CN105499086A - 冷喷涂喷枪 - Google Patents

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Abstract

冷喷涂喷枪，涉及表面工程领域中的冷喷涂。设有喷枪主体，在喷枪主体内设有至少2个喷嘴和n个送粉管，n个送粉管用于为每一喷嘴送入待喷涂粉末及送粉气体，每一送粉管均通过各自管路外接至独立的送粉装置；其中，n为≥2的整数。不仅实现对喷嘴功能的优化，提升了喷嘴对不同粉末的适应性；而且避免了采用机械混合后剩余粉末的分离问题；另外，采用适当的喷嘴与大颗粒粉末组合，可获得涂层原位喷丸强化效果；控制不同喷嘴的送粉速度，对于制备梯度复合涂层非常有效。

Description

冷喷涂喷枪
技术领域
本发明涉及表面工程领域中的冷喷涂，尤其是涉及将粉末粒子沉积到工件表面以制备涂层的一种冷喷涂喷枪。
背景技术
冷喷涂是基于空气动力学原理的一种喷涂技术，其工作过程是利用高压气体(如N2、He、空气或其混合气体等)通过缩放管产生超音速流动。高速流动的气体携带粉末颗粒，使粉末粒子在固态下撞击基体材料并通过粒子的塑性变形而沉积于基体表面上形成涂层的一种方法。
冷喷涂技术除被用于制备多种金属涂层外，还可用于制备多种金属基复合涂层。在制备金属基复合涂层时，常规的做法是将两种或两种以上的粉末按一定比例机械混合后装入送粉装置中进行喷涂作业。采用这种方法的时候，如果被混粉末颗粒的密度或粒径差别较大，往往难以实现将粉末混合均匀。即使在装入送粉装置前已获得较为满意的混合效果，在送粉器中送出时也会由于不同种粒子较大的粒径或密度差异而导致送粉射流中粉末组成偏离原混合粉末成分，从而难以获得预期的涂层。
中国专利CN102873011A公开一种内孔冷喷涂喷枪，包括送粉接头、两个工作气体入口接头、L型预气室、测温接头、测压接头、送粉管和拉瓦尔喷嘴；还包括中间件；送粉接头置于L型预气室的顶端，L型预气室的末端通过中间件固定连接拉瓦尔喷嘴；送粉管连接送粉接头，并沿着L型预气室内设置的通孔与拉瓦尔喷嘴相连通，在L型预气室的末端、拐弯后平直部位进行固定。
发明内容
本发明的目的在于针对现有的冷喷涂方法中存在的送粉困难、剩余粉末分离困难等不足，提供对喷涂复合粉末适应性强，从结构上实现喷涂差异较大的复合粉末颗粒的一种冷喷涂喷枪。
本发明设有喷枪主体，在喷枪主体内设有至少2个喷嘴和n个送粉管，n个送粉管用于为每一喷嘴送入待喷涂粉末及送粉气体，每一送粉管均通过各自管路外接至独立的送粉装置；其中，n为≥2的整数。
所述喷嘴可采用LAVAL喷嘴，或LAVAL喷嘴与直通喷嘴的组合。各喷嘴内的主推进气体温度、压力等工作参数相同。各喷嘴内部可以根据喷射不同种粉末的实际需要制作成相同或不同的结构、尺寸。
本发明克服了现有冷喷涂喷嘴技术上的不足。采用至少2孔喷枪结构，避免了两种颗粒粒径差异较大时导致的送粉困难、剩余粉末的分离困难等问题。采用多孔喷嘴，由于不同种粉末均置于各自独立的送粉装置中，不存在不同种粉末之间的掺混，因而有利于喷涂结束后不同种粉末的回收。此外，由于各喷嘴内部可采用不同的设计尺寸，因而有利于实现输送不同粒度的粉末；譬如一个喷嘴内部采用喉部直径为2mm的传统Laval缩放结构来喷涂较细金属粉末，而另一个喷嘴内部采用直径为4mm的直通结构来喷射较粗粒子(如直径为3mm的钢丸)，这样的组合可便于实现金属基复合涂层的原位喷丸强化。
本发明有效解决以上现有冷喷涂喷嘴技术上的不足，不仅实现对喷嘴功能的优化，提升了喷嘴对不同粉末的适应性；而且避免了采用机械混合后剩余粉末的分离问题；另外，采用适当的喷嘴与大颗粒粉末组合，可获得涂层原位喷丸强化效果；控制不同喷嘴的送粉速度，对于制备梯度复合涂层非常有效。
附图说明
图1为本发明实施例的结构组成示意图。
具体实施方式
以下实施例将结合附图对本发明作进一步的说明。
参见图1，本发明实施例设有第1送粉接头1、第2送粉接头2，在喷枪主体3内设有第1喷嘴A和第2喷嘴B。
各喷嘴内的主推进气体工作参数相同。各喷嘴的内部几何尺寸可以不相同，所述喷嘴可全部采用LAVAL式结构，也可采用LAVAL与直通喷嘴的组合；各喷嘴的喉部尺寸可以根据实际工作需要进行设计。各喷嘴均设有独立的送粉接头。
上述实施例以双孔喷嘴为例。如第1喷嘴A采用常规喉部2～4mm的LAVAL结构，第2喷嘴B根据实际工况选择，可以采用常规的LAVAL结构，也可以采用直通结构；喷枪可设计成两喷嘴中心线相交于喷嘴出口外某处。根据不同使用需求进行以上设计。
使用时，准备所需粉末分别装入2台独立送粉器中，由2台送粉器分别送入相连接的送粉管(如：#1号送粉器送粉至第1送粉管；#2号送粉器送粉至第2送粉管)。实际喷涂过程与常规冷喷涂工序相同。由于双喷孔冷喷涂喷枪可以根据实际需要单独送粉，因而可以更好地控制进入喷枪的粉末比例与组合。相对于传统的将机械混合粉末装入同一送粉器中的方法，采用双孔喷枪的方法在喷涂结束后送粉装置中剩余的粉末均为单一粉末，故不存在剩余粉末难以分离的问题。
可以根据实际需要依照上述方法增加喷嘴数目，即由双孔扩展到更多孔，并相应增加送粉接头。
本发明将双孔(多孔)喷枪运用于冷喷涂技术中，各喷嘴中所送粉末相互独立，可有效解决喷涂结束后送粉装置中剩余混合粉末难以分离的问题。

Claims (3)

1.冷喷涂喷枪，其特征在于设有喷枪主体，在喷枪主体内设有至少2个喷嘴和n个送粉管，n个送粉管用于为每一喷嘴送入待喷涂粉末及送粉气体，每一送粉管均通过各自管路外接至独立的送粉装置；其中，n为≥2的整数。
2.如权利要求1所述冷喷涂喷枪，其特征在于所述喷嘴采用LAVAL喷嘴，或LAVAL喷嘴与直通喷嘴的组合。
3.如权利要求1所述冷喷涂喷枪，其特征在于各喷嘴内的主推进气体温度、压力工作参数相同。
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