CN115261847A - 一种二硅化钼复合涂层及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于二硅化钼涂层技术领域，具体而言，是一种二硅化钼复合涂层及其制备方法；二硅化钼复合涂层制备方法包括以下步骤：步骤一：去除工件表面氧化层；步骤二：将工件悬挂在前处理设备内；步骤三：对工件表面进行预加热处理，利用高压氮气对其表面吹扫清洁；步骤四：工件充分降温后，重新对工件进行加热，利用等离子弧喷焊技术，在工件表面喷焊二硅化钼复合涂层；形成涂层的粉料主要包括二硅化钼粉末和少量的硼粉和铝粉；前处理设备包括工件、定位柱和底座，底座上滑动连接有底部密封舱和顶部密封舱，将工件密封在底部密封舱和顶部密封舱内，对工件进行表面吹扫，之后对工件的表面进行预加热处理，从而增强涂层喷涂后的工件性能。
Description
技术领域
本发明属于二硅化钼涂层技术领域，具体而言，是一种二硅化钼复合涂层及其制备方法。
背景技术
二硅化钼具有近似于金属与陶瓷的性质，并且，其在高温下表面能形成二氧化硅钝化层以阻止工件进一步氧化；因此，二硅化钼常应用于高温抗氧化涂层材料、电加热元件、集成电极薄膜、结构材料、复合材料的增强剂、耐磨材料、结构陶瓷的连接材料等领域；
制备二硅化钼涂层的方法有许多中，包括等离子喷涂技术和热喷涂技术等，其中等离子喷涂技术是制备涂层的一种常见的方法，它能让涂层成分在较大的范围内变化，厚度容易控制，而对于工件进行粉料的等离子喷涂过程中，对于工件表面的处理温度较高，在未充分对工件进行预热处理的情况下，会对涂层内侧的工件表面的性能造成较大影响。
发明内容
为了实现在对工件进行涂层喷涂处理之前，对工件表面进行吹扫清洁和预热处理的目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种二硅化钼复合涂层制备方法，包括以下步骤：
步骤一：对工件进行打磨处理，去除表面氧化层；
步骤二：在工件两端安装定位柱，使其悬挂在前处理设备内；
步骤三：对工件表面进行预加热处理，利用高压氮气对其表面吹扫清洁；
步骤四：重新对工件进行加热，利用等离子弧喷焊技术，在工件表面起弧形成熔池后，开始送粉，喷焊二硅化钼复合涂层。
其中，喷焊二硅化钼复合涂层过程中，需要在氩气环境保护下进行，利用加热平台对工件预热至950～1150℃；
之后，利用等离子弧喷焊技术，在工件表面起弧形成熔池后，开始送粉，喷焊二硅化钼复合涂层，冷却后，在工件表面得到二硅化钼复合涂层；
形成涂层的粉料主要包括二硅化钼粉末和少量的硼粉和铝粉。
该方法中对于工件的预加热和表面吹扫清洁步骤是通过前处理设备来进行的，通过对工件在前处理设备上的位置进行限定后，将工件密封在密封舱内进行吹扫，去除工件经打磨后的表面残留物，之后工件进行预加热处理。
所述前处理设备包括工件、定位柱、底座、侧板和定位条；
底座的两侧分别固定连接有一个侧板，侧板上固定连接有两个定位条，两个定位条之间构成滑道，滑道上设置有停滞端和移出端，滑道将侧板贯穿，被滑道贯穿的侧板通过U型板连接。
工件的两侧分别安装有定位柱，定位柱插入工件内的部分截面为多边形，通过控制定位柱的转动和移动，控制工件的转动和移动；两个定位柱通过圆片卡在两侧的滑道之间，实现工件吊起。
该复合涂层通过等离子弧喷焊技术在工件表面起弧形成熔池后，送粉喷焊的方式在工件表面形成。
底座上滑动连接有底部密封舱和顶部密封舱，底部密封舱和顶部密封舱能够与工件两侧的定位柱嵌合连接，之后将工件密封在底部密封舱和顶部密封舱内，进行表面吹扫后，对工件的表面进行预加热处理，减少直接对工件进行预热处理的情况下，会对涂层内侧的工件表面的性能造成较大影响的情况发生。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，其中：
图1为本发明的二硅化钼复合涂层及其制备方法的流程图；
图2为本发明的前处理设备的结构示意图；
图3为本发明的侧板和定位条的结构示意图；
图4为本发明的底部密封舱和顶部密封舱的结构示意图；
图5为本发明的滑架的结构示意图；
图6为本发明的工件和压紧臂的结构示意图；
图7为本发明的工件的结构示意图；
图8为本发明的定位柱的结构示意图；
图9为本发明的压紧臂和定位柱的结构示意图；
图10为本发明的滑架、移动架和空心架的结构示意图；
