[发明专利]用于膛壁的金属涂覆的方法和设备

权利要求书

1.借助大气等离子体喷涂对工件中的膛的膛壁，特别是发动机缸体中的缸膛的工作表面进行金属涂覆的方法，其中

- 将具有阳极和阴极的涂覆喷管轴向移动到膛中并同时围绕其纵轴旋转，

- 在阳极和阴极之间产生电弧，向其中引入等离子体气体混合物并电离，其中产生等离子体流，

- 将涂料粉末供给到等离子体流中，

- 将包含粒子的等离子体流喷涂到膛壁上并在膛壁上形成涂层，和

- 涂料粉末的粒子在等离子体流中熔融并产生带有微孔的涂层，

其特征在于

将涂覆喷管以轴向进给速度移动到膛中并以420转/min至520转/min的旋转速度旋转，和在30 l/min至70 l/min的等离子体气体混合物的体积流量下，以90 g/min至130 g/min的供给速率喷射涂料粉末，和

设定3.8 mm/转至4.5 mm/转的轴向进给速度。

2.根据权利要求1的方法，

其特征在于

设定4.1 mm/转至4.2 mm/转的轴向进给速度。

3.根据权利要求1或2的方法，

其特征在于

在阳极和阴极之间设定300 A至400 A，特别是360 A的放电电流。

4.根据权利要求1至3任一项的方法，

其特征在于

用直径为1 mm至2 mm，优选1.5 mm的喷射喷嘴喷涂包含粒子的等离子体流。

5.根据权利要求1至4的方法，

其特征在于

所述喷射喷嘴相对于纵轴向上倾斜5°至20°，特别是8°至12°。

6.根据权利要求1至5任一项的方法，

其特征在于

由多个涂覆层，特别是3至6个涂覆层构建所述涂层，其中涂覆层分别由涂覆喷管的一次轴向通过形成。

7.根据权利要求1至6任一项的方法，

其特征在于

形成150 µm至300 µm，特别是250 µm的层厚度。

8.根据权利要求1至7任一项的方法，

其特征在于

通过使用氩气、氢气、氮气和/或氦气形成所述等离子体气体混合物。

9.根据权利要求1至8任一项的方法，

其特征在于

设定450转/min至465转/min，特别是459转/min的旋转速度。

10.根据权利要求1至9任一项的方法，

其特征在于

设定40 l/min至50 l/min，优选44 l/min的等离子体气体混合物的体积流量。

11.根据权利要求1至10任一项的方法，

其特征在于

将涂料粉末的输送速率设定为110 g/min。

12.根据权利要求1至11任一项的方法，

其特征在于

使用包含铁粒子和/或其它金属的涂料粉末，其中粒子的平均尺寸在100 nm至100 µm之间。

13.用于借助大气等离子体喷涂，特别是通过根据权利要求1至12任一项的方法对工件中的膛的膛壁进行金属涂覆的设备，其含有

- 具有阳极和阴极的涂覆喷管，其中可将所述涂覆喷管轴向移动到膛中并同时可围绕其纵轴旋转，

- 电流源，经由其可在阳极和阴极之间产生电弧，可借助引入装置向其中引入等离子体气体混合物，所述等离子体气体混合物在电弧中电离以产生等离子体流，

- 用于将涂料粉末供给到等离子体流中的供给装置，和

- 朝向膛壁的喷射喷嘴，其中通过等离子体流在膛壁上形成涂层，

其特征在于

设置并设计控制装置，以使涂覆喷管可以3.8 mm/转至4.5 mm/转的均匀轴向进给速度移动到膛中并可以420转/min至520转/min的旋转速度旋转，并设定30 l/min至70 l/min的等离子体气体混合物的体积流量和90 g/min至130 g/min的涂料粉末供给到等离子体流中的供给速率。