專利名稱：一種超音速反應(yīng)等離子噴涂槍的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種噴涂槍，特別是一種超音速反應(yīng)等離子噴涂槍，屬于 焊接領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
利用等離子噴涂技術(shù)在工件表面制備各種金屬及陶瓷涂層，是一種已經(jīng)普 遍的工藝。而作為等離子噴涂技術(shù)之一的反應(yīng)等離子噴涂由于其獨(dú)特的工藝和 性能特征，也正在被學(xué)者和熱噴涂界所重視和發(fā)展。經(jīng)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，專利號(hào)
CN 129881C，名稱反應(yīng)等離子噴涂反應(yīng)室裝置。該發(fā)明涉及的是一種等離子 噴涂反應(yīng)室裝置，其結(jié)構(gòu)包括等離子噴槍與反應(yīng)室構(gòu)成；反應(yīng)室與等離子噴槍 通過螺紋連接在一起；反應(yīng)室由內(nèi)套、外套、進(jìn)水管、進(jìn)氣管和送粉孔構(gòu)成； 內(nèi)套和外套管焊接在一起構(gòu)成反應(yīng)室的主體結(jié)構(gòu)，內(nèi)套和外套間的空間及進(jìn)水 管和出水管組成反應(yīng)室的冷卻部分，出水管和進(jìn)水管焊在反應(yīng)室的外套上，靠 冷卻水的快速流動(dòng)帶走一定的熱量，冷卻反應(yīng)室、進(jìn)氣管連接反應(yīng)室內(nèi)套，與 反應(yīng)室的內(nèi)套和外套焊接在一起。該發(fā)明解決了普通等離子噴涂難以制備高熔 點(diǎn)的陶瓷涂層的難題，主要用于低功率等離子噴涂設(shè)備，采用微米級(jí)金屬粉末 制備出高熔點(diǎn)的納米晶陶瓷涂層和粉末的工藝。然而該發(fā)明只是對(duì)等離子噴涂 設(shè)備的一種改進(jìn)，并不具備真正意義上的系統(tǒng)的反應(yīng)等離子噴涂設(shè)備，也沒有 實(shí)現(xiàn)超音速等離子噴涂功能。因此，制備出的涂層孔隙率比較大，'反應(yīng)不充分， 涂層的硬度并沒有達(dá)到期望的結(jié)果，從而限制了工業(yè)應(yīng)用的范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種超音速反應(yīng)等離子噴涂槍，將 原位合成技術(shù)和超音速等離子噴涂技術(shù)相結(jié)合，使涂層材料的原位合成與超音速沉積一步完成，使其克服了現(xiàn)有非反應(yīng)的等離子噴涂槍和簡易反應(yīng)等離子噴 涂室存在的問題，實(shí)現(xiàn)了對(duì)高品質(zhì)的高熔點(diǎn)陶瓷涂層的原位合成和超音速噴涂， 大幅度降低原材料成本和噴涂能耗，顯著提高生產(chǎn)效率和降低運(yùn)行成本，又通 過噴槍結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了噴槍的強(qiáng)制冷卻，大大提高了噴涂槍特別是復(fù) 合反應(yīng)陽極噴嘴和陰極結(jié)構(gòu)的使用壽命。
本發(fā)明是通過以下方案實(shí)現(xiàn)的。主要包括槍體、絕緣體、氣體旋流環(huán)、 陰極體、原位反應(yīng)拉伐爾陽極噴嘴、緊固套、前固定帽和后壓帽、絕緣墊片。 其連接方式原位反應(yīng)拉伐爾陽極噴嘴通過前壓帽與槍體連接，氣體旋流環(huán)和 絕緣體通過緊固套固定在槍體內(nèi)部，緊固套與槍體通過緊配合相連接。陰極體 通過絕緣體、緊固帽以及后壓帽、絕緣墊片固定在槍體內(nèi)部。
