一种热喷涂工装的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种热喷涂工装，属于热喷涂技术领域。热喷涂工装包括旋转载体，以及固定在旋转载体上的圆面夹具和圆周面夹具。旋转载体由一个旋转圆盘、一个上圆管和一个下圆管组成。圆面夹具和圆周面夹具均由上下两块方钢组成；圆面夹具正面中部开有半圆凹槽，所述半圆凹槽的槽口长度与所夹持圆柱试样的直径相同，半圆凹槽的槽口宽度与所夹持圆柱试样的高度相同；圆周面夹具正面中部开有圆形凹槽，所述圆形凹槽的直径与所夹持圆柱试样的直径相同，所述圆形凹槽深度与所夹持圆柱试样的高度相同；圆面夹具和圆周面夹具中部均设有圆形通孔。本实用新型可以实现圆柱形试样表面的涂层全覆盖，并且显著缓解了夹具受热应力的影响。
【专利说明】
一种热喷涂工装
技术领域
[0001]本实用新型属于热喷涂技术领域，涉及一种热喷涂工装，尤其涉及一种可实现对圆柱试样表面进行涂层全覆盖的喷涂工装。【背景技术】
[0002]当前，热喷涂已经在航空，航天，海洋，石油等多领域得以广泛应用。主要的热喷涂技术有大气等离子喷涂(APS)，真空等离子喷涂(VPS)，超音速火焰喷涂(HV0F)，等压等离子喷涂(LPPS)等。热喷涂可以实现对金属和陶瓷的喷涂，在工件表面形成微米或毫米级别厚度的涂层。该涂层随着喷涂材料和工艺的不同，可以为工件提供额外的优异性能。如在航空发动机中，喷涂富含铝的合金涂层可以大幅提高工件的抗高温氧化腐蚀性能，低热导率的陶瓷涂层可以提供优异的隔热性能。为检测涂层的性能，使用寿命，或检验喷涂工艺的好坏，工业界和科研院校院所需要制作大量的涂层试样。涂层试样一般是在基体材料(以下简称基材)的表面喷涂一定厚度的涂层材料。涂层试样基材一般为标准尺寸的圆柱状，具有一定厚度。一般地，制作一批涂层试样要求在同一喷涂环境下进行，即要求热喷涂工装可夹持多个试样。
[0003]目前现有的热喷涂工装设计大致可分为两类:一类是喷枪移动式设计，一类是工装旋转式设计。喷枪移动式是指工装不动，喷枪做反复的移动。工装旋转式是指喷枪不动或只做微小的摆动，工装做自轴旋转运动。一种喷枪移动式工装设计是，在一块大薄钢板上， 形成多个稍大于标准基材直径的圆孔。这种简易工装需要放置与地面上，圆孔中放置需要喷涂的标准基材，喷枪需要垂直于地面对基材进行喷涂。这种工装的主要缺点是只能完成对试样圆面的喷涂，试样圆周面无法喷涂涂层。并且由于需要喷枪的移动完成多试样喷涂， 涂层的均匀性较差。对于工装旋转式的设计，喷枪水平放置并做上下微距离摆动，工装可原地自轴转动，从而实现涂层均匀喷涂。这种工装上安装有多个夹具。目前较常用的夹具是在金属块上内凹形成适合基材厚度的凹槽，凹槽直径与试样直径一致。这种工装的主要缺点是无法完成试样圆周面的喷涂，且多次使用后由于热应力的原因，凹槽形状容易变形。【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是，提供一种热喷涂工装，既可以完成对试样表面(包括圆面和圆周面)的涂层全覆盖，也可以解决夹具受热应力变形的问题。
[0005]本实用新型的目的通过以下技术方案实现。一种热喷涂工装，其特征在于，所述热喷涂工装包括旋转载体，以及固定在旋转载体上的圆面夹具和圆周面夹具。所述圆面夹具和圆周面夹具均可以有多个;圆面夹具用来夹持圆柱形试样的两个圆面，喷涂其圆周面;圆周面夹具用来夹持圆柱形试样的圆周面，喷涂其圆面。
[0006]进一步地，所述旋转载体由一个旋转圆盘、一个上圆管和一个下圆管组成，所述上圆管固定在旋转圆盘上部，所述下圆管固定在圆形转盘下部并安装在旋转转台上。上圆管的主要作用是阻挡热喷涂焰流对旋转至背面的夹具和样品形成烧损或额外喷涂。下圆管的作用是将旋转载体安装在旋转转台上，引导整个工装进行原位自轴旋转。
[0007]进一步地，所述旋转圆盘的圆周边缘钻有若干圆孔，所述圆面夹具和圆周面夹具通过所述圆孔与所述旋转圆盘固定。
[0008]进一步地，所述圆面夹具和圆周面夹具均由上下两块方钢组成，所述上下方钢之间通过螺丝连接固定，所述下方钢与所述旋转圆盘通过螺丝连接固定。
[0009]进一步地，所述圆面夹具正面中部开有半圆凹槽，所述半圆凹槽的槽口长度与所夹持圆柱试样的直径相同，所述半圆凹槽的槽口宽度与所夹持圆柱试样的高度相同。
[0010]进一步地，所述圆周面夹具正面中部开有圆形凹槽，所述圆形凹槽的直径与所夹持圆柱试样的直径相同，所述圆形凹槽深度与所夹持圆柱试样的高度相同。
[0011]进一步地，所述圆面夹具和圆周面夹具中部均设有圆形通孔。
