本实用新型涉及工装夹具领域/热喷涂技术领域,特别涉及一种用于热喷涂基体温度调控的工装夹具。
背景技术:
热喷涂技术是利用火焰、电弧、等离子弧等热源,将粉末状(或丝材、棒材)材料加热至熔融或半熔融状态,同时对这种材料粒子进行加速,撞击基体经扁平化后快速冷却凝固沉积在基体表面形成具有特定功能的表面涂覆技术,在解决现代工程结构零部件表面日益苛刻的多重要求方面显示出较强的优势。
喷涂前基体的预热温度以及喷涂过程中的温度控制是影响热喷涂涂层质量和性能的重要工艺参数。在热喷涂前将基体温度预热到优化的数值,可以去除基体表面的潮气、改善基体表面的活化状态、降低喷涂颗粒至基体表面时的冷却速度、减轻喷涂粒子冷却时产生的热应力。此外,在热喷涂过程中射流会基体温度急剧升高,导致基体受热变形、涂层过热氧化和热应力增加,使得涂层性能恶化甚至失效。在热喷涂过程中,将基体的温度控制在优化的数值,可以避免基体过热导致的危害,改善涂层的性能。
目前热喷涂过程中夹持基体的工装夹具种类很多,例如一种多功能热喷涂夹具(申请号:201521004297.5)和一种热喷涂夹具(申请号:201220105163.2),虽然能实现喷涂过程中对基体的夹持功能,但不具有热喷涂前对基体的预热和热喷涂过程中对基体温度的调控功能;使得热喷涂前操作人员完成对基体的预热后,在喷涂过程中不得不再次进入操作间通过冷却气对基体进行冷却,这样不但降低了生产效率,而且现场作业时热喷涂产生的粉尘、光辐射以及噪音等,给热喷涂操作人员身体健康带来了安全隐患,此外,还增加了对基体温度调控时人为的不可控因素,使得涂层质量受到影响,可重复性变差。
技术实现要素:
本实用新型的目的为针对当前技术中存在的热喷涂基体工装夹具与基体温度调控相互独立不足,提供一种热喷涂基体温度调控工装夹具。该装置通过在一种箱体式热喷涂基体工装夹具中安装加热器件以及冷却器件的设计,得到一种既可以对热喷涂前又可以对热喷涂过程中基体的温度进行调控的工装夹具,该工装夹具集夹持—预热—温控三种功能于一体。
本实用新型的技术方案为:
一种热喷涂基体温度调控工装夹具,该夹具包括可升降底座;箱体;进气口;电磁阀;加热器;温控器和熔断器;
其中,箱体固定在可升降底座上,在箱体的前端面均与分布有10~12行圆孔,相邻两行圆孔中间设置有加热器;箱体后端面的中心位置为进风口,进风口处安装有电磁阀,电磁阀的另一端连接冷却气管路;
该夹具的电路连接为:电源分别与熔断器、电磁阀、加热器相连,熔断器的另一端与温控器相连;温控器还分别与电磁阀、加热器相连;
所述的温控器包括感温头和开关装置,感温头在测试时固定在待处理的基体上,开关装置放置在箱体外,为单刀双掷型开关。
所述的箱体前端面的圆孔中,每行的圆孔数量为16~20个;
本发明与现有技术相比的优点和产生的积极效果。
本实用新型集夹持—预热—温度调控三种功能于一体。本实用新型将解决操作人员在热喷涂过程中不得不再次进入操作间对基体进行冷却的问题,防止了现场作业时热喷涂产生的粉尘、光辐射以及噪音等给热喷涂操作人员身体健康带来了安全隐患,并且提高热了喷涂涂层制备的自动化水平并且大幅提高了热喷涂涂层制备质量和制备效率。此外,本实用新型能够实现在夹持基体的同时,精确控制热喷涂基体各个阶段的温度,减少因不能精确控制基体温度而对涂层性能产生的不利影响,避免了人为的不可控因素,改善了热喷涂涂层的质量、提升涂层的性能,有助于热喷涂技术在工业生产中的进一步推广应用。
