[发明专利]一种制备准晶涂层的温喷涂装置及方法

权利要求书

1.一种制备准晶涂层的温喷涂装置，其特征在于，该装置包括：燃料入口、火花塞、氧气入口、准晶粉末进口、喷管、超音速喷嘴、混合室、中间混合室、冷却气体进口，具体结构如下：

混合室的一侧设置燃料入口、火花塞、氧气入口，混合室的另一侧与中间混合室相通，中间混合室上设有冷却气体进口，中间混合室通过超音速喷嘴与喷管连通，超音速喷嘴的出口和喷管的进口处与准晶粉末进口相通。

2.按照权利要求1所述的制备准晶涂层的温喷涂装置，其特征在于，喷管的出口对应设置工件，经火焰携带、自超音速喷嘴喷出的准晶粉末，以喷涂粒子在工件的表面形成准晶涂层。

3.按照权利要求1所述的制备准晶涂层的温喷涂装置，其特征在于，在喷管、超音速喷嘴、中间混合室、混合室形成的管路上设置冷却水循环结构，混合室的管壁与冷却水进口相通，喷管的管壁与冷却水出口相通。

4.按照权利要求1所述的制备准晶涂层的温喷涂装置，其特征在于，冷却气体进口连有气体流量控制器，中间混合室中设置温度传感器，温度传感器与温度控装置相连。

5.按照权利要求1所述的制备准晶涂层的温喷涂装置，其特征在于，冷却气体为氮气。

6.一种利用权利要求1所述装置制备准晶涂层的温喷涂的方法，其特征在于，中间混合室中引入冷却气体，随引入气体的流量调整，降低并控制火焰的温度，降低活泼金属的氧化性，使喷涂粉末颗粒保持在熔点以下，使粉末和气体形成气-固双相流，气-固双相流中的固体颗粒喷射到工件表面，发生严重的塑性变形沉积于工件表面，后继的高动能颗粒重复这一过程，从而通过温喷涂形成准晶涂层。

7.按照权利要求6所述的制备准晶涂层的温喷涂的方法，其特征在于，温喷涂制备准晶涂层的工艺参数范围如下：

喷涂距离为50～300mm，氧气压强为0.25～0.75MPa，氧气流量200～600L/min，氮气压强为0.15～0.55MPa，氮气流量50～300L/min，燃气C₃H₈压强为0.25～0.65MPa，燃气流量20～100mL/min，喷涂温度为500～1650℃，颗粒速度在900～1600m/s，准晶粉末的粒度为10～200μm，送粉速率1～50g/min，涂层厚度为10～5000微米，涂层与基体的抗拉强度30～80MPa，剪切强度20～50MPa。

8.按照权利要求6所述的制备准晶涂层的温喷涂的方法，其特征在于，准晶粉末的粒度优选为30～80微米，送粉速率优选为10～30g/min，涂层厚度优选为100～5000微米。

9.按照权利要求6所述的制备准晶涂层的温喷涂的方法，其特征在于，准晶粉末为稳定的准晶粉末：Al-Cu-Fe、Al-Cu-Cr、Al-Cu-Fe-Cr、Al-Mn、Al-Mn-Si、Al-Mn-Fe、Al-Mn-Sn-Fe、Al-Fe、Al-Cr、Al-Co、Al-V、Al-W或Al-Mo。

10.按照权利要求6所述的制备准晶涂层的温喷涂的方法，其特征在于，工件基体材料为各种金属材料。