生产玻璃阳模的热喷涂方法技术

用一种热喷涂枪制造玻璃阳模，该枪具有带有一开口通道的燃烧膛，开口通道用于将燃烧产物以超声波速度喷入周围大气中。该制造方法包括将由燃气与氧气构成的可燃混合气以高于大气压至少两巴的压力注入燃烧腔，将含有自熔化合金颗粒的粉末送入该腔，使可燃混合物在该腔装置中燃烧，由此，将含有粉末的超声波流喷出开口通道。该喷涂流喷向一玻璃阳模基体以便在其上形成一涂层，然后对涂层进行研磨和抛光，涂层可以在研磨前先熔化。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及玻璃阳模，特别涉及采用热喷涂生产玻璃阳模的方法。热喷涂，也称作火焰喷涂，涉及将例如金属或陶瓷之类的可加热熔化的材料熔化或至少加热软化，再将呈细颗粒形状的软化的材料喷射到需涂复的表面上。加热的颗粒撞击在该表面上时便骤冷并与其结合。用例如美国专利No.3，455，510(罗德里克，Rotolico)中所描述的一种热喷涂枪对颗粒进行加热和喷射颗粒。采用这类热喷涂枪，可加热熔化的材料是以粉末状输入喷枪的。这种粉末典型地由例如100目美国标准筛网尺寸(149微米)与约2微米之间的小颗粒构成。用于粉末喷涂的热量一般来自燃烧火焰或电弧产生的等离子火焰。携带并输送粉末的载体气体可以是燃烧气体之一，或一种例如氮气之类的惰性气体，也可以简单地采用压缩空气。对某些热喷涂材料，采用高速喷涂可以获得高质量的涂层。高速等离子喷涂在许多方面证明是成功的，但它存在加热不均和/或携带颗粒性能较差的缺点，因为它必须将粉末横向送入高速等离子流。火箭式粉末喷涂枪目前已趋实用，美国专利No.4，416，421(布朗宁Browning)中描述了一种典型的火箭式粉末喷涂枪。这类喷涂枪具有一内部燃烧腔(室)，高压燃烧流穿过一喷嘴或开口通道。粉末被送入喷嘴腔由燃烧流加热并喷射。法国专利No.1，041，056和美国专利No.2，317，173(布里克莱Bleakley)揭示了用于高速喷涂的短喷嘴喷涂装置。粉末被轴向地送入熔化腔(室)，处于一环形燃烧气流内。另将一环形空气流沿该熔化腔的腔壁共轴地注射在该燃烧气流的外侧。喷涂流带着被加热的粉末从该燃烧腔的开口端喷出。 本
内有一种硼-硅-镍型喷焊合金。它是由镍基加少量的硼及硅构成的，硼和硅用于改善镍基合金的熔化特性。这类镍基合金也往往包含有其他象铬之类的元素。这类合金可用作熔焊或钎焊材料，特别可用作涂复材料作为一种熔合层或熔焊层涂在象钢或钢合金之类的基体材料上。如果镍或镍基合金中加入元素硼和硅，则在进行钎焊，熔焊或在涂复操作中熔化该合金时它们可作为该合金以及要与该合金形成合金的表面的助熔剂。因此，这种合金称为“自熔化合金”。一种经常用于涂复熔融的硼-硅-镍合金涂层的工艺称作“喷焊”。喷焊的步骤是首先采用如前述美国专利No.3，455，510中所述的那种燃烧粉末喷涂枪将这种合金用金属喷涂方法喷涂在需要涂复的表面上，然后，对涂上的涂层进行熔化。这种金属喷涂操作可以由任何一种已知的金属喷涂技术实现，其中，将需要喷涂的金属送入一加热区，使之熔化成加热软化，再从那里将细粒状的、呈熔化或热塑性状态的金属喷射在需要涂复的表面上。采用金属喷涂工艺完成涂复后，接着采用喷焊工艺对涂层进行熔化。这种熔化可以在一个炉子中进行，或者，通过将加热火焰直接作用在已涂复的表面上进行。美国专利No.2，875，043(托尔Tour)中详细说明了各种自熔化合金和典型的成份。虽然熔化后的自熔化合金涂层本身是非常耐磨的，但如果在喷涂前在这种合金粉末中掺入象碳化物粉末之类的硬的颗粒还可以进一步增强其耐磨性。这种碳化物一般包括有金属结合体(料)，例如英国专利No.867，455中说明的一种钴基中的碳化钨。熔化后的热喷涂自熔化合金涂层，不论带有或不带有碳化物，都可以进行研磨和抛光达到很高的光洁度。生产玻璃阳模是对这种涂层提出较高的耐磨性及光洁度要求的一种具体的应用。在制造象玻璃瓶之类的玻璃制品时，先将加热的杆状阳模塞入一小团加热软化的玻璃中，从而在其内部产生一个初始空洞。然后将压缩空气注入该空洞将这团玻璃吹制成形。该阳模必须具有平滑的形状和很高的、镜面状的光洁度，以防止在玻璃制品上引起裂纹、划痕等缺陷。即使阳模表面上有一个小缺陷，也会在这个阳模进行操作时在玻璃上引起较大的缺陷。因为热喷涂层具有较好的耐磨性的抛光性，所以多年来一直用于制造和整修玻璃阳模。