【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于涂层制备工装，具体涉及一种矩形试样侧面涂层制备工装及其使用方法。
技术介绍
1、随着航空发动机向大推力、高效率、低油耗的趋势发展，航空发动机所服役的环境条件将更加苛刻，目前，cmc-sic作为航空发动机热端部件最具潜力的材料，已被应用于军用及商用燃气涡轮发动机燃烧室、涡轮叶片和喷管等热端部件；然而cmc-sic较差的抗水氧侵蚀特性限制了其在航空发动机热结构部件方面的应用。
2、环境屏障涂层的出现有效地提高cmc-sic的耐腐蚀性能，在研究阶段，需要制备全包覆涂层的三点弯试样置于高温腐蚀环境中进行高温腐蚀考核研究。但是，由于全包覆的原因导致试样无法设置夹持段，由此带来的技术难题亟待解决；另一方面，采用嵌入式工装难免会对试样的侧面涂层产生溅射影响涂层质量，并且制备效率低下，严重制约涂层的快速制备。
技术实现思路
1、针对现有技术的上述不足，本专利技术提供了一种矩形试样侧面涂层制备工装及其使用方法，解决了现有喷涂工装制备涂层效率低及涂层质量不佳，难以实现矩形试样侧面全包覆的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：
3、提供一种矩形试样侧面涂层制备工装，包括涂层工装本体，涂层工装本体包括框架、设置于框架上的夹持机构及与夹持机构连接的旋转机构；
4、框架为矩形结构，其中部设置有矩形通孔，用于放置矩形试样；框架顶端及底端均设置有对称设置的第一安装孔及第二安装孔，第一安装孔下方设置有安装槽，用于放置旋转机构，第二安装
5、夹持机构包括夹持弹簧及设置于夹持弹簧两端的夹持支柱。
6、采用上述技术方案的有益效果为：本方案中的涂层制备工装采用中空框式设计，不仅能对喷涂焰流起到导流作用，避免焰流积聚，也能有效避免涂层材料对试样侧壁的溅射，满足sic、c/sic、sic/sic等多种矩形试样的侧面全包覆涂层制备；而夹持机构通过夹持弹簧及夹持支柱之间的配合，能提高夹持的稳定性，且夹持弹簧可避免涂层制备过程中涂层制备工装与矩形试样之间产生的热应力对涂层的影响，实现试样表面涂层的高质量制备，同时夹持机构可以实现试样的快速更换，有效降低了试样更换步骤及时间；旋转机构可驱动夹持机构旋转，实现在线快速且精准的对试样的不同喷涂表面进行换面喷涂或喷涂角度的调整，省去了手动更换试样待喷涂面的操作，大大提高了涂层制备效率。
7、进一步地，框架顶端及底端均设置有保护挡板，保护挡板之间形成u型槽，u型槽开口朝向框架背面。
8、采用上述技术方案的有益效果为：由保护挡板组成的u型槽，能避免旋转机构在涂覆过程中受涂层影响，且u型槽的开口朝向框架背面，便于旋转机构及夹持机构的安装。
9、进一步地，旋转机构包括连杆、与连杆连接的摇杆及伺服电机，伺服电机设置于安装槽内。
10、进一步地，伺服电机通过连接轴与摇杆连接，连接轴贯穿第一安装孔。
11、采用上述技术方案的有益效果为：本方案中的伺服电机可与喷涂机械臂联动，当伺服电机收到工作指令后，会依据指令要求旋转90°，通过连接轴将动力输送至与连接轴轴端连接的摇杆，连杆在两侧动力输入摇杆的作用下带动试样旋转，实现在线快速且精准地对试样的不同喷涂表面进行换面喷涂或喷涂角度的调整，省去了手动更换试样待喷涂面的操作，大大提高了涂层制备效率。
12、进一步地，摇杆与夹持支柱连接。
13、采用上述技术方案的有益效果为：当旋转机构旋转时，摇杆能带动夹持支柱旋转，以带动固定在夹持机构上的矩形试样旋转，自动实现对试样喷涂表面或喷涂角度的调整，省去了手动更换试样待喷涂面的操作，大大提高了涂层制备效率。
14、进一步地，框架的材质为石墨材料。
15、采用上述技术方案的有益效果为：石墨具有耐高温及抗热震的优异性能，能适应喷涂状态下急升温、急降温的环境，能有效保持本方案中涂层制备工装的整体强度；另外石墨具有和工装相近的热膨胀系数，可以最大限度上降低工装和试样间的热应力，维持涂层制备工装的稳定运行。
16、进一步地，旋转机构及夹持机构的材质均为合金材料。
17、采用上述技术方案的有益效果为：合金具有优秀的高温强度，良好的抗氧化及抗热腐蚀性能，可避免夹持机构及旋转机构的变形、断裂或脆化，维持涂层制备工装的运行稳定性。
18、一种矩形试样侧面涂层制备工装的使用方法，包括以下步骤：
