一种钛锆基合金表面处理工艺及喷丸强化装置

1.本发明属于钛锆基合金表面强化技术领域，具体的说是一种钛锆基合金表面处理工艺及喷丸强化装置。


背景技术：

2.锆钛基合金具有优异的力学性能、生物相容性、耐蚀性，密度低、强度高、热膨胀系数低以及抗蠕变性能等众多优良性能，是一种重要的金属合成材料，可用于制造发动机零部件、航天器结构件、人造骨骼、牙齿种植体等众多领域。
3.公开号为cn107488778a的一项中国专利公开了一种超声喷丸强化设备，所述喷丸强化设备包括喷丸室、夹持装置以及至少一个超声振动装置，其中，所述喷丸室内具有多个喷丸腔室，每个所述喷丸腔室的底部开设有通孔，每个所述喷丸腔室可与一个所述超声振动装置连接；所述喷丸腔室内容纳有弹丸；所述夹持装置与所述超声振动装置连接。本发明的超声喷丸设备针对大型的复杂曲面的风扇叶片进行喷丸强化，利用网格状喷丸室对风扇叶片表面进行区域划分，可以利用单个振动头分区域对风扇叶片进行逐个区域进行超声喷丸强化，也可以使用多个振动头同时对多个区域进行超声喷丸强化，提高了复杂曲面风扇叶片的超声喷丸效率。
4.锆钛基合金喷丸处理完成后，需要在锆钛基合金的表面喷涂耐磨涂层，现有的喷涂方式，将锆钛基合金放置到喷涂室内进行喷涂，在喷涂的同时，喷涂粉末在喷涂室内四处分散，四处飞扬的粉末粘附在喷涂室的内壁，导致喷涂的粉末难以利用而发生浪费的情况。
5.为此，本发明提供一种钛锆基合金表面处理工艺及喷丸强化装置。


技术实现要素：

6.为了弥补现有技术的不足，解决背景技术中所提出的至少一个技术问题。
7.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种钛锆基合金表面处理工艺，处理工艺包括以下步骤：
8.s1：将钛锆基合金送入喷丸机内，进行表面强化处理，在钛锆基合金的表面产生弹坑；
9.s2：将tio2/mos2复合润滑粉末与ti粉投入球磨机内进行球磨处理，得到混合粉末；混合粉末的原料质量投放份数为：1-20份的tio2、1-20份的mos2和1-30份的ti；因为混合粉末中含有ti，所述混合粉末与钛锆基合金的结合强度更高；
10.s3：将钛锆基合金放置到喷丸强化装置的喷涂室内，将制备好的混合粉末利用真空等离子喷涂喷到钛锆基合金的表面，形成致密的耐磨涂层，得到表面处理好的钛锆基合金；弹坑可以作为贮存润滑剂的场所，从而提高润滑的效果。
11.一种钛锆基合金表面处理的喷丸强化装置，该喷丸强化装置适用于上述的一种钛锆基合金表面处理工艺，所述喷丸强化装置包括喷涂机、喷涂室和防护门；所述喷涂机的中部开设有喷涂室，所述喷涂室的四面均铰接有防护门，所述喷涂室的底面四周均开设有安
装槽，所述安装槽的内部滑动安装有钛锆基合金板；工作时，打开喷涂室四周的防护门，将钛锆基合金板插入安装槽内，使得喷涂室的四面均安装上钛锆基合金板，喷涂室内的喷涂设备将混合粉末喷涂到钛锆基合金板的表面，降低了对钛锆基合金板单面喷涂处理时，四处飞扬的混合粉末粘附在喷涂室的内壁的概率，提高了混合粉末的利用率。
12.优选的，所述喷涂室的底面外侧开设有收纳槽，所述收纳槽的内部滑动安装有密封板，相邻所述密封板之间滑动配合，所述密封板靠近防护门的一面开设有齿槽，所述收纳槽的顶部开设有安装腔，所述安装腔连通收纳槽，所述安装腔的内部安装有电机，所述电机的转轴固接有齿轮，所述齿轮与齿槽啮合；工作时，将钛锆基合金板安装到安装槽内部后，电机带动齿轮转动，齿轮与齿槽啮合，驱动密封板沿着收纳槽向上滑动，将喷涂室的四面密封，从而降低了对钛锆基合金板单面喷涂时，混合粉末飞溅到喷涂室外部的概率，使得混合粉末飞溅集中，便于工作人员的清理收集工作。
