專利名稱：把材料涂覆或施加到表面之上或之內(nèi)的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及如權(quán)利要求1前序所述的利用表面加工裝置把材料涂覆到或施加到表面之上或之內(nèi)的方法，其中以預(yù)定抽吸功率吸走材料煙霧并且使表面與表面加工裝置做相對(duì)運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明還涉及如權(quán)利要求6前序所述的利用表面加工裝置把材料涂覆到或施加到表面之上或之內(nèi)的裝置，其中使一臺(tái)用于吸走材料煙霧的抽吸裝置具有預(yù)定抽吸功率并且使表面加工裝置與表面做相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
主要用于氣缸曲軸箱的亞共晶鋁硅合金因耐磨硅相很少而不適用于活塞-活塞環(huán)-氣缸工作面系統(tǒng)的合理摩擦要求。過共晶合金如AlSi7Cu4Mg合金具有足夠多的硅晶體。與由鋁混晶構(gòu)成的基體相比，通過化學(xué)和/或機(jī)械的加工工序更突顯出了這種堅(jiān)硬耐磨的組織成分并形成了所需的承壓面部。但不利地造成了這種合金具有與亞共晶和近共晶合金相比而有缺陷的可澆注性、差的加工性能以及高昂的價(jià)格。
一種回避這種缺陷的可行方式就是，用耐磨材料如灰口鑄鋁合金和過共晶鋁合金來制造氣缸套。但在這里，氣缸套與周圍鑄材之間的連接是成問題的，只是通過機(jī)械嚙合來保證這種連接。通過采用多孔陶瓷襯套材料，可以在澆注過程中浸潤(rùn)襯套并獲得材料復(fù)合連接。為此需要緩慢的鑄滿以及使用高壓，這明顯有損于方法的經(jīng)濟(jì)性。
作為替換方式，直接作為電鍍層地把亞共晶合金和近共晶合金鍍覆到工作面上。但這是昂貴的并且在摩擦化學(xué)方面不夠好。另一個(gè)替換方式就是熱噴涂層，它也被直接涂覆到工作面上。在這種情況下，產(chǎn)生了穩(wěn)定不變的負(fù)壓，由此吸走了等離子氣體煙霧。但當(dāng)抽吸情況較差時(shí)，出現(xiàn)了局部有大量孔的厚薄不均的涂層。為改善層涂效果，DE1935078A1提出了一種監(jiān)測(cè)并調(diào)整涂覆基材表面的熱噴涂法的方法，其中在噴涂過程中，把基材表面溫度作為用于涂覆層材料量或?qū)雍竦膮⒘康剡M(jìn)行測(cè)量并且在偏離額定值時(shí)至少改變一個(gè)為涂覆層材料量或?qū)雍穸ǖ墓に噮?shù)。
本發(fā)明的任務(wù)是提供上述類型的改進(jìn)方法及改進(jìn)裝置，在這里，克服了上述缺陷并通過簡(jiǎn)單可靠的方式實(shí)現(xiàn)了孔隙度不變的均勻涂層。
根據(jù)本發(fā)明，通過具有權(quán)利要求1特征部分特征的上述類型的方法以及通過具有權(quán)利要求6特征部分特征的上述類型的裝置完成了上述任務(wù)。從屬權(quán)利要求給出了本發(fā)明的有利設(shè)計(jì)方案。
按照本發(fā)明，在上述類型的方法中規(guī)定了，抽吸功率隨表面加工裝置與表面之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而變。
根據(jù)本發(fā)明，在上述類型的裝置中規(guī)定了，如此設(shè)計(jì)抽吸裝置，即它隨表面加工裝置和表面之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來改變抽吸功率。
這具有以下優(yōu)點(diǎn)，即通過相應(yīng)地節(jié)流控制抽吸空氣而在整個(gè)涂覆面上獲得了均勻一致的涂層和穩(wěn)定不變的孔隙度。
表面加工裝置例如是等離子體焊槍，其中借助等離子體噴射把涂層涂覆到表面上并且吸走成等離子氣體煙霧形式的材料煙霧。
作為替換方式，表面加工裝置例如是激光器，其中借助合金冶煉把材料煉化加入到表面中，或者通過涂覆借助激光器地把噴涂層涂到表面上，在這里，吸走以顆粒煙塵形式出現(xiàn)的材料煙霧。
抽吸裝置例如具有一個(gè)泵、至少一個(gè)抽吸管以及至少一個(gè)設(shè)置在抽吸管內(nèi)的節(jié)流板，其中節(jié)流板隨著相對(duì)運(yùn)動(dòng)通過相應(yīng)地打開和關(guān)閉節(jié)流板來適當(dāng)改變抽吸管的流通橫截面，以便改變抽吸功率。在這種情況下，為吸走材料煙霧而產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定不變的負(fù)壓并通過相應(yīng)地打開和關(guān)閉節(jié)流板來調(diào)整抽吸功率。