槍體后部設(shè)有離子氣入口、進(jìn)水電纜入口，陰極體后部設(shè)有出水電纜入口， 槍體和原位反應(yīng)拉伐爾陽極噴嘴屬于同一陽極。陰極體通過絕緣體、絕緣墊片 與槍體絕緣。槍體前端設(shè)有進(jìn)粉入口。
原位反應(yīng)拉伐爾陽極噴嘴屬于一體化結(jié)構(gòu)，在其上設(shè)置有送粉孔、反應(yīng)氣 體入口、輔助冷卻水入口與輔助冷卻水入口通道。在原位反應(yīng)拉伐爾陽極噴嘴
包括反應(yīng)室和拉伐爾結(jié)構(gòu)兩部分。
該發(fā)明的強(qiáng)制水冷卻系統(tǒng)屬于雙路進(jìn)水強(qiáng)制冷卻結(jié)構(gòu)， 一路冷卻水是通過 進(jìn)水電纜進(jìn)入槍體，二路冷卻水是通過原位反應(yīng)拉伐爾陽極噴嘴前端的輔助冷 卻水入口進(jìn)入原位反應(yīng)拉伐爾陽極噴嘴內(nèi)部，并通過原位反應(yīng)拉伐爾陽極噴嘴 內(nèi)部水道在原位反應(yīng)拉伐爾陽極噴嘴與槍體交界處的冷卻室內(nèi)與一路冷卻水匯 合，再通過槍體內(nèi)部的出水通道、絕緣體進(jìn)入到陰極體內(nèi)，完成對(duì)陰極體的冷 卻后進(jìn)入出水電纜。由于采用雙路進(jìn)水強(qiáng)制冷卻結(jié)構(gòu)，能使原位反應(yīng)拉伐爾陽 極噴嘴和陰極體得到良好的冷卻，從而延長了陰極和陽極的使用壽命。工作時(shí)，接通水電纜開關(guān)，將循環(huán)水壓力調(diào)整至規(guī)定壓力，使水通過槍體 的水電纜入口處和原位反應(yīng)拉伐爾陽極噴嘴二路冷卻水入口處，分別進(jìn)入槍體 和原位反應(yīng)拉伐爾陽極噴嘴內(nèi)部，而后匯入到原位反應(yīng)拉伐爾陽極噴嘴和槍體 中間的冷卻室內(nèi)，然后經(jīng)過槍體內(nèi)的出水管路、絕緣體進(jìn)入到陰極體內(nèi)，冷卻 陰極體，而后通過出水電纜接口及出水電纜到達(dá)冷卻箱內(nèi)，完成冷卻水對(duì)噴槍 槍的冷卻過程。打開主離子氣開關(guān)，調(diào)整其壓力和流量至規(guī)定參數(shù)，主離子氣 經(jīng)過槍體的離子氣入口，經(jīng)過槍體、絕緣體和氣體旋流環(huán)到達(dá)原位反應(yīng)拉伐爾 陽極噴嘴的收縮段內(nèi)，經(jīng)過原位反應(yīng)拉伐爾陽極噴嘴的喉部和擴(kuò)張段、以及反 應(yīng)室內(nèi)，流出噴槍。打開起動(dòng)電源，主離子氣在原位反應(yīng)拉伐爾陽極噴嘴之間 發(fā)生電離，完成引弧過程，等離子射流經(jīng)過原位反應(yīng)拉伐爾陽極噴嘴射出噴涂 槍。調(diào)整主離子氣和輔助離子氣壓力和流量、電源電流和電壓至規(guī)定參數(shù)，調(diào) 整反應(yīng)氣體流量和壓力至規(guī)定參數(shù)，調(diào)整送粉氣的壓力和流量并將粉末由送粉 氣經(jīng)過槍體的送粉氣入口、槍體及原位反應(yīng)拉伐爾陽極噴嘴的送粉孔道到達(dá)擴(kuò) 張段內(nèi)，加熱后，與原位反應(yīng)氣體在原位反應(yīng)拉伐爾陽極噴嘴反應(yīng)室內(nèi)發(fā)生原 位反應(yīng)，合成新的陶瓷熔滴顆粒，通過等離子射流的加熱加速到達(dá)工作表面形 成原位反應(yīng)等離子噴涂層，完成超音速反應(yīng)等離子噴涂的整個(gè)過程。