[實用新型]一種新型超高音速高焓值等離子噴槍

有效

• 申請號: 201820313610.0
• 申請日: 2018-03-07
• 公開（公告）號: CN207944146U
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發明（設計）人: 陳小明;伏利;吳燕明;趙堅;周夏涼;劉偉;張磊;毛鵬展;馬紅海
• 申請（專利權）人: 水利部杭州機械設計研究所
• 主分類號: C23C4/134
• 分類號: C23C4/134;C23C4/06
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 萬尾甜;韓介梅

本實用新型公開了一種新型超高音速高焓值等離子噴槍，該噴槍包括：噴嘴、固定環、殼體1、殼體2、集成器、分水套、陽極、壓縮器、水冷套、間隔套、陰極；陰極和陽極之間加入壓縮器，增大二者之間的間距，本實用新型的噴槍在提高電弧長度的同時可提高電弧的穩定性，提高了等離子噴涂的焰流的速度，最終焰流速度可高達6?7馬赫(2040～2380m/s)。涂層粉末在高速火焰中被加熱到熔融、半熔融狀態，高速撞擊工件表面，沉積形成致密涂層。基于本實用新型提供的裝置及工藝，可以獲得高沉積效率、高結合強度、高硬度、低孔隙率、高抗磨蝕性能、高耐腐蝕性能、高耐磨性能WC基涂層，可以被應用于如水輪機、水泵、球閥、閘門、活塞桿等工件表面。

技術領域

本實用新型涉及表面強化及再制造領域，特別是一種新型超高音速高焓值等離子噴槍及WC基復合涂層的制備工藝。

背景技術

磨損、腐蝕等是機械零部件主要的失效形式，零件的失效嚴重影響了機器的正常運轉，降低了生產效率，同時零件的更換又大大增加了生產成本。為了提高機械零件的使用壽命和性能，人們采用了一系列的表面工程技術，如表面合金化、離子注入、噴丸強化、熱噴涂等，來改進和提升零件表面材料的耐磨損耐腐蝕性能。然而，這些方法并不能從根本上解決這一關鍵技術難題，存在的問題仍然非常突出。隨著熱源技術發展的突飛猛進，各種新型的熱噴涂技術不斷涌現，通過對熱源溫度和粒子速度的提升，各種難熔的高性能材料(如陶瓷、金屬陶瓷等)均可作為噴涂用料，大大提升了噴涂層的綜合性能，使得熱噴涂技術的應用領域得到了極大的擴展。近年來得到快速發展和廣泛應用，采用熱噴涂技術制備金屬基陶瓷涂層覆蓋于零件表面，利用陶瓷涂層優良的耐磨損性能，可顯著提高機械零件的使用壽命。熱噴涂金屬基碳化鎢(WC)耐磨涂層具有高硬度和耐磨損等優良性能，在機械、冶金、化工、電力等領域有著廣泛的應用前景。

上世紀80年代后期，美國Browning率先推出了試驗研究型超音速等離子噴涂系統(PlazJet)，該設備以大功率(270kW)保證焰流的焓值，并通過增大大氣體流量(130～230L/min)來提高焰流的速度，這種設計造成了能量轉換率低，并造成了噴涂成本較高。并經過文獻檢索發現，名稱：一種超音速反應等離子噴涂槍(CN 101289744A)、名稱：拉瓦爾陽極結構電弧等離子體柜(CN 20198625 U)和名稱：一種雙氣流超音速等離子噴槍(CN 104902666A))這三項專利中，公開的等離子體發生器中均是由一個陰極和一個陽極組成。焰流加速單純采用了復雜的拉瓦爾噴嘴作為陽極時，焰流速度在(400～800mm/s)。此外，現有的超音速等離子體噴槍都是通過提高工作電流來提高射流的速度和溫度，隨著電流的提高電極的使用壽命將大大縮短。

實用新型內容

本實用新型的目的是為了克服現有技術的不足，提供一種新型超高音速高焓值等離子噴涂裝置及WC基復合涂層的制備工藝，可獲得高致密度、高結合強度的抗磨蝕、耐腐蝕、耐磨損的WC基復合涂層，更能滿足實際應用的要求。

本實用新型解決其技術問題所采用的方案是：

一種新型超高音速高焓值等離子噴槍，包括：噴嘴、固定環、殼體1、殼體2、集成器、分水套、陽極、壓縮器、水冷套、間隔套、陰極；

陽極和壓縮器安裝于水冷套內部后，水冷套通過螺紋連接安裝在殼體1中，水冷套上開有軸向的回水槽，分水套套于水冷套端部，二者螺紋連接，噴嘴安裝在殼體1的端部，兩者通過密封圈密封，且在噴嘴外圈設置固定環，固定環和殼體1之間通過螺紋連接壓緊噴嘴；

陰極通過螺紋固定在集成器的內端面后，集成器與殼體2一端通過螺桿固定使陰極插入殼體2中；間隔套固定在殼體2內圈中；

將如上所述的內部安裝好組件的殼體1和殼體2之間通過螺桿連接成一體，兩者之間由密封圈密封，使殼體2中的間隔套前端面緊貼殼體1中的壓縮器后端面。