指出的，銀和銥?zāi)壳翱烧撟C地對于實際應(yīng)用來說過于昂貴，但是鉬是可以承受的。其他選擇包括具有少量鐵或鎳的鎢合金，因為它們具有可接受的性質(zhì)。優(yōu)選地，這些材料包括至少90%的原生金屬，在鎢合金的情況下原生金屬即鎢。為了選取材料，人們可以畫出溫度差相對于熱導(dǎo)率的圖并確定哪個有可能經(jīng)受與等離子體電弧的直接接觸。該溫度差優(yōu)選是熔點和平均等離子體溫度(約9000K)之間的差以及至少融化溫度的倒數(shù)。當(dāng)這對于上面討論的金屬執(zhí)行時，即鉬、銥、鎢、銅和銀最接近具有許多需要的屬性，盡管在延展性、易受熱沖擊影響和容易破裂方面存在顯著差異。優(yōu)選的材料包括鎢和鉬以及它們的合金，比如包含約2.1%鎳和約0.9%鐵的鎢。其他鎢合金包括具有較高量的鎳和銅、但具有較低熔點和導(dǎo)熱率的鎢合金，以及具有較低量的鎳和銅、但具有較高延展性的鎢合金，具有較高的熔點和導(dǎo)熱率但較低的延展性的鎢合金。可以與鎢形成合金的其他材料包括鋨、銠、鈷和鉻。這些金屬具有足夠高的熔點和高的導(dǎo)熱率，使得它們可以與鎢形成合金并用于噴嘴襯套材料中。發(fā)明人已經(jīng)測試并在噴嘴襯套中使用了商業(yè)等級的鉬和具有2.1%鎳和0.9%鐵的鎢合金，并且已經(jīng)將它們與純銅噴嘴進(jìn)行了比較。
[0050]應(yīng)當(dāng)理解的是，盡管不同的常規(guī)的等離子體噴涂槍可利用具有與本未決公開中描述的噴嘴尺寸不同的噴嘴，然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，在沒有偏離用于本發(fā)明的在噴嘴的后部部段中的錐形孔和噴嘴的前部部段中的圓柱形孔之間形成或產(chǎn)生期望的表面溫度差所描述的實施方式的精神和范圍的情況下，可以從上述公開中確定的噴嘴尺寸對噴嘴的尺寸進(jìn)行改變或修改。
[0051]另外，除了描述在噴嘴的后部部段中的錐形孔和噴嘴的前部部段中的圓柱形孔之間形成或產(chǎn)生表面溫度差的特定噴嘴結(jié)構(gòu)和布置的前述實施方式之外，可以設(shè)想在不偏離發(fā)明的實施方式的精神和范圍的條件下可以以其他方式形成或產(chǎn)生該表面溫度差。借助于非限制性的示例，噴嘴的實施方式可使用替代材料或?qū)?，其充?dāng)熱障。就這點上，熱障可以布置成控制導(dǎo)熱率，以使得后部部段的導(dǎo)熱率比前部部段更低。在其他實施方式中，減小后部部段中鎢襯套的厚度并使得后部部段壁變薄以允許更多的熱量傳遞到銅。
[0052]還應(yīng)當(dāng)理解的是，對于每個所描述的實施方式，通過減少噴嘴出口附近的噴嘴壁溫度可以獲得附加的改善，這將相應(yīng)地限制電弧移動，特別是在高氣體流量下，其中等離子體電弧傾向于在孔中進(jìn)一步向下游行進(jìn)并可能附著到噴嘴的前部。
[0053]應(yīng)當(dāng)注意的是，前述示例僅出于解釋目的而提供而并不以任何方式解釋為是對本發(fā)明的限制。盡管已經(jīng)結(jié)合示例性實施方式對本發(fā)明進(jìn)行了描述，然而應(yīng)當(dāng)理解的是在本文中使用的字詞是描述性和示意性的字詞，而非限制性的字詞。在沒有脫離本發(fā)明各個方面的范圍和精神的條件下，如呈現(xiàn)的和修改的，在所附的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)，可以做出改變。盡管本文已經(jīng)結(jié)合特定的機(jī)構(gòu)、材料和實施方式對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不意圖限制于本文所公開的具體描述；而是，本發(fā)明延伸到例如在所附的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)的所有功能上等效的結(jié)構(gòu)、方法和使用。
【主權(quán)項】
1.一種用于熱噴涂槍的噴嘴，包括: 中心孔，其包括錐形孔和圓柱形孔； 所述錐形孔由在錐形孔部段中的錐形壁表面界定； 所述圓柱形孔由在圓柱形孔部段中的圓柱形壁表面界定；以及 所述錐形孔部段和所述圓柱形孔部段構(gòu)造成使得熱量從所述錐形壁比從所述圓柱形壁移除的更快。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴嘴，其中，所述錐形孔部段和所述圓柱形孔部段包括銅。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴嘴，其中，所述圓柱形壁表面和所述錐形壁表面的至少一部分由鎢、鉬、銀或銥中的一者制成。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴嘴，其中，所述錐形孔部段的徑向厚度大于所述圓柱形孔部段的徑向厚度。