CN112899608A - 一种双叠加涂层的制备方法及制备装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双叠加涂层的制备方法及制备装置，焊枪内于喷射口处设置有分流器，分流器将喷射口分割成两个熔料通道，熔化的熔料分流成两路喷涂到基材表面上，两个熔料通道的出料口面积不同。焊枪中喷涂粉体在阴极、阳极之间的等离子弧作用下熔化成熔料，熔料在工作气体的压力下经过两个熔料通道分流成两路喷涂到基材表面上，两个熔料通道的出料口面积不同，以使两路熔料在基材表面形成的涂层之间相互叠加咬合。避免了涂层间不咬合导致整体涂层出现孔隙及裂纹等问题，大大增加了涂层的强度。
Description
技术领域
本发明涉及表面喷涂技术领域，具体涉及一种双叠加涂层的制备方法及制备装置。
背景技术
等离子热喷涂的工作流程是采用非转移等离子弧产生的等离子焰释放的热量作为加热源，将进入其中的喷涂粉末加热到软化或者熔融的颗粒状态，并利用工作气体的压力将混合粉末喷涂到基材表面，最终以很高的速度撞击在经过预处理的基材表面上铺展而堆积形成一定厚度的表面保护覆层。热喷涂常用的装置是焊枪，如图1所示，焊枪1具有腔室2，腔室壁上设置有阴极3和阳极4，焊枪还具有与腔室连通的供工作气体进入的进气口5以及供喷涂粉体进入的粉体进口6，焊枪还具有喷射口7。但是基材表面扥整体涂层是由多个涂层形成，由于焊枪只有一个喷射口，一次形成一道涂层，导致基材表面8的整体涂层会出现多道涂层之间相互不咬合的问题，导致该装置下形成的喷涂层微观上会出现孔隙、裂纹以及强度低的问题。目前，关于涂层的研究都是通过改变混合粉末的成分及颗粒大小等工艺参数，来调节涂层的力学性能，但是最后得到的涂层强度依然提升不大。
发明内容
本发明的目的是提供一种双叠加涂层的制备方法，以解决现有技术中存在的多道涂层之间不咬合导致基材表面整体涂层出现孔隙、裂纹、强度低的问题；同时，本发明的目的还在于提供一种实现上述制备方法的双叠加涂层的制备装置。
为实现上述目的，本发明的一种双叠加涂层的制备方法采用如下技术方案：一种双叠加涂层的制备方法，喷涂粉体进入焊枪中，在阴极、阳极之间的等离子弧作用下熔化成熔料，熔料在进入焊枪中的工作气体的作用下经过两个熔料通道分流成两路喷涂到基材表面上，两个熔料通道的出料口面积不同，以使两路熔料在基材表面形成的涂层之间相互叠加咬合。
所述两个熔料通道上下间隔设置，且上方的熔料通道的出料口面积大于下方的熔料通道的出料口面积。
所述上方的熔料通道的出料口面积与下方的熔料通道的出料口面积比为4:1。
本发明的一种实现上述制备方法的双叠加涂层的制备装置采用如下技术方案：一种实现如权利要求1所述制备方法的双叠加涂层的制备装置，包括焊枪，焊枪具有腔室，腔室壁上设置有阴极和阳极，焊枪还具有与腔室连通的供工作气体进入的进气口以及供喷涂粉体进入的粉体进口，焊枪还具有喷射口，所述焊枪内于喷射口处设置有分流器，分流器将喷射口分割成两个熔料通道，喷涂粉体熔化后的熔料分流成两路喷涂到基材表面上，两个熔料通道的出料口面积不同，以使两路熔料在基材表面形成的涂层之间相互叠加咬合。
所述两个熔料通道上下间隔设置，且上方的熔料通道的出料口面积大于下方的熔料通道的出料口面积。
所述上方的熔料通道的出料口面积与下方的熔料通道的出料口面积比为4:1。
