[发明专利]等离子喷焊制备合金陶瓷复合涂层的方法及等离子喷焊枪

权利要求书

1.多路送粉等离子喷焊枪，包括阴极和喷嘴(11)，所述喷嘴(11)与阴极相互配合形成等离子气体通道，等离子气体通道在末端形成等离子喷射口，等离子喷射口正对的区域为等离子体转移弧弧柱区域；其特征在于：所述等离子喷焊枪还包括合金粉末送粉通道(13)和陶瓷颗粒送粉通道(1)，所述合金粉末送粉通道(13)的合金粉末喷口(16)与等离子体转移弧弧柱区域连通；所述陶瓷颗粒送粉通道(1)的陶瓷颗粒喷口(17)位于等离子喷射口旁，所述陶瓷颗粒喷口(17)的喷射方向与等离子喷射口的喷射方向平行，陶瓷颗粒(4)输送至等离子喷嘴(11)外部，在等离子转移弧(8)弧柱外部、保护气帘(9)内垂直下落至熔池(5)中；所述合金粉末送粉通道(13)设置有两条，所述陶瓷颗粒送粉通道(1)的陶瓷颗粒喷口(17)和两条合金粉末送粉通道的合金粉末喷口(16)按照圆形分布，陶瓷颗粒喷口(17)与两条合金粉末送粉通道的喷口的位置夹角为90度，两条合金粉末送粉通道的喷口的位置夹角为180度。

2.如权利要求1所述的多路送粉等离子喷焊枪，其特征在于：所述喷嘴(11)环绕在阴极周围，所述合金粉末送粉通道(13)和陶瓷颗粒送粉通道(1)环绕喷嘴(11)设置。

3.等离子喷焊制备合金陶瓷复合涂层的方法，其特征在于：首先预处理基体(7)表面、合金粉末(12)和陶瓷颗粒(4)；然后利用分别输送作为基体的合金粉末以及作为外加硬质相的陶瓷颗粒的多路送粉等离子喷焊枪将合金粉末(12)和陶瓷颗粒(4)熔覆在基体(7)表面，如此形成金属-陶瓷复合材料强化层(6)，所述多路送粉等离子喷焊枪采用如权利要求1或 2 所述的多路送粉离子喷焊枪；在进行等离子喷焊时，将合金粉末(12)直接输送到等离子转移弧(8)弧柱中，合金粉末(12)在电弧中快速熔化成液态并下落至基体(7)表面形成熔池(5)；陶瓷颗粒(4)输送至等离子喷嘴(11)外部，在等离子转移弧(8)弧柱外部、保护气帘(9)内垂直下落至熔池(5)中。

4.如权利要求3所述的等离子喷焊制备合金陶瓷复合涂层的方法，其特征在于：在预处理基体(7)表面时，采用机加工、喷砂、喷丸、打磨的方式去除基体(7)表面的氧化皮、铁锈、油漆。

5.如权利要求3所述的等离子喷焊制备合金陶瓷复合涂层的方法，其特征在于：在预处理合金粉末(12)和陶瓷颗粒(4)时，将合金粉末(12)及陶瓷颗粒(4)烘干，待其冷却至室温后装入独立的合金粉末送粉器以及独立的陶瓷颗粒送粉器。

6.如权利要求3所述的等离子喷焊制备合金陶瓷复合涂层的方法，其特征在于：所述合金粉末(12)为镍基合金粉末、铁基合金粉末或钴基合金粉末。

7.如权利要求3所述的等离子喷焊制备合金陶瓷复合涂层的方法，其特征在于：所述陶瓷颗粒(4)为碳化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳氮化物陶瓷、硼化物陶瓷或氧化物陶瓷。

8.如权利要求7所述的等离子喷焊制备合金陶瓷复合涂层的方法，其特征在于：所述碳化物陶瓷为WC、SiC、TiC、ZrC、B₄C、TaC或Cr₃C₂；所述氮化物陶瓷为Si₃N₄、TiN、BN、AlN或ZrN；所述碳氮化物陶瓷为TiCN；所述硼化物陶瓷为TiB₂、ZrB₂、WB或ZrB；所述氧化物陶瓷为Al₂O₃、SiO₂、Cr₂O₃、ZrO₂或TiO₂。

9.如权利要求3所述的等离子喷焊制备合金陶瓷复合涂层的方法，其特征在于：合金粉末(12)和陶瓷颗粒(4)各自通过独立的输送器输送，通过调整输送器之间的输送量比例来调整制备的复合材料强化层中陶瓷颗粒(4)的重量百分比。