PL190514B1

PL190514B1 - Sposób i urządzenie do rozpylania materiałów powłokowych, zwłaszcza metali

Info

Publication number: PL190514B1
Application number: PL99347364A
Authority: PL
Inventors: Dietmar Kley
Original assignee: Grillo Werke Ag
Priority date: 1998-10-31
Filing date: 1999-10-29
Publication date: 2005-12-30
Also published as: NO331815B1; DK1135538T3; EP1135538B1; DE59907320D1; ES2204168T3; EP1135538A1; PL347364A1; AU1044600A; NO20012025L; PT1135538E; NO20012025D0; WO2000026429A1; DE29819453U1; ATE251678T1

Abstract

1. Sposób rozpylania m aterialów pow lokowych, zwlaszcza metali, polegajacy na doprow adzaniu do urzadzenia pieta z rozpylanego m aterialu, a nastepnie jego stopieniu przy uzyciu palnika plazm ow ego i rozpy- leniu, zn am ien n y tym , ze luk plazm owy form uje sie m iedzy m etopliw a, stacjonarna elektroda (16) a topliw a elektroda w postaci preta, (9) z rozpylanego m aterialu, doprow adzanego do obszaru luku plazm owego (11) pod nastawnym katem ostrym wzgledem osi tego luku pla- zmowego, przy czym stopiony m aterial rozpyla sie za pom oca strum ienia gazu w kierunku doprow adzania preta z rozpylanego materialu do obszaru luku plazmowego 6. U rzadzenie do rozpylania m aterialów pow loko- wych, zw laszcza metali, do którego doprow adzany jest pret z rozpylanego m atenalu, podlegajacy nastepnie topieniu w luku plazm owym 1 rozpylaniu, w yposazone w palnik plazmowy, zn am ien n e tym , ze ma palnik plazm owy (6) wytw arzajacy luk plazm owy (11) wskutek jonizacji sprezonego powietrza, przy czym os glowicy (5), doprowadzajacej pret (9) z rozpylanego m aterialu 1 wyposazonej w dysze (10) rozpylajaca gaz obojetny, tworzy z o sia glowicy plazm owej nastawny kat ostry. PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób rozpylania materiałów powłokowych, zwłaszcza metali, polegający na doprowadzaniu do urządzenia pręta z rozpylanego materiału, a następnie jego stopieniu przy użyciu palnika plazmowego i rozpyleniu.

Przedmiotem wynalazku jest również urządzenie do rozpylania materiałów powłokowych, zwłaszcza metali, do którego doprowadzany jest pręt z rozpylanego materiału, podlegający następnie topieniu w łuku plazmowym i rozpylaniu, wyposażone w palnik plazmowy.

W stanie techniki znane są różne urządzenia do rozpylania materiałów powłokowych, na przykład pistolety rozpylające, wyposażone w dwa nachylone względem siebie pod kątem ostrym druty, których końcówki znajdują się w niewielkiej odległości od siebie, w pobliżu dyszy rozpylającej. Między końcówkami drutów jest wytwarzany łuk topiący materiał pręta.

190 514

Niewielka odległość między końcówkami drutów jest utrzymywana w trakcie ich topienia przez przesuw drutów za pomocą mechanizmu doprowadzającego.

Z europejskiego opisu patentowego nr EP 0 239 587 znany jest sposób i urządzenie do rozpylania materiałów powłokowych, w którym w głowicy płomieniowej pręt z rozpylanego materiału ulega stopieniu, a następnie jego cząsteczki porywane są przez strumień sprężonego powietrza pokrywając powlekaną powierzchnię.

Z niemieckiego opisu patentowego nr DE 4 409 002 znany jest sposób i urządzenie do natryskiwania powłok za pomocą drutu lub proszku z powlekanego materiału, topionego za pomocą palnika plazmowego, stosowanego do prac spawalniczych. Istota wynalazku polega na tym, że drugi potencjał łuku plazmowego przyłożony jest nie do przedmiotu pokrywanego powłoką ani do palnika, lecz na zewnątrz palnika. Ponadto palnik plazmowy jest w tym urządzeniu do natryskiwania wyposażony w dodatkową elektrodę zewnętrzną.

