CN1293225C - 内腔表面的热喷涂方法和实施该方法的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用运动的火焰进行内腔表面尤其是内燃发动机曲轴箱的气缸镜面的热喷涂方法，这种运动的火焰由一把喷枪形成并被一种不燃烧的第一气流从两侧包围，其中可氧化的涂层材料被加速、被该火焰加热并沉淀到该表面上，且在该内腔中引入了吹洗空气。本发明建议，要喷涂的表面引入一种含惰性气体尤其是氮气的第二气流，该气流大致平行于要喷涂的表面引入。

Description

内腔表面的热喷涂方法和实施该方法的装置

本发明涉及一种内腔表面的热喷涂方法，用一种由喷枪形成的并被一种不燃烧的第一气流从两侧包围的运动火焰进行内腔表面的热喷涂方法，其中可氧化的涂层材料被加速、被该火焰加热并沉淀到该表面上，且在该内腔中引入了吹洗空气。本发明还涉及一种内腔的热喷涂装置，包括一把喷枪，其喷枪头可移入该内腔中、一个把可氧化的涂层材料供入由该喷枪形成的火焰中的装置、其中该涂层材料被加速、被该火焰加热并沉淀到该表面上、一个引入不燃烧的从两侧包围该火焰的第一气流的装置、以及一个将吹洗空气加入该内腔中的装置。

众所周知，这类热喷涂方法例如等离子喷涂是将一种喷涂材料尤其是一种金属以粉末或棒的形式送入一种火焰中、在该火焰中熔化并沉积到要喷涂的表面上。根据使用的喷涂材料和使用的环境气氛可达到具有不同性能的涂层，尤其是具有要求的滑动性能、硬度性能、涂层厚度，等等。众所周知，这类热喷涂例如用于内燃机曲轴箱的气缸镜面或连杆孔支承部位的表面精制。

众所周知，特别是在旋转的喷轮时，从两侧包围火焰的第一气流一方面用来冷却喷枪，另一方面则产生稳定作用。

在喷涂材料沉淀到表面上的过程中，希望喷涂材料的一部分产生一定的氧化，以便一定的氧化物夹杂在待形成的涂层中，从而使涂层达到一定的延展性。氧化特别取决于所用的喷涂材料、气流成分和喷涂时的喷涂气氛。喷涂气氛通过空气/氧化夹杂物产生的夹杂的氧化物和夹杂的孔隙影响显微硬度。这种孔隙一部分是希望的，例如用以形成一种微压力室系统、用以粘附滑动轴承或气缸镜面的润滑剂膜等。氧化物的形成主要取决于喷涂气氛的含氧量。只有在真空下喷涂时才将氧气抽出并在保护气氛中进行作业。但这样做一方面花费很大，另一方面也是不可取的，因为通过夹杂氧化物不可能对涂层的精确的孔隙率产生影响。

但为了制造具有少量氧化物尤其是可导致延性层间粘结的分层氧化物的等离子涂层，尽可能减少空气中的氧是必要的，特别是在等离子火焰中喷射的涂层材料熔化的过程中和熔化的粒子的飞行阶段以及粒子在被喷涂表面上的熔化阶段。而例如在真空中进行作业的情况下，则完全排除了空气中的氧，这时除了完全避免了氧化物的形成外，还存在这样的缺点，即喷涂的等离子层很密实，不可能承受由于涂层材料引起的变形和/或应力，从而可导致涂层产生裂纹或局部破裂。如果例如气缸镜面或连杆孔做成这样的涂层，则存在所谓活塞腐蚀或轴承腐蚀的危险。

文献WO 99/05339描述了一种喷涂方法：喷枪火焰被一种比环境气氛减少了氧气含量(低于18％体积百分比)的不燃烧气流从两侧包围。所以通过改变氧气含量可有目的地影响涂层中夹杂氧化物的百分数。但业已表明用这种方式即使在氧气含量最大减少到0％时不可能调节很少量的夹杂氧化物。

本发明旨在提出一种用简便方式产生一种保护气氛的方法，以便产生精确的尤其是很少氧化物的涂层，以及提出简便实施该方法的一种装置。

根据本发明，这个目的是通过这样一种由喷枪形成的并被一种不燃烧的第一气流从两侧包围的运动火焰进行内腔表面的热喷涂方法来实现的，其中可氧化的涂层材料被加速、被该火焰加热并沉淀到该表面上，且在该内腔中引入了吹洗空气，要喷涂的表面引入了一种含惰性气体的第二气流，该气流大致平行于要喷涂的表面引入。