所述分流器为尖端位于焊枪内、大端朝外的圆锥体结构，圆锥体结构与喷射口的左右两侧内壁连接。
所述分流器为尖端位于焊枪内的三角板或角板，三角板或角板的左右两端与喷射口的左右两侧内壁连接。
本发明的有益效果：喷涂粉体进入焊枪的腔室内，熔化后在工作气体的压力下，经过两个熔料通道喷射而出，两个熔料通道的出料口面积不同，在焊枪的移动过程中，两个熔料通道中喷射出的熔料在基材表面形成两个相互咬合叠加在一起的涂层，降低了涂层间不咬合导致整体涂层出现孔隙及裂纹的出现，大大增加了涂层的强度。
附图说明
图1是背景技术中焊枪的结构示意图；
图2是本发明的一种双叠加涂层的制备装置的实施例一的结构示意图；
图3是图2中分流器与焊枪的喷射口之间的截面图；
图4是本发明的一种双叠加涂层的制备装置的实施例二中分流器与焊枪的喷射口之间的截面图；
图5是本发明的一种双叠加涂层的制备装置的实施例三中分流器与焊枪的喷射口之间的截面图；
图6是本发明的一种双叠加涂层的制备装置的实施例四中分流器与焊枪的喷射口之间的截面图；
图7是本发明的一种双叠加涂层的制备装置的实施例五中枪头的结构示意图。
具体实施方式
本发明的一种双叠加涂层的制备方法的实施例，喷涂粉体进入焊枪中，在阴极、阳极之间的等离子弧作用下熔化成熔料，熔料在进入焊枪中的工作气体的作用下经过两个熔料通道分流成两路喷涂到基材表面上，两个熔料通道的出料口面积不同，以使两路熔料在基材表面形成的涂层之间相互叠加咬合。两个熔料通道上下间隔设置，且上方的熔料通道的出料口面积大于下方的熔料通道的出料口面积。两个熔料通道的出料口面积设置成大小不同的原因在于：焊枪依次可以成型一个大面积涂层和一个小面积涂层，而且小面积涂层与大面积涂层之间可以相互部分叠加和咬合，在下一次焊枪喷涂基材表面其他部分时，可以使大涂层与小涂层重叠，这样小涂层就完全填充在两个大涂层之间，避免出现现有技术中涂层与基材表面的连接边缘处暴露导致该处强度较低的问题。上方的熔料通道的出料口面积与下方的熔料通道的出料口面积比为4:1。
本发明的一种双叠加涂层的制备装置的实施例一，如图2-3所示，包括焊枪1，焊枪具有腔室2，腔室壁上设置有阴极3和阳极4。焊枪还具有与腔室连通的供工作气体进入的进气口5以及供喷涂粉体进入的粉体进口6，焊枪还具有喷射口。焊枪内于喷射口处设置有分流器9，分流器将喷射口分割成两个熔料通道（10、11），熔化的熔料分流成两路喷涂到基材表面上。两个熔料通道的出料口面积不同，以使两路熔料在基材表面形成的涂层之间相互叠加咬合。两个熔料通道上下间隔设置，且上方的熔料通道10的出料口面积大于下方的熔料通道11的出料口面积。上方的熔料通道10的出料口面积与下方的熔料通道11的出料口面积比为4:1。本实施例中，喷射口的横截面呈矩形，分流器9为尖端位于焊枪内的三角板，三角板的左右两端与喷射口的左右两侧内壁连接。
在使用时，喷涂粉体进入焊枪的腔体中，在阴极、阳极之间的等离子弧作用下熔化成熔料，熔料在工作气体的压力下经过两个熔料通道分流成两路喷涂到基材表面上，上方熔料通道的出料口面积是下方熔料通道的出料口面积的四倍。在焊枪的移动过程中，两个熔料通道中喷射出的熔料在基材表面形成两个相互咬合叠加在一起的涂层，避免了涂层间不咬合导致整体涂层出现孔隙及裂纹等问题，大大增加了涂层的强度。