13.优选的，所述收纳槽靠近喷涂室中部的一侧开设有滑槽，所述滑槽的内部滑动安装滑板，所述滑板的侧面与密封板的底部固接，所述安装槽的底部滑动安装推杆，所述推杆滑动台贯穿滑槽的顶壁，所述推杆的底端固接有挡板，所述挡板的底面与滑板的顶面滑动配合，所述挡板的顶面与滑槽的顶面之间固接有多个一号弹簧；工作时，密封板沿着收纳槽向上滑动时，带动滑板沿着滑槽滑动，推动挡板向上滑动，推动推杆滑入安装槽内，推杆推动钛锆基合金板抬高，将钛锆基合金板顶出安装槽，同时钛锆基合金板的顶面接触到喷涂室的顶面，将钛锆基合金板夹紧固定，降低了安装槽对钛锆基合金板底部喷涂的影响，提高了对钛锆基合金板单面喷涂时的全面的和喷涂效果。
14.优选的，所述安装槽的顶面内圈固接有弹性橡胶片，所述弹性橡胶片的顶面与钛锆基合金板的底面滑动配合，所述弹性橡胶片的底面与推杆的顶端滑动配合；工作时，通过弹性橡胶片将安装槽与喷涂室之间隔开，降低了喷涂室内的混合粉末进入安装槽内的概率，降低了工作人员清洁时的困难程度，提高了工作人员清洁时的效率。
15.优选的，所述喷涂室的顶面外圈开设有多对滑孔，每对所述滑孔的顶端开设有半圆孔，所述滑孔的内部滑动安装有推柱，两侧所述推柱的顶端固接有软杆，所述软杆与半圆孔滑动配合，内圈所述滑孔的两侧均开设槽口，内圈所述推柱的顶部两侧均固接滑块，所述滑块的侧壁与槽口的内壁滑动配合，所述滑块的底面与槽口的底面之间固接有二号弹簧，外圈所述推柱的底面与密封板的顶面滑动配合，内圈所述推柱的底面与钛锆基合金板的顶面滑动配合；工作时，密封板向上滑动时，密封板推动外侧的推柱滑入滑孔内，推动软杆滑入半圆孔内，软杆推动内侧的推柱滑出滑孔，使得滑块挤压二号弹簧，使得二号弹簧压缩，使得内侧的推柱挤压钛锆基合金板的顶面，使得软杆压缩，配合推杆，将钛锆基合金板固定加紧，便于工作人员对不同高度尺寸的钛锆基合金板进行单面喷涂工作，从而提高了喷丸强化装置的适用范围。
16.优选的，所述推柱包括套柱、滑柱、镶块和三号弹簧；所述软杆的底端固接有套柱，所述套柱的侧壁开设有多个限位槽，所述套柱的内圈滑动安装有滑柱，所述滑柱的顶部外圈固接有多个镶块，所述镶块的侧壁与限位槽的内壁滑动配合，所述套柱的内部顶面与滑柱的内部底面之间设置有三号弹簧；工作时，软杆推动内侧的套柱向下滑动，推动滑柱挤压钛锆基合金板的顶面，使得三号弹簧压缩，配合推杆，将钛锆基合金板固定加紧，便于工作人员对不同高度尺寸的钛锆基合金板进行固定夹持，从而进一步提高了喷丸强化装置的适
用范围。
17.优选的，所述喷涂机的底部开设有设备仓，所述设备仓的内部安装有抽风机，所述抽风机的出气孔管道连通喷涂机的外部，所述喷涂室的中部底面开设有收集槽，所述收集槽的中部固接安装柱，所述抽风机的进气端连通安装柱的内部，所述安装柱的外圈开设多个气孔，所述安装柱的顶端螺纹安装有盖板，所述盖板的底面外圈固接有收集筐，所述收集筐的底部为透气棉布，所述收集筐的内圈与外圈均为金属环板，所述盖板的底面外圈固接多个弧形弹片，所述弧形弹片的底端与收集筐的外圈内壁固接；工作时，抽风机启动，通过管道将喷涂室内的空气抽出喷涂机，喷涂室内的空气夹杂混合粉末进入收集筐内，混合粉末被收集筐底部的棉布过滤，使得混合粉末聚集到收集筐内，从而便于工作人员回收利用混合粉末，提高了混合粉末的回收率；通过设置的弧形弹片，将收集筐撑开，使得收集筐紧贴收集槽内，从而降低了混合粉末从收集筐与收集槽之间的缝隙进入收集槽内的概率。
18.优选的，所述收集筐的外圈顶部固接多个绒毛，所述绒毛与收集槽的内壁滑动配合，所述收集筐的外圈顶部固接有弹性凹环，所述弹性凹环位于绒毛的底部；工作时，混合粉末从收集筐与收集槽之间的缝隙进入收集槽时，受到绒毛的阻挡吸附，使得混合粉末吸附到绒毛的表面，设置的弹性凹环阻挡绒毛表面吸附的混合粉末的掉落，从而进一步提高了收集槽的清洁程度，便于工作人员的清洁工作。
19.本发明的有益效果如下：
20.1.本发明所述的一种钛锆基合金表面处理工艺及喷丸强化装置，通过设置喷涂机、喷涂室和防护门；将钛锆基合金板插入安装槽内，使得喷涂室的四面均安装上钛锆基合金板，喷涂室内的喷涂设备将混合粉末喷涂到钛锆基合金板的表面，降低了对钛锆基合金板单面喷涂处理时，四处飞扬的混合粉末粘附在喷涂室的内壁的概率，提高了混合粉末的利用率。