即用只含一种惰性气体尤其是氮气的第二气流大致平行于被喷涂的表面作用到该表面上并附加地用吹洗空气引入该内腔即可通过该第二气流精确调节一种准保护气氛，特别是在熔化过程中在已熔化的涂层材料撞击到被喷涂的表面上时。

根据本发明的一个优选方案，第二气流的体积流量可进行可变调节，这样就有利于根据实际情况尤其是根据被喷涂表面的性能和/或涂层材料的性能和/或喷涂温度和/或第一气流的成分和/或吹洗空气进行被喷涂表面的精确的空气中的氧比例的调节，从而可调节被喷涂表面夹杂的氧化物的要求量和孔隙的要求尺寸。特别是，通过第二气流的剂量达到了这样的目的，即涂层的弹性模数与被喷涂表面材料的弹性模数之差可在一定的范围内相互进行调节，特别是这两个弹性模数之间的一个预定的差值是可调节的。这样就避免了涂层的弹性模数的过高的增加，从而避免了涂层变脆或涂层内产生过高内应力的危险。由此避免了被喷表面上的涂层剥落和涂层附着抗拉强度太小的潜在危险。另一方面，通过这两个弹性模数的差值的调节保证了在被喷涂的基体材料内产生的变形和/或应力正好还可被涂层吸收，而不在涂层内产生裂纹、剥落等现象。

根据本发明的另一个优选方案，作为在两侧包围喷枪火焰的第一气流采用一种惰性气体，必要时只用氮气。这样就可对被喷涂表面附近或离被喷涂表面不远的气氛进行更精确的调节，使之精确可重复地具有来自吹洗空气的氧气的一定剩余量。氧气的这个剩余量由包围被喷涂工件的空气气氛产生。特别是由此而可避免分层氧化物的产生，这种氧化物会导致涂层的相当疏松的层间粘结。

根据本发明的又一优选方案，第二气流从被喷涂表面的上方吹入内腔中，其中第二气流最好均匀地分布在整个表面上。这样，特别是在喷枪和火焰运动的过程中，有利于在被喷涂表面的全部范围都达到气氛中的剩余氧量的相同比例。所以具有稳定的高质量的即基本上相同空隙率和相同弹性模数的均匀涂层变成了可能。

根据本发明的另一个优选方案，在多个被喷涂内腔表面的情况下，特别是在一个曲轴箱的多个并排布置的气缸孔的情况下，第二气流被连续地引入全部被喷涂的内腔中，而在喷枪从一个被喷涂的内腔转移到下一个被喷的内腔的过程中，则中断了涂层材料的送入。这样就有利于达到这样的目的，即在喷枪引入下一个待喷涂的内腔中时，立即存在所需的气体气氛，因而避免了气体气氛的调节时间，而这样的调节时间势必延长进行喷涂的设备的连续运转。

此外，根据本发明，这个目的是通过一种内腔的热喷涂装置来实现的，包括一把喷枪，其喷枪头可移入该内腔中、一个把可氧化的涂层材料供入由该喷枪形成的火焰中的装置、其中该涂层材料被加速、被该火焰加热并沉淀到该表面上、一个引入不燃烧的从两侧包围该火焰的第一气流的装置、以及一个将吹洗空气加入该内腔中的装置，把附加的含有一种惰性气体的第二气流输入内腔中的另一个装置布置成使该第二气流大致平行于被喷涂的表面引入。通过把附加的由惰性气体组成的第二气流输入内腔中的另一个装置布置成使该第二气流大致平行于被喷涂的表面作用到该表面上而可在热喷涂的过程中有目的地调节内腔中的保护气氛。所以，这种保护气氛可通过第一气流、吹洗空气和附加的第二气流来调节。特别是，当第二气流的输入装置由一个管路系统组成时，第二气流可用简便的方式引入内腔中，该管路系统最好包围具有被喷涂表面的内腔的出口。

