CN112626479A - 一种提高多弧离子镀设备涂层均匀性的双重自转设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高多弧离子镀设备涂层均匀性的双重自转设备，包括公转转盘体，所述公转转盘体上间隔且均匀设置有多个支撑固定杆，相邻的两个所述支撑固定杆之间设有第一自转杆，所述第一自转杆长度方向上间隔套设有多个第二自转装置，所述第二自转装置上设置有多个用于固定叶片的夹具。有益效果是：双重自转，使工件自身发生旋转，工件的每个位置都可以面度多弧靶材接收粒子，即保证工件的每个位置在多弧离子镀设备中的状态一致，从而使工件上每个位置的涂层厚度基本相同；通过双重自转设备的应用，可以提高航空发动机叶片的金属涂层厚度的均匀性，保证叶片涂层质量，增强中国航空发动机叶片竞争力。
Description
技术领域
本发明涉及涂层技术领域，具体的说，是一种提高多弧离子镀设备涂层均匀性的双重自转设备。
背景技术
现有技术的电弧镀涂层方法和设备，包括单弧离子镀方法和多弧靶离子镀方法，其中单弧离子镀是在设备中心位置只有一个靶材，工件置于四周并能够通过公转及自转使工件上涂层均匀性效果较好。而多弧离子镀设备由于存在多个靶，多弧靶的靶材与靶材之间错位安装，有一定距离，导致多弧靶的靶材正对工件的位置比旁边位置的工件涂层的厚度不一致，且厚度差距较大，即使采用工件偏压来增强厚度的均匀性，但实际效果不理想。为了使工件涂层厚度均匀化，目前普遍采用的转架都是公转加自转的方式，即，转架整体在真空腔室内围绕中心公转，同时转架上的各夹持工件的转轴分别自转。这种方式，有效地提高了工件涂层厚度的均匀性，但是针对航空发动机叶片而言，由于叶片的形状导致叶盆和叶背厚度差异性仍然较高，导致叶片涂层质量还是存在一定差异。
因此，提出一种提高多弧离子镀设备涂层均匀性的双重自转设备以解决现有技术的不足。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种提高多弧离子镀设备涂层均匀性的双重自转设备，双重自转，使工件自身发生旋转，工件的每个位置都可以面度多弧靶材接收粒子，即保证工件的每个位置在多弧离子镀设备中的状态一致，从而使工件上每个位置的涂层厚度基本相同；通过双重自转设备的应用，可以提高航空发动机叶片的金属涂层厚度的均匀性，保证叶片涂层质量，增强中国航空发动机叶片竞争力。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：本发明公开了一种提高多弧离子镀设备涂层均匀性的双重自转设备，包括公转转盘体，所述公转转盘体上间隔且均匀设置有多个支撑固定杆，相邻的两个所述支撑固定杆之间设有第一自转杆，所述第一自转杆长度方向上间隔套设有多个第二自转装置，所述第二自转装置上设置有多个用于固定叶片的夹具。
有益效果是：双重自转，使工件自身发生旋转，工件的每个位置都可以面度多弧靶材接收粒子，即保证工件的每个位置在多弧离子镀设备中的状态一致，从而使工件上每个位置的涂层厚度基本相同；通过双重自转设备的应用，可以提高航空发动机叶片的金属涂层厚度的均匀性，保证叶片涂层质量，增强中国航空发动机叶片竞争力。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述第二自转装置包括支撑架、外环大齿轮、二级小齿轮和外壳，所述外环大齿轮套设在所述第一自转杆上，所述外环大齿轮的相对两侧分别固定在对应的所述第一自转杆相邻的两个所述支撑固定杆，所述第一自转杆上套设有所述支撑架，所述支撑架为三条支撑板组成，每条所述支撑板远离所述第一自转杆的一端上转动连接有转轴，所述转轴的一端向下延伸出所述支撑板后转动连接所述二级小齿轮，所述二级小齿轮与所述外环大齿轮啮合连接，所述外环大齿轮上盖设有所述外壳，所述外壳固定在所述支撑架上，所述转轴的另一端向上延伸出所述外壳外后与对应的所述夹具固定连接。
采用上述进一步方案的有益效果是使第二自转装置上的夹具随着第一自转杆公转的同时发生自转，从而实现双重自转，使被夹具固定的叶片涂覆的涂层均匀。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述支撑板与所述第一自转杆通过轴承转动连接。
