表面强化涂层的制备装置制造方法及图纸

表面强化涂层的制备装置包括位移平台、电极夹具、片状电极、工件夹具、涂层及电火花加工电源。电火花加工电源的正极电连接于电极夹具，负极电连接于工件夹具，电极表面设有涂层。当电火花加工电源开启后，位移平台带动由电极夹具夹持的片状电极移动，片状电极对工件的待加工面加工，在待加工面形成强化涂层，用以提高表面性能，减小表面磨损，提高服役寿命。与常规能量束涂层、PVD、热喷涂等涂层技术相比，该表面强化涂层的涂层制备装置可以实施窄缝、小孔等细小结构的内表面加工，尤其对于铝合金型材热挤压模具较为适用。

【技术实现步骤摘要】
表面强化涂层的制备装置
本技术属于涂层加工
，更具体地说，是涉及表面强化涂层的制备装置。
技术介绍
铝型材具有轻质、低价、可回收等特点，广泛应用于建筑、电力、汽车制造、电子及机械设备等领域。随着社会经济的不断发展，全球铝型材市场需求逐年增长，同时也带动了铝材加工行业的迅速壮大。在此激烈的行业竞争下，各企业都加大了成本的管控，在保证生产质量的前提下，尽量压缩生产成本。挤压模具是铝型材生产的重要工具，也是生产中的消耗品，模具的使用性能、维护成本和服役寿命将直接影响到产品质量和生产成本。就挤压模具而言，其定径带，即工作带表面在服役过程中承受高温、高载荷和高挤压速度，因此极易磨损，可以说工作带的表面性能和状态直接影响到模具的使用性能和服役寿命。如何强化挤压模具工作带的表面性能，增强其硬度和耐磨性是提高模具服役寿命，降低生产成本的关键因素。目前，模具制造企业主要采用表面氮化技术来改善挤压模具的表面性能。氮化技术主要有三种，即：液态氮化、气态氮化和离子氮化，其中液态氮化会造成环境问题；气态氮化方法虽然更加环境友好，但会产生相对较厚的氮化层，容易降低模具强度；离子氮化不利于加工挤压模具中的狭槽结构。另外，氮化技术制造的氮化层会随着温度提高会逐渐消失，进而失去强化效果。不仅如此，氮化技术是仅利用渗氮原理使合金材料内生成氮化物来提高合金材料的表面性能，虽然能够有效强化模具的整体表面性能，但却难以对局部区域，特别是工作带等需要特殊强化的表面区域进行针对性处理，且由于强化方法相对单一，对于材料表面的增强作用也相对有限。涂层技术是提高材料表面性能的重要方法。涂层技术不仅能够提高基材的表面性能，而且能够将具有特殊性能的涂层材料，例如陶瓷颗粒、固体自润滑剂、合金元素等，引入基材，还可以使廉价金属获得高性能表面。因此，在模具制造行业中，激光熔覆/合金化、电弧堆焊、等离子束熔覆/合金化、PVD(物理气相沉积)等涂层技术已经广泛应用于强化模具表面性能。然而，这些技术都是基于利用能量束对待加工面进行直接辐照或溅射的方法进行加工，对于制造热挤压模具，尤其是具有窄缝或工作带在内部的模具，难以实施。目前可以适用于热挤压模具制造的涂层技术，主要是CVD(化学气相沉积)技术，CVD技术所产生的涂层具有减少铝和模具之间的磨擦，降低挤压模具磨耗的功能，然而CVD技术却存在制造成本较高、效率较低、污染环境等不足之处，且处理温度较高，容易影响模具的尺寸、形状和材料性能，因此在工业中实际应用相对较少。
技术实现思路
本技术的目的在于提供表面强化涂层的制备装置，以解决现有技术难以对窄缝、小孔等细小结构的内表面进行涂层制备的技术问题。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：提供一种表面强化涂层的制备装置，包括：位移平台；安装于所述位移平台且由所述位移平台驱动移动的电极夹具；由所述电极夹具夹持的片状电极；用于固定工件的工件夹具；设于所述片状电极的表面的涂层；以及具有正极与负极的电火花加工电源，所述正极与所述电极夹具电连接，所述负极与所述工件夹具电连接。进一步地，所述电极夹具的数量为二，两个所述电极夹具相间隔设置，两个所述电极夹具同时夹持所述片状电极。进一步地，所述电极夹具连接有阳极接线柱，所述正极与所述阳极接线柱之间通过阳极电缆电连接。进一步地，所述工件夹具连接有阴极接线柱，所述负极与所述阴极接线柱之间通过阴极电缆电连接。进一步地，工件的待加工面的法线方向垂直于水平面向上，所述片状电极所在平面平行于水平面。进一步地，所述工件具有缝隙，所述工件的待加工面为所述缝隙的内表面，所述片状电极穿设于所述缝隙。