21.2.本发明所述的一种钛锆基合金表面处理工艺及喷丸强化装置，通过设置抽风机、收集筐和弧形弹片；通过设置的弧形弹片，将收集筐撑开，使得收集筐紧贴收集槽内，从而降低了混合粉末从收集筐与收集槽之间的缝隙进入收集槽内的概率；抽风机将喷涂室内的空气抽出，喷涂室内的空气夹杂混合粉末进入收集筐内，混合粉末被收集筐底部的棉布过滤，使得混合粉末聚集到收集筐内，便于工作人员回收利用混合粉末，提高了混合粉末的回收率。
附图说明
22.下面结合附图对本发明作进一步说明。
23.图1是本发明实施例一的立体图；
24.图2是本发明实施例一的剖视图；
25.图3是图2中a处局部放大图；
26.图4是图2中b处局部放大图；
27.图5是图4中c处局部放大图；
28.图6是图2中d处局部放大图；
29.图7是图6中e处局部放大图；
30.图8是本发明实施例二气孔的内部结构示意图；
31.图9是本发明的处理工艺流程图；
32.图中：1、喷涂机；2、喷涂室；3、防护门；4、安装槽；5、钛锆基合金板；6、收纳槽；7、密封板；8、齿槽；9、安装腔；10、电机；11、齿轮；12、滑槽；13、滑板；14、推杆；15、挡板；16、一号弹簧；17、弹性橡胶片；18、滑孔；19、半圆孔；20、推柱；21、软杆；22、槽口；23、滑块；24、二号弹簧；25、设备仓；26、抽风机；27、收集槽；28、安装柱；29、气孔；30、盖板；31、收集筐；32、弧形弹片；33、绒毛；34、弹性凹环；35、壳体；36、密封塞；37、四号弹簧；38、弹性棉绳；201、套柱；202、滑柱；203、镶块；204、三号弹簧；205、限位槽。
具体实施方式
33.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
34.实施例一
35.如图9所示，本发明实施例所述的一种钛锆基合金表面处理工艺，处理工艺包括以下步骤：
36.s1：将钛锆基合金送入喷丸机内，进行表面强化处理，在钛锆基合金的表面产生弹坑；
37.s2：将tio2/mos2复合润滑粉末与ti粉投入球磨机内进行球磨处理，得到混合粉末；混合粉末的原料质量投放份数为：1-20份的tio2、1-20份的mos2和1-30份的ti；因为混合粉末中含有ti，所述混合粉末与钛锆基合金的结合强度更高；
38.s3：将钛锆基合金放置到喷丸强化装置的喷涂室2内，将制备好的混合粉末利用真空等离子喷涂喷到钛锆基合金的表面，形成致密的耐磨涂层，得到表面处理好的钛锆基合金；弹坑可以作为贮存润滑剂的场所，从而提高润滑的效果。
39.如图1至图2所示，一种钛锆基合金表面处理的喷丸强化装置，该喷丸强化装置适用于上述的一种钛锆基合金表面处理工艺，所述喷丸强化装置包括喷涂机1、喷涂室2和防护门3；所述喷涂机1的中部开设有喷涂室2，所述喷涂室2的四面均铰接有防护门3，所述喷涂室2的底面四周均开设有安装槽4，所述安装槽4的内部滑动安装有钛锆基合金板5；工作时，打开喷涂室2四周的防护门3，将钛锆基合金板5插入安装槽4内，使得喷涂室2的四面均安装上钛锆基合金板5，喷涂室2内的喷涂设备将混合粉末喷涂到钛锆基合金板5的表面，降低了对钛锆基合金板5单面喷涂处理时，四处飞扬的混合粉末粘附在喷涂室2的内壁的概率，提高了混合粉末的利用率。
40.如图3所示，所述喷涂室2的底面外侧开设有收纳槽6，所述收纳槽6的内部滑动安装有密封板7，相邻所述密封板7之间滑动配合，所述密封板7靠近防护门3的一面开设有齿槽8，所述收纳槽6的顶部开设有安装腔9，所述安装腔9连通收纳槽6，所述安装腔9的内部安装有电机10，所述电机10的转轴固接有齿轮11，所述齿轮11与齿槽8啮合；工作时，将钛锆基合金板5安装到安装槽4内部后，电机10带动齿轮11转动，齿轮11与齿槽8啮合，驱动密封板7沿着收纳槽6向上滑动，将喷涂室2的四面密封，从而降低了对钛锆基合金板5单面喷涂时，混合粉末飞溅到喷涂室2外部的概率，使得混合粉末飞溅集中，便于工作人员的清理收集工作。
