CN208201085U - 一种等离子喷涂用可调式多路外送粉架及喷涂设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种等离子喷涂用可调式多路外送粉架及喷涂设备，它解决了送粉架无法调节位置的问题，其通过调节杆及送粉管的可调节移动，实现多路送粉管的沿等离子喷枪的轴向和径向移动，进而降低陶瓷/金属熔融状态差异，提高功能梯度涂层的综合性能，其技术方案为：包括与喷枪连接的主架，所述主架连接有多个竖向设置可上下移动的调节杆，多个调节杆的高低位置不同；所述调节杆下部与横向设置可左右移动的送粉管连接。

Description

一种等离子喷涂用可调式多路外送粉架及喷涂设备

技术领域

本实用新型涉及等离子喷涂技术领域，特别是涉及一种等离子喷涂用可调式多路外送粉架及喷涂设备。

背景技术

等离子喷涂技术采用由直流电驱动的等离子电弧作为热源，将陶瓷、合金、金属等材料加热到熔融或半熔融状态，并以高速喷向经过预处理的工件表面形成附着牢固的表面涂层。

功能梯度涂层是两种或多种材料复合且成分和结构呈连续梯度变化的一种新型复合涂层，其按材料组成可分为金属/非金属功能梯度涂层、金属/陶瓷功能梯度涂层、非金属/陶瓷功能梯度涂层等多种类型。由于材料连续梯度变化，使其在缓和热膨胀系数、热应力差异，提高材料抗磨损、抗腐蚀及抗氧化性能等方面具有独特优势。陶瓷材料硬度较高、隔热效果优良，广泛用于冶金、航空航天等领域，但相比于金属材料，陶瓷材料熔点较高，如TiB₂为2980℃、WC为2870℃、Ni为1453℃、Co为1495℃等。若制备功能梯度涂层等材料组元呈现梯度变化的多材料涂层结构，在同一设备相同的工艺参数下，传统固定式送粉架难以同时满足陶瓷/金属材料对外界热/力场的差异性要求。

相同功率下，金属材料熔化程度较高，而陶瓷材料熔化程度较低，二者熔融状态差异巨大。目前，双路送粉架为固定式，制备功能梯度涂层的陶瓷/金属材料所经历的热、力场相同，若满足陶瓷材料的制备工艺，则金属材料熔化/气化程度较高，不利于涂层的制备。另一方面，等离子焰流具有非常高的温度和能量密度，且随着焰流距离的增大其温度有着明显的衰减，如：相关设备的等离子焰流中心温度最高可达31700℃，而在距喷枪口50mm处的焰流，其温度仅1100℃左右。因此通过调节陶瓷/金属材料送粉管在等离子弧焰流中的位置，降低陶瓷/金属材料熔融状态差异，在理论上是可行的。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种等离子喷涂用可调式多路外送粉架，其通过调节杆及送粉管的可调节移动，实现多路送粉管沿等离子喷枪轴向和径向移动，进而降低陶瓷/金属熔融状态差异，提高功能梯度涂层的综合性能；

本实用新型采用下述技术方案：

一种等离子喷涂用可调式多路外送粉架，包括与喷枪连接的主架，所述主架连接有多个竖向设置可上下移动的调节杆，多个调节杆的高低位置不同；所述调节杆下部横向设置可左右移动的送粉管连接。

进一步的，所述主架中心设置竖向通孔以供喷枪穿过，主架侧部配合设置紧固连接件。

进一步的，多个所述调节杆沿主架周边设置。

进一步的，所述主架侧部设置多个连接部，所述连接部具有竖向通孔以供调节杆穿过，调节杆可在竖向通孔内上下移动。

进一步的，所述连接部侧部配合设置紧固连接件以将调节杆和连接部紧固连接。

进一步的，所述主架和连接部为一体式结构。

进一步的，所述调节杆下部设置有横向通孔以供送粉管穿过，送粉管可在横向通孔内左右移动。

进一步的，所述调节杆底部配合设置紧固连接件以将送粉管和调节杆紧固连接。

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种等离子喷涂设备，包括喷枪和以上所述的送粉架，所述喷枪和送粉架的主架连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

