薄壁基材噴涂工藝的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了薄壁基材噴涂工藝，在整個(gè)噴涂過(guò)程中都采用壓縮空氣對(duì)薄壁基材進(jìn)行風(fēng)冷，其噴涂過(guò)程包括如下步驟：（1）將經(jīng)過(guò)表面噴砂毛化處理后的薄壁基材固定在耐高溫的材料制成的基材固定件上；（2）以壓縮空氣對(duì)薄壁基材一側(cè)的表面進(jìn)行風(fēng)冷；（3）對(duì)薄壁基材另一側(cè)的表面進(jìn)行噴涂操作，所述操作重復(fù)多遍；（4）噴涂完成后停止噴涂；（5）停止風(fēng)冷。本發(fā)明具有加工工藝簡(jiǎn)單、基材無(wú)變形、涂層均勻、產(chǎn)成品質(zhì)量高等。的效果。
【專(zhuān)利說(shuō)明】薄壁基材噴涂工藝【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及噴涂領(lǐng)域，特別涉及一種薄壁基材噴涂工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]熱噴涂是利用某種熱源(如電弧、等離子噴涂或燃燒火焰等)將粉末狀或絲狀的金屬或非金屬材料加熱到熔融或半熔融狀態(tài)，然后以一定速度噴射到預(yù)處理過(guò)的基體表面，沉積而形成具有各種功能的表面涂層。熱噴涂在進(jìn)行噴涂時(shí)會(huì)對(duì)基材表面產(chǎn)生很高的溫度，在噴涂大型工件時(shí)，噴涂產(chǎn)生的溫度會(huì)很快傳遞到整工件，不會(huì)由于局部高溫而導(dǎo)致基材的形變。但是當(dāng)噴涂薄壁金屬工件(厚度在0.5~2mm的金屬板材習(xí)慣上稱(chēng)為薄壁金屬)時(shí)，基材本身強(qiáng)度較低，尤其是當(dāng)基材為鋁、銅時(shí)，由于噴涂時(shí)的局部高溫，基材在加工過(guò)程中非常容易變形，且容易引起涂層脫落。加工難度大，加工成品質(zhì)量差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種工藝簡(jiǎn)單、加工便捷、成品質(zhì)量高的薄壁基材噴涂工藝。
[0004]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了薄壁基材噴涂工藝，在整個(gè)噴涂過(guò)程中都采用壓縮空氣對(duì)薄壁基材進(jìn)行風(fēng)冷，其噴涂過(guò)程包括如下步驟:
[0005]( I)將經(jīng)過(guò)表面噴砂毛化處理后的薄壁基材固定在耐高溫的材料制成的基材固定件上；
[0006](2)以壓縮空氣對(duì)薄壁基材一側(cè)的表面進(jìn)行風(fēng)冷；
`[0007](3)對(duì)薄壁基材另一側(cè)的表面進(jìn)行噴涂操作，所述操作重復(fù)多遍；
[0008](4)噴涂完成后停止噴涂；
[0009](5)停止風(fēng)冷。
[0010]采用壓縮空氣對(duì)薄壁基材進(jìn)行風(fēng)冷可增大薄壁基材表面的空氣對(duì)流，使工件迅速冷卻。
[0011]在一些實(shí)施方式中，步驟(1)中薄壁基材的厚度為0.6mm-2.0mm。本發(fā)明針對(duì)薄壁基材進(jìn)行噴涂而基材不變形，涂層不脫落。
[0012]在一些實(shí)施方式中，步驟(2)中壓縮空氣的噴射壓力為0.7mpa~lmpa。噴射壓力過(guò)大會(huì)使薄壁基材承受太大負(fù)荷，容易發(fā)生變形，噴射壓力太小則無(wú)法迅速冷卻薄壁基材。
[0013]在一些實(shí)施方式中，步驟(2)中壓縮空氣的噴射壓力為0.8mpa。該壓力既可以迅速冷卻薄壁基材，又不會(huì)使薄壁基材承受太大負(fù)荷。
