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CP-3000型亚音速喷枪

分类:设备篇  作者:系统管理员(2007-1-8 22:35:02)  审核:系统管理员(2007-1-8 22:35:06)

CP-3000型亚音速喷枪 

    CP-3000型亚音速喷枪是以应用最普遍的氧乙炔作燃烧焰以压缩空气作为送粉气、加速气和冷却气的一种高速氧——燃料(HVOF)粉末喷涂枪(中国专利)。它是在CP-1000型喷枪的基础上作了重大改进而研制成的。它的独特的螺旋式混气和射吸式进气结构,使之能在有限的乙炔压力下、极大限度的提高燃焰的燃烧效率和功率,它的特殊的气体加速和冷却结构,使热能得到充分的利用(没有因水冷方式带来的大量热损失),它能将粒子的飞行速度提高到180320m/s,甚至更高,即比普通氧乙炔粉末喷涂的速度(40m/s左右)提高了4—5倍,比常压等离子喷涂提高了12倍,因未超过临界速度,故称为亚音速。亚音速喷涂具有与HVOF喷涂相似的特点,如涂层的结合强度高,气孔率底,喷涂过程中材料不易氧化,故特别适合碳化物的喷涂。虽然粒子的飞行速度较超音速喷涂要低一些,但却带来如下优点:由于粒子在火焰中停留的时间相对较长,因此可以喷涂熔点较高的材料,除熔点高于2800以外的大多数陶瓷材料,均能获得良好的涂层质量(若要喷涂α-Al2O3ZrO2等高熔点材料,也可选配专用的喷嘴-混合器组件);所使用的粉末粒度范围也相对较宽(通常为-260~+400目,放热型材料为-200目);另一个显著优点是,设备费用和操作费用比等离子喷涂和超音速喷涂低的多,耗氧量少:氧气耗量,当输出压力为0.75MPa时,为1.6 m3/h;乙炔耗量,当输出压力为0.135MPa时,为1.45m3/h。与CP-1000型喷枪相比,最大的特点是操作过程变得非常简单,只要按规定,调整好各气瓶的工作压力,无需在枪上调整参数,枪上的控制气阀采用挡位控制,即“关点火工作。为了在关闭后能将残余乙炔吹走,还设计了吹气位置(此时,乙炔关闭,而氧气和空气仍然开通),为了能吹冷工件,还设有一个专门的冷却气阀。控制气阀是一个特殊设计的三连球阀(专利)。保证了可靠的密封性能。此外,CP-3000型的热效率也比CP-1000型的更高,因而更省气,粒子速度也更高。同CP-1000型喷枪一样,CP-3000型喷枪也可选配不同角度的内孔接长管。

 

CP-3000型喷枪的使用条件
一、使用气体:


氧气压力  0.60.9MPa  耗气量 1.5~2.0m3/h;
乙炔压力  0.080.14MPa,耗气量 1.3
~1.6m3/h;
压缩空气必须是经过净化的、恒压(0.40.45MPa

输出的干燥清洁的空气
,供气量不小于0.6m3/min

                                   用CP-3000型在泵体内表面喷涂耐磨耐蚀涂层

二、喷涂的材料范围:

 

1)各种金属及合金,                           

包括低熔点、易氧化的(ZnAlTiCu

Mo及巴氏合金)

2)常用陶瓷,如Al2O3TiO2TiO2Cr3C2Cr2O3WCTiB2等等;

3) 选配3号喷嘴-混合器组件,可喷涂αAl2O3ZrO2等高熔点陶瓷;

4)选配4号喷嘴-混合器组件及附件,可喷涂多种工程塑料

三、操作手册:

 

