[其他]作可磨蝕涂層噴涂的多噴口等離子體噴涂設備和方法

無效

• 申請號: 87103228
• 申請日: 1987-04-28
• 公開（公告）號: CN87103228A
• 公開（公告）日: 1987-11-04
• 發明（設計）人: 小哈羅德·威廉·佩蒂特;查爾斯·蓋伊·戴維斯;弗雷德里克·克萊爾·沃爾登
• 申請（專利權）人: 聯合工藝公司
• 主分類號: C23C4/00
• 分類號: C23C4/00;C23C4/04
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 黃力行

參見與本申請同時待批和轉讓的美國專利申請第815，616號，該申請由那薩維基（S.T.Narsavage）等人于1986年1月2日申請。

本發明有關一種在一基質上作為噴涂的方法。具體有關用單一噴涂器件，在基質上同時熱噴兩種或更多種粉末。

燃氣輪機和其他渦輪機有若干排葉片，在大致為圓筒形的殼內旋轉。葉片旋轉時葉尖在緊靠殼體處運動。提高這類機器的效率的一個方法，是盡量減少葉尖和殼體間的工作流體的泄漏。早些時間已發現，可用葉片和密封系統減少這種泄漏，在這種密封系統中，葉尖磨擦附在機殼內表面上的可磨蝕密封材料。

多孔金屬結構特別適于作可磨蝕密封件用，因為在同旋轉葉片接觸時密封件以有利的速率磨蝕。制造多孔密封件的一個方法，是用等離子體噴涂金屬和聚合物粉末狀態顆粒的混合物，一般如朗各（Longo）在美國專利第3，723，165號中所闡述。但是，當按朗各的方法噴涂兩種以上的粉末時，假如顆粒的比重或尺寸不同時，難以保持顆粒均勻混合，如詹森（Janssen）在美國專利第3，912，235號中所揭示。克服這問題的一個嘗試，在伊頓（Eaton）等人的美國專利第4，386，112號中有敘述，其中將金屬和陶瓷粉末顆粒分別噴入等離子體流，而在噴流中互相混合。頒發給丹尼爾斯（Daniels）的美國專利第3，020，182號，克林曼（Clingman）等人的第4，299，865號，比爾（Bill）等人的第4，366，276號專利等都也代表了現有技術狀況。

雖然等離子體噴涂技術的水平很先進，但按照現有技術控制可磨蝕密封件的質量和再現性仍有困難。因此，需要尋求改進密封件制造的方法。

根據本發明，用單一的熱噴涂器械，在基質上沉積至少兩種不同類型的粉末，噴涂時這些不同類型粉末在高溫氣流中很少混合。更具體地說，將不同類型的粉末，同時用分別的粉末噴口，在分別控制的供料速度下，噴入高溫高速氣流中;粉末噴口的安排和供粉速度的調節，使第一種粉末被沿氣流的中心高溫部分所載送，沖撞基質，而同時第二種粉末顆粒被氣流的外層溫度較低的部分所載送，沖撞基質。由于有分別的前進路線，氣流中的第一粉末顆粒和第二粉末顆粒很少混合;在將粉末噴入氣流的同時，使基質相對于氣流移動，便可形成均勻的復合沉積層。

在氣流中粉粒很少混合的噴粉較粉末進入氣流前已混合（如朗各的專利），或粉末在氣流中混合（如伊頓等人的專利）能產生質量有顯著改進的沉積層。

本發明特別適用于同時噴涂有不同熔化溫度的諸如美國專利申請第815，616號所述的粉末，例如金屬和塑料粉末。將金屬顆粒噴入氣流的高溫部分，它們在氣流中的駐留時間長于噴入氣流低溫部分中的塑料顆粒的駐留時間。金屬顆粒和塑料顆粒都沒有過多的氣化。噴涂沉積層的微觀結構，顯現聚合物顆粒在金屬母質中均勻分布。噴涂以后將沉積層加熱至聚合物揮發的溫度，結果就產生多孔金屬結構。

本發明的以上目的和其他目的，特點和優點，從下文對最佳實施例的敘述和附圖中便可了解得更清楚。

附圖簡介如下：

圖1表示對實施本發明很有用的設備的示意圖;

圖2為金屬粉末和聚合物粉末噴涂在基質上以后的分布的示意圖。

本發明有關用單一噴涂設備，在基質上同時熱噴涂兩種以上不同類型粉末的方法。為簡化起見，下文討論僅針對熱噴兩種粉末。熱噴涂一詞，表示等離子體噴涂，燃燒噴涂和其他在基質上沉積粉末的類似的方法。

參看圖1最便于對本發明作討論。該圖中待涂敷的基質用標圖號10表示，用于在基質10上沉積粉末的設備用標號12表示。圖中雖未示，但噴涂系統的部分為供粉裝置，和與之相關的設備;將基質10同設備12互相相對移動的裝置圖中亦未表示。基質10和設備12的具體移動方式非本發明關鍵，可以保持設備12位置固定，將基質10移動，或保持基質10位置固定而移動設備12，或基質10和設備12都移動。熟悉本技術者能夠為噴涂系統采用適當的移動裝置，以便最好地適應具體沉積方法的需要。

再看附圖，設備12有一個噴槍組合件14。為便于本文的討論，噴槍組合件14為等離子弧型式。熟悉本技術者了解，典型等離子弧槍組合件14中，有互相離開的電極產生高溫電弧。基本氣體和輔助氣體，例如氦，氬或氮，或其混合氣在電弧中通過，電離形成高溫高速的等離子體焰或氣流15，順槍口19的方向，從槍口19流向基質10。為了耐受等離子體15的改為，槍口19一般有水冷卻。