超音速等离子喷涂单个凝固斑点获取装置的制作方法

本实用新型涉及喷涂技术领域，尤其涉及一种超音速等离子喷涂单个凝固斑点获取装置。

背景技术：

在现代工业的诸多领域中，许多设备零部件在运行过程中都会受到磨损、腐蚀、高温氧化等不利因素影响，缩短设备构件的使用寿命。而作为表面工程中重要的热喷涂技术，可使基体表面具有耐磨、耐蚀、耐高温氧化、电绝缘、隔热、防辐射、减磨和密封等性能，另外，热喷涂技术还可以用于缺损零部件的修复，零部件的预保护等。基于热喷涂层的广泛应用，对喷涂参数进行优化，使热喷涂层达到指定的性能指标，是非常重要的。

涂层的微观结构和机械性能主要由熔融粒子的飞行特性、铺展形貌及后续熔滴的堆垛形式整个动力学过程决定的，因此有必要去研究热喷涂参数对单个熔融喷涂粒子的铺展形貌的影响，建立喷涂参数、喷涂粒子铺展形貌与涂层性能之间的关系。根据以上喷涂参数、喷涂粒子铺展形貌与涂层性能三者之间的关系，可以通过改变喷涂参数对喷涂粒子铺展形貌进行控制，进而实现精确控制涂层质量。

因此，有必要设计超音速等离子喷涂单个凝固斑点获取装置以收集单个喷涂粒子的铺展形貌。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提出一种超音速等离子喷涂单个凝固斑点获取装置，能够捕捉单个喷涂粒子的铺展形貌，有利于对涂层性能和质量进行精确的控制。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种超音速等离子喷涂单个凝固斑点获取装置，包括底板，所述底板的一端设置有挡板，所述底板上固定有与所述挡板平行的基片，所述挡板上沿水平方向排列多个圆孔阵列，每个所述圆孔阵列中均布有多个直径为0.5-0.7mm的圆孔。

作为上述超音速等离子喷涂单个凝固斑点获取装置的一种优选方案，所述圆孔阵列呈矩形，所述矩形的大小与所述基片相适配。

作为上述超音速等离子喷涂单个凝固斑点获取装置的一种优选方案，所述相邻圆孔之间的圆心间距的范围4.0-7.0mm。

作为上述超音速等离子喷涂单个凝固斑点获取装置的一种优选方案，所述底板上设置有多条平行的滑移轨道，所述滑移轨道上滑动设置有滑动基座，所述滑动基座上固定有所述基片。

作为上述超音速等离子喷涂单个凝固斑点获取装置的一种优选方案，所述滑动基座包括滑块和夹头，所述滑块与所述夹头相互连接，所述滑块与所述滑移轨道滑动配合，所述夹头用于夹持所述基片。

作为上述超音速等离子喷涂单个凝固斑点获取装置的一种优选方案，所述滑块与所述夹头在所述滑块的不同位置实现可拆卸连接。

作为上述超音速等离子喷涂单个凝固斑点获取装置的一种优选方案，所述滑块上安装有限位螺杆，所述限位螺杆抵持在所述滑移轨道上。

作为上述超音速等离子喷涂单个凝固斑点获取装置的一种优选方案，所述夹头上设置有夹持螺杆，用于将所述基片固定在所述夹头上。

作为上述超音速等离子喷涂单个凝固斑点获取装置的一种优选方案，所述滑移轨道为横截面呈燕尾型的凹槽，所述凹槽的底部宽度大于所述凹槽的开口宽度。

作为上述超音速等离子喷涂单个凝固斑点获取装置的一种优选方案，所述基片与所述挡板相对的表面为镜面。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提出的超音速等离子喷涂单个凝固斑点获取装置，通过设置均布的直径为0.5-0.7mm的圆孔在挡板上，在热喷涂时，能够实现单个喷涂粒子落到基片上，能够实现对单个喷涂粒子的铺展形貌进行观察，能够为涂层性能的控制提供数据。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式提供的超音速等离子喷涂单个凝固斑点获取装置的结构示意图；

图2是本实用新型具体实施方式提供的挡板的结构示意图；

图3是本实用新型具体实施方式提供的底板的结构示意图；

图4是本实用新型具体实施方式提供的滑动基座的结构示意图。

其中，1、底板；2、挡板；3、基片；4、滑动基座；

11、滑移轨道；

21、圆孔阵列；22、圆孔；

41、滑块；42、夹头；43、限位螺杆；44、夹持螺杆。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

