专利名称：一种超音速反应等离子喷涂枪的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种喷涂枪，特别是一种超音速反应等离子喷涂枪，属于 焊接领域。
背景技术：
利用等离子喷涂技术在工件表面制备各种金属及陶瓷涂层，是一种已经普 遍的工艺。而作为等离子喷涂技术之一的反应等离子喷涂由于其独特的工艺和 性能特征，也正在被学者和热喷涂界所重视和发展。经文献检索发现，专利号
CN 129881C，名称反应等离子喷涂反应室装置。该发明涉及的是一种等离子 喷涂反应室装置，其结构包括等离子喷枪与反应室构成；反应室与等离子喷枪 通过螺纹连接在一起；反应室由内套、外套、进水管、进气管和送粉孔构成； 内套和外套管焊接在一起构成反应室的主体结构，内套和外套间的空间及进水 管和出水管组成反应室的冷却部分，出水管和进水管焊在反应室的外套上，靠 冷却水的快速流动带走一定的热量，冷却反应室、进气管连接反应室内套，与 反应室的内套和外套焊接在一起。该发明解决了普通等离子喷涂难以制备高熔 点的陶瓷涂层的难题，主要用于低功率等离子喷涂设备，采用微米级金属粉末 制备出高熔点的纳米晶陶瓷涂层和粉末的工艺。然而该发明只是对等离子喷涂 设备的一种改进，并不具备真正意义上的系统的反应等离子喷涂设备，也没有 实现超音速等离子喷涂功能。因此，制备出的涂层孔隙率比较大，'反应不充分， 涂层的硬度并没有达到期望的结果，从而限制了工业应用的范围。
发明内容
本发明针对现有技术中的不足，提供了一种超音速反应等离子喷涂枪，将 原位合成技术和超音速等离子喷涂技术相结合，使涂层材料的原位合成与超音速沉积一步完成，使其克服了现有非反应的等离子喷涂枪和简易反应等离子喷 涂室存在的问题，实现了对高品质的高熔点陶瓷涂层的原位合成和超音速喷涂， 大幅度降低原材料成本和喷涂能耗，显著提高生产效率和降低运行成本，又通 过喷枪结构的合理设计，实现了喷枪的强制冷却，大大提高了喷涂枪特别是复 合反应阳极喷嘴和阴极结构的使用寿命。
本发明是通过以下方案实现的。主要包括枪体、绝缘体、气体旋流环、 阴极体、原位反应拉伐尔阳极喷嘴、紧固套、前固定帽和后压帽、绝缘垫片。 其连接方式原位反应拉伐尔阳极喷嘴通过前压帽与枪体连接，气体旋流环和 绝缘体通过紧固套固定在枪体内部，紧固套与枪体通过紧配合相连接。阴极体 通过绝缘体、紧固帽以及后压帽、绝缘垫片固定在枪体内部。
枪体后部设有离子气入口、进水电缆入口，阴极体后部设有出水电缆入口， 枪体和原位反应拉伐尔阳极喷嘴属于同一阳极。阴极体通过绝缘体、绝缘垫片 与枪体绝缘。枪体前端设有进粉入口。
原位反应拉伐尔阳极喷嘴属于一体化结构，在其上设置有送粉孔、反应气 体入口、辅助冷却水入口与辅助冷却水入口通道。在原位反应拉伐尔阳极喷嘴
包括反应室和拉伐尔结构两部分。
该发明的强制水冷却系统属于双路进水强制冷却结构， 一路冷却水是通过 进水电缆进入枪体，二路冷却水是通过原位反应拉伐尔阳极喷嘴前端的辅助冷 却水入口进入原位反应拉伐尔阳极喷嘴内部，并通过原位反应拉伐尔阳极喷嘴 内部水道在原位反应拉伐尔阳极喷嘴与枪体交界处的冷却室内与一路冷却水汇 合，再通过枪体内部的出水通道、绝缘体进入到阴极体内，完成对阴极体的冷 却后进入出水电缆。由于采用双路进水强制冷却结构，能使原位反应拉伐尔阳 极喷嘴和阴极体得到良好的冷却，从而延长了阴极和阳极的使用寿命。