美国专利No.4，382，811(鲁斯彻等，Luscheretal.)提出了这种应用。虽然该专利提出采用掺有自熔化合金的氧化物粉末，但对阳模来说更常用的是掺或不掺碳化物的自熔化合金。然而，接着的一个问题是在玻璃阳模上进行热喷涂并对涂层进行熔化而不出现缺陷是非常困难和具有较高技术的操作。喷涂参数是关键，必需精确控制气体流量，喷涂距离，旋转速率，喷涂速度及温度控制。另外，在对涂层进行抛光时，锥形的阳模会引起阳模尖端过热。因此，只有部分操作工能充分熟练地从事这项工作，困此，其费用是昂贵的而且具有较高的废品率。因此，本专利技术的目的是提供一种改进的制造玻璃阳模的方法，提供一种改进的制造玻璃阳模的热喷涂方法，并降低制造玻璃阳模的技术难度，废品率及成本。通过采用热喷涂枪制造玻璃阳模的方法可以实现前述的和其他目的。这种热喷涂枪内具有燃烧腔装置，该燃烧腔装置包括一燃烧腔和一用于将燃烧产物以超声波速率喷入周围的大气中的开口通道。该方法包括先制备一用于接受热喷涂涂层的玻璃阳模基体，通过开口通道输送包括有自熔化合金颗粒的粉末，将由燃气和氧气混合成的可燃混合气以足以在该燃烧腔内产生一股含有粉末的、穿过开口通道的超声波喷涂流的压力注入燃烧腔并使之在该腔内燃烧，将喷涂流喷向玻璃阳模基体，从而在其上形成一涂层，然后对涂层进行研磨抛光使之达到抛光后的光洁度。一种最佳的自熔化合金基本上包括约10%到18%的铬，2%到4%的硼，高至4%的硅，总量直到9%的一种或多种钼，铜，铁及钨，0.15%到1.0%的碳，其余则为镍和或钴。在另一实施例中所用粉末是一种主要包含自熔化合金颗粒和碳化物颗粒的混合物。碳化物颗粒的重量最好是混合物的30%到70%并且基本上由钴基中的-5微米大的碳化钨亚微粒构成。钴的重量约为碳化钨与钴的总重量的12%到20%。在一个实施例中，热喷涂枪包括一具有一喷嘴面的喷嘴部件和一从该喷嘴部件延伸的管状气帽，该气帽具有一构成燃烧腔的面朝里的圆筒形壁，该燃烧腔带有一开口端和一以喷嘴面为界面的相对端。本方法包括下列步骤制备一用于接受热喷涂涂层的玻璃阳模基体，将燃烧气与氧气混合成的环形可燃混合气流从喷嘴以至少高于大气压两巴的压力共轴地注入燃烧腔，邻近于可燃混合气环流经向向外的圆筒形壁，注入一加压的不可燃气外环流，将包含具有热稳定性的不可熔核心和可加热软化的表面的颗粒的粉末用载体气体轴向地从喷嘴送入燃烧腔，在可燃混合气流与粉末载体气流之间将一加压的内环气流从喷嘴部件共轴地注入燃烧腔，使燃烧腔内的可燃混合物燃烧，由此，一含有细粒状可加热熔化材料的超声波喷涂流被喷出开口端，将喷涂流喷向一基体从而在其上产生一涂层，然后对该涂层进行研磨抛光达到抛光后的光洁度。附图说明图1是一种用于本专利技术的热喷涂枪的正视图; 图2是沿图1中2-2线的剖视图; 图3是图2中前端部的放大图; 图4是沿图1中4-4线的剖视图并示意表示了一个相应的粉末送入系统; 图5是图1中的热喷涂枪按照本专利技术产生超声波喷涂流的正视示意图; 图6是图5带一位于适当位置的基体的视图。1988年5月11日提交的、申请号为No.193，303的共同待批美国专利申请中揭示了一种实施本专利技术的最佳热喷涂设备的例子，该专利申请已转让给本专利技术的受让人，下面对其作详细说明。图1表示了该设备。图2表示该设备的一水平剖视图。热喷涂枪10具有一气头12，气头12上装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用一种热喷涂枪生产玻璃阳模的方法，该热喷涂枪内具有燃烧腔（室）装置，燃烧腔装置包括一燃烧腔和一用于将燃烧产物以超声波速率喷入周围大气中的开口通道，其特征在于，该方法包括下列步骤：制备一用于接受热喷涂涂层的玻璃阳模基体，通过开口通道输送包含有自熔化合金颗粒的粉末，将燃气与氧气混合成的可燃混合气以足以在该燃烧腔内产生一股含有粉末的穿过开口通道的超声波喷涂流的压力注入该燃烧腔并使之在该腔内燃烧，将喷涂流喷向玻璃阳模基体，以便在其上形一涂层，对涂层进行研磨抛光使之达到抛光后的光洁度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：米契尔R多夫曼，隆戈W考福尔德，伯顿库什纳，安多尼J罗德里克，鲁泊拿林蒂尔卡拉，
申请(专利权)人：帕金埃尔默有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]