一种具有两段式保护气孔的大气超音速等离子喷涂装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了具有两段式保护气孔的大气超音速等离子喷涂装置，包括阳极喷嘴，其前端为圆柱形，并且具有中心通孔，所述阳极喷嘴上还设置有：保护气孔，进口端设置在阳极喷嘴圆周面上，出口段设置在所述阳极喷嘴前端面上，所述保护气孔包括第一段气孔和第二段气孔，所述第一段气孔的轴线与中心通孔的轴线呈锐角α，所述第二段气孔的轴线与中心通孔的轴线呈锐角β；送粉孔，其进口端设置在阳极喷嘴圆周面上，出口端与中心通孔联通，并且所述送粉孔的轴线与中心通孔的轴线垂直。本发明专利技术结构简单，无固体罩，不需要加装冷水装置，安装、拆卸、检查方便，能够降低射流的温度和喷涂粒子的温度，减少喷涂粒子氧化的可能。

Atmospheric supersonic plasma spraying device with two section type protective hole

The present invention discloses with two section protection air supersonic plasma spraying device comprises an anode hole, nozzle, the front end is cylindrical, and has a center hole, wherein the anode nozzle is also provided with a protection hole, inlet arranged on the circumferential surface of the anode nozzle on the outlet section is arranged on the front face of the anode nozzle on the protection of air includes a first section and second section of stomatal pores, axis and the center of the first section of the through hole stomata showed an acute angle alpha, axis and the center of the second hole hole is in an acute angle beta; powder feeding hole, the inlet end is arranged in the anode nozzle on the circumferential surface. The exit end and the center hole axis and the center of China Unicom, and the powder feeding hole hole vertical. The invention has the advantages of simple structure, no solid cover, no need to install a cold water device, convenient installation, disassembly and inspection, can reduce the temperature of the jet and the temperature of the spraying particles, and reduce the possibility of the oxidation of the spraying particles.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉涂层制备
，特别涉及一一种具有两段式保护气孔的大气超音速等离子喷涂装置。
技术介绍
由于钛具有优良的耐腐蚀性能、力学性能和工艺性能，被广泛应用于国民经济许多部门，但钛的价格较高，限制了其更广泛、低成本应用。据统计，2013年我国海绵钛产量为8万吨，在钛材的用量中利用钛合金耐腐蚀特性的用量达到60％以上，包括化工、海洋、舰船、盐业等方面。钛材的消耗巨大，如何降低钛材消耗一直是业内的难题。热喷涂制备Ti涂层是降低钛材消耗，低成本强化海洋及恶劣腐蚀条件下装备表面的有效途径。其主要优势是：(1)涂层薄，厚度一般小于0.5mm；(2)待防腐装备可先制造成形，后喷涂，避免钛-钢复合板在焊接过程易出现缺陷的问题；(3)可在铝基体上制备涂层，减轻设备重量；(4)可制备钛基复合涂层，通过添加其它元素进一步提高涂层性能。但其缺点也比较突出，例如：(1)设备(低压等离子喷涂、冷喷涂)和粉末材料昂贵，喷涂成本高；(2)工件尺寸、形状受限；(3)不能在户外对大型装备实施现场喷涂；(4)大气环境中高温热源制备Ti涂层氧、氮含量高。目前尚无成熟的可在大气环境中对复杂零部件、甚至在户外制备Ti涂层的技术或成功案例。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有超音速等离子喷涂装置喷涂成本高、尺寸较大、能在户外对大型装备实施现场喷涂的缺陷，提供了一种具有两段式保护气孔的大气超音速等离子喷涂装置。