专利名称：空心电极氮离子熔覆方法的设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机械领域，特别是,巾大型机械设备现场修复与表面耐磨耐蚀抗冲击厚涂层强化的空心电极氮离子熔覆方法的设备。
二背景技术：
目前工业上应用的大型机械设备修复与表面耐磨耐蚀抗冲击厚涂层强化设备有耐磨焊条堆焊、激光熔覆、热喷涂、药芯焊丝硬面堆焊、等离子束表面冶金等，其中耐磨焊条堆焊设备由于合金元素浪费大、焊接烟雾有害、效率低、
堆焊层质量差等弊病仅适用于技术要求较低的机械零部件的局部修复与强化；激光熔覆设备可获得高质量的耐磨耐蚀抗冲击厚涂层，但不适用于大型机械的现场修复与强化；热喷涂设备广泛应用于喷涂锌铝合金长效防腐涂层和小型精密零部件的局部修复与耐磨强化，用于大型机械修复和厚涂层耐磨强化时，由于喷涂层与基体材料的结合力差，不能承受冲击载荷，现场喷砂前期处理难度
大，合金粉末散失率高，在该领域几乎未被采用；药芯焊丝表面堆焊设备已被大量用于生产耐磨复合板，生产过程稳定连续，质量可控性好，堆焊层与钢板冶金结合，能承受冲击载荷，但是需要预先制备药芯焊丝，成本高，成分调整困难，焊管稀释率大，堆焊操作的要求也较高；等离子束表面冶金设备是在专用设备上按照程序轨迹运行工作的，能够形成与基材冶金结合的优质厚合金层，但只能用于形状简单的平面或圆柱面零件，体积和重量大，操作灵活性差，对大型机械的现场修复强化实施难度大，而且等离子炬工作气体只能使用价格较高的氩气，若用廉价的氮气代用，将造成频繁起弧的可靠性变差，程控工作时的连续性不能保证，钨阴极和铜喷嘴烧蚀严重。若加大起弧电压又会增大操作者的危险性和电气器件击穿的故障率。
综上所述，目前还没有一种集操作安全方便灵活、可获得与基体呈冶金结合的耐磨耐蚀抗冲击厚涂层、综合生产成本低、实施过程无有害烟雾排放的大型机械现场修复与表面强化方法的设备。因此，技术上的创新势在必行。
三
实用新型内容
针对上述情况，为克服现有技术缺陷，本实用新型之目的就是提供一种空心电极氮离子熔覆方法的设备，可有效解决方便灵活、质量好、成本低、无污染的大型机械现场修复与表面耐磨耐蚀抗冲击厚涂层强化的问题，其解决的技术方案是，包括有氮气瓶、送粉器和弧焊机，氮气瓶同送粉器相接，送粉器同送粉电极座相接，送粉电极座上分别接有空气压縮机和电弧焊机，弧焊机同金属零件相连接，空心电极移动式置于金属零件表面，使金属零件表面形成高硬度抗冲击熔覆合金层，本实用新型结构简单，新颖独特，操作使用力便，熔覆效果好，易操作，成本低，安全，产品质量好，生产效率高，无污染，经济和社会效益巨大。
四、
附图本实用新型的设备结构连接图。
五具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作详细说明。
由附图所示，本实用新型包括有氮气瓶、空气压縮机5、送粉器和弧焊机，氮气瓶6同送粉器7相接，送粉器7同送粉电极座4相接，送粉电极座4上分别接有空气压縮机5和弧焊机8，弧焊机8同金属零件1相连接，空心电极3移动式置于金属零件1表面，使金属零件1表面形成高硬度抗冲击熔覆合金层2。
为了保证使用效果，所说的弧焊机8为直流电弧焊机；所说的送粉电极座是由碳棒或石墨材料制成的方形体或圆形体、或椭圆形体、或菱形的风冷导电送粉电极座；所说的空心电极3为由碳棒或石墨材料制成的圆形或方形空心体。