Celem wynalazku jest opracowanie takiego sposobu rozpylania materiałów powłokowych, zwłaszcza metali, który nie powoduje zużywania się przynajmniej jednej elektrody, zapewniając przy tym odpowiednio wysoką wydajność rozpylania. Ponadto urządzenie do stosowania sposobu według wynalazku winno charakteryzować się niewielkimi tylko szumami w trakcie pracy i być łatwe do manipulowania w czasie pokrywania powierzchni.

Cel ten realizuje sposób rozpylania materiałów powłokowych, zwłaszcza metali, który charakteryzuje się tym, że łuk plazmowy formuje się między nietopliwą, stacjonarną elektrodą a topliwą elektrodą w postaci pręta z rozpylanego materiału, doprowadzanego do obszaru łuku plazmowego pod nastawnym kątem ostrym względem osi tego łuku plazmowego, przy czym stopiony materiał rozpyla się za pomocą strumienia gazu w kierunku doprowadzania pręta z rozpylanego materiału do obszaru łuku plazmowego, przy czym korzystnie gaz do rozpylania stopionego pręta doprowadza się w postaci pierścieniowego strumienia utworzonego dookoła pręta z rozpylanego materiału.

Łuk plazmowy wytwarza się przez jonizację sprężonego powietrza, przy czym jako gaz do rozpylania stosuje się korzystnie gaz obojętny względnie sprężone powietrze.

Kąt, pod· którym doprowadza się pręt z rozpylanego materiału w stosunku do osi łuku plazmowego jest kątem ostrym, wynoszącym około 75°.

Cel wynalazku realizuje również urządzenie do rozpylania materiałów powłokowych, zwłaszcza metali, według wynalazku, które charakteryzuje się tym, że jego palnik plazmowy wytwarza łuk plazmowy wskutek jonizacji sprężonego powietrza, przy czym oś głowicy, doprowadzającej pręt z rozpylanego materiału i wyposażonej w dyszę rozpylającą gaz obojętny, tworzy z osią głowicy plazmowej nastawny kąt ostry, przy czym wartość tego kąta ostrego wynosi około 75°.

Dysza rozpylająca gaz korzystnie otacza pierścieniowo osiowy kanał, doprowadzający pręt z rozpylanego materiału do obszaru łuku plazmowego.

Palnik plazmowy wytwarzający łuk plazmowy jest połączony za pomocą obudowy z dyszą rozpylającą gaz, dzięki czemu urządzenie staje się łatwe w manipulowaniu w trakcie pokrywania powierzchni rozpylanym materiałem.

Pręt z rozpylanego materiału, doprowadzany do dyszy rozpylającej gaz, jest korzystnie prętem niemetalowym.

Urządzenie według wynalazku może być korzystnie wyposażone w dwa palniki plazmowe, współpracujące odpowiednio z dwiema głowicami doprowadzającymi pręt z rozpylanego materiału oraz otaczającymi ten pręt dyszami rozpylającymi gaz.

Badania eksploatacyjne sposobu i urządzenia do rozpylania materiałów powłokowych, zwłaszcza metali, według wynalazku wykazały, że umożliwia ono około 10% zwiększenie skuteczności rozpylania, a ponadto eliminuje powstawanie kurzu i oparów podczas rozpylania, jak również umożliwia nanoszenie powłok z mieszanki różnych materiałów, dostarczanych równocześnie przez inne głowice.

