CN1730167A

CN1730167A - 超音速电热喷涂装置

Info

Publication number: CN1730167A
Application number: CN 200510021361
Authority: CN
Inventors: 陈加印
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-07-29
Filing date: 2005-07-29
Publication date: 2006-02-08

Abstract

一种超音速电热喷涂装置，属溅射法涂覆领域，尤其属热喷涂领域，由喷枪、供气系统、供粉系统和控制系统组成，传统热喷涂工艺的加热方式是材料直接与火焰(如等离子焰、电弧、气体燃烧焰)接触加热，本发明是利用高温电热元件将高压气体加热，再由高温气体加热粉末，并以超过音速的飞行速度喷射到制品表面形成涂层。可防止粉末粒子的氧化、提高涂层质量、减少对环境的污染。又因整个加热过程是处于封闭状态，因而热损失很小，大大降低能耗、降低成本。是一种新型的，环保节能型的热喷涂工艺。实用于喷涂各种金属及合金和高分子材料，广泛应用于大面积防腐，机械零件的表面强化与修复，也可用于表面装饰领域。

Description

超音速电热喷涂装置

技术领域

本发明是一种超音速电热喷涂装置，属溅射法涂敷领域，尤其属热喷涂领域。它包括喷枪、供气系统、供粉系统和控制系统几个主要部分。这里所说的喷枪是由连接套、前端盖、后端盖、枪套、隔离套、绝缘套、陶瓷绝缘环、电热元件和加速喷嘴等主要部分组成。

背景技术

90年代出现了一种所谓“冷喷涂”的工艺，其原理是“利用高压气体(氦气、氮气、混合气体或空气等)携带粉末颗粒从轴向进入喷枪产生超音速流速(300-1200m/s)，粉末颗粒在完全固态下撞击基体，通过产生较大的塑性变形而沉积于基体表面形成涂层”。这种所谓冷喷涂技术，实际上是将高压气体在进入喷枪之前，还是要在外面预先加热至373～873K(100～600℃)温度范围的。

发明内容

本发明是在枪体内部设计了电加热元件，并使之在有限的容积内极大限度的增加换热面积，提高传热效率，因此可以将气体加热至600℃以上，从而实现“热喷涂”。电热元件可以用电热丝，也可以用陶瓷电热元件，它们各自有其优缺点：电热丝具有一定的柔韧性，但发热温度较低，最高1300℃；陶瓷电热元件脆性大，但发热温度较高，可达1600℃。高压气体首先进入枪套与隔离套之间，并通过隔离套外表面的纵向沟槽进入隔离套与换热套之间，再通过换热套外表面的纵向沟槽最后进入陶瓷绝缘环的纵向通孔，被电热元件加热。高温气体在前端盖内表面形成的锥形空间，产生“定容膨胀”，压力升高，通过一个收缩扩张型的加速喷嘴(通常称之为“拉瓦尔喷嘴”)，产生超音速气流，粉末则被高温气体加热后以超音速气流为载体，高速撞击到制品表面，形成优质的涂层。

本发明的加热过程由于是在密闭的枪体内进行，且冷气先进入枪套与隔离套之间，再进入隔离套与换热套之间，进行两次预热，最后才进入电热元件的通孔内加热，这样既充分利用了热能，又大大降低了喷枪外表面的温度。所以，本发明又是一种节能型的热喷涂装置。

附图说明

附图1是喷枪的纵向剖视图。

附图2是喷枪的接线图。

具体实施方式

本发明将结合附图1所示的一个实施实例作进一步描述。

连接套1分别把枪套9，后端盖8和绝缘盖6连接成一个整体，枪套9的里层是隔离套10，它是通过罗纹连接到后端盖8上的，隔离套10的里层是换热套11，它也是通过罗纹连接到后端盖8上的，电热元件的绝缘环12则是被固定在换热套11内的，后端盖8、隔离套10、换热套11和电热元件形成一个整体，通过后端盖的圆盘上的通孔，用螺钉连接到连接套1上；电热元件15是穿到陶瓷绝缘环的纵向通孔中的，它的线头则连接在后端盖8上的两个电源接头7上，并通过软线连接到控制柜的相应位置；喷枪的前端盖13是通过罗纹与枪套9连接的，它的另一端则与加速喷嘴14通过罗纹相连接；进粉管5从陶瓷绝缘环12的中心孔穿过，直达加速喷嘴的“喉部”，它的另一端则通过进粉接头4被固定在绝缘盖6上；进气接头2是一个中空的螺栓，它既是气体的进气通道，又起到连接螺钉的作用；热电偶接头3也是固定在绝缘盖上的。

本发明对现有的技术有如下明显优点：

1、与传统的热喷涂技术相比较，由于材料不直接与火焰接触，所以没有氧化现象发生；加热过程是在密闭的枪体内进行的，热量损耗很小，因而是一种环保、节能型的热喷涂装置。

2、与“冷喷涂”相比较，冷喷涂的气体加热是在外部的辅助设备里完成的，加热温度也不高(100℃～600℃)，且气体的输送不能采用常用输气管软管，只能用金属管，这就带来两个问题，一是喷枪不能自由运动，只能固定作业，二是金属管必然造成热能的损耗。而本发明恰恰克服了上述两个缺点，且加热温度要比“冷喷涂”高的多。

3、由于工作气只用一种单一的气体，如氮气、压缩空气等，且电能的利用率很高，故操作成本非常低廉。

Claims

1、一种超音速电热喷涂装置，其特征是由喷枪、供气系统、供粉系统和控制系统组成。

2、如权利要求1所述的喷枪，其特征是由连接套、前端盖、后端盖、枪套、隔离套、换热套、陶瓷绝缘环、电热元件和加速喷嘴等主要部件组成。

3、如权利要求2所述的前端盖，其特征是一个锥形的金属制品，其内表面是一个由大变小的流线型的圆锥面，它与枪套是通过罗纹连接在一起的。

3、如权利要求2所述的后端盖，其特征是用耐高温的绝缘材料或表面喷涂了陶瓷绝缘材料的金属制成，它的端面分别有电源接头，进气接头、进粉接头和热电偶接头。

4、如权利要求2所述的隔离套，其特征是一个金属圆筒，在它的外表面有若干纵向沟槽。

5、如权利要求2所述的换热套，其特征是一个耐高温的金属圆筒，在它的外表面有若干纵向的沟槽。

6、如权利要求2所述的陶瓷绝缘环，其特征是在中心有一个纵向通孔，在通孔的外面还有若干较小的，以同心圆分布的纵向通孔。