一种等离子喷涂内孔的方法
【专利摘要】一种等离子喷涂内孔的方法，包括如下步骤：首先调整等离子外圆喷枪与工件的内孔之间的喷涂位置；然后采用由喷枪下部径向向上送粉的方式进行送粉；最后根据不同的喷涂粉末来调整送粉气体的流量大小，使粉末既能在火焰中充分加热熔化又能向上偏移合适的角度。本发明由于采用了由喷枪下部径向向上送粉的方式进行送粉，并根据不同的喷涂粉末来调整送粉气体的流量大小的喷涂方法，使粉末既能在火焰中充分加热熔化又能向上偏移合适的角度，从而不会在内孔的上边缘形成喷涂死角，达到改善内孔上边缘涂层的涂层性能的目的，使此处涂层不会形成空洞和虚喷的问题，且本发明的操作简单、实用性强，适用于常压等离子或低压（真空）等离子喷涂。
【专利说明】一种等离子喷涂内孔的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及等离子喷涂【技术领域】，具体是涉及一种等离子喷涂内孔的方法。
【背景技术】
[0002] 由于等离子喷涂的热源温度可达上万度的高温，因此可喷涂的材料范围非常广 泛，包括金属、非金属、陶瓷等都可以作为等离子喷涂的材料，基材的使用范围也广。等离子 体喷涂的涂层质量好。等离子喷涂绝大部分是用于航天航空领域，并在热喷涂领域占有较 大的市场份额，制备具备绝缘、耐磨和磨耗密封等涂层。
[0003] 但在这些领域很多时候需要喷涂零件的内孔，对于一些长径比较大的零件一般采 用专用内孔喷枪进行喷涂，但由于内孔喷枪受功率和尺寸所限制，对一些难熔或高熔点材 料，送粉量一般较低，影响效率。而且实际应用中有很多情况只是喷涂靠近边缘的内孔，并 且需要同时喷涂内孔和外圆，如果采用内孔喷枪无法满足生产需要。
[0004] 喷涂内孔，常规等离子(外圆）喷枪尺寸较大，无法实现等离子枪与工件喷涂面相 垂直进行喷涂，只能把角度调整到喷枪与工件不发生碰撞的70?80°极限角度进行喷涂， 如图1所示。这样，在内孔的上边缘形成一个喷涂死角，此处涂层易形成空洞和虚喷，涂层 质量不能满足要求，如图2所示。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种能有效改善内孔上边缘位 置的涂层性能的等离子喷涂内孔的方法。
[0006] 本发明的技术方案是这样实现的： 本发明所述的等离子喷涂内孔的方法，其特点是包括如下步骤： A、 调整等离子外圆喷枪与工件的内孔之间的喷涂位置，当工件的内孔是靠近一端的内 孔或直径较大的中段内孔时，将等离子外圆喷枪倾斜地插入到内孔中，并将喷枪角度调整 到与工件不发生碰撞的70?75°极限角度为止； B、 调整等离子外圆喷枪的送粉方式，该送粉方式是采用由喷枪下部径向向上送粉的方 式进行送粉，该送粉方式能够让粉末粒子在加热飞行过程中，在送粉气体作用下，使熔融粒 子流冲过等离子火焰与火焰形成一定的夹角并向上部进行一定角度的偏移； C、 根据不同的喷涂粉末来调整送粉气体的流量大小，使粉末既能在火焰中充分加热熔 化又能向上偏移合适的角度，且送粉气体的流量大小最好是能够调整到使熔融粒子流向上 偏移后垂直于工件喷涂内表面。
[0007] 本发明由于采用了由喷枪下部径向向上送粉的方式进行送粉，并根据不同的喷涂 粉末来调整送粉气体的流量大小的喷涂方法，使粉末既能在火焰中充分加热熔化又能向上 偏移合适的角度，从而不会在内孔的上边缘形成喷涂死角，达到改善内孔上边缘涂层的涂 层性能的目的，使此处涂层不会形成空洞和虚喷的问题，且本发明的操作简单、实用性强， 适用于常压等离子或低压(真空）等离子喷涂。
[0008] 下面结合附图对本发明作进一步的说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0009] 图1为现有技术中将常规等离子(外圆)喷枪角度调整到喷枪与工件不发生碰撞的 70?80°极限角度进行喷涂的示意图。
[0010] 图2为通过现有技术喷涂得到的内孔上边缘位置涂层的涂层性能示意图。
[0011] 图3为本发明送粉方式采用由喷枪下部径向向上送粉的示意图。
[0012] 图4为本发明把喷枪角度调整到喷枪与工件不发生碰撞的70?75°极限角度进 行喷涂的示意图。
[0013] 图5为本发明送粉管的安装位置示意图。
[0014] 图6为通过本发明喷涂的内孔上边缘位置涂层的涂层性能示意图。
【具体实施方式】
[0015] 本发明所述的等离子喷涂内孔的方法，包括如下步骤： 首先，调整等离子外圆喷枪1与工件2的内孔之间的喷涂位置，当工件2的内孔是靠近 一端的内孔或直径较大的中段内孔时，将等离子外圆喷枪1倾斜地插入到内孔中，并将喷 枪角度调整到与工件不发生碰撞的70?75°极限角度为止； 然后，调整等离子外圆喷枪1的送粉方式，该送粉方式是采用由喷枪下部的送粉管3径 向向上送粉的方式进行送粉，如图3所示，该送粉方式能够让粉末粒子在加热飞行过程中， 在送粉气体作用下，使熔融粒子流冲过等离子火焰与火焰形成一定的夹角并向上部进行一 定角度的偏移； 最后，根据不同的喷涂粉末来调整送粉气体的流量大小，使粉末既能在火焰中充分加 热熔化又能向上偏移合适的角度，且送粉气体的流量大小最好是能够调整到使熔融粒子流 向上偏移后垂直于工件喷涂内表面。
[0016] 例如： 喷涂工件内孔直径200 mm，在靠近一端内孔处，需喷涂NiCrAlY涂层0. 5mm厚，等离子 外圆喷枪用F4喷枪，喷涂参数如表1所示。喷涂时工件转速200rpm，走枪速度为20mm/s， 采用氮气送粉。
[0017]
【权利要求】
1. 一种等离子喷涂内孔的方法，其特征在于包括如下步骤： A、 调整等离子外圆喷枪与工件的内孔之间的喷涂位置，当工件的内孔是靠近一端的内 孔或直径较大的中段内孔时，将等离子外圆喷枪倾斜地插入到内孔中，并将喷枪角度调整 到与工件不发生碰撞的70?75°极限角度为止； B、 调整等离子外圆喷枪的送粉方式，该送粉方式是采用由喷枪下部径向向上送粉的方 式进行送粉，该送粉方式能够让粉末粒子在加热飞行过程中，在送粉气体作用下，使熔融粒 子流冲过等离子火焰与火焰形成一定的夹角并向上部进行一定角度的偏移； C、 根据不同的喷涂粉末来调整送粉气体的流量大小，使粉末既能在火焰中充分加热熔 化又能向上偏移合适的角度，且送粉气体的流量大小最好是能够调整到使熔融粒子流向上 偏移后垂直于工件喷涂内表面。
【文档编号】C23C4/12GK104087886SQ201410259963
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年6月12日 优先权日:2014年6月12日
【发明者】朱晖朝, 张忠诚, 陈志坤, 王枫, 黄健, 朱霞高, 雷运生, 刘自敬 申请人:广东省工业技术研究院(广州有色金属研究院)