发布单位】 交通行业重点实验室
【作者】
【发布日期】 2006-03-13
完成单位：
大连海事大学－航海动态仿真与控制交通行业重点实验室
完成形式：
独立完成
成果鉴定时间：
2005年1月14日
参加研究的主要人员名单：
高阳、严志军、安连彤、孙成琪
成果主要内容：
1．技术内容和技术特点
目前工业上使用的等离子喷涂设备，大多采用在喷枪外部，垂直于等离子射流方向将粉末送入等离子射流中，喷枪上的能量消耗大多40kW以上。存在的主要问题是能量消耗过大，而粉末沉积效率低。为了提高等离子喷涂效率，降低能量消耗，大连海事大学开发了低能耗、内送粉等离子喷涂设备（Plasma LE15）。为了使低能等离子喷涂技术在工业上得到推广、应用，在交通部课题资助下对低能等离子体特性进行了研究，建立了最佳的喷涂工艺，并成功的将这一技术在工业上得到应用。
(1)开发了用于测量高温等离子体温度、速度的热焓探针设备。测量了喷枪外部等离子射流的温度和速度分布，为低能等离子喷涂参数的确定提供了数据。
(2)研究了低功率非转移弧等离子喷枪等离子弧的性能（喷嘴内部与出口温度分布、等离子弧长度等）和影响等离子弧性能的因素。研究了氩气在喷嘴表面层流作用效果与等离子弧长的关系。利用计算机模拟喷枪内部和出口处等离子体的压力变化，改变喷嘴温度，测量不同条件下等离子的弧长。利用正交实验方法确定最佳喷嘴的设计。通过该研究确定了最佳喷嘴设计方法，为进一步改进喷枪结构提供理论依据。
(3)研究了低功率等离子喷涂加热过程中，粉末粒子在喷嘴内的熔化、加速行为。利用高速摄影测量了粒子飞行速度。通过该研究进一步扩大低功率等离子喷涂的材料范围，为柴油发动机缸套表面喷涂或者排气阀杆喷涂材料的开发提供实验依据。
(4)开发了适用载运工具表面强化或者修复的喷涂材料，测量了涂层的基本性能和与基体的结合强度，涂层的耐磨性。将开发结果应用到实际缸套内表面或者排气阀杆的喷涂，提高了缸套的使用寿命。
(5)开发了低能内孔等离子喷涂技术，并成功喷涂35mm以下内径表面，解决了内孔喷涂功率大，热量不宜散出等问题。
2．应用情况
本项研究成果已经在沈阳铁路局大连机务段、修复美国ND5型内燃机钢套外壳上得到应用。低功率内孔等离子喷涂技术，解决了小口径内孔喷涂难题，正在我国新型10A涡扇发动机上应用。