(一)、  

热喷涂技术是一门广泛适用于材料表面防护、表面强化、表面装饰、表面修复的应用技术,它可在各种固体工程材料制品表面,喷涂各种金属及合金、陶瓷、塑料以及由这些材料所组合形成的复合材料,使之形成牢固的结合层,从而使制品表面获得耐磨、耐蚀、耐高温、抗氧化、隔热、导热、绝缘、导电、辐射、防辐射、低摩擦、防咬合、密封等等特殊的性能,达到节约贵重材料、降低制造成本、提高使用寿命、节省能源之目的;机械零部件在运行过程中,因磨损、腐蚀或新零件在制造过程中加工超差,也可以用热喷涂工艺予以修复,从而达到修旧利废之目的。

实现热喷涂工艺的方法有多种,其中以气体燃焰粉末喷涂工艺(简称火焰喷涂)最为经济,也最为方便灵活。但常规的火焰喷涂方法,由于受到温度和速度的限制,使其应用范围受到局限,涂层的质量也不太高。

CP系列喷枪的巧妙设计(中国专利)不仅大大提高了涂层的质量,也大大扩展了火焰喷涂工艺的应用范围,它把“火焰喷涂”工艺提高到一个新的台阶。

(二)、CP-3000型多功能亚音速喷枪的特点

CP-3000型喷枪是在CP-1000型亚音速喷枪成功应用的基础上作了重大改进而设计成的。

1、特殊的射吸式进气和螺旋式混气结构(专利),使之能在有限的乙炔压力下,极大限度的提高燃烧效率和功率,扩大了高速火焰喷涂所能喷涂的材料范围;

2、特殊的气体加速结构(专利),使粒子的飞行速度大大地提高,可达150300m/s(速度与粉末粒子的粒度和质量有关),因而,涂层的结合强度很高、气孔率极低;

3、强制性的气体冷却结构(专利),把冷却气携带的热能返回加速室,变为加速气,使热能得到二次利用,从而大大节省了能源;

4、各气体参数均由一个“三连球阀”(专利)集中控制,只有“点火、“工作”两个工位,省去了点火过程中的繁琐程序,给操作者带来极大的方便;为了“关闭”后吹去残留在气体混合器内的燃气,还设计了一个“吹气”的挡位,即在燃气关闭的情况下,继续保持氧气和空气的流通,进一步防止回火现象的发生;

5、送粉气流量也采用了挡位控制方式,针对喷涂不同的材料改变不同的流通孔径,便改变了送粉气的流量,无须每次喷涂时再调整送粉气流量,使操作过程变得更为简单;送粉量也可预先设定,并具有一定的重复性;

6、倾斜式的重力-射吸式送粉器,可以360度旋转,因而可以全方位作业;

7、在喷涂氧化物陶瓷时,采用氧气送粉是有利的,本装置可以方便地将空气送粉方式转变为氧气送粉方式(将喷枪顶部的送粉气流调节阀旋至“0位置,再将喷枪右侧面的氧气送粉开关反时针方向旋转一定角度,便可实现氧气送粉。旋转角度的大小需通过试验来决定。)。

(三)、喷枪的结构

喷枪由枪体、枪柄、喷嘴-混合器组件、枪套、控制阀和重力-射吸式送粉器等主要部分组成。

枪体是各种气体的分配中心;控制阀同时控制三种气体在点火状态和工作状态下的气体流量;喷嘴-混合器组件则是喷枪的心脏,是产生高温高速焰流的核心部分;重力-射吸式送粉器可保证粉末在不增加外来气流的条件下,均匀出粉(对非球形粉末,均匀度稍差),并具有一定的重复性。喷枪结构见喷枪拆装图。

(四)、喷枪的应用范围

 1、各种金属及其合金,包括自熔性合金、低熔点金属及合金,如锌、铝、钛、铜及巴氏合金等;

 2、各种常用工程陶瓷,如灰色氧化铝(Al2O3TiO2)、氧化钛(TiO2)、氧化铬(Cr2O3)、钴-碳化钨(Co/WC)、镍-碳化钨(Ni/WC)、镍铬-碳化铬(NiCr/Cr3C2)、纯碳化铬(Cr3C2)、二硼化钛-氧化铝(TiB2-Al2O3)等等。

