一种热喷涂方法及其设备与流程

本发明涉及机械加工领域，具体是涉及热喷涂领域，更具体的是涉及一种热喷涂方法及其设备。

背景技术：

热喷涂具有操作简单、成本低及制备工件通用性强等特点，在航空航天、钢铁、矿产、汽车等领域已得到广泛的应用。热喷涂是是利用某种热源(如电弧、等离子喷涂或燃烧火焰等)将粉末状或丝状的金属或非金属材料加热到熔融或半熔融状态，然后借助焰流本身或压缩空气以一定速度喷射到预处理过的基体表面，沉积而形成具有各种功能的表面涂层的一种技术。

基体的表面状态对热喷涂涂层的质量有显著影响。其中，基体的温度对涂层的结合强度、应力状态、喷涂的沉积效率有显著影响。喷涂过程中，零件的基体温度一般控制在150℃左右；一些特殊要求的功能涂层甚至要求基体温度达到600℃。

对于小型的零件，零件热容量小，散热慢，同一区域的喷涂间隔短，喷涂过程中基体容易过热，需要使用压缩空气进行吹扫以达到降低基体温度。对于大型零件，零件热容量大，散热快，同一区域的喷涂间隔长，基体温度很难升高；同时喷涂过程中需要使用压缩空气吹扫未沉积粉尘，也降低了基体温度。

在目前的实际热喷涂涂层制备过程中，基体温度一般是通过喷枪预热、电阻炉提前预热和喷涂过程中的压缩空气吹扫进行控制，但是以上工艺对基体的温控精度都比较差，对于大型的零件很难提高基体待喷涂区域的温度。

广州有色院邓春明等人发明了一种用于热喷涂的基体温控装置(授权公告号：CN203200333U)，该装置可以根据基体和喷涂材料的类型适当调节基体的温度在某一个温度点上。该装置巧妙的采用基体温控器、基体温度连接盒和样品夹具组合成基体温控装置的结构，实现对基体温度进行精确控制。该装置非常适合试片基体温度控制，但是不适合对大型零件的基体温度进行控制。

鉴于上述原因，特提出本发明。

技术实现要素：

本发明的一个目的在于提供一种热喷涂方法；

本发明的另一目的在于提供一种热喷涂设备。

为达上述目的，一方面，本发明提供了一种热喷涂方法，其中，所述方法包括在热喷涂时，使用至少一种热源对喷涂出口将要移动到的待喷涂区域进行加热，然后对经过加热的区域进行喷涂。

根据本发明一些具体实施方案，其中，所述热源选自热辐射源和/或热喷射气流。

根据本发明一些具体实施方案，其中，所述热辐射源选自氙灯、卤素灯、红外加热等和激光器中的一种或多种。

根据本发明一些具体实施方案，其中，所述热喷射气流是将用于喷涂前对待喷涂区域进行吹扫的压缩空气进行加热产生的。

根据本发明一些具体实施方案，其中，所述方法还包括使用压缩空气对喷涂后的区域进行吹扫。

根据本发明一些具体实施方案，其中，所述方法还包括将压缩空气加热后再对喷涂后的区域进行吹扫。

对压缩空气加热可以采用一些常规加热手段和装置，譬如在压缩空气管上设置蛇形管、回型管之类的热电阻进行加热，或者是采用常规的管道加热器进行加热。

根据本发明一些具体实施方案，其中，所述热喷涂是用喷枪进行喷涂。

根据本发明一些具体实施方案，其中，所述方法包括使用热辐射源进行加热，其中热辐射源设置在喷枪的支架上。

其中可以理解的是，本发明对待喷涂区域进行加热，以及通过热气流对喷涂后区域进行吹扫，其中各部分的温度可以根据喷涂工艺、及喷涂的材质进行设定。譬如，可加热到100℃左右。

本发明的待喷涂区域的面积与喷枪在基体上形成的束斑的面积相当，具体面积依照喷涂工艺、喷枪型号确定，不同的喷枪，面积不同，通常为直径10-40mm。

待喷涂区域与喷涂区域紧邻，与喷枪的距离为喷涂距离。

喷涂时喷枪的移动速度根据工艺要求而定，通常为200-700mm/s。

另一方面，本发明还提供了一种热喷涂设备，所述设备包括用于热喷涂的喷枪2和至少一种热源，所述热源设置在能够对喷枪将要移动到的待喷涂区域进行加热的位置。

根据本发明一些具体实施方案，其中，所述热源选自热辐射源3和/或热喷射气流。

根据本发明一些具体实施方案，其中，所述热辐射源3选自氙灯、卤素灯、红外加热等和激光器中的一种或多种。

根据本发明一些具体实施方案，其中，所述热源至少包括热辐射源3，所述热辐射源设置在用于设置喷枪2的喷枪支架1上。

根据本发明一些具体实施方案，其中，至少在用于喷涂前对待喷涂区域进行吹扫的第一压缩空气管41上设置加热器101。

根据本发明一些具体实施方案，其中，还设置第二空气压缩管42以对喷涂后的区域进行吹扫。

根据本发明一些具体实施方案，其中，在第一压缩空气管41和第二空气压缩管42上分别各设置加热器101、102。

根据本发明一些具体实施方案，其中，所述加热器为热电阻。

根据本发明一些具体实施方案，其中，所述第一压缩空气管41与喷枪2的距离为喷涂的焰流打在零件基体上的斑点的直径的1到10倍。

根据本发明一些具体实施方案，其中，所述第二压缩空气管42与喷枪2的距离为喷涂的焰流打在零件基体上的斑点的直径的1到10倍。

综上所述，本发明提供了一种热喷涂方法及其设备。本发明的方法具有如下优点：

通过采用本发明的技术方案，可在恶劣天气条件或零件尺寸较大时保证工艺的实施；可提高并维持基体温度(譬如在寒冷天气喷涂某大型零件时，基体温度维持在100℃左右)，大大的提高的沉积效率，沉积效率由15％提高到20％，节约粉末和能源消耗，提高生产效率。

附图说明

图1为本发明实施例1的设备。

其中，1-喷枪支架，2-喷枪，3-热辐射源，41、42-压缩空气管，5-待喷涂区域，6-喷涂区域，7-涂层，8-零件基体，91、92-压缩空气加热器，箭头-喷枪移动方向。

具体实施方式

以下通过具体实施例详细说明本发明的实施过程和产生的有益效果，旨在帮助阅读者更好地理解本发明的实质和特点，不作为对本案可实施范围的限定。

实施例1

直径1.5米的圆环，端面等离子喷涂氧化铬。未使用本发明前，零件连续喷涂，零件的基体温度从室温20℃经过1小时后缓慢升高到65℃左右，并保持在65℃左右直到喷涂结束。使用本发明的设备，如图1所示，在喷枪支架1上加持红外加热灯3，并聚焦在喷枪的下一移动区域5，聚焦斑点约12mm；枪口的压缩空气使用管道加热器91和92对压缩空气进行加热，加热温度设定为100℃，零件的其它区域使用室温的压缩空气进行冷却吹扫。通过以上技术方案零件的基体温度可很快的达到100℃左右。