常迅速地从冲击抛光的喷嘴环表面的反射和/或偏转微粒移除，其结果是在没有引起氮化铝中局部缺陷的情况下微粒凝固。通过表面抛光避免微粒的机械联锁。

复合陶瓷Shapal^TM是用于喷嘴环的另一陶瓷材料，具有非常高的热导率和高耐电强度。

在相对小的飞溅物的情况下，通过本发明，在这些飞溅物破坏陶瓷材料的表面抛光之前，通过微粒的局部过热和局部联锁实现更好的散热效果以及因此飞溅物的更快速凝固，因此成为可能。

为了避免在喷嘴环上的粘附，可以另外提供多种措施：

喷嘴环是多部件设计并且具有在内部的局部抗粘附和/或绝缘层。

喷嘴环是单部件设计并且具有在内部和在外部的局部抗粘附和/或绝缘层。

喷嘴环是多部件结构并且具有扩展配置。

喷嘴环是单部件结构并且具有扩展配置。

喷嘴环是单部件结构，具体体现为具有中心地在一个平面上的孔的保护气体喷嘴。

喷嘴环是单部件结构，具体体现为具有切向地在一个平面上的孔的保护气体喷嘴。

喷嘴环是单部件结构，具体体现为具有切向地在多个平面上的孔的保护气体喷嘴。

喷嘴环是单部件结构，具体体现为具有切向地在多个平面上的槽和孔的保护气体喷嘴。

喷嘴环是多部件结构，具体体现为具有槽和切向迷宫孔的保护气体喷嘴。

如果引入保护气体流以便避免和/或移除反射和/或偏转微粒，这是有利的，其中连续地和/或围绕喷涂射流以脉冲的方式产生保护气体流。为了产生保护气体流，可以使用工艺气体，尤其次级气体可以供应为保护气体。供应例如空气、氩气或其他气体作为工艺气体，也是可能的。保护气体可以流过在喷嘴环的一个或多个平面上中心地设置的孔和/或切向地设置的孔。此外，流动可以通过开槽喷嘴和/或具有在喷嘴环的一个或多个平面上中心地和/或切向地设置的孔的开槽喷嘴发生，以便稳定保护气体流。此外，保护气体流可以通过具有包含中心地设置的孔/槽和/或切向地设置的孔/槽的迷宫的开槽喷嘴发生，以便稳定保护所述气体流。

在壳体的附加电绝缘层或附加电绝缘层系统上的抗粘附表面的上述形成中，喷嘴环的功能在这种特殊情况下也可以通过次级喷嘴和电绝缘壳体执行。

如果需要的话，可以清理具有抗粘附表面的装置。在涂覆之后，或在某些情况下也在要涂覆的组件的涂覆期间，粉末可以通过在空气喷嘴前方的线性和旋转运动吹离焊炬头和轴，因此例如允许静电粘附粉末从壳体上移除。对于任何粘附粉末的移除，装置当然也可以在扇形喷嘴前方以旋转方式移动或以线性方式通过环形空气喷嘴。空气不是将粉末吹离装置的唯一手段：可以优选地使用压缩空气。用二氧化碳(类似于液体CO₂喷砂)、氮气和/或氩气清理装置，是可能的。例如，通过刷子这样的机械清理当然也可以用抗粘附表面的适当配置来实现。在清理工艺期间形成的粉末可以供应到过滤器以通过现有的抽取系统处理。

该吹离工艺附加地确保焊炬头和/或轴在清理工艺期间冷却。因此，例如，甚至在小于60mm的相对小的孔的情况下，实现稳定的涂覆工艺是可能的，因为装置，特别是其壳体，在执行新的涂覆工艺之前以选择性的方式附加地冷却。

此外，陶瓷喷嘴，特别是或优选地喷嘴环，没有粉末残留物，为了这个目的，例如用环形空气喷嘴喷射陶瓷喷嘴。为了防止粉末渗入壳体的内部，在清理工艺期间，即甚至在焊炬头壳体的清理期间，用可能的不同参数，工艺气体流过喷嘴口。作为可选方案，通过示例，喷嘴口可以用密封元件密封，例如用具有仅2mm直径的橡胶塞。当然，密封元件匹配喷嘴口，以便避免喷涂粉末或其他有害物质的渗透。

