一种超声速冷喷涂设备及喷涂方法技术

本发明专利技术涉及冷喷涂领域，公开了一种超声速冷喷涂设备及喷涂方法。本发明专利技术通过外壳体内部的安装腔安装的加热件和导气管，导气管通过螺旋环绕在加热件上，导气管分别与进气口和出气口相连通，气流通过导气管内部流通经过出气口流入到喷管内，加热后的气流带动喷涂原料从送粉管流入到喷管内，喷管内部的第一管件，沿气流在第一管件流通的方向，同时在经过超声波设备的连接，超声波发生器启动，喷管上方的平面喷气导流板将气流导向喷嘴，在超声波和超声喷嘴的作用下，气流经过喷管口呈雾化表面，使喷涂后涂层与基体之间的结合强度增强，提升了喷涂的质量与涂层的性能。涂的质量与涂层的性能。涂的质量与涂层的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种超声速冷喷涂设备及喷涂方法


[0001]本专利技术属于冷喷涂范围
，具体为一种超声速冷喷涂设备及喷涂方法。

技术介绍

[0002]冷喷涂是一种基于空气动力学原理的表面喷涂工艺，其原理是利用高压气体通过缩放管产生超音速流动，携带金属粉末颗粒使其撞击基体，产生塑性变形在基体表面实现结合；在此过程中，固态颗粒被加速到300m/s以上；与其他热喷涂技术相比，冷喷涂的最大优势在于工艺温度较低，可大幅度降低颗粒氧化和分解等不良反应，其制备的涂层保持了材料原有的成分、结构和性能；冷喷涂制备的金属涂层广泛应用于航空航天、海洋船舶、轨道交通、生物医疗、电磁屏蔽、零部件修复。冷喷涂涂层中，粒子与基体、粒子与粒子之间的结合主要依靠颗粒的塑性变形。
[0003]但对于一些强度高、塑性差的材料，普通的冷喷涂方法形成的涂层难以达到其涂层性能及质量要求，研究发现，对材料施加某一方向的超声振动，利用超声波发生器控制其振动能量，能够降低材料塑性，超声振动可应用于冷喷涂以改善涂层质量与性能。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于：为了解决上述提出的普通的冷喷涂方法难以达到其涂层性能及质量的问题，提供一种超声速冷喷涂设备及喷涂方法。
[0005]本专利技术采用的技术方案如下：一种超声速冷喷涂设备及喷涂方法，所述外壳体的内部设置有安装腔，出气口和进气口，所述安装腔的内部设置安装有加热件，所述加热件的外表面上设置环绕有导气管，所述导气管的两端分别与所述出气口和所述进气口相连通，所述外壳体的一侧外表面上设置安装有喷管，所述喷管的一端与所述外壳体内部的所述出气口输出端相连通，所述喷管的外侧上方设置连接有送粉管，所述送粉管的输出一端贯穿所述喷管的上方外侧并延伸至其内部。
[0006]通过采用上述技术方案，外界的电源装置对加热件开始加热，气流经进气口流入到安装在安装腔内的导气管内，加热件对导气管进行加热，设置在安装腔内的导热金属铸体可以增大热传导面积和增强温度的稳定性以及提高喷涂气体的加热效率，而增强了冷喷涂工艺的稳定性，从而保证了通过导气管的气流温度稳定，而加热后的气流带动喷涂原料从送粉管流入到喷管内经由喷管喷出，从而实现冷气动力喷涂。
[0007]在一优选的实施方式中，所述喷管包括第一管件和第二管件，所述第一管件内部设置有渐扩段和渐缩段，所述渐扩段和渐缩段相连通，所述第二管件的两端分别与所述出气口和所述第一管件相连通。
[0008]通过采用上述技术方案，渐缩段的内径由大逐渐变小，渐扩段的内径由小逐渐变大，避免气粉混合气流在喷管流通中气形成紊流，影响气流的加速效果，同时可以更好的约束气粉混合体的发散，提高气粉混合体的喷射汇聚性。
[0009]在一优选的实施方式中，所述第二管件的外表面上方一侧开设有第一开口，所述
送粉管通过所述第一开口贯穿在所述第二管件内部并与其相连通。
[0010]通过采用上述技术方案，气流通过导气管到达第二管件内，由于送粉管与喷管中的第二管件连通，因此气流和喷涂原料在第二管件混合后，再沿着第一管件继续混合运动汇聚。
[0011]在一优选的实施方式中，所述在出气口和进气口处分别设置有隔热组件，所述隔热组件分别与所述出气口和所述进气口紧密贴合。
[0012]通过采用上述技术方案，可以有效的减少进气口和出气口的热量损耗，同时避免加热件产生的热量由进气口和出气口处流出，防止使用过程中出现烫伤等情况。
[0013]在一优选的实施方式中，所述在安装腔的内部分别设置有温度传感器和压力传感器，用于采集所述导气管和所述加热件的数据。
[0014]通过采用上述技术方案，温度传感器用于采集加热件和导气管内气体的温度数据，压力传感器用于采集导气管内的压力数据，通过对温度数据和压力数据进行分析处理，来更好的预测压力与温度随时间变化，实现设备的预警和温度预补偿。
[0015]在一优选的实施方式中，所述外壳体的外部一侧开设有信号传输端口，所述温度传感器和所述压力传感器通过所述信号传输端口传输信号。
[0016]通过采用上述技术方案，提高了温度传感器和压力传感器信号传输的效率，提高了工作效率。
