一种涂层制备装置及其制备的涂层的制作方法

1.本实用新型涉及喷涂技术领域，尤其涉及一种涂层制备装置及其制备的涂层。


背景技术：

2.喷涂技术是近些年发展起来的新型表面涂层技术，可用在防腐、耐磨、耐高温及其他领域的涂层制备上，相比于传统的复合层制备技术，喷涂技术具有沉积速率高、成本低、对基体热影响小、可实现小规模多样化定制服务等特点，在化工企业、机械制造、电力等领域应用广泛，具有良好的发展前景。
3.喷涂技术制备的涂层由于形成机理是高速颗粒的塑性形变、机械咬合、镶嵌、堆砌构成涂层，进而导致基于喷涂技术制备的涂层表面平整度不高，微观表面更是由无数凸起和凹陷组成。然而在实际工业生产应用中，往往对材料、设备等表面平整度和光洁度有一定的要求，因此在利用喷涂技术制备功能涂层时需充分考虑涂层应用端对涂层表面形貌的要求，因此亟需提出一种新型涂层制备装置，以制备表面平整度和光洁度高的涂层。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服现有喷涂技术制备的涂层表面平整度不高的问题，提供了一种涂层制备装置及其制备的涂层。
5.本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种涂层制备装置，系统具体包括高压气源，高压气源分别经送粉管路、加热管路连接至喷管；所述装置还包括与喷管并列设置的涂层处理部件，涂层处理部件用于压延或抛光涂层表面。
6.在一示例中，所述送粉管路上设有送粉装置。
7.在一示例中，所述加热管路上设有气体加热器。
8.在一示例中，所述喷管为收敛扩散喷管。
9.在一示例中，所述喷管上设有连接块，连接块上设有涂层处理部件。
10.在一示例中，所述连接块上设有具有伸缩功能的连接件，连接件上设有涂层处理部件。
11.在一示例中，所述涂层处理部件为转辊或抛光机构。
12.在一示例中，所述涂层处理部件为转辊时，转辊与涂层接触点的线速度方向与涂层相对所述喷管的运动方向一致。
13.在一示例中，所述涂层处理部件为转辊时，转辊为具有加热功能的转辊。
14.在一示例中，所述涂层处理部件为抛光机构时，抛光机构为激光抛光、机械抛光、磁研磨抛光中的至少一种。
15.需要进一步说明的是，上述各示例对应的技术特征可以相互组合或替换构成新的技术方案。
16.本实用新型还包括一种涂层，该涂层采用上述任一示例或多个示例组合形成的所述涂层制备装置制备得到，其表面为平整面或光洁面。
17.与现有技术相比，本实用新型有益效果是：
18.1.在一示例中，通过涂层处理部件对新鲜原生涂层表面进行压延或抛光处理，以此提升涂层表面平整度及光洁度，使涂层表面能够满足工业生产应用的平整度及光洁度要求。
19.2.在一示例中，通过收敛扩散喷管对喷涂介质进行加速，以使喷涂颗粒能够获得足够动能，在喷涂基体充分形变、咬合、镶嵌构成涂层。
20.3.在一示例中，通过具有伸缩功能的连接件能够进一步调节涂层处理部件与喷涂基体表面的距离，满足了可调的表面处理压延需求，实现了不同涂层喷距工艺下的原生涂层表面处理。
21.4.在一示例中，通过使转辊与涂层接触点的线速度方向与涂层相对所述喷管的运动方向一致，能够保证涂层制备的安全进行。
22.5.在一示例中，通过具有可调节加热功能的压延转棍，实现了对原生涂层的热压，进一步保证了涂层表面的平整度。
23.6.在一示例中，通过抛光机构对新鲜原生涂层表面进行抛光处理，实现了对原生涂层光洁度的提升，进一步保证了制备涂层的光洁度。
附图说明
24.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。
25.图1为本实用新型一示例中装置示意图；
26.图2为本实用新型一示例中装置局部示意图。
27.图中：1-高压气源、2-送粉管路、3-送粉装置、4-加热管路、5-气体加热器、6-喷管、7-连接块、8-连接件、9-涂层处理部件、10-喷涂基体、11-平整面涂层、12-原生涂层、13-喷涂颗粒。
具体实施方式
28.下面结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
29.在本实用新型的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系为基于附图所述的方向或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，属于“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
30.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，属于“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地
连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
31.此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
