一种磁场调控超音速等离子体热喷涂装置制造方法及图纸

一种磁场调控超音速等离子体热喷涂装置，包括底板、超音速等离子体火焰枪、一级磁场调控机构、二级磁场调控机构、驱动机构、在线监控仪和控制电柜，超音速等离子体火焰枪通过支撑架固定安装在底板的中部前侧上方，一级磁场调控机构套在超音速等离子体火焰枪的外部并转动安装在底板上方中部前侧，二级磁场调控机构固定安装在底板上方中部后侧，一级磁场调控机构的后端与二级磁场调控机构的前端前后对接，驱动机构设置在底板的左前侧并驱动一级磁场调控机构转动，在线监控仪设置在底板的右后侧，控制电柜设置在底板的右前侧。本发明专利技术能够通过磁场对等离子体热喷涂羽形实时调控，使超音速等离子体热喷涂工作处于理想的状态。音速等离子体热喷涂工作处于理想的状态。音速等离子体热喷涂工作处于理想的状态。

【技术实现步骤摘要】
一种磁场调控超音速等离子体热喷涂装置


[0001]本专利技术涉及表面工程
，具体地说，涉及一种磁场调控超音速等离子体热喷涂装置。

技术介绍

[0002]近年来，为适应国家可持续发展的需求，面向绿色制造与再制造的热喷涂技术得到越来越多的重视。热喷涂是一种表面强化技术，是表面工程技术的重要组成部分，一直是我国重点推广的新技术项目。它是利用某种热源（如电弧、等离子喷涂或燃烧火焰等）将粉末状或丝状的金属或非金属材料加热到熔融或半熔融状态，然后借助焰流本身或压缩空气以一定速度喷射到预处理过的基体表面，沉积而形成具有各种功能的表面涂层的一种技术。热喷涂过程中，细微而分散的金属或非金属的涂层材料，以一种熔化或半熔化状态，沉积到一种经过制备的基体表面，形成某种喷涂沉积层。目前热喷涂技术已在航空、航天、钢铁、石化、能源、汽车等领域的表面处理方面得到广泛的应用；热喷涂技术工艺简捷，涂层和基体材料选择范围广，易形成耐磨、隔热、抗氧化、耐腐蚀、绝缘和导电等复合功能涂层且涂层厚度易控，可在现场实施大面积施工。
[0003]但热喷涂涂层由高速飞行液滴撞击基材铺展、变形、堆积凝固形成的工艺特性决定了其具有组织成分不均匀、存有气孔、裂纹和板条层间弱结合等结构缺陷，尤其是涂层与基体之间的弱结合(以机械咬合为主)，这在很大程度上限制了涂层的应用范围与服役寿命。以制造高超声速飞行器尖锥热防护构件为例，该构件一般采用高温陶瓷类材料（例如，碳纤维增强碳化硅复合材料Cf/SiC）作为基体，由于超高温陶瓷材料熔点普遍高于3000℃，现有涂层喷涂技术的能量密度不足，会存在大量未熔陶瓷颗粒，导致涂层厚度难以精确可控、涂层致密度严重不够，从而减弱超高温陶瓷涂层的抗氧化烧蚀能力，并且容易形成局部高温，致使尖锥表面产生大量烧蚀凹坑，热防护涂层破损失效。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种磁场调控超音速等离子体热喷涂装置，本专利技术能够通过磁场对等离子体热喷涂羽形实时调控，使超音速等离子体热喷涂工作处于理想的状态。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种磁场调控超音速等离子体热喷涂装置，包括底板、超音速等离子体火焰枪、一级磁场调控机构、二级磁场调控机构、驱动机构、在线监控仪和控制电柜，超音速等离子体火焰枪通过支撑架沿前后方向水平固定安装在底板的中部前侧上方并向后发射等离子体，一级磁场调控机构套在超音速等离子体火焰枪的外部并转动安装在底板上方中部前侧，二级磁场调控机构固定安装在底板上方中部后侧，一级磁场调控机构的后端与二级磁场调控机构的前端前后对接，驱动机构设置在底板的左前侧并驱动一级磁场调控机构转动，在线监控仪设置在底板的右后侧且位于二级磁场调控机构的右侧后方，在线监控仪朝左对着二级磁场调控机构的后侧拍摄，控制电柜设置在底板的右前侧且内部设置有供电模块和控制