采用上述进一步方案的有益效果是结构简单，有效保护转轴，提高使用寿命。
进一步，所述夹具均匀分布在所述外壳上。
采用上述进一步方案的有益效果是能同时固定多个叶片，互不影响，加快工作效率。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述支撑固定杆焊接在所述公转转盘体上。
采用上述进一步方案的有益效果是固定效果好，结构稳固。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述公转转盘体的转轴上设有第一齿轮，所述第一自转杆的上端设有第二齿轮，所述第一齿轮和所述第二齿轮啮合连接。
采用上述进一步方案的有益效果是实现转速不同，形成自转，结构简单，运行稳定。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的第二自转装置结构示意图；
图3为本发明的外壳结构示意图；
图4为涂层的显微镜下的示意图；
图5为涂层的双重自转叶片与非自转叶片的涂层厚度分布表；
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、公转转盘体，2、第一自转杆；3、支撑固定杆；4、第二自转装置；5、夹具；6、支撑架；7、外环大齿轮；8、二级小齿轮；9、外壳；10、轴承。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电路连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
针对目前多弧离子镀设备中工件涂层厚度均匀性差异性较大的问题，通过工件的双重自转方式，使工件的每个位置在多弧离子镀设备中的状态保持一致，从而保证工件上每个位置的涂层厚度基本一致。
实施例1：
如图1-3所示，本实施例中，一种提高多弧离子镀设备涂层均匀性的双重自转设备包括公转转盘体1，公转转盘体1包括转盘本体和驱动电机图中未画出，驱动电机的输出轴传动连接转盘本体，所述公转转盘体1上间隔且均匀设置有多个支撑固定杆3，相邻的两个所述支撑固定杆3之间设有第一自转杆2，所述第一自转杆2长度方向上间隔套设有多个第二自转装置4，所述第二自转装置4上设置有多个用于固定叶片的夹具5，具体设置有4个支撑固定杆3和4个第一自转杆2图中未完全画出，当然设置的数量也可根据实际需要设置。
叶片卡设在夹具5上，通过双重自转方式，使装置自身发生旋转，装置的每个位置都可以面度多弧靶材接收粒子，即保证装置的每个位置在多弧离子镀设备中的状态一致，从而使装置上每个位置的涂层厚度基本相同，通过双重自转设备的应用，可以提高航空发动机叶片的金属涂层厚度的均匀性，保证叶片涂层质量，增强中国航空发动机叶片竞争力。
实施例2：
如图1-3所示，本实施例中，一种提高多弧离子镀设备涂层均匀性的双重自转设备包括公转转盘体1，公转转盘体1包括转盘本体和驱动电机图中未画出，驱动电机的输出轴传动连接转盘本体，所述公转转盘体1上间隔且均匀设置有多个支撑固定杆3，相邻的两个所述支撑固定杆3之间设有第一自转杆2，所述第一自转杆2长度方向上间隔套设有多个第二自转装置4，所述第二自转装置4上设置有多个用于固定叶片的夹具5，具体设置有4个支撑固定杆3和4个第一自转杆2图中未完全画出，每个第二自转装置4上间隔等距设置有3个夹具5，当然设置的数量也可根据实际需要设置。
叶片卡设在夹具5上，通过双重自转方式，使装置自身发生旋转，装置的每个位置都可以面度多弧靶材接收粒子，即保证装置的每个位置在多弧离子镀设备中的状态一致，从而使装置上每个位置的涂层厚度基本相同，通过双重自转设备的应用，可以提高航空发动机叶片的金属涂层厚度的均匀性，保证叶片涂层质量，增强中国航空发动机叶片竞争力。
优选地，本实施例中，所述第二自转装置4包括支撑架6、外环大齿轮7、二级小齿轮8和外壳9，所述外环大齿轮7套设在所述第一自转杆2上，所述外环大齿轮7的相对两侧分别焊接在对应的所述第一自转杆2相邻的两个所述支撑固定杆3，所述第一自转杆2上套设有所述支撑架6，所述支撑架6为三条支撑板组成，每条所述支撑板远离所述第一自转杆2的一端上通过轴承10转动连接有转轴，所述转轴的一端向下延伸出所述支撑板后转动连接所述二级小齿轮8，所述二级小齿轮8与所述外环大齿轮7啮合连接，所述外环大齿轮7上盖设有所述外壳9，所述外壳9固定在所述支撑架6上，所述转轴的另一端向上延伸出所述外壳9外后与对应的所述夹具5固定连接。