本实用新型的工作情况是，首先将金属零件1的被处理表面粘附的污物清除，把风冷导电送粉电极座4分别接好送粉器7、空气压縮机5，送粉器7与氮气瓶6相连通，把空心电极3装入风冷导电送粉电极座4的孔中并压紧，将风冷导电送粉电极座4与金属零件1分别接上直流电弧焊机8，开启送粉器7、空气压縮机5和直流电弧焊机8，手持或用机械手夹持风冷导电送粉电极座4，使空心电极3的下端与所需修复或强化的金属零件1的表面短路引弧，电弧的高温迅速熔化零件表层金属与合金粉末形成合金熔体，随着空心电极3的向前移动，合金熔体依次凝固，形成与金属零件1呈冶金结合的高硬度抗冲击熔覆合金层2。本实用新型的积极效果是，1、电源采用通用的直流电弧焊机，无须专门的复杂设备，投资小，无高频高压，手持操作安全灵活，适用于大型机械现场修复与强化处理。
2、 空心电极采用了价格低廉的石墨棒或碳棒制作，耐高温且更换方便，高温条件也下不与氮气发生反应，使用价格低廉的氮气作为离子气和送粉气，进一步降低了熔覆成本。石墨或碳棒制成的空心电极，在氮离子弧中与工件表面的金属氧化物起还原反应而有自动除锈的功能，减少了熔覆层中的氧化夹渣和气孔。合金粉末从空心电极中心通过，不存在粉末反弹飞散和加热不足，粉末利用率和加热效率高，而且可保护熔覆层不被氧化，对熔覆层还有增碳作用，进一步提高了熔覆层的硬度和耐磨性。空心电极的重量很轻，手持枪体也很轻巧。
3、 可对金属构件的各种部位进行熔覆强化，不受空间和场地限制。
4、 用压縮空气代替冷却水冷却导电送粉电极座，避免了现场操作时粉尘对冷却用水的污染和冷却循环水处理的问题，也避免了冬季户外操作设备冻裂现象。
5、 可根据使用要求随时调整合金粉末成分，即方便也无额外损耗。
6、 空心电极氮离子弧加热均匀，对提高熔覆层结合力和致密性有利，还可
减少残余应力和裂纹。
权利要求1、一种空心电极氮离子熔覆方法的设备，包括有氮气瓶、空气压缩机、送粉器和弧焊机，其特征在于，氮气瓶(6)同送粉器(7)相接，送粉器(7)同送粉电极座(4)相接，送粉电极座(4)上分别接有空气压缩机(5)和弧焊机(8)，弧焊机(8)同金属零件(1)相连接。
2、 根据权利要求l所述的空心电极氮离子熔覆方法的设备，其特征在于， 所说的弧焊机(8)为直流电弧焊机。
3、 根据权利要求l所述的空心电极氮离子熔覆方法的设备，其特征在于， 所说的送粉电极座是由石墨材料制成的方形体或圆形体、或椭圆形体、或菱形 的风冷导电送粉电极座。
4、 根据权利要求l所述的空心电极氮离子熔覆方法的设备，其特征在于， 所说的空心电极(3)是由石墨材料制成的圆形或方形空心体。
专利摘要本实用新型涉及空心电极氮离子熔覆方法的设备，可有效解决方便灵活、质量好、成本低、无污染的大型机械现场修复与表面耐磨耐蚀抗冲击厚涂层强化的问题，其解决的技术方案是，包括有氮气瓶、空气压缩机、送粉器和弧焊机，氮气瓶同送粉器相接，送粉器同送粉电极座相接，送粉电极座上分别接有空气压缩机和弧焊机，弧焊机同金属零件相连接，空心电极移动式置于金属零件表面，使金属零件表面形成高硬度抗冲击熔覆合金层，本实用新型结构简单，新颖独特，操作使用方便，熔覆效果好，易操作，成本低，安全，产品质量好，生产效率高，无污染，经济和社会效益巨大。
文档编号C23C24/10GK201411487SQ20092008934
公开日2010年2月24日 申请日期2009年4月1日 优先权日2009年4月1日
发明者刘鸣放, 炳 杨, 王春林 申请人:河南省煤科院耐磨技术有限公司;河南省煤炭科学研究院有限公司