图11为本发明的顶紧架和定位套筒的结构示意图；
图12为本发明的移动架和转轮轴的结构示意图；
图13为本发明的顶紧架、定位套筒和弹簧固定片的结构示意图；
图14为本发明的压紧臂的结构示意图。
图中：工件1；定位柱2；底座11；侧板12；定位条13；停滞端14；移出端15；滑架16；底部密封舱21；顶部密封舱22；压紧臂31；移动架41；转轮轴42；空心架43；第一转动驱动器44；顶紧架51；定位套筒52；弹簧固定片53；传动器54；第二转动驱动器55。
具体实施方式
本发明提供了一种二硅化钼复合涂层制备方法，包括以下步骤：
步骤一：进行喷砂或角磨机的方式，对工件打磨处理，去除表面氧化层；
步骤二：在工件两端安装定位柱，使其悬挂在前处理设备内；
步骤三：对工件表面进行预加热处理，利用高压氮气对其表面吹扫清洁；
步骤四：重新对工件进行加热，利用等离子弧喷焊技术，在工件表面起弧形成熔池后，开始送粉，喷焊二硅化钼复合涂层。
喷焊二硅化钼复合涂层过程中，需要在氩气环境保护下进行，利用加热平台对工件预热至950～1150℃；
之后，利用等离子弧喷焊技术，在工件表面起弧形成熔池后，开始送粉，喷焊二硅化钼复合涂层，冷却后，在工件表面得到二硅化钼复合涂层。
参照图2-3、图5-6、图9和图14所示，说明本发明提供的二硅化钼复合涂层制备方法中对于工件的预加热和表面吹扫清洁步骤中使用到的前处理设备，对工件在滑道内进行悬挂处理和限位处理的实施例：
所述前处理设备包括底座11和侧板12，底座11的两侧分别固定连接有一个侧板12，每个侧板12上均安装有两个定位条13，同侧的两个定位条13构成滑道，滑道将侧板12贯穿，被滑道贯穿的侧板12通过U型板连接。
工件1通过安装在工件1两端的定位柱2悬挂在滑道内，将工件1侧部完全展露；两个定位柱2通过设置在定位柱2中部的环形限位片卡在两个侧板12之间；定位柱2通过自身中部的圆形结构滑动连接在滑道内。
所述工件1端部设置有阶梯安装孔，定位柱2的两端分别设有嵌合柱，位于内侧的嵌合柱与阶梯安装孔插接配合；
其中，嵌合柱的截面为多边形例如矩形或六边形，从而使定位柱2带动工件1进行同步转动。
所述滑道延伸轨迹上分别设置有四分之一圆弧形的停滞端14和移出端15，停滞端14用于对定位柱2的位置进行初始限定，移出端15用于对定位柱2进行取出引导。
所述侧板12上滑动连接有压紧臂31，压紧臂31贯穿上侧的定位条13后，其下端边缘处能够与停滞端14和移出端15组合构成两个二分之一圆弧面，切换对工件的限位程度；
所述侧板12上安装有用于驱动压紧臂31进行滑动的第一伸缩驱动器，第一伸缩驱动器的活动端与压紧臂31固定连接；
通过启动第一伸缩驱动器，切换对设备工件进行限位方式，同时防止气流吹动工件1误转动。
参照图2、图4和图6所示，说明本发明提供的二硅化钼复合涂层制备方法中对于工件的预加热和表面吹扫清洁步骤中使用到的前处理设备，对工件进行表面吹扫后进行预加热处理的实施例：
所述底座11上竖向滑动连接有底部密封舱21和顶部密封舱22，底部密封舱21和顶部密封舱22彼此扣合在一起后，底部密封舱21和顶部密封舱22侧部的半圆孔卡在两侧的定位柱2外侧，形成对工件1进行包覆的密封腔体。
其中，底部密封舱21和顶部密封舱22上分别连通有用于注气和排气的通气管道，多个通气管道上分别设置有阀门，用于注气的通气管道分别通过单独的管道与泵连通；
启动泵，使高压气流优选氮气，对工件表面进行充分吹扫，去除工件经打磨后的表面残留物；
之后，启动底部密封舱21和顶部密封舱22内部安装的加热组件，对工件进行预加热处理，加热组件优选管状陶瓷电热管。
最后，将工件1移动至移出端15处，进行时效处理，待等离子弧喷焊处理。
底部密封舱21和顶部密封舱22在底座11上的滑动控制方式可分别选用电动伸缩杆或液压缸来进行；
在底座11上安装电动伸缩杆Ⅰ和电动伸缩杆Ⅱ，使电动伸缩杆Ⅰ和电动伸缩杆Ⅱ的活动端分别与底部密封舱21和顶部密封舱22固定连接。
参照图2-3、图5-10所示，说明本发明提供的二硅化钼复合涂层制备方法中对于工件的预加热和表面吹扫清洁步骤中使用到的前处理设备，对工件的位置进行控制的实施例：
所述侧板12上固定连接有滑架16，滑架16上滑动连接有移动架41，所述移动架41上固定连接用于驱动移动架41在滑架16上横向滑动的第二伸缩驱动器，第二伸缩驱动器可选用电动伸缩杆或液压缸，第二伸缩驱动器的活动端与滑架16上的横板固定连接；