如图1-4所示，本实施方式中提出的一种超音速等离子喷涂单个凝固斑点获取装置，包括带有滑移轨道11的底板1，滑移轨道11上滑动设置有滑动基座4，滑动基座4上固定有基片3，底板1的一端设置有挡板2，挡板2上的水平方向排列多个圆孔阵列21，每个圆孔阵列21中均布有多个直径为0.5-0.7mm的圆孔22。圆孔22的直径根据具体情况可以选择0.55mm、0.60mm或0.65mm。

如图2所示，该单个凝固斑点获取装置通过在挡板2上设置均布的圆孔22，且圆孔22的尺寸在0.5-0.7mm之间，较喷涂粒子的尺寸(0.1mm-0.2mm)大，且小于0.7mm，如此射流喷扫后形成的单个喷涂粒子的铺展形貌的概率在90％以上，重叠的或不完整的喷涂粒子铺展形貌的概率较小，能够较好的实现对单个喷涂粒子的铺展形貌的捕捉。

该实施方式中圆孔阵列21呈矩形，矩形的大小与基片3相适配，具体为，水平方向排列6个圆孔22，竖直方向排列9个圆孔22，相邻圆孔22之间的圆心间距的范围4.0-7.0mm，具体可以选择为5.0mm、6.0mm，相邻圆孔22之间的圆心间距过小会导致喷扫后形成重叠的喷涂粒子的铺展形貌的概率增加，而圆心间距过大时，会导致收集到的铺展形貌过少，实验结果容易造成偏差。

挡板2尺寸为315mm×12085mm×3mm的不锈钢板，挡板2通过螺杆固定在底板1的一端，挡板2上水平排列有多个矩形圆孔阵列21，对应的，底板1上设置有多条平行的滑移轨道11，矩形圆孔阵列21和滑移轨道11的位置相互对应。本实施方式中为六个矩形圆孔阵列21和六条滑移轨道11，可以将基片3分别固定在不同滑移轨道11的不同位置，使不同滑移轨道11上的基片3与挡板2之间的距离不同，可以一次性进行不同喷涂距离下喷涂粒子铺展形貌的收集，简化了实验过程，缩短了实验时间，进一步提高了实验效率。

如图4所示，基片3由滑动基座4固定，其中，滑动基座4包括滑块41和夹头42，夹头42壁厚均为4mm，固定于滑块41的起始端处，可以采取焊接等连接方式，夹头42随滑块41的移动能够实现对喷涂距离进行较大范围的调整。另外，滑块41与夹头42之间可以实现可拆卸连接，滑块41与滑移轨道11滑动配合，夹头42用于夹持基片3，滑块41和夹头42可以实现可拆卸连接，根据具体需求，可以将夹头42与滑块41的不同位置连接，进一步增大了喷涂距离的可选择范围。

滑块41上安装有限位螺杆43，限位螺杆43抵持在滑移轨道11上，能够预防滑块41的移动。夹头42上设置有夹持螺杆44，用于将基片3固定在夹头42上。由于热喷涂射流速度快、能量高，在喷涂过程中极快的射流使得喷涂粒子达到基片3上时，会对基片3造成冲击，造成基片3或滑块41发生移动，使喷涂距离产生误差，进而影响实验结果；采用限位螺杆43和夹持螺杆44分别对滑块41、夹头42进行固定，避免了射流冲击对实验结果的影响，增加了实验数据的准确性和可靠性。

如图3所示，滑移轨道11为横截面呈燕尾型的凹槽，凹槽的底部宽度大于凹槽的开口宽度，凹槽的开口宽为15mm，底部宽为25mm，高度为7mm，根据具体情况可进行其他的尺寸选择。

基片3与挡板2相对的表面为镜面。镜面基片3采用不锈钢材质，尺寸为60mm×35mm×5mm，基片3表面为镜面形貌，当喷涂粒子沉积于基片3表面时，减少了因表面粗糙度对喷涂粒子的铺展形貌造成的实验偏差，而且镜面材质的基片3板后续的实验结果分析提供了便利，减少了其他外界因素的干扰。

采用本实施方式的单个凝固斑点获取装置采集喷涂粒子铺展形貌时，具体的方法为：首先用螺杆将挡板2固定于底板1上，将滑动基座4放入滑移轨道11，然后根据设置的喷涂距离调整滑动基座4的位置，并用限位螺杆43将滑块41固定在滑移轨道11上，然后将基片3放置在夹头42上，并保持夹头42位于基片3的中间位置，然后用夹持螺杆44将基片3固定，将本装置放置于射流的射出方向上，使射流沿竖直方向进行一次喷扫，然后对基片3上形成的喷涂粒子的铺展形貌进行观察。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。