CN1329180A - 混合粉末热喷射方法 - Google Patents

Abstract

一种混合粉末热喷射方法;其中:使等离子流转向而进行热喷射操作;通过孔腔热喷射形成混合热喷射膜包含两种具有不同熔点的材料,对每种材料都设置有粉末输送口;并且对每个粉末输送口进行分别控制,以从外部输送每种材料。

Description

混合粉末热喷射方法

本发明涉及一种混合粉末热喷射方法，更确切地讲，是涉及一种使其中的等离子流弯转而进行热喷射的混合粉末热喷射方法。

这种热喷射技术已经被广泛地用于汽车的滑动件而作为使其滑动表面有耐磨强度的方法，用于热喷射的材料的范围根据使用的状况可以从单一材料到混合(或复合)材料而涉及不同的领域。在这些情况中，在对圆柱体的孔腔内表面进行孔腔等离子热喷射时，就使用等离子热喷射枪喷射孔腔；等离子热喷射枪的结构包含：使在正极和负极之间产生的等离子流弯转向枪的延伸方向并进行热喷射(图11)的系统，以及一个按照正极和负极(图12)的布置情况使所产生的等离子流与枪的延伸方向垂直的系统。

图11表示一种内部送料方法(一种在热喷射电极内侧输送粉末的方法)，从粉末输送管106输送的粉末108穿过设置在铜合金制成的正极102内的粉末输送通道107(细管)，并从输送口107a输送到等离子流104，这是用于向带有使等离子流转向的系统的热喷射枪101输送粉末材料的一种方法。

当用图11所示的系统输送粉末材料时，由等离子流104熔化的粉粒穿过正极并呈热喷射火焰105的形式，在通过时熔化的粉粒109就会与正极的内侧粘附(特别是在等离子流喷射口附近)。如果热喷射不断进行，熔化粉粒109的粘附状况会不断扩大，而逐渐充满输送口107a，进而产生粉末将该输送口阻塞的问题。而且，经过一段长时间的热喷射后，由于粉末的流动作用，会引起粉末输送通道107的磨损和变形107b。这样就会在粉末输送通道107内产生紊流，从而降低粉末的喷射速度，由此所带来的问题是：熔化的粉粒109就更容易粘附在正极上。

因此，在这种热喷射方法中，就需要对热喷射枪频繁地进行维护，以防止熔化粉粒的粘附和阻塞状况，这会使生产力降低。再者，当粉末输送通道107的磨损加速时，即使正极102没有达到其固有的使用寿命，也不得不更换正极102。由于正极102呈特殊的形状且很昂贵，由此又提高了产品的成本。

另一方面，图12表示出一种外部输送方法(一种在热喷射电极外侧输送粉末的方法)，将粉末108从粉末输送管126出口的粉末输送口126a输送到所形成的等离子流124，作为一种将粉末材料输送到热喷射枪121的方法，其中，热喷射枪带有使产生的等离子流与枪延伸方向垂直的系统。

在图12所示的系统中，不仅热喷射距离比图11所示的系统短，而且等离子体输出也受到抑制，所以热效果没有施加到待处理的物件上。因此，等离子的输出量很低，并且，为了在较短的热喷射距离上能够充分地熔化和加速粉末材料，就需要使用很精细的粉末材料，这样就出现了粉末成本增加和难于控制粉末的问题。而且，粉末越精细，其流动性就越低，因此，就更难于稳定地输送粉末。

另外，上述两种孔腔热喷射枪的每一种都具有一个粉末输送口，特别是在制备生成包含两种或者多种成分的混合热喷射膜时，就需要采用方法(1)，即事先将要使用的多种粉末混合和输送的方法；或者采用方法(2)，即把要使用的多种粉末熔合或者事先组合(通过机械合成而组合)并输送的方法。

在方法(1)中，很难总是以固定比例不断地输送混合粉末。而且，还存在的问题是：在混合的粉末中，低熔点的粉末在从粉末输送口出来之前就已经熔化，而极易产生阻塞现象，如果为了避免这种现象而使等离子输出量降低，则高熔点的粉末就不能充分地熔化，从而使热喷射膜的质量降低。

再者，在方法(2)中存在的问题是，不仅粉末的成本提高了，而且由于材料元素本身的特性而难于熔合或组合。

本发明是鉴于目前的状况而作出的，其目的是提供一种混合粉末热喷射方法，其中，所使用的正极寿命长、价格低，还可以很容易地控制热喷射粉末，并且可以得到高质量的热喷射膜。