附图说明
图1为本实用新型实施例的结构示意图;其中1可升降底座;2箱体;3进气口;4电磁
阀;5冷却气;
图2为本实用新型左剖视图;其中2箱体;3进气口;6加热器;7圆孔;
图3为本实用新型电路原理图。其中4电磁阀;6加热器;8温控器;9熔断器。
具体实施方式
本实用新型主要包括以下组成部分:可升降底座1;箱体2;进气口3;电磁阀4;加热器6;温控器8;熔断器9;
如图1、2所示,可升降底座1放置在地面,箱体2固定在可升降底座1上,在箱体2的前端面均与分布有10~12行圆孔7,加热器6设置在相邻两行圆孔中间;箱体2后端面的中心位置为进风口3,进风口3处安装有电磁阀4,电磁阀4的另一端连接冷却气管路5;
所述的箱体2前端面的圆孔中,每行的圆孔数量为16~20个;
如图3所示,该夹具的电路连接为:电源分别与熔断器9、电磁阀4、加热器6相连,熔断器9的另一端与温控器8相连;温控器8还分别与电磁阀4、加热器6相连;
所述的温控器8包括感温头和开关装置,感温头在测试时固定在待处理的基体上,开关装置放置在箱体外,为单刀双掷型开关。
实施例1
本实用新型可升降底座1放置在地面,位置及高度可调节,起到对箱体2的支撑作用,放置在可升降底座1上的箱体2是一个长、宽、高分别为300*100*200mm、壁厚为3mm的长方体,材料为镍基耐热钢(GH4030),在箱体2的前端面上距离四边边10mm处均匀钻制12行20列总计240个φ5mm的圆孔7,行之间的距离均为9mm。圆孔7一方面与φ5mm的螺栓相配合,将基体夹持在箱体2的前端面;另一方面,圆孔7作为冷热气流的通道实现对热喷涂基体的温度调控。箱体2后端面的中心位置为进气口3,电磁阀4是用来控制冷却气的自动化开关,可以配合电路实现冷却气的供应与断开,电磁阀4打开时,冷却气5则通过进气口3进入箱体2中,以对流的方式实现对热喷涂基体温度的降低。熔断器9能够起到当电流超过规定值时,以本身产生的热量使熔体熔断,断开电路,对电路起到保护作用。温控器8为带有感温头的单刀双掷开关,控制电磁阀4和加热器6的所在的两条电路的闭合与断开,可以通过固定在基体表面的感温头实现对热喷涂基体温度的精确调控,其中加热器6是一种电加热装置。
在使用时,热喷涂进行前,将升降底座1调节到合适的高度,然后将经过表面预处理的基体通过螺栓和圆孔相配合固定在箱体2前端面的外侧,并将温控器8的感温头固定在基体表面。准备工作完成后,接通电源,此时温控器8的S1开关闭合S2断开,为加热器6供电,加热器6将通过辐射、对流、传导三种方式对基体进行加热,感温头检测基体的温度达到温度设置要求时,温控器8自动断开,切断加热器6的供电回路,加热器停止加热,实现喷涂前对基体的预热;开始进行热喷涂工作,随着热喷涂工作不断进行,基体的温度逐渐升高,当感应头检测的温度升高到设置要求时,温控器8的S2闭合,为进气电磁阀4的线圈供电,使电磁阀4的进气口打开,冷却气5通过进气口3进入箱体2,通过圆孔7吹向基体后表面对其进行降温,当感应头检测的温度降低到设置要求时,温控器8的S2断开,停止进气电磁阀4的线圈供电,使电磁阀4的进气口闭合,阻断冷却气5的进入,实现喷涂过程中对基体的温度调控。如此反复,直至喷涂工作完成,然后关闭电源与气源。
本实用新型未尽事宜为公知技术。