镍钴基陶瓷复合粉的等离子喷涂工具及熔覆层制备方法与流程

1.本发明涉及等离子喷涂设备技术领域，更具体地说，涉及一种镍钴基陶瓷复合粉的等离子喷涂工具及熔覆层制备方法。


背景技术：

2.等离子喷涂是利用等离子发生器产生的高温等离子体射流为热源，将陶瓷等粉末材料加热到熔融或半熔融状态，并高速喷向工件表面而形成熔覆层的方法。等离子喷涂可分为亚音速等离子喷涂和超音速等离子喷涂，其中，超音速等离子喷涂若采用外送粉方式，由于等离子焰流速度高，粉末熔化不充分，会造成熔化效率和沉积效率低的问题，因而一般采用内送粉方式；当采用内送粉方式时，对送粉位置、送粉速度有较高的要求，且不同粉末的送粉位置、送粉速度也不同，如纳米陶瓷、氧化钛、氧化铝、氧化锆、氧化钇和钴镍碳化钨等粉末形成的超硬耐磨涂层或陶瓷防腐涂层，其需要的送粉位置和送粉速率是不同的，现有的等离子喷枪的送粉机构不能调整送粉位置与送粉速率，以适应镍钴基陶瓷复合粉的送粉；因此，针对这一现状，迫切需要提出一种镍钴基陶瓷复合粉的等离子喷涂工具及熔覆层制备方法，以克服当前实际应用中的不足。


技术实现要素：

3.本发明旨在于在解决现有的等离子喷枪中的送粉机构不能调整送粉位置与送粉速率的问题。
4.本发明一种镍钴基陶瓷复合粉的等离子喷涂工具及熔覆层制备方法的目的与功效，由以下具体技术手段达成：一种镍钴基陶瓷复合粉的等离子喷涂工具，包括后枪体，后枪体上固接有绝缘套，绝缘套上固接有前枪体，前枪体、绝缘套、后枪体三者之间设有气体腔室，后枪体内固接有设置在气体腔室内的钨极，且后枪体中还设有进气道，前枪体中设有与气体腔室连通的喷口，且前枪体中还设有送粉机构，送粉机构包括转子一、转子二，转子一转动连接在前枪体中，且转子一的轴心与喷口的轴心垂直相交，转子一内转动连接有偏心设置的转子二，且转子二内设有偏心设置的送粉道，送粉道、转子一、转子二的轴心平行设置，且送粉道一端连通喷口。
5.进一步地，转子一、转子二之间的轴心距离与转子二、送粉道之间的轴心距离相等。
6.进一步地，转子一侧边固接有固定杆一，固定杆一上设有可复位滑动的定位针一，前枪体上设有与定位针一对应的若干定位孔一，转子二侧边设有固定杆二，固定杆二上设有可复位滑动的定位针二，前枪体上设有与定位针二对应的若干定位孔二，定位孔一与定位孔二也对应设置，当定位针一与定位针二插接在对应的定位孔一与定位孔二中时，送粉道的轴心与喷口的轴心垂直相交。
7.进一步地，转子二内设有若干内径不同的送粉道，且转子二上设有进粉管，进粉管中设有进粉道，进粉道与其中一个送粉道对应设置，且若干内径不同的送粉道与转子二之
间的轴心距离相等。
8.进一步地，转子一内转动连接有套壳，套壳中转动连接有转子二，套壳二下方为封闭状态，且套壳二下方封闭部分中开设有出粉通口，出粉通口与其中一个送粉道下方开口对应设置。
9.进一步地，进粉管转动连接在转子二上，且进粉管外侧设有两抱箍状的卡接件，两卡接件上均固接有若干的卡块，进粉管、转子二、套壳上均设有与之对应的卡孔，两卡接件的卡接固定后，将进粉管、套壳、转子二之间的转动限制固定。
10.进一步地，套壳侧边固接有若干固定杆二，固定杆与送粉道对应设置。
11.进一步地，前枪体上设置有向内凹进的凹坑，送粉机构均设置在凹坑内。
12.进一步地，前枪体中设有水冷腔室，且水冷腔室上设有进水道与出水道。
