CN106086767B - 循环抽真空、充压恢复的喷涂层真空熔敷工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及喷枪技术领域，尤其涉及一种循环抽真空、充压恢复的喷涂层真空熔敷工艺及其装置，间隔200度的抽真空，和充入惰性气体的方法，达到真空和恢复压力的不同状态，满足能够加热工件和涂层，真空炉内恢复压力为0.05Mpa，该方式重复进行，当到达1100度时，无需抽真空，保温10分钟后，抽真空，然后工件随炉冷却，此时不可以再充惰性气体，防止过度冷却涂层表面造成缺陷。到炉温降至200度时，将工件取出。工艺实施后涂层附着好，表面密实，无烧损、剥落、开裂等缺陷。

Description

循环抽真空、充压恢复的喷涂层真空熔敷工艺

技术领域

本发明涉及喷枪技术领域，尤其涉及一种循环抽真空、充压恢复的喷涂层真空熔敷工艺及其装置。

背景技术

表面涂层所用的粉末合金大多为Co、Ni和Fe粉末，涂层制备的工艺也多种多样，如电镀、等离子喷涂(Plasma Spray)、物理气相沉淀(PVC)、化学气相沉淀(CVD)、高速氧燃烧法(HOVF)等工艺；其应用领域也极为广泛，几乎包括了所有的高新技术领域和工业、民用领域，如：航天、航空、航海、计算机电子、信息、交通、石油、化工、建筑、水利、机械等。有统计表明，与表面技术直接相关的产业已占国民经济总产值的7％。但采用这些工艺制得的涂层材料有的成本高，有的厚度较薄，有的与基体结合也不够牢固。

比如常规的氧乙炔火焰熔覆，虽然成本低廉，但涂层粗糙，氧化严重且合格率低。氧乙炔火焰熔覆生产效率低，劳动强度大，对工人技能要求较高，无法制定精确的工艺方法，全凭工人个人经验和运气，不利于大规模生产的开展。但真空熔覆可在一定程度上弥补以上不足，因其经济性及广泛用途有望进一步拓展合金涂层的应用领域。同时对表面涂层技术具有重要意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术中真空熔敷过程中脱碳，高真空下部分合金从涂层表面挥发，造成表面合金元素贫乏，涂层容易开裂、脱落等技术问题，本发明提供一种循环抽真空、充压恢复的喷涂层真空熔敷的工艺。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种循环抽真空、充压恢复的喷涂层真空熔敷的工艺，包括如下步骤：

1)将制备好喷涂好的工件先放在密封的真空炉内进行保温处理，使得工件达到室温；目的是让工件达到稳定状态，避免直接放入真空炉中过冷产生裂纹或脱落等缺陷；

2)加热前，先对真空炉内进行抽真空，当真空炉内达到工作真空度＜40Pa时，停止抽真空；

3)然后向空间内通入惰性气体，使得真空炉内的气压达到0.05Mpa±20％(零件外表面积大于0.02平方米，气压取上限，表面熔敷材料高于950度，气压取下限)；利用惰性气体作为流动介质加热工件，由于有了对流换热，和辐射换热，零件表面温度的均匀性有了保证。

4)启动加热装置对真空炉内进行加热，当温度到达200℃时，停止加热，再次对真空炉内进行抽真空，使得真空炉内的真空度到达工作真空度＜40Pa；

6)保温后，再通入惰性气体，使得真空炉内的气压达到0.05Mpa±20％；

7)启动加热装置对真空炉内进行加热，当温度再提升200℃时，停止加热，再次对真空炉内进行抽真空，使得真空炉内的真空度到达工作真空度＜40Pa；

8)保温后，再通入惰性气体，使得真空炉内的气压达到0.05Mpa±20％；上述工艺过程中，通入惰性气体，有利于防止高温状况下合金元素在真空蒸发较多，造成表面合金元素贫乏。同时普通真空炉加热过程中真空度过高产生涂层脱碳现象，通入惰性气体恢复压力，减少涂层脱碳；

9)重复步骤7)和8)，直至真空炉内的温度达到1100℃±5℃；无需抽真空，最终接近涂层1100度左右的烧结温度转化点，对于不同的涂层材料该温度转变点不同，需要做样件测试；

10)保温后，抽真空(根据不同的产品，及熔敷材料，保温时间不同，保温长短是根据样品测试，也就是当被加热样件的涂层表面产生镜面，同时快要流动时确认的。这里的抽真空是为了考虑到至此以后后续的工艺无需再抽真空，此时熔融过程中，产生相变及被裹覆在涂层内的最后残余气体被析出)；

