專利名稱：一種粉末的電爆炸噴涂方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種粉末噴涂方法，尤其涉及一種粉末的電爆炸噴涂方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代高技術(shù)在工業(yè)制造和電子行業(yè)的應(yīng)用發(fā)展，對(duì)涂層提出了更高的性能要求， 包括耐磨、抗腐蝕、耐熱性、高硬度、涂層尺寸控制及涂層與基體材料結(jié)合強(qiáng)度等。目前，電爆炸噴涂是采用對(duì)金屬導(dǎo)體(絲、箔)兩端瞬時(shí)施加直流高壓(幾千伏以上)，對(duì)金屬絲(箔)進(jìn)行歐姆加熱直至發(fā)生爆炸，形成瞬時(shí)高溫、高壓的金屬蒸汽高速噴射到基材，經(jīng)過(guò)快速凝固形成噴涂層。由于金屬電爆炸過(guò)程的瞬態(tài)高溫、高壓特性及伴隨爆炸產(chǎn)物的沖擊波效應(yīng)，與傳統(tǒng)的熱噴涂技術(shù)相比具有噴涂速度快，涂層結(jié)合強(qiáng)度高、孔隙低， 參數(shù)可控等優(yōu)點(diǎn)，且可以形成微米晶、納米晶組織結(jié)構(gòu)；但是由于該方法要通過(guò)設(shè)計(jì)噴涂材料成分后鑄錠，再將噴涂材料加工成金屬絲/箔，其加工成本高、難度大、周期長(zhǎng)，而且從原理上講，電爆炸技術(shù)只能應(yīng)用于導(dǎo)電性的金屬材料，對(duì)通常條件下的非金屬材料無(wú)法使用電爆炸方法進(jìn)行噴涂，因此噴涂材料受到限制，導(dǎo)致其噴涂領(lǐng)域受到限制。此外，將噴涂材料加工成金屬絲/箔，每次進(jìn)行電爆炸噴涂時(shí)，其噴涂面積非常有限，工作效率比較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種對(duì)噴涂材料的選擇廣泛、應(yīng)用領(lǐng)域廣且工作效率高的粉末的電爆炸噴涂方法。本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為一種粉末的電爆炸噴涂方法，包括以下具體步驟
(1)、對(duì)噴涂工件做酸洗或噴砂或超聲波清洗等表面處理；
(2)、在噴涂裝置的兩個(gè)電極之間先預(yù)埋起爆金屬箔或至少一根起爆金屬絲，并在兩個(gè)電極之間灌裝滿噴涂粉末，然后將起爆金屬箔或起爆金屬絲與電極固定連接，并將電極與脈沖大電流發(fā)生電路連接；
(3)、將清潔處理后的噴涂工件放入噴涂裝置中，接通脈沖大電流發(fā)生電路對(duì)噴涂工件進(jìn)行電爆炸噴涂。所述的步驟(1)中所采用的噴涂裝置包括下端開(kāi)口的支座和用于放置待噴涂工件的底座，所述的支座設(shè)置有內(nèi)腔，所述的支座倒扣在所述的底座上，所述的支座上橫向設(shè)置有絕緣套管，所述的電極設(shè)置在所述的絕緣套管的兩端中，所述的絕緣套管外套設(shè)有絕緣套筒，所述的絕緣套筒上位于所述的內(nèi)腔部分設(shè)置有噴涂開(kāi)口。所述的支座與所述的底座之間設(shè)置有多片絕緣的調(diào)整墊片，可根據(jù)噴涂需要調(diào)整噴涂粉末與工件之間的距離，所述的底座上設(shè)置有與所述的內(nèi)腔相連通的工件取放通道， 方便工件的取出和放入。所述的支座為絕緣支座。