專利名稱：涂布刮刀耐磨涂層噴涂方法及其噴涂裝夾具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶狀薄壁零件耐磨涂層的制備方法，例如涂布刮刀刃部耐磨涂層 的等離子噴涂技術(shù)。
背景技術(shù)：
涂布刮刀是帶狀薄壁零件，在造紙行業(yè)中用于高檔涂布紙的生產(chǎn)，將料漿中的涂 料涂覆到紙張表面。由于涂料中含有CaC03、Si02、Al203等陶瓷顆粒，對(duì)刮刀磨損非常嚴(yán)重。 為了提高刮刀的耐磨性能，通常在刮刀刃部噴涂一層耐磨涂層提高其耐磨性能，噴涂工藝 大多采用等離子噴涂技術(shù)。由于涂布刮刀是帶狀薄壁零件，壁厚通常是0. 2 0. 5mm，在熱 噴涂過(guò)程中，由于受熱零件體積較小，溫升較快，零件很容易因?yàn)檫^(guò)熱而變形。另外，噴涂后 當(dāng)涂布刮刀冷卻時(shí)，由于涂層/鋼帶基體熱膨脹系數(shù)的不同，在涂層中產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力， 鋼帶產(chǎn)生變形，影響刮刀質(zhì)量，當(dāng)變形超過(guò)涂布刮刀許可限度時(shí)，涂布刮刀報(bào)廢。因此，避免 薄壁零件在噴涂過(guò)程中產(chǎn)生變形，是制備刮刀涂層的關(guān)鍵技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決涂布刮刀在熱噴涂過(guò)程中因過(guò)熱產(chǎn)生變形的問(wèn)題，提供一種 涂布刮刀耐磨涂層噴涂方法及其噴涂裝夾具.為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的涂布刮刀涂層噴涂裝夾具的構(gòu)造是它是由調(diào)速電機(jī) 帶動(dòng)的水平轉(zhuǎn)動(dòng)的工作臺(tái)和裝在工作臺(tái)上的金屬外箍和漲緊內(nèi)箍組成的；其中漲緊內(nèi)箍設(shè) 有開(kāi)口，開(kāi)口處設(shè)有頂緊螺栓和漲緊擋塊，金屬外箍的內(nèi)壁設(shè)有一圈臺(tái)階，臺(tái)階的高度等于 涂布刮刀的寬度，漲緊內(nèi)箍的高度低于臺(tái)階的高度，低于尺寸為涂布刮刀待噴涂刃部的高度。為了提高裝夾具的剛度，在金屬外箍外壁設(shè)置有加強(qiáng)筋。利用本發(fā)明裝夾具進(jìn)行噴涂的方法是第一步在裝夾具上安裝涂布刮刀把涂布刮刀緊貼在金屬外箍?jī)?nèi)壁的臺(tái)階之上，使刮刀刃部端面和金屬外箍上邊緣 平齊，再放入漲緊內(nèi)箍，調(diào)節(jié)頂緊螺栓夾緊刮刀，刮刀刃部?jī)?nèi)側(cè)面未被漲緊內(nèi)箍遮擋的部分 就是需要噴涂涂層的位置。第二步用噴砂槍先對(duì)涂布刮刀進(jìn)行噴砂處理由于刮刀是薄壁零件，為了防止噴砂變形，需嚴(yán)格控制噴砂工藝參數(shù)，選用較細(xì)粒 度的棕剛玉砂，通常為60 80目，噴砂槍空氣壓力也要較噴涂厚壁零件調(diào)低一些，0. 4 0. 5MPa即可。將噴砂槍噴嘴距離涂布刮刀180 200mm，以垂直位置對(duì)準(zhǔn)噴砂位置，噴砂槍 固定不動(dòng)，啟動(dòng)工作臺(tái)，涂布刮刀以8rpm的速度勻速運(yùn)動(dòng)，噴砂后涂布刮刀表面得到粗化 和凈化。第三步用等離子噴涂槍噴涂耐磨層將等離子噴涂槍噴嘴距涂布刮刀100mm，調(diào)整噴嘴角度使等離子焰流完全覆蓋待
