[发明专利]一种双阴极轴向送料等离子喷枪

说明书

本发明公开了一种双阴极轴向送料等离子喷枪，涉及等离子喷枪结构领域。该喷枪包括以轴向送料管对称设置的第一枪体、第二枪体，以及用于输入喷涂材料的轴向送料管，且轴向送料管具有相对设置的进料端和出料端；在进料端至出料端的方向上，第一枪体和第二枪体均包括依次设置的后枪体、阴极、绝缘体、中枪体、阳极、前枪体；其中，后枪体、绝缘体、中枪体以及前枪体共同包裹于阴极的外侧，且绝缘体一端与后枪体连接，另一端与中枪体连接，中枪体一端与绝缘体连接，另一端与前枪体及阳极连接。该喷枪可在提高等离子喷涂功率的同时将粉末、悬浮液或者溶液前驱体注入等离子射流中心，实现在常压，低压或超低压环境下大功率喷涂制备高质量涂层。

技术领域

本发明涉及等离子喷枪结构领域，具体而言，涉及一种双阴极轴向送料等离子喷枪。

背景技术

现有技术等离子喷涂采用非转移型等离子电弧作为热源，可将金属、合金、陶瓷材料加热到熔融或半熔融状态，并以高速撞击到工件表面形成附着牢固的涂层。该技术可实现工件表面强化和表面改性，提高工件抵御服役环境的能力(如耐磨、耐蚀、耐疲劳、抗高温氧化等)，赋予工件表面新的或更高的物理功能、化学功能和特殊功能(包括声、电、光、磁、热及其转换等性能)，使其成为综合性能良好的复合材料，从而满足各种恶劣工况的应用需求。

目前，国内外等离子喷涂所用喷枪多采用单阴极结构和径向送料方式。一方面，单阴极结构喷枪通常功率较低(<50kW)，难以实现很高质量的涂层沉积，特别是在喷涂悬浮液时更是如此。另一方面，径向送料方式易使喷涂粉末或者液料在进入等离子射流后运动轨迹发散，无法全部进入等离子射流中心，导致等离子射流对喷涂材料的加热加速不均匀，将降低喷涂效率并影响涂层的结构和性能，尤其当喷涂环境为低压或者超低压时，等离子射流将明显膨胀，使这种径向送料变得更为困难。为了进一步改进喷涂工艺，提升涂层质量，国内外相继出现了多阴极等离子喷枪，其中最具代表性的是三阴极等离子喷枪。该喷枪能够实现大功率轴向喷涂粉末和悬浮液，但是喷枪设备成本高，喷涂时易堵枪，且未实现在低压或超低压环境下进行大功率喷涂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双阴极轴向送料等离子喷枪，通过使用双阴极和轴向送料设计，实现在常压，低压或超低压环境下大功率喷涂制备高质量涂层。

本发明的实施例是这样实现的：

一种双阴极轴向送料等离子喷枪，包括：

第一枪体、第二枪体和轴向送料管，第一枪体和第二枪体以轴向送料管对称设置，轴向送料管用于输入喷涂材料，且轴向送料管具有相对设置的进料端和出料端；

其中，在进料端至出料端的方向上，第一枪体和第二枪体均包括依次设置的后枪体、阴极、绝缘体、中枪体、阳极、前枪体，后枪体、绝缘体、中枪体以及前枪体共同包裹于阴极的外侧，且绝缘体一端与后枪体连接，另一端与中枪体连接，中枪体一端与绝缘体连接，另一端与前枪体及阳极连接。

进一步地，在本发明的较佳实施例中，前枪体包括上端枪体和下端枪体，下端枪体一端与中枪体连接，另一端与上端枪体连接，阳极一端与中枪体连接，另一端向出料端延伸，使得阳极的一端面与下端枪体连接，另一端面与上端枪体连接。

进一步地，在本发明的较佳实施例中，后枪体与阴极之间、后枪体与绝缘体之间、绝缘体与中枪体之间、中枪体与前枪体之间、阳极与下端枪体和上端枪体之间，上端枪体与下端枪体之间均采用螺纹固定连接。

进一步地，在本发明的较佳实施例中，第一枪体和第二枪体的中心轴线与双阴极轴向送料等离子喷枪的主轴中心线呈15～20°夹角。

进一步地，在本发明的较佳实施例中，第一枪体和第二枪体的中心轴线与双阴极轴向送料等离子喷枪的主轴中心线呈17°夹角。

进一步地，在本发明的较佳实施例中，第一枪体与第二枪体分别独立地连接设置有一个直流电源和一个控制柜，且直流电源的正极和负极分别与第一枪体和第二枪体的阳极和负极相连。