根据本发明的另一个优选方案，输入第二气流的装置布置在一个掩膜上，该掩模用来遮盖具有被喷涂内腔的工件尤其是曲轴箱。其中按本发明的另一个方案，每个掩模都具有一个管路系统，该管路系统用掩模定位，这个附加的装置可用简便的方式进行精确定位，通过该掩模的精确定位同时进行第二气流输入装置的定位。所以无需附加的调节步骤。此外，可用很简便的方式实现该输入装置直接与被喷涂的内腔对应，从而可靠地实现了第二气流的引入。

此外，根据本发明的一个优选方案，装有该附加装置的掩模具有一个最低高度，这个高度是这样选择的，即在热喷涂的过程中，掩模内可进行涂层材料供入喷枪火焰。这样可在掩模内实现涂层材料供入开始的一个稳定过程，所以在喷枪尤其是喷枪头继续下降到内腔中时，加速涂层材料的火焰业已稳定，因而可从被喷涂的孔(内腔)的最上缘开始进行内腔的最佳的、准确的喷涂。

下面结合附图所示的一些实施例来详细说明本发明。附图表示：

图1一个曲轴箱中的气缸镜面的热喷涂处理站的示意图；

图2该处理站一个处理段的示意侧视图；

图3图2处理段的示意俯视图；

图4一个掩模的透视图；

图5喷涂阶段的断面透视图。

图1表示曲轴箱12的气缸镜面的热喷涂处理站10的示意图。图中只部分地示出了一个曲轴箱12，有该曲轴箱只示出了四个气缸孔14。用这个处理站10可喷涂界定这些气缸孔14的壁即气缸镜面。喷涂用等离子喷涂技术进行。根据另一个实施例，也可用处理站10进行连杆孔的喷涂，该处理站在构造上适合连杆孔的特点。

曲轴箱12用运输段16例如辊道运送通过处理站10。该处理站包括处理段18，20，22，24，26，28，30，32，34和36。下面简要地说明一下各个处理段。

为图示清晰起见，在图1中没有示出传动、闸门、气体进出管、电能或其他工质、监控装置，等等。

处理段18包括一个供料站，该供料站把曲轴箱12供给处理站10。曲轴12已机加工完毕，在此不赘述，并具有已完成机加工的全部所需的功能元件，例如气缸孔、冷却剂通路、配合孔，等等(表面的最终精加工除外)。

处理段20包括一个清洗工位，在该工位内，彻底清洗曲轴箱，使之无切屑和没有油。此外，被喷涂的气缸镜面进行干燥和绝对去油。例如通过喷射冲洗达到无切屑和没有油，其中关键的部位例如切槽、孔、空腔等要用高压清洗碱液对准喷射进行清洁。去油剂如可通过过热蒸汽来进行，而过热蒸汽则例如通过适当构造的喷枪喷射到曲轴箱12的气缸镜面上。过热蒸汽例如具有130℃至160℃的温度并产生大约150至180毫巴的压力。曲轴箱12紧接着的干燥最好在例如负压为80至120毫巴的真空下进行。

在处理段22内，把所谓的掩膜放到曲轴箱12上。在这里将事先清洗和干燥的曲轴箱12配备一个掩膜38。掩膜38具有图中示意的孔40，这些孔40与气缸14对准中心，所以在放上掩膜38时极可从上方通过孔40到达气缸孔14。最好孔40稍大于气缸孔14，这样气缸孔14周围的表面(气缸头表面)就留出一个边缘。掩膜38做成可使曲轴箱12的全部其他部位都被它遮蔽，这些部位特别是指冷却剂通路、配合孔、等等。掩模38可用手工或通过适当的机械手放到曲轴箱12上。在这种情况下，掩膜38具有一个精确的平的下侧，该下侧贴合到曲轴箱12的气缸镜面上。为了固定掩模38，该掩模配有在图中未示出的定位销，这些定位销例如可啮合在曲轴箱12反正是现成的例如用作以后固定气缸头的配合孔中。掩模38用一种能经受以下处理的材料制成。特别是，该掩模具有足够大的强度，经受得住喷砂作用和等离子处理。掩膜38只通过它的自重贴合到曲轴箱12上。但由于两个位置的完全平整的边而可达到紧密贴合，所以曲轴箱12的气缸头表面和掩模38下侧之间的缝隙基本上是密封的。在处理段22放上掩模后，带有掩模38的曲轴箱12被运送到下面的处理段24、26、28、30和32。

