[實用新型]一種內孔旋轉等離子噴涂同步冷卻裝置

有效

• 申請號: 201821993426.1
• 申請日: 2018-11-29
• 公開（公告）號: CN209178460U
• 公開（公告）日: 2019-07-30
• 發明（設計）人: 唐令;王海斗;馬國政;康嘉杰;何鵬飛;丁述宇
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（北京）
• 主分類號: C23C4/134
• 分類號: C23C4/134;C23C4/01;C23C4/18
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 趙鳳英

本實用新型為一種內孔旋轉等離子噴涂同步冷卻裝置。該裝置包括冷卻氣管和2個固定連桿；所述的冷卻氣管為盤轉2周的銅管，冷卻氣管兩端為兩個冷卻氣入口，兩個冷卻氣入口在盤管的同側，反向成180度；盤管的內側管壁均勻分布有冷卻氣孔；所述的全部冷卻氣孔橫截面積之和，與兩個冷卻氣入口的橫截面積之和相同；所述的2個固定連接桿相同，均為L型，與冷卻氣管通過固定螺栓固連。本實用新型利用較少冷卻氣就可以實現對整個噴涂工件外表面的均勻冷卻。降低噴涂過程中涂層/基體的溫度，防止過熱和氧化造成的失效。

技術領域

本實用新型涉及內孔冷卻/內孔等離子噴涂技術領域，特別是涉及內孔旋轉等離子噴涂同步冷卻領域。

背景技術

等離子噴涂技術作為熱噴涂技術的一種，以等離子弧為熱源，將金屬或非金屬顆粒加熱到熔化或半熔化狀態，在氣流的推動下噴向基體，并在基體表面快速鋪展凝固形成扁平粒子，相互粘接在基體表面形成片層結構，通過大量的扁平粒子層層搭接堆垛沉積形成涂層。超音速等離子噴涂兼有焰流溫度高、粒子飛行速度快和粒子飛行時間短等特點，其焰流溫度最低達1000℃，與超音速火焰噴涂的最低焰流溫度相同，最高達11000℃以上，超過了普通等離子噴涂與超音速火焰噴涂，等離子弧中心溫度可達32000℃。內孔旋轉等離子噴涂通過調整噴槍結構設計，使噴槍可伸入到內孔件中實施內壁噴涂，在內孔件內噴槍的運動軌跡整體呈螺旋形，產生的等離子射束流與噴槍的軸線之間呈90-135°角。等離子噴涂層具有耐高溫、耐磨、耐腐蝕等優良的性能，將內孔旋轉等離子噴涂技術應用于內孔類零件的再制造與表面工程等領域具有重要應用前景與發展趨勢，滿足內孔類零件在實際的服役工況下高溫、高壓、高載與強腐蝕等苛刻環境的要求，在提升內孔類零件服役性能、延長裝備的使用壽命、減少生產經濟成本等方面具有重要的作用。但熱噴涂時基體溫度升高會導致涂層出現裂紋甚至失效剝落，因此，需要對基體進行冷卻以控制其溫度，避免過熱導致涂層應力過大。

常用的冷卻方法分為兩大類：一是增加冷卻時間，即通過控制噴槍在零件上移動速度或噴涂間歇時間使涂層/基體充分冷卻；二是通過增加冷媒介質加大冷卻速率，包括水冷卻、液氮冷卻、干冰冷卻、壓縮空氣冷卻等。其中，壓縮冷空氣成本較低且適用性廣而被廣泛使用，可以有效控制涂層/基體的溫度，但目前常用空氣冷卻裝置固定，需要耗費大量冷卻氣且難以實現均勻冷卻。因此，需要設計新的裝置來簡化冷卻裝置和管路，并利用有限的冷卻氣有效地對基體進行均勻冷卻。

實用新型內容

本實用新型技術任務是設計加工出一種簡單適用，方便安全可靠的內孔旋轉等離子噴涂冷卻裝置。該裝置將銅制導管繞工件外壁盤成兩圈，并固定于噴涂設備上端，使其與噴槍同步上下運動，在銅管上加工出均勻分布的小氣孔。本實用新型利用較少冷卻氣就可以實現對整個噴涂工件外表面的均勻冷卻。降低噴涂過程中涂層/基體的溫度，防止過熱和氧化造成的失效。

本實用新型的技術方案是：

一種內孔旋轉等離子噴涂同步冷卻裝置，該裝置包括冷卻氣管和2個固定連桿；

所述的冷卻氣管為盤轉2周的銅管，冷卻氣管兩端為兩個冷卻氣入口，兩個冷卻氣入口在盤管的同側，反向成180度；盤管的內側管壁均勻分布有冷卻氣孔；所述的全部冷卻氣孔橫截面積之和，與兩個冷卻氣入口的橫截面積之和相同；

所述的2個固定連接桿相同，均為L型，豎桿下部末端的橫桿外側，分別固定有一個連接塊，連接塊上分布有與盤管數量、尺寸匹配的凹槽；2個固定連接桿相向，分別位于冷卻氣管的兩側，與冷卻氣管通過固定螺栓固連。

所述的冷卻氣管的直徑為11～13mm；所述的冷卻氣管形成的盤管的直徑比待噴涂工件外徑大30～50mm。

本實用新型的有益效果為：