3噴涂區(qū)域?qū)挾?，啟?dòng)工作臺(tái)，涂布刮刀以8 IOrpm的速度勻速運(yùn)動(dòng)，同時(shí)等離子噴涂槍開(kāi) 始噴涂；在噴涂過(guò)程中，采用紅外線測(cè)溫儀測(cè)涂布刮刀溫度，當(dāng)溫度高于200°C時(shí)，暫停噴 涂，冷卻至溫度低于100°C時(shí)，再次噴涂，經(jīng)過(guò)多次噴涂，直至涂層厚度達(dá)到0. 2 0. 25mm 時(shí)，噴涂結(jié)束。松開(kāi)頂緊螺栓，取出噴涂后的涂布刮刀。本發(fā)明的積極效果是1.帶狀薄壁零件采用上述方法裝夾后，由于涂布刮刀緊貼著金屬外箍?jī)?nèi)壁，兩者 由漲緊內(nèi)箍的擠壓連成一體，涂布刮刀在噴砂和噴涂過(guò)程中所承受的沖擊力，由金屬外箍 所承受，提高了薄壁零件的剛度和抗沖擊能力，避免零件因沖擊作用而變形。2、金屬裝夾具起到了吸熱和散熱的作用，延緩了涂布刮刀溫度上升的速度，有效 延長(zhǎng)了一次噴涂時(shí)間，減少了噴涂間歇次數(shù)，提高了噴涂效率，并且噴涂以后由于零件溫升 較低，熱應(yīng)力對(duì)涂布刮刀精度影響較小。3、本發(fā)明的裝夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速均勻，所得到涂層厚度均勻，成品質(zhì)量較
尚ο


圖1是本發(fā)明的噴涂工作臺(tái)構(gòu)造及使用狀態(tài)示意圖。圖2是圖1中A部放大圖。圖3是本發(fā)明噴涂工作臺(tái)在安裝涂布刮刀后的俯視圖。圖中1-金屬外箍，2-等離子噴涂槍，3-工作臺(tái)，4-噴涂焰流，5-刮刀涂層，6-涂 布刮刀，7-漲緊擋塊，8-頂緊螺栓，9-漲緊內(nèi)箍，10-加強(qiáng)筋。
具體實(shí)施例方式下面以噴涂長(zhǎng)度3米、寬度為100mm、厚度為0. 381mm的涂布刮刀為例。采用等離 子噴涂工藝制備ΑΤ13(Α1203-13% Τ 02)耐磨涂層，其具體實(shí)施方式
如下第一步根據(jù)刮刀尺寸按照?qǐng)D1、圖2所示構(gòu)件加工裝夾具。具體講，它是由調(diào)速 電機(jī)帶動(dòng)的水平轉(zhuǎn)動(dòng)的工作臺(tái)3和裝在工作臺(tái)3上的金屬外箍1和漲緊內(nèi)箍9組成的；其 中漲緊內(nèi)箍9設(shè)有開(kāi)口，開(kāi)口處設(shè)有頂緊螺栓8和漲緊擋塊7，金屬外箍1的內(nèi)壁設(shè)有一圈 臺(tái)階，臺(tái)階的高度等于涂布刮刀的寬度，漲緊內(nèi)箍9的高度低于臺(tái)階的高度，低于尺寸為涂 布刮刀待噴涂刃部的高度。在金屬外箍1外壁設(shè)置有加強(qiáng)筋10，以提高裝夾具的剛度。