在处理段24进行气缸孔14的喷砂。喷砂是为了使气缸镜面达到一定的粗糙度，以便在处理段32进行的等离子喷涂获得所需的附着抗拉强度。至少一把喷枪，必要时两把或多把喷枪同时或相继引入气缸孔14中进行喷砂。为此，喷枪通过掩模38的孔40引入。喷砂例如用三氧化二铝(Al₂O₃)进行，其粒度为0.3至1.18毫米，视相关基体粗糙度所要求的表面粗糙度或随后等离子喷涂所要求的附着抗拉强度而定。对具有四个气缸孔14的曲轴箱来说，最好用具有两把喷枪的双喷单元进行喷砂。在这种情况下，例如气缸孔1和3同时进行喷砂，亦即不喷直接相邻的气缸孔14。这样，在取决于气缸孔14的中心距离的场地条件相当窄的情况下就能更好地进行操作。此外，由此而可使整个曲轴箱的处理分作两半，因为两个气缸孔同时进行处理。在气缸1和3进行了喷砂后，或者曲轴箱12或者喷砂单元移动气缸孔14的中心距离，这样气缸孔2和4就可进行喷砂。在这种情况下，喷砂通过掩膜38的孔40进行，也就是说，喷枪通过掩膜38引入气缸孔14中。通过掩模38保护了曲轴箱12的全部其他部位，所以这些部位不会接触在压力作用下的喷砂工具，因而它们的表面不受损害。喷砂的作用只在气缸孔14的气缸镜面上产生。

喷过砂的曲轴箱12紧接着在处理段26进行清洁，即从气缸孔14中清除掉由于喷砂而沉淀的灰尘尤其是细灰尘。这种清除例如可通过净化的、脱油的和无水的、例如具有大约5至6巴压力的压缩空气在同时排尘的情况下进行。亦即同时进行全部气缸孔14的清除，用压缩空气吹并同时抽走灰尘。

在处理段28进行曲轴箱12尤其是气缸孔14的尺寸精确性的测量。除了测量尺寸精确性外，可进行气缸镜面的粗糙度测量。测量可用适当的装置例如摄影测量装置完全自动化地进行。可进行全部气缸孔14的测量，或以抽检的方式只测量一个气缸孔14或第n个曲轴箱12的一个气缸孔14。在曲轴箱12测量后将它运送到处理段30，在该处对曲轴箱12作记号。如果测出的粗糙度超出了规定的公差范围，则可将相应的曲轴箱12排出来，并在必要时将它再次送到喷砂站。当然最大的可能喷砂过程的次数是有限的。如果发现有缺陷的曲轴箱，则应增加粗糙度测量的频率。

最后，曲轴箱被送到处理段32，在该处进行气缸镜面的热喷涂。这里按众所周知的方式进行等离子喷涂，即把一种喷涂材料尤其是一种金属送入火焰，在该火焰中熔化并沉淀到气缸镜面上。除了喷涂材料外，还产生一种喷涂气氛。在这种情况下，可对任一个气缸孔14单独地进行气缸镜面的等离子喷涂，或类似于在喷砂时那样，用一个双等离子单元首先喷涂气缸孔1和3，然后喷涂气缸孔2和4。通过仍位于曲轴箱12上的掩模38可靠地避免了曲轴箱12的不喷涂的部位受到损害，特别是污染。等离子喷涂还要结合图4和5进行详细说明。

在气缸镜面进行等离子喷涂后，曲轴箱被运送到处理段34。必要时，这个处理段可以是一个冷却区的组成部分。在另一个实施例中，在等离子喷涂的处理段32和处理段34之间设置了一个单独的冷却区。

在处理段34取下掩模38。从曲轴箱12上取下掩模38可用手工或辅助装置进行。由于掩膜38只通过其自重搁置在曲轴箱12上，所以不需要任何附加措施就可取下掩模38。最后，在处理站10的处理36取下曲轴箱12并把它送去继续加工，例如进行等离子喷涂后的气缸孔14的衍磨，在气缸孔14上进行入口倒角。

