[发明专利]一种等离子连续改性熔覆装置及操作方法

说明书

本发明公开了一种等离子连续改性熔覆装置，包括后热等离子枪体，后热等离子枪体连接在紧固器上，紧固器上还连接有等离子熔覆设备，等离子熔覆设备中安装有等离子熔覆枪体；紧固器上还连接有预热等离子枪体，预热等离子枪体与后热等离子枪体关于等离子熔覆枪体对称。其操作方法为首先启动预热等离子枪体，对工件进行预热，随后启动等离子熔覆枪体对预热后的工件进行表面熔覆，再启动后热等离子枪体对涂层进行加热，减缓冷却速度，最后涂层完成成型和冷却，等离子熔覆完成。本发明实现了涂层成型过程和热处理过程的同步，提高了涂层所需的成型质量和使用性能。

技术领域

本发明涉及一种等离子熔覆装置及操作方法，尤其涉及一种等离子连续改性熔覆装置及操作方法。

背景技术

腐蚀和磨损是造成工程机械零件产生失效的重要原因，给机械制造、矿山及冶金等行业带来巨大的经济损失。随着科学技术的进步，在对零部件传统性能要求的基础上，提出了更高的性能要求，如在高温、高压、高速等恶劣环境下长期稳定工作。等离子表面改性技术，包括熔覆、喷涂及淬火等技术，以其设备投入低、易维护及高效低耗等优点而被广泛采用。等离子熔覆是以联合型或转移型等离子弧为热源，以焊丝或者合金粉末作为填充金属，在工件表面形成一层具有特殊物理、化学或力学性能的材料，使零件表面获得特殊的性能，如耐磨、耐蚀性、耐疲劳及耐高温等性能等。

由于等离子熔覆层的熔化和凝固较快，涂层组织远离平衡态，容易产生较大的拉应力，加之涂层多含硬质相韧性差而产生裂纹，制约了等离子熔覆技术的应用推广。因此，国内外学者针对降低等离子熔覆层开裂问题做了大量尝试。结果表明，在热应力影响下裂纹易在基体与熔覆层结合处形成。熔覆过程中，涂层组织中形成夹杂和气孔，在热应力的作用下加速了裂纹的产生，且容易扩展至整个涂层。目前，控制裂纹的主要措施有，合理搭配粉末体系、优化工艺参数、基体预热和后热、加入不锈钢网以及震动方式细化晶粒等。其中，在熔覆基础上附加等离子热处理，即对基体预热和后热处理具有明显的降低裂纹作用。

然而，目前预热和后热处理与熔覆过程缺乏连续性，即预热和后热与等离子熔覆有时间间隔，从而降低了热处理效果，急需一项多束等离子连续复合改性技术。

发明内容

为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种等离子连续改性熔覆装置及操作方法。

为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种等离子连续改性熔覆装置，包括后热等离子枪体，后热等离子枪体连接在紧固器上，紧固器上还连接有等离子熔覆设备，等离子熔覆设备中安装有等离子熔覆枪体；紧固器上还连接有预热等离子枪体，预热等离子枪体与后热等离子枪体关于等离子熔覆枪体对称。

进一步地，后热等离子枪体包括下枪体和上枪体，下枪体和上枪体之间通过绝缘板直接连接并绝缘，下枪体的前端为一号喷嘴；后热等离子枪体的内部设置有一号钨极，一号钨极通过定位座固定在后热等离子枪体中；后热等离子枪体的侧面连通有冷却管和进气管，冷却管和进气管的上部均固定在轴体中；后热等离子枪体的后端包裹有后盖。

进一步地，等离子熔覆枪体的顶端为防护罩，防护罩的下端固定有连接板，连接板上连接有二号钨极，连接板的下端固定有固定板，固定板和主枪体分别用螺钉固定在绝缘块的上端和下端，主枪体的内部开设冷却水道，冷却水道的下部螺纹连接有喷头，喷头与冷却水道之间通过密封圈进行密封；主枪体的内壁上螺纹安装有送粉罩，送粉罩与冷却水道之间预留有一条送粉通道；主枪体的底部为二号喷嘴。

进一步地，冷却管包括入水段和冷却段，入水段穿过后热等离子枪体的侧壁并连通外部，冷却段埋在后热等离子枪体中并包裹在一号钨极的四周。

进一步地，冷却管包括一号冷却管和二号冷却管，一号冷却管的冷却段位于上枪体中，二号冷却管的冷却段位于下枪体中。

进一步地，冷却水道包裹在二号钨极的四周。

进一步地，预热等离子枪体的内部结构与后热等离子枪体的内部结构相同。