本發(fā)明具有實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著進(jìn)步，將原位合成技術(shù)和超音速等離子噴涂技術(shù)相結(jié)合，使涂層材料的原位合成與超音速沉積一步完成，使其克服了現(xiàn)有 非反應(yīng)的等離子噴涂槍和簡易反應(yīng)等離子噴涂室存在的問題，實(shí)現(xiàn)了對(duì)高品質(zhì) 的高熔點(diǎn)陶瓷涂層的原位合成和超音速噴涂，大幅度降低原材料成本和噴涂能 耗，顯著提高生產(chǎn)效率和降低運(yùn)行成本，又通過噴槍結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了 噴槍的強(qiáng)制冷卻，大大提高了噴涂槍特別是復(fù)合反應(yīng)陽極噴嘴和陰極結(jié)構(gòu)的使 用壽命。


圖1本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖
具體實(shí)施例方式
如圖l所示，本發(fā)明包括
包括槍體(l)、絕緣體(8)、氣體旋流環(huán)(ll)、陰極體(6)、原位反應(yīng)拉伐爾
陽極噴嘴(12)、緊固套(3)、前固定帽(16)和后壓帽(14)、絕緣墊片(5)。其連接方
式原位反應(yīng)拉伐爾陽極噴嘴(12)通過前壓帽(16)與槍體(1)連接，氣體旋流環(huán)(ll)
和絕緣體(8)通過緊固套(3)固定在槍體(1)內(nèi)部，緊固套(3)與槍體(1)通過緊配合相 連接。陰極體(6)通過絕緣體(8)、緊固帽(3)以及后壓帽(14)、絕緣墊片(5)固定在 槍體(l)內(nèi)部。
槍體(1)后部設(shè)有離子氣入口(19)、進(jìn)水電纜入口(9)，陰極體(6)后部設(shè)有出 水電纜入口(21)，槍體(1)和原位反應(yīng)拉伐爾陽極噴嘴(12)屬于同一陽極。陰極體 (6)通過絕緣體(8)、絕緣墊片(5)與槍體(1)絕緣。槍體(1)前端設(shè)有進(jìn)粉入口(17)。
原位反應(yīng)拉伐爾陽極噴嘴(12)屬于一體化結(jié)構(gòu)，在其上設(shè)置有送粉孔(18)、 反應(yīng)氣體入口(15)、輔助冷卻水入口(18)與輔助冷卻水通道(22)。在原反應(yīng)位拉 伐爾陽極噴嘴(12)包括反應(yīng)室(14)和拉伐爾結(jié)構(gòu)(23)兩部分。
該發(fā)明的強(qiáng)制水冷卻系統(tǒng)屬于雙路進(jìn)水強(qiáng)制冷卻結(jié)構(gòu)， 一路冷卻水是通過 進(jìn)水電纜入口(9)進(jìn)入槍體(1)， 二路冷卻水是通過原位反應(yīng)拉伐爾陽極噴嘴(12)
前端的輔助冷卻水入口(18)進(jìn)入原位反應(yīng)拉伐爾陽極噴嘴內(nèi)部，并通過原位反應(yīng) 拉伐爾陽極噴嘴(12)內(nèi)部輔助冷卻水通道(22)在原位反應(yīng)拉伐爾陽極噴嘴(12)與
槍體(l)交界處的冷卻室內(nèi)與一路冷卻水匯合，再通過槍體(l)內(nèi)部的出水通道、 絕緣體(8)進(jìn)入到陰極體(6)內(nèi)，完成對(duì)陰極體(6)的冷卻后進(jìn)入出水電纜。由于采 用雙路進(jìn)水強(qiáng)制冷卻結(jié)構(gòu)，能使原位反應(yīng)拉伐爾陽極噴嘴(12)和陰極體(6)得到良好的冷卻，從而延長了陰極和陽極的使用壽命
權(quán)利要求