在目前送粉器不足的基础上，设计该等离子喷涂用可调式多路外送粉架，相比于传统的固定式双路送粉架，该实用新型解决传统送粉架不能移动的缺点并可安装多路送粉管，可实现多种喷涂材料的功能梯度涂层制备；采用紧定螺钉的连接方式，使送粉架便于拆卸和维护。

本实用新型的送粉架通过调节调节杆和送粉管，可实现送粉管沿等离子喷枪轴向/径向位置的调整，结构简单，易于调节。通过本送粉架，可以满足多材料组元的切向功能梯度涂层制备及在制备过程中陶瓷/金属材料对不同热/力场的要求，提高涂层相关性能，具有良好的实际效应，并对目前功能梯度涂层的制备有良好的借鉴意义。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本实用新型送粉架的整体装配示意图；

图2为主架示意图；

图3为调节杆示意图；

图中，1主架、2紧定螺钉、3紧定螺钉、4送粉管、5调节杆、6紧定螺钉、7连接部、8竖向通孔。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在送粉架无法调节位置的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种等离子喷涂用可调式多路外送粉架及喷涂设备。

本申请的一种典型的实施方式中，如图1-图3所示，提供了一种等离子喷涂用可调式多路外送粉架，包括与喷枪连接的主架1，主架1连接有多个竖向设置可上下移动的调节杆5，多个调节杆5的高低位置不同；调节杆5下部与横向设置可左右移动的送粉管4连接。

其轴向方向(即竖向方向)通过调节调节杆的位置，实现轴向的运动；径向方向(即水平方向)通过调节送粉管的位置，实现其径向的运动，并采用紧定螺钉固定其位置。通过调节调节杆可以改变送粉管在焰流中的位置，通过调节送粉管可以改变其与焰流中心的位置，进而实现送粉管轴向/径向位置的控制。

主架1中心设置竖向通孔以供喷枪穿过，主架1侧部配合设置紧固连接件(即紧定螺钉2)以将主架和喷枪紧固连接，使得多路送粉架便于拆卸。

主架1可以采用钨铜合金材料制成，便于散热。

多个调节杆5沿主架1周边设置。

主架1侧部设置多个连接部7，连接部7具有竖向通孔8以供调节杆5穿过，调节杆5可在竖向通孔8内上下移动。本实施例中设置双路送粉架，在主架1两侧对称设置两个连接部7，调节杆5对应设置两个，分别安装于连接部的竖向通孔内，可以实现调节双路送粉的送粉位置。

连接部7侧部配合设置紧固连接件(即紧定螺钉6)以将调节杆5和连接部7紧固连接。调节杆5通过两个紧定螺钉6安装在主架1上，并对送粉管4的轴向位置固定。

主架1和连接部7为一体式结构。

调节杆5下部设置有横向通孔以供送粉管4穿过，送粉管4可在横向通孔内左右移动。

调节杆5底部配合设置紧固连接件(即紧定螺钉3)以将送粉管4和调节杆5紧固连接。送粉管4通过紧定螺钉3与调节杆5配合固定。

本申请的另一种典型的实施方式中，提供了一种等离子喷涂设备，包括喷枪和以上所述的送粉架，喷枪和送粉架的主架1连接。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本申请的技术方案。

本送粉架以双路送粉结构及以安装在某公司生产的XM-80JZ等离子机装枪为例展开相关说明。

由于钨铜合金具有很好的热导电性，较好的高温强度和一定的塑性，因此主架1选用WD10050铜合金。其余部分采用45#钢制成，一方面可满足相关性能要求，另一方面可降低送粉架成本。