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴嘴，還包括多個徑向延伸的鰭片，所述鰭片圍繞所述圓柱形孔部段和所述錐形孔部段的至少一部分，所述鰭片布置成形成冷卻水通道。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的噴嘴，其中，所述冷卻水通道的基部是所述圓柱形孔部段的外壁表面的徑向外側(cè)。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的噴嘴，其中，所述冷卻水通道的基部是所述錐形孔部段的外壁表面的徑向外側(cè)。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的噴嘴，其中，所述錐形孔部段的外壁表面的至少一部分和所述圓柱形孔部段的外壁表面的至少一部分彼此平行。9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的噴嘴，其中，圍繞至少所述錐形孔部段的每個鰭片的至少共同部段被移除，并且所述噴嘴還包括連續(xù)的水套，其布置在所述移除的共同部段中以在至少所述錐形孔部段上方形成封閉的水通道。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的噴嘴，其中，所述連續(xù)的水套包括銅、黃銅、鋼或陶瓷中的至少一者。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴嘴，其中，所述錐形孔部段構(gòu)造和布置成使得冷卻水以比冷卻水通過所述圓柱形孔部段的速率更大的速率通過所述錐形孔部段。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴嘴，其中，所述圓柱形孔部段構(gòu)造和布置成使得通過所述圓柱形孔部段的所述冷卻水相對于通過所述錐形孔部段的所述冷卻水是停滯的。13.一種熱噴涂槍，包括: 噴嘴，其具有錐形孔和圓柱形孔， 其中，所述噴嘴構(gòu)造成使得所述錐形孔的平均表面溫度比所述圓柱形孔的平均表面溫度涼至少約100 °c。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的熱噴涂槍，還包括冷卻水系統(tǒng)以在所述噴嘴的后部處供應(yīng)冷卻水并在所述噴嘴的前部處移除所述冷卻水。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的熱噴涂槍，其中，所述錐形孔布置在所述噴嘴的后部并且所述圓柱形孔布置在所述噴嘴的前部。16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的熱噴涂槍，其中，在所述噴嘴的后部中形成通道以引導(dǎo)所述冷卻水以比在所述噴嘴的前部處大的速率穿過所述噴嘴的所述后部。17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的熱噴涂槍，其中，所述噴嘴的所述前部形成為使得圍繞所述圓柱形孔的所述冷卻水充當(dāng)絕熱體。18.—種冷卻在具有錐形孔和圓柱形孔的熱噴涂槍噴嘴中的噴嘴的方法，包括:將冷卻水從所述噴嘴的后部供應(yīng)至所述噴嘴的前部以冷卻所述錐形孔和所述圓柱形孔的壁表面溫度，其中，所述噴嘴的所述前部和所述后部構(gòu)造成使得熱量從所述錐形孔的壁表面去比從所述圓柱形孔的壁表面移除的更快。19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述錐形孔的平均壁表面溫度比所述圓柱形孔的平均壁表面溫度更涼至少約100°C。20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述冷卻水以比所述冷卻水沿圍繞所述圓柱形部段的至少一個表面供應(yīng)的速率更大的速率沿圍繞所述錐形部段的至少一個表面供應(yīng)。
【專利摘要】用于熱噴涂槍的噴嘴、熱噴涂槍和優(yōu)化熱噴涂槍的噴嘴的方法。該噴嘴包括中心孔，其包括錐形孔和圓柱形孔。錐形孔由在錐形孔部段中的錐形壁表面界定，圓柱形孔由圓柱形孔部段中的圓柱形壁表面界定，并且錐形孔部段和圓柱形孔部段構(gòu)造成使得熱量從錐形壁去比從圓柱形壁移除的更快。
【IPC分類】H05H1/28
【公開號】CN105027684
【申請?zhí)枴緾N201380070793
【發(fā)明人】R.J.莫茲
【申請人】歐瑞康美科（美國）公司
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2013年12月19日
【公告號】EP2952069A1, US20150319833, WO2014120357A1