超音速电弧喷涂机导电嘴及其制造方法 所属技术领域
本发明涉及一种超音速电弧喷涂机导电嘴及其制造方法。
背景技术
金属电弧喷涂机在工作时，通过导电嘴的两根金属丝产生电弧，由于电弧的高温作用，金属丝被熔化，在高压气体的冲击下雾化并形成高速运动的颗粒喷射到工件表面形成涂层。
导电嘴在电弧喷涂时，作为导体要将电流传递给金属丝，因此要有良好的导电性能，同时要保证与金属丝的良好接触，要求导电嘴与金属丝的表面接触电阻小，否则可能会引起发热，烧蚀零件。
导电嘴与金属丝之间的滑动磨擦造成了导电嘴的快速磨损，根据实际经验，使用紫铜或铜合金的导电嘴，在连续工作状态下，一般1-2个小时，导电嘴就会因磨损出现沟槽和内孔扩大而导致断弧现象，3-4个小时就会因磨损失去正常的工作能力，需要更换新的导电嘴。
金属电弧喷涂时对电弧有十分严格的要求，行弧平稳对让金属丝充分熔融并形成均匀细小的金属颗粒起着十分重要地作用，同时行弧平衡可使雾化的熔融金属粒子流顺利地到达工件表面并形成致密的喷涂层。如果导电嘴内孔磨损严重，金属丝的空间位置将会发生变化，导致两根金属丝的错位和两根金属丝端部对焦不准；同时金属丝与导电嘴之间接触不稳定，接触电阻增加；这些都将导致行弧不稳，严重的将会断弧，从而大大影响涂层质量和生产效率。
【发明内容】
为了提高导电嘴的使用性能和使用寿命，本发明的目的在于提供一种在材质、结构及加工工艺上有所突破的超音速电弧喷涂机导电嘴及其制造方法。
本发明采用的技术方案如下：
一、超音速电弧喷涂机导电嘴：由圆柱导电嘴前端、圆柱导电嘴后部整体组成，圆柱导电嘴后部的小圆柱体上开有螺纹，整个导电嘴中心开有小通孔。高耐磨的金属陶瓷的圆柱导电嘴前端与高导电性和较高耐磨性的铜合金的圆柱导电嘴后部两者烧结成一体。
二、超音速电弧喷涂机导电嘴的制造方法：
1)金属陶瓷的成份
组份 重量百分比
碳化钨 65～74
碳化钛 4～10
碳化钽 2～5
碳化铌 1～3
碳化铬 4～9
钴 10～15
镍 5～8
上述各组份的粒径为80～250目；
2)铜合金的成份
组份 重量百分比
铜 余量
铬 0.5～1.2
锆 0.1～0.5
镁 0.08～0.1
30～45％铈或钇稀土合金 0.1～0.3
3)制造方法
将80～250目的金属陶瓷各组份粉末充分搅拌均匀，按导电嘴金属陶瓷部份要求的尺寸用模具压制成型，然后在真空炉中或气体保护炉中进行烧结，烧结温度1300～1480℃，烧结时间1～2小时；将烧结完成的金属陶瓷放入另一成型模具中，把上述铜合金各组份在中频炉中用氮气保护进行熔炼并搅拌均匀，然后倒入已安放金属陶瓷的模具中，模浇温度控制在1200～1300℃之间，冷却后出模，金属陶瓷部分与铜合金部分牢固地烧结在一起。
本发明与背景技术相比，具有的有益的效果是：
现有的电弧喷涂机导电嘴都是整体用紫铜制作而成，紫铜的性能特点是导电性能较好但耐磨性很差。导电嘴的磨损主要发生在前端，本发明在结构上将导电嘴前端使用高耐磨的材质，而在导电嘴后部用导电性能与紫铜相近但耐磨性大大提高的铜合金，显著提高导电嘴的导电性、耐磨性，本发明结构合理、易于加工。
【附图说明】
附图是本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
如附图所示，本发明由圆柱导电嘴前端1、圆柱导电嘴后部2整体组成，圆柱导电嘴后部2的小圆柱体4上开有螺纹，整个导电嘴中心开有小通孔3；高耐磨的金属陶瓷的圆柱导电嘴前端1与高导电性和较高耐磨性的铜合金的圆柱导电嘴后部2两者烧结成一体。
实施例
金属陶瓷成份组份碳化钨碳化钛碳化钽碳化铌碳化铬 钴 镍重量百分比(％) 66 6 2 1 7 12 6
铜合金成份 组份 铜 铬 锆 镁30～45％铈或钇稀土合金重量百分比(％) 余量 1.0 0.3 0.08 0.3
将80～250目的金属陶瓷各组份粉末充分搅拌均匀，按导电嘴金属陶瓷部份要求的尺寸用模具压制成型，然后在真空炉中或气体保护炉中进行烧结，烧结温度1300～1480℃，烧结时间1～2小时；将烧结完成的金属陶瓷放入另一成型模具中，把上述铜合金各组份在中频炉中用氮气保护进行熔炼并搅拌均匀，然后倒入已安放金属陶瓷的模具中，模浇温度控制在1200～1300℃之间，冷却后出模，金属陶瓷部分与铜合金部分牢固地烧结在一起。金属陶瓷的硬度达到HRA88～93，铜合金的导电性为85～90％IACS(紫铜的导电性为89～94％IACS)，硬度为HRB75～82(紫铜的硬度为HRB45～52)。
经上述方法制成的导电嘴使用寿命可达一年左右(连续工作时间可达3000小时)，而且行弧平稳、不断弧，相比于原导电嘴的2～4小时使用寿命，无论是使用性能还是使用寿命都得到大幅度提高。维修时间减少90％以上，生产率提高40％左右。对于每天运行8小时的电弧喷涂机每年每台可节省导电嘴约1000对，以50元/对计算可节省50000元。我国拥有各类电弧喷涂机上万台，若都采用本发明的导电嘴，其经济效益将非常显著。