为保证其连接作用和双路送粉要求，在主架1连接部上制有两个称分布直径为8mm的竖向通孔8及与竖向通孔和主架连接的螺纹孔。竖向通孔8用于安装调节杆5，螺纹孔用于安装紧定螺钉6使调节杆5与主架1连接，主架1侧部设置螺纹孔用于安装紧定螺钉2使主架1与喷枪连接。采用紧定螺钉2，将双路送粉架连接到目前喷枪上，方便拆卸，同时降低设备改造成本。

调节杆5的下部留有通孔和螺纹孔，其成垂直分布。通孔用于安装送粉管4，螺纹孔用于安装紧定螺钉3使送粉管4与调节杆5固定。

通过调节调节杆5的位置，以改变送粉管4沿喷枪的轴向位置，并以紧定螺钉6固定；通过调节送粉管4的位置，以改变其沿喷枪的径向位置，并以紧定螺钉3固定，通过上述方式，实现送粉管4的轴向/径向移动。

现以双路送粉架喷涂TiB₂-Ni涂层为例，阐述该送粉架使用步骤。

首先，将送粉架安装在等离子机装枪上，调整送粉架位置，并使其底部与喷枪口处于同一水平面，利用水平尺确定其水平，旋转对称分布的紧定螺钉2，使送粉架固定于喷枪上。安装TiB₂送粉管、Ni送粉管，其中TiB₂送粉管安装在送粉架右侧，Ni送粉管安装在左侧，并使送粉管靠近焰流一侧与调节杆侧面保持水平，此时，送粉管距离焰流中心径向距离为Xmm。调整两调节杆的位置，使其紧贴送粉架底部，此时，送粉管中轴线距离喷枪口轴向距离为Ymm。

随后，分别调节TiB₂、Ni送粉杆位置Y₁、Y₂，旋转紧定螺钉6，固定调节杆，此时两送粉管距离喷枪口距离即轴向坐标为为Y₁+Y、Y₂+Ymm。打开等离子喷涂设备，根据喷涂工艺参数即主/辅气体流量，调节两送粉管距离，使TiB₂与Ni粉均匀送至焰流中，旋转紧定螺钉3，固定送粉管；并利用游标卡尺测量两送粉管伸出距离X₁、X₂，此时，TiB₂的径向坐标为X₁+X、Ni的径向坐标为X₂+X。

最后利用五轴机器人带动喷枪对试样进行喷涂，并对TiB2-Ni涂层相关性能进行测试。通过调节不同的Y₁与Y₂获取TiB₂-Ni的最佳工艺参数，最终完成喷涂工作。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种等离子喷涂用可调式多路外送粉架，其特征是，包括与喷枪连接的主架，所述主架连接有多个竖向设置可上下移动的调节杆，多个调节杆的高低位置不同；所述调节杆下部与横向设置可左右移动的送粉管连接。

2.如权利要求1所述的多路外送粉架，其特征是，所述主架中心设置竖向通孔以供喷枪穿过，主架侧部配合设置紧固连接件。

3.如权利要求1所述的多路外送粉架，其特征是，多个所述调节杆沿主架周边设置。

4.如权利要求1所述的多路外送粉架，其特征是，所述主架侧部设置多个连接部。

5.如权利要求4所述的多路外送粉架，其特征是，所述连接部具有竖向通孔以供调节杆穿过，调节杆可在竖向通孔内上下移动。

6.如权利要求5所述的多路外送粉架，其特征是，所述连接部侧部配合设置紧固连接件以将调节杆和连接部紧固连接。

7.如权利要求4所述的多路外送粉架，其特征是，所述主架和连接部为一体式结构。

8.如权利要求1所述的多路外送粉架，其特征是，所述调节杆下部设置有横向通孔以供送粉管穿过，送粉管可在横向通孔内左右移动。

9.如权利要求1所述的多路外送粉架，其特征是，所述调节杆底部配合设置紧固连接件以将送粉管和调节杆紧固连接。

10.一种等离子喷涂设备，其特征是，包括喷枪和如权利要求1-9任一项所述的多路外送粉架，所述喷枪和送粉架的主架连接。