模块，供电模块分别与超音速等离子体火焰枪、一级磁场调控机构、二级磁场调控机构、驱动机构和在线监控仪电连接，控制模块分别与一级磁场调控机构、二级磁场调控机构、驱动机构和在线监控仪信号连接。
[0006]超音速等离子体火焰枪包括等离子体发生器和导热壳体，等离子体发生器和导热壳体均沿前后方向水平设置在底板的中部前侧上方，支撑架包括两根支撑管柱，导热壳体同中心固定套装在等离子体发生器的外圆周上，两根支撑管柱左右对称设在导热壳体的前侧，左侧的支撑管柱的下端固定连接在底板上表面左前侧，左侧的支撑管柱的上端固定连接在导热壳体的前端面左侧部，等离子体发生器的前侧部设置有阳极和阴极，等离子体发生器的后侧部设有与等离子体发生器内部连通的粉气输入通道，导热壳体的前端部左侧壳壁内设有前后连通的导线通道，左侧的支撑管柱的上端与导线通道的前端连接，导线通道的后端位于导热壳体的前端部内圆周右侧，左侧的支撑管柱内设置有穿过导线通道的导电线路，供电模块分别与阳极和阴极通过导电线路电连接，导热壳体的右侧壳壁内设有前后连通的粉气导向通道，右侧的支撑管柱的上端与粉气导向通道的前端连接，粉气导向通道的后端位于导热壳体的后侧部内圆周并与粉气输入通道的外端连接，右侧的支撑管柱内设置有穿过粉气导向通道并与粉气输入通道的外端连通的粉气注入管。
[0007]一级磁场调控机构包括一级磁场调控壳体和四个一级磁场调控线圈，一级磁场调控壳体为前后通透的圆筒结构，一级磁场调控壳体通过两个第一支撑轴承同中心转动套装在导热壳体的外部且位于底板的上方，一级磁场调控壳体的后端部外圆周套装有第二支撑轴承并与第二支撑轴承的内圈过盈配合，第二支撑轴承的外圈底部固定连接在底板上，导热壳体设置在一级磁场调控壳体内前侧部，四个一级磁场调控线圈同中心前后间隔固定设置在一级磁场调控壳体内后侧部，一级磁场调控壳体的圆周侧壁内设有第一换热夹层，一级磁场调控壳体的前侧外圆周侧壁上设有与第一换热夹层连通的第一注水口，第一注水口内设有第一注水塞，一级磁场调控壳体的中部侧壁上嵌设有位于导热壳体与最前侧一级磁场调控线圈之间的第一温度传感器，一级磁场调控壳体的前端外圆周一体成型有大带轮，一级磁场调控壳体的中部后侧外圆周缠绕有一圈导电线圈，导电线圈分别与四个一级磁场调控线圈电连接，底板的上表面中部前侧设有与导电线圈下侧部滑动连接的触点导电滚珠，供电模块与触点导电滚珠电连接，控制模块与第一温度传感器信号连接。
[0008]二级磁场调控机构包括二级磁场调控壳体和四个二级磁场调控线圈，二级磁场调控壳体为前后通透的圆筒结构，二级磁场调控壳体通过固定套装在其外圆周上的两个支撑底座固定安装在底板上中部后侧，二级磁场调控壳体与一级磁场调控壳体的圆周尺寸相同，一级磁场调控壳体的后端与二级磁场调控壳体的前端前后对接且具有间隙，四个二级磁场调控线圈同中心前后间隔固定设置在二级磁场调控壳体内，二级磁场调控壳体的圆周侧壁内设有第二换热夹层，二级磁场调控壳体的中部外圆周侧壁上设有与第二换热夹层连通的第二注水口，第二注水口内设有第二注水塞，二级磁场调控壳体的前端部侧壁上嵌设有位于最后侧一级磁场调控线圈与最前侧二级磁场调控线圈之间的第二温度传感器，二级磁场调控壳体的后端部侧壁上嵌设有位于最后侧二级磁场调控线圈后侧的第三温度传感器，供电模块分别与四个二级磁场调控线圈电连接，控制模块分别与第二温度传感器和第三温度传感器信号连接。
[0009]每个一级磁场调控线圈均包括第一圈形壳体和四个第一电磁铁，第一圈形壳体的
外径与一级磁场调控壳体的内径相同，第一圈形壳体的内径大于等离子体发生器的后端口内径，第一圈形壳体同中心固定连接在一级磁场调控壳体内，四个第一电磁铁均为圆心角为80
°
的扇形块结构并圆周阵列固定设置在第一圈形壳体内，第一电磁铁由第一扇形铁芯和缠绕在第一扇形铁芯外部的第一线圈绕组构成，第一线圈绕组的两端均伸出第一圈形壳体并通过导电线圈、触点导电滚珠与供电模块电连接，四个一级磁场调控线圈内的所有第一电磁铁在前后方向上的投影中心在同一圆周上的相邻两点之间圆心角为22.5