13.本发明还提供了一种镍钴基陶瓷复合粉的等离子喷涂熔覆层制备方法，包括以下步骤：s1：拆卸卡接件，选择合适内径的送粉道与进粉道对应，之后将卡接件组装固定。
14.s2：转动转子一与转子二，使得定位针一与定位针二插接在对应的定位孔一与定位孔二中，进而可将送粉道的出口调整到合适位置。
15.s3：利用碱性溶液对基材表面进行清洗除油，之后利用盐酸或硫酸对基材表面进行酸洗除锈。
16.s4：对基材表面进行喷砂处理，使其表面粗糙化。
17.s5：采用铜皮或铁皮对基材表面的非喷涂部分进行保护。
18.s6：对基材进行预热处理，预热温度为200~300℃。
19.s7：将气体通入气体腔室后，经过喷口处被钨极与喷口电离成等离子，进而对送粉道处的粉末进行熔化，之后粉末被气流带动对基材表面进行喷涂，进而在基材表面形成熔覆层。
20.有益效果：1、本发明提供了一种镍钴基陶瓷复合粉的等离子喷涂工具及熔覆层制备方法，通过旋转转子一与转子二，使得送粉道的出口位置改变的同时依旧可正对喷口送粉，进而可调整送粉位置，使得复合粉末材料的熔化状况更佳；同时，转子一与转子二与前枪体之间紧密连接，结构简单紧凑，避免了送粉机构过于复杂导致易损坏的问题。
21.本发明提供了一种镍钴基陶瓷复合粉的等离子喷涂工具及熔覆层制备方法，通过在转子二上设置若干内径不同的送粉道，进而使得本发明能够适应不同粉末，使不同粉末找到对应内径的送粉道进行送粉，同时可调节粉末的送粉速率大小，实现更好的喷涂效果。
22.附图说明：图1为本发明整体的主视剖视示意图。
23.图2为本发明图1中a处的放大示意图。
24.图3为本发明送粉机构处俯视示意图。
25.图4为本发明卡接件处俯视示意图。
26.图5为本发明送粉机构处的立体结构示意图。
27.图6为本发明套壳处的立体结构示意图。
28.图1-6中：1-后枪体、2-绝缘套、3-钨极、4-前枪体、5-喷口、6-气体腔室、7-进气道、
8-进水道、9-出水道、10-水冷腔室、11-送粉机构、12-凹坑、13-转子一、14-套壳、15-转子二、16-送粉道、17-进粉管、18-进粉道、19-卡接件、20-卡块、21-固定杆二、22-定位针二、23-固定杆一、24-定位针一、25-定位孔二、26-定位孔一、27-出粉通口。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.如附图1-6所示，一种镍钴基陶瓷复合粉的等离子喷涂工具，包括后枪体1，后枪体1上固接有绝缘套2，绝缘套2上固接有前枪体4，即绝缘套2设置在前枪体4与后枪体1之间，用于两枪体之间的绝缘连接，前枪体4、绝缘套2、后枪体1三者之间设有气体腔室6，后枪体1内固接有钨极3，钨极3设置在气体腔室6内，后枪体1中还设有进气道8，进气道8与气体腔室6相连通，用于将气体通入气体腔室6，前枪体4中设有喷口5，喷口5与气体腔室6连通，前枪体4中还设有送粉机构11，送粉机构11的出口与喷口5连通；通过进气道8将气体通入气体腔室6，其中钨极3带负电，前枪体4处的喷口5处带正电，气体在此处电离形成等离子流，对送粉机构11的粉末进行熔融。