此外，曲轴箱12的作记号可在处理段36进行。通过对每个曲轴箱12编一个顺序号，除了可监控质量外，处理站10的全部相关的过程参数都编上该曲轴箱12的顺序号，并将这些顺序号记录在一台过程控制计算机中。借助于记录的过程参数和有关顺序号与曲轴箱12的明确的对应，就可在以后任何时间对质量不满意的情况进行无可非议的误差分析。

在本发明说明书范围内以未详细讨论的方式提出了掩模38的孔40可做得稍大于气缸孔14，这样就可进行曲轴箱12的气缸孔14周围边缘区的相应边缘的喷涂，从而有利于使以后的倒角区达到具有一个比倒角工具的切削力相应大一些的附着抗拉强度并在倒角时不损害等离子涂层。

结合图1所说明的实施例是从这样的前提出发的，即曲轴箱12在通过处理段24、26、28、30和32的全过程中都带上掩膜。为此，掩膜在处理段22放到曲轴箱12上并在处理段34取下。所以这个实施例所用的掩膜38必须既适用于处理段24的喷砂又适用于处理段32的等离子喷涂。因为这里一方面涉及了材料磨去的处理，另一方面又涉及了材料涂覆的处理，所以掩模38必须适合这两种本身是相互对立的处理。

结合图2和3来说明另一个实施例中曲轴箱12的掩模的配置。这两个图分别表示处理段24或处理段32的示意侧视图和示意俯视图。处理段24和32内的基本构造是相同的。唯一的区别是，一个所用的工具是喷砂装置，而另一个所用的工具则是等离子喷涂装置。但在本发明说明书中的范围内，不拟详细讨论这方面的问题。重要的是，不论在处理段24进行喷砂还是在处理段32进行等离子喷涂时，曲轴箱12都必须带上掩模。

凡是与图1相同的部分都用相同的参考号并不再赘述。

在图2示意侧视图中，曲轴箱12布置在一个升降台42上。该升降台42是这样组合在输送段16中的，即曲轴箱12借助于该输送段16运送到相应的处理段24或32并在该处用升降台42移到它的相应处理位置。此外，示意地示出了处理工具44，该处理工具具有一把喷枪或按前述的实施例具有两把或多把喷枪46。喷枪46或者用于处理段24的喷砂或者用于处理段32的等离子喷涂。

处理站24或32包括一个在这里用50整体表示的装置，该装置用来配备由轴箱12的掩模。与图1实施例不同的是，这里配置掩模一方面在处理站24，另一方面在处理站32进行。装置50包括一个转盘给料器52，它借助于一个传动装置54可绕其旋转轴56旋转一定的步距。如图3的示意俯视图可比较清楚地看出，转盘给料器52分别为一个掩模设置了夹具58。从该俯视图还可清楚看出，掩模38只具有孔40，这些孔分别与气缸孔14对应。转盘给料器52借助于传动装置可按确定的步进方式进行旋转。在所示的实施例中，在转盘给料器52上布置了四个掩膜38，这样它就可按步进方式分别旋转90°。装置50配置了一个示意示出的清理装置62，该清理装置例如可具有一把铣刀64或一个磨损套嵌入和取出站。此外，还示意地示出了排尘装置66或68。

图2和图3所示的装置50的动作原理如下：

借助于传动装置54总是可精确地把一个掩模38运到一个处理站。在掩模38到达它的由止挡60限定的精确位置后，曲轴箱12借助于升降台42向上移动即朝掩膜38移动，从而使掩模38的孔与曲轴箱12的气缸孔到达一个对准中心的位置。在这个位置内用工具44或者按处理段24进行喷砂或者按处理段32进行等离子喷涂。

如图3所示，在一个掩模38到达它的处理位置的一瞬间在顺时针方向观察，下一个掩模38位于它的过渡位置内和一个掩模38位于一个与清洁装置62对应的位置内。另一个掩模38则位于清洁位置和处理位置之间。从而达到这样的目的，即当一个掩模38执行它的遮蔽功能时，同时第二个即这个精确错开180°布置的掩模38用装置62进行清洁处理。通过铣削装置64例如可恢复掩模38的孔40的尺寸精确性。尺寸精确性在等离子喷涂过程中例如由于沉积而受到了影响。也可通过更换掩模内的相应磨损套来达到孔的尺寸精确性。