根据本发明，提供了一种混合粉末热喷射方法，其中：使等离子流转向而进行热喷射操作；通过孔腔热喷射所形成的混合热喷射膜包含两种具有不同熔点的材料，对每种材料都设置有粉末输送口；以及对每个粉末输送口分别进行控制，以从外部输送每种材料。

按照本发明所述的方法，输送粉末和由等离子流熔化的粉粒都无需穿过正极内侧，因此，解决了传统技术中存在的熔化的粉粒与正极粘附、由粘附引起的粉末堵塞和正极的粉末输送通道内磨损的问题。因此，可以免去对正极的维护，同时能延长正极的寿命。再者，正极的结构得以简化，从而降低了正极的成本。因此，这种热喷射方法适用于大量生产，且维护费用也很低廉。

再者，粉末输送管是一个单独元件，输送状况是独立进行控制的，输送口的位置可以自由地设置，因而可以建立起适用于各种材料输送的条件。热喷射膜内的混合比例总可以保持稳定，因而，使热喷射膜的质量得以稳定和提高。而且，即使粉末输送管被堵塞，也只需要将输送管简单地更换掉。

在执行本发明混合粉末热喷射方法时，优选的方案是：从热喷射火焰高温部分侧沿外部输送高熔点的材料，以及从热喷射火焰低温部分侧沿外部输送低熔点的材料。

在等离子热喷射中在正极和负极之间产生的等离子流位于具有很高温度的区域内。粉末由等离子流熔化，熔化的粉粒形成一热喷射火焰。在热喷射当中，为了有效地熔化输送的粉粒而形成有较少的例如空白点的缺陷和高质量的热喷射膜，尽可能多地向等离子流输送粉末和向粉末施加足够的热量是非常重要的。这就要求粉末输送口在输送粉末时应尽可能地靠近等离子流。假设输送口远离等离子流，从输送口喷射的粉末就会在喷射之后迅速扩散，因而，粉末就不容易到达等离子流且不能够充分地加热和熔化。结果，在形成的膜内就会产生例如空白点、低品质的熔化和低品质的混合之类的缺陷，或者带来粉末熔化量(粘附效率)降低的问题，其中，引入喷膜内的粉末数量与所输送的粉末相比有所减少。

本发明的发明人已确认：在孔腔等离子热喷射方法中将等离子流转向，转向后的等离子流和热喷射火焰处于这样的状态，即等离子流偏斜，且在热喷射火焰内呈现出高温部分和低温部分。

在这种情况下，定位在热喷射火焰的高温部分侧的粉末输送口易于升高到一个较高的温度，当将一低熔点材料从热喷射火焰的高温部分侧输送到等离子流时，粉末在被加热的输送口的温度下熔化并粘附在输送口的周围，因而引起堵塞，需要进行维护。如果作为一种防范措施而使输送口远离热喷射火焰，就不能得到上述高质量的喷膜。

另一方面，如实施例所示，通过将高熔点的材料从热喷射火焰的高温部分侧的粉末输送管输送到等离子流，而使粉末材料充分熔化。而且，将低熔点的材料从热喷射火焰的低温部分侧内的粉末输送管输送到等离子流会使粉末输送口接近等离子流，同时防止其在粉末输送口内堵塞，因此，热喷射膜中粉末的熔化状态和混合比例都是稳定的，在进行大量生产时，无需维护也能得到高质量的喷膜。

在本发明中，其优点在于：设定0°≤α₁和0°≤α₂，其中α₁是由从热喷射高温部分侧向等离子流输送的粉末的喷射方向和在热喷射枪主体内的正极的等离子流喷射面形成的角度，α₂是由从热喷射低温部分侧向等离子流输送的粉末的喷射方向和在热喷射枪主体内的正极的等离子流喷射面形成的角度。

利用这些特征，设定0°≤α₁和0°≤α₂，粉粒就不会与等离子喷射面或者正极内的喷射口粘着，就无需维护正极。在这种情况下，为了使粉末充分地熔化，输送的粉末最好与等离子流喷射口接近，当α₁和α₂变大时，就更不容易将粉末引入等离子流，因此，粉末就不能充分熔化，且其熔化量也降低。因此，为了得到稳定且具有高质量的喷膜，最好设定0°≤α₁≤45°和0°≤α₂≤45°。