31.其中，如附图2至附图6所示，送粉机构11包括转子一13、转子二15，转子一13转动连接在前枪体4中，且转子一13的轴心与喷口5的轴心垂直相交，转子一13内转动连接有转子二15，转子二15的轴心偏离转子一13的轴心设置，且转子二15内设有送粉道16，送粉道16的轴心偏离转子二15的轴心设置，且送粉道16、转子一13、转子二15的轴心平行设置，送粉道16一端连通喷口5，通过送粉道16将复合材料粉末送入到喷口5内；初始状态时，送粉道16的轴心与喷口5的轴心垂直相交，此时送粉道16正对喷口5送粉；当需要调整送粉位置时，旋转转子一13与转子二15，使得送粉道16的出口位置改变的同时依旧可正对喷口5送粉，进而可调整送粉位置，使得复合粉末材料的熔化状况更佳；同时，转子一13与转子二15与前枪体4之间紧密连接，结构简单紧凑，避免了送粉机构11过于复杂导致易损坏的问题。
32.优选的，转子一13、转子二15之间的轴心距离与转子二15、送粉道16之间的轴心距离相等，此时，当送粉道16的轴心与喷口5的轴心垂直相交时，送粉道16的位置调整是不间断的；当转子一13、转子二15、送粉道16的轴心设置为其他位置时，送粉道16的轴心与喷口5的轴心垂直相交时，送粉道16的位置调整范围是两条分隔的直线。
33.其中，如附图2至附图3所示，转子一13侧边固接有固定杆一23，固定杆一23上设有可复位滑动的定位针一24，前枪体4上设有与定位针对应的定位孔一26，定位孔一26的位置呈圆周分布设置，转子二15侧边设有固定杆二21，固定杆二21上设有可复位滑动的定位针二22，前枪体4上设有与定位针二22对应的定位孔二25，定位孔二25的位置根据实际情况确定，且定位孔一26与定位孔二25之间也有相对应的孔，当定位针一24与定位针二22插入对应的定位孔一26与定位孔二25时，此时送粉道16的轴心与喷口5的轴心垂直相交，具体的，可通过设置定位孔一26与定位孔二25的位置，进而使得送粉道16每次变换定位孔一26与定位孔二25可移动固定的距离；具体的，可通过在定位针与固定杆之间设置复位弹簧实现其滑动复位功能。
34.其中，如附图3所示，转子二15内设有若干内径不同的送粉道16，且转子二15上设有进粉管17，进粉管17中设有进粉道18，进粉道18与其中一个送粉道16对应，通过更换不同的送粉道16与进粉道18对应，进而可控制进粉的速率上限，进而可对应不同种类的粉末送粉；具体的，若干内径不同的送粉道16与转子二15之间的轴心距离相等。
35.其中，如附图6所示，转子一13内转动连接有套壳14，套壳14中转动连接有转子二15，套壳14二下方为封闭状态，将转子二15下方封闭，套壳14二下方封闭状态部分上开设有出粉通口27，出粉通口27与送粉道16下方开口对应设置；通过套壳14二的设置使得其中一个送粉道16在出粉时，另外的出粉道被套壳14保护。
36.其中，如附图3至附图6所示，进粉管17转动连接在转子二15上，且进粉管17外侧设有两抱箍状的卡接件19，两卡接件19上均固接有若干的卡块20，进粉管17、转子二15、套壳14上均设有与之对应的卡孔，通过两卡接件19的卡接，进而将进粉管17、套壳14、转子二15之间的转动限制固定，当需要更换不同的送粉道16与进粉道18进行对应时，可拆卸卡接件19进行更换。
37.其中，如附图3所示，套壳14侧边固接有若干固定杆二21，固定杆与送粉道16对应设置，若设置三个送粉道16即设置三个对应的固定杆二21，固定杆二21上均设置有定位针二22，其中一个定位针二22与定位孔二25对应，另两个不与定位孔二25对应，当更换不同的送粉道16使用时，可通过不同的定位针二22与对应的定位孔二25插接。
