[發明專利]鋁合金缸體的復合鍍鎳基納米碳化硅涂層成型裝置

有效

• 申請號: 202310251919.7
• 申請日: 2023-03-16
• 公開（公告）號: CN116219352B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 葛鵬;張小軍;蔣安爽;陳書均;陳云剛;葛曉波
• 申請（專利權）人: 重慶銅德金屬表面處理有限公司
• 主分類號: C23C4/134
• 分類號: C23C4/134;C23C4/06;C23C4/18;C23C4/01
• 代理公司: 東營辛丁知聯專利代理事務所(普通合伙) 37334
• 代理人: 康寧寧

本發明公開了鋁合金缸體的復合鍍鎳基納米碳化硅涂層成型裝置，涉及噴涂成型技術領域，本發明是基于等離子高速熔焊熱噴涂，使鎳基材料形成霧化分子，并利用高速旋轉的等離子噴射管增加霧化分子的動能以及擴大霧化分子的噴涂面積，左筒套和右筒套限制整體噴涂過程在二者之間空間中，結合到機械臂運動原理，通過進一步帶動左筒套和右筒套在發動機缸體中的活塞室中進行有序移動，使每個陶瓷中空管僅僅對噴涂完成的活塞內部位置進行強制干預冷卻，并且保證產生的氣流與等離子噴射管的運動方向相對應，具體表現為氣流向與等離子噴射管的運動方向相反，以及在等離子噴射管往復運動時，陶瓷中空管停止輸氣，其目的是避免氣流影響到實際噴涂過程。

技術領域

本發明涉及噴涂成型技術領域，具體涉及鋁合金缸體的復合鍍鎳基納米碳化硅涂層成型裝置。

背景技術

對當前的汽車、摩托車這類機動車發動機引擎，本著輕量化、低污染等理念，發動機缸體主要以鋁合材料為主，而鋁合金缸體耐磨性較差，為此需要對缸體內壁（工作面）通過噴涂工藝形成耐磨涂層，其工作面主要為發動機缸體中的活塞室內壁，當前廣泛使用的涂層材料以鎳基合金為主，其優點包括高硬度、高鈍化能力、高拋光性能等；

鋁合金缸體的噴涂工藝主要以碳化硅涂層方法為主，其原理是以高溫電弧熔化并霧化焊絲（鎳基合金）形成霧化涂料分子，再通過超聲等離子噴頭將霧化涂料分子噴射在活塞室內壁上，涂料分子被噴出時產生的高動能使涂料分子重重地撞擊活塞室內壁并附著其上，而高熱狀態下的涂料分子接觸到活塞室內壁后產生的熱傳導使涂層快速凝固成型，形成納米級涂層，具體可參考當前的等離子高速熔焊熱噴涂工藝和熱絲涂層工藝；

需要說明的是：以鎳基材料作為涂層原料，其中的鎳基材料熔化溫度在910~1250℃，特別是在呈現霧化狀態的涂料分子溫度更高，所以高熱狀態下的涂料分子在接觸到活塞內壁時，難以在短時間中進行快速冷卻凝固，而在實際冷卻過程中，因為針對活塞室的噴涂過程是循環往復的，其熱量直接傳導缸體中，會對缸體造成一定損傷，若采用強制冷卻，如強冷風冷卻等方式，會干涉到實際噴涂過程，如出現影響噴涂方向或降低霧化涂料分子的溫度，導致噴涂不均勻或者涂料難以附著在活塞室內壁上；

為此，我們設計了一種解決方案。

發明內容

本發明的目的在于提供鋁合金缸體的復合鍍鎳基納米碳化硅涂層成型裝置，用于解決當前對鋁合金缸體進行噴涂作業時，因為難以做到短時間快速冷卻凝固，導致噴涂不均勻或者涂料難以附著在活塞室內壁上。

本發明的目的可以通過以下技術方案實現：

鋁合金缸體的復合鍍鎳基納米碳化硅涂層成型裝置，包括定位槽板、左機械臂、右機械臂、等離子噴射管和發動機缸體本體，所述發動機缸體本體放置在定位槽板上，所述左機械臂、右機械臂分別設置在定位槽板的左右兩側位置上；

所述左機械臂、右機械臂上均安裝有安裝盒，其中位于左機械臂上的安裝盒設置為協動位，其中位于右機械臂上的安裝盒設置為主動位，且兩個安裝盒之間分別設置有左筒套和右筒套，所述左筒套設置位置靠近協動位，所述右筒套設置位置靠近主動位，所述主動位中設置有對應右筒套的驅動結構，所述等離子噴射管貫穿右筒套的圓心點位置且與右筒套之間為轉動連接，所述左筒套靠近協動位的外壁位置上設置有連接盤，所述連接盤靠近右筒套的外壁位置上安裝有多個陶瓷中空管，多個所述陶瓷中空管沿連接盤的圓心點呈環形陣列設置，且多個陶瓷中空管末端設置有球鞋噴頭，所述連接盤與左筒套、左筒套與右筒套之間設置有抓取結構，所述等離子噴射管末端設置有進料管；

所述左筒套和右筒套位于發動機缸體本體的活塞室中，且左筒套外直徑等于活塞室內壁，所述右筒套外直徑小于活塞室內壁，且右筒套外壁安裝有陶瓷套環，所述陶瓷套環外曲面位置上設置有多個弧形撥片，多個所述弧形撥片沿陶瓷套環的圓心點呈環形陣列設置，且弧形撥片與活塞室內壁之間相匹配，所述連接盤上安裝有與陶瓷中空管連通的氣管。