辅助加热装置、等离子喷涂装置及喷涂方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了辅助加热装置、等离子喷涂装置及喷涂方法，涉及材料表面工程技术领域。辅助加热装置用于安装在等离子喷涂舱远离等离子喷涂枪一端的工作平台上，包括加热板、控制器和用于对待喷涂工件进行温度检测的测温器，加热板用于安装在所述工作平台上，以对工作平台上的待喷涂工件进行加热，加热板和测温器均与控制器电连接。在喷涂之前利用加热板对待喷涂工件进行预热，在喷涂过程中利用加热板对待喷涂工件进行热量补充，以更精确地实现温度控制，能够显著提升喷涂后涂层的性能，如拉伸结合强度和抗冲刷性能。

【技术实现步骤摘要】
辅助加热装置、等离子喷涂装置及喷涂方法
本专利技术涉及材料表面工程
，且特别涉及辅助加热装置、等离子喷涂装置及喷涂方法。
技术介绍
热喷涂技术是现代材料表面工程的关键技术之一，是一种将涂层材料(粉末或丝材)送入某种热源(可以为电弧、燃烧火焰、等离子体等)中熔化，并利用高速气流将其喷射到基体材料表面形成涂层的工艺。为了增加涂层和基体材料之间的结合力和对涂层内部结构组织的控制，在喷涂之前需要将基体(或工件)加热到一定的温度，即达到基体预设温度后才开始喷涂。目前，基体预热方式均是采用热源在基体上的多遍扫动来实现加热，基体温度加热过程较难稳定控制，尤其是喷涂程序转换或开启送粉操作中喷枪必须移开，会造成达到预设基体温度后又急剧降低。对于低压等离子喷涂工艺来说问题更加严重。例如喷涂MCrAlY(M为Ni和/或Co)金属粘结层一般要求基体预热温度在300℃以上，喷涂过程中保持在400～600℃。例如超低压等离子喷涂YSZ陶瓷层要求基体预热和过程中温度在950℃左右。而低压等离子喷涂在真空舱室内操作，喷涂过程中由于工作环境压力低、气氛极为稀薄的原因，导致采用等离子体射流吹扫基体的加热效率不高。特别是在喷涂大尺寸、复杂形状的工件时，尺寸大会导致辐射散热严重，工件形状复杂会使机器人程序转换、喷涂轨迹变化和喷枪姿态变换的次数增多且喷涂时间增加，这就导致了工件降温严重。最终，因为无法达到要求的工件预热温度或无法实现喷涂过程中工件的温度控制，导致涂层性能差、质量稳定性不可控等严重问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种辅助加热装置及等离子喷涂装置，旨在提升等离子喷涂所形成涂层的性能，如拉伸结合强度和抗冲刷性能。本专利技术的另一目的在于提供一种等离子喷涂方法，旨在提升喷涂涂层的性能，如拉伸结合强度和抗冲刷性能。本专利技术解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。本专利技术提出了一种辅助加热装置，用于安装在等离子喷涂舱远离等离子喷涂枪一端的工作平台上，包括加热板、控制器和用于对待喷涂工件进行温度检测的测温器，加热板用于安装在工作平台上，以对工作平台上的待喷涂工件进行加热，加热板和测温器均与控制器电连接。在本专利技术较佳的实施例中，加热板包括第一弧形加热板和与第一弧形加热板相对的第二弧形加热板，第一弧形加热板和第二弧形加热板均围绕待喷涂工件的安装位置设置，第一弧形加热板靠近等离子喷涂枪的一端侧壁和第二弧形加热板靠近等离子喷涂枪的一端侧壁之间形成供等离子射流通过的喷涂通道。在本专利技术较佳的实施例中，辅助加热装置还包括环形滑轨，环形滑轨包括固定于工作平台上的第一环形板，第一环形板上具有环形轨道槽，环形轨道槽的槽体形状与第一弧形加热板和第二弧形加热板的底壁相配合。在本专利技术较佳的实施例中，环形滑轨还包括用于抵持第一弧形加热板和第二弧形加热板的第二环形板，第二环形板固定于第一环形板的顶壁上，第二环形板的一端设置有弧形凸起，第一弧形加热板和第二弧形加热板上设置有与弧形凸起相配合的弧形凹槽。在本专利技术较佳的实施例中，第一弧形加热板和第二弧形加热板从靠近待喷涂工件的安装位置的一侧至远离安装位置的一侧依次包括金属基体层、金属过渡层、绝缘层和密封层，在绝缘层和密封层之间缠绕有发热线圈。在本专利技术较佳的实施例中，金属基体层的材质为耐热钢或高温合金，金属过渡层是喷涂NiCr、NiCrAlY或NiCoCrAlYTa形成的涂层，绝缘层是喷涂Al2O3形成的涂层，密封层的材质为云母或Al2O3；优选地，金属基体层的厚度为8-12mm，金属过渡层的厚度为0.08-0.12mm，绝缘层的厚度为0.15-0.3mm，密封层的厚度为1-2mm；优选地，金属基体层为具有蛇形槽的板状材料，金属过渡层和绝缘层为依次喷涂于板状材料上的涂层，以使绝缘层和密封层之间形成用于缠绕发热线圈的蛇形槽。在本专利技术较佳的实施例中，控制器上设置有用于显示加热板的控制电流的第一显示屏、用于调节加热板电流大小的调节旋钮和用于显示测温器的检测结果的第二显示屏。本专利技术还提出一种等离子喷涂装置，包括等离子喷涂舱、离子喷涂枪和上述辅助加热装置，辅助加热装置安装在等离子喷涂舱远离等离子喷涂枪的一端内壁上。本专利技术还提出一种等离子喷涂方法，其应用上述辅助加热装置对待喷涂工件进行加热。在本专利技术较佳的实施例中，采用辅助加热装置对待喷涂工件进行预热，并在喷涂过程中当待喷涂工件无法满足预设温度时采用辅助加热装置进行热量补充；优选地，还包括调节第一弧形加热板和第二弧形加热板在环形轨道槽的位置，以使第一弧形加热板和第二弧形加热板不影响等离子射流的工作轨迹；优选地，在氧化钇稳定的氧化锆涂层制备中，是将待喷涂工件预热至900-1000℃之后，在喷涂过程中均保持温度900-1000℃。本专利技术实施例提供一种辅助加热装置及等离子喷涂装置的有益效果是：其利用加热板对工作平台上的待喷涂工件加热，可以起到预热和喷涂过程中辅助加热的作用，通过测温器测试待喷涂工件的温度并将温度信号反馈给控制器，控制器根据工件的测试温度调控加热板工作。在喷涂之前利用加热板对待喷涂工件进行预热，在喷涂过程中利用加热板对待喷涂工件进行热量补充，以更精确地实现温度控制，能够显著提升喷涂后涂层的性能，如拉伸结合强度和抗冲刷性能。本专利技术实施例还提供一种等离子喷涂方法，其应用上述辅助加热装置对待喷涂工件进行加热，能够更加精确地实现温度控制，显著提升喷涂后涂层的性能，如拉伸结合强度和抗冲刷性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术实施例提供的等离子喷涂装置的结构示意图；图2为图1中辅助加热装置的结构示意图；图3为图2中环形滑轨的俯视图；图4为图2中环形滑轨工作状态时的剖视图；图5为图2中加热板的剖视图；图6为图2中加热板的侧视图；图7为本专利技术对比例1中所形成的YSZ涂层测试图；图8为本专利技术对比例2中所形成的YSZ涂层测试图；图9为本专利技术实施例3中所形成的YSZ涂层测试图。图标：100-等离子喷涂装置；1-等离子喷涂舱；2-等离子喷涂枪；3-等离子射流；4-工作平台；5-待喷涂工件；6-法兰；7-辅助加热装置；8-加热板；81-第一弧形加热板；82-第二弧形加热板；9-发热线圈；10-环形滑轨；11-发热电阻丝电源；12-第一显示屏；13-红外测温器；14-数据信号线；15-控制器；16-调节旋钮；17-第二显示屏；18-第二环形板；19-第一环形板；20-固定螺钉；21-固定螺钉；22-金属基体层；23-金属过渡层；24-绝缘层；25-蛇形槽；26-密封层；27-蛇形槽密封塞；28-环形轨道槽；29-弧形凸起；30-弧形凹槽。...