本发明的优点还在于：在输送粉末的喷射方向的延伸部分上不再设置另一个粉末输送口。

由于具有这一特征，在输送粉末的喷射方向的延伸部分上不再设置另一个粉末输送口，因而，穿过等离子流和火焰的粉粒就不会粘着在另一个粉末输送口上，且不会发生堵塞现象。因此，无需维护就可以不断地输送粉末。

本发明的再一个优点在于：高熔点的材料是Fe基材料，低熔点的材料是Al基材料，Fe基材料从热喷射火焰的高温部分侧从外部输送到等离子流，Al基材料从热喷射火焰的低温部分侧从外部输送到等离子流。

当对Fe基材料和Al基材料的混合粉末进行热喷射时，将这些粉末事先混合或组合，这时就会出现上述现有技术中的问题。

在本发明的混合粉末热喷射方法中，Fe基材料被送入等离子高温部分，因而Fe基材料可以充分地熔化。再者，Al基材料被输送到等离子低温部分，因而可以防止Al基材料在粉末输送口内过多地熔化而引起堵塞现象。

因此，Fe基材料和Al基材料可以在适合各自输送条件的情况下进行输送，因此，可以得到各材料充分熔化和混合且具有很高的质量的Fe基-Al基混合膜。再者，由于它们在粉末状态时没有混合，因而无需特殊的工业技术，且其生产成本很低。

专用的Fe基材料包含：白铸铁、碳素钢、Fe-Mo基合金、Fe-Cr基合金和Fe-Ni基合金；专用的Al基材料包含：Al-Si基合金、Al-Pb基合金、Al-青铜合金、Al-Cu基合金和纯铝。

下面，结合附图说明本发明的混合粉末的热喷射方法。

图1表示本发明中实现混合粉末热喷射方法的孔腔热喷射枪的一个实施例，表示其主要部分的剖视示意图；

图2表示图1所示的孔腔热喷射枪的放大的剖视图；

图3表示与本发明中实现混合粉末热喷射方法的孔腔热喷射枪相比较的孔腔热喷射枪，以及粉末输送口朝着正极侧设置的比较示例的剖视示意图；

图4表示由实现本发明的混合粉末热喷射方法的孔腔热喷射枪形成的热喷射膜的横断面图片；

图5表示借助于内部输送系统的传统热喷射枪并在与本发明相同的条件下完成比较示例而得到的结果的横断面图片，以便与本发明的混合粉末热喷射方法相比较；

图6表示当使用本发明的实现混合粉末热喷射方法的孔腔热喷射枪而仅从两条外输送系统之外的热喷射火焰的高温部分侧输送混合粉末而得到的取样的热喷射膜的横断面图片；

图7表示当使用本发明的实现混合粉末热喷射方法的孔腔热喷射枪而仅从两条外输送系统之外的热喷射火焰的低温部分侧输送混合粉末而得到的取样的热喷射膜的横断面图片；

图8表示由粉末输送口的喷射方向和正极的等离子流喷射面形成的角度α₁和热喷射膜的厚度之间关系的曲线图；

图9表示通过在热喷射膜横断面内碳素钢所占的面积比例而确定喷膜元素中碳素钢比例所得到的结果的曲线图；

图10表示在两条外输送系统的热喷射枪内的粉末输送管的输送口相对设置的状态下，完成热喷射试验而得到的结果的横断面示意图；

图11表示传统的内输送系统的孔腔热喷射枪的主要部分的横断面示意图；

图12表示带有使产生的等离子流与枪的延伸方向垂直的系统的传统的热喷射枪的主体部件的横断面示意图。

图1表示实现本发明的混合粉末热喷射方法的实施例的孔腔等离子热喷射枪的主体部分的横断面示意图。

在该孔腔等离子热喷射枪内，正极2设置在热喷射枪主体1的顶端部分内。该正极2具有一沿轴心部分的等离子流通道3，一负极4设置在等离子流通道3上方内部。在等离子流通道3内的喷射口5附近的顶端通道3a相对于基体通道3b而转向，并且所形成的上述通道3a的轴心相对于基体通道3b的轴心几乎倾斜45°。利用正极2和负极4，等离子流6在等离子流通道3内形成。