32.在一示例中，一种涂层制备装置，如图1所示，具体包括高压气源1，高压气源1分别经送粉管路2、加热管路4连接至喷管6，即送粉管路2出气端连接至喷管6进气端，同时加热管路4出气端也连接至喷管6进气端；装置还包括与喷管6并列设置的涂层处理部件9，涂层处理部件9用于压延或抛光原生涂层表面，即经过喷头喷涂制备的原生涂层随即经涂层处理部件进行压延或抛光处理。具体地，高压气源1具体为高压气枪，用于产生高压气体，该气体为惰性气体，如氮气、氦气或氩气等，优选为氦气。送粉管路2用于基于惰性气体输送喷涂用的粉末状材料；加热管路4用于加热高压气体，以实现气体加热，使气体在经喷管6时获得更高的速度；喷管6用于对高温高压气体进行加速。涂层处理部件9通过压延(碾压)或激光抛光、机械抛光、磁研磨抛光等方式使喷涂涂层形成光洁面。更为具体地，本实用新型的工作原理为：
33.送粉管路2、加热管路4的两路气体混合形成高温、高压的气粉混合体，经喷管6加速喷出，获得较高动能的喷涂颗粒13(粉末状材料)撞击喷涂基体10，进而在喷涂基体10表面发生严重的塑性变形和机械咬合进而实现涂层的制备；涂层制备的同时，涂层处理部件9对新鲜的涂层表面进行碾压或抛光处理，以此提升涂层表面平整度及光洁度，使涂层表面能够满足工业生产应用的平整度及光洁度要求。
34.在一示例中，所述送粉管路2上设有送粉装置3，具体为送粉率可调的送粉器，送粉量误差小于1％，以惰性气体氮气作为载粉气体。进一步地，送粉管路2上设有压力检测器、流量检测器及流量控制装置，用于获取送粉管路2的实时压力、流量信息，并通过流量控制装置对管路介质流量进行调节。其中，流量控制装置优选为控制器+电动阀，压力检测器、流量检测器的输出端均与控制器无线通信连接，控制器以此获取当前压力、流量信息进而通过控制电动阀开合实现送粉管路2中介质流量大小控制。
35.在一示例中，所述加热管路4上设有气体加热器5，其内设有加热体，用于加热喷涂用的高压动力气体。作为一优选，加热器内还设有加热探头，用于探测加热器中高压气体的温度，通过设置温控表，能够将加热器中的高压气体加热到预设的温度范围，使得对高压气体的温度可控性增强。进一步地，气体加热器管路4上设有压力检测器、流量检测器、流量控制装置，用于获取气体加热管路的实时压力、流量信息，并通过流量控制装置对管路介质流量进行调节。需要进一步说明的是，送粉管路2中压力大于加热管路4中气体压力。
36.在一示例中，所述喷管6为现有具有喉结结构的收敛-扩散喷管，即拉瓦尔喷管，用于对喷涂介质(喷涂颗粒13)进行加速，以使喷涂颗粒能够获得足够动能，在喷涂基体充分形变、咬合、镶嵌构成涂层。其中，喷涂基体10表示用于沉积涂层的物体，优选为金属材质。更为具体地，喷管6外设置循环冷却水，用于喷管6降温，防止粉末在喷管6内壁粘附。
37.在一示例中，所述喷管6相对位置上设有连接块7，连接块7另一端安装有涂层处理部件9，涂层处理部件9的处理面与喷涂基体10表面相对。具体地，连接块7优选为金属连接块7，机械强度大，且工作寿命长。
38.在一示例中，所述连接块7上设有具有伸缩功能的连接件8，连接件8上设有涂层处理部件9，涂层处理部件9的处理面与喷涂基体10表面相对。具体地，连接件8具体为连接臂，优选为金属材质的连接臂，机械强度高，以满足不同涂层对涂层处理机构的工艺需求。更为具体地，连接臂包括电机a以及金属伸缩杆，电机a设于连接块7上，且电机a输出端与伸缩杆一端连接，伸缩杆另一端上安装有涂层处理部件9。本示例中，通过具有伸缩功能的连接臂能够进一步调节涂层处理部件9与喷涂基体10表面的距离，满足了可调的表面处理压延需求，实现了不同涂层喷距工艺下的原生涂层12表面处理。
39.在一示例中，所述涂层处理部件9为转辊，优选为经打磨光滑处理的转辊。具体地，机械臂上安装有旋转电机b，电机b安装于机械臂上，电机b输出端连接转辊，转辊轴向转动压延涂层表面，得到平整面(镜面)涂层。更为具体地，可通过实际应用需求调节转辊长度，进而调节压延面长度。
40.作为一选项，所述涂层处理部件9为抛光机构，比如激光器，激光器的激光输出端面向于喷涂基体10表面，进而以激光抛光的方式对喷涂基体10表面涂层进行抛光处理，得到镜面涂层。
41.在一示例中，所述转辊与涂层接触点的线速度方向与涂层相对所述喷管6的运动方向一致，进而保证涂层制备的安全实施，同时能够使新鲜原生涂层12制备完成后立即通过涂层处理部件9进行压延或者抛光处理，最大程度保证了涂层表面的平整度。其中，原生涂层12表示未经过压延或者抛光处理的涂层，其表面由无数凸起和凹陷组成。
42.在一示例中，所述转辊为具有加热功能的转辊，优选为具有可调节加热功能的转棍。具体地，转辊上设有加热灯丝或者加热灯管，进而实现对原生涂层12的热压，保证了涂层表面的平整度。
43.本实用新型还包括一种涂层，该涂层采用上述任一示例或多个示例组成形成的涂层制备装置制备得到，其表面为平整面，优选为光洁面。
44.以上具体实施方式是对本实用新型的详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式只局限于这些说明，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演和替代，都应当视为属于本实用新型的保护范围。