38.其中，前枪体4上设置有向内凹进的凹坑12，送粉机构11均设置在凹坑12内，进而可防止定位针等碰撞外物。
39.其中，前枪体4中设有水冷腔室10，且水冷腔室10上设有进水道8与出水道9，通过水冷腔室10对喷口5进行冷却，进而可使得喷口5使用的寿命更长。
40.本发明还提供一种镍钴基陶瓷复合粉的等离子喷涂熔覆层制备方法，包括以下步骤：s1：拆卸卡接件19，选择合适内径的送粉道16与进粉道18对应，之后将卡接件19组装固定。
41.s2：转动转子一13与转子二15，使得定位针一24与定位针二22插接在对应的定位孔一26与定位孔二25中，进而可将送粉道16的出口调整到合适位置。
42.s3：利用碱性溶液对基材表面进行清洗除油，之后利用盐酸或硫酸对基材表面进行酸洗除锈。
43.s4：对基材表面进行喷砂处理，使其表面粗糙化。
44.s5：采用铜皮或铁皮对基材表面的非喷涂部分进行保护。
45.s6：对基材进行预热处理，预热温度为200~300℃。
46.s7：将气体通入气体腔室6后，经过喷口5处被钨极3与喷口5电离成等离子，进而对送粉道16处的粉末进行熔化，之后粉末被气流带动对基材表面进行喷涂，进而在基材表面形成熔覆层。

技术特征：
1.一种镍钴基陶瓷复合粉的等离子喷涂工具，包括后枪体（1），所述后枪体（1）上固接有绝缘套（2），所述绝缘套（2）上固接有前枪体（4），所述前枪体（4）、绝缘套（2）、后枪体（1）三者之间设有气体腔室（6），所述后枪体（1）内固接有设置在气体腔室（6）内的钨极（3），且后枪体（1）中还设有进气道（8），所述前枪体（4）中设有与气体腔室（6）连通的喷口（5），且前枪体（4）中还设有送粉机构（11），其特征在于：所述送粉机构（11）包括转子一（13）、转子二（15），所述转子一（13）转动连接在前枪体（4）中，且转子一（13）的轴心与喷口（5）的轴心垂直相交，所述转子一（13）内转动连接有偏心设置的转子二（15），且转子二（15）内设有偏心设置的送粉道（16），所述送粉道（16）、转子一（13）、转子二（15）的轴心平行设置，且送粉道（16）一端连通喷口（5）。2.根据权利要求1所述的一种镍钴基陶瓷复合粉的等离子喷涂工具，其特征在于：所述转子一（13）、转子二（15）之间的轴心距离与转子二（15）、送粉道（16）之间的轴心距离相等。3.根据权利要求2所述的一种镍钴基陶瓷复合粉的等离子喷涂工具，其特征在于：所述转子一（13）侧边固接有固定杆一（23），所述固定杆一（23）上设有可复位滑动的定位针一（24），所述前枪体（4）上设有与定位针一（23）对应的若干定位孔一（26），所述转子二（15）侧边设有固定杆二（21），所述固定杆二（21）上设有可复位滑动的定位针二（22），所述前枪体（4）上设有与定位针二（22）对应的若干定位孔二（25），所述定位孔一（26）与定位孔二（25）也对应设置，当定位针一（24）与定位针二（22）插接在对应的定位孔一（26）与定位孔二（25）中时，送粉道（16）的轴心与喷口（5）的轴心垂直相交。4.根据权利要求3所述的一种镍钴基陶瓷复合粉的等离子喷涂工具，其特征在于：所述转子二（15）内设有若干内径不同的送粉道（16），且转子二（15）上设有进粉管（17），所述进粉管（17）中设有进粉道（18），所述进粉道（18）与其中一个送粉道（16）对应设置，且若干内径不同的送粉道（16）与转子二（15）之间的轴心距离相等。