11)冷却，当真空炉内温度降至200℃时，取出工件。

所述步骤6)、步骤8)和步骤10)中的保温时间为10分钟。步骤6)和8)中保温是为了让工件内的温度梯度减少，使得工件达到均匀的温度，对于尺寸大的产品，原则上稳定时间会长，对于大部分产品，10分钟保温时间已经足够，保温时间可以用样件测试时间确定，特别是对于涂层表面处的温度均匀性，已经基本达到了要求。

一种用于循环抽真空、充压恢复的喷涂层真空熔敷工艺的装置，包括真空炉，真空炉上连通有惰性气体罐和真空泵，真空炉的内圈均匀的安装有加热元件，真空炉内的中部设置有工件支架。

为了便于精确了解温度变化，所述真空炉的外部还设置有用于检测炉内温度的温度表。

为了便于精确了解压力变化，所述惰性气体罐和真空炉之间的管路上还安装有压力表。

本发明的有益效果是，本发明的循环抽真空、充压恢复的喷涂层真空熔敷工艺，间隔200度的抽真空，和充入惰性气体的方法，达到真空和恢复压力的不同状态，工艺实施后涂层附着好，表面密实，无烧损、剥落、开裂等缺陷。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明用于循环抽真空、充压恢复的喷涂层真空熔敷工艺的装置最优实施例的结构示意图。

图中：1、惰性气体罐，2、涂层，3、真空炉，4、加热元件，5、真空泵，6、工件，7、工件支架，8、压力表，9、温度表。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示，是本发明最优实施例，一种用于循环抽真空，充压恢复的喷涂层真空熔敷工艺的装置，包括惰性气体罐1与真空炉3连接，并由压力表8观察真空炉3的炉内压力，真空炉3内设有加热元件4用于加热真空炉3,真空炉3连接在真空泵5上并且通过真空泵5开启运行，达到抽真空的目的，真空泵5的压力通过压力表8观察到，真空炉3上连接有温度表9，温度表9上可以随时观察真空炉3内的温度，真空炉3内设有工件支架7，工件支架7上安装工件6，工件6上附着涂层2。

本实施例的循环抽真空，充压恢复的喷涂层真空熔敷工艺，通过如下步骤实施，真空炉3内设有工件支架7，工件支架7上安装工件6，工件6必须保温至室内温度，工件6上附着涂层2，开始加热元件4加热前，首先通过真空泵5开启运行抽真空，到达最高真空度时，停止，真空压力通过压力表8观察到，接着开启惰性气体罐1通入惰性气体，达到0.05Mpa，然后启动加热元件4加热，利用惰性气体作为流动介质加热工件，由于有了对流换热，和辐射换热，零件表面温度的均匀性有了保证；温度表9显示炉内，当温度提高了200度时，再抽真空一次，温度稳定的情况下保温10分钟；接着放入惰性气体，达到0.05Mpa，然后启动加热元件4加热，温度再提升200度。上述工艺过程中，通入惰性气体，有利于防止高温状况下合金元素在真空蒸发较多，造成表面合金元素贫乏的现象。同时普通真空炉加热过程中真空度过高涂层2易产生脱碳现象，通入惰性气体恢复压力，减少涂层2脱碳；随着上述过程的重复进行，最终接近涂层1100度左右的烧结温度转化点，此时设定最终温度为1100度，无需抽真空，保温10分钟后，抽真空，然后工件6随炉冷却，此时不可以再充惰性气体，防止过度冷却涂层表面造成缺陷。到炉温降至200度时，将工件取出。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (2)

1.一种循环抽真空、充压恢复的喷涂层真空熔敷工艺，其特征在于：包括如下步骤：

1)将制备好喷涂好的工件先放在密封的真空炉内进行保温处理，使得工件达到室温；

2)加热前，先对真空炉内进行抽真空，当真空炉内达到工作真空度＜40Pa时，停止抽真空；

3)然后向空间内通入惰性气体，使得真空炉内的气压达到0.05Mpa±20％；

4)启动加热装置对真空炉内进行加热，当温度到达200℃时，停止加热，再次对真空炉内进行抽真空，使得真空炉内的真空度到达工作真空度＜40Pa；

6)保温后，再通入惰性气体，使得真空炉内的气压达到0.05Mpa±20％；

7)启动加热装置对真空炉内进行加热，当温度再提升200℃时，停止加热，再次对真空炉内进行抽真空，使得真空炉内的真空度到达工作真空度＜40Pa；

8)保温后，再通入惰性气体，使得真空炉内的气压达到0.05Mpa±20％；

9)重复步骤7)和8)，直至真空炉内的温度达到1100℃±5℃；

10)保温后，抽真空；

11)冷却，当真空炉内温度降至200℃时，取出工件。

2.如权利要求1所述的循环抽真空、充压恢复的喷涂层真空熔敷工艺，其特征在于：所述步骤6)、步骤8)和步骤10)中的保温时间为10分钟。