工作时，接通水电缆开关，将循环水压力调整至规定压力，使水通过枪体 的水电缆入口处和原位反应拉伐尔阳极喷嘴二路冷却水入口处，分别进入枪体 和原位反应拉伐尔阳极喷嘴内部，而后汇入到原位反应拉伐尔阳极喷嘴和枪体 中间的冷却室内，然后经过枪体内的出水管路、绝缘体进入到阴极体内，冷却 阴极体，而后通过出水电缆接口及出水电缆到达冷却箱内，完成冷却水对喷枪 枪的冷却过程。打开主离子气开关，调整其压力和流量至规定参数，主离子气 经过枪体的离子气入口，经过枪体、绝缘体和气体旋流环到达原位反应拉伐尔 阳极喷嘴的收縮段内，经过原位反应拉伐尔阳极喷嘴的喉部和扩张段、以及反 应室内，流出喷枪。打开起动电源，主离子气在原位反应拉伐尔阳极喷嘴之间 发生电离，完成引弧过程，等离子射流经过原位反应拉伐尔阳极喷嘴射出喷涂 枪。调整主离子气和辅助离子气压力和流量、电源电流和电压至规定参数，调 整反应气体流量和压力至规定参数，调整送粉气的压力和流量并将粉末由送粉 气经过枪体的送粉气入口、枪体及原位反应拉伐尔阳极喷嘴的送粉孔道到达扩 张段内，加热后，与原位反应气体在原位反应拉伐尔阳极喷嘴反应室内发生原 位反应，合成新的陶瓷熔滴颗粒，通过等离子射流的加热加速到达工作表面形 成原位反应等离子喷涂层，完成超音速反应等离子喷涂的整个过程。本发明具有实质性特点和显著进步，将原位合成技术和超音速等离子喷涂技术相结合，使涂层材料的原位合成与超音速沉积一步完成，使其克服了现有 非反应的等离子喷涂枪和简易反应等离子喷涂室存在的问题，实现了对高品质 的高熔点陶瓷涂层的原位合成和超音速喷涂，大幅度降低原材料成本和喷涂能 耗，显著提高生产效率和降低运行成本，又通过喷枪结构的合理设计，实现了 喷枪的强制冷却，大大提高了喷涂枪特别是复合反应阳极喷嘴和阴极结构的使 用寿命。
图1本发明结构示意图
具体实施例方式
如图l所示，本发明包括
包括枪体(l)、绝缘体(8)、气体旋流环(ll)、阴极体(6)、原位反应拉伐尔
阳极喷嘴(12)、紧固套(3)、前固定帽(16)和后压帽(14)、绝缘垫片(5)。其连接方
式原位反应拉伐尔阳极喷嘴(12)通过前压帽(16)与枪体(1)连接，气体旋流环(ll)
和绝缘体(8)通过紧固套(3)固定在枪体(1)内部，紧固套(3)与枪体(1)通过紧配合相 连接。阴极体(6)通过绝缘体(8)、紧固帽(3)以及后压帽(14)、绝缘垫片(5)固定在 枪体(l)内部。
枪体(1)后部设有离子气入口(19)、进水电缆入口(9)，阴极体(6)后部设有出 水电缆入口(21)，枪体(1)和原位反应拉伐尔阳极喷嘴(12)属于同一阳极。阴极体 (6)通过绝缘体(8)、绝缘垫片(5)与枪体(1)绝缘。枪体(1)前端设有进粉入口(17)。
原位反应拉伐尔阳极喷嘴(12)属于一体化结构，在其上设置有送粉孔(18)、 反应气体入口(15)、辅助冷却水入口(18)与辅助冷却水通道(22)。在原反应位拉 伐尔阳极喷嘴(12)包括反应室(14)和拉伐尔结构(23)两部分。
该发明的强制水冷却系统属于双路进水强制冷却结构， 一路冷却水是通过 进水电缆入口(9)进入枪体(1)， 二路冷却水是通过原位反应拉伐尔阳极喷嘴(12)
前端的辅助冷却水入口(18)进入原位反应拉伐尔阳极喷嘴内部，并通过原位反应 拉伐尔阳极喷嘴(12)内部辅助冷却水通道(22)在原位反应拉伐尔阳极喷嘴(12)与
