[发明专利]一种用于超音速等离子喷涂的环形送粉和气体聚焦装置

说明书

本发明公开了一种用于超音速等离子喷涂的环形送粉和气体聚焦装置，包括圆柱形阳极、阳极套筒、送粉环、气体聚焦环、环形端盖以及喷嘴；粉末由环形端盖上的送粉孔注入并通过间距为L3的环形狭缝进入射流通道；聚焦气体由环形端盖上的聚焦气体进气孔注入并通过间距为L4的聚焦气体环形狭缝汇聚到外部射流；送粉环形狭缝与主轴中心线成锐角α；聚焦气体环形狭缝与主轴中心线成锐角β；同一零件上送粉孔、聚焦气体进气孔的母线分别与其相连的送粉环形槽和聚焦气体环形槽的内壁相切；本发明结构简单，无需水冷，能够将粉末沿周向连续均匀地送入射流，减小射流扰动，提高送粉效率以及粉末加热均匀性，并通过聚焦气体避免粉末外溢。

技术领域

本发明涉及等离子喷涂技术领域，具体地说涉及一种用于超音速等离子喷涂的环形送粉和气体聚焦装置。

背景技术

等离子喷涂具有喷涂材料范围广、调节方便、适应性强、喷涂气氛易控、涂层结合力强、气孔率可调等优点被广泛应用于军事、航空、航天、机械、电力、纺织、生物、医疗等各个领域，是一项应用相当广泛的热喷涂技术。但随着现代工业的快速发展，高端装备和关键零部件对涂层的密度、强度、可靠性提出了更高的要求，于是超音速等离子喷涂成为了国内外热喷涂技术的发展方向。

粉末注入射流的方式是影响涂层质量的关键因素，目前超音速等离子喷涂枪主要采用两种方式送粉：1）送粉管轴向送粉，粉末通过阴极内部或多个阴极汇聚中心的送粉管轴向注入等离子射流，采用该种方式送粉，粉末加热效率高，但是粉末和载气会影响电弧放电特性和稳定性，并且在电弧通道和喷嘴上容易产生堵塞；2）送粉管径向送粉，在枪内或枪外沿射流的径向以一定角度布置一个或多个送粉管，粉末通过送粉管径向注入等离子射流，采用该种方式送粉，结构简单，送粉参数调节方便，但是粉末的送粉效率、沉积效率和加热效率低，粉末受热不均匀，并且粉末和载气对射流扰动大，导致喷出粉末和射流的轴线与喷枪轴线和工件表面的相对位置发生不可预测的变化，从而导致涂层的稳定性、均匀性及一致性较差。另外，不管何种方式送粉，熔融或未熔融的粉末在离开喷枪喷嘴后容易从等离子射流中逃离，形成自由漂浮的粉末，导致过度喷涂，从而导致材料浪费，增加工艺成本，粉末混入涂层，影响涂层质量。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的缺陷，提供一种用于超音速等离子喷涂的环形送粉和气体聚焦装置，克服现有超音速等离子喷涂装置放电不稳定、放电通道和喷嘴易堵塞、送粉效率、沉积效率和加热效率低、粉末受热不均匀、射流扰动大以及过度喷涂的缺陷。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下所述。