本發(fā)明涉及一種零件熱噴涂涂層的方法，尤其涉及一種有遮擋槽形零件底面超音速火焰噴涂涂層的方法。

背景技術(shù)：

超音速火焰噴涂(highvelocityoxyfuel，簡稱hvof)是20世紀(jì)80年代初在普通火焰噴涂的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型熱噴涂技術(shù)。它是利用氫、乙炔、丙烯、煤油等做燃料，用氧氣作助燃劑，在燃燒室或特殊的噴嘴中燃燒，產(chǎn)生高達(dá)2000～3000℃、2100m/s以上速度的超音速燃焰，同時(shí)將粉末送進(jìn)火焰中，產(chǎn)生熔化或半熔化的粒子，高速撞擊在基體表面上沉積形成涂層，其涂層比普通火焰噴涂或等離子噴涂結(jié)合強(qiáng)度更高，更致密。

hvof發(fā)展非常迅速。從1982年美國的james.a.browning開發(fā)出第一代超音速火焰噴涂裝置jetkotei以來，僅10余年，hvof工藝及裝置取得了長足的進(jìn)展，其優(yōu)異的涂層質(zhì)量及與自動(dòng)控制系統(tǒng)的結(jié)合使用，使該工藝從問世之初的僅用于飛行發(fā)動(dòng)機(jī)零部件耐磨層噴涂，發(fā)展到航空、冶金、紡機(jī)、汽車、鐵路等領(lǐng)域的大量應(yīng)用，代表了現(xiàn)代熱噴涂技術(shù)發(fā)展的方向。

然而，隨著超音速火焰噴涂技術(shù)在應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用部位等方面的不斷拓展，超音速火焰噴涂技術(shù)在不同零件上的噴涂適用性逐漸暴露出一定的局限性。hvof技術(shù)較為適合用來噴涂各種零件的外表面，但是在噴涂零件內(nèi)表面特別是某些特殊形狀零件內(nèi)表面時(shí)仍存在一定的困難，所制備涂層在連續(xù)性和厚度均勻性等方面仍有待改進(jìn)。因此，對超音速火焰噴涂技術(shù)在有遮擋槽形零件內(nèi)表面噴涂方法的研究也成為進(jìn)一步拓展該技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的重要方向。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種有遮擋槽形零件底面超音速火焰噴涂涂層的方法，可以在有遮擋槽形零件底面制備具有良好厚度均勻性和表面連續(xù)性的涂層，從而有效滿足有遮擋槽形零件噴涂區(qū)域的使用特性和要求。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：對有遮擋槽形零件底面噴涂區(qū)域采用在寬度方向左右兩段分段噴涂方式進(jìn)行涂層噴涂，具體方法為：

1)將有遮擋槽形零件的非噴涂區(qū)域進(jìn)行有效遮擋和防護(hù)；

2)在超音速火焰噴涂設(shè)備的噴槍上安裝激光定位裝置，并在超音速火焰噴涂機(jī)械手設(shè)備上對有遮擋槽形零件底面寬度方向設(shè)置左側(cè)噴涂軌跡ⅰ，噴涂軌跡ⅰ為平面蛇形軌跡，噴涂步進(jìn)距離σ為2mm～4mm，噴涂角度即噴槍火焰方向與待噴涂表面之間的夾角θ為56°～63°；

3)設(shè)置有遮擋槽形零件底面寬度方向的右側(cè)噴涂軌跡ⅱ，采用相同的噴涂方式以及步進(jìn)距離σ和噴涂角度θ，噴涂軌跡ⅰ和噴涂軌跡ⅱ之間的間隔距離

4)噴涂軌跡設(shè)置完成后，保持零件固定，采用超音速火焰噴涂工藝進(jìn)行涂層噴涂，根據(jù)涂層厚度確定噴涂遍數(shù)，在有遮擋槽形零件底面得到所需涂層。

所噴涂的涂層材料可以為金屬材料或金屬-陶瓷復(fù)合材料。

噴涂涂層時(shí)噴槍移動(dòng)速度為600～2000mm/s。

噴涂涂層時(shí)噴槍距有遮擋槽形零件底面的距離為300～350mm。

噴涂涂層前，可以對零件待噴涂表面進(jìn)行除油、酸洗鈍化或噴砂等前處理和預(yù)熱處理。

為降低噴涂時(shí)零件基體溫度，可以在噴涂時(shí)對零件前方和后方采用壓縮空氣進(jìn)行冷卻。

本發(fā)明的有益效果為：針對有遮擋槽形零件底面難以連續(xù)噴涂問題，采用左右兩段分段超音速火焰噴涂方式，對噴涂步進(jìn)距離、噴涂角度和左右兩段噴涂間隔距離進(jìn)行了深入的分析計(jì)算和反復(fù)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，通過精確控制步進(jìn)距離和噴涂角度在有遮擋槽形零件底面形成具有良好厚度均勻性的涂層；并通過精細(xì)控制左右兩噴涂段的間隔距離，使左右兩段噴涂涂層良好搭接，實(shí)現(xiàn)在有遮擋槽形零件底面均勻連續(xù)涂層的制備。本發(fā)明實(shí)施簡便且有效解決了有遮擋槽形零件底面噴涂難的問題，所制備涂層具有優(yōu)異的厚度均勻性和表面連續(xù)性，有效滿足了有遮擋槽形零件噴涂區(qū)域的使用特性和要求，具有顯著的使用效果。

