一种用于表面热喷涂涂层制备过程的冷却装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于表面热喷涂涂层制备过程的冷却装置，包括：铜质卡盘(1)、冷却腔体(2)、预紧环(4)、固定底盘(6)、对磨密封环(8)、冷却气进口(9)和法兰盘(10)；铜质卡盘(1)通过预紧环(4)安装在固定底盘(6)上，在铜质卡盘(1)与固定底盘(6)的连接处设置有对磨密封环(8)，冷却腔体(2)设置在铜质卡盘(1)上，在冷却腔体(2)上开有冷却气排气口(3)，冷却气进口(9)与冷却腔体(2)的内部相连通，在铜质卡盘(1)的力矩输入端设置有法兰盘(10)。本实用新型通过对磨密封环能够保证冷却气在冷却腔体中停留并对铜制卡盘进行充分冷却，既要满足小型、薄壁环形工件精确装卡的功能，又要满足其在喷涂过程中的高效冷却需求，保证喷涂过程连续进行，同时保证涂层质量与基体变形量要求。
【专利说明】一种用于表面热喷涂涂层制备过程的冷却装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于小型、薄壁环形工件表面热喷涂涂层制备过程的冷却装置，属于热喷涂设备【技术领域】。
【背景技术】
[0002]氧涡轮泵作为新型液氧/煤油发动机推进剂供应系统的关键动力装置，在保障发动机实现持续稳定运转、推力可控调节等方面发挥着重要作用。先进的液氧/煤油发动机都设计成具有多次起动和重复使用功能，这就要求同轴的氧泵和煤油泵之间必须进行有效的隔离，因此性能可靠的动密封成为高速旋转涡轮泵非常重要的组件，是决定发动机工作可靠性的关键因素。
[0003]目前在用的火箭发动机密封动环对磨件磨损性能不佳，对磨面均匀性差，而且涂层中石墨等渗透量大，易因污染导致涂层质量恶化，难以满足发动机多次起停、长时间稳定使用的要求，已成为大推力发动机亟需解决的核心关键技术之一。研究表明，在密封动环表面使用超音速火焰喷涂制备WC基金属陶瓷可以很好地实现以上功能，但该类型密封环在喷涂过程中工件基体极易受热变形，而一旦受热平面度变形量大于0.5毫米就意味着该工件因无法进入下一个工序而报废。利用普通工装装卡密封环时，为了防止基体受热变形，只能采取间歇式喷涂方式，喷涂过程中需要反复的停枪、开枪。这样不但延长了喷涂过程，同时，密封环在喷涂过程中反复的冷却和加热不但不能彻底避免工件基体过热变形问题，而且大大增加了涂层间因氧化物夹杂增多而产生缺陷的风险。
【发明内容】
[0004]本实用新型提出了一种用于小型、薄壁环形工件表面热喷涂涂层制备过程的冷却装置，以解决现有的热喷涂技术中存在的为了防止该类工件基体受热变形，只能采取间歇式喷涂方式的问题。为此，本实用新型提出了如下的技术方案:
[0005]一种用于表面热喷涂涂层制备过程的冷却装置，包括:铜质卡盘、冷却腔体、预紧环、固定底盘、对磨密封环、冷却气进口和法兰盘；铜质卡盘通过预紧环安装在固定底盘上，在铜质卡盘与固定底盘的连接处设置有对磨密封环，冷却腔体设置在铜质卡盘上，在冷却腔体上开有冷却气排气口，冷却气进口与冷却腔体的内部相连通，在铜质卡盘的力矩输入端设置有法兰盘。
[0006]由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，通过对磨密封环能够保证冷却气在冷却腔体中停留并对铜制卡盘进行充分冷却，既要满足小型、薄壁环形工件精确装卡的功能，又要满足其在喷涂过程中的高效冷却需求，保证喷涂过程连续进行，同时保证涂层质量与基体变形量要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在说明书附图中:
[0008]图1为本实用新型的【具体实施方式】提供的用于表面热喷涂涂层制备过程的冷却装置的结构意图。
【具体实施方式】
[0009]以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0010]本实用新型实施例提供了一种用于表面热喷涂涂层制备过程的冷却装置，如图1所示，包括:铜质卡盘1、冷却腔体2、预紧环4、固定底盘6、对磨密封环8、冷却气进口 9和法兰盘10 ;铜质卡盘I通过预紧环4安装在固定底盘6上,在铜质卡盘I与固定底盘6的连接处设置有对磨密封环8，冷却腔体2设置在铜质卡盘I上，在冷却腔体2上开有冷却气排气口 3，冷却气进口 9与冷却腔体2的内部相连通，在铜质卡盘I的力矩输入端设置有法兰盘10。
