CN216378349U - 一种等离子喷涂阴极结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种等离子喷涂阴极结构，涉及阴极结构，本结构包括内部为空腔的支撑体和钨头，支撑体内部设置有连通的第一空腔和第二空腔，第二空腔的直径大于第一空腔的直径，钨头包括第一钨头段和第二钨头段，第二钨头段位于第二空腔内，第一钨头段设置在第一空腔处。本结构通过调整钨头的结构，使得本阴极结构不仅能具有较好的冷却效率，同时还增加了钨头与支撑体之间的结合强度、阴极耐高温性，进一步提高了本结构的使用寿命。

Description

一种等离子喷涂阴极结构

技术领域

本实用新型涉及一种阴极装置，具体涉及一种等离子喷涂阴极结构。

背景技术

等离子喷涂阴极是等离子体喷涂设备的核心部件，其主要作用是发射电子形成电弧，与腔内工艺气体碰撞，产生等离子体射流。再由高能的等离子射流去融化喷涂材料，最终沉积到基材上。为了适应高电流密度的等离子喷涂技术发展，等离子喷涂阴极逐渐向高功率、高可靠、长寿命方向发展，因此制备出高寿命、高发射性能的等离子喷涂阴极是迫切需要的。由于高的电子发射能量，因此阴极必须具有一定的抗氧化、耐高温性能。常规等离子阴极由铜镶嵌钨构成，即由钨头以及铜套构成，材料一般使用纯钨以及纯铜，钨头主要用于发射电子，铜导电导热性能优越，用于与电极连接以及冷却。

但是现有的阴极结构在使用时，钨头和支撑体为两种不同的材料，两种不同材料在高温时，热膨胀系数不一致，容易导致钨头从支撑体中脱落，影响使用效率。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于提供一种等离子喷涂阴极结构，不仅能避免高温下钨头从支撑体中脱落，还能有效提高钨头的散热效率。

该目的采用以下技术方案实现：本结构包括内部为空腔的支撑体和钨头，支撑体内部设置有连通的第一空腔和第二空腔，第二空腔的直径大于第一空腔的直径，钨头包括第一钨头段和第二钨头段，第二钨头段位于第二空腔内，第一钨头段设置在第一空腔处。

对于现有的喷涂阴极结构而言，支撑体内部的第一空腔和第二空腔不连通，钨头设置在第一空腔中，冷却时，冷却水通入第二空腔中，钨头的散热效果较差，基于此，现有的喷涂阴极结构将第一空腔和第二空腔连通，当在冷却时，冷却水直接与钨头的一端相接触，进而提高冷却效率。但是在实际的使用过程中，在高温下，钨头和支撑体两种不同材料的热膨胀系数不同，在使用时，可能会导致钨头从支撑体的第一空腔中脱落，进而影响使用，因此本装置在此基础上，改变钨头的结构，将钨头设置为第一钨头段和第二钨头段，第二钨头段位于第二空腔内，第一钨头段设置在第一空腔处，并且第二空腔的直径大于第一空腔的直径，这样在使用时，第二钨头段在第二空腔内，并且第二钨头段的直径大于第一空腔的直径，因此在使用时，第二钨头不会穿过第一空腔从支撑体中脱落，能进一步的提高使用效率，并且在冷却时，冷却水直接与第二钨头接触，因此冷却效率也能进一步的提高。

优选的，为了进一步的提高钨头在支撑体中的固定稳固性，第一空腔从外到内依次包括放置腔和过渡腔，过渡腔的直径小于第二空腔的直径。并且过渡腔的直径也小于放置腔的直径，这样在使用时，过渡腔能进一步的对钨头进行缓冲，进一步避免高温下钨头从支撑体中脱落。

优选的，第一钨头段包括钨头段和过渡钨头段，钨头段、过渡钨头段和第二钨头段依次连接，过渡钨头段的直径与过渡腔的直径相同。过渡钨头段与过渡腔对应，过渡钨头位于过渡腔中，钨头段的直径大于过渡钨头段的直径，过渡钨头段的直径小于第二钨头段的直径，过渡腔的直径小于放置腔的直径，过渡钨头段的直径与过渡腔的直径相同。钨头段位于放置腔中，过渡钨头段位于过渡腔中，第二钨头段位于第二空腔中，本结构的钨头形状以及与之对应的支撑体形状，能够更好地固定钨头，避免钨头脱落，提高使用效率。

