RU788509C

RU788509C - Method and apparatus for plasma spraying

Info

Publication number: RU788509C
Application number: SU792797891A
Authority: RU
Inventors: В.М. Меркин; О.М. Гутман; Д.И. Гнатенко
Original assignee: Черкасский Проектно-Конструкторский Технологический Институт
Priority date: 1979-07-16
Filing date: 1979-07-16
Publication date: 1992-10-30

Abstract

1. Способ плазменного напылени ,. узаключающийс в подаче порошка в зону горени электрической дуги, отличающийс тем, что, с целью повышени стабильности процесса, порошок перед подачей в зону горени электрической дуги электризуют о 2 о Установка дл осуществлени способа по По 1 содержаща питатель порошка и плазмотрон с узлом подачи порошка в зону горени электрической дуги, отличающа с тем, что она снабжена установленным на входе в узел подачи порошка зар дным устройством и соединенным с ним источником высокого напр жени , Зо Установка по По 2, отличающа с тем, что узел подачи порошка электрически св зан с анодом плазмотрона,,1. Plasma spraying method. confined in the supply of powder to the combustion zone of the electric arc, characterized in that, in order to increase the stability of the process, the powder is electrified about 2 ° before being fed into the combustion zone of the electric arc. the burning zone of the electric arc, characterized in that it is equipped with a charging device installed at the inlet of the powder supply unit and a high voltage source connected to it, Z Installation according to 2, characterized in m, which powder delivery unit electrically connected to the anode of the plasma torch ,,

Description

Изобретение относитс к технике нанесени покрытий из порошков тугоплавких материалов методом плазменного напылени The invention relates to a technique for coating powders of refractory materials by plasma spraying

Известен способ плазменного напылени , заключающийс в подаче порошка в зону горени электрической дугиA known method of plasma spraying, which consists in supplying powder to the combustion zone of an electric arc

Установка дл осуществлени этого способа включает питатель порошка и плазмотрон с узлом подачи порошка сAn apparatus for implementing this method includes a powder feeder and a plasma torch with a powder supply unit with

f eдocтaткoм известного способа и соответственно установки вл етс не стабильность процесса нанесени , т„Ко при работе плазмотрона имеет место засорение его сопла, что исключает применение этой установки в услови х длительной работы в промышленном производстве ,A disadvantage of the known method and, accordingly, of the installation is the instability of the application process, since during operation of the plasma torch there is a clogging of its nozzle, which excludes the use of this installation under conditions of prolonged operation in industrial production,

Целью изобретени вл етс повышение стабильности процессаThe aim of the invention is to increase the stability of the process.

Указанна цель достигаетс тем, что в способе заключающемс в подаче This goal is achieved in that in the method consisting in the feed

XI порошка в зону горени электрической XI powder into the electric combustion zone

00 00 дуги, согласно изобретению, порошок перед подачей в зону горени электриел о о ческой дуги электризуют00 00 arc, according to the invention, the powder is electrified before being fed into the combustion zone of an electric arc

Кроме того, указанна цель достигаетс тем, что установка, содержаща питатель порошка и плазмотрон с узлом подачи порошка, согласно изобретению, снабжена установленным на входе в ./ узел подачи порошка зар дным устройством и соединенным с ним источником высокого напр жени оIn addition, this goal is achieved by the fact that the installation comprising a powder feeder and a plasma torch with a powder supply unit according to the invention is provided with a charge device installed at the entrance to the ./ powder supply unit and a high voltage source connected to it

Причем узел подачи порошка электрически св зан с анодом плазмотрона.Moreover, the powder supply unit is electrically connected to the anode of the plasma torch.

Установка схематично показана на чертеже оThe installation is schematically shown in the drawing about

