[发明专利]用于向热喷射过程供给涂层材料微粒的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于向冷气体喷射过程喷射涂层材料微粒的方法，其 中所述微粒由输送管导引并通过输送管的开口供给至气体载体介质流，其 中，气体载体介质流用于输送微粒至一部件的待涂敷的表面。为此，气体 载体介质流被引导通过一滞留腔(输送管也通到该腔中)，并随后通过一喷嘴 向待涂敷的表面加速。

背景技术

通常采用热喷射过程来在待涂敷的部件上形成廉价的涂层或者为其设 置以其它方式无法形成的特性。为此，涂层材料必须在喷射过程中被供入， 其中，涂层材料通常以微粒形式提供。这些微粒由一输送管引导，该输送 管可以通过一开口使所述微粒被气体载体介质流捕获，该气体载体介质流 为进行涂层而指向待涂层部件。为了使微粒附着在待涂层部件上，必须给 予所述待涂敷的部件一个取决于涂层方法和材料的能量值，这种能量输入 导致微粒附着于待涂层部件上。能量输入可以例如通过在喷射时加热微粒 或者通过加速微粒而实现。不过，在冷气体喷射的情况下，通过加速引入 到该方法中的动能在微粒碰到待涂敷的部件时将转换为形变或热量。在足 够的能量输入的情况下，对微粒的加热导致微粒的软化或者甚至熔化，从 而使到达待涂敷的部件上的微粒容易附着。

在冷气体喷射的情况下，动能形式的能量输入是最重要的，其中，可 以对微粒另外进行加热，不过通常并不导致微粒的熔接或熔化。由于微粒 的高动能，微粒在到达待涂敷的表面时塑性变形，其中，表面的同时变形 起到使微粒附着的作用。另外，例如以高速火焰喷射提供一种热喷射方法， 其中，在涂层形成时，到达待涂敷的表面的微粒的动能以及热能起到重要 的作用。冷气体喷射例如在DE19747386A1中有所说明。

为达到高质量的涂层效果，尤其重要的是，可以把为涂层设置的微粒 按所规定的可能方式供给至气体载体介质流。为确保这种情况的实现，必 须特别地抑制微粒的聚集，从而使微粒尽可能均匀地且不成大簇地供入气 体载体介质流中。如由US6715640B2可知，可以例如以机械方法降低或消 除涂层微粒的聚集。微粒在此存储于隧道形的容器内并将这些微粒按分别 所需的量取出。通过振动和搅拌可以这样地处理所取出的量，实现了微粒 的分离并可以将所述微粒供给至输送气体。这样就产生了一种微粒-气体 混合物，该微粒-气体混合物通过一输送管供给至热喷射方法的气体载体 介质流。

热涂层方法由A.Killinger等人发表于Surface & Coatings Technology 201(2006)第1922-1929页的“High-Velocity Suspension Flame Spraying (HVSFS)，a new approach for spraying nanoparticles with hypersonic speed”一 文，以及US6579573B2、US6491967B1、EP1134302A1和DE10392691T5 而公知。其中，向带有涂层微粒的射流内的能量输入通过火焰、例如等离 子焰而实现。在这种火焰喷射涂层方法中，涂层微粒在待涂敷的基层上的 附着的产生由作为具有相当高能量密度的能量源的火焰保证。该能量源呈 处于涂层喷嘴中心的火焰的形式，使得涂层微粒可以以液态扩散物的形式 直接供给至火焰。在此，火焰的高能量密度确保了扩散物的完全汽化，其 中，可以通过适当调节能量供给而为火焰提供汽化所需的能量值。火焰可 以由于高能量密度而毫无困难地提供汽化扩散物所需的能量值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于向冷气体喷射过程中 供给微粒的方法，利用这种方法可以以相当均匀的涂层效果进行热喷射过 程。