RU2039613C1 - Плазмотрон для напыления преимущественно тугоплавких материалов - Google Patents
Плазмотрон для напыления преимущественно тугоплавких материалов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2039613C1 RU2039613C1 SU5060994A RU2039613C1 RU 2039613 C1 RU2039613 C1 RU 2039613C1 SU 5060994 A SU5060994 A SU 5060994A RU 2039613 C1 RU2039613 C1 RU 2039613C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cathode
- cone
- working end
- powder
- plasmatron
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
- Nozzles (AREA)
Abstract
Использование: изобретение относится к устройствам, которые используются при нанесении покрытий из порошков тугоплавких материалов методом напыления, и может быть применено для повышения качества покрытия за счет увеличения компактности струи. Сущность изобретения: конус на рабочем конце катода выполнен усеченным. Цилиндрическая и коническая поверхности катода покрыты диэлектрическим слоем. Рабочий конец катода расположен в сопле-аноде с образованием их боковыми поверхностями конического канала, фокусирующего частицы тугоплавкого материала на оси канала в прикатодной области. 1 ил.
Description
Изобретение относится к устройствам, которые используются для нанесения покрытий из порошков тугоплавких материалов методом напыления.
Известно устройство для введения порошкообразных материалов, где существуют два конических кольцевых канала, один из которых для подачи порошкообразного материала, а другой плазмообразующего газа, причем оба канала выполнены параллельно образующей конуса катода. Недостатком этого устройства является сложность конструкции и невозможность стабильной подачи порошкообразного материала в прикатодную область вследствие параллельности каналов, которые не позволяют легким частицам порошка попасть в начало центральной части струи (дуги) [1]
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому плазмотрону является плазмотрон для напыления, содержащий катод в виде стержня с конусом на рабочем конце, сопло-анод коммуникации для подвода газа, охлаждающей среды и порошков, снабженный электрически нейтральным узлом подачи порошка, установленным между катодом и анодом соосно с ними и выполненным в виде корпуса с расположенной в нем ограничительной втулкой с коническим торцом, имеющей на наружной поверхности проточку, сообщающуюся с коммуникациями подачи порошка [2]
Недостатком этого устройства является то, что газопорошковая смесь подается в уже сформированный столб дугового разряда, так что проникновение порошка в центральную зону струи затруднено. До центральной части струи (дуги) достигают частицы с большой массой, а остальная часть отжимается струей и проходит вдоль стенок канала сопла, вследствие чего частицы, не вошедшие в столб струи (дуги), недостаточно проплавлены и плохо взаимодействуют с подложкой.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому плазмотрону является плазмотрон для напыления, содержащий катод в виде стержня с конусом на рабочем конце, сопло-анод коммуникации для подвода газа, охлаждающей среды и порошков, снабженный электрически нейтральным узлом подачи порошка, установленным между катодом и анодом соосно с ними и выполненным в виде корпуса с расположенной в нем ограничительной втулкой с коническим торцом, имеющей на наружной поверхности проточку, сообщающуюся с коммуникациями подачи порошка [2]
Недостатком этого устройства является то, что газопорошковая смесь подается в уже сформированный столб дугового разряда, так что проникновение порошка в центральную зону струи затруднено. До центральной части струи (дуги) достигают частицы с большой массой, а остальная часть отжимается струей и проходит вдоль стенок канала сопла, вследствие чего частицы, не вошедшие в столб струи (дуги), недостаточно проплавлены и плохо взаимодействуют с подложкой.
Задачей изобретения является повышение качества покрытия за счет увеличения компактности струи.
Для решения задачи необходимо постоянство геометрических параметров конического канала, образованного катодом и соплом-анодом, для чего необходимо устранить налипание порошка на раскаленный конец катода и его абразивный износ методом фокусирования дисперсно-газовой смеси с некоторым расстоянием от торца катода, на входе в зону сжатия вблизи катода.
