[实用新型]用于等离子体涂层的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种采用等离子体喷涂方法在基底表面上形成等离子体涂层的装置，其中，通过在该装置的至少两个形成阳极和阴极的电极之间施加电压可产生电弧，并且其中，该装置具有气体输送装置和用于输送有待在表面上沉积的材料的输送装置，所述材料可被加热至等离子体温度的气体熔化，从而所熔化的材料微粒能够借助于通过该装置的喷雾器出口的雾化气体射流向基底表面方向被运输，并且在那里亦即基底表面上沉积。

背景技术

为了表面加工，等离子体喷涂是在实践中已经多次使用和其本身已经是已知的热涂层方法。通常，在装置的等离子体燃烧器中，安置通过狭长缝隙分开的阳极和阴极，从而通过施加直流电压可以产生电弧。借助于气体输送装置所输送的和通过燃烧器头流出的气体或混合气体，被导引通过电弧并在此被电离。

在这种情况下发生的电离产生由正离子和电子组成的、被高度加热的、导电气体。在该产生的等离子体射流中，借助于输送装置输送例如作为喷涂材料的粉末，其被较高的等离子体温度熔化。该等离子体流带走粉末微粒，其然后在待涂层的基底的表面上沉积。

在为了获得尽可能小的摩擦和由此可取得的改善能源效率和减少废气排放，以及在为了获得较高耐磨强度和抗磨损性而制备内燃机的情况下，也可使用此类热涂层方法。为此，可设置具有涂层的内燃机构件，例如气缸孔、阀门座或轴承座，所述涂层借助于此类热涂层方法进行涂覆。

EP0585203B1涉及一种用于借助等离子体粉末为空腔壁涂层的等离子体喷涂设备，所述等离子体粉末经由粉末输送管道输送到燃烧器头的外面。不仅燃烧器头的阳极喷头还有燃烧器头的阴极布置都是从外面容易接近的，从而可以被快速和容易地更换。粉末注射器是被可替换地安置，从而可使用具有不同横截面的不同粉末注射器，并且可以因此改变等离子体粉末的注射速率。

EP1692922B1涉及一种等离子体喷涂装置，其中，在燃烧器筒与燃烧器头之间的管状管道，不但传送必需的介质，例如等离子体气体或涂层粉末，而且传送为产生电弧所必需的电能。

在实践中已表明，用于大批量生产的可使用的线材等离子体喷涂燃烧器的布置通常不是最佳的。尤其由于较高的所输送喷射材料的损失份额，工作效率是不令人满意的。为了取得所要求的涂层质量，因此通常需要增加层厚度。为此，要求非常高的等离子气压或雾化气体气压，以便达到所要求的材料雾化程度和所需要的微粒速率。

实用新型内容

在此背景技术下，本实用新型所要解决的技术问题是用较少的费用改善在基底表面上通过等离子体喷涂而制备的涂层的表面质量。在此，尤其应当在气体输送时可以不用增加压力。此外，应当提供用于装置使用的确定的等离子体喷涂方法，其能够用较少的费用改善涂层质量。

根据本实用新型，为了熔化粉末状材料，给所述装置配备第一电极和至少另一个用于产生熔化线材状材料的辅助电弧的、安置在雾化气体出口区域内的电极，尤其附加阴极，通过所述辅助电弧，熔化可选地被输送的线材状材料。由此可以用较少的费用、尤其在非常短的准备时间内在线材喷涂方法与粉末喷涂方法之间进行转换。为此，尤其可以使用统一的设备技术、燃烧器技术和供应技术，从而联合花费因此是相对较少的。根据本实用新型，也基于例如现有的粉末-等离子体喷涂燃烧器，通过安置附加电极和由此可实现的辅助电弧，产生混合燃烧器，借助该混合燃烧器不但可以加工粉末材料而且也可以加工线材材料。因此，在接通辅助电弧的情况下，可取得巨大的功率提高，其能够加工明显大量的喷涂材料，并且在此要求相对较低的过程气压和雾化气体气压，以便在基底上涂覆希望的涂层。已经证实，所述装置的功率能够提高至150g/分钟粉末状材料或15m喷涂线材/分钟。“线材状的喷涂材料”在此也尤其理解为实心线材。即使现在不力求线材状和粉末状材料的同时输送，但可设想并且原则上不排除这样的应用可能性。

在此，可以给每一种材料安置分开的输送装置。相反，根据本实用新型的装置的实施方式是特别有利的，其中输送装置不但可适合于粉末状材料而且也可适合于线材状材料。借此可以实现根据本实用新型的装置的特别节省空间的结构设计实施例。在此，还可考虑到，该输送装置同时可被用于粉末状和线材状材料的输送，由此将它们共同送到雾化气体射流中。

此外，如果所述装置具有附带用于产生辅助电弧的唯一附加阴极的可替换燃烧器头，被证实是特别有意义的，以便因此达到节省空间的结构设计，该结构设计能够以较少结构设计费用在已知的粉末等离子体喷涂燃烧器上被使用。