[發(fā)明專利]用于電弧絲材噴涂的方法、設(shè)備及產(chǎn)品

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710429633.8
• 申請日: 2017-06-09
• 公開（公告）號: CN107164715B
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: F·施瓦茨;S·瓦格納;杜景源
• 申請（專利權(quán)）人: 華晨寶馬汽車有限公司
• 主分類號: C23C4/131
• 分類號: C23C4/131
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 劉盈

本發(fā)明涉及一種用于電弧絲材噴涂的方法，其中，借助于絲材輸送裝置將至少兩根絲材輸送出絲材輸送裝置的各自的噴槍口，對所述至少兩根絲材加載電流以用于形成電弧，使得所述至少兩根絲材的端部熔化，借助于氣流加載裝置大致橫向于絲材輸送裝置的縱向方向地對所述電弧加載氣流，使熔化的絲材材料噴向待噴涂的表面，其特征在于，所述氣流加載裝置圍繞所述絲材輸送裝置的縱向方向旋轉(zhuǎn)地加載所述氣流，其中，沿著氣流加載裝置的旋轉(zhuǎn)方向可變地調(diào)整用于噴涂的參數(shù)。此外，本發(fā)明涉及一種用于電弧絲材噴涂的設(shè)備以及一種電弧絲材噴涂的產(chǎn)品。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于電弧絲材噴涂的方法。此外，本發(fā)明涉及一種用于電弧絲材噴涂的設(shè)備。本發(fā)明涉及還涉及一種電弧絲材噴涂的產(chǎn)品。

背景技術(shù)

電弧絲材噴涂技術(shù)涉及借助于在兩根連續(xù)送進(jìn)的金屬絲材之間產(chǎn)生的電弧作為熱源來熔化金屬，用壓縮空氣將熔化的金屬霧化，并使霧化的金屬顆粒噴向工件而形成涂層的技術(shù)。該技術(shù)現(xiàn)今被應(yīng)用機(jī)動車內(nèi)燃機(jī)的曲軸箱，使所述金屬顆粒在氣缸工作面上形成薄層。由此顯著地減少內(nèi)燃機(jī)中的摩擦和磨損，而且通過省去傳統(tǒng)的氣缸套達(dá)到節(jié)省空間和重量的技術(shù)效果，并且相對于氣缸套更有助于導(dǎo)出燃燒室中的熱，從而有利于高效的冷卻。

在現(xiàn)有的電弧絲材噴涂技術(shù)中，特別是在噴涂圓柱腔體內(nèi)表面、如曲軸箱的氣缸工作面的情況下通常需要整個用于電弧絲材噴涂的設(shè)備在圓柱腔體中旋轉(zhuǎn)以便在其內(nèi)周上形成涂層。然而，對此不利的是，需要用于輸送絲材的裝置一同旋轉(zhuǎn)，并且由此將產(chǎn)生復(fù)雜且笨重的結(jié)構(gòu)。如DE 198 41 617 A1中所示出，用于輸送涂層絲材的補(bǔ)給裝置和進(jìn)行電弧噴涂的燃燒器桿可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在支承裝置上，所述補(bǔ)給裝置隨燃燒器桿一同轉(zhuǎn)動，其中，還需要在補(bǔ)給裝置中設(shè)置絲材絞盤。在該公開文獻(xiàn)中，由于用于容納絲材絞盤的空間有限，在生產(chǎn)過程中也需要時常更換絲材絞盤，難以長時間連續(xù)的地進(jìn)行噴涂。

然而，在絲材輸送裝置不與氣流加載裝置一同旋轉(zhuǎn)的設(shè)備和方法中，通過研究發(fā)現(xiàn)，在圓柱腔體的內(nèi)表面進(jìn)行噴涂時會產(chǎn)生涂層不均勻的現(xiàn)象，亦即，涂層內(nèi)緣并非是圓形的，而是在一定程度上接近于橢圓形的。換言之，所述涂層在圓柱腔體的內(nèi)周上的厚度存在差異：存在兩處較薄的位置和兩處較厚的位置，其中，較薄位置的連線與較厚位置的連線相互垂直。通過以電弧絲材噴涂制造氣缸工作面的實(shí)驗(yàn)可知，在最薄位置與最厚位置之間的直徑差在0.2mm至0.3mm之間。這樣的公差在稍后的珩磨加工乃至內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行中都會造成無法忽視的問題。

在這樣的涂層作為機(jī)動車內(nèi)燃機(jī)的曲軸箱的氣缸工作面時，將出現(xiàn)如下問題。

首先，涂層較厚的位置不利于導(dǎo)出燃燒室中的熱量。這造成在曲軸箱中發(fā)生局部過熱，不利于內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行。通常，在電弧絲材涂層的較厚的位置可見由于過熱導(dǎo)致的變藍(lán)。

其次，在較薄位置處的涂層中會產(chǎn)生孔巢(pore nest)，而較厚位置處的涂層在經(jīng)歷珩磨加工之后則甚至?xí)l(fā)生涂層脫落。在本發(fā)明中，所述孔巢指被噴涂的金屬顆粒在圓柱腔體的內(nèi)表面上未形成致密結(jié)構(gòu)，而是在其間存在若干空穴或者說多孔結(jié)構(gòu)。這樣的孔巢在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行中會導(dǎo)致局部腐蝕加劇，不利于內(nèi)燃機(jī)的壽命。此外，孔巢也會阻礙局部的熱傳遞，不利于此處的熱量導(dǎo)出和冷卻。所述涂層脫落指小面積的涂層在珩磨過程中被剝落，原涂層中相應(yīng)的區(qū)域下陷乃至缺失。在珩磨加工中發(fā)生涂層脫落則會使得直接導(dǎo)致工件報廢，因?yàn)檎麄€涂層難以去除。這點(diǎn)對于大批量生產(chǎn)來說將會造成成本提高及材料浪費(fèi)。

此外，厚度不均也會造成涂層應(yīng)力不均。這在內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行過程中釋放時，能夠引起涂層進(jìn)一步塑性形變。而當(dāng)這些形變達(dá)到一定程度時，會損害內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行性能乃至于毀壞整個涂層。

最后，由于涂層厚度不均，在接下來的珩磨加工中需要事先探查厚度分布，以便確定各個位置的珩磨去除量。由于在較厚的位置需要去除較多的涂層材料，加劇了珩磨工具的消耗，使得珩磨工具壽命縮短，使得加工成本高昂。而且在珩磨過程中也需要實(shí)時監(jiān)控。這無疑又造成時間成本上的浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容