在裝置的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，一個(gè)進(jìn)給裝置使表面加工裝置相對(duì)基材運(yùn)動(dòng)，在這里，節(jié)流板的一個(gè)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與該進(jìn)給裝置相連。
所制成的涂層或合金層或合金冶煉層例如是一個(gè)用于運(yùn)動(dòng)活塞的內(nèi)燃機(jī)曲軸箱氣缸的摩擦合理的耐磨氣缸工作面。
從屬權(quán)利要求以及本發(fā)明的后續(xù)說明書結(jié)合附圖
地給出了本發(fā)明的其它特點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn)和有利的設(shè)計(jì)方案。附圖在唯一的一張圖中示出了本發(fā)明裝置的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。
在唯一的圖中示出的本發(fā)明裝置的優(yōu)選實(shí)施例包括一個(gè)具有火焰12的等離子體焊槍10以及一個(gè)具有一個(gè)泵16、兩根抽吸管18和分別設(shè)置在抽吸管18中的節(jié)流板20的抽吸裝置14。所示裝置用于制造一個(gè)用于運(yùn)動(dòng)活塞的在一個(gè)未示出內(nèi)燃機(jī)的未示出曲軸箱的氣缸24中的摩擦合理的耐磨氣缸工作面22。
等離子體焊槍10在氣缸24中沿箭頭方向25前移并且在涂覆錐26中把氣缸工作面層涂覆到氣缸壁28上。為了環(huán)涂氣缸壁28，等離子體焊槍10還可以沿箭頭方向30繞軸32轉(zhuǎn)動(dòng)。等離子體焊槍10在一個(gè)容器34中裝有涂覆粉末36如鋼/鉬粉末，它們通過管子38到達(dá)火焰12。在那里，涂覆粉末36相應(yīng)地加熱并可能被保護(hù)氣體40包圍地被涂覆到氣缸壁28上。在這種情況下，產(chǎn)生了未涂覆粉末的等離子氣體煙霧42，如箭頭44所示地，這些煙霧被抽吸裝置14通過抽吸管18吸走。
等離子氣體煙霧42的抽吸是借助抽吸介質(zhì)如空氣而以預(yù)定抽吸功率進(jìn)行的。在這里，術(shù)語(yǔ)“抽吸功率”表示在單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)過抽吸管8的抽吸介質(zhì)的預(yù)定體積流量，其中體積流量由負(fù)壓來決定。由負(fù)壓產(chǎn)生的壓差越大，則隨之抽走等離子體煙霧的抽吸介質(zhì)的體積流量越大，另一方面，在負(fù)壓固定不變的情況下，抽吸介質(zhì)的流動(dòng)橫截面越大，則抽吸功率越高。
在所示的優(yōu)選實(shí)施例中，借助泵16產(chǎn)生穩(wěn)定不變的負(fù)壓并且借助節(jié)流板20并通過改變抽吸管18的流動(dòng)橫截面來調(diào)整在各自抽吸管18中的體積流量。為此設(shè)置了一個(gè)未示出的控制裝置，它根據(jù)等離子體焊槍10的進(jìn)給量25而如此適當(dāng)?shù)卮蜷_或關(guān)閉節(jié)流板20，即實(shí)現(xiàn)了抽吸介質(zhì)的準(zhǔn)確節(jié)流并由此在整個(gè)工作面或涂層22上獲得了均勻一致的涂層和固定不變的孔隙度。在這種情況下，通過機(jī)械方式或電動(dòng)方式來控制節(jié)流板20并且它們例如直接與用于等離子體焊槍10的未示出進(jìn)給裝置相連。
在這里，可以分別針對(duì)每個(gè)具有相應(yīng)節(jié)流板20的抽吸管18來改變抽吸功率。在這樣一根抽吸管8上的抽吸功率比較低是適當(dāng)?shù)?，即火?2更靠近該抽吸管，而在相應(yīng)的另一個(gè)抽吸管18上，適當(dāng)提高抽吸功率。在唯一附圖所示的實(shí)施例中，涂覆例如在圖上部開始，其中在圖上部的抽吸管18上的抽吸功率開始比較低，以便不吸走涂層成分，而在圖下部的抽吸管18上的抽吸功率比較高。隨著等離子體焊槍10向下進(jìn)給量25增加，在上抽吸管18上的抽吸功率提高了，在下抽吸管18上的抽吸功率通過下節(jié)流板20的流通橫截面縮小而降低，直到在圖最下方的涂覆點(diǎn)或火焰12位置上，上抽吸管18的抽吸功率最高，下抽吸管18的抽吸功率最低。由此一來，在等離子體焊槍10的整個(gè)進(jìn)給路程中，在火焰12區(qū)域內(nèi)獲得了固定不變的抽吸功率(按照伯努利公式)以及相應(yīng)的固定不變的涂層。
權(quán)利要求
