一种同步实现热喷涂-熔覆的集成装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种同步实现热喷涂‑熔覆的集成装置，由熔覆设备、自动化行走机构和除尘设备组成，工件通过工件夹持和旋转装置固定，喷/焊枪通过喷/焊枪固定和喷涂距离调整装置固定，熔覆设备通过熔覆设备固定和距离调整装置固定，装置中喷/焊枪和熔覆设备的行走通过自动化行走机构控制，自动化行走机构包括电机驱动的左右行走机构和往复式行走的限位机构，装置中热喷涂和熔覆过程中产生的粉尘由固定在喷/焊枪和熔覆设备的自动化行走机构上的除尘设备收集至熔覆设备下方的粉斗。本发明专利技术提供了一种多功能操作装置，能够实现涂层与基体之间的冶金结合，减少涂层内部热应力和降低能耗量，所制备涂层厚度从0.1mm‑50mm之间可调。

An integrated device for simultaneous thermal spray cladding

【技术实现步骤摘要】
一种同步实现热喷涂-熔覆的集成装置
本专利技术涉及再制造设备
，尤其涉及一种同步实现热喷涂-熔覆的集成装置。
技术介绍
热喷涂是釆用各种热源使涂层材料加热至熔化或半熔化，然后借助焰流本身或高速气体使涂层材料高速撞击到经过与处理的基体表面，沉积形成涂层的工艺过程。热喷涂技术的优点主要体现在如下几点：(1)涂层和基体材料丰富，可以在各种基体上制备各种材质的涂层。(2)基体温度低。基材温度一般在30~200℃之间，因此变形小，热影响区浅。(3)操作灵活。对基体的大小形状无限制，不仅可以在室内喷涂，也可在野外作业。不但可以整体喷涂，也可以局部喷涂。(4)涂层厚度范围宽。可制备几十微米到几毫米的涂层，且易于操控。热喷涂技术的缺点主要体现在由于喷涂过程中部分喷粉粒子不可能全部融化，变形不充分的粒子撞击到基体材料表面，就不可避免的在冷却凝固后的粒子与粒子之间出现空隙或空洞，降低涂层的性能。另外，涂层与基体之间的结合主要是机械结合，结合强度不是很高，加之涂层制备过程中粒子的快速冷却和较大的温度梯度通常会造成涂层内部残余拉应力的产生。同时，热喷涂技术还存在喷涂材料利用率低、浪费大，热效率低等问题。因此，必须对涂层进行后处理，提高涂层的致密度与结合强度，释放残余应力。这类技术包括火焰熔覆技术、激光熔覆技术、电子束表面处理技术和感应熔覆技术等。热喷涂技术和表面熔覆技术在很多的工业领域具有广泛的应用，在设备的组成方面，这两种设备有很多通用的组成部分或者只需要对设备稍微进行改进，就可以同时满足两类设备运行的条件。将热喷涂设备和熔覆设备进行集成后，可以提高设备的利用率，节约工件生产过程中在不同工序之间的传递、装卸、夹具的拆装、校正等所需的时间，同时，这种集成设备还可以大大降低能耗。因此，开发一种热喷涂和熔覆能同步实现的多功能操作装置，不但具有迫切的研究价值，也具有良好的经济效益和工业应用潜力，这正是本专利技术得以完成的动力所在和基础。
技术实现思路
针对现有热喷涂和熔覆技术需要集成的迫切需求，本专利技术提供了一种热喷涂和熔覆同步实现的多功能操作装置，能够实现涂层与基体之间的冶金结合，减少涂层内部热应力和降低能耗量，所制备涂层厚度从0.1mm-50mm之间可调。本专利技术的技术方案是：一种同步实现热喷涂-熔覆的集成装置，所述装置由熔覆设备、自动化行走机构和除尘设备组成，所述工件通过工件夹持和旋转装置固定，所述喷/焊枪通过喷/焊枪固定和喷涂距离调整装置固定，所述熔覆设备通过熔覆设备固定和距离调整装置固定，所述装置中喷/焊枪和熔覆设备的行走通过自动化行走机构控制，所述自动化行走机构包括电机驱动的左右行走机构和往复式行走的限位机构，所述装置中热喷涂和熔覆过程中产生的粉尘由固定在喷/焊枪和熔覆设备的自动化行走机构上的除尘设备收集至熔覆设备下方的粉斗。作为优选，所述装置还包括中央控制器，用于对熔覆设备、自动化行走机构和除尘设备的联动和调控。，以保证工作参数的可调控、可重复和稳定性。作为优选，所述喷/焊枪的喷涂方式包括超音速火焰喷涂、爆炸喷涂、等离子喷涂或火焰喷涂等。作为优选，所述装置中熔覆设备包括火焰熔覆、等离子体和电弧熔覆、激光熔覆、感应熔覆、电子束熔覆及其复合熔覆等设备。作为优选，所述装置用于轴类零件的处理，其工作参数为轴类工件的旋转速度0-1000r/min；喷/焊枪和熔覆设备左右扫描速度0-50m/min，喷/焊枪和熔覆设备与工件之间距离0-300mm。作为优选，所述装置所制备涂层厚度为0.1mm-50mm。