枪体(l)交界处的冷却室内与一路冷却水汇合，再通过枪体(l)内部的出水通道、 绝缘体(8)进入到阴极体(6)内，完成对阴极体(6)的冷却后进入出水电缆。由于采 用双路进水强制冷却结构，能使原位反应拉伐尔阳极喷嘴(12)和阴极体(6)得到良好的冷却，从而延长了阴极和阳极的使用寿命
权利要求
1. 一种超音速反应等离子喷涂枪，包括枪体(1)、绝缘体(8)、气体旋流环(11)、阴极体(6)、原位反应拉伐尔阳极喷嘴(12)、紧固套(3)、前固定帽(16)和后压帽(14)、绝缘垫片(5)。其连接方式原位反应拉伐尔阳极喷嘴(12)通过前压帽(16)与枪体(1)连接，气体旋流环(11)和绝缘体(8)通过紧固套(3)固定在枪体(1)内部，紧固套(3)与枪体(1)通过紧配合相连接。阴极体(6)通过绝缘体(8)、紧固帽(3)以及后压帽(14)、绝缘垫片(5)固定在枪体(1)内部。
2. 根据权利要求1所述的超音速反应等离子喷涂枪，其特征是，枪体(l) 后部设有离子气入口(19)、进水电缆入口(9)，阴极体(6)后部设有出水电缆入口 (21)，枪体(1)和原位反应拉伐尔阳极喷嘴(12)属于同一阳极。阴极体(6)通过绝缘 体(8)、绝缘垫片(5)与枪体(1)绝缘。枪体(1)前端设有进粉入口(17)。
3. 根据权利要求1所述的超音速反应等离子喷涂枪，其特征是，原位反应 拉伐尔阳极喷嘴(12)属于一体化结构，在其上设置有送粉孔(18)、反应气体入口 (15)、辅助冷却水入口(18)与辅助冷却水通道(22)。在原反应位拉伐尔阳极喷嘴(12) 包括反应室(14)和拉伐尔结构(23)两部分。
4. 根据权利要求1所述的超音速反应等离子喷涂枪，其特征是，强制水冷却 系统属于双路进水强制冷却结构， 一路冷却水是通过进水电缆入口(9)进入枪体 (1)， 二路冷却水是通过原位反应拉伐尔阳极喷嘴(12)前端的辅助冷却水入口(18) 进入原位反应拉伐尔阳极喷嘴内部，并通过原位反应拉伐尔阳极喷嘴(12)内部辅 助冷却水通道(22)在原位反应拉伐尔阳极喷嘴(12)与枪体(1)交界处的冷却室内 与一路冷却水汇合，再通过枪体(l)内部的出水通道、绝缘体(8)进入到阴极体(6) 内，完成对阴极体(6)的冷却后进入出水电缆。
全文摘要
一种超音速反应等离子喷涂枪属于焊接领域。主要包括枪体(1)、绝缘体(8)、气体旋流环(11)、阴极体(6)、原位反应拉伐尔阳极喷嘴(12)、紧固套(3)、前固定帽(16)和后压帽(14)、绝缘垫片(5)。其连接方式原位反应拉伐尔阳极喷嘴(12)通过前压帽(16)与枪体(1)连接，气体旋流环(11)和绝缘体(8)通过紧固套(3)固定在枪体(1)内部，紧固套(3)与枪体(1)通过紧配合相连接。阴极体(6)通过绝缘体(8)、紧固帽(3)以及后压帽(14)、绝缘垫片(5)固定在枪体(1)内部。原位反应拉伐尔阳极喷嘴(12)属一体化结构，其上设有送粉孔(18)、反应气体入口(15)、辅助冷却水入口(18)与辅助冷却水通道(22)。本发明使原位合成与超音速等离子喷涂一步完成，实现了陶瓷涂层喷涂的高性能、高效率、低成本以及喷涂枪的长寿命。
文档编号B05B17/00GK101289744SQ200810047729
公开日2008年10月22日 申请日期2008年5月16日 优先权日2008年5月16日
发明者吴志文, 张国安, 政 李, 翟长生 申请人:中国人民解放军空军雷达学院