1.一種利用表面加工裝置把材料涂覆或施加到表面之上或之內(nèi)的方法，其中以預(yù)定的抽吸功率吸走材料煙霧并且使表面以及表面加工裝置做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，其特征在于，抽吸功率隨表面加工裝置和表面之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而變。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，表面加工裝置是等離子體焊槍，其中借助等離子體噴射而把涂層噴涂到表面上并且吸走成等離子氣體煙霧形式的材料煙霧。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，表面加工裝置是激光器，其中借助涂覆把涂層涂覆到表面上并且吸走成等離子氣體煙霧和顆粒煙塵形式的材料煙霧。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，表面加工裝置是激光器，其中借助合金冶煉把材料冶煉施加到表面上并且吸走成顆粒煙塵形式的材料煙霧。
5.如前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，為吸走材料煙霧而產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定不變的負(fù)壓，通過相應(yīng)地開啟和關(guān)閉節(jié)流板來改變抽吸功率。
6.如前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，制造出一個(gè)用于運(yùn)動(dòng)活塞的內(nèi)燃機(jī)曲軸箱氣缸的摩擦合理的耐磨氣缸工作面。
7.一種通過表面加工裝置(10)把材料涂覆或施加到表面(28)之上或之內(nèi)的裝置，其中一臺(tái)用于吸走材料煙霧(42)的抽吸裝置(14)具有預(yù)定的抽吸功率并且使表面加工裝置(10)和表面(28)做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，其特征在于，抽吸裝置(14)是如此設(shè)計(jì)的，即它隨著表面加工裝置(10)和表面(28)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來改變抽吸功率。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，表面加工裝置是用于噴射等離子體的等離子體焊槍(10)或者用于合金化的激光器，材料煙霧是等離子氣體煙霧或顆粒煙塵。
9.如權(quán)利要求7或8所述的裝置，其特征在于，抽吸裝置(14)具有一個(gè)泵(16)和至少一個(gè)抽吸管(18)和至少一個(gè)設(shè)置在抽吸管(18)內(nèi)的節(jié)流板(20)，在這里，節(jié)流板(20)隨著相對(duì)運(yùn)動(dòng)而通過相應(yīng)地打開和關(guān)閉節(jié)流板來適當(dāng)改變抽吸管(18)的流通橫截面，以便改變抽吸功率。
10.如權(quán)利要求7-9之一所述的裝置，其特征在于，一個(gè)進(jìn)給裝置使表面加工裝置(10)相對(duì)表面(28)運(yùn)動(dòng)，節(jié)流板(20)的一個(gè)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與所述進(jìn)給裝置相連。
11.如權(quán)利要求7-10之一所述的裝置，其特征在于，已加工的表面(28)是一個(gè)用于運(yùn)動(dòng)活塞的內(nèi)燃機(jī)曲軸箱氣缸(24)的摩擦合理的耐磨氣缸工作面。
全文摘要
本發(fā)明涉及利用表面加工裝置(10)把材料涂覆或施加到表面(28)之上或之內(nèi)的方法和裝置,其中一臺(tái)用于吸走材料煙霧(42)的抽吸裝置(14)具有預(yù)定抽吸功率并且使表面加工裝置(10)和表面(28)做相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在這種情況下,抽吸裝置(14)是如此設(shè)計(jì)的,即它隨表面加工裝置(10)相對(duì)表面(28)的運(yùn)動(dòng)來改變抽吸功率。
文檔編號(hào)C23C4/12GK1367717SQ00811145
公開日2002年9月4日 申請(qǐng)日期2000年7月22日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月3日
發(fā)明者R·海尼曼 申請(qǐng)人:大眾汽車有限公司