如果清理装置设置在支架模块上(也就是说，例如在机器人臂上)，这可能是有利的，支架模块承载要涂覆的表面，也就是说，例如，要涂覆的具有汽缸衬里的发动机缸体。在这种情况下，装置可以移动到要涂覆的孔的外面。支架模块与它的清理装置一起沿着装置上下移动，也就是说优选地与它的吹出装置一起，同时装置以低速度旋转。在这种情况下，如果在一次循环之后装置已经清理，这可能是足够的，当然，即使围绕它自己的轴的几次循环也是可能的。

通过本发明，装置可用于涂覆表面，尤其可用于内燃发动机的具有小直径(<60mm)的汽缸衬里的内涂层，装置可以围绕它的轴旋转，并且在可消耗单个金属丝系统具体体现为阳极的情况下，可以以稳定工艺、以高的施加速率并且具有长的使用寿命和相应减少的维护费用内部地涂覆更小的孔直径(旋转单个金属丝电弧喷涂)。当然，不仅消耗固体金属丝，而且消耗填充金属丝是可能的。以可靠工艺操作所需的电和热绝缘体位于整体装置的其他方式的金属外壳里面(优选材料、黄铜也被称为根据本发明的意义上的金属)。电和热绝缘体仅在微粒喷射出口孔区域中使用。

根据在附图中说明的各种示例性实施例，在下面更详细地解释本发明的更多有利细节和效果。附图中：

图1表明用于热涂覆表面的装置的分解图；

图1a表明通过根据图1的装置的剖面图；

图2表明在第一实施例中作为细节的喷嘴环；

图3表明在第二实施例中作为细节的喷嘴环；

图4到图6表明喷嘴环的抗粘附表面的可能实施例，以及

图7到图11表明保护气体流的可能实施例；

在不同的附图中，相同部件总是配备有相同的附图标记，因此部件通常也仅描述一次。在图2和3中，组件各自从两侧即从下侧和上侧以透视的方式显示。在图7到11中，在每种情况下显示剖面图和平面图。

图1表明用于热涂覆表面的装置1。装置1可以称为焊炬1，其适合于热涂覆汽缸孔，甚至小于60mm的相对小直径中的一个。为了这个目的，电弧在装置1中点燃，所述电弧熔化喷涂填充材料，其中熔融的材料运送到要涂覆的表面。为了这个目的，使用两种气体，也就是主要气体和次级气体。主要气体的目的是维持或支持电弧，并且主要气体附加地具有冷却功能，同时次级气体也具有双重功能。一方面，次级气体旨在帮助熔融微粒的转移并且进一步原子化和加速微粒。另一方面，次级气体具有冷却功能，在下面将给出更多细节。主要气体可以是氩气、氮气、惰性气体混合物或通过示例用氢气和/或氦气给出的气体的混合物。次级气体可以是空气或压缩空气。氩气、氮气或其他惰性气体用作次级气体也是可能的。当然，通过示例提到的气体不旨在限制。

装置1可以具有头部部件2，例如作为中间部件的连接器3和作为连接部件的适配器4，同时主要气体连接件、次级气体连接件、电源连接件、控制和监控装置和金属丝未在图1中示出。为了涂覆汽缸孔，装置旋转自身并且同时线性地向后和向前移动。当然，也可以执行要涂覆的组件的线性运动，而不是装置的线性运动。当然，同样也适用于旋转运动，在此情况下是有利的。

如通过示例所说明的，用于热涂覆表面的装置1包含具有主要元件7和盖元件8的两部件壳体6、阴极9、主要气体分配器11、次级气体分配器12、电和热绝缘作用元件13、14和16、以及阳极，阳极设计为可消耗金属丝并且通过金属丝导引装置引导到次级气体喷嘴19中，其中主要气体喷嘴21以居中的方式安装在与次级气体分配器12并联连接的主要气体分配器11上并且具有径向设置在朝着次级气体喷嘴19定向的它的侧面22上的一个平面中的开口即孔或槽。

