一种内孔旋转等离子喷涂基体原位冷却装置的制作方法

本实用新型涉及热喷涂技术领域/冷却温控领域，特别涉及一种用于内孔旋转等离子喷涂基体原位冷却装置。

背景技术：

等离子喷涂技术作为热喷涂技术的一种，以等离子弧为热源，将喷涂粉末材料迅速加热至熔融或者半熔融状态，并且赋予喷涂粉末粒子高速动能撞击在待喷涂的基体表面，粒子在基体表面铺展凝固形成扁平粒子，通过大量的扁平粒子层层搭接堆垛沉积形成涂层。内孔旋转等离子喷涂通过调整特定的喷枪机械结构设计，使喷枪可伸入到内孔件中实施内壁喷涂，在内孔件内喷枪的运动轨迹整体呈螺旋式升降，在喷枪内使产生的等离子射束流与喷枪的轴线之间呈90-135°角。等离子喷涂层具有耐高温、耐磨、耐腐蚀等优良的性能，将内孔旋转等离子喷涂技术应用于内孔类零件的再制造与表面工程等领域具有重要应用前景与发展趋势，满足内孔类零件在实际的服役工况下高温、高压、高载与强腐蚀等苛刻环境的要求，在提升内孔类零件服役性能、延长装备的使用寿命、减少生产经济成本等方面具有重要的作用。

内孔旋转等离子喷涂是在受限空间内进行，其等离子焰流是由高频电压击穿氩气与氢气等气体产生，能量密度高、温度能够高达上万度。一方面，在实际喷涂过程中，内孔件基体内壁面与射流之间在热传导、辐射、对流等现象，焰流中的高能量通过传热过程传递到基体，易使基体内壁面积累了大量的热量。另一方面，高温高速的粒子撞击在内孔件内壁面后，随着铺展凝固形成扁平粒子的过程，将其所具有的能量传递给基体。鉴于上述两个方面，在受限空间内，基体表面易累积过度热量，且由于热应力作用，易使内孔旋转等离子喷涂涂层出现开裂，甚至脱落与剥落等缺陷。涂层微观结构、氧化物、残余应力以及涂层与基体的结合强度等，均将受到温度影响，因此研究内孔件基体热量积累过程并实现对其冷却具有重要的意义。

因此，如何更好地实现对内孔件基体热量过度累积现象进行原位消除，解决内孔旋转等离子喷涂的难题，保证内孔等离子喷涂涂层质量，提高喷涂效率，节约时间成本，成为本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的为针对当前内孔旋转等离子喷涂基体热量过度累积的不足，提供一种内孔旋转等离子喷涂基体原位冷却装置。该装置通过对蓄液模块、散热模块与导液模块三大模块进行设计，得到一种内孔旋转等离子喷涂基体原位冷却并且可调节冷却液体流量的冷却温控装置。

本发明的技术方案为：

一种内孔旋转等离子喷涂基体原位冷却装置，其组成包括导液模块、散热模块和蓄液模块；

所述的导液模块组成包括固定卡槽、下导液管、出液管和导液箱，导液箱为筒壁是中空结构的圆筒结构，两侧下部各设置有一个出液管；导液箱的顶端内沿，设置有固定卡槽，固定卡槽的周围，均匀分布有一圈下导液管；

所述的散热模块组成包括两块相同的半圆形散热弧面体，所述的散热弧面体的下表面设置有下进液孔，上表面设置有上进液孔；两块散热弧面体通过螺钉固定成为一个圆筒；

所述的蓄液装置由两块相同的半圆形弧面体组成，所述的半圆形弧面体为中空结构，每个半圆形弧面体的下表面部均匀分布有上导液管，上表面分布有一个进液管；

所述的散热模块通过将下表面进液孔嵌入到导液模块的下导液管上密闭固定，所述的蓄液装置通过上导液管嵌入散热模块上表面的的进液孔中。

所述的导液模块的外径为180mm，内径为122mm，高为70mm；散热模块长、宽、高为160×144×150mm；蓄液模块外径为180mm，内径为122mm，高为30mm；导液模块的下导液管的数量为26个，蓄液装置有上导液管的数量26个。

本发明与现有技术相比的优点和产生的积极效果。

本实用新型结构简单，成本低廉，操作方便，可以用于实现内孔旋转等离子喷涂基体原位冷却，并且可以实现冷却液体流量调节的调节，提高了冷却效率，节约了时间成本，改善喷涂效果，有助于得到性能最为优异的涂层，使得内孔旋转等离子喷涂技术在工业生产中的进一步推广应用。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图；其中1导液模块；2散热模块；3蓄液模块；4六角螺钉；