°
。
[0010]每个二级磁场调控线圈均包括第二圈形壳体和两个第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁场调控超音速等离子体热喷涂装置，其特征在于：包括底板、超音速等离子体火焰枪、一级磁场调控机构、二级磁场调控机构、驱动机构、在线监控仪和控制电柜，超音速等离子体火焰枪通过支撑架沿前后方向水平固定安装在底板的中部前侧上方并向后发射等离子体，一级磁场调控机构套在超音速等离子体火焰枪的外部并转动安装在底板上方中部前侧，二级磁场调控机构固定安装在底板上方中部后侧，一级磁场调控机构的后端与二级磁场调控机构的前端前后对接，驱动机构设置在底板的左前侧并驱动一级磁场调控机构转动，在线监控仪设置在底板的右后侧且位于二级磁场调控机构的右侧后方，在线监控仪朝左对着二级磁场调控机构的后侧拍摄，控制电柜设置在底板的右前侧且内部设置有供电模块和控制模块，供电模块分别与超音速等离子体火焰枪、一级磁场调控机构、二级磁场调控机构、驱动机构和在线监控仪电连接，控制模块分别与一级磁场调控机构、二级磁场调控机构、驱动机构和在线监控仪信号连接。2.根据权利要求1所述的磁场调控超音速等离子体热喷涂装置，其特征在于：超音速等离子体火焰枪包括等离子体发生器和导热壳体，等离子体发生器和导热壳体均沿前后方向水平设置在底板的中部前侧上方，支撑架包括两根支撑管柱，导热壳体同中心固定套装在等离子体发生器的外圆周上，两根支撑管柱左右对称设在导热壳体的前侧，左侧的支撑管柱的下端固定连接在底板上表面左前侧，左侧的支撑管柱的上端固定连接在导热壳体的前端面左侧部，等离子体发生器的前侧部设置有阳极和阴极，等离子体发生器的后侧部设有与等离子体发生器内部连通的粉气输入通道，导热壳体的前端部左侧壳壁内设有前后连通的导线通道，左侧的支撑管柱的上端与导线通道的前端连接，导线通道的后端位于导热壳体的前端部内圆周右侧，左侧的支撑管柱内设置有穿过导线通道的导电线路，供电模块分别与阳极和阴极通过导电线路电连接，导热壳体的右侧壳壁内设有前后连通的粉气导向通道，右侧的支撑管柱的上端与粉气导向通道的前端连接，粉气导向通道的后端位于导热壳体的后侧部内圆周并与粉气输入通道的外端连接，右侧的支撑管柱内设置有穿过粉气导向通道并与粉气输入通道的外端连通的粉气注入管。3.根据权利要求2所述的磁场调控超音速等离子体热喷涂装置，其特征在于：一级磁场调控机构包括一级磁场调控壳体和四个一级磁场调控线圈，一级磁场调控壳体为前后通透的圆筒结构，一级磁场调控壳体通过两个第一支撑轴承同中心转动套装在导热壳体的外部且位于底板的上方，一级磁场调控壳体的后端部外圆周套装有第二支撑轴承并与第二支撑轴承的内圈过盈配合，第二支撑轴承的外圈底部固定连接在底板上，导热壳体设置在一级磁场调控壳体内前侧部，四个一级磁场调控线圈同中心前后间隔固定设置在一级磁场调控壳体内后侧部，一级磁场调控壳体的圆周侧壁内设有第一换热夹层，一级磁场调控壳体的前侧外圆周侧壁上设有与第一换热夹层连通的第一注水口，第一注水口内设有第一注水塞，一级磁场调控壳体的中部侧壁上嵌设有位于导热壳体与最前侧一级磁场调控线圈之间的第一温度传感器，一级磁场调控壳体的前端外圆周一体成型有大带轮，一级磁场调控壳体的中部后侧外圆周缠绕有一圈导电线圈，导电线圈分别与四个一级磁场调控线圈电连接，底板的上表面中部前侧设有与导电线圈下侧部滑动连接的触点导电滚珠，供电模块与触点导电滚珠电连接，控制模块与第一温度传感器信号连接。4.根据权利要求3所述的磁场调控超音速等离子体热喷涂装置，其特征在于：二级磁场调控机构包括二级磁场调控壳体和四个二级磁场调控线圈，二级磁场调控壳体为前后通透
的圆...

【专利技术属性】
技术研发人员：明五一，谢卓斌，张亚琳，曹晨，杨园，马军，徐颖杰，何文斌，李晓科，都金光，刘琨，段留洋，
申请(专利权)人：郑州轻工业大学，
类型：发明
国别省市：