本发明的一种双叠加涂层的制备装置的实施例二，如图4所示，与实施例一的区别仅在于喷射口的形状不同，本实施例中喷射口的横截面为圆形。
本发明的一种双叠加涂层的制备装置的实施例三，如图5所示，与实施例一的区别仅在于喷射口的形状以及分流器的形状不同，本实施例中喷射口的横截面为长轴沿上下方向延伸的椭圆形，分流器9为尖端位于焊枪内、大端朝外的圆锥体结构，圆锥体结构与喷射口的左右两侧内壁连接。
本发明的一种双叠加涂层的制备装置的实施例四，如图6所示，与实施例一的区别仅在于喷射口的结构以及分流器的结构不同，本实施例中，喷射口的横截面为圆形，分流器9为尖端位于焊枪内的角板，角板包括两个倾斜设置的倾斜板，角板的左右两端与喷射口的左右两侧内壁连接。
本发明的一种双叠加涂层的制备装置的实施例五，如图7所示，与实施例一的区别仅在于焊枪的端部设置有枪头，枪头的结构如图7所示，枪头包括壳体12，壳体具有两个与各熔料通道对应的出料通道13。各出料通道均包括进料口14和喷料口15，各进料口与各熔料通道的出料口大小相等且形状对应。各出料通道均具有平流段18、过渡段19和扩散段20，扩散段的喷射口横截面为圆形，圆形的喷料口能够提高粉料成型的形状及成型的效果。壳体朝向焊枪的端部设置有连接板16，形成安装腔17，在使用时将焊枪的端部插入安装腔中，此时分流器的外侧壁与两个出料通道之间的壳体部分密封接触，壳体的端面与焊枪的端面密封接触。
Claims (8)
1.一种双叠加涂层的制备方法，其特征在于：喷涂粉体进入焊枪中，在阴极、阳极之间的等离子弧作用下熔化成熔料，熔料在进入焊枪中的工作气体的作用下经过两个熔料通道分流成两路喷涂到基材表面上，两个熔料通道的出料口面积不同，以使两路熔料在基材表面形成的涂层之间相互叠加咬合。
2.根据权利要求1所述的双叠加涂层的制备方法，其特征在于：所述两个熔料通道上下间隔设置，且上方的熔料通道的出料口面积大于下方的熔料通道的出料口面积。
3.根据权利要求2所述的双叠加涂层的制备方法，其特征在于：所述上方的熔料通道的出料口面积与下方的熔料通道的出料口面积比为4:1。
4.一种实现如权利要求1所述制备方法的双叠加涂层的制备装置，包括焊枪，焊枪具有腔室，腔室壁上设置有阴极和阳极，焊枪还具有与腔室连通的供工作气体进入的进气口以及供喷涂粉体进入的粉体进口，焊枪还具有喷射口，其特征在于：所述焊枪内于喷射口处设置有分流器，分流器将喷射口分割成两个熔料通道，喷涂粉体熔化后的熔料分流成两路喷涂到基材表面上，两个熔料通道的出料口面积不同，以使两路熔料在基材表面形成的涂层之间相互叠加咬合。
5.根据权利要求4所述的双叠加涂层的制备装置，其特征在于：所述两个熔料通道上下间隔设置，且上方的熔料通道的出料口面积大于下方的熔料通道的出料口面积。
6.根据权利要求5所述的双叠加涂层的制备装置，其特征在于：所述上方的熔料通道的出料口面积与下方的熔料通道的出料口面积比为4:1。
7.根据权利要求5或6所述的双叠加涂层的制备装置，其特征在于： 所述分流器为尖端位于焊枪内、大端朝外的圆锥体结构，圆锥体结构与喷射口的左右两侧内壁连接。
8.根据权利要求5或6所述的双叠加涂层的制备装置，其特征在于：所述分流器为尖端位于焊枪内的三角板或角板，三角板或角板的左右两端与喷射口的左右两侧内壁连接。
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