所述的支座為金屬支座，所述的金屬支座外設(shè)置有絕緣外殼，所述的金屬支座的內(nèi)側(cè)位于所述的絕緣套筒下方的部分設(shè)置有絕緣襯套，在噴涂時(shí)，以防止金屬支座被電弧擊穿。所述的步驟(1)中起爆金屬箔或起爆金屬絲與電極的連接方式為所述的絕緣套管內(nèi)設(shè)置有金屬連接片，所述的絕緣套管內(nèi)一體設(shè)置有臺(tái)階，所述的金屬連接片頂在所述的臺(tái)階上，所述的起爆金屬箔或起爆金屬絲穿過(guò)所述的金屬連接片且位于所述的金屬連接片與所述的電極之間，所述的電極上設(shè)置有定位凸臺(tái)，所述的電極上套接有絕緣連接套，所述的絕緣連接套頂在所述的定位凸臺(tái)上，所述的絕緣連接套與所述的絕緣套筒相螺接。所述的步驟(1)中起爆金屬箔或起爆金屬絲與電極的連接方式為所述的絕緣套管內(nèi)設(shè)置有金屬連接管，所述的電極設(shè)置在所述的金屬連接管中，所述的起爆金屬箔或起爆金屬絲穿入所述的金屬連接管中且位于所述的金屬連接管的底面與所述的電極之間，所述的電極上設(shè)置有定位凸臺(tái)，所述的電極上套接有金屬連接套，所述的金屬連接套頂在所述的定位凸臺(tái)上，所述的金屬連接套與所述的金屬連接管相螺接，所述的金屬連接套的外側(cè)套設(shè)有絕緣連接套，所述的絕緣連接套與所述的絕緣套筒相螺接。所使用的噴涂粉末為非導(dǎo)電粉末或非導(dǎo)體材料與金屬粉末的混合物或可發(fā)生金屬化合反應(yīng)的幾種粉末的混合物或難熔金屬粉末或?qū)щ娞沾煞勰?。在所述的步驟(3 )中，在接通脈沖大電流發(fā)生電路之前，將噴涂裝置安放置到密封艙中，并根據(jù)涂層性能的需要在密封艙中充入惰性氣體或?qū)⒚芊馀摮檎婵?，并控制好密封艙?nèi)的壓力，然后接通脈沖大電流發(fā)生電路對(duì)工件進(jìn)行電爆炸噴涂。所述的密封艙包括艙體和艙門，所述的艙體與所述的艙門之間設(shè)置有密封條，所述的艙體內(nèi)設(shè)置有用于安裝所述的噴涂裝置的工作臺(tái)，所述的艙體上設(shè)置有充氣孔和排氣孔，所述的艙體的外表面上設(shè)置有壓力表。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是先在兩個(gè)電極之間灌裝滿噴涂粉末，然后將起爆金屬箔或起爆金屬絲預(yù)埋在噴涂粉末中，并與兩個(gè)電極固定連接，噴涂時(shí)，電極先對(duì)預(yù)埋在噴涂粉末中的起爆金屬絲/箔放電，隨著起爆金屬絲/箔在沖擊大電流作用下經(jīng)歷歐姆加熱、液化、氣化及等離子化過(guò)程中，電路持續(xù)放電，在這個(gè)過(guò)程中，噴涂粉末與起爆金屬絲 /箔一起受脈沖電流作用直到發(fā)生金屬電爆炸，爆炸瞬時(shí)形成高溫、高壓熔融粒子，在沖擊波作用下噴射到工件表面并快速冷卻形成超細(xì)、高結(jié)合強(qiáng)度的涂層，該噴涂方法對(duì)噴涂粉末材料的選擇較廣，可根據(jù)涂層性能的要求選擇噴涂材料的成分，同時(shí)可以對(duì)非導(dǎo)電粉末 (如金剛石粉末、非導(dǎo)電陶瓷粉末)進(jìn)行電爆炸噴涂，大大擴(kuò)大了電爆炸噴涂的應(yīng)用領(lǐng)域；而且每次電爆炸噴涂時(shí)，其噴涂面廣，工作效率高。