[0017]在一优选的实施方式中，所述外壳体的外部一侧且位于所述信号传输端口的相邻位置设置有电源接口，所述加热件通过所述电源接口与外接电源电相连接。
[0018]通过采用上述技术方案，将加热件通过电源接口与外部电源连接对加热件进行供电，由于电源和加热件的功能分离，从而方便后期维修和对加热件进行更换。
[0019]在一优选的实施方式中，所述送粉管的外表面上等距离设置有固定件，所述固定件固定在所述外壳体的外表面上。
[0020]通过采用上述技术方案，固定件用来固定送粉管在外壳体上方的安装，保证送粉管的稳定及内部正常流通。
[0021]在一优选的实施方式中，所述喷管的输出侧设置有超声波发生器，所述喷管的输出端口上方设置有平面喷气导流板且下方处设置有超声喷嘴。
[0022]通过采用上述技术方案，通过超声波设备的连接，超声波发生器启动，喷管上方的平面喷气导流板将气流导向喷嘴，在超声波和超声喷嘴的作用下，气流经过喷管口呈雾化表面，使喷涂后涂层与基体之间的结合强度增强，提升了喷涂的质量与涂层的性能。
[0023]在一优选的实施方式中，包括以下步骤；
[0024]步骤一、将喷涂原料供给装置与所述送粉管相连通；供气装置与所述进气口相连通；；超声波发生器与超声波设备相连接，再将原料供给装置和供气装置和超声波设备进行电连接。
[0025]步骤二、通过外壳体内部的安装腔安装的加热件和导气管，导气管通过螺旋环绕在加热件上，加热件通过电源装置进行供电产生热量，导气管分别与进气口和出气口相连通，气流通过导气管内部流通经过出气口流入到喷管内，加热后的气流带动喷涂原料从送粉管流入到喷管内。
[0026]步骤三、喷管内部的第一管件，沿气流在第一管件流通的方向，渐缩段的内径由大
逐渐变小，渐扩段的内径由小逐渐变大，避免气粉混合气流在喷管流通中气形成紊流，影响气流的加速效果，同时可以更好的约束气粉混合体的发散，提高气粉混合体的喷射汇聚性，同时在经过超声波设备的连接，超声波发生器启动，喷管上方的平面喷气导流板将气流导向喷嘴，在超声波和超声喷嘴的作用下，气流经过喷管口呈雾化表面，使喷涂后涂层与基体之间的结合强度增强，提升了喷涂的质量与涂层的性能。
[0027]综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
[0028]本专利技术通过外壳体内部的安装腔安装的加热件和导气管，导气管通过螺旋环绕在加热件上，加热件通过电源装置进行供电产生热量，导气管分别与进气口和出气口相连通，气流通过导气管内部流通经过出气口流入到喷管内，加热后的气流带动喷涂原料从送粉管流入到喷管内，喷管内部的第一管件，沿气流在第一管件流通的方向，渐缩段的内径由大逐渐变小，渐扩段的内径由小逐渐变大，避免气粉混合气流在喷管流通中气形成紊流，影响气流的加速效果，同时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超声速冷喷涂设备，包括外壳体(1)，其特征在于：所述外壳体(1)的内部设置有安装腔(10)，出气口(11)和进气口(12)，所述安装腔(10)的内部设置安装有加热件(9)，所述加热件(9)的外表面上设置环绕有导气管(8)，所述导气管(8)的两端分别与所述出气口(11)和所述进气口(12)相连通，所述外壳体(1)的一侧外表面上设置安装有喷管(4)，所述喷管(4)的一端与所述外壳体(1)内部的所述出气口(11)输出端相连通，所述喷管(4)的外侧上方设置连接有送粉管(3)，所述送粉管(3)的输出一端贯穿所述喷管(4)的上方外侧并延伸至其内部。2.如权利要求1所述的一种超声速冷喷涂设备，其特征在于：所述喷管(4)包括第一管件(20)和第二管件(13)，所述第一管件(20)内部设置有渐扩段(15)和渐缩段(16)，所述渐扩段(15)和渐缩段(16)相连通，所述第二管件(13)的两端分别与所述出气口(11)和所述第一管件(20)相连通。3.如权利要求2所述的一种超声速冷喷涂设备，其特征在于：所述第二管件(13)的外表面上方一侧开设有第一开口(14)，所述送粉管(3)通过所述第一开口(14)贯穿在所述第二管件(13)内部并与其相连通。4.如权利要求1所述的一种超声速冷喷涂设备，其特征在于：所述在出气口(11)和进气口(12)处分别设置有隔热组件(5)，所述隔热组件(5)分别与所述出气口(11)和所述进气口(12)紧密贴合。5.如权利要求1所述的一种超声速冷喷涂设备，其特征在于：所述在安装腔(10)的内部分别设置有温度传感器和压力传感器(图中未显示)，用于采集所述导气管(8)和所述加热件(9)的数据。6.如权利要求1所述的一种超声速冷喷涂设备，其特征在于：所述外壳体(1)的外部一侧开设有信号传输端口(7)，所述温度传感器和所述压力传感器通过所述信号传输端口(7)传输信号。7.如权利要求1所述的一种超声速...

【专利技术属性】
技术研发人员：滕浩煜，张惠沅，王威振，
申请(专利权)人：广州市艾威航空科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：