CN201172684Y - 一种等离子喷涂枪 - Google Patents

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陈惠国
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本实用新型涉及等离子喷枪属于表面工程的热喷涂技术领域。一种等离子喷涂枪，包括：阳极喷嘴、喷嘴压帽、枪体、阴极、阴极压帽、绝缘套、冷却水进水件、冷却水出水口件、离子气体进口件、离子气体分配环、喷嘴冷却水分配环、喷涂粉末进口零件、阳极镶嵌件，喷嘴为双金属结构，其中喷嘴采用的材料为高纯度铜，其前开放角γ°为15°～30°；与阴极配合的α°为20°～35°。本实用新型主要是喷枪采用分体设计，模块组装。具有结构紧凑，阴极和阳极冷却效果好的特点。特别是阳极喷嘴的新设计，大大提高了喷涂高熔点陶瓷粉末(氧化锆)的效率和涂层的质量。

Description

一种等离子喷涂枪
技术领域
本实用新型涉及等离子喷枪属于表面工程的热喷涂技术领域。
背景技术
利用从阳极喷嘴喷出等离子焰流的高温特性，等离子喷涂在制备高熔点的氧化物陶瓷涂层方面体现了大的优越性。但是非常高的等离子焰流温度同时对阳极喷嘴的使用寿命期限提出了不小的考验，特别对涂层的纯度有高的要求时候(涂层中间不允许有金属微粒)，阳极喷嘴材料耐烧蚀的性能，将决定涂层的性能和生产的成本。
过去提高阳极喷嘴耐烧蚀性能一方面通过对阳极喷嘴的冷却性能的改变进行工作(如：提高喷嘴的换热效率、增大喷嘴的换热面积和降低冷却水的温度等等方面)，另一方面对等离子弧在阳极喷嘴内的运动状态进行控制来进行，这类的工作虽然对阳极喷嘴的使用寿命有所提高，但由于受喷枪尺寸的限制，阳极喷嘴的耐烧蚀性能并未有大的改善，特别是没有得到的实际使用。
发明内容
针对现有等离子喷涂枪的问题，本实用新型专利主要通过下述的几个方面的改进工作来提高阳极喷嘴的耐烧蚀的性能。
特别是通过对阳极喷嘴镶嵌耐高温的钨及钨合金套管，使该喷涂枪可以喷涂出高质量的氧化物陶瓷涂层。
1改进喷嘴材料，通过对等离子弧阳极斑点区域材料进行采用耐高温的钨及钨合金材料套管的镶嵌，使阳极斑点区域的材料由过去的铜及铜合金材料改变为钨及钨合金材料，材料的耐烧蚀温度提高了近1000℃。
2、优化设计喷嘴内(与阴极配合)的尺寸(与阴极的配合角度α、阴阳极的间隙和等离子弧压缩孔道φ)。
3、改进针对不同熔点的材料对喷涂粉末的送入等离子弧的位置(L)和进入角度(β)。
4、根据阳极喷嘴对喷涂粉末粒子速度有影响的尺寸(φ、L、扩散角度γ)进行了优化设计。
5、根据阴阳极的受热情况，在阳极喷嘴的冷却水的分配环上进行一些改善。
本实用新型具体的技术方案如下：
一种等离子喷涂枪，主要包括：阳极喷嘴1、喷嘴压帽2、枪体3、阴极4、阴极压帽5、绝缘套6、冷却水进水件8、冷却水出水口件9、离子气体进口件10、离子气体分配环11、喷嘴冷却水分配环12、喷涂粉末进口零件13、阳极镶嵌件14，其特征在于喷嘴为双金属结构，其中喷嘴1采用的材料为高纯度铜，其设计的前开放角γ°为15°～30°；与阴极配合的α°为20°～35°。
上述等离子喷枪的喷嘴阳极镶嵌件14是高导电率和耐高温的钨及钨合金材料，与喷嘴1可采用压渗钎焊或热套连接等多种连接方法。
上述等离子喷枪的内孔直径φ为3～8mm。
上述等离子喷枪的喷嘴送粉形式可以有附图2的四种结构(I型、II型、III型和IV型)，用于单路送入单种喷涂材料的I型喷嘴，双路送入同种或二种材料的II型喷嘴，同时送入三路材料的III型喷嘴和可同时进行四路送入多种材料的IV型喷嘴。
上述等离子喷枪的喷嘴送粉，粉末送入角度与等离子焰法线夹角β°为0°～±5°，在喷嘴1上的位置距离L为2～7mm。
上述等离子喷枪，其喷嘴1、冷却水分配环12和阳极镶嵌件14，是一体的组合模块。
上述等离子喷枪，其阴极4、阴极压帽5和冷却水进口件8，是一体的组合模块。
本实用新型主要是喷枪采用分体设计，模块组装。具有结构紧凑，阴极和阳极冷却效果好的特点。特别是阳极喷嘴的新设计，大大提高了喷涂高熔点陶瓷粉末(氧化锆)的效率和涂层的质量。
通过上述的5个方面的改进工作，本实用新型主要解决了：
1、喷嘴的耐烧蚀问题，镶嵌钨及钨合金套管的等离子阳极喷嘴的使用寿命与原始的铜及铜合金喷嘴相比有很大的提高。
2、在喷涂工作状态下，根据喷涂粉末的性能和涂层的性能要求，可以采用附图2的几种喷嘴(不同的送入粉末的进入角度β、喷涂粒子加速的扩散角度γ)，来提高涂层的性能。
3、在新型材料的制备方面，通过采用附图2(II、III、IV)结构喷嘴，将多路不同成分的材料同时送入等离子弧内进行快速复合，可得到复合材料涂层或新型的复合材料。
附图说明
图1本实用新型喷涂枪的结构示意图。
图2本实用新型喷涂枪阳极喷嘴截面示意图和粉末送入喷嘴的几种形式。
具体实施方式
下面以具体实施例对本实用新型作进一步的阐述，但实施例仅用于说明，并不限制发明的范围。
实施例1：
如图1所示，主要包括：阳极喷嘴1、喷嘴压帽2、枪体3、阴极4、阴极压帽5、绝缘套6、离子气体分配环11、喷嘴冷却水分配环12、喷涂粉末送入口零件13、阳极镶嵌件14。
实施例2：
如图2所示，包括：用于单路送入单种喷涂材料的I型喷嘴，双路送入同种或二种材料的II型喷嘴，同时送入三路材料的III型喷嘴和可同时进行四路送入多种材料的IV型喷嘴。

