一种分离火箭内装弹簧件的喷涂夹具及热障涂层的喷涂方法技术

本发明专利技术公开了一种分离火箭内装弹簧件的喷涂夹具，包括弹簧件支撑杆，其上端中心沿轴向开设连接孔；压帽，其包括压紧端和连接杆，其中，所述连接杆穿过分离火箭内装弹簧件的中心孔，并匹配连接在所述连接孔中，压帽将分离火箭内装弹簧件压紧在所述弹簧件支撑杆的上端。本发明专利技术还公开了一种分离火箭内装弹簧件热障涂层的喷涂方法，包括：步骤一、对弹簧件表面进行喷砂粗化；步骤二、采用喷发明专利技术提供的喷涂夹具将弹簧件固定在匀速旋转的转台上；步骤三、喷涂金属粘结层，在喷涂过程中喷枪与弹簧件的距离控制在100±5mm；步骤四、喷涂防热层，在喷涂过程中喷枪与弹簧件的距离控制在110±5mm；采用本方法喷涂的热障涂层均匀、稳定，具有较好的韧性。

【技术实现步骤摘要】
一种分离火箭内装弹簧件的喷涂夹具及热障涂层的喷涂方法
本专利技术属于表面加工与热喷涂
，特别涉及一种分离火箭内装弹簧件的喷涂夹具及热障涂层的喷涂方法。
技术介绍
分离火箭内装弹簧件的主要功能是用于固定一级火箭分离时的燃料。弹簧件基体为65Mn材质，直径137.5±0.3mm、厚度1.5±0.1mm呈圆形(见图1、图2)。65Mn材质的熔点为1400℃左右，远低于工作使用温度。火箭分离时，在0.5秒时间，温度瞬间上升至2000℃以上，会使弹簧件烧蚀掉渣四处飞溅破坏火箭机体，产生无法预测的安全隐患。如果没有其它热防护措施，无法满足工作需要。热障涂层(TBCs)是指由金属粘结层和耐热、隔热性好的陶瓷热保护功能涂层组合成的。表面陶瓷工作层是借助处于基体和陶瓷层之间的金属粘结层与高温合金基体结合的。该粘结层与表面陶瓷层和基体金属材料都具有良好的粘结性能，可改善陶瓷与金属材料之间的热匹配、减缓界面应力、提高使用温度、抗热震性能和工作寿命。MCrAlY涂层能在较高温度下起到高温抗氧化作用，被普遍地作为热障涂层(TBCs)系统的金属粘结层。MCrAlY可以是NiCoCrAlY、NiCrAlY、CoCrAlY、NiCrAl等粉末，McrAlY可以采用超音速火焰、超音速等离子、真空等离子等技术制备涂层。氧化物陶瓷材料具有熔点高、热导率低、热辐射率小、反射率高、涂层硬度高、抗高温高速燃气冲蚀磨损性能好等优点，成为热障涂层选用的主要材料。特别是经稳定化处理的ZrO2陶瓷涂层能有效提高涂层的抗热冲击性能。以ZrO2为基的陶瓷涂层材料有y2O3-ZrO2、CaO-ZrO2、MgO-ZrO2、CeO-ZrO2等都可作为表面防热层。可以采用普通等离子、真空等离子、超音速等离子、气相沉积等技术制备涂层。现有的热障涂层制备方法较复杂，并且制备的热障涂层结构均匀性较差。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种分离火箭内装弹簧件热障涂层的喷涂方法，其采用超音速等离子喷枪制备热障涂层，通过合理控制喷枪的喷涂路径及喷涂距离，能够效率高的完成喷涂过程，制备的热障涂层结构均匀、组织稳定、涂层烧不裂、具有较好的韧性。本专利技术的目的之二是提供一种分离火箭内装弹簧件喷涂夹具，其结构简单，安装拆卸方便，可有效的减小弹簧件中心被遮蔽区域，为后续补喷带来方便。本专利技术提供的技术方案为：一种分离火箭内装弹簧件的喷涂夹具，包括：弹簧件支撑杆，其上端中心沿轴向开设连接孔；压帽，其包括压紧端和连接杆，其中，所述连接杆穿过分离火箭内装弹簧件的中心孔，并匹配连接在所述连接孔中，压帽将分离火箭内装弹簧件压紧在所述弹簧件支撑杆的上端。优选的是，所述压紧端为圆台状，所述压紧端的小直径端与所述连接杆连接。