 3、如果选配“高熔点喷嘴-混合器组件”(选购件)还可以喷涂更高熔点的陶瓷,如纯氧化铝(α-Al2O3)、氧化锆(ZrO2)、硼化钛(TiB2)等等。

(五) 使用条件

1、燃气:通常情况下均采用瓶装乙炔通过减压阀供气,但不必用防回火器,因为阻力太大会影响供气量。若要选择其它燃气,则需另外选配喷嘴-混合器组件。

特别提示:乙炔的质量对火焰参数影响很大,特别是喷涂陶瓷材料时,建议选择纯度高的乙炔气体。

2、助燃气: 瓶装氧气,通过减压阀供气。

3、压缩空气: 压缩空气必须是经过净化处理后的干燥清洁无油并经减压阀恒压输出的空气。采用单独的空压机供气时,空压机的排气量不小于0.6m3/min,排气压力为0.70.8MPa,输出端通过一个排气量不小于1m3/min的空气净化器,并将净化器上的压力表更换为空气“减压阀”,通过减压阀将压力恒定在0.35Mpa0.4MPa,再接至喷枪。

建议采用汇流排集中供气,这样既能保证较长时间的作业,又能使氧气和乙炔气得到充分利用。

为了避免因现场条件的差异(管线长度,弯曲程度)对喷涂

参数的影响,建议选购专门配置的

轻便式仪表箱。这样操作者在就近

就可以方便的观察到气瓶压力的

变化,以便及时作出调整或更换

气瓶。

 

(六)、操作程序                            

注意事项:使用喷枪之前,请您首先检查喷枪各螺纹联接部分是否松动,特别是“枪套”是否将“喷嘴-混合器组件”压紧。先将“控制气阀”置于关闭位置,“粉量调节手柄”也应置于关闭状态,这时您才可以接上各气源,并按要求调节至一定的开启压力。(见喷涂参数表)

1、静态试验

将“控制气阀置于“关闭”状态(红点对绿点),接上氧气和空气(不接燃气),并将氧气和空气减压阀分别调至设定压力,打开粉斗端盖,并将“粉量调节手柄”向前推至全开位置,然后将“控制气阀”手柄旋转90度(红点对红点),分别用手指和手掌贴近燃气入口和粉斗口部,若有吸力为正常。

2、动态试验

将“粉量调节手柄”置于关闭状态,接上燃气,并调至设定压力;装入待喷涂的粉末,盖上端盖;将“控制气阀”旋转45度(黄点对红点)立即 点火,再旋转45度(红点对红点)火焰即按您设定的参数处于工作状态。现在您可以逐步开启粉量调节手柄”至粉量适中,进行试喷涂了。如果您认为送粉量符合您的要求,便可将“定位环”旋至与“粉量调节手柄”接触,再拧紧“定位螺母”,这时送粉量便基本能保持重复性了。

停止工作时先关闭“粉量调节手柄”,再将“控制气阀”旋转至“吹气” 位置(兰点对红点)。 这是为了在关闭控制气阀后, 能将气体混合器内残存的乙炔气排尽,以防慢性回火,数秒钟后再将手柄旋至“关闭” 位置(绿点对红点)。

(七)、内孔接长喷涂管(选购件)的使用

当您喷涂的工件,由于空间狭窄,喷射束不能到达或喷射束与喷涂表面的夹角小于45度时,您可选购具有不同角度的“内孔喷涂接长管”。为适应不同的条件,设计了三种不同喷射角度的内孔喷涂接长管,其喷射束与喷涂表面的夹角分别为:90度、60度、45度。

使用时先将“枪套”拧下,并用手将“喷嘴-混合器”拔下(千万不能用手拧,否则将空心销拧断),再将内孔喷涂接长管上的“空心销”对准枪体上的相应位置后插入,然后拧紧“锁紧螺母”即可(注意:在插入之前应先检查空心销上的“密封圈”是否套上,密封圈的端面应略高于混合器底面约0.10.15mm)。