在该孔腔等离子热喷射枪中，两个粉末输送管7、8沿热喷射枪主体1的圆周表面设置。粉末输送管7的输送口7a朝着由等离子流6形成的热喷射火焰9的高温部分9a弯转，粉末输送管8的输送口8a朝着热喷射火焰9的低温部分9b弯转。在该孔腔等离子热喷射枪内，设定0°≤α₁≤45°和0°≤α₂≤45°，其中α₁由从输送口7a到热喷射火焰9的高温部分9a输送的粉末的喷射方向和在热喷射枪主体1内的正极2的等离子流喷射面2a形成，α₂由从输送口8a到热喷射火焰9的低温部分9b输送的粉末的喷射方向和在热喷射枪主体1内的正极2的等离子流喷射面2a之间的角度形成。

在孔腔等离子热喷射枪这样的结构中，两种具有不同熔点的粉末(例如高熔点的Fe基粉末材料10和低熔点Al基粉末材料11)可分别被控制并在等离子流6从喷射口5出来的位置从粉末输送管7、8的粉末输送口7a、7b输送到等离子流6。然后，输送到等离子流6的粉末熔化，熔化的粉粒形成热喷射火焰9。

按照该实施例，输送的粉末和由等离子流6熔化的粉粒不穿过正极2，因此，解决了例如熔化的粉粒与正极2粘附和由此引起的输送粉末堵塞的问题，同时也克服了正极内的粉末输送通道磨损的问题。

另一方面，为了有效地熔化所输送的粉末而形成有较少空白点缺陷的质量好的热喷射膜，非常重要的是应尽可能多地向等离子流6输送粉末和向粉末施加足够的热量。这就要求在输送粉末时，应尽可能地将粉末输送口7a、8a靠近等离子流6。如果粉末输送口7a、8a远离等离子流6，则粉末从粉末输送口7a、8a喷出后立即扩散，这些粉末就不易到达等离子流6，因此，粉末就不能被充分地加热和熔化。这样，在形成的喷膜上就会出现例如空白点、低品质的熔化和低品质的混合等缺陷或者出现粉末的熔化量(粘附效率)降低的问题，此时，与输送的粉末的量相比，引入喷膜的粉末量减少。

本发明发明者所明确的是：在孔腔等离子热喷射方法中等离子流是转向的，转向后的等离子流6和热喷射火焰9处于这样的状态：等离子流6如放大的图2所示的那样偏斜，在热喷射火焰9内设有高温部分9a和低温部分9b。

在这种情况下，位于热喷射火焰9的高温部分9a侧的粉末输送口7a易于升高到一个高的温度，当将低熔点的材料从热喷射火焰9的低温部分9b侧输送时，粉末在加热的输送口7a的温度下熔化并覆盖输送口7a的周围，因而引起了堵塞现象并需要维护。如果作为防范措施而将输送口7a远离热喷射火焰9，就得不到上述高质量的喷膜。

另一方面，如本实施例所示(见图2)，通过从在热喷射火焰9的高温部分9a侧的粉末输送管7输送具有高熔点的材料，可以使粉末材料有效地熔化。再者，从热喷射火焰9的低温部分9b侧的粉末输送管8输送具有低熔点的材料能使粉末输送口8a接近等离子流9，同时防止其在粉末输送口8a内堵塞，因此，热喷射膜中粉末的熔化状态和混合的比例就很稳定，而且即使在大量加工时，无需维护也可以得到高质量的热喷射膜。

在等离子热喷射中，在向等离子流6输送粉末时，由等离子流6熔化的粉粒通常沿着等离子流6的喷射方向做螺旋圆周运动而形成热喷射火焰9，但是，现在是粉粒的一部分沿着喷射方向穿过等离子流6和热喷射火焰9而不修正圆周运动。此时，如果等离子流喷射面2a或者正极2的喷射口5设置在粉末喷射方向的延伸部分上，熔化的粉粒就会与喷射面2a或者喷射口5粘附，而引起进一步的堵塞。因此，这就需要对正极2进行维护并且会使正极的寿命缩短。

在该实施例中，设定0°≤α₁和0°≤α₂，粉粒就不会粘附在等离子喷射面2a或者正极2的喷射口5上，正极也无需维护。此时，输送的粉末最好接近等离子流喷射口5，以使粉末充分地熔化，随着α₁和α₂变大，粉末不容易被引入等离子流，因而粉末不能被充分地熔化，其熔化量也就降低了。因此，最好采用0°≤α₁≤45°和0°≤α₂≤45°的条件，以得到稳定的质量好的喷膜。