第一自转杆2通过公转转盘体1带动发生自转，然后第一自转杆2带动支撑架6转动，支撑架6上的二级小齿轮8与固定在支撑固定杆3上的外环大齿轮啮合传动，带动夹具5在外壳9的圆周方向上转动，使被夹具5固定的叶片涂覆的涂层均匀。
优选地，本实施例中，所述公转转盘体1的转轴上设有第一齿轮，所述第一自转杆2的上端设有第二齿轮，所述第一齿轮和所述第二齿轮啮合连接，齿轮传动，实现转速不同，形成自转，结构简单，运行稳定。
针对某高涡叶片进行实施例，通过双重自转设备制备涂层，并解剖叶片检测叶身涂层厚度，涂层显微组织如图4所示，金属涂层致密、无分层现象，界面良好，符合技术标准要求。涂层厚度分布如图5所示，图中对比了双重自转叶片与非自转叶片的涂层厚度分布，可以发现，双重自转涂层厚度为26~33μm，而非双重自转涂层厚度为25~40μm，双重自转涂层厚度分布范围更窄，说明均匀性得到了提高。
需要说明的是本发明的夹具5，通过更换不同的夹具5，可以安装不同型号的叶片用于涂层的制备，其涂层厚度均匀性相比非双重自转的涂层厚度均匀性明显提升。
本发明的双重自转设备，在多弧离子镀环境中，不仅工件表面会涂覆涂层，在转架各个部件中会涂覆上涂层，所述的外壳9可用于保护第二自转装置4中的齿轮及轴承10不被涂覆涂层，同样的在公转转盘体1外部也有一层外壳用于保护内部复杂的结构。
有益效果：本申请的多弧离子镀双重自传设备，在涂层涂覆过程中，使工件自身发生旋转，工件的每个位置都可以面度多弧靶材接收粒子，即保证工件的每个位置在多弧离子镀设备中的状态一致，从而使工件上每个位置的涂层厚度基本相同。
以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种提高多弧离子镀设备涂层均匀性的双重自转设备，其特征在于：包括公转转盘体（1），所述公转转盘体（1）上间隔且均匀设置有多个支撑固定杆（3），相邻的两个所述支撑固定杆（3）之间设有第一自转杆（2），所述第一自转杆（2）长度方向上间隔套设有多个第二自转装置（4），所述第二自转装置（4）上设置有多个用于固定叶片的夹具（5）。
2.根据权利要求1所述的一种提高多弧离子镀设备涂层均匀性的双重自转设备，其特征在于：所述第二自转装置（4）包括支撑架（6）、外环大齿轮（7）、二级小齿轮（8）和外壳（9），所述外环大齿轮（7）套设在所述第一自转杆（2）上，所述外环大齿轮（7）的相对两侧分别固定在对应的所述第一自转杆（2）相邻的两个所述支撑固定杆（3），所述第一自转杆（2）上套设有所述支撑架（6），所述支撑架（6）为三条支撑板组成，每条所述支撑板远离所述第一自转杆（2）的一端上转动连接有转轴，所述转轴的一端向下延伸出所述支撑板后转动连接所述二级小齿轮（8），所述二级小齿轮（8）与所述外环大齿轮（7）啮合连接，所述外环大齿轮（7）上盖设有所述外壳（9），所述外壳（9）固定在所述支撑架（6）上，所述转轴的另一端向上延伸出所述外壳（9）外后与对应的所述夹具（5）固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种提高多弧离子镀设备涂层均匀性的双重自转设备，其特征在于：所述支撑板与所述第一自转杆（2）通过轴承（10）转动连接。
4.根据权利要求2所述的一种提高多弧离子镀设备涂层均匀性的双重自转设备，其特征在于：所述夹具（5）均匀分布在所述外壳（9）上。
5.根据权利要求1-3任一项所述的一种提高多弧离子镀设备涂层均匀性的双重自转设备，其特征在于：所述支撑固定杆（3）焊接在所述公转转盘体（1）上。
6.根据权利要求1-3任一项所述的一种提高多弧离子镀设备涂层均匀性的双重自转设备，其特征在于：所述公转转盘体（1）的转轴上设有第一齿轮，所述第一自转杆（2）的上端设有第二齿轮，所述第一齿轮和所述第二齿轮啮合连接。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210409 |