优选的，第二钨头段的直径从第一钨头段到第二钨头段的方向上逐渐增大。在发生热膨胀时，第二钨头段能更好的进行缓冲，提高使用效率。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本实用新型一种等离子喷涂阴极结构，本结构通过调整钨头的结构，使得本阴极结构不仅能具有较好的冷却效率，同时还增加了钨头与支撑体之间的结合强度、阴极耐高温性，进一步提高了本结构的使用寿命。其次，钨头和支撑体之间使用物理嵌合的方式，减少了焊接成本，更便于长期使用。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为实施例1中本结构示意图；

图2为实施例1中支撑体结构示意图；

图3为实施例2中本结构示意图；

图4为实施例3中本结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-支撑体，2-钨头，3-第二钨头段，4-第二空腔，5-第一空腔，6-进水管。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

【实施例1】

如图1所示，本结构包括内部为空腔的支撑体1和钨头2，支撑体1内部设置有连通的第一空腔5和第二空腔4，其中支撑体的结构如图2所示，第二空腔4的直径大于第一空腔的直径，钨头2包括第一钨头段和第二钨头段3，第二钨头段3位于第二空腔4内，第一钨头段设置在第一空腔5处。

其中，第一空腔5从外到内依次包括放置腔和过渡腔，过渡腔与第二空腔连通，过渡腔的直径小于第二空腔的直径，放置腔的直径大于过渡腔的直径。

第一钨头段包括钨头段和过渡钨头段，钨头段、过渡钨头段和第二钨头段依次连接，其中，过渡钨头段的直径小于第二钨头段3的直径，过渡钨头段的直径小于钨头段的直径，在使用时，钨头段位于放置腔中，过渡钨头段位于过渡腔中，第二钨头段位于第二空腔中，并且钨头段与放置腔的直径相同，过渡钨头段与过渡腔的直径相同，第二钨头段与第二空腔的直径相同。在使用时，钨头和支撑体之间使用物理嵌合的方式连接固定，不需要使用焊接固定，能有效避免高温下钨头从支撑体中脱落。

【实施例2】

在实施例1的基础上，如图3所示，第二钨头段3的直径从第一钨头段到第二钨头段3 的方向上逐渐增大。第二钨头段的结构能够进一步的对本结构进行缓冲，提高使用效率。当本结构需要冷却时，可直接在第二空腔中通入冷却水，冷却水与第二钨头段3直接接触，能进一步的提高冷却效率。

在本实施例中钨头的组分包括钨和氧化铈，其中，氧化铈在钨头中的重量百分比分别为 2％。支撑体的材料为铜。

【实施例3】

在实施例2的基础上，如图4所示，第二空腔4的内部设置有用于通入冷却水的进水管 6，进水管为圆柱形，冷却水从进水管6靠近支撑体1外部的一端进入第二空腔中，并从进水管的位于第二空腔内部的一端流出，由于第二空腔比较小，冷却水从进水管进出，能进一步的增加冷却水在第二钨头段3的流动速率，进而提高冷却效率。

本文中所使用的“第一”、“第二”等只是为了描述清楚起见而对相应部件进行区别，不旨在限制任何次序或者强调重要性等。此外，在本文中使用的术语“连接”在不进行特别说明的情况下，可以是直接相连，也可以使经由其他部件间接相连。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种等离子喷涂阴极结构，其特征在于，包括内部为空腔的支撑体(1)和钨头(2)，支撑体(1)内部设置有连通的第一空腔(5)和第二空腔(4)，第二空腔(4)的直径大于第一空腔的直径，钨头(2)包括第一钨头段和第二钨头段(3)，第二钨头段(3)位于第二空腔(4)内，第一钨头段设置在第一空腔(5)处。

2.根据权利要求1所述的一种等离子喷涂阴极结构，其特征在于，第一空腔(5)从外到内依次包括放置腔和过渡腔，过渡腔的直径小于第二空腔的直径。

3.根据权利要求2所述的一种等离子喷涂阴极结构，其特征在于，第一钨头段包括钨头段和过渡钨头段，过渡钨头段的直径小于第二钨头段(3)的直径，过渡钨头段的直径与过渡腔的直径相同。

4.根据权利要求3所述的一种等离子喷涂阴极结构，其特征在于，过渡钨头段的直径与过渡腔的直径相同。

5.根据权利要求1所述的一种等离子喷涂阴极结构，其特征在于，第二钨头段(3)的直径从第一钨头段到第二钨头段(3)的方向上逐渐增大。

6.根据权利要求2所述的一种等离子喷涂阴极结构，其特征在于，过渡腔的直径小于放置腔的直径。

7.根据权利要求3所述的一种等离子喷涂阴极结构，其特征在于，钨头段的直径大于过渡钨头段的直径。

8.根据权利要求1所述的一种等离子喷涂阴极结构，其特征在于，第二空腔(4)内设置有用于通入冷却水的进水管(6)。

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