第二步在裝夾具上安裝涂布刮刀6 (見(jiàn)圖3)把涂布刮刀6緊貼在金屬外箍1內(nèi)壁的臺(tái)階之上，使涂布刮刀6刃部端面和金屬 外箍1上邊緣平齊，再放入漲緊內(nèi)箍9，調(diào)節(jié)頂緊螺栓8夾緊刮刀，涂布刮刀6刃部?jī)?nèi)側(cè)面未 被漲緊內(nèi)箍9遮擋的部分就是需要噴涂涂層的位置。第三步用噴砂槍先對(duì)涂布刮刀進(jìn)行噴砂處理選用80目的棕剛玉砂，噴砂槍空氣壓力設(shè)定為0. 4MPa,將噴砂槍的噴嘴距離涂布 刮刀6200mm，垂直對(duì)準(zhǔn)噴涂位置，噴砂槍工作，同時(shí)啟動(dòng)工作臺(tái)3，工作臺(tái)3帶動(dòng)涂布刮刀6 以Srpm的速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，噴砂時(shí)間lmin。噴砂后用壓縮空氣吹掉附在涂布刮刀6表面的沙 粒和粉塵。第四步用等離子噴涂槍噴涂耐磨層
將等離子噴涂槍2噴嘴距涂布刮刀6距離為100mm，調(diào)整噴嘴角度使等離子噴涂 焰流4能夠完全覆蓋待噴涂區(qū)域?qū)挾?，同時(shí)啟動(dòng)工作轉(zhuǎn)臺(tái)3以IOrpm轉(zhuǎn)速運(yùn)行，為了提高 涂層和基體結(jié)合強(qiáng)度，先噴涂過(guò)渡層，過(guò)渡層為MCrAl粉末，粒度為43 58 μ m，噴涂電流 為500A，噴涂電壓為60V，氬氣流量為45L/min，氫氣流量為5L/min，送粉氣為氮?dú)?，流量?0. 6L/min，送粉速度為30g/min，至過(guò)渡層厚度為0. 05mm為止。再噴涂耐磨層，耐磨涂層材 料為25 45 μ m的AT13粉末，噴涂電流為550A，噴涂電壓為70V，氬氣流量為45L/min，氫氣 流量為8L/min，氮?dú)馑头哿髁繛?. 5L/min，送粉速度為20g/min。在噴涂過(guò)程中，采用紅外 線測(cè)溫儀檢測(cè)涂布刮刀溫度，當(dāng)涂布刮刀6溫度高于200°C時(shí)，暫停噴涂，當(dāng)涂布刮刀溫度 冷卻到100°C時(shí)，重新噴涂。采用游標(biāo)卡尺測(cè)涂層厚度，當(dāng)刮刀涂層5厚度達(dá)到0. 2-0. 25mm 時(shí)停止噴涂，松開(kāi)頂緊螺栓8，取出涂布刮刀6。
權(quán)利要求
一種涂布刮刀耐磨涂層的噴涂方法，其特征在于，步驟如下第一步制作裝夾具裝夾具是由調(diào)速電機(jī)帶動(dòng)的水平轉(zhuǎn)動(dòng)的工作臺(tái)和裝在工作臺(tái)上的金屬外箍和漲緊內(nèi)箍組成的；其中漲緊內(nèi)箍設(shè)有開(kāi)口，開(kāi)口處設(shè)有頂緊螺栓和漲緊擋塊，金屬外箍的內(nèi)壁設(shè)有一圈臺(tái)階，臺(tái)階的高度等于涂布刮刀的寬度，漲緊內(nèi)箍的高度低于臺(tái)階的高度，低于尺寸為涂布刮刀待噴涂刃部的高度；第二步在裝夾具上安裝涂布刮刀把涂布刮刀緊貼在金屬外箍?jī)?nèi)壁的臺(tái)階之上，使刮刀刃部端面和金屬外箍上邊緣平齊，再放入漲緊內(nèi)箍，調(diào)節(jié)頂緊螺栓夾緊刮刀，刮刀刃部?jī)?nèi)側(cè)面未被漲緊內(nèi)箍遮擋的部分就是需要噴涂涂層的位置；第三步用噴砂槍先對(duì)涂布刮刀進(jìn)行噴砂處理選用80目的棕