Решение задачи достигается тем, что в плазмотроне для напыления, содержащем катод в виде стержня с конусом на рабочем конце, сопло-анод, разделяющий их изолирующий элемент и коммуникации для подвода газа, охлаждающей среды и порошка, согласно изобретению, конус на рабочем конце катода выполнен усеченным, цилиндрическая и коническая поверхности катода покрыты диэлектрическим слоем, причем рабочий конец катода расположен в сопле-аноде с образованием их боковыми поверхностями конического канала, фокусирующего частицы тугоплавкого материала на оси канала в прикатодной области.
При достижении поставленной задачи, т.е. при предлагаемом расположении элементов конструкции плазмотрона с геометрией определяемой маркой порошка, составом газа с режимом напыления возможно стабильно фокусировать дисперсно-газовый поток на входе в зону сжатия вблизи катода, что исключает расслоение и обеспечивает формирование стабильной контактной двухфазной плазменной струи.
В предлагаемом плазмотроне катод, оканчивающийся усеченным конусом, выполняет функцию формирователя конического канала со стабильными геометрическими размерами, с фокусом на некотором расстоянии от торца катода. Это достигается устранением налипания порошка на горячем конце катода и его абразивного износа, неочевидным существенным признаком наружным диэлектрическим слоем на конической и цилиндрической поверхности катода. Отсутствие электропроводности наружного слоя устраняет эмиссию электронов с ее поверхности для поддержания дугового разряда, что снижает температуру конического и цилиндрического поверхностных слоев конца катода до температуры, при которой отсутствуют налипание порошка и абразивный износ. Достигнутые постоянство геометрических параметров конического канала и стабильное фокусирование дисперсно-газового потока на вход в зону сжатия вблизи катода повышают качество покрытия за счет стабильности компактной струи.
На чертеже схематически изображен предлагаемый плазмотрон.
Он состоит из корпуса 1, в который запрессовано сопло-анод 2. К корпусу плазмотрона крепится корпус узла подачи порошка 3, изготовленный из электроизолирующего материала. К корпусу узла подачи порошка крепится узел катода, состоящий из самого катода 4, оканчивающегося усеченным конусом 5, с наружным диэлектрическим слоем 6 и катододержателя 7. Плазмотрон присоединяется к источнику постоянного электрического тока, (-) к патрубку 8, (+) к патрубку 9. К этим патрубкам подводится также охлаждающая вода, проходящая по сообщающимся полостям узлов анода и подачи порошка, а также катодного узла. Патрубок 10 служит для подвода плазмообразующего газа, а патрубок 11 для подвода порошка.
Предложенная конструкция работает следующим образом. Между торцом усеченного конуса катода 4, не закрытым диэлектрическим слоем 6, и соплом-анодом 2 горит электрическая дуга. Плазмообразующий газ, проходя через электрическую дугу, нагревается до высокой температуры и истекает через осевое отверстие в сопле-аноде 2 в виде факела. Порошок подается в плазмотрон при помощи транспортирующего газа через патрубок 11. Затем, проходя с соударением кольцевой зазор между диэлектрической поверхностью 6 катода 4 и корпусом узла подачи порошка 3, а затем конический канал между соплом-анодом 2 и боковой диэлектрической поверхностью усеченного конуса 5, дисперсно-газовая смесь фокусируется на входе в столб дуги вблизи катода, что позволяет избежать ее расслоения и обеспечивает формирование стабильной компактной двухфазной плазменной струи. Диэлектрический слой из жаростойкой керамики (Al2O3 или ZrO2), нанесенный на поверхность катода, обеспечивает свои защитные функциональные свойства при всех использованных режимах. Этот слой устраняет налипание на катод напыляемого материала, предохраняет катод от абразивного износа, исключает изменение геометрии конического канала, тем самым обеспечивая стабильность компактной плазменной струи и качество напыляемого покрытия.