在一个曲轴箱12进行喷砂或等离子喷涂后，转盘给料器52分别旋转90°，这样每个曲轴箱12都配备一个新的(清洁的)掩模38，从而保证了喷砂或等离子喷涂的相同的处理质量。

在处理站24可不设置清理装置62，因为在该处不进行附加的材料涂覆，因而不可能影响孔40的尺寸精确性。只有由于材料磨去而不再具有精确尺寸的掩模38或磨损套才进行更换。

通过在图2和3所示的装置50可用简单的方式自动放上曲轴箱12的掩模。特别是，如果装置50与一台过程控制计算机连接，则可进行掩模38的精确的明确的定位，这样在喷砂或等离子喷涂时就可达到相同的质量。

从图4可以看出，在处理段32进行等离子处理的过程中，掩模38配置了一个输入第二气流的装置70。该装置70由一个管路系统72组成，该管路系统通过一个管接头74连通第二气流。该管接头74与气源连通。在这个实施例中，采用氮气作为第二气流。所以管接头74与一个氮气源连接。与氮气源连接可在处理段32内进行。根据掩膜38是按图1实施例与曲轴箱12一起运送或掩模38按图2和3所示实施例在处理段32定位来实施与氮气源的相应的连接可能性。

管路系统72做成支路，即单个管路段76分别包围掩模38的通孔40。管路段76做成环形，所以管路系统72接近包围了通孔40的整个圆周。直接围绕通孔40延伸的管路段76具有若干喷嘴78(图5)，它们按一定的距离布置在通孔40的整个圆周上。喷嘴78的距离和尺寸是这样选择的，即根据规定的过程参数可从这些喷嘴78中喷出可选择的氮气体积流量。氮气最好以2和5巴之间的压力范围供入管路系统72中，视所需的空气下降速度而定。

图5表示在一个被喷涂的气缸孔14的范围内通过一个曲轴箱12剖开的断面示意透视图。图5视图相当于在处理站32内正在进行等离子喷涂。与前面图中相同的部分所用相同的参考号并不再赘述。

处理工具44包括一个喷枪手柄80，该喷枪手柄一方面可按双箭头82进行垂直运动，另一方面又可按箭头84进行旋转运动。喷枪手柄80配置了涂层材料的一个供入装置86。涂层材料例如可呈粉状、棒状或别的适当形状供入。在供入等离子气体最好是氩或由氩、氦、氮和氢组成的混合气体的情况下通过点燃的电焊形成等离子火焰88。可在喷枪手柄80内供入等离子气体。在这种情况下，燃烧温度例如达到10000℃以上，例如15000℃至30000℃。涂层材料通过供入装置86供入点燃的等离子火焰88中。于是涂层材料熔化，熔化的粒子被加速到例如80至150米/秒，并在粉状尾迹90内沉淀到气缸孔14的气缸镜面上。在喷涂过程中，喷枪手柄80按箭头84旋转并按双箭头82水平运动，从而达到了气缸孔14整个表面的均匀喷涂。旋转速度例如为10至500转/分之间，最好100至300转/分之间。

第一气流92从两侧包围等离子火焰88并对等离子火焰88进行导向。此外，第一气流92对喷枪手柄80进行冷却。通过组装在喷枪手柄80中的供气管94供入第一气流92。该气流由氮组成。通过在喷枪手柄80上设置的第一气流92的喷气孔96使之按一定的旋转速度进行旋转，从而达到了在相当快的旋转等离子火焰88时也可对等离子火焰进行导向。

掩模38的高度h是这样选择的，即在喷枪沉入气缸孔14中时在掩模38的范围内进行涂层材料的供入。喷枪本身在气缸孔14之间交换时保持接通(减少电极磨损)。这样，在掩膜内供入涂层材料后火焰出现稳定，所以顺着气缸孔14的边缘开始进行均匀的喷涂。

第一气流92通过气流98叠加。第二气流98则通过图4所示装置70引入气缸孔14中。同样也由氮气组成的第二气流98基本上平行等于被喷涂的表面14引入。

第一气流92和第二气流98也可不用氮，而用别的惰性气体，例如氩。

通过气流92和98在气缸孔14的被喷涂表面上的叠加，尤其是在粉状尾迹90附近顺着引入例如吸入气缸孔14中的吹洗空气可达到涂层材料的氧化在精确的范围内进行调节。所以根据本发明可调节涂层的孔隙率和涂层的弹性模数。特别是，根据曲轴箱12的材料可调节曲轴箱12和涂层的弹性模数之间的差。