在这一实施例中，在输送粉末的喷射方向的延伸部分上没有设置另一个粉末输送口，因此，穿过等离子流6和热喷射火焰9的粉粒不会粘附在粉末输送口7a、8a上，从而不会出现堵塞现象。因此，可以无需维护地不断地输送粉末。

当热喷射Fe基材料和Al基材料的混合粉末时，需事先将它们混合或组合，此时，就会发生现有技术中所述的问题。特别是，如铝热剂反应所代表的那样，Fe基材料易于与Al基材料起反应，而且有爆炸的危险，因而在进行操作时应引起特别注意。

在该实施例中，Fe基材料从热喷射火焰9的高温部分9a侧输送，因此，Fe基材料可以充分地熔化。Al基材料从热喷射火焰9的低温部分9b侧输送到等离子流6，因此可以防止Al基材料在粉末输送口8a内过多地熔化而引起堵塞。因此，Fe基材料和Al基材料可以在各自适用的输送条件下进行输送，因而，Fe基-Al基混合喷膜的各材料都充分熔化和混合，而可使该膜具有很好的质量。再者，它们不是以粉末的形式混合，因而无需特殊的工业技术，而且它们的生产成本很低。

具体地说，Fe基材料包含：白铸铁、碳素钢、Fe-Mo基合金、Fe-Cr基合金和Fe-Ni基合金；Al基材料包含：Al-Si基合金、Al-Pb基合金、Al-青铜合金、Al-Cu基合金和纯Al。

操作示例

在下面的示例和对比示例中，进行了连续的热喷射实验，其质量由产生的取样得以说明。

在等离子流转向的孔腔热喷射方法中，连续的热喷射实验按照下表1中所示的条件进行。连续的热喷射实验假设是一个大量生产的实验，等离子流和输送的粉末不断地被喷射，以确认热喷射枪的使用寿命和出现问题的可能性。在这种情况下，连续喷射的时间设定为180分钟。

表1

连续热喷射实验条件

输入电流	800安培
		活性气体流量(Ar)	56.8升/分钟
附加气体流量(He)	7.6升/分钟
		热喷射角度θ	45°
连续喷射时间	180分钟

再者，在圆柱形实验件的内表面上形成混合热喷射膜而制备出用于确认喷膜质量的取样。作为热喷射材料使用的Fe基材料是粉粒直径为10到105μm碳素钢粉末，Al基材料是粉粒直径为10到105μm的Al-Si基合金粉末材料。热喷射条件如表2所示。

  表2

  用于制备取样的热喷射条件

输入电流	800安培
		活性气体流量(Ar)	56.8升/分钟
附加气体流量(He)	7.6升/分钟
		热喷射角度θ	45°
热喷射枪横向速度	200毫米/秒
		热喷射间距	2毫米
热喷射距离L	42毫米

示例1

用本发明的两条外部输送系统(图1)的孔腔热喷射枪按照表3所示的条件(输送比例是80％重量比的碳素钢粉末(大约60％的容积比)-20％重量比的Al-Si基合金粉末(大约40％的容积比))从热喷射火焰9的高温部分9a侧输送碳素钢粉末并从热喷射火焰9的低温部分9b侧输送Al-Si基合金粉末，并且进行连续的热喷射实验。此时，在热喷射火焰9的高温部分9a侧的粉末输送口7a和等离子流喷射口5之间的距离d₁以及在热喷射火焰9的低温部分9b侧的粉末输送口8a和等离子流喷射口5之间的距离d₂分别设定为：d₁＝2毫米，d₂＝2毫米。在同样的条件下制备取样1。

表3

输送粉末的条件1

	输送粉末气流量	输送粉末量
			碳素钢粉末	4.5升/分钟	26克/分钟
Al-Si合金粉末	4.5升/分钟	7克/分钟

图4表示取样1的喷膜横断面图象。在该喷膜横断面图象中，热喷射膜31的发黑部分由碳素钢32制成，其发白部分由Al-Si基合金部分33制成。喷膜横断面图象是通过将取样抛光然后用硝酸乙醇腐蚀液将其侵蚀加工而拍摄的。