特别提示:使用内孔接长管时、不能用于盲孔的喷涂,否则返回的火焰会把枪头烧损。喷涂长内孔或长通道时,应用压缩空气辅助吹冷,以防喷嘴内的密封圈烧损而回火。

(八)、高熔点混合器组件的使用

    当您需要喷涂高熔点陶瓷材料,如α-氧化铝、氧化锆时,只要选购一个高熔点混合器组件,将原来的混合器组件替换便可以实现。需要指出的是,这时的喷涂方式已经不是亚音速喷涂了,而是高能火焰喷涂。

(九)、喷涂作业 

1、加速喷嘴的选择

CP-3000 型喷枪能喷涂的材料很多,但必须选择相适应的加速喷嘴才能获得良好的涂层质量。喷枪共设计了三种型号的加速喷嘴供您选择。其口径分别为φ11,φ12,φ13,怎样选择,请参看“喷涂参数参考表”            氧气送粉调节阀

2、送粉气的选择

CP-3000型喷枪设计了空气送

粉和氧气送粉两种可切换的送粉方

式,通常情况下均采用空气送粉,

在特殊情况下(比如喷涂氧化物

陶瓷或要求在氧化性气氛的条件下时)     

可采用氧气送粉方式,其方法是:先将枪体顶部的“空气送粉开关”关闭(即将送粉气流调节阀旋至“0”位),再将喷枪右侧的“氧气送粉调节阀”打开(反时针旋转),调整到粉末流束在火焰中心可看见明显的轮廓即可。 

 

(十)、喷枪的维护与保养及注意事项

火焰喷枪是一种处于高温和粉末粒子不断冲刷下工作的工具,是一种非耐用品,严格执行操作程序和加强维护保养将能延长喷枪的使用寿命。

1、喷枪(特别是“喷嘴-混合器组件” )严禁与硬物碰撞,以防变形后产生漏气,从而发生回火现象,严重时会导致混合器烧毁。

2、关闭气源后, 最好将控制气阀置于吹气位置后再返回“关闭”位置,这样可在乙炔关闭的情况下,继续吹氧和空气,以便将残留乙炔吹净,避免慢性回火;较长时间暂停作业时,最好养成随手将燃气快速接头拔下的习惯,也是为了防止燃气(特别是乙炔)在未关死的情况下,在枪内缓慢燃烧,最终导致烧毁混合器的严重后果!

3、工作完毕后应将残余粉末吹净(否则会出现“偏心轮”被粉末“卡死”的现象),随时保持各孔道畅通,必要时将“冷却环”拧下,用铜丝刷将燃烧喷嘴上的粘附物刷净,并用通针疏通各小孔;加速喷嘴也要随时清理内表面的附属物。

4、随时检查各螺纹连接部分有无松动,以防漏气回火!

5、更换喷嘴混合器时,只能向外拔出,切切不可用力拧动!因为它与枪体是通过空心销连接的。

                      喷涂参数参考表

喷涂

材料

项目

常用金属及合金

铝、铜、

钛及合金

锌、锡及

巴氏合金

 

常用陶瓷

加速喷嘴

1号或2

2号或3

2号或3

  3

乙炔减压表(Mpa

0.10.13

0.      080.1

0.070.08

0.120.14

氧气减压表(Mpa

0.650.75

0.60.7

0.60.65

0.70.8

空气减压表(Mpa

0.350.4

0.4

   0.4

0.350.4

喷涂距离

mm

200300

300

300

150250

粉末粒度

(目)

260+400

200

300

 

120

200

320

  400

注:当选用高熔点混合器组件喷涂纯氧化铝、氧化锆时其参数选择与喷涂常用陶瓷相同,但此时不接压缩空气,送粉气应选用氧气送粉方式

 

(十一)、常见故障及排除

故障现象

可能的原因

排除方法

点不着火

1.燃气未打开;

2.空气阀未关。

1.打开燃气并调至设定值;

2.关闭空气阀。