综上所述，采用了上述技术方案后，本专利技术的有益效果是：（1）所制的涂层与基体之间实现了冶金结合，极大地增加了涂层的结合强度。且热喷涂和熔覆几乎同步进行，提高了生产效率，同时起到了减少涂层内部热应力和降低能耗的作用。（2）该装置自动化程度高、运行成本低，具有极大的社会和经济效益。具体实施方式下面结合具体的实施例对本专利技术进一步说明。但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本专利技术，并非对本专利技术的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本专利技术的保护范围局限于此。实施例1：某钢厂的导丝轮由于钢丝快速通过时承受剧烈的摩擦磨损，普通钢（HRC=45）材质的导丝轮使用寿命极短，需采用硬质合金涂层技术进行表面的强化。利用本专利技术的设备进行硬质合金涂覆处理，具体参数如下：选用涂层材料为商业化的Ni60合金粉末，采用火焰喷涂技术制备涂层，喷涂参数为：助燃气和可燃气压力分别为0.5MPa和0.1MPa，流量分别为15L/min和8L/min，送粉量为100g/min，喷涂距离为150mm。采用感应熔覆设备对涂层进行熔覆处理，功率为4KW。涂层制备过程中导丝轮旋转速度为500r/min；喷枪和熔覆设备左右扫描速度为10m/min；重复扫描多次后获得涂层厚度为2mm。经过检测，涂层硬度达到HRC=63，利用该装备制备的导丝轮样品返厂后，在同等使用条件下，使用寿命达到原来的2倍。实施例2：某有色合金厂的轧辊由于轧制合金板材时承受剧烈的摩擦磨损，普通钢（HRC=45）材质的轧辊使用寿命极短，需采用硬质合金涂层技术进行表面的强化。利用本专利技术的设备进行硬质合金涂覆处理，具体参数如下：选用涂层材料为商业化的WC-Co合金粉末，采用超音速火焰喷涂技术制备涂层，喷涂参数为：助燃气O2、燃气丙烷和压缩空气的压力分别为2MPa、0.6MPa和0.6MPa，流量分别为240slpm、70slpm、380slpm，送粉气N2流量为15slpm，粉末输送速率为40g/min，喷涂距离为250mm。采用感应熔覆设备对涂层进行熔覆处理，功率为3KW。涂层制备过程中轧辊旋转速度为250r/min；喷枪和熔覆设备左右扫描速度为8m/min；重复扫描多次后获得涂层厚度为1.5mm。经过检测，涂层硬度达到HRC=75，利用该装备制备的轧辊样品返厂后，在同等使用条件下，使用寿命达到原来的2.5倍。应当理解，这些实施例的用途仅用于说明本专利技术而非意欲限制本专利技术的保护范围。此外，也应理解，在阅读了本专利技术的
技术实现思路
之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动、修改和/或变型，所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种同步实现热喷涂-熔覆的集成装置，其特征在于：/n所述装置由熔覆设备、自动化行走机构和除尘设备组成，/n所述工件通过工件夹持和旋转装置固定，所述喷/焊枪通过喷/焊枪固定和喷涂距离调整装置固定，所述熔覆设备通过熔覆设备固定和距离调整装置固定，/n所述装置中喷/焊枪和熔覆设备的行走通过自动化行走机构控制，所述自动化行走机构包括电机驱动的左右行走机构和往复式行走的限位机构，/n所述装置中热喷涂和熔覆过程中产生的粉尘由固定在喷/焊枪和熔覆设备的自动化行走机构上的除尘设备收集至熔覆设备下方的粉斗。/n

【技术特征摘要】
1.一种同步实现热喷涂-熔覆的集成装置，其特征在于：
所述装置由熔覆设备、自动化行走机构和除尘设备组成，
所述工件通过工件夹持和旋转装置固定，所述喷/焊枪通过喷/焊枪固定和喷涂距离调整装置固定，所述熔覆设备通过熔覆设备固定和距离调整装置固定，
所述装置中喷/焊枪和熔覆设备的行走通过自动化行走机构控制，所述自动化行走机构包括电机驱动的左右行走机构和往复式行走的限位机构，
所述装置中热喷涂和熔覆过程中产生的粉尘由固定在喷/焊枪和熔覆设备的自动化行走机构上的除尘设备收集至熔覆设备下方的粉斗。


2.根据权利要求1所述的一种同步实现热喷涂-熔覆的集成装置，其特征在于：所述装置还包括中央控制器，用于对熔覆设备、自动化行走机构和除尘设备的联动和调控。，以保证工作参数的可调控、可重复和稳定性。


3....

【专利技术属性】
技术研发人员：庄鑫，
申请(专利权)人：江苏启迪合金有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32