剛玉砂，噴砂槍空氣壓力設(shè)定為0.4Mpa，將噴砂槍噴嘴距離涂布刮刀180～200mm，以垂直位置對(duì)準(zhǔn)噴砂位置，噴砂槍固定不動(dòng)，啟動(dòng)工作臺(tái)，涂布刮刀以8rpm的速度勻速運(yùn)動(dòng)，噴砂后涂布刮刀表面得到粗化和凈化；第四步用等離子噴涂槍噴涂耐磨層將等離子噴涂槍噴嘴距涂布刮刀100mm，調(diào)整噴嘴角度使等離子焰流完全覆蓋待噴涂區(qū)域?qū)挾?，啟?dòng)工作臺(tái)，涂布刮刀以8～10rpm的速度勻速運(yùn)動(dòng)，同時(shí)等離子噴涂槍開(kāi)始噴涂；在噴涂過(guò)程中，采用紅外線測(cè)溫儀測(cè)涂布刮刀溫度，當(dāng)溫度高于200℃時(shí)，暫停噴涂，冷卻至溫度低于100℃時(shí)，再次噴涂，經(jīng)過(guò)多次噴涂，直至涂層厚度達(dá)到0.2～0.25mm時(shí)，噴涂結(jié)束，松開(kāi)頂緊螺栓，取出噴涂后的涂布刮刀。
2.如權(quán)利要求1所述的涂布刮刀耐磨涂層的噴涂方法，其特征在于，所述的金屬外箍 外壁設(shè)置有加強(qiáng)筋。
3.一種涂布刮刀耐磨涂層噴涂裝夾具，其特征在于，它是由調(diào)速電機(jī)帶動(dòng)的水平轉(zhuǎn)動(dòng) 的工作臺(tái)和裝在工作臺(tái)上的金屬外箍和漲緊內(nèi)箍組成的；其中漲緊內(nèi)箍設(shè)有開(kāi)口，開(kāi)口處 設(shè)有頂緊螺栓和漲緊擋塊，金屬外箍的內(nèi)壁設(shè)有一圈臺(tái)階，臺(tái)階的高度等于涂布刮刀的寬 度，漲緊內(nèi)箍的高度低于臺(tái)階的高度，低于尺寸為涂布刮刀待噴涂刃部的高度。
4.如權(quán)利要求3所述的涂布刮刀耐磨涂層噴涂裝夾具，其特征在于，在金屬外箍外壁 設(shè)置有加強(qiáng)筋。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種涂布刮刀耐磨涂層的噴涂方法及其裝夾具，裝夾具是由調(diào)速電機(jī)帶動(dòng)的水平轉(zhuǎn)動(dòng)的工作臺(tái)和裝在工作臺(tái)上的金屬外箍和漲緊內(nèi)箍組成的；其中漲緊內(nèi)箍設(shè)有開(kāi)口，開(kāi)口處設(shè)有頂緊螺栓和漲緊擋塊，金屬外箍的內(nèi)壁設(shè)有一圈臺(tái)階，臺(tái)階的高度等于涂布刮刀的寬度。噴涂時(shí)，先在裝夾具上安裝涂布刮刀，然后用噴砂槍先對(duì)涂布刮刀進(jìn)行噴砂處理，最后用等離子噴涂槍噴涂耐磨層即可。本發(fā)明解決了涂布刮刀在熱噴涂過(guò)程中因過(guò)熱產(chǎn)生變形的技術(shù)問(wèn)題。
文檔編號(hào)C23C4/12GK101886240SQ20101021031
公開(kāi)日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2010年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月28日
發(fā)明者孫宏飛, 王燦明 申請(qǐng)人:山東科技大學(xué)