[0012]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0013]本实用新型采用两种夹具(圆面夹具和圆周面夹具)的设计，可在喷涂时，完成圆柱试样圆周面的喷涂和正反两圆面的喷涂，从而实现试样表面的涂层全覆盖。
[0014]本实用新型采用两套夹具可互换安装使用的设计，可实现快速涂层全覆盖喷涂， 易于操作，节省时间，效率高。
[0015]本实用新型采用夹具上设有圆形通孔的设计，显著缓解了夹具受热应力的影响。【附图说明】
[0016]图1为本实用新型的热喷涂工装的旋转载体的结构示意图。
[0017]图2为本实用新型的热喷涂工装的圆面夹具的结构示意图。
[0018]图3为本实用新型的热喷涂工装的圆周面夹具的结构示意图。
[0019]图4为热喷涂工装的夹具的连接示意图。
[0020]图5为本实用新型的热喷涂工装的使用状态图。
[0021]附图标记:[〇〇22]1-旋转圆盘;2-上圆管;3-下圆管;4-圆盘圆孔;5-上方钢;6-下方钢;7-半圆凹槽；8-夹具通孔;9-上螺纹孔;10-圆形凹槽;11-下螺纹孔;12-喷枪;13-喷涂焰流;14-夹具。【具体实施方式】
[0023]以下结合附图对本实用新型的热喷涂工装进行详细描述。
[0024]本实用新型公开一种热喷涂工装，用于对圆柱形试样的表面进行涂层全覆盖性喷涂。所述热喷涂工装由旋转载体(图1所示)和夹具(圆面夹具如图2所示，圆周面夹具如图3 所示)组成。如图1所示，旋转载体由旋转圆盘1，上圆管2和下圆管3组成。旋转圆盘1上靠近圆周处钻有多个圆孔4,圆孔4是用来安装圆面夹具或圆周面夹具的。上圆管2的主要作用是阻挡热喷涂焰流对旋转至背面的夹具和样品形成烧损或额外喷涂。下圆管3的作用是可夹持在旋转台上，引导整个工装进行原位自轴旋转。如图2和3所示，圆面夹具(图2)和圆周面夹具(图3)均由两方钢(上方钢5,下方钢6)组成。上下两方钢由螺丝连接固定，上螺纹孔9的设计如图4所示。
[0025]若待夹持喷涂的圆柱形试样的直径为D，高度为H，相应的圆面夹具和圆周面夹具分别如图2和图3所示。如图2所示，圆面夹具中间开有半圆凹槽7，凹槽7的长为D宽为H，凹槽向内呈直径为D的半圆形状。圆面夹具的主要作用是通过夹持圆柱试样的两圆面，使得圆柱试样的圆周面正对喷枪和喷涂焰流，完成试样的圆周面的喷涂。如图3所示，圆周面夹具中间开有圆形凹槽10,凹槽10直径为D深度为H。圆周面夹具的主要作用是通过夹持圆柱试样圆周面，使得圆柱试样的圆面正对喷枪，完成试样的圆面的喷涂。
[0026]喷涂实例示意图如图5所示，装有圆柱试样的多个夹具13(圆面夹具或者圆周面夹具)被安装在旋转载体上，旋转载体自轴快速旋转。喷枪12水平放置，点枪后产生喷涂焰流 13,喷枪做上下微小慢速摆动运动。喷涂焰流13喷射到夹具13及受夹试样表面上，试样表面可形成涂层。由于旋转载体的自轴转动，可完成对多个试样的同时喷涂，且保证涂层的均匀性。
[0027]作为优选，可先使用圆面夹具，对圆柱试样的圆周面进行喷涂，涂层达到一定厚度后，再换成圆周面夹具，对圆柱试样的圆面进行喷涂。
【主权项】
1.一种热喷涂工装，其特征在于，所述热喷涂工装包括旋转载体，以及固定在旋转载体 上的圆面夹具和圆周面夹具。2.根据权利要求1所述的热喷涂工装，其特征在于，所述旋转载体由一个旋转圆盘、一 个上圆管和一个下圆管组成，所述上圆管固定在旋转圆盘上部，所述下圆管固定在圆形转 盘下部并安装在旋转转台上。3.根据权利要求2所述的热喷涂工装，其特征在于，所述旋转圆盘的圆周边缘钻有圆 孔，所述圆面夹具和圆周面夹具通过所述圆孔与所述旋转圆盘固定。4.根据权利要求2所述的热喷涂工装，其特征在于，所述圆面夹具和圆周面夹具均由上 下两块方钢组成，所述上下方钢之间通过螺丝连接固定，所述下方钢与所述旋转圆盘通过 螺丝连接固定。5.根据权利要求1所述的热喷涂工装，其特征在于，所述圆面夹具正面中部开有半圆凹 槽，所述半圆凹槽的槽口长度与所夹持圆柱试样的直径相同，所述半圆凹槽的槽口宽度与 所夹持圆柱试样的高度相同。6.根据权利要求1所述的热喷涂工装，其特征在于，所述圆周面夹具正面中部开有圆形 凹槽，所述圆形凹槽的直径与所夹持圆柱试样的直径相同，所述圆形凹槽深度与所夹持圆 柱试样的高度相同。7.根据权利要求1所述的热喷涂工装，其特征在于，所述圆面夹具和圆周面夹具中部均 设有圆形通孔。
【文档编号】B05B13/02GK205587203SQ201620195681
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年3月14日
【发明人】原慷, 李伟, 侯伟骜, 卢晓亮, 彭浩然, 冀晓鹃
【申请人】北京矿冶研究总院, 北矿新材科技有限公司