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例一的噴涂裝置的外部結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明實(shí)施例一的噴涂裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明實(shí)施例二的噴涂裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為本發(fā)明實(shí)施例三所使用的密封艙的剖視圖； 圖5為本發(fā)明實(shí)施例三所使用的密封艙的外部結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。實(shí)施例一一種粉末的電爆炸噴涂方法，包括以下具體步驟
(1)、對(duì)噴涂工件做酸洗或噴砂或超聲波清洗等表面處理；
(2)、在噴涂裝置的兩個(gè)電極5之間先預(yù)埋至少一根起爆金屬絲7，并在兩個(gè)電極5之間灌裝滿噴涂粉末6，然后將起爆金屬絲7與電極固定連接，并將電極5與脈沖大電流發(fā)生電路(圖中未顯示)連接；
(3)、將清潔處理后的噴涂工件放入噴涂裝置中，接通脈沖大電流發(fā)生電路對(duì)噴涂工件進(jìn)行電爆炸噴涂。上述實(shí)施例一的步驟(1)中所采用的噴涂裝置的具體結(jié)構(gòu)為如圖所示，噴涂裝置包括下端開(kāi)口的金屬支座1和用于放置待噴涂工件的底座2，金屬支座1設(shè)置有內(nèi)腔11， 金屬支座1倒扣在底座2上，底座2上設(shè)置有與內(nèi)腔11相連通的工件取放通道21，金屬支座1與底座2之間設(shè)置有多片絕緣的調(diào)整墊片3，金屬支座1上橫向設(shè)置有絕緣套管4，電極5設(shè)置在絕緣套管4的兩端內(nèi)，絕緣套管4內(nèi)的兩端分別設(shè)置有金屬連接片41，絕緣套管 4內(nèi)一體設(shè)置有臺(tái)階，金屬連接片41頂在臺(tái)階上，噴涂粉末6灌裝在兩個(gè)金屬連接片41之間，起爆金屬絲7埋在噴涂粉末6內(nèi)，起爆金屬絲7的端部穿過(guò)金屬連接片41且位于金屬連接片41與電極5之間，電極5上設(shè)置有定位凸臺(tái)51，電極5上套接有絕緣連接套52，絕緣連接套52頂在定位凸臺(tái)51上，絕緣套管4外套設(shè)有絕緣套筒8，絕緣連接套52與絕緣套筒8相螺接，絕緣套筒8上位于內(nèi)腔11部分設(shè)置有噴涂開(kāi)口 81，金屬支座1外設(shè)置有絕緣外殼12，金屬支座1的內(nèi)側(cè)位于絕緣套筒8下方的部分設(shè)置有絕緣襯套13。實(shí)施例二 其它方法同實(shí)施例一，不同之處在于用起爆金屬箔7丨取代了起爆金屬絲7，且步驟(1)所采用的噴涂裝置中起爆金屬箔7 ‘與電極5的連接結(jié)構(gòu)為絕緣套管 4內(nèi)的兩端分別設(shè)置有金屬連接管42，電極5設(shè)置在金屬連接管42中，起爆金屬箔7丨穿入金屬連接管42中且位于金屬連接管42的底面與電極5之間，電極5上設(shè)置有定位凸臺(tái) 51，電極5上套接有金屬連接套53，金屬連接套53頂在定位凸臺(tái)51上，金屬連接套53與金屬連接管42相螺接，金屬連接套53的外側(cè)套設(shè)有絕緣連接套52，絕緣連接套52與絕緣套筒8相螺接。上述實(shí)施例一或二中，起爆金屬箔7 ‘的厚度及尺寸或起爆金屬絲7的數(shù)量可根據(jù)噴涂能量的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)或選擇。