[实用新型]一种用于喷涂工艺的等离子发生器

说明书

本实用新型涉及等离子喷涂工艺，尤其涉及一种用于该工艺的等离子发生器。等离子喷涂工艺是用等离子射流将要喷涂的粉末加热、加速，然后喷射到工件上的一种工艺。现有的等离子喷涂工艺所用等离子发生器的阴极是一个头部带有圆锥体的电极杆，阳极则带有一个喇叭形的内腔，阴极的圆锥体伸到阳极的内腔中，工作气体从阴极的侧面进入内腔中，接通电流后，工作气体被电离，所形成的等离子射流只存在一个很短的层流，然后就变成湍流，产生很多旋涡，使热量严重损失，喷涂时还伴有高强度的噪音。这样的等离子发生器用于喷涂工艺后，产生的噪音很大，工作环境很差，还严重地影响到涂层的质量。

本实用新型的目的，就是通过改进等离子发生器的内部结构，使该等离子发生器能获得稳定的层流等离子射流，从而降低等离子喷涂的噪音和能量损耗，改善工作环境，提高涂层质量。

为实现上述发明目的，本实用新型采用的技术方案是：等离子发生器由兼作出水口的阴极、兼作喷嘴的阳极、与阴极和阳极相连的电路、前枪体、后枪体、进水管、进气管组成，阴极的前部为圆锥体，后部则为兼作出水口的内空金属杆，阳极带有内腔，阳极外部与前枪体之间形成一个空腔，该空腔的一端与进水口相连，另一端连通到阴极杆的出水通道，后枪体由绝缘材料制成，阴极的圆锥与杆相结合部定位于后枪体内，圆锥头部分则置于阳极内腔中，其特征在于：阳极的内腔沿气流方向由整流段、过渡段、压缩段、扩张段四部分组成，其中除了整流段内腔为圆台体之外，其他内腔均为圆柱体，过渡段的直径与整流段圆台顶圆直径相同，压缩段直径与过渡段直径之比为1∶1．5～1∶2．5，压缩段直径与扩张段直径之比为1∶1．5～1∶3．5，扩张段作为喷嘴。

为了便于层流的形成，在阴极的圆锥头与杆相结合部放置一个导流环，导流环上均匀地开有15～40个小孔，工作气体通过进气管从导流环的小孔进入整流段。

采用本实用新型的技术方案后，能形成稳定的层流等离子射流，从而降低等离子喷涂的噪音和能量损耗，改善工作环境，提高涂层质量。以WC／Co涂层的喷涂为例，用本实用新型的方案与普通的湍流两种工艺喷涂所得的性能数据如表1。

表1本实用新型的方案与普通的湍流工艺喷涂WC涂层的性能对比

    工艺气孔率％WC含量％显微硬度HV300平均结合强度    MPa功率    kW噪音dB本专利技术    4．3    45 1113．5    64．5 14～16   75    原湍流    4．75    43．2 890    46．5～20 120