[发明专利]用于热涂覆表面的装置

说明书

本发明涉及一种用于热涂覆表面的装置，其具有至少一个壳体(6)、阴极(9)，设计为可消耗金属丝的阳极和至少一个绝缘元件(13)，其中壳体(6)具有不可拆卸的抗粘附层。

技术领域

本发明涉及一种用于热涂覆表面的装置。

背景技术

专利文献DE 10 2009 023 603 A1涉及一种在组件中的至少一个孔的要涂覆的内表面的热涂覆期间用于抽出多余微粒的抽取装置。抽取装置具有至少一个抽取管，其可以设置在孔下方。这里，有对特定间隙的关注。也公开了抽取管的内表面抛光以便光滑和/或涂覆有抗粘附涂层。

专利文献DE 10 2006 230483 A1涉及一种用于冷气喷涂的装置，在该装置中气体和喷涂微粒加速。冷气喷嘴在其内壁上至少部分地涂覆以实现比先前使用的气体和喷涂微粒更热的气体和喷涂微粒。涂层旨在防止热喷涂微粒在喷嘴的内壁上结块。

从专利文献JP 61-245978 A可知一种用于保护电弧焊工艺的陶瓷护套吹管喷嘴。在这种情况下，通过等离子火焰喷涂施加陶瓷护套。然后磨削陶瓷护套以便避免焊接飞溅物的粘附。

专利文献WO 2008/125356 A1涉及一种膨胀喷嘴，其具有收敛区域和发散区域以及位于它们之间的收缩区域。膨胀喷嘴的内轮廓可以经受表面处理，例如，抛光和/或涂覆。

专利文献US 3,055,591公开了一种喷枪。喷嘴的前端以反射器形式体现并且配备有用于辐射热的抛光的反射表面。目的是确保在熔化的金属丝的顶端产生的热量冲击反射表面并且相应地反射回到熔融微粒和金属丝的顶端。

例如，在专利文献US 6,372,298 B1、US 6,706,993 B1和WO2010/112567 A1中描述用于热涂覆表面的装置。那里提到的装置具有以下共同之处：用于进给可消耗金属丝的金属丝进料装置，其中金属丝用作电极；用于产生等离子气体流的等离子气体源；具有喷嘴口的喷嘴主体，等离子气体流通过喷嘴口在一个金属丝端引导为等离子气体射流；以及第二电极，其在等离子气体流进入喷嘴口之前设置在等离子气体流中。专利文献US 6,610,959 B2和WO2012/95371 A1也涉及这种类型的装置。

电弧通过喷嘴口在两个电极之间形成。从喷嘴口出现的等离子射流冲击金属丝端并且在那里通过电弧引起金属丝熔化，并且在要涂覆的表面的方向上运走熔化的金属丝材料。次级空气喷嘴围绕喷嘴口以环形形状设置，其产生次级气体射流，次级气体射流冲击已经从金属丝端熔化掉的材料，因此引起熔化的金属丝材料在要涂覆的表面的方向上的转移的加速和次级优化。

现今的内燃发动机或其发动机缸体——尤其具有在其汽缸孔上的铁或金属层——可以由金属或例如铝、铝块这样的轻金属铸造。金属层可以通过热工艺喷涂。除双金属丝电弧喷涂方法(TWA)，HVOF(高速氧燃料)喷涂方法和等离子粉末喷涂方法以外，已知的热喷涂方法包括等离子金属丝喷涂方法或PTWA(等离子转移金属丝电弧)方法。通过等离子金属丝喷涂方法即通过PTWA涂覆汽缸孔是有利的，因为以这种方式产生涂层是可能的，与由灰铸铁制成的铸造衬板提供的传统衬里相比，涂层在降低磨损因子和具有降低油耗的发动机的较长使用寿命方面具有积极效果。

然而，用于热涂覆的已知装置和利用该装置实施的方法具有一些缺点。例如，已知装置送入要涂覆的汽缸孔中，并且在操作中，旋转自身同时进行线性上下运动。这里明显的是，在装置的旋转期间，流入汽缸孔的工艺气体以与叶片相似的方式由装置上的平坦表面——尤其壳体上的平坦表面——携带，引起附加湍流。

对于较高的金属丝进给速率，需要相应较高的电流，并且这些同时引起装置上较高的热应力。来自等离子体和来自液体喷涂微粒的热量输入，引起孔的表面的剧烈加热，并且出现非常高的表面温度。流出孔的加热的工艺气体导致装置的附加加热。除高工作温度以外，喷涂粉末和过度喷涂微粒也代表了可靠的长期操作的问题。