5.根据权利要求4所述的一种镍钴基陶瓷复合粉的等离子喷涂工具，其特征在于：所述转子一（13）内转动连接有套壳（14），所述套壳（14）中转动连接有转子二（15），所述套壳（14）二下方为封闭状态，且套壳（14）二下方封闭部分中开设有出粉通口（27），所述出粉通口（27）与其中一个送粉道（16）下方开口对应设置。6.根据权利要求5所述的一种镍钴基陶瓷复合粉的等离子喷涂工具，其特征在于：所述进粉管（17）转动连接在转子二（15）上，且进粉管（17）外侧设有两抱箍状的卡接件（19），两卡接件（19）上均固接有若干的卡块（20），所述进粉管（17）、转子二（15）、套壳（14）上均设有与之对应的卡孔，两卡接件（19）的卡接固定后，将进粉管（17）、套壳（14）、转子二（15）之间的转动限制固定。7.根据权利要求6所述的一种镍钴基陶瓷复合粉的等离子喷涂工具，其特征在于：所述套壳（14）侧边固接有若干固定杆二（21），所述固定杆与送粉道（16）对应设置。8.根据权利要求6所述的一种镍钴基陶瓷复合粉的等离子喷涂工具，其特征在于：所述前枪体（4）上设置有向内凹进的凹坑（12），所述送粉机构（11）均设置在凹坑（12）内。9.根据权利要求1所述的一种镍钴基陶瓷复合粉的等离子喷涂工具，其特征在于：所述前枪体（4）中设有水冷腔室（10），且水冷腔室（10）上设有进水道（8）与出水道（9）。10.一种镍钴基陶瓷复合粉的等离子喷涂熔覆层制备方法，包括权利要求1-9任意一项所述的一种镍钴基陶瓷复合粉的等离子喷涂工具，其特征在于，包括以下步骤：
s1：拆卸卡接件（19），选择合适内径的送粉道（16）与进粉道（18）对应，之后将卡接件（19）组装固定；s2：转动转子一（13）与转子二（15），使得定位针一（24）与定位针二（22）插接在对应的定位孔一（26）与定位孔二（25）中，进而可将送粉道（16）的出口调整到合适位置；s3：利用碱性溶液对基材表面进行清洗除油，之后利用盐酸或硫酸对基材表面进行酸洗除锈；s4：对基材表面进行喷砂处理，使其表面粗糙化；s5：采用铜皮或铁皮对基材表面的非喷涂部分进行保护；s6：对基材进行预热处理，预热温度为200~300℃；s7：将气体通入气体腔室（6）后，经过喷口（5）处被钨极（3）与喷口（5）电离成等离子，进而对送粉道（16）处的粉末进行熔化，之后粉末被气流带动对基材表面进行喷涂，进而在基材表面形成熔覆层。

技术总结
一种镍钴基陶瓷复合粉的等离子喷涂工具及熔覆层制备方法，涉及等离子喷涂设备技术领域，其中的镍钴基陶瓷复合粉的等离子喷涂工具包括后枪体，后枪体上固接有绝缘套，绝缘套上固接有前枪体，前枪体中设有与气体腔室连通的喷口，且前枪体中还设有送粉机构，送粉机构包括转子一、转子一转动连接在前枪体中，且转子一的轴心与喷口的轴心垂直相交，转子一内转动连接有偏心设置的转子二，且转子二内设有偏心设置的送粉道，送粉道一端连通喷口；本发明提供了一种镍钴基陶瓷复合粉的等离子喷涂工具及熔覆层制备方法，通过旋转转子一与转子二，使得送粉道的出口位置改变的同时依旧可正对喷口送粉，进而可调整送粉位置，使得复合粉末材料的熔化状况更佳。材料的熔化状况更佳。材料的熔化状况更佳。


技术研发人员：任朋成
受保护的技术使用者：烟台华恒节能科技有限公司
技术研发日：2023.07.13
技术公布日：2023/9/22