Claims (1)
- ПЛАЗМОТРОН ДЛЯ НАПЫЛЕНИЯ ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ТУГОПЛАВКИХ МАТЕРИАЛОВ, содержащий катод в виде стержня с конусом на рабочем конце, сопло-анод, разделяющий их изолирующий элемент и коммуникации для подвода газа, охлаждающей среды и порошка, отличающийся тем, что конус на рабочем конце катода выполнен усеченным, цилиндрическая и коническая поверхности катода покрыты диэлектрическим слоем, причем рабочий конец катода расположен в сопле-аноде с образованием их боковыми поверхностями конического канала, фокусирующего частицы тугоплавкого материала на оси канала в прикатодной области.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5060994 RU2039613C1 (ru) | 1992-07-01 | 1992-07-01 | Плазмотрон для напыления преимущественно тугоплавких материалов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5060994 RU2039613C1 (ru) | 1992-07-01 | 1992-07-01 | Плазмотрон для напыления преимущественно тугоплавких материалов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2039613C1 true RU2039613C1 (ru) | 1995-07-20 |
Family
ID=21612674
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5060994 RU2039613C1 (ru) | 1992-07-01 | 1992-07-01 | Плазмотрон для напыления преимущественно тугоплавких материалов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2039613C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1657322A2 (en) | 2004-11-04 | 2006-05-17 | United Technologies Corporation | Plasma spray apparatus |
WO2012040998A1 (zh) * | 2010-09-28 | 2012-04-05 | Zhou Kaigen | 电弧等离子体喷枪及应用方法 |
US8507826B2 (en) | 2004-11-04 | 2013-08-13 | United Technologies Corporation | Microplasma spray apparatus and method for coating articles using same |
-
1992
- 1992-07-01 RU SU5060994 patent/RU2039613C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Патент США N 3900762, кл. N 05B 3/26, 1975. (56) * |
2. Авторское свидетельство СССР N 503601, кл. B 05B 7/00, 1976. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1657322A2 (en) | 2004-11-04 | 2006-05-17 | United Technologies Corporation | Plasma spray apparatus |
EP1657322A3 (en) * | 2004-11-04 | 2008-02-27 | United Technologies Corporation | Plasma spray apparatus |
US8507826B2 (en) | 2004-11-04 | 2013-08-13 | United Technologies Corporation | Microplasma spray apparatus and method for coating articles using same |
WO2012040998A1 (zh) * | 2010-09-28 | 2012-04-05 | Zhou Kaigen | 电弧等离子体喷枪及应用方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0368547B1 (en) | Plasma generating apparatus and method | |
US5733662A (en) | Method for depositing a coating onto a substrate by means of thermal spraying and an apparatus for carrying out said method | |
US5144110A (en) | Plasma spray gun and method of use | |
RU2569861C2 (ru) | Система термического плазменно-дугового проволочного напыления | |
CN112024885A (zh) | 一种等离子弧喷头及具有其的等离子发生装置和三维打印设备 | |
JP2950988B2 (ja) | プラズマトーチ | |
JP3287373B2 (ja) | 粉末材料を吹き付けるためのプラズマ溶射装置 | |
US6706993B1 (en) | Small bore PTWA thermal spraygun | |
CA2280019C (en) | Improved plasma transferred wire arc thermal spray apparatus and method | |
EP0457067B1 (en) | Plasma spray device with external powder feed | |
EP0244774B1 (en) | Improved plasma flame spray gun method and apparatus with adjustable ratio of radial and tangential plasma gas flow | |
US5109150A (en) | Open-arc plasma wire spray method and apparatus | |
EP0775436A1 (en) | Plasma torch with axial injection of feedstock | |
JP4664679B2 (ja) | プラズマ溶射装置 | |
JP2007521395A (ja) | プラズマ・ビームを使用して基板表面をコーティングする方法 | |
EP0640022B1 (en) | High temperature plasma gun assembly | |
JP3733461B2 (ja) | 複合トーチ型プラズマ発生方法及び装置 | |
JPS61216760A (ja) | プラズマ・アーク・トーチ | |
RU2039613C1 (ru) | Плазмотрон для напыления преимущественно тугоплавких материалов | |
RU2366122C1 (ru) | Плазмотрон для нанесения покрытий | |
CN1242720A (zh) | 改进的等离子体转移金属丝弧热喷镀装置及方法 | |
RU2206964C1 (ru) | Электродуговой плазмотрон | |
RU2254933C2 (ru) | Электродуговой металлизатор | |
SU503601A1 (ru) | Плазмотрон дл напылени | |
IL307624A (en) | Plasma torch, thermal plasma spray device and method for controlling plasma torch |