[0011]具体的，铜制卡盘I可采用T4纯铜制作，以保证其有良好的导热性。铜制卡盘I可与冷却气腔体2通过螺栓进行连接。预紧环4可通过弹簧压缩量来调节预紧环压力，保证预紧压力在0.5Mpa?2.0Mpa可调。滚动轴承5安装在固定底盘6的卡槽内，保证铜制卡盘I转动自如。对磨密封环8是保证冷却气在冷却腔体2中停留并对铜制卡盘I进行充分冷却的关键，可采用烧结碳化硅材质制成，在高速旋转对磨过程中，保证冷却腔体2的相对气密性。冷却气进气口 9带有进气量调节功能，在喷涂过程中，通过调节进入冷却腔体2的冷却气流量，来控制工件的基体温度。
[0012]本【具体实施方式】提供的用于小型、薄壁环形工件表面热喷涂涂层制备过程的冷却装置的工作原理是:在使用前先将小型、薄壁环形工件安装在铜质卡盘I上；将工装支架7和固定底盘6通过螺栓连接；调整预紧环4的预紧力，将铜制卡盘I安装在固定底盘6上。执行小型、薄壁环形工件喷涂作业时，开启动力源，使动力通过法兰盘10传递到铜制卡盘I上。根据小型、薄壁环形工件喷涂涂层的要求调节冷却气进气口 9上冷却气阀门的开度，使气流量满足将喷涂过程中在密封环上产生的热量带走的要求，并使冷却气通过冷却气进气口 9进入冷却腔体2，对铜制卡盘I进行冷却，之后通过冷却气排气口 3排出。启动喷涂设备对小型、薄壁环形工件进行喷涂。待喷涂结束后，关断动力源，冷却气持续通入两分钟后关断并取下工件。
[0013]采用本【具体实施方式】提供的技术方案，通过对磨密封环能够保证冷却气在冷却腔体中停留并对铜制卡盘进行充分冷却，能够适用于直径小于160毫米、厚度小于5毫米的小型、薄壁环形工件，既要满足工件精确装卡的功能，又要满足其在喷涂过程中的高效冷却需求，保证喷涂过程连续进行，同时保证涂层质量与基体变形量要求。
[0014]以上所述，仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本实用新型实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种用于表面热喷涂涂层制备过程的冷却装置，其特征在于，包括:铜质卡盘(I)、冷却腔体(2)、预紧环(4)、固定底盘(6)、对磨密封环(8)、冷却气进口(9)和法兰盘(10)；铜质卡盘⑴通过预紧环⑷安装在固定底盘(6)上，在铜质卡盘⑴与固定底盘(6)的连接处设置有对磨密封环(8)，冷却腔体(2)设置在铜质卡盘(I)上，在冷却腔体(2)上开有冷却气排气口(3)，冷却气进口(9)与冷却腔体(2)的内部相连通，在铜质卡盘(I)的力矩输入端设置有法兰盘(10)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，铜制卡盘(I)的材质采用T4纯铜。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，铜制卡盘(I)与冷却气腔体(2)通过螺栓固定连接。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，预紧环(4)通过弹簧压缩量控制预紧压力在 0.5Mpa ?2.0Mpa 可调。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括滚动轴承(5)，滚动轴承(5)安装在固定底盘(6)的卡槽内，
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，对磨密封环(8)的材质采用烧结碳化硅。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，冷却气进气口(9)具有进气量调节功能。
【文档编号】C23C4/12GK203625458SQ201320877103
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年12月26日 优先权日:2013年12月26日
【发明者】侯伟骜, 国俊丰, 徐红艳, 薛俊鹏, 刘安强 申请人:北矿新材科技有限公司, 北京矿冶研究总院