41.所述收纳槽6靠近喷涂室2中部的一侧开设有滑槽12，所述滑槽12的内部滑动安装
滑板13，所述滑板13的侧面与密封板7的底部固接，所述安装槽4的底部滑动安装推杆14，所述推杆14滑动台贯穿滑槽12的顶壁，所述推杆14的底端固接有挡板15，所述挡板15的底面与滑板13的顶面滑动配合，所述挡板15的顶面与滑槽12的顶面之间固接有多个一号弹簧16；工作时，密封板7沿着收纳槽6向上滑动时，带动滑板13沿着滑槽12滑动，推动挡板15向上滑动，推动推杆14滑入安装槽4内，推杆14推动钛锆基合金板5抬高，将钛锆基合金板5顶出安装槽4，同时钛锆基合金板5的顶面接触到喷涂室2的顶面，将钛锆基合金板5夹紧固定，降低了安装槽4对钛锆基合金板5底部喷涂的影响，提高了对钛锆基合金板5单面喷涂时的全面的和喷涂效果。
42.所述安装槽4的顶面内圈固接有弹性橡胶片17，所述弹性橡胶片17的顶面与钛锆基合金板5的底面滑动配合，所述弹性橡胶片17的底面与推杆14的顶端滑动配合；工作时，通过弹性橡胶片17将安装槽4与喷涂室2之间隔开，降低了喷涂室2内的混合粉末进入安装槽4内的概率，降低了工作人员清洁时的困难程度，提高了工作人员清洁时的效率。
43.如图4所示，所述喷涂室2的顶面外圈开设有多对滑孔18，每对所述滑孔18的顶端开设有半圆孔19，所述滑孔18的内部滑动安装有推柱20，两侧所述推柱20的顶端固接有软杆21，所述软杆21与半圆孔19滑动配合，内圈所述滑孔18的两侧均开设槽口22，内圈所述推柱20的顶部两侧均固接滑块23，所述滑块23的侧壁与槽口22的内壁滑动配合，所述滑块23的底面与槽口22的底面之间固接有二号弹簧24，外圈所述推柱20的底面与密封板7的顶面滑动配合，内圈所述推柱20的底面与钛锆基合金板5的顶面滑动配合；工作时，密封板7向上滑动时，密封板7推动外侧的推柱20滑入滑孔18内，推动软杆21滑入半圆孔19内，软杆21推动内侧的推柱20滑出滑孔18，使得滑块23挤压二号弹簧24，使得二号弹簧24压缩，使得内侧的推柱20挤压钛锆基合金板5的顶面，使得软杆21压缩，配合推杆14，将钛锆基合金板5固定加紧，便于工作人员对不同高度尺寸的钛锆基合金板5进行单面喷涂工作，从而提高了喷丸强化装置的适用范围。
44.如图5所示，所述推柱20包括套柱201、滑柱202、镶块203和三号弹簧204；所述软杆21的底端固接有套柱201，所述套柱201的侧壁开设有多个限位槽205，所述套柱201的内圈滑动安装有滑柱202，所述滑柱202的顶部外圈固接有多个镶块203，所述镶块203的侧壁与限位槽205的内壁滑动配合，所述套柱201的内部顶面与滑柱202的内部底面之间设置有三号弹簧204；工作时，软杆21推动内侧的套柱201向下滑动，推动滑柱202挤压钛锆基合金板5的顶面，使得三号弹簧204压缩，配合推杆14，将钛锆基合金板5固定加紧，便于工作人员对不同高度尺寸的钛锆基合金板5进行固定夹持，从而进一步提高了喷丸强化装置的适用范围。
45.如图2和图6所示，所述喷涂机1的底部开设有设备仓25，所述设备仓25的内部安装有抽风机26，所述抽风机26的出气孔管道连通喷涂机1的外部，所述喷涂室2的中部底面开设有收集槽27，所述收集槽27的中部固接安装柱28，所述抽风机26的进气端连通安装柱28的内部，所述安装柱28的外圈开设多个气孔29，所述安装柱28的顶端螺纹安装有盖板30，所述盖板30的底面外圈固接有收集筐31，所述收集筐31的底部为透气棉布，所述收集筐31的内圈与外圈均为金属环板，所述盖板30的底面外圈固接多个弧形弹片32，所述弧形弹片32的底端与收集筐31的外圈内壁固接；工作时，抽风机26启动，通过管道将喷涂室2内的空气抽出喷涂机1，喷涂室2内的空气夹杂混合粉末进入收集筐31内，混合粉末被收集筐31底部