进一步地，所述工件为具有工作带的热挤压模具，所述工件的待加工面为所述工作带的内表面，所述片状电极穿设于所述工作带。进一步地，所述片状电极为铜电极。进一步地，所述涂层的厚度范围是0.1mm至0.2mm。本技术相对于现有技术的技术效果是：电火花加工电源的正极电连接于电极夹具，负极电连接于工件夹具，电极表面设有涂层。当电火花加工电源开启后，位移平台带动由电极夹具夹持的片状电极移动，片状电极对工件的待加工面加工，在待加工面形成强化涂层，用以提高表面性能，减小表面磨损，提高服役寿命。与常规能量束涂层、PVD、热喷涂等涂层技术相比，该表面强化涂层的涂层制备装置可以实施窄缝、小孔等细小结构的内表面加工，尤其对于铝合金型材热挤压模具较为适用。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例提供的表面强化涂层的制备装置的结构示意图；图2为图1的表面强化涂层的制备装置所加工的工件的主视图；图3为图2的工件沿A-A线的剖视图；图4为图2的工件的工作带的放大示意图；图5为图1的表面强化涂层的制备装置中应用的片状电极的结构示意图。具体实施方式为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。请参阅图1，先对本技术提供的表面强化涂层的制备装置进行说明。表面强化涂层的制备装置，包括位移平台1、安装于位移平台1且由位移平台1驱动移动的电极夹具4、由电极夹具4夹持的片状电极6、用于固定工件8的工件夹具10、设于片状电极6的表面的涂层7、以及具有正极与负极的电火花加工电源11，正极与电极夹具4电连接，负极与工件夹具10电连接。电火花加工电源11的正极电连接于电极夹具4，负极电连接于工件夹具10，电极表面设有涂层7。当电火花加工电源11开启后，位移平台1带动由电极夹具4夹持的片状电极6移动，片状电极6对工件8的待加工面加工，在待加工面9形成强化涂层，用以提高表面性能，减小表面磨损，提高服役寿命。与常规能量束(激光、电子束、等离子束、电弧)涂层、PVD、热喷涂等涂层技术相比，表面强化涂层的涂层制备装置可以实施窄缝、小孔等细小结构的内表面加工，尤其对于铝合金型材热挤压模具较为适用。与CVD工艺相比，表面强化涂层的涂层制备装置的加工效率更高，环境相对友好，无工件热畸变，且工艺更为灵活，所获涂层7适用范围更加广泛；与常规渗氮工艺相比，表面强化涂层的涂层制备装置可通过调整涂层粉末成分、配比等获得性能更为优越的功能表面，其材料选择范围广，工艺柔性更高；与渗氮技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.表面强化涂层的制备装置，其特征在于，包括：位移平台；安装于所述位移平台且由所述位移平台驱动移动的电极夹具；由所述电极夹具夹持的片状电极；用于固定工件的工件夹具；设于所述片状电极的表面的涂层；以及具有正极与负极的电火花加工电源，所述正极与所述电极夹具电连接，所述负极与所述工件夹具电连接。

【技术特征摘要】
1.表面强化涂层的制备装置，其特征在于，包括：位移平台；安装于所述位移平台且由所述位移平台驱动移动的电极夹具；由所述电极夹具夹持的片状电极；用于固定工件的工件夹具；设于所述片状电极的表面的涂层；以及具有正极与负极的电火花加工电源，所述正极与所述电极夹具电连接，所述负极与所述工件夹具电连接。2.如权利要求1所述的表面强化涂层的制备装置，其特征在于，所述电极夹具的数量为二，两个所述电极夹具相间隔设置，两个所述电极夹具同时夹持所述片状电极。3.如权利要求1所述的表面强化涂层的制备装置，其特征在于，所述电极夹具连接有阳极接线柱，所述正极与所述阳极接线柱之间通过阳极电缆电连接。4.如权利要求1所述的表面强化涂层的制备装置，其特征在于，所述工件夹具连接有阴极接线柱，所述负极与所述阴极接线...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵航，伍晓宇，徐斌，梁雄，雷建国，鲁艳军，刘宇丰，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：新型
国别省市：广东,44