[发明专利]辅助加热装置、等离子喷涂装置及喷涂方法

说明书

本发明公开了辅助加热装置、等离子喷涂装置及喷涂方法，涉及材料表面工程技术领域。辅助加热装置用于安装在等离子喷涂舱远离等离子喷涂枪一端的工作平台上，包括加热板、控制器和用于对待喷涂工件进行温度检测的测温器，加热板用于安装在所述工作平台上，以对工作平台上的待喷涂工件进行加热，加热板和测温器均与控制器电连接。在喷涂之前利用加热板对待喷涂工件进行预热，在喷涂过程中利用加热板对待喷涂工件进行热量补充，以更精确地实现温度控制，能够显著提升喷涂后涂层的性能，如拉伸结合强度和抗冲刷性能。

技术领域

本发明涉及材料表面工程技术领域，且特别涉及辅助加热装置、等离子喷涂装置及喷涂方法。

背景技术

热喷涂技术是现代材料表面工程的关键技术之一，是一种将涂层材料(粉末或丝材)送入某种热源(可以为电弧、燃烧火焰、等离子体等)中熔化，并利用高速气流将其喷射到基体材料表面形成涂层的工艺。为了增加涂层和基体材料之间的结合力和对涂层内部结构组织的控制，在喷涂之前需要将基体(或工件)加热到一定的温度，即达到基体预设温度后才开始喷涂。目前，基体预热方式均是采用热源在基体上的多遍扫动来实现加热，基体温度加热过程较难稳定控制，尤其是喷涂程序转换或开启送粉操作中喷枪必须移开，会造成达到预设基体温度后又急剧降低。

对于低压等离子喷涂工艺来说问题更加严重。例如喷涂MCrAlY(M为Ni和/或Co)金属粘结层一般要求基体预热温度在300℃以上，喷涂过程中保持在400～600℃。例如超低压等离子喷涂YSZ陶瓷层要求基体预热和过程中温度在950℃左右。而低压等离子喷涂在真空舱室内操作，喷涂过程中由于工作环境压力低、气氛极为稀薄的原因，导致采用等离子体射流吹扫基体的加热效率不高。特别是在喷涂大尺寸、复杂形状的工件时，尺寸大会导致辐射散热严重，工件形状复杂会使机器人程序转换、喷涂轨迹变化和喷枪姿态变换的次数增多且喷涂时间增加，这就导致了工件降温严重。最终，因为无法达到要求的工件预热温度或无法实现喷涂过程中工件的温度控制，导致涂层性能差、质量稳定性不可控等严重问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种辅助加热装置及等离子喷涂装置，旨在提升等离子喷涂所形成涂层的性能，如拉伸结合强度和抗冲刷性能。

本发明的另一目的在于提供一种等离子喷涂方法，旨在提升喷涂涂层的性能，如拉伸结合强度和抗冲刷性能。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明提出了一种辅助加热装置，用于安装在等离子喷涂舱远离等离子喷涂枪一端的工作平台上，包括加热板、控制器和用于对待喷涂工件进行温度检测的测温器，加热板用于安装在工作平台上，以对工作平台上的待喷涂工件进行加热，加热板和测温器均与控制器电连接。

在本发明较佳的实施例中，加热板包括第一弧形加热板和与第一弧形加热板相对的第二弧形加热板，第一弧形加热板和第二弧形加热板均围绕待喷涂工件的安装位置设置，第一弧形加热板靠近等离子喷涂枪的一端侧壁和第二弧形加热板靠近等离子喷涂枪的一端侧壁之间形成供等离子射流通过的喷涂通道。

在本发明较佳的实施例中，辅助加热装置还包括环形滑轨，环形滑轨包括固定于工作平台上的第一环形板，第一环形板上具有环形轨道槽，环形轨道槽的槽体形状与第一弧形加热板和第二弧形加热板的底壁相配合。

在本发明较佳的实施例中，环形滑轨还包括用于抵持第一弧形加热板和第二弧形加热板的第二环形板，第二环形板固定于第一环形板的顶壁上，第二环形板的一端设置有弧形凸起，第一弧形加热板和第二弧形加热板上设置有与弧形凸起相配合的弧形凹槽。

在本发明较佳的实施例中，第一弧形加热板和第二弧形加热板从靠近待喷涂工件的安装位置的一侧至远离安装位置的一侧依次包括金属基体层、金属过渡层、绝缘层和密封层，在绝缘层和密封层之间缠绕有发热线圈。