的棉布过滤，使得混合粉末聚集到收集筐31内，从而便于工作人员回收利用混合粉末，提高了混合粉末的回收率；通过设置的弧形弹片32，将收集筐31撑开，使得收集筐31紧贴收集槽27内，从而降低了混合粉末从收集筐31与收集槽27之间的缝隙进入收集槽27内的概率。
46.如图7所示，所述收集筐31的外圈顶部固接多个绒毛33，所述绒毛33与收集槽27的内壁滑动配合，所述收集筐31的外圈顶部固接有弹性凹环34，所述弹性凹环34位于绒毛33的底部；工作时，混合粉末从收集筐31与收集槽27之间的缝隙进入收集槽27时，受到绒毛33的阻挡吸附，使得混合粉末吸附到绒毛33的表面，设置的弹性凹环34阻挡绒毛33表面吸附的混合粉末的掉落，从而进一步提高了收集槽27的清洁程度，便于工作人员的清洁工作。
47.实施例二
48.如图8所示，对比实施例一，其中本发明的另一种实施方式为：所述气孔29的内部螺纹安装壳体35，所述壳体35远离气孔29的一端滑动安装密封塞36，所述密封塞36与壳体35靠近气孔29的一端之间安装有四号弹簧37，所述密封塞36的外壁与壳体35的内壁之间固接多个弹性棉绳38，所述弹性棉绳38的外壁设置有棉毛；工作时，抽风机26将喷涂室2内的空气抽出时，密封塞36在气流的推动在滑向壳体35的内部，使得四号弹簧37压缩，将弹性棉绳38拉伸，使得弹性棉绳38表面的棉毛舒展，使得抽出的空气经过弹性棉绳38与棉毛的过滤，从而进一步提高了抽出空气的清洁程度。
49.工作时：将盖板30底部的收集筐31套在安装柱28的外圈，将盖板30拧到安装柱28的顶部，使得收集筐31安装到收集槽27内，弧形弹片32，将收集筐31撑开，使得收集筐31紧贴收集槽27内；
50.将钛锆基合金板5插入安装槽4内，使得喷涂室2的四面均安装上钛锆基合金板5；启动电机10，带动齿轮11转动，齿轮11与齿槽8啮合，驱动密封板7沿着收纳槽6向上滑动，密封板7推动外侧的推柱20滑入滑孔18内，推动软杆21滑入半圆孔19内，软杆21推动内侧的套柱201向下滑动，推动滑柱202挤压钛锆基合金板5的顶面，使得三号弹簧204压缩；
51.密封板7沿着收纳槽6向上滑动时，带动滑板13沿着滑槽12滑动，推动挡板15向上滑动，推动推杆14滑入安装槽4内，推杆14推动钛锆基合金板5抬高，将钛锆基合金板5顶出安装槽4，推杆14配合滑柱202，将钛锆基合金板5固定加紧；喷涂室2内的喷涂设备将混合粉末喷涂到钛锆基合金板5的表面，降低了对钛锆基合金板5单面喷涂处理时，四处飞扬的混合粉末粘附在喷涂室2的内壁的概率，提高了混合粉末的利用率；
52.同时，抽风机26启动，通过管道将喷涂室2内的空气抽出喷涂机1，喷涂室2内的空气夹杂混合粉末进入收集筐31内，混合粉末被收集筐31底部的棉布过滤，使得混合粉末聚集到收集筐31内，从而便于工作人员回收利用混合粉末，提高了混合粉末的回收率。
53.上述前、后、左、右、上、下均以说明书附图中的图1为基准，按照人物观察视角为标准，装置面对观察者的一面定义为前，观察者左侧定义为左，依次类推。
54.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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发明和简化描述，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发明保护范围的限制。
55.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该
了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。