[0014]在一些實(shí)施方式中，步驟(3)中進(jìn)行噴涂操作所使用的設(shè)備為等離子噴涂設(shè)備。等離子噴涂設(shè)備的部件主要包括等離子噴槍、等離子大功率電源、送粉器、冷水機(jī)和控制柜等。等離子噴槍可對(duì)基材表面進(jìn)行噴涂操作，各種噴嘴、電極和粉末口可選，以適應(yīng)噴涂不同材料的要求。送粉器用來(lái)貯存噴涂粉末并按工藝要求向噴槍輸送粉末的裝置。冷水機(jī)，主要用以將通過(guò)噴槍冷卻蒸餾水經(jīng)過(guò)制冷原理?yè)Q熱后得到較低水溫的冷卻蒸餾水循環(huán)后再進(jìn)入噴槍?zhuān)箛姌尗@得有效的冷卻，達(dá)到噴槍始終處于合適的工作溫度并噴嘴延壽的目的?？刂乒裼糜趯?duì)水、電、氣、粉的調(diào)節(jié)和控制。等離子噴涂設(shè)備噴涂形成的涂層具有涂層致密，粘結(jié)強(qiáng)度高并且噴涂材料不易氧化的特點(diǎn)。
[0015]在一些實(shí)施方式中，等離子噴涂設(shè)備的噴槍槍口的移動(dòng)速率為900mm/s~1200mm/s。該移動(dòng)速率可使噴涂后粉末不會(huì)局部堆積，出現(xiàn)凹凸不平。
[0016]在一些實(shí)施方式中，等離子噴涂設(shè)備的噴槍槍口與薄壁基材的垂直距離為140mm~200mm。噴涂距離過(guò)遠(yuǎn)粉末在噴涂到工件上會(huì)造成很高的孔隙率，噴涂太近會(huì)造成工件局部溫度過(guò)高。
[0017]在一些實(shí)施方式中，步驟(3)中噴涂前后兩遍之間的間隔時(shí)間IOs~15s。間隔IOs~15s的時(shí)間可降低基材的溫度，避免連續(xù)噴涂會(huì)造成工件溫度過(guò)高而引起工件變形。
[0018]在一些實(shí)施方式中，步驟(3)中的噴涂遍數(shù)為6~10遍。噴涂多遍是為了使涂層能夠達(dá)到所需要的厚度。
[0019]本發(fā)明的有益效果是:加工工藝簡(jiǎn)單、基材無(wú)變形、涂層均勻、產(chǎn)成品質(zhì)量高等。
【具體實(shí)施方式】
[0020]實(shí)施例1
[0021](I)將薄壁基材進(jìn)行表面噴砂毛化處理。薄壁基材采用壁厚為0.6mm的紫銅板，將經(jīng)過(guò)表面處理后的紫銅板固定在耐高溫的材料制成基材固定件上，基材固定件采用帶有風(fēng)冷管道的噴涂工裝。帶有風(fēng)冷管道的噴涂工裝即是在普通工裝的夾具的一側(cè)設(shè)置有風(fēng)冷管道，風(fēng)冷管道上開(kāi)設(shè)多個(gè)出風(fēng)口。風(fēng)冷管道的出風(fēng)口方向與紫銅板垂直。
[0022](2)等離子噴涂設(shè)備采用等離子噴涂機(jī)。設(shè)置等離子噴涂機(jī)的噴槍槍口的移動(dòng)速率為900mm/s，噴槍槍口與紫銅板垂直且其距離為140mm。設(shè)置風(fēng)冷管道壓縮空氣的噴射壓力為lmpa。開(kāi)啟風(fēng)冷管道對(duì)紫銅板的一側(cè)面進(jìn)行風(fēng)冷。
[0023](3)開(kāi)啟等離子噴涂機(jī)對(duì)紫銅板的另一側(cè)的表面進(jìn)行噴涂，噴涂一遍完成后停止噴涂，間隔15秒，再對(duì)紫銅板表面進(jìn)行噴涂，重復(fù)以上步驟對(duì)紫銅板表面噴涂共6遍。
[0024](4)關(guān)閉等離子噴涂機(jī)，停止噴涂。
[0025](5)關(guān)閉風(fēng)冷管道，停止風(fēng)冷。取下紫銅板。噴涂完成。
[0026]本實(shí)施例將鑰銅粉噴涂到紫銅板基材上可增加紫銅板的強(qiáng)度，減小紫銅板本身的熱膨脹系數(shù)。
[0027]實(shí)施例2