Установка состоит из питател порошка 1, соединенного трубопроводом 2, с плазмотроном 3 В трубопроводе 2 на входе в плазмотрон 3 установлено зар дное устройство k, представл ющее установленные в корпусе электрод и заземл емую сетку и соединенное с источником высокого напр жени 5 о 8плазмотроне 3 соосно установлены катод-электрод б, узел подачи порошка 7 с ограничительной втулкой 8 и сопло анод 9 о Плазмотрон снабжен системой канало дл охлаждени водой и подачи плазмообразующего газа о Плазмотрон подсоели н етс к источнику посто нного электрического тока (на чертеже не пока зан)о Плазмотрон имеет изолирующие прокладки 10 и 11 о Установка работает следующим образом о Между концом электрода 6 и соплом 9горит электрическа дугао .Дуга проходит через осевое отверстие ограничительной втулки 8 о Плазмообразующий газ, проход через электрическую дугу, образует поток плазмы, истекающий через осевое отверстие в аноде 9о Напыл емый порошок из питател порошка 1 по трубопроводу 2 при пoмolliи транспортирующего газа подаетс к пла змотрону 3 Проход через зар дное устройство частицы порошка приобретают положи жительный зар д. При этом напр жение подаваемое на зар дное устройство , при использовании керамических порош ков составл ет 20„,о50 киловольт Ве личина тока при этом составл ет примерно 100 миллиампере Величина напр жени устанавливаетс в зависимости от материала и гранул ции порошка,, Порошок далее проходит кольцевой зазор и конический канал между огра-ничительной втулкой 8 и торцевой час тью сопла 9 и поступает в область плазмы дугового разр да При прохождении потока зар женных частиц порошка в анодной области дугового разр да на него действуют силы электрического пол , которые преп тствуют налипанию порошка в соплео Кроме того, при поступлении в область плазмы поток зар женных частиц порошка попадает в зону действи магнитного пол плазмы и концентрируетс в самой высокотемпературной центральной части плазменной струи. Температура вазоне подачи порошка составл ет 20000 К - 15000К „ Таким образом обеспечиваетс наилучшее проплавление частиц порошка при обеспечении высокой надежности и ресурса работы плазмотрона. Необходимо отметить, что узел подачи порошка плазмотрона на фиг 1 изображен электрически нейтральным Дл улучшений условий протекани порошка по кольцевому зазору и коническому каналу между ограничительной втулкой 8 и торцевой частью сопла 9 узел подачи порошка 7 может быть подключен к положительному полюсу источника посто нного электрического тока В этом случае изолирующа прокладка 11 не нужна. Кроме того, во избежание загора- , нй дуги между втулкой 8 и электродом 6 она установлена с радиальным зазором относительно электрода большим , чем зазор между электродом и сопломо i Установка надежна в работе, позвол ет обеспечить полную проплавл емость частиц порошка, получать качественные высокоплотные покрыти , уменьшить расход порошка за счет исключени его расплаваThe installation consists of a powder feeder 1, connected by a pipeline 2, with a plasmatron 3. A charging device k is installed in the pipeline 2 at the entrance to the plasmatron 3, which represents an electrode installed in the housing and an earthed grid and connected to the high voltage source 5 about 8 of the plasma torch 3 coaxially a cathode electrode b, a powder supply unit 7 with a restriction sleeve 8, and an anode 9 о nozzle are installed. The plasma torch is equipped with a duct system for cooling with water and supplying a plasma forming gas. The plasma torch is connected to a constant electron source electric current (not shown in the drawing yet) o The plasma torch has insulating gaskets 10 and 11 о The installation works as follows o An electric arc burns between the end of the electrode 6 and the nozzle 9. The arc passes through the axial hole of the restriction sleeve 8 о Plasma-forming gas, passes through an electric arc, forms a plasma stream flowing out through the axial hole in the 9o anode. The sprayed powder from the powder feeder 1 through pipeline 2 is fed to the plasma torch by the passage of transporting gas 3 Particle passage through the charging device the powders acquire a positive charge. In this case, the voltage supplied to the charging device, using ceramic powders, is 20 о, about 50 kilovolts. The current value is about 100 milliamperes. The voltage value is set depending on the material and granulation Powder, the powder then passes an annular gap and a conical channel between the restriction sleeve 8 and the end part of the nozzle 9 and enters the plasma region of the arc discharge When a stream of charged powder particles passes through the anode Asti arc force acting on it the electric field, which prevent the powder sticking to sopleo Furthermore, when entering the plasma region of the flow of charged powder particles enters the zone of action of the magnetic field and the plasma is concentrated in the very high-temperature central part of the plasma jet. The temperature of the powder supply vase is 20000 K - 15000K. Thus, the best penetration of the powder particles is ensured while ensuring high reliability and service life of the plasma torch. It should be noted that the plasma torch powder supply unit in Fig. 1 is shown to be electrically neutral. For improving the conditions of the powder flowing through the annular gap and the conical channel between the restriction sleeve 8 and the end part of the nozzle 9, the powder supply unit 7 can be connected to the positive pole of the constant current source B in this case, the insulating gasket 11 is not needed. In addition, in order to avoid a tanning arc between the sleeve 8 and the electrode 6, it is installed with a radial gap relative to the electrode larger than the gap between the electrode and the nozzle. I The installation is reliable in operation, allows full penetration of powder particles, and high-quality high-density coatings to reduce powder consumption by eliminating its melt