专利名称：一种金属离子闪速熔融涂镀装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及金属表面涂镀技术领域，特别涉及一种金属离子闪速熔融涂镀装置。
背景技术：
作为铁塔、桥梁、高架设施、储罐等钢结构体的防腐蚀措施，以往一般采用涂装的方法。但是，这样的涂装方法的涂装成本很高，耐用年限也有限，而且还需要定期的重涂或加涂，因而修补成本很高。为此，作为替代涂装工艺的防蚀措施，已经提出在钢材表面上形成喷镀膜的方法。喷镀膜具有耐蚀性、耐热性、耐磨损性等优异性能，喷镀并仅不限于用在钢结构部件的钢材上，还可以利用于各种材料和制品的表面改性技术的广泛领域中。喷镀是将加热到熔融或者半熔融状态的喷镀材料喷涂到被喷镀体上形成喷镀膜的方法，目前主要的喷镀方式为气体火焰喷镀。气体火焰喷镀是利用可燃性气体和氧气的燃烧焰加热线状、棒状或者粉末状的喷镀材料，在熔融状态或者接近熔融状态下将其喷吹到被喷镀体上形成表面膜的喷镀方式。这种气体火焰喷镀法操作简单，设备费用和运行费用低廉，最为普及。但是目前的表面涂镀所使用的设备需要在非常温下进行，一般金属材料火焰喷涂的能源利用率只有13%，而且该设备需要使用氧、乙炔气或其他燃气，能源费用高，且时间、人力、原料、辅料、电费、水费的损耗比较高。
实用新型内容
·[0006]为此，本实用新型提出一种金属离子闪速熔融涂镀装置，该装置利用等离子流加热、加速喷镀材料，在熔融状态或者接近熔融状态下喷吹到被喷镀体上形成表面覆膜的喷镀。该装置可以使用从高熔点陶瓷到金属、塑料作为喷镀材料，可以在大气气氛、惰性气氛或者减压气氛下进行喷镀。等离子喷镀的喷镀材料主要是粉末状，也可使用线状或者棒状喷镀材料的等离子弧炬。本实用新型另外的优点、目的和特性，一部分将在下面的说明书中得到阐明，而另一部分对于本领域的普通技术人员通过对下面的说明的考察将是明显的或从本实用新型的实施中学到。通过在文字的说明书和权利要求书及附图中特别地指出的结构可实现和获得本实用新型目的和优点。本实用新型提供了一种金属离子闪速熔融涂镀装置，其特征在于，所述金属离子闪速熔融涂镀装置包括:电极、喷嘴和直流电源装置；其中，所述喷嘴包括后壁部、周壁和前细筒部，所述电极从喷嘴的后壁部向前侧突出，所述周壁与所述后壁部连接，所述前细筒部设置在所述周壁的前端；在所述周壁上设置多个流入口，以使等离子气体通过所述流入口流入所述喷嘴内；在所述前细筒部上设置向所述喷嘴的中心线的前端喷出气体的外周喷嘴，在所述外周喷嘴的外侧设置送出作为喷镀材料的金属丝的供给装置；所述电极与所述直流电源装置的负极相连，所述金属丝与所述直流电源装置的正极相连。优选的，所述周壁呈圆筒状。优选的，所述前细筒部呈圆锥状。优选的，所述等离子气体为氮气、氩气或者氦气中的一种。优选的，所述供给装置包括弓I导部件和压出轮。本实用新型减少了能源的消耗，涂镀成本低，并且在需使用贵重金属及贵重底层材料的情况下，可以达到很高的结合强度，涂镀效果好，具有较高的实际应用价值。
图1为根据本实用新型实施例的、金属离子闪速熔融涂镀装置的结构示意图。
具体实施方式
下面参照附图对本实用新型进行更全面的描述，其中说明本实用新型的示例性实施例。图1为喷射状态下的金属离子闪速熔融涂镀装置的结构示意图。如图1所示，所述金属离子闪速熔融涂镀装置6主要包括:电极8、喷嘴9和直流电源装置18 ;其中，所述喷嘴9包括后壁部10、周壁11和前细筒部12，所述电极8从喷嘴9的后壁部10向前侧突出，所述 周壁11与所述后壁部10连接，所述前细筒部12设置在所述周壁11的前端，在所述周壁11上设置多个流入口 13，以使等离子气体通过所述流入口 13流入所述喷嘴9内；在所述前细筒部12上设置向所述喷嘴9的中心线的前端喷出气体的外周喷嘴19，在所述外周喷嘴19的外侧设置送出喷镀材料的供给装置15。由喷嘴9喷出的熔融粒子21喷吹向钢材4的表面，形成喷镀膜5。下面对金属离子闪速熔融涂镀装置6的各个部分进行详细说明。金属离子闪速熔融涂镀装置6的等离子炬(省略其主体部分的内部结构)7的电极8从喷嘴9的具有绝缘性的后壁部10向前侧突出。喷嘴9具有与后壁部10连接的圆筒状的周壁11以及设置在周壁11的前端、向前侧方向断面外形急剧缩小的圆锥状的前细筒部12。在周壁11上的多个部位，形成使等离子气体沿着周向流入喷嘴9内的流入口 13。