优选的是，所述压紧端为阶梯状，所述压紧端的小直径端与所述连接杆连接。一种分离火箭内装弹簧件热障涂层的喷涂方法，包括如下步骤：步骤一、对弹簧件表面进行喷砂粗化；步骤二、采用所述的夹具将弹簧件固定在匀速旋转的转台上；步骤三、喷涂金属粘结层；其中，在喷涂过程中喷枪的喷嘴口与弹簧件的距离控制在100±5mm；步骤四、喷涂防热层；其中，在喷涂过程中喷枪的喷嘴口与弹簧件的距离控制在110±5mm；其中，所述金属粘结层和所述防热层的喷涂过程包括：使喷枪与弹簧件表面平行，从侧面喷涂弹簧件外边缘；使喷枪倾斜于弹簧件，沿第一方向，将喷枪从弹簧件的边缘向中心区域移动，移动速度从边缘区域的第一速度增加至中心区域的第二速度；再将喷枪从中心区域向边缘移动，移动速度从中心区域的第二降低至边缘区域的第一速度，之后循环喷涂；使喷枪倾斜于弹簧件，沿第二方向，将喷枪从弹簧件的边缘向中心区域移动，移动速度从边缘区域的第一速度增加至中心区域的第二速度；再将喷枪从中心区域向边缘移动，移动速度从中心区域的第二速度降低至边缘区域的第一速度，之后循环喷涂；使喷枪垂直于弹簧件，喷枪以第三速度沿弹簧件的横向移动喷涂，当喷枪移动到弹簧件的边缘时，喷枪纵向移动设定距离后，向沿横向反向移动喷涂；直到覆盖整个弹簧件表面；使喷枪垂直于弹簧件，喷枪以第三速度沿弹簧件的纵向移动喷涂，当喷枪移动到弹簧件的边缘时，喷枪横向移动设定距离后，向沿纵向反向移动喷涂；直到覆盖整个弹簧件表面。优选的是，在所述步骤四中，喷涂防热层之前对弹簧件进行预热。优选的是，对弹簧件进行预热时，设定喷枪的预热参数为：氩气流流量为150±10L/min，电流为450±8A，电压为140±10V。优选的是，所述第一速度为0.75m/min，所述第二速度为2.5m/min。优选的是，所述第一方向与所述第二方向垂直。优选的是，喷涂金属粘结层时，设定喷枪的喷涂参数为：氩气流流量为240±20L/min，电流为400±8A，电压为140±5V，送粉气压力为0.5±0.05Mpa，送粉气流量为6±1L/min，送粉量为22±2g/min；喷涂防热层时，设定喷枪的喷涂参数为：氩气流流量为130±10L/min，电流为450±8A，电压为140±10V，送粉气压力为0.45±0.05Mpa，送粉气流量为7±1L/min，送粉量为26±2g/min。优选的是，在所述步骤二中，所述转台的转速为75±15r/min。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的分离火箭内装弹簧件热障涂层的喷涂方法，喷涂效率高、工艺稳定；对基体的热影响小，制备的热障涂层结构均匀、组织稳定、涂层烧不裂、具有较好的韧性。本专利技术提供的分离火箭内装弹簧件热障涂层的喷涂方法，工艺过程简单，不受工件尺寸大小限制，具备推广至其它领域零件上防护的前景。本专利技术提供的弹簧件喷涂夹具，结构简单合理，安装拆卸方便，可有效的减小弹簧件中心被遮蔽区域，为后续补喷带来方便；上方用螺帽压紧，压紧后螺帽与弹簧件之间留有间隙，可防止涂层粘连。附图说明图1为本专利技术所述的弹簧片的主视图。图2为本专利技术所述的弹簧片的侧视图。图3为本专利技术所述的第一种实施方式的喷涂夹具的结构示意图。图4为本专利技术所述的第一种实施方式的喷涂夹具装夹弹簧片的示意图。图5为本专利技术所述的第二种实施方式的喷涂夹具的结构示意图。图6为本专利技术所述的第一种实施方式的喷涂夹具装夹弹簧片的示意图。图7为本专利技术所述的第一动作的示意图。图8为本专利技术所述的第二动作的示意图。图9为本专利技术所述的第三动作的示意图。