【技术保护点】
1.一种辅助加热装置，用于安装在等离子喷涂舱远离等离子喷涂枪一端的工作平台上，其特征在于，包括加热板、控制器和用于对待喷涂工件进行温度检测的测温器，所述加热板用于安装在所述工作平台上，以对所述工作平台上的待喷涂工件进行加热，所述加热板和所述测温器均与所述控制器电连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种辅助加热装置，用于安装在等离子喷涂舱远离等离子喷涂枪一端的工作平台上，其特征在于，包括加热板、控制器和用于对待喷涂工件进行温度检测的测温器，所述加热板用于安装在所述工作平台上，以对所述工作平台上的待喷涂工件进行加热，所述加热板和所述测温器均与所述控制器电连接。


2.根据权利要求1所述的辅助加热装置，其特征在于，所述加热板包括第一弧形加热板和与所述第一弧形加热板相对的第二弧形加热板，所述第一弧形加热板和所述第二弧形加热板均围绕所述待喷涂工件的安装位置设置，所述第一弧形加热板靠近所述等离子喷涂枪的一端侧壁和所述第二弧形加热板靠近所述等离子喷涂枪的一端侧壁之间形成供等离子射流通过的喷涂通道。


3.根据权利要求2所述的辅助加热装置，其特征在于，所述辅助加热装置还包括环形滑轨，所述环形滑轨包括固定于所述工作平台上的第一环形板，所述第一环形板上具有环形轨道槽，所述环形轨道槽的槽体形状与所述第一弧形加热板和所述第二弧形加热板的底壁相配合。


4.根据权利要求3所述的辅助加热装置，其特征在于，所述环形滑轨还包括用于抵持所述第一弧形加热板和所述第二弧形加热板的第二环形板，所述第二环形板固定于所述第一环形板的顶壁上，所述第二环形板的一端设置有弧形凸起，所述第一弧形加热板和第二弧形加热板上设置有与所述弧形凸起相配合的弧形凹槽。


5.根据权利要求2所述的辅助加热装置，其特征在于，所述第一弧形加热板和所述第二弧形加热板从靠近所述待喷涂工件的安装位置的一侧至远离所述安装位置的一侧依次包括金属基体层、金属过渡层、绝缘层和密封层，在所述绝缘层和所述密封层之间缠绕有发热线圈。


6.根据权利要求5所述的辅助加热装置，其特征在于，所述金属基体层的材质为耐热钢或高温合...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛杰，刘敏，邓畅光，邓春明，宋进兵，杨焜，邓子谦，张小锋，牛少鹏，戴红亮，
申请(专利权)人：广东省新材料研究所，
类型：发明
国别省市：广东;44