如果绝缘元件是由例如喷嘴环13、喷嘴绝缘体14和主要绝缘体16形式的多个组件具体体现，这是有利的。

喷嘴环13是由陶瓷材料制成，优选地是由高性能陶瓷材料制成，并且具有在壳体6和金属丝导引装置之间的电和热绝缘效应。喷嘴环13是整个装置或壳体6的其他方式的金属外部形式的唯一外部绝缘体。

在一个可能的实施例中，喷嘴环13是漏斗形设计并且在中心开口25的方向上从外环24延伸(图2)。以具有远离底部凸缘26延伸的壁部分27的套筒(图3)的方式具体体现喷嘴环13是可能的，因此形成喷嘴环13的扩展版本。

在两个实施例的优选配置中，喷嘴环13是抛光的，优选地是镜面抛光，至少在背对着阴极9的其外表面28上，以便避免粘附。喷嘴环13可以是单部件或多部件结构，其中陶瓷或比如氮化硅、氮化铝、氮化硼、氧化锆、氧化铝、ATZ或ZTA这样的材料可以优选地用于制造喷嘴环。

为了避免在喷嘴环13上的粘附，可以提供多种措施：

喷嘴环13是多部件设计并且具有在内部的局部抗粘附和/或绝缘表面或层29(图4)。

喷嘴环13是单部件设计并且具有在内部和在外部的局部抗粘附和/或绝缘表面或层29。

喷嘴环13是多部件结构并且具有扩展配置(图5)。

喷嘴环13是单部件结构并且具有扩展配置(图6)。

喷嘴环13是单部件结构，具体体现为具有中心地在一个平面上的孔30的保护气体喷嘴(图7)。

喷嘴环13是单部件结构，具体体现具有切向地在一个平面上的孔30的保护气体喷嘴(图8)。

喷嘴环13是单部件结构，具体体现为具有切向地在多个平面上的孔30的保护气体喷嘴(图9)。

喷嘴13是单部件结构，具体体现为具有切向地在多个平面上的槽31和孔30的保护气体喷嘴(图10)。

喷嘴环13是多部件结构，具体体现为具有槽31和切向迷宫孔32的保护气体喷嘴(图11)。

如果保护气体流引入喷嘴口33中以便避免和/或移除反射和/或偏转微粒，这是有利的，其中连续地和/或围绕喷涂射流以脉冲的方式产生保护气体流。喷嘴口33设置在壳体6的扁平部分即其主要元件7上，并且也是由喷嘴环13的表面28限定。从喷嘴口33出现涌出的射流。为了产生保护气体流，可以使用工艺气体，所有那些是转移它们所必要的，并且尤其供应次级气体作为保护气体是可能的。供应例如空气、氩气或其他气体作为工艺气体，也是可能的。保护气体可以流过在喷嘴环13的一个或多个平面上中心地设置的孔30和/或切向设置的孔30。此外，流动可以通过开槽喷嘴31和/或具有在喷嘴环13的一个或多个平面上中心地和/或切向地设置的孔30的开槽喷嘴31发生，以便稳定保护气体流。此外，保护气体流可以通过具有包含中心地设置的孔/槽30/31和/或切向地设置的孔/槽30/31的迷宫32的开槽喷嘴31发生，以便稳定保护气体流。保护气体形成为它是保护表面28的防护屏，保护喷嘴环13即喷嘴口33的表面28免受所述微粒的沉积。

如已经提到的，通过示例，壳体6是具有主要元件7和盖元件8的两部件设计，并且这有利于易于维护。如可以清楚地看到，壳体6主要是圆形设计。如在放弃的横截面中看到的，仅在喷嘴口33的区域是壳体6的圆形配置，即是主要元件7的圆形配置。这里，壳体6是压扁的，其中有到平面的倾斜过渡，喷嘴环13或喷嘴口33设置在该平面上。如在横截面中所看到的圆形壳体6的一致保持避免叶片效应，即，将携带汽缸孔中的工艺气体或空气，从而大大减少了对在要涂覆的表面的方向上要运送的微粒的叶片效应的负面影响。这种流动优化的表面配置也在减少壳体上的沉积物方面具有效果。

