浏览51次
时间：2021年12月13日 09:31
（国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心，广东 广州 511530）
摘. . 要：本文从专利角度分析了电弧喷涂技术，为日后的研究具有很好的指导意义关键词：专利，电弧喷涂，装置，丝材1、概述电弧喷涂技术[1,2]是利用高压电弧使喷枪中的金属丝高温融化，通过高速气流将金属液滴喷涂到基体表面形成涂层，从而提高基体表面耐磨、耐腐蚀，超疏水等性能，延长其使用寿命和拓宽使用范围，广泛应用于航空航天、石油化工，机械电子等各个领域。
2、电弧喷涂技术研究现状
2.1 沈阳工程学院［3］针对电弧喷涂装置不能有效地调节喷涂范围、容易因为丝材变形而导致熔融态的金属丝材不能有效雾化的问题，提供了一种电弧喷涂装置，如图 1 电弧喷涂装置结构示意图所示，包括送丝装置、气源、导向架，导向架包括第一弧形滑杆 11、第二弧形滑杆 12 和支撑丝杠 10，调节装置，其包括连接圈 20、螺套 21、连杆22 和与所述连杆 22 一一对应的导向块 23，所述螺套 21 与所述支撑丝杠 10 相配合并可转动地连接在所述连接圈 20 上，所述连接圈 20套接在所述支撑丝杠 10 上，所述连杆 22 一端铰接在所述导向块 23上、另一端铰接在所述连接圈 20 上，所述导向块 23 可滑动地设置在所述第一弧形滑杆 11 和所述第二弧形滑杆 12 上，所述送丝装置用于输送丝材并使丝材的引弧点位于所述第一弧形滑杆 11 和所述第二弧形滑杆 12 的圆弧中心。
本发明的电弧喷涂装置，通过交叉设置的第一弧形滑杆和第二弧形滑杆，使得导向块在移动时可以保持设置在其上的喷气嘴可以始终通过一圆心，利用螺套与支撑丝杠相配合，旋动螺套可以沿支撑丝杠的延伸方向移动，螺套带动连接圈同步移动，连接圈移动的过程中会通过连杆带动导向块沿第一弧形滑杆和第二弧形滑杆的延伸方向滑动，从而调整气流的射出角度，可以调节喷气嘴与工件的距离一定时的喷射范围。
2.2 沈阳理工大学［4］针对电弧喷涂束斑大、涂层氧化严重等技术问题，提供了一种氩气保护微束电弧喷涂枪，如图 2 氩气保护微束电弧喷涂枪结构示意图所示，包括枪体和辅助电极组件，所述枪体包括绝缘套一5、保护罩一3、水冷套组件一、电气连接管一7和导电嘴2，所述辅助电极组件包括绝缘套二 17、保护罩二 19、水冷套组件二、电气连接管二 15 和辅助电极 20， 所述导电嘴 2 的前端设置有导丝孔一 21，所述导电嘴内设置有导丝孔二 23，所述导丝孔一 21 和导丝孔二 23 同轴设置在导电嘴 2 的对称中心处，喷涂丝 1 依次穿过导丝孔一 21 和导丝孔二 23，所述导丝孔二 23 的直径与喷涂丝 1 的直径相等，所述导丝孔二 23 的直径小于导丝孔一 21 的直径；所述导电嘴2 内沿周向均匀设置 2n 个通气孔 22，n ≥ 1，所述通气孔 22 与导丝孔一 21 连通；所述导电嘴 2 的后端与电气连接管一连接。
本申请的导电嘴的通气孔与导丝孔一连通，电气连接管一与导电嘴的后端连接，电气连接管一的另一端与氩气源连接，氩气通过电气连接管一进入到通气孔中，再通过导丝孔一喷出进行氩气保护，喷涂过程在氩气保护下进行，涂层氧化程度低，涂层结合强度高、质量好；熔滴液态金属处于等离子体焰流轴心位置，不易被吹分散，喷涂束流集中，喷涂束斑小，是真正意义上的微束电弧喷涂；喷涂采用单丝进行，避免了双丝喷涂时喷涂丝熔化不同步造成的断弧问题，喷涂过程稳定，涂层质量好。
图 1??????????????????????????图 2
2.3 鞍钢未来钢铁研究院有限公司［5］针对金属表面易腐蚀的技术问题，提供了一种镍基电弧喷涂用药芯焊丝，包括镍铬带外皮和被包于其内的合金粉，所述的合金 粉按重量份包括： 微碳铬铁粉 15 ～20 份、高碳锰铁粉 4 ～ 8 份、钼铁粉 4 ～ 6 份、镍粉 45 ～ 60 份、镁铝粉 5～8份、还原铁粉 5～8份、金红石粉 2～4 份、长石粉1～3、萤石粉 0.2 ～ 0.4 份、氟硅酸钠 0.2 ～ 0.4 份；所述的合金粉相对于药芯焊丝总质量的填充率为 33％～ 35％；所述的镍基电弧喷涂用药芯焊丝对石油管道喷涂工艺参数：电压 32 ～ 35V；电流 380 ～ 400A；喷涂距离为 120mm，压缩空气压力为 1.3MPa。
本发明镍基电弧喷涂用药芯焊丝成分合理，成本低、电弧稳定、飞溅小，该药芯焊丝通过电 弧喷涂后，喷涂涂层均匀，热喷涂涂层具有较高的结合强度和耐腐蚀性。
2.4 中国科学院宁波材料技术与工程研究所［6］针对每种方法只能在特定的一种或两种材料上制备超疏水表面，普适性较差的技术问题。本发明提供一种利用超音速电弧喷涂可在多种基体上大规模制备出超疏水表面的方法， 包括如下步骤： (1) 将基体进行表面粗化处理；(2) 在步骤 (1) 进行表面粗化处理后的基体上利用超音速电弧喷涂 制备金属涂层。优选的工艺参数为：电流 50-200A，电压 10-50V，压缩空气压力为 0.1-1.5MPa，喷涂距离为 8-30cm，超音速电弧枪移动速度 10-50mm/s。所述超音速电弧喷涂所用材料为普通金属丝材。
本发明方法具有工艺简单，效率高，与基体结合良好，适合现场施工，成本低；可以在非平面复杂结构基底上大面积的制备；制备的超疏水涂层，接触角大于 150°，滚动角小于 10°，具有良好的自清洁性，并且有优异的耐摩擦和耐腐蚀性能；本发明制备的超疏水表面可应用于多种工业零部件外表面和管道内壁等需要自清洁、耐腐蚀、抗结冰和减小水阻力等各种场合。
3、结语
本文列举了典型的电弧喷涂装置和工艺，对未来的电弧喷涂装置和工艺的研究具有参考意义。
参考文献：
［1］、迟迅，宋长虹，鲍君峰，等 . 电弧喷涂技术制备符合金属涂层新进展 [J].《热喷涂技术》. 2019. 11(4):72-76。
［2］、徐金勇，吴庆丹，魏新龙，等 . 电弧喷涂耐海水腐蚀金属涂层的研究进展 [J].《材料导报》. 2020. 34(7):13155-13159。
［3］、CN109433442A。
［4］、CN110042337A。
［5］、CN110170768A。
［6］、CN104480423A。
作者简介：
钱国庆（1982-），男，山东冠县人，助理研究员，硕士研究生，研究方向：表面涂覆处理。