本专利技术的另一目的是通过优化设计保护气进气角度，提高喷涂使的保护效果，防止涂层粉末被氧化。本专利技术提供的技术方案为：一种具有两段式保护气孔的大气超音速等离子喷涂装置，包括阳极喷嘴，其前端为圆柱形，并且具有中心通孔，所述阳极喷嘴上还设置有：保护气孔，进口端设置在阳极喷嘴圆周面上，出口段设置在所述阳极喷嘴前端面上，所述保护气孔包括第一段气孔和第二段气孔，所述第一段气孔的轴线与中心通孔的轴线呈锐角α，所述第二段气孔的轴线与中心通孔的轴线呈锐角β；送粉孔，其进口端设置在阳极喷嘴圆周面上，出口端与中心通孔联通，并且所述送粉孔的轴线与中心通孔的轴线垂直。优选的是，所述保护气孔设置有两个，并且相对布置。优选的是，所述送粉孔设置有两个，并且相对布置。优选的是，两个保护气孔和两个送粉孔沿阳极喷嘴圆周方向间隔均匀布置。优选的是，所述α角为40～65°。优选的是，所述β角为0～25°。优选的是，所述保护气孔的直径d为2～2.5mm。优选的是，所述保护气孔进口端中心与阳极喷嘴前端面之间的距离L1为8～10mm。优选的是，所述保护气孔出口端中心与阳极喷嘴轴线之间的距离L2为2.5～3.5mm。优选的是，所述保护气孔的轴线与中心通孔的轴线夹角α满足： α = arctan ( L 1 + L 2 - d L 1 + L 2 · v 0.985 ln d L 1 + L 2 + 0.877 ln d L 1 + L 2 - d ln T ) ]]>其中，v为送粉气流量，T为环境温度。本专利技术的有益效果体现在以下几个方面：(1)结构简单，无固体罩，不需要加装冷水装置，安装、拆卸、检查方便。(2)喷涂材料不易粘附在喷嘴孔道上。(3)保护气对射流和大气环境起到一定的隔离作用，能够减少射流中喷涂粒子的氧化。(4)保护气对射流起到一定的冷却作用，从而降低射流的温度和喷涂粒子的温度，减少喷涂粒子氧化的可能。(5)与固体罩相比，喷涂距离不受限制。(6)可根据喷涂需要选择不同种类的保护气，如为了降低喷涂材料的氧化和氮化，可采用Ar为保护气；为了提高喷涂材料氮化效果，可采用N2为保护气，此时为一种反应等离子喷涂。附图说明图1为本专利技术所述的具有两段式保护气孔的大气超音速等离子喷涂装置总体结构示意图。图2为本专利技术所述的阳极喷嘴主视图。图3为本专利技术所述的阳极喷嘴A-A向剖视图。图4为本专利技术所述的阳极喷嘴B-B向剖视图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。如图1所示，本专利技术提供了一种具有两段式保护气孔的大气超音速等离子喷涂装置，包括枪座1、枪体压帽2、枪体3、绝缘体4、气体旋流环5、送粉架6、喷嘴压帽7、阳极喷嘴8、导流结构9、阴极头10、后绝缘体11、进水口12、等离子气体进口13、出水口14、阴极体15、整垫片16、后绝缘压帽17、阴极体压帽18。如图2、图3、图4所示，所述阳极喷嘴8呈回转体形状，其前端为圆柱形，并且在阳极喷嘴8的中心轴线处设置有中心通孔801，所述阳极喷嘴8上还设置有保护气孔802和送粉孔803。其中保护气孔802为在阳极喷嘴8的进口端在圆周面上，出口段位于阳极喷嘴8的前端面上。保护气孔802设置为两段式，包括第一段气孔和第二段气孔，所述第一段气孔的中心轴线与中心通孔的轴线之间呈锐角α，所述第二段气孔的中心轴线与中心通孔的轴线之间呈β角；保护气孔802的直径为d。并且所述保护气孔802的进口端中心与阳极喷嘴前端面的距离L1，所述保护气孔出口端中心与阳极喷嘴轴线之间的距离L2。所述保护气孔802设置有两个，相对于阳极喷嘴8的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有两段式保护气孔的大气超音速等离子喷涂装置，其特征在于，包括阳极喷嘴，其前端为圆柱形，并且具有中心通孔，所述阳极喷嘴上还设置有：保护气孔，进口端设置在阳极喷嘴圆周面上，出口段设置在所述阳极喷嘴前端面上，所述保护气孔包括第一段气孔和第二段气孔，所述第一段气孔的轴线与中心通孔的轴线呈锐角α，所述第二段气孔的轴线与中心通孔的轴线呈锐角β；送粉孔，其进口端设置在阳极喷嘴圆周面上，出口端与中心通孔联通，并且所述送粉孔的轴线与中心通孔的轴线垂直。

【技术特征摘要】
1.一种具有两段式保护气孔的大气超音速等离子喷涂装置，其特征在于，包括阳极喷嘴，其前端为圆柱形，并且具有中心通孔，所述阳极喷嘴上还设置有：保护气孔，进口端设置在阳极喷嘴圆周面上，出口段设置在所述阳极喷嘴前端面上，所述保护气孔包括第一段气孔和第二段气孔，所述第一段气孔的轴线与中心通孔的轴线呈锐角α，所述第二段气孔的轴线与中心通孔的轴线呈锐角β；送粉孔，其进口端设置在阳极喷嘴圆周面上，出口端与中心通孔联通，并且所述送粉孔的轴线与中心通孔的轴线垂直。2.根据权利要求1所述的具有两段式保护气孔的大气超音速等离子喷涂装置，其特征在于，所述保护气孔的轴线与中心通孔的轴线夹角α满足： α = arctan ( L 1 + L 2 - d L 1 + L 2 · v 0.985 ln d L 1 + L 2 + ...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘明，张伟，王海军，姜祎，王思捷，于鹤龙，
申请(专利权)人：中国人民解放军装甲兵工程学院，
类型：发明
国别省市：北京;11