盖元件8可以通过螺钉34拧紧到主要元件7以形成壳体6。

壳体6优选地是由黄铜形成并且具有抗粘附表面36。抗粘附表面36可以以抛光壳体6的材料这样的方式具体体现，以便减少粗糙度，抵制在壳体6上的沉积。同样适用于轴，轴未在附图中显示。作为抗粘附表面36，壳体6也可以具有金属或优选地陶瓷类涂层。例如，在图1a所示的说明性实施例的情况下，抗粘附表面36应用为涂层。在附图1a中，通过示例，可以看到主要元件7的抗粘附表面36，同时喷嘴环不可见。当然，盖元件8也可以具有抗粘附表面。

本发明提供单个金属丝喷涂装置1，其旋转自身，甚至相对小直径的汽缸孔可以通过其涂覆。要点燃的电弧在阴极和阳极之间直接点燃，即在金属丝上，而不是在阴极和作为已知装置中迄今已知的等离子气体喷嘴之间，使用寿命由于电弧效应而缩短，特别是在相对高的电流强度下。在本发明中，主要气体喷嘴21是通过次级气体冷却，由于这个原因，提供开口，即槽。通过包含喷嘴绝缘体14、喷嘴环13、次级气体喷嘴19、主要气体分配器11和次级气体分配器12的组件，其优选是由陶瓷材料形成，内部热和电气绝缘是如同它有利地形成。喷嘴环13事实上是以整个装置或壳体的其他方式的金属外部形式的唯一的外部绝缘体。具有其组件的金属丝导引装置完全地容纳在壳体6里面，即在主要元件7里面，使得可能省略外部保护措施。在图1中也可以看到密封元件35。

附图标记列表

1用于热涂覆的装置

2头部部件

3连接器

4适配器

6壳体

7主要元件

8盖元件

9阴极

11主要气体分配器

12次级气体分配器

13喷嘴环

14喷嘴绝缘体

16主要绝缘体

19次级气体喷嘴

21主要气体喷嘴

22朝着19定向的侧面11

24外环

25中心开口

26底部凸缘

27壁部分

28外表面

29抗粘附和/或绝缘层

30孔

31槽

32迷宫孔

33喷嘴口

34螺钉

35密封元件

36抗粘附表面

Claims (10)

1.一种用于热涂覆表面的装置，其具有至少一个壳体(6)、阴极(9)、设计为可消耗金属丝的阳极和至少一个绝缘元件(13)，

其特征在于

所述至少一个壳体(6)具有不可拆卸的抗粘附表面(36)。

2.如权利要求1所述的装置，

其特征在于

所述壳体(6)是由黄铜组成，其在它的表面抛光，因此形成所述抗粘附表面(36)。

3.如权利要求1或2所述的装置，

其特征在于

所述抗粘附表面(36)是抗粘附和/或绝缘层或者抗粘附和/或绝缘层系统。

4.如上述权利要求中任一项所述的装置，

其特征在于

所述壳体(6)具有作为所述抗粘附表面(36)的硬铬涂层。

5.如上述权利要求中任一项所述的装置，

其特征在于

所述壳体(6)具有作为所述抗粘附表面(36)的氧化铝保护层。

6.如上述权利要求中任一项所述的装置，

其特征在于

所述壳体(6)具有作为所述抗粘附表面的氧化锆保护层。

7.如上述权利要求中任一项所述的装置，

其特征在于

所述壳体(6)具有作为所述抗粘附表面的铝层。

8.如权利要求7所述的装置，

其特征在于

所述铝层氧化，形成氧化铝保护层。

9.如上述权利要求中任一项所述的装置，

其特征在于

所述绝缘元件(13)具体体现为喷嘴环，其是由陶瓷材料形成，其在远离所述阴极(9)定向的它的表面上抛光。

10.如上述权利要求中任一项所述的装置，

其特征在于

所述绝缘元件(13)至少部分地具有抗粘附和/或绝缘表面(29)。