[發明專利]一種基于熱噴涂工藝的涂層表面改性裝置及工作方法

有效

• 申請號: 202110201189.0
• 申請日: 2021-02-23
• 公開（公告）號: CN112974071B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 李方義;楊寶娟;李燕樂;冉學舉;鹿海洋;張興藝
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: B05B16/00
• 分類號: B05B16/00;B05B16/60;B05B13/02;B05B13/04;B05B15/00;B05D3/04
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 任歡

本發明公開了一種基于熱噴涂工藝的涂層表面改性裝置及工作方法，解決了現有技術中存在涂層存在表面氧化和不均勻的問題，具有減小工件表面氧化和殘余應力的有益效果，具體方案如下：一種基于熱噴涂工藝的涂層表面改性裝置，包括殼體，殼體內具有腔室，殼體內側或外側設置移動機構，殼體側部設置開口，移動機構可帶動工件穿過開口實現移動，殼體內可通入保護氣體，殼體在開口側設置彈性進出機構，以保證工件進入殼體內腔室，并保證殼體密封性；噴槍，噴槍設于殼體外側；溫度控制單元，包括安裝于殼體的加熱控制部件以控制殼體內環境溫度。

技術領域

本發明涉及表面工程技術領域，尤其是一種基于熱噴涂工藝的涂層表面改性裝置及工作方法。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本發明相關的背景技術信息，不必然構成在先技術。

等離子噴涂技術是采用直流電驅動的等離子電弧作為熱源，將陶瓷、合金、金屬等噴涂材料加熱到熔融或半熔融狀態，形成一簇高速的熔態粒子流(熔滴流)，以高速噴向經過預處理的基體表面，經過粒子的橫向流動變形，急速冷卻凝固，在基體表面不斷沉積形成涂層的一種技術。經過等離子噴涂技術處理后，涂層具有層狀結構，賦予工件表面耐磨、耐蝕等優異性能。

但常規的等離子噴涂在噴涂間進行，噴涂顆粒在噴射到基體表面的過程中易發生氧化，得到的涂層中存在氧化物，且涂層為層狀結構，不完全的填充以及遮擋效應不可避免地使表面產生孔隙和裂紋等缺陷；噴涂結束后，熔融粒子在基體表面急速冷卻，導致液態熔融粒子不能與已凝固的粒子充分潤濕形成完全結合，層疊粒子間存在大量未結合的界面；另一方面熔融粒子的急速冷卻會使涂層與金屬基體界面之間產生很高的殘余應力，易引起開裂，影響涂層在服役過程中的應用范圍和使用壽命。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的是提供一種基于熱噴涂工藝的涂層表面改性裝置，可對工件的表面性能進行提升，可減小工件表面氧化、孔隙率以及殘余應力。

為了實現上述目的，本發明是通過如下的技術方案來實現：

一種基于熱噴涂工藝的涂層表面改性裝置，包括：

殼體，殼體內具有腔室，殼體內側或外側設置移動機構，殼體側部設置開口，移動機構可帶動工件穿過開口實現移動，殼體內可通入保護氣體，殼體在開口側設置彈性進出機構，以保證工件進入殼體內腔室，并保證殼體密封性；

噴槍，噴槍設于殼體外側，噴槍可移動；

溫度控制單元，包括安裝于殼體的加熱控制部件以控制殼體內環境溫度。

如上所述的一種基于熱噴涂工藝的涂層表面改性裝置，所述殼體開口處上下接觸設置彈性密封件，上下設置的兩彈性密封件之間能夠在工件通過殼體開口的過程中提供空間，通過彈性密封件的設置可保證殼體開口處的密封性能。

如上所述的一種基于熱噴涂工藝的涂層表面改性裝置，所述彈性進出機構包括可轉動的輥輪，輥輪一側設置若干并排設置的彈性件，彈性件一端與所述殼體連接，彈性件與輥輪之間能夠在工件通過殼體開口的過程中提供空間，且因彈性件的設置，可實現不同厚度工件的通過進入殼體相對密封的腔室內。

如上所述的一種基于熱噴涂工藝的涂層表面改性裝置，所述殼體包括可拆卸的頂板，頂板內表面設置用于容納所述彈性件一端的接口；

且彈性件為彈簧，彈簧一端卡入頂板接口內，螺栓穿過彈性件內側設置，螺栓頭部外露于彈性件遠離頂板的端部，且螺栓頭部設置圓錐滾子，圓錐滾子與所述輥輪接觸，通過螺栓的設置方便圓錐滾子的設置，圓錐滾子的中心軸線沿著殼體的長度方向設置，圓錐滾子直徑較小的一端朝向殼體開口側設置。

如上所述的一種基于熱噴涂工藝的涂層表面改性裝置，所述加熱控制部件包括安裝于所述殼體的加熱電阻，加熱電阻與電流控制器連接，殼體設置溫度傳感器，電流控制器、溫度傳感器分別與控制器連接，通過加熱電阻可保證殼體內環境的溫度。