附圖說明

圖1為有遮擋槽形零件示意圖。

圖2為有遮擋槽形零件底面寬度方向左半段噴涂示意圖。

圖3為平面蛇形噴涂軌跡示意圖。

圖4為有遮擋槽形零件底面寬度方向右半段噴涂示意圖。

圖5為有遮擋槽形零件左右兩段噴涂后示意圖。

附圖標(biāo)記說明：1–有遮擋槽形零件、2–左半段噴涂涂層、3–右半段噴涂涂層、a–有遮擋槽形零件待噴涂底面、ⅰ–左半段噴涂軌跡、ⅱ–右半段噴涂軌跡、σ–噴涂步進(jìn)距離、θ–噴涂角度、δ–噴涂軌跡ⅰ和噴涂軌跡ⅱ之間的間隔距離。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

對有遮擋槽形零件底面噴涂區(qū)域(見圖1)采用在寬度方向左右兩段分段噴涂方式進(jìn)行涂層噴涂，具體方法為：

1)采用噴涂工裝或其他遮擋防護(hù)方式對有遮擋槽形零件除底面以外的其他非噴涂區(qū)域進(jìn)行有效遮擋和防護(hù)，防止非噴涂表面沉積涂層；

2)在超音速火焰噴涂設(shè)備的噴槍上安裝激光定位裝置，所采用的激光定位裝置為水平-垂直交叉定位裝置，并通過定位工裝固定在超音速火焰噴涂噴槍上，具體結(jié)構(gòu)參照實(shí)用新型專利cn201420643006.6(一種熱噴涂噴槍用激光定位裝置)，在超音速火焰噴涂機(jī)械手設(shè)備上對的有遮擋槽形零件底面寬度方向的左側(cè)設(shè)置噴涂軌跡ⅰ(見圖2)，噴涂軌跡ⅰ為平面蛇形軌跡(見圖3)，噴涂步進(jìn)距離σ為2mm～4mm，噴涂角度即噴槍火焰方向與待噴涂表面之間的夾角θ為56°～63°；

3)設(shè)置有遮擋槽形零件底面寬度方向的右側(cè)噴涂軌跡ⅱ(見圖4)，采用相同的噴涂方式以及步進(jìn)距離σ和噴涂角度θ，噴涂軌跡ⅰ和噴涂軌跡ⅱ之間的間隔距離(見圖5)；

4)噴涂軌跡設(shè)置完成后，保持零件固定，采用超音速火焰噴涂工藝進(jìn)行涂層噴涂，根據(jù)涂層厚度確定噴涂遍數(shù)，在有遮擋槽形零件底面得到所需涂層。

實(shí)施例1：

針對有遮擋槽形零件1，采用工業(yè)丙酮對零件進(jìn)行除油處理，隨后選用46目白剛玉砂在0.3mpa壓力下對零件待噴涂底面進(jìn)行噴砂粗化處理，將處理后的零件裝夾固定在噴涂工裝上，在超音速火焰噴涂設(shè)備的噴槍上安裝激光定位裝置，采用abb(中國)有限公司irb4600機(jī)械手對零件底面的左噴涂段的噴涂軌跡ⅰ進(jìn)行設(shè)置，噴涂步進(jìn)距離σ為3mm，噴涂角度θ為60°，然后對零件底面的右噴涂段的噴涂軌跡ⅱ進(jìn)行設(shè)置，采用與噴涂軌跡ⅰ相同的噴涂步進(jìn)距離σ和噴涂角度θ，噴涂軌跡ⅰ和噴涂軌跡ⅱ之間的間隔距離δ＝1.5mm。采用超音速火焰噴涂工藝，以碳化鎢/鈷為噴涂材料，在設(shè)定的噴涂軌跡下對有遮擋槽形零件底面進(jìn)行噴涂，噴涂前對零件進(jìn)行預(yù)熱處理，噴涂時(shí)噴槍移動(dòng)速度為1000mm/s，噴涂距離為300mm，采用清潔壓縮空氣對零件前方和后方進(jìn)行冷卻，對噴涂軌跡ⅰ和ⅱ重復(fù)進(jìn)行20遍后，在有遮擋槽形零件底面形成具有良好連續(xù)性和均勻性的厚度約為0.2mm的碳化鎢/鈷涂層。

實(shí)施例2：

針對有遮擋槽形零件1，采用工業(yè)丙酮對零件進(jìn)行除油處理，隨后對零件進(jìn)行酸洗鈍化處理，將處理后的零件裝夾固定在噴涂工裝上，在超音速火焰噴涂設(shè)備的噴槍上安裝激光定位裝置，采用abb(中國)有限公司irb4600機(jī)械手對零件底面的左噴涂段的噴涂軌跡ⅰ進(jìn)行設(shè)置，噴涂步進(jìn)距離σ為4mm，噴涂角度θ為58°，然后對零件底面的右噴涂段的噴涂軌跡ⅱ進(jìn)行設(shè)置，采用與噴涂軌跡ⅰ相同的噴涂步進(jìn)距離σ和噴涂角度θ，噴涂軌跡ⅰ和噴涂軌跡ⅱ之間的間隔距離δ＝2mm。采用超音速火焰噴涂工藝，以nicraly為噴涂材料，在設(shè)定的噴涂軌跡下對有遮擋槽形零件底面進(jìn)行噴涂，噴涂時(shí)噴槍移動(dòng)速度為1500mm/s，噴涂距離為330mm，采用清潔壓縮空氣對零件前方和后方進(jìn)行冷卻，對噴涂軌跡ⅰ和ⅱ重復(fù)進(jìn)行15遍后，在有遮擋槽形零件底面形成具有良好連續(xù)性和均勻性的厚度約為0.2mm的nicraly涂層。