[0028](1)將薄壁基材紫銅板進(jìn)行表面噴砂毛化處理。薄壁基材采用壁厚為1.0mm的紫銅板，將經(jīng)過(guò)表面處理后的紫銅板固定在耐高溫的材料制成基材固定件上，基材固定件采用帶有風(fēng)冷管道的噴涂工裝。帶有風(fēng)冷管道的噴涂工裝即是在普通工裝的夾具的一側(cè)設(shè)置有風(fēng)冷管道，風(fēng)冷管道上開(kāi)設(shè)多個(gè)出風(fēng)口。風(fēng)冷管道的出風(fēng)口方向與紫銅板垂直。
[0029](2)等離子噴涂設(shè)備采用等離子噴涂機(jī)。設(shè)置等離子噴涂機(jī)的噴槍槍口的移動(dòng)速率為1000mm/S，噴槍槍口與紫銅板垂直且其距離為160mm。設(shè)置風(fēng)冷管道壓縮空氣的噴射壓力為0.Smpa0開(kāi)啟風(fēng)冷管道對(duì)紫銅板的一側(cè)面進(jìn)行風(fēng)冷。
[0030](3)開(kāi)啟等離子噴涂機(jī)對(duì)紫銅板的另一側(cè)的表面進(jìn)行噴涂，噴涂一遍完成后停止噴涂，間隔13秒，再對(duì)紫銅板表面進(jìn)行噴涂，重復(fù)以上步驟對(duì)紫銅板表面噴涂共8遍。[0031](4)關(guān)閉等離子噴涂機(jī)，停止噴涂。
[0032](5)關(guān)閉風(fēng)冷管道，停止風(fēng)冷。取下紫銅板。噴涂完成。
[0033]實(shí)施例3
[0034](I)將薄壁基材進(jìn)行表面噴砂毛化處理。薄壁基材采用壁厚為1.5mm的鑰銅板，將經(jīng)過(guò)表面處理后的鑰銅板固定在耐高溫的材料制成基材固定件上，基材固定件采用帶有風(fēng)冷管道的噴涂工裝。帶有風(fēng)冷管道的噴涂工裝即是在普通工裝的夾具的一側(cè)設(shè)置有風(fēng)冷管道，風(fēng)冷管道上開(kāi)設(shè)多個(gè)出風(fēng)口。風(fēng)冷管道的出風(fēng)口方向與鑰銅板垂直。
[0035](2)等尚子噴涂設(shè)備米用等尚子噴涂機(jī)。設(shè)置等尚子噴涂機(jī)的噴槍槍口的移動(dòng)速率為1100mm/S，噴槍槍口與鑰銅板垂直且其距離為180mm。設(shè)置風(fēng)冷管道壓縮空氣的噴射壓力為0.9mpa。開(kāi)啟風(fēng)冷管道對(duì)鑰銅板的一側(cè)面進(jìn)行風(fēng)冷。
[0036](3)開(kāi)啟等離子噴涂機(jī)對(duì)鑰銅板的另一側(cè)的表面進(jìn)行噴涂，噴涂一遍完成后停止噴涂，間隔12秒，再對(duì)鑰銅板表面進(jìn)行噴涂，重復(fù)以上步驟對(duì)鑰銅板表面噴涂共9遍。
[0037](4)關(guān)閉等離子噴涂機(jī)，停止噴涂。
[0038](5)關(guān)閉風(fēng)冷管道，停止風(fēng)冷。取下紫銅板。噴涂完成。
[0039]本實(shí)施例將銅粉噴涂到鑰銅板基材上可使基材的導(dǎo)熱能力增強(qiáng)。
[0040]實(shí)施例4
[0041]采用壁厚為2mm的鋁板為薄壁基材。采用粒度為200目~300目的氧化鋁陶瓷粉作為表面涂層材料。采用等離子`噴涂機(jī)作為等離子噴涂設(shè)備。采用帶有風(fēng)冷管道的噴涂工裝作為基材固定件。
[0042](I)將薄壁基材進(jìn)行表面噴砂毛化處理。薄壁基材采用壁厚為2.0mm的鋁板，將經(jīng)過(guò)表面處理后的鋁板固定在耐高溫的材料制成基材固定件上，基材固定件采用帶有風(fēng)冷管道的噴涂工裝。帶有風(fēng)冷管道的噴涂工裝即是在普通工裝的夾具的一側(cè)設(shè)置有風(fēng)冷管道，風(fēng)冷管道上開(kāi)設(shè)多個(gè)出風(fēng)口。風(fēng)冷管道的出風(fēng)口方向與鋁板垂直。