图2为本实用新型散热模块立体结构示意图；其中1-1固定卡槽；1-2下导液管；1-3出液管；1-4导液箱；

图3为本实用新型散热模块立体结构示意图；其中2-1进液孔；2-2螺孔；

图4为本实用新型蓄液模块立体结构示意图；其中3-1进液管；3-2蓄液箱；3-3上导液管

具体实施方式

本实用新型所述的内孔旋转等离子喷涂基体原位冷却装置的组成如图1所示，包括导液模块1、散热模块2和蓄液模块3；

所述的导液模块1组成如图2所示包括固定卡槽1-1、下导液管1-2、出液管1-3和导液箱1-4，导液箱1-4是圆筒状(水平截面为圆环)，为不锈钢板焊制而成的筒壁为中空结构的圆筒，两侧下部各设置有一个出液管1-3；导液箱1-4的顶端内沿，设置有固定卡槽1-1，固定卡槽1-1的周围，均匀分布有一圈下导液管1-2，下导液管1-2的数量为26个；

所述的散热模块2组成包括两块相同的半圆形散热弧面体，所述的散热弧面体的结构如图3所示，所述的散热弧面体的下表面设置有下进液孔，上表面设置有上进液孔；两块散热弧面体通过六角螺钉4固定成为一个圆筒，(圆筒的筒壁为中空，由于散热弧面体的侧部端面为非封闭结构，筒壁内部为互通)；所述的散热弧面体的厚度为7mm，散热模块2的下表面的的下进液孔的尺寸和数量均与导液模块1中的下导液管1-2匹配；

所述的蓄液装置3由两块相同的半圆形弧面体3-2组成，所述的半圆形弧面体的结构如图4所示，为中空结构(端部封闭或不封闭均可，本实施方式为封闭)，每个半圆形弧面体的下表面部均匀分布有上导液管3-3，上表面分布有一个进液管3-1；所述的蓄液装置3的下表面(即蓄液装置3有上导液管3-3的数量26个，进液管3-1数量为2个)；

所述的散热模块2通过将下表面进液孔2-1嵌入到导液模块1的下导液管1-2后固定，所述的蓄液装置3通过上导液管3-3推入散热模块2上表面的的进液孔中。

所述的内孔旋转等离子喷涂基体原位冷却装置的安装方法：所述的导液模块1位于底部，

所述的蓄液装置3通过上导液管3-3(如图4所示)与散热模块2连接，进液管3-1与上导液管3-3通过焊接在3-2蓄液箱上成为一个整体。

所述的导液模块1采用不锈钢材质，外径为180mm，内径为122mm，高为70mm，筒壁(即钢板)厚度为4mm，其中圆环卡槽1-1，外径130mm，内径128mm，深2mm；下导液管1-2直径为5mm，管厚为1mm，高度为10mm；出液口1-3直径为12mm，管厚为2mm，长度为35mm；26个下导液长管直径为5mm，长度为150mm，均匀分布在导液模块1的上表面上，用于导通冷却液体；散热模块2采用不锈钢材质，长宽高为160×144×150mm(即外半径72mm，内半径为65mm，侧部端面长度为8mm(左右两侧各一个端面))其中，散热模块2的外半径为72mm，内半径为65mm，高150mm，4个直径为8mm的螺纹通孔2-1均匀分布在散热模块2的两侧的延长体上，与六角螺栓4配合起到两个散热模块2的组合，并对内孔件基体的固定夹持作用，六角螺栓4的内切圆为8mm，长度为15mm。蓄液模块3外径为180mm，内径为122mm，高为30mm，厚度为3mm，其中上导液管1-2直径为5mm，管厚为1mm，高度为8mm；进液口1-3直径为12mm，管厚为2mm，长度为30mm。

热喷涂进行前，首先将导液模块1放置在地面上，将待喷涂内孔件固定在圆环卡槽1-1中。然后，分别将散热模块2的两个散热弧面体沿导液模块1的下导液管1-2插入后，通过4个六角螺栓4固定成一体，整体固定在导液模块1上；最后，再将蓄液模块3沿着上导液管3-3推入散热模块2的进液孔中，整个冷却装置安装到位。准备工作完成后，开始连通进出液口，通过调整不同的冷却介质与冷却液体流量，喷枪在两个电机的控制下，分别实现圆周运动与直线运动，并在内孔空间中做螺旋式升降，实现喷涂过程，从而达到对内孔旋转等离子喷涂的不同冷却效果，待喷涂过程完成后，关闭电源与气源，完成喷涂作业。

本装置的三大部分的冷却介质仅仅是在内孔件的周围制造一个冷却氛围，带走相应的热量，来保证涂层成形过程基体不会出现过热的现象。

本实用新型未尽事宜为公知技术。