Urządzenie do rozpylania materiałów powłokowych, zwłaszcza metali, według wynalazku jest uwidocznione w przykładowym rozwiązaniu konstrukcyjnym na rysunku, na którym: fig. 1 - przedstawia schemat urządzenia do rozpylania materiałów powłokowych, zwłaszcza metali, w widoku z boku. a fig. 2 - głowicę rozpylającą urządzenia oraz palnik plazmowy w osiowym przekroju podłużnym.

190 514

Urządzenie 1 do rozpylania materiałów powłokowych, zwłaszcza metali, według wynalazku składa się z obudowy 2, połączonej z jednej strony z uchwytem 3 palnika plazmowego 6, zaopatrzonym w przełącznik uruchamiający 4 ten palnik, zaś z drugiej strony z głowicą 5, doprowadzającą pręt 9 z rozpylanego materiału do obszaru łuku plazmowego 11. Oś palnika plazmowego 6 tworzy z osią głowicy 5 doprowadzającej pręt 9 z rozpylanego materiału nastawny kąt ostry, wynoszący korzystnie około 75°. Palnik plazmowy 6 jest połączony na wejściu przewodami elektrycznymi oraz giętkimi przewodami doprowadzającymi sprężone powietrze lub inny gaz obojętny ze źródłem tego gazu. Natomiast głowica 5 doprowadzająca pręt 9 z rozpylanego materiału jest zaopatrzona w giętką rurkę 8, w której prowadzony jest ten pręt 9, wysuwany z osiowego kanału 13 głowicy 5 (fig. 2). Głowica 5 jest ponadto wyposażona od strony czołowej w dyszę 10 rozpylającą gaz, przy czym pręt wysuwany przez jej osiowy kanał 13 ulega stopieniu w łuku plazmowym 11, zaś cząstki stopionego materiału pręta są porywane przez strumień 12 sprężonego gazu i padaj ą na nieuwidocznioną na rysunku pokrywaną powierzchnię.

Pręt 9 z rozpylanego materiału jest doprowadzany do głowicy 5 przez osiowy kanał 13 (fig. 2), znajdujący się również w głowicy 5, natomiast gaz rozpylający jest dostarczany do dyszy 10 przez kanał 14 w obudowie 2, który w miejscu połączenia dyszy 10 z głowicą 5 łączy się przez pierścieniową komorę 15 otaczającą kanał 13 z otworami wylotowymi dyszy 10.

Palnik plazmowy 6 jest zbudowany w ten sposób, że wewnątrz niego znajduje się stacjonarna, nietopliwa elektroda 16 z wkładką 17 wykonaną ze stopu cyrkonowo-hofnowego (Zr/Hf). W środku palnika znajduje się otoczony elementami izolacyjnymi 19 osiowy kanał 18, przez który doprowadzane jest sprężone powietrze podlegające jonizacji w palniku plazmowym 6.

Urządzenie jest ponadto wyposażone w nieuwidoczniony na rysunku układ sterujący, służący do ustawienia odpowiedniej prędkości przepływu sprężonego powietrza dostarczanego do palnika plazmowego 6 oraz do dyszy rozpylającej 10.

Urządzenie według wynalazku może być również odpowiednio zmodyfikowane, na przykład łuk· plazmowy może być uformowany między palnikiem plazmowym 6 jako katodą a drutem 9 z rozpylanego materiału jako anodą, albo też między dwiema elektrodami znajdującymi się w palniku plazmowym 6. Dzięki czemu możliwe jest rozpylanie materiałów nieprzewodzących, dostarczanych na przykład w postaci drutów ze sproszkowanych tlenków pokrytych osłoną z tworzywa sztucznego.

Zespół urządzenia złożony z palnika plazmowego 6 oraz z głowicy 5 doprowadzającej pręt 9 z rozpylanego materiału, zakończonej dyszą 10 połączoną ze źródłem sprężonego gazu, może być odpowiednio multiplikowany tworząc układ złożony na przykład z dwóch palników gazowych oraz dwóch głowic zakończonych dyszami. Układ taki umożliwia równoczesne natryskiwanie na powlekaną powierzchnię cząstek różnych materiałów.