19、s1：将旋转机构及夹持机构分别安装于第一安装孔及第二安装孔中；
20、s2：将夹持支柱的尾端与旋转机构连接；
21、s3：安装矩形试样；
22、s3.1：将矩形试样一端抵住夹持机构的一侧夹持支柱，拉开另一侧夹持支柱，将试样夹持放置在两个夹持支柱之间，保证试样与夹持支柱贴合；
23、s3.2：调整试样相对于喷涂方向的角度；
24、s4：制备矩形试样的侧面涂层；
25、s4.1：将旋转机构接入控制系统呈联动状态；
26、s4.2：将全包覆涂层制备工装固定于涂层制备平台，利用等离子喷涂系统进行涂层制备；
27、s5：涂层制备完毕后，将矩形试样从夹持机构中取出并保存，完成涂层制备。
28、综上，本专利技术提供的矩形试样侧面涂层制备工装及其使用方法，其有益效果为：
29、(1)本专利技术中的涂层制备工装整体采用中空框式设计，能满足sic、c/sic、sic/sic等多种矩形试样的侧面全包覆涂层制备，且结构简单，能对喷涂焰流起到导流作用，避免焰流的积聚，也能有效地避免涂层材料对试样侧壁的溅射，降低了残留涂层材料的清洁难度。
30、(2)本专利技术中的涂层制备工装采用顶端夹持方式，能实现试样的侧面无遮蔽区域面积，大大提高了试样的涂层制备效率及涂层质量。
31、(3)本专利技术中夹持机构利于试样的快速安装及更换，且夹持弹簧可避免涂层制备过程中涂层制备工装与矩形试样之间产生的热应力对涂层的影响，实现试样表面涂层的高质量制备。
32、(4)本专利技术中的旋转机构可驱动夹持机构旋转，实现在线快速且精准的对试样的不同喷涂表面进行换面喷涂或喷涂角度的调整，省去了手动更换试样待喷涂面的操作，大大提高了涂层制备效率。
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1.一种矩形试样侧面涂层制备工装，其特征在于：包括涂层工装本体(1)，所述涂层工装本体(1)包括框架(2)、设置于框架(2)上的夹持机构(3)及与夹持机构(3)连接的旋转机构(4)；
2.根据权利要求1所述的矩形试样侧面涂层制备工装，其特征在于：所述框架(2)顶端及底端均设置有保护挡板(33)，所述保护挡板(33)之间形成U型槽(34)，所述U型槽(34)开口朝向框架(2)背面。
3.根据权利要求1所述的矩形试样侧面涂层制备工装，其特征在于：所述旋转机构(4)包括连杆(41)、与连杆(41)连接的摇杆(42)及伺服电机(44)，所述伺服电机(44)设置于安装槽(24)内。
4.根据权利要求3所述的矩形试样侧面涂层制备工装，其特征在于：所述伺服电机(44)通过连接轴(43)与摇杆(42)连接，所述连接轴(43)贯穿第一安装孔(22)。
5.根据权利要求4所述的矩形试样侧面涂层制备工装，其特征在于：所述摇杆(42)与夹持支柱(32)连接。
6.根据权利要求1所述的矩形试样侧面涂层制备工装，其特征在于：所述框架(2)的材质为石
7.根据权利要求1所述的矩形试样侧面涂层制备工装，其特征在于：所述旋转机构(4)及夹持机构(3)的材质均为合金材料。
8.一种权利要求1-7任一项所述的矩形试样侧面涂层制备工装的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种矩形试样侧面涂层制备工装，其特征在于：包括涂层工装本体(1)，所述涂层工装本体(1)包括框架(2)、设置于框架(2)上的夹持机构(3)及与夹持机构(3)连接的旋转机构(4)；
2.根据权利要求1所述的矩形试样侧面涂层制备工装，其特征在于：所述框架(2)顶端及底端均设置有保护挡板(33)，所述保护挡板(33)之间形成u型槽(34)，所述u型槽(34)开口朝向框架(2)背面。
3.根据权利要求1所述的矩形试样侧面涂层制备工装，其特征在于：所述旋转机构(4)包括连杆(41)、与连杆(41)连接的摇杆(42)及伺服电机(44)，所述伺服电机(44)设置于安装槽(24)内。
4.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：李建章，王钰磊，张紫琦，马文科，高响，成来飞，
申请(专利权)人：西安鑫垚陶瓷复合材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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