此外，起爆金屬絲7或起爆金屬箔7'的材料可為銅， 也可選用噴涂粉末中的導(dǎo)電成分材料作為起爆金屬絲或起爆金屬箔。脈沖大電流發(fā)生電路采用本領(lǐng)域中常用的脈沖大電流發(fā)生電路。除附圖所示結(jié)構(gòu)外，金屬支座1可以用絕緣支座替代，此時(shí)可省去絕緣外殼12和絕緣襯套13。實(shí)施例三其它方法同實(shí)施例一或二，不同之處在于在實(shí)施例一或二的步驟(3) 中，在接通脈沖大電流發(fā)生電路之前，將噴涂裝置安放置到密封艙中，并根據(jù)涂層性能的需要在密封艙中充入惰性氣體或?qū)⒚芊馀摮檎婵眨⒖刂坪妹芊馀搩?nèi)的壓力，然后接通脈沖大電流發(fā)生電路對(duì)工件進(jìn)行電爆炸噴涂。上述實(shí)施例三所使用的密封艙包括艙體9和艙門91，艙體9與艙門91之間設(shè)置有密封條92，艙體9內(nèi)設(shè)置有用于安裝噴涂裝置的工作臺(tái)93，艙體9上設(shè)置有充氣孔94和排氣孔95，艙體9的外表面上設(shè)置有壓力表96。上述所有實(shí)施中，噴涂粉末6可選用非導(dǎo)電粉末，如金剛石粉末、非導(dǎo)電陶瓷粉末；或選用非導(dǎo)體材料如耐磨金剛石粉末與金屬材料如M粉等的混合物；也可選用導(dǎo)電混合粉末，如TiB2與TiN、TiC、SiC的混合粉末；也可選用NiCr，ZrB2等金屬化合物，還可以選用難熔金屬粉末，如Mo、W等；或?qū)щ娞沾煞勰?，如TiB2、SiC等。
權(quán)利要求
1.一種粉末的電爆炸噴涂方法，其特征在于包括以下具體步驟(1)、對(duì)噴涂工件的表面做酸洗或噴砂或超聲波清洗處理；(2)、在噴涂裝置的兩個(gè)電極之間先預(yù)埋起爆金屬箔或至少一根起爆金屬絲，并在兩個(gè)電極之間灌裝滿噴涂粉末，然后將起爆金屬箔或起爆金屬絲與電極固定連接，并將電極與脈沖大電流發(fā)生電路連接；(3)、將清潔處理后的噴涂工件放入噴涂裝置中，接通脈沖大電流發(fā)生電路對(duì)噴涂工件進(jìn)行電爆炸噴涂。
2.如權(quán)利要求1所述的一種粉末的電爆炸噴涂方法，其特征在于所述的步驟(1)中所采用的噴涂裝置包括下端開(kāi)口的支座和用于放置待噴涂工件的底座，所述的支座設(shè)置有內(nèi)腔，所述的支座倒扣在所述的底座上，所述的支座上橫向設(shè)置有絕緣套管，所述的電極設(shè)置在所述的絕緣套管的兩端中，所述的絕緣套管外套設(shè)有絕緣套筒，所述的絕緣套筒上位于所述的內(nèi)腔部分設(shè)置有噴涂開(kāi)口。
3.如權(quán)利要求2所述的一種粉末的電爆炸噴涂方法，其特征在于所述的支座與所述的底座之間設(shè)置有多片絕緣的調(diào)整墊片，所述的底座上設(shè)置有與所述的內(nèi)腔相連通的工件取放通道。
4.如權(quán)利要求2所述的一種粉末的電爆炸噴涂方法，其特征在于所述的支座為絕緣支座。
5.如權(quán)利要求2所述的一種粉末的電爆炸噴涂方法，其特征在于所述的支座為金屬支座，所述的金屬支座外設(shè)置有絕緣外殼，所述的金屬支座的內(nèi)側(cè)位于所述的絕緣套筒下方的部分設(shè)置有絕緣襯套。