Claims (7)

1、一种等离子喷涂枪，包括：阳极喷嘴(1)、喷嘴压帽(2)、枪体(3)、阴极(4)、阴极压帽(5)、绝缘套(6)、冷却水进水件(8)、冷却水出水口件(9)、离子气体进口件(10)、离子气体分配环(11)、喷嘴冷却水分配环(12)、喷涂粉末进口零件(13)、阳极镶嵌件(14)，其特征在于喷嘴为双金属结构，其中喷嘴(1)采用的材料为高纯度铜，其前开放角γ°为15°～30°；与阴极配合的α°为20°～35°。
2、根据权利要求1所述的等离子喷枪，其特征在于，所述等离子喷枪的阳极喷嘴(1)的镶嵌件(14)是高导电率和耐高温的钨及钨合金材料，与喷嘴(1)可采用压渗钎焊或热套连接。
3、根据权利要求2所述的等离子喷枪，其特征在于，所述等离子喷枪的内孔直径φ为3～8mm。
4、根据权利要求1所述的等离子喷枪，其特征在于，所述等离子喷枪的喷嘴送粉形式可以是用于单路送入单种喷涂材料的I型喷嘴，双路送入同种或二种材料的II型喷嘴，同时送入三路材料的III型喷嘴或可同时进行四路送入多种材料的IV型喷嘴的一种。
5、根据权利要求4所述的等离子喷枪，其特征在于，所述等离子喷枪的喷嘴送粉，粉末送入角度与等离子焰法线夹角β°为0°～±5°，在喷嘴(1)上的位置距离L为2～7mm。
6、根据权利要求1所述的等离子喷枪，其特征在于，所述等离子喷枪，其喷嘴(1)、冷却水分配环(12)和阳极镶嵌件(14)，是一体的组合模块。
7、根据权利要求1所述的等离子喷枪，其特征在于，所述等离子喷枪，其阴极(4)、阴极压帽(5)和冷却水进口件(8)，是一体的组合模块。
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