图10为本专利技术所述的第四动作的示意图。图11为本专利技术所述的弹簧件中心补喷区域示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。本专利技术提供了一种分离火箭内装弹簧件喷涂夹具，如图3-6所示，所述喷涂夹具包括弹簧件支撑杆110，其上端中心沿轴向开设连接孔111；压帽120的下端设有与连接孔111相匹配的螺纹连接杆121(螺纹M10*1.5)，压帽120的顶端为压紧端122。需要固定弹簧件130时，将连接杆121穿过弹簧件130的中心孔，之后将连接杆121的下端放入连接孔111中，并将压帽120向下压紧，将弹簧件130固定在支撑杆110上。压紧后，弹簧件130的下表面抵靠在弹簧件支撑杆110的上端，螺帽120的压紧端122的顶端与弹簧件130的上表面之间有1mm左右的间隙，能够有效防止涂层粘连。其中，喷涂夹具具有多种实施方式。第一种实施方式如图3-4所示，喷涂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分离火箭内装弹簧件的喷涂夹具，其特征在于，包括：弹簧件支撑杆，其上端中心沿轴向开设连接孔；压帽，其包括压紧端和连接杆，其中，所述连接杆穿过分离火箭内装弹簧件的中心孔，并匹配连接在所述连接孔中，压帽将分离火箭内装弹簧件压紧在所述弹簧件支撑杆的上端。

【技术特征摘要】
1.一种分离火箭内装弹簧件的喷涂夹具，其特征在于，包括：弹簧件支撑杆，其上端中心沿轴向开设连接孔；压帽，其包括压紧端和连接杆，其中，所述连接杆穿过分离火箭内装弹簧件的中心孔，并匹配连接在所述连接孔中，压帽将分离火箭内装弹簧件压紧在所述弹簧件支撑杆的上端。2.根据权利要求1所述的分离火箭内装弹簧件的喷涂夹具，其特征在于，所述压紧端为圆台状，所述压紧端的小直径端与所述连接杆连接。3.根据权利要求1所述的分离火箭内装弹簧件的喷涂夹具，其特征在于，所述压紧端为阶梯状，所述压紧端的小直径端与所述连接杆连接。4.一种分离火箭内装弹簧件热障涂层的喷涂方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、对弹簧件表面进行喷砂粗化；步骤二、采用如权利要求1～3任意一项所述的夹具将弹簧件固定在匀速旋转的转台上；步骤三、喷涂金属粘结层；其中，在喷涂过程中喷枪的喷嘴口与弹簧件的距离控制在100±5mm；步骤四、喷涂防热层；其中，在喷涂过程中喷枪的喷嘴口与弹簧件的距离控制在110±5mm；其中，所述金属粘结层和所述防热层的喷涂过程包括：使喷枪与弹簧件表面平行，从侧面喷涂弹簧件外边缘；使喷枪倾斜于弹簧件，沿第一方向，将喷枪从弹簧件的边缘向中心区域移动，移动速度从边缘区域的第一速度增加至中心区域的第二速度；再将喷枪从中心区域向边缘移动，移动速度从中心区域的第二降低至边缘区域的第一速度，之后循环喷涂；使喷枪倾斜于弹簧件，沿第二方向，将喷枪从弹簧件的边缘向中心区域移动，移动速度从边缘区域的第一速度增加至中心区域的第二速度；再将喷枪从中心区域向边缘移动，移动速度从中心区域的第二速度降低至边缘区域的第一速度，之后循环喷涂；使喷枪垂直于弹簧件，喷枪以第三速度沿弹簧件的横向移动...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海斗，刘明，马国政，邢志国，赵福长，刘天寅，
申请(专利权)人：宝鸡市新福泉机械科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61