[0043](2)等尚子噴涂設(shè)備米用等尚子噴涂機(jī)。設(shè)置噴槍槍口的移動(dòng)速率為1200mm/s,噴槍槍口與鋁板垂直且其距離為200mm。設(shè)置風(fēng)冷管道壓縮空氣的噴射壓力為0.7 mpa。開(kāi)啟風(fēng)冷管道對(duì)鋁板的一側(cè)面進(jìn)行風(fēng)冷。
[0044](3)開(kāi)啟等離子噴涂機(jī)對(duì)鋁板的另一側(cè)的表面進(jìn)行噴涂，噴涂一遍完成后停止噴涂，間隔10秒，再對(duì)鋁板表面進(jìn)行噴涂，重復(fù)以上步驟對(duì)鋁板表面噴涂共10遍。
[0045](4)關(guān)閉等離子噴涂機(jī)，停止噴涂。
[0046](5)關(guān)閉風(fēng)冷管道，停止風(fēng)冷。取下紫銅板。噴涂完成。
[0047]本實(shí)施例將氧化鋁陶瓷粉末噴涂到鋁基材上，增加鋁板表面的耐磨性能。
[0048]實(shí)施例1~4中噴涂后表面涂層的效果如下表1所示。
[0049]其中:涂層與基材結(jié)合力采用上海艾測(cè)電子科技有限公司的劃痕測(cè)試儀進(jìn)行檢測(cè)。
[0050]表1
[0051]
【權(quán)利要求】
1.薄壁基材噴涂工藝，其特征在于:在整個(gè)噴涂過(guò)程中都采用壓縮空氣對(duì)薄壁基材進(jìn)行風(fēng)冷，其噴涂過(guò)程包括如下步驟: (1)將經(jīng)過(guò)表面毛化處理后的薄壁基材固定在耐高溫的材料制成的基材固定件上； (2)以壓縮空氣對(duì)薄壁基材一側(cè)的表面進(jìn)行風(fēng)冷； (3)對(duì)薄壁基材另一側(cè)的表面進(jìn)行噴涂操作，所述操作重復(fù)多遍； (4)噴涂完成后停止噴涂； (5)停止風(fēng)冷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄壁基材噴涂工藝，其特征在于:所述步驟(1)中薄壁基材的厚度為0.6mm~2.0mm。
3.根據(jù)權(quán)利 要求1所述的薄壁基材噴涂工藝，其特征在于:所述步驟(2)中壓縮空氣的噴射壓力為0.7mpa~lmpa。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的薄壁基材噴涂工藝，其特征在于:所述步驟(2)中壓縮空氣的噴射壓力為0.8mpa。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄壁基材噴涂工藝，其特征在于:所述步驟(3)中進(jìn)行噴涂操作所使用的設(shè)備為等離子噴涂設(shè)備。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的薄壁基材噴涂工藝，其特征在于:所述等離子噴涂設(shè)備的噴槍槍口的移動(dòng)速率為900mm/s~1200mm/s。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的薄壁基材噴涂工藝，其特征在于:所述等離子噴涂設(shè)備的噴槍槍口與薄壁基材的垂直距離為140mm~200mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄壁基材噴涂工藝，其特征在于:所述步驟(3)中噴涂前后兩遍之間的間隔時(shí)間IOs~15s。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄壁基材噴涂工藝，其特征在于:所述步驟(3)中的噴涂遍數(shù)為6~10遍。
【文檔編號(hào)】C23C4/12GK103602943SQ201310608036
【公開(kāi)日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月25日
【發(fā)明者】戴高環(huán), 馬文珍, 王寧, 高偉杰, 張偉, 張耀輝 申請(qǐng)人:佛山華智新材料有限公司