6.如權(quán)利要求2所述的一種粉末的電爆炸噴涂方法，其特征在于所述的步驟(1)中起爆金屬箔或起爆金屬絲與電極的連接方式為所述的絕緣套管內(nèi)設(shè)置有金屬連接片，所述的絕緣套管內(nèi)一體設(shè)置有臺(tái)階，所述的金屬連接片頂在所述的臺(tái)階上，所述的起爆金屬箔或起爆金屬絲穿過(guò)所述的金屬連接片且位于所述的金屬連接片與所述的電極之間，所述的電極上設(shè)置有定位凸臺(tái)，所述的電極上套接有絕緣連接套，所述的絕緣連接套頂在所述的定位凸臺(tái)上，所述的絕緣連接套與所述的絕緣套筒相螺接。
7.如權(quán)利要求2所述的一種粉末的電爆炸噴涂方法，其特征在于所述的步驟(1)中起爆金屬箔或起爆金屬絲與電極的連接方式為所述的絕緣套管內(nèi)設(shè)置有金屬連接管，所述的電極設(shè)置在所述的金屬連接管中，所述的起爆金屬箔或起爆金屬絲穿入所述的金屬連接管中且位于所述的金屬連接管的底面與所述的電極之間，所述的電極上設(shè)置有定位凸臺(tái)， 所述的電極上套接有金屬連接套，所述的金屬連接套頂在所述的定位凸臺(tái)上，所述的金屬連接套與所述的金屬連接管相螺接，所述的金屬連接套的外側(cè)套設(shè)有絕緣連接套，所述的絕緣連接套與所述的絕緣套筒相螺接。
8.如權(quán)利要求1所述的一種粉末的電爆炸噴涂方法，其特征在于所使用的噴涂粉末為非導(dǎo)電粉末或非導(dǎo)體材料與金屬粉末的混合物或可發(fā)生金屬化合反應(yīng)的幾種粉末的混合物或難熔金屬粉末或?qū)щ娞沾煞勰?br> 9.如權(quán)利要求1所述的一種粉末的電爆炸噴涂方法，其特征在于在所述的步驟(3)中， 在接通脈沖大電流發(fā)生電路之前，將噴涂裝置安放置到密封艙中，并根據(jù)涂層性能的需要在密封艙中充入惰性氣體或?qū)⒚芊馀摮檎婵?，并控制好密封艙?nèi)的壓力，然后接通脈沖大電流發(fā)生電路對(duì)工件進(jìn)行電爆炸噴涂。
10.如權(quán)利要求9所述的一種粉末的電爆炸噴涂方法，其特征在于所述的密封艙包括艙體和艙門，所述的艙體與所述的艙門之間設(shè)置有密封條，所述的艙體內(nèi)設(shè)置有用于安裝所述的噴涂裝置的工作臺(tái)，所述的艙體上設(shè)置有充氣孔和排氣孔，所述的艙體的外表面上設(shè)置有壓力表。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種粉末的電爆炸噴涂方法，特點(diǎn)是對(duì)噴涂工件的表面做酸洗或噴砂或超聲波清洗處理，并在噴涂裝置的兩個(gè)電極之間先預(yù)埋起爆金屬箔或至少一根起爆金屬絲，并在兩個(gè)電極之間灌裝滿噴涂粉末，然后將起爆金屬箔或起爆金屬絲與電極固定連接，并將電極與脈沖大電流發(fā)生電路連接，然后將清潔處理后的工件放入噴涂裝置中，接通脈沖大電流發(fā)生電路對(duì)工件進(jìn)行電爆炸噴涂；優(yōu)點(diǎn)是該噴涂方法對(duì)噴涂粉末材料的選擇較廣，可根據(jù)涂層性能的要求選擇噴涂材料的成分，同時(shí)可以對(duì)非導(dǎo)電粉末(如非導(dǎo)電陶瓷粉末)進(jìn)行電爆炸噴涂，大大擴(kuò)大了電爆炸噴涂的應(yīng)用領(lǐng)域。
文檔編號(hào)C23C4/12GK102251209SQ20111019640
公開(kāi)日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月13日
發(fā)明者劉軍, 周剛毅, 樊康榮, 董新龍 申請(qǐng)人:寧波大學(xué)