Wykaz oznaczeń urządzenie do rozpylania materiałów powłokowych, zwłaszcza metali obudowa urządzenia uchwya palnika piamnowego przełącznik uruchamiający palnik plazmowy głowica doprowadzająca pręt z rozpylanego materiału patoik paizzmowy obudowa przewodów elektrycznych oraz przewodów doprowadzających sprężonepowietrze lub gaz obojętny do palnika plazmowego 6 giętida rurka doprowaidzająca. pręa 9 z rozpykinego materiału pęęa z rozpylanego materiału dysza rozpy/hij ąca igaz hka p^mowy pierścieniowy stmmżeń gazu osóowy kanaa gtowicy 10 doprowadząjący pęęa 9 z rozpyianego η^ει^^ k<^^a doprowadźmy ący sprężone jo^w^«;rzM do głowccy 10 pżerścżeniowa komora

190 514 nietopliwa elektroda wkładka cyrkonowo-hofnowa osiowy kanał, przez który doprowadzany jest sprężony gaz względnie powietrze podlegające jonizacji w palniku plazmowym elementy izolacyjne zraszające kanał 18

De,

P^rta.

¹*>SU

^1TiSnt Wyd, ^C^2,00d-^kł_ad50 egz.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób rozpylania materiałów powłokowych, zwłaszcza metali, polegający na doprowadzaniu do urządzenia pręta z rozpylanego materiału, a następnie jego stopieniu przy użyciu palnika plazmowego i rozpyleniu, znamienny tym, że łuk plazmowy formuje się między nietopliwą, stacjonarną elektrodą (16) a topliwą elektrodą w postaci pręta, (9) z rozpylanego materiału, doprowadzanego do obszaru łuku plazmowego (11) pod nastawnym kątem ostrym względem osi tego łuku plazmowego, przy czym stopiony materiał rozpyla się za pomocą strumienia gazu w kierunku doprowadzania pręta z rozpylanego materiału do obszaru łuku plazmowego.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że gaz do rozpylania stopionego pręta doprowadza się w postaci pierścieniowego strumienia utworzonego dookoła pręta z rozpylanego materiału.
3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że łuk plazmowy (11) wytwarza się przez jonizację sprężonego powietrza.
4. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że jako gaz do rozpylania stosuje się gaz obojętny względnie sprężone powietrze.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że kąt, pod którym doprowadza się pręt z rozpylanego materiału w stosunku do osi łuku plazmowego jest kątem ostrym, wynoszącym około 75°.
6. Urządzenie do rozpylania materiałów powłokowych, zwłaszcza metali, do którego doprowadzany jest pręt z rozpylanego materiału, podlegający następnie topieniu w łuku plazmowym i rozpylaniu, wyposażone w palnik plazmowy, znamienne tym, że ma palnik plazmowy (6) wytwarzający łuk plazmowy (11) wskutek jonizacji sprężonego powietrza, przy czym oś głowicy (5), doprowadzającej pręt (9) z rozpylanego materiału i wyposażonej w dyszę (10) rozpylającą gaz obojętny, tworzy z osią głowicy plazmowej nastawny kąt ostry.
7. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że kąt ostry między osią głowicy (5), doprowadzającej pręt (9) z rozpylanego materiału, a osią palnika plazmowego (6) wynosi około 75°.
8. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że dysza (10) rozpylająca gaz otacza pierścieniowo osiowy kanał (13), doprowadzający pręt (9) z rozpylanego materiału do obszaru łuku plazmowego (11).
9. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że palnik plazmowy (6) wytwarzający łuk plazmowy (11) jest połączony za pomocą obudowy (2) z dyszą (10) rozpylającą gaz.
10. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że pręt (9) z rozpylanego materiału, doprowadzany do dyszy (10) rozpylającej gaz, jest prętem niemetalowym.