1. 一種超音速反應(yīng)等離子噴涂槍，包括槍體(1)、絕緣體(8)、氣體旋流環(huán)(11)、陰極體(6)、原位反應(yīng)拉伐爾陽極噴嘴(12)、緊固套(3)、前固定帽(16)和后壓帽(14)、絕緣墊片(5)。其連接方式原位反應(yīng)拉伐爾陽極噴嘴(12)通過前壓帽(16)與槍體(1)連接，氣體旋流環(huán)(11)和絕緣體(8)通過緊固套(3)固定在槍體(1)內(nèi)部，緊固套(3)與槍體(1)通過緊配合相連接。陰極體(6)通過絕緣體(8)、緊固帽(3)以及后壓帽(14)、絕緣墊片(5)固定在槍體(1)內(nèi)部。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超音速反應(yīng)等離子噴涂槍，其特征是，槍體(l) 后部設(shè)有離子氣入口(19)、進(jìn)水電纜入口(9)，陰極體(6)后部設(shè)有出水電纜入口 (21)，槍體(1)和原位反應(yīng)拉伐爾陽極噴嘴(12)屬于同一陽極。陰極體(6)通過絕緣 體(8)、絕緣墊片(5)與槍體(1)絕緣。槍體(1)前端設(shè)有進(jìn)粉入口(17)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超音速反應(yīng)等離子噴涂槍，其特征是，原位反應(yīng) 拉伐爾陽極噴嘴(12)屬于一體化結(jié)構(gòu)，在其上設(shè)置有送粉孔(18)、反應(yīng)氣體入口 (15)、輔助冷卻水入口(18)與輔助冷卻水通道(22)。在原反應(yīng)位拉伐爾陽極噴嘴(12) 包括反應(yīng)室(14)和拉伐爾結(jié)構(gòu)(23)兩部分。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超音速反應(yīng)等離子噴涂槍，其特征是，強(qiáng)制水冷卻 系統(tǒng)屬于雙路進(jìn)水強(qiáng)制冷卻結(jié)構(gòu)， 一路冷卻水是通過進(jìn)水電纜入口(9)進(jìn)入槍體 (1)， 二路冷卻水是通過原位反應(yīng)拉伐爾陽極噴嘴(12)前端的輔助冷卻水入口(18) 進(jìn)入原位反應(yīng)拉伐爾陽極噴嘴內(nèi)部，并通過原位反應(yīng)拉伐爾陽極噴嘴(12)內(nèi)部輔 助冷卻水通道(22)在原位反應(yīng)拉伐爾陽極噴嘴(12)與槍體(1)交界處的冷卻室內(nèi) 與一路冷卻水匯合，再通過槍體(l)內(nèi)部的出水通道、絕緣體(8)進(jìn)入到陰極體(6) 內(nèi)，完成對(duì)陰極體(6)的冷卻后進(jìn)入出水電纜。
全文摘要
一種超音速反應(yīng)等離子噴涂槍屬于焊接領(lǐng)域。主要包括槍體(1)、絕緣體(8)、氣體旋流環(huán)(11)、陰極體(6)、原位反應(yīng)拉伐爾陽極噴嘴(12)、緊固套(3)、前固定帽(16)和后壓帽(14)、絕緣墊片(5)。其連接方式原位反應(yīng)拉伐爾陽極噴嘴(12)通過前壓帽(16)與槍體(1)連接，氣體旋流環(huán)(11)和絕緣體(8)通過緊固套(3)固定在槍體(1)內(nèi)部，緊固套(3)與槍體(1)通過緊配合相連接。陰極體(6)通過絕緣體(8)、緊固帽(3)以及后壓帽(14)、絕緣墊片(5)固定在槍體(1)內(nèi)部。原位反應(yīng)拉伐爾陽極噴嘴(12)屬一體化結(jié)構(gòu)，其上設(shè)有送粉孔(18)、反應(yīng)氣體入口(15)、輔助冷卻水入口(18)與輔助冷卻水通道(22)。本發(fā)明使原位合成與超音速等離子噴涂一步完成，實(shí)現(xiàn)了陶瓷涂層噴涂的高性能、高效率、低成本以及噴涂槍的長壽命。
文檔編號(hào)B05B17/00GK101289744SQ200810047729
公開日2008年10月22日 申請(qǐng)日期2008年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月16日
發(fā)明者吳志文, 張國安, 政 李, 翟長生 申請(qǐng)人:中國人民解放軍空軍雷達(dá)學(xué)院