等离子气体可以使用氮气、氩气、氦气等惰性气体的单体或者混合物。在喷嘴9的前细筒部12的外周部上，沿着外周面设置向喷嘴9的中心线的前端喷出气体的外周喷嘴19。作为气体，可以使用空气、氮气、氩气、氦气等。在外周喷嘴19的外侦牝设置供给装置15，向喷嘴9的中心线的前侧但比气体的喷出部靠里的位置送出作为喷镀材料的Al-Mg合金的金属丝14。供给装置15具有引导部件16和压出轮17。电极8与直流电源装置18的负极相连，金属丝14与直流电源装置18的正极相连。直流电源装置18可以供给30 200V左右的直流电压和50 500A左右的直流电流。另夕卜，直流电源装置18可以短时间施加大约3000V的高电压。在喷镀时，首先设置金属离子闪速熔融涂镀装置6，使得金属离子闪速熔融涂镀装置6的喷嘴9的中心线与被喷镀体即钢材4的表面相垂直。[0026]从金属离子闪速熔融涂镀装置6的流入口 13流入等离子气体时，等离子气体沿着周壁11产生旋转气流。在此状态下，由直流电源装置18施加3000V的电压，在电极8和金属丝14之间产生火化放电。等离子气体发生旋转，中心部分的压力降低，通过火花放电，其中心部分的等离子气体优先放电。如果产生火花放电，电极8和金属丝14之间的等离子气体离子化，形成电离状态，直流电流开始流动。通过在等离子气体中流动直流电流，进一步促进气体的等离子化，形成等离子电弧流。等离子电弧流沿着由于旋转气流而减压的等离子气体的中心部分流动，等离子气体被该等离子电弧流加热，从喷嘴9的出口 20形成等离子焰强烈吹出。金属丝14的前端部被等离子体电弧流急剧加热而熔融。熔融的金属丝14变成熔融粒子21，被等离子焰喷吹向钢材4。由于等离子气体使用惰性气体，与熔融粒子21接触的氧的量减少，防止形成的喷镀膜5发生氧化。另外，前端部熔融而被消耗的金属丝14通过压出轮17向前端移动，使得其前端与喷嘴9的中心线一致。外围喷嘴19使压缩气体从后方流入、从前方喷出形成圆锥状。气体从外周侧向熔融粒子21喷吹，使熔融粒子21变得细小，成为最适合形成喷镀膜5的尺寸。细微化的熔融粒子21冲击钢材4的表面后变得扁平状，这样的熔融粒子21形成多层叠层而结合，冷却后形成喷镀膜5。以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制 。
权利要求1.一种金属离子闪速熔融涂镀装置，其特征在于，所述金属离子闪速熔融涂镀装置包括:电极、喷嘴和直流电源装置；其中， 所述喷嘴包括后壁部、周壁和前细筒部，所述电极从喷嘴的后壁部向前侧突出，所述周壁与所述后壁部连接，所述前细筒部设置在所述周壁的前端； 在所述周壁上设置多个流入口，以使等离子气体通过所述流入口流入所述喷嘴内；在所述前细筒部上设置向所述喷嘴的中心线的前端喷出气体的外周喷嘴，在所述外周喷嘴的外侧设置送出作为喷镀材料的金属丝的供给装置； 所述电极与所述直流电源装置的负极相连，所述金属丝与所述直流电源装置的正极相连。
2.根据权利要求1所述的金属离子闪速熔融涂镀装置，其特征在于，所述周壁呈圆筒状。
3.根据权利要求1所述的金属离子闪速熔融涂镀装置，其特征在于，所述前细筒部呈圆锥状。
4.根据权利要求1所述的金属离子闪速熔融涂镀装置，其特征在于，所述等离子气体为氮气、氩气或者氦气中的一种。
5.根据权利要求1所述的金属离子闪速熔融涂镀装置，其特征在于，所述供给装置包括引导部件和压出轮。
专利摘要本实用新型公开了一种金属离子闪速熔融涂镀装置，所述装置包括电极、喷嘴和直流电源装置；其中，所述喷嘴包括后壁部、周壁和前细筒部，在所述周壁上设置多个流入口，以使等离子气体通过所述流入口流入所述喷嘴内；在所述前细筒部上设置向所述喷嘴的中心线的前端喷出气体的外周喷嘴，在所述外周喷嘴的外侧设置送出作为喷镀材料的金属丝的供给装置；所述电极与所述直流电源装置的负极相连，所述金属丝与所述直流电源装置的正极相连。本实用新型减少了能源的消耗，涂镀成本低，并且在需使用贵重金属及贵重底层材料的情况下，可以达到很高的结合强度，涂镀效果好，具有较高的实际应用价值。
文档编号C23C4/12GK203096154SQ20132006204
公开日2013年7月31日 申请日期2013年1月31日 优先权日2013年1月31日
发明者周宏宇, 李翀, 曾永远 申请人:杭州五源科技实业有限公司