在上述连续的热喷射实验中，即使在连续进行了180分钟的热喷射之后，也没有在正极上发现熔化粉粒的粘附和堵塞现象。而且，从图4所示的取样1的喷膜横断面图象可以看出，各个材料的熔化状态和混合状态都很好，并形成了细致的热喷射膜。

对比示例1

使用传统的带有内部输送系统(图11)的孔腔热喷射枪进行连续的热喷射实验。使用上述粉末进行粉末输送，通常事先将它们混合而制备出粉末，即得到80％重量百分比的碳素钢粉末(大约60％的容积比)-20％重量百分比的Al-Si基合金粉末(大约40％的容积比)。输送粉末的条件如表4所示。

表4

输送粉末的条件2

	输送粉末气流量	输送粉末量
			混合粉末	5.3升/分钟	33克/分钟

在这一连续的热喷射实验中，从连续的热喷射实验开始20分钟后，就发生了熔化的粉粒粘附在正极上而引起输送通道堵塞的现象，导致连续的热喷射实验不能连续进行。此后，在连续的热喷射实验继续进行的同时，要对正极不断地进行维护。在180分钟之后，因产生堵塞而中断的时间间隔大约有10分钟。图5表示出在使用了180分钟后正极41的横断面图象。

在该连续的热喷射实验中，从图5可以看出，粉末输送通道42由于磨损而变形42b。这就使得粉末很难从输送口42a平滑地喷出，熔化的粉粒就易于与正极粘附，从而粉末将通道堵塞。因此，如果粉末输送通道被擦伤和损坏，其所处的状态易于产生堵塞，因此，需要更换正极。

对比示例2

使用本发明中带有外部输送系统的孔腔热喷射枪(图1)完成连续的热喷射实验。在对比示例2中，使用与对比示例1中相同的混合粉末，并且使用本发明的两条外部输送系统中的一条。

在对比示例2-1中，仅从热喷射火焰9的高温部分9a侧按照表4所示的条件输送混合粉末，以完成连续的热喷射操作。首先，设定d₁＝2毫米。从连续热喷射实验开始8分钟后，在粉末输送管7的输送口7a处出现堵塞。

这是因为粉末在加热的输送口7a内熔化，通过对熔化物质分析所得到的结果表明：几乎所有的熔化了的物质都是低熔点的Al-Si合金。

然后，增大d₁，在d₁＝5毫米时进行连续热喷射实验以制备取样2。图6表示的是取样2的喷膜横断面图象。在经过180分钟后，没有产生堵塞现象，但是热喷射膜的膜厚度大约是d₁＝2毫米时的一半。这是因为引入等离子流并熔化的粉末减少同时粉末的熔化量(粘附效率)降低而造成的。而且，在喷膜内出现了例如空白点的缺陷和未熔化的粉粒35。

在对比示例2-2中，仅从热喷射火焰9的低温部分9b侧按照表4所示的条件输送混合粉末，进行连续的热喷射实验而制备取样3。此时，设定d₂＝2毫米。图7示出取样3的喷膜横断面图象。

在该热喷射实验中，即使实验进行了180分钟以后，也没有出现堵塞现象，但是，碳素钢的混合比例比取样1小。

这是由于从低温侧输送混合粉末，具有高熔点的碳素钢粉末没有充分地熔化且有较少的粉粒被引入喷膜。即使粉粒被引入，还是可以看到很多球形未熔化的粉粒。另一方面，Al-Si合金的熔化状态很好。

对比示例3

使用本发明中两条外部输送系统的孔腔热喷射枪(图1)，按照表3所示的条件，从热喷射火焰9的高温9a侧输送Al-Si合金并从热喷射火焰9的低温9b侧输送碳素钢粉末，而进行连续的热喷射实验。此时，设定d₁＝2毫米，d₂＝2毫米。

从连续的热喷射实验开始7分钟之后，Al-Si合金粉末在热喷射火焰9的高温9a侧的输送口7a的内侧熔化，与对比示例2-1的情况相似，产生堵塞现象。而且，碳素钢的熔化量降低。作为防范措施可以考虑增大d₁而防止堵塞，但是Al-Si合金的熔化量又会降低，因而这种方法效果不好。