在等离子喷涂的过程中，曲轴箱12通过图2中示意的抽气系统68加负压，所以可附加地用空气气氛调节空气吹洗。这种空气吹洗具有的流速(空气沉降速度)为3至15米/秒，特别是8至12米/秒，并用来有目的地抽走喷涂过程中的过喷粒子。这种吹洗空气通过第二气流98叠加。该第二气流以2至5巴的压力引入装置70中，所以第二气流的沉降速度约为吹洗空气的30％至70％。根据吹洗空气的空气沉降速度和第二气流(氮气)的沉降速度之间的调节的差可调节气缸孔14被喷涂表面附近或离该表面不远的空气中的氧的准确存在。空气中的氧的这种准确的存在导致了涂层弹性模数的要求的准确调节和氧化物的要求的夹杂以及孔隙形成。

在随后的、这里不拟赘述的工序中进行等离子涂层的精加工，这样表面上封闭的微孔露出，从而构成微压力室系统，这样的微压力室系统以人所熟知的方式对气缸孔内进行导向运动的活塞起润滑作用。

Claims (19)

1.用一种由喷枪形成的并被一种不燃烧的第一气流从两侧包围的运动火焰进行内腔表面的热喷涂方法，其中可氧化的涂层材料被加速、被该火焰加热并沉淀到该表面上，且在该内腔中引入了吹洗空气，其特征为，要喷涂的表面引入了一种含惰性气体的第二气流，该气流大致平行于要喷涂的表面引入。

2.按权利要求1的方法，其特征为，第二气流的体积流量可进行可变调节。

3.按权利要求2的方法，其特征为，第二气流从要喷涂的内腔的上方引入内腔中。

4.按前述权利要求任一项的方法，其特征为，第二气流通过内腔的整个圆周引入。

5.按权利要求1的方法，其特征为，第二气流以2巴和5巴之间的压力引入内腔中。

6.按权利要求1的方法，其特征为，第二气流以吹洗空气的空气沉降速度的大约30％至70％的沉降速度引入。

7.按权利要求1的方法，其特征为，第一气流只含一种惰性气体。

8.按权利要求7的方法，其特征为，第一气流只含氮气。

9.按权利要求1的方法，其特征为，第二气流含有氮气。

10.按权利要求1的方法，其特征为，要喷涂的表面是内燃发动机曲轴箱的气缸工作面。

11.内腔的热喷涂装置，包括一把喷枪，其喷枪头可移入该内腔中、一个把可氧化的涂层材料供入由该喷枪形成的火焰中的装置、其中该涂层材料被加速、被该火焰加热并沉淀到该表面上、一个引入不燃烧的从两侧包围该火焰的第一气流的装置、以及一个将吹洗空气加入该内腔中的装置，其特征为，把附加的含有一种惰性气体的第二气流(98)输入内腔(14)中的另一个装置(70)布置成使该第二气流(98)大致平行于被喷涂的表面引入。

12.按权利要求11的装置，其特征为，该装置(70)由一个管路系统(72)组成，该管路包围内腔(14)的出口，通过这些出口可将喷枪(44)移入该内腔(14)中.

13.按权利要求12的装置，其特征为，管路系统(70)的各个管路段(72)以形状连接的方式包围这些内腔的出口。

14.按权利要求12或13的装置，其特征为，管路段(72)具有喷嘴(78)，这些喷嘴对准内腔(14)的方向并相隔一定距离布置在内腔(14)的整个圆周上。

15.按权利要求11的装置，其特征为，要喷涂的表面是内燃发动机曲轴箱的气缸工作面。

16.按权利要求15的装置，其特征为，装置(70)布置在一个掩膜(38)上，至少在热喷涂的过程中用该掩模遮盖曲轴箱(12)。

17.按权利要求16的装置，其特征为，每个掩膜(38)都具有一个管路系统(72)，该管路系统用该掩模定位。

18.按权利要求12或17的装置，其特征为，管路系统(72)与一个固定的惰性气体源连接。

19.按权利要求18的装置，其特征为，管路系统(72)与一个固定的氮气源连接。

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