从示例1和对比示例1到3可以看出，当利用使等离子流转向的孔腔热喷射枪进行混合热喷射时，以最佳输送条件从外部输送各种粉末对喷膜的质量和生产量而言是很有效的。在这种情况下可以看到，最好是从热喷射火焰9的高温9a侧输送高熔点的粉末并从热喷射火焰9的低温9b侧输送低熔点的粉末。

示例2

使用本发明的两条外部输送系统(图1)的孔腔热喷射枪并按照表3所示的条件从热喷射火焰9的高温9a侧输送碳素钢粉末，并从热喷射火焰9的低温9b侧输送Al-Si合金基粉末，以进行连续的热喷射实验。此时，设定d₁＝2毫米，d₂＝2毫米。

在示例2-1中，设定α₁＝-10°，α₂＝0°，其中α₁＝-10°表示图3所示的从热喷射火焰9的高温9a侧的粉末喷射的方向14的情况，粉末输送口7a的喷射方向转向正极侧并与向前喷射方向16反向，其对着等离子流喷射面2b。

在连续的热喷射实验开始40分钟后，与正极粘附的碳素钢熔化粉粒的壁17在热喷射火焰9的高温9a侧的粉末输送口7a的前面形成，因而粉末输送口7a被堵塞。这种现象在热喷射火焰9的低温9a侧没有发现，可以看到，为了防止熔化的粉粒与正极2粘附，就不得不设定0°≤α₁和0°≤α₂。

在示例2-2中，α₂固定为0°、α₁从0°到75°变化而制备出取样4到9。在取样4到9中，喷膜的喷膜厚度测量结果如图8所示，在图9中示出通过碳素钢(发黑部分)所占的面积比而确定在喷膜成分中碳素钢比例而得到的结果。

当α₁增大时，喷膜厚度和碳素钢比例大幅度下降。这是由于引入到等离子流的熔化的碳素钢减少，喷膜中所含的碳素钢的比例下降，这种情况又在整个的喷膜厚度上起作用。因此，考虑到喷膜质量和粉末熔化量的稳定性，最好0°≤α₁≤45°和0°≤α₂≤45°。

对比示例4

使用本发明的两条输送系统(图1)的孔腔热喷射枪按照表3所示的条件从热喷射火焰9的高温9a侧输送碳素钢粉末，从热喷射火焰9的低温9b侧输送Al-Si基合金粉末，以进行连续的热喷射实验。此时，设定d₁＝2毫米，d₂＝2毫米，α₁＝0°，α₂＝0°。

在连续喷射开始90分钟后，两个粉末输送口7a、8a都被堵塞。这是由于穿过等离子流6输送的粉末与定位在同一直线上的其它粉末输送口8a、7a的周围粘附而引起的。

尽管参照附图所示实施例对本发明进行了说明，但是本发明并不局限于此。本领域技术人员容易做出的修改、变化和添加都包含在本发明的技术范围内。

申请日为2000年6月21日的日本专利申请2000-185541文本包含了说明书、权利要求书和摘要，在此将其全部引用以作为参考。

Claims (5)

1.一种混合粉末热喷射方法，其中：

使等离子流转向而进行热喷射操作；

通过孔腔热喷射形成混合热喷射膜包含两种具有不同熔点的材料，对于每种材料都设置有粉末输送口；以及

对每个粉末输送口分别进行控制，以从外部输送每种材料。

2.根据权利要求1所述的混合粉末热喷射方法，其中，具有较高熔点的材料从热喷射高温部分侧并从外部进行输送；以及

具有较低熔点的材料从热喷射低温部分侧并从外部进行输送。

3.根据权利要求2所述的混合粉末热喷射方法，其中：

设定0°≤α₁和0°≤α₂；以及

其中α₁是由从热喷射高温部分侧向等离子流输送的粉末的喷射方向和在热喷射枪主体内的正极的等离子流喷射面所形成的角度；α₂是由从热喷射低温部分侧向等离子流输送的粉末的喷射方向和在热喷射枪主体内的正极的等离子流喷射面所形成的角度。

4.根据权利要求3所述的混合粉末热喷射方法，其中：在输送粉末的喷射方向的延伸部分上没有另一个粉末输送口。

5.根据权利要求2所述的混合粉末热喷射方法，其中：

较高熔点的材料是Fe基材料；

较低熔点的材料是Al基材料；

Fe基材料从外部输送到热喷射火焰的高温部分侧；以及

Al基材料从外部输送到热喷射火焰的低温部分侧。

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