移动架41上转动连接有转轮轴42，转轮轴42上固定连接有空心架43，空心架43通过顶紧架51与定位套筒52相连，定位套筒52能够套在定位柱2上，从而对不同的工件1的位置进行控制。
所述定位套筒52内转动连接有传动器54，同时启动两侧的第二伸缩驱动器，使传动器54能够套在位于定位柱2外侧的嵌合柱上，进而便于后续对工件1的放置角度进行控制；
其中，位于定位柱2外侧的嵌合柱上边缘处设置有弧面，使传动器54与位于定位柱2外侧的嵌合柱之间的插接配合。
参照图10所示，说明本发明提供的二硅化钼复合涂层制备方法中对于工件的预加热和表面吹扫清洁步骤中使用到的前处理设备，控制工件在两个定位条13之间的停滞端14处，以定位柱2的轴线为轴进行转动的实施例：
侧板12上通过支架Ⅱ安装有第二转动驱动器55，第二转动驱动器55的输出轴上通过联轴器安装有驱动轮轴Ⅱ，驱动轮轴Ⅱ能够与传动器54的侧部通过摩擦传动连接；
通过启动第二转动驱动器55转动，使传动器54带动定位柱2进行转动，通过定位柱2与工件1嵌合插接配合，进而控制工件1以定位柱2的轴线为轴进行转动，改变气流对工件表面的吹扫位置，增强工件经打磨后的表面残留物去除效果。
参照图2-3、图5-13所示，说明本发明提供的二硅化钼复合涂层制备方法中对于工件的预加热和表面吹扫清洁步骤中使用到的前处理设备，通过自动对接和脱离的方式对工件进行位置控制的具体实施例：
所述顶紧架51滑动连接在空心架43内，顶紧架51的两端分别固定连接有定位套筒52和圆杆，圆杆的端部弹簧固定片53，空心架43上设置有圆环，圆杆贯穿圆环后，在圆环和弹簧固定片53之间安装拉簧，利用圆环对顶紧架51的位置进行限定；
如图12所示，转轮轴42转动连接在移动架41上的套筒内，套筒上通过支架Ⅰ安装有用于驱动转轮轴42进行转动的第一转动驱动器44，第一转动驱动器44的输出轴上通过联轴器安装有驱动轮轴Ⅰ，驱动轮轴Ⅰ与转轮轴42之间通过啮合传动连接；本申请中的转动驱动器可选用步进电机或伺服电机；
拉簧将顶紧架51在空心架43内收紧时，定位套筒52与位于停滞端14处的定位柱2的位置相对应；
在对工件的表面处理完成后，启动转动驱动器，通过继续转动转轮轴42，带动工件1上的定位套筒52跨过停滞端14和移出端15，此时顶紧架51在空心架43内进行滑动，完成定位套筒52在空心架43上的自动展开；
之后，通过启动第二伸缩驱动器，使定位套筒52与定位柱2之间脱离插接状态，在拉簧的作用下，完成顶紧架51在空心架43内的自动复位，待转轮轴42回转后，定位套筒52等待对于下一个工件1两侧的定位柱2的位置处理工序，增加设备整体的自动化处理程度；
使用多个空心架43的切换，能够减少对于工件1进行预加热时，加热温度对工件1造成的影响。
Claims (10)
1.一种二硅化钼复合涂层制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：对工件进行打磨处理，去除表面氧化层；
步骤二：在工件两端安装定位柱，使其悬挂在前处理设备内；
步骤三：对工件表面进行预加热处理，利用高压氮气对其表面吹扫清洁；
步骤四：重新对工件进行加热，利用等离子弧喷焊技术，在工件表面起弧形成熔池后，开始送粉，喷焊二硅化钼复合涂层。
2.根据权利要求1所述的二硅化钼复合涂层制备方法，其特征在于：所述前处理设备包括底座(11)和安装在底座(11)上的侧板(12)，侧板(12)上安装有定位条(13)，定位条(13)两两一组构成滑道，工件(1)通过两端安装的定位柱(2)悬挂在滑道内，并将工件(1)侧部完全展露。
3.根据权利要求2所述的二硅化钼复合涂层制备方法，其特征在于：所述工件(1)端部设置有阶梯安装孔，定位柱(2)的两端分别设有嵌合柱，内侧的嵌合柱与阶梯安装孔插接配合，两个定位柱(2)通过设置在自身中部的环形限位片卡在两个侧板(12)之间，并通过定位柱(2)中部的圆形结构同时滑动连接在两侧的滑道内。
4.根据权利要求2所述的二硅化钼复合涂层制备方法，其特征在于：所述底座(11)上竖向滑动连接有底部密封舱(21)和顶部密封舱(22)，底部密封舱(21)和顶部密封舱(22)彼此扣合在一起后，能够将工件(1)进行包覆。
5.根据权利要求4所述的二硅化钼复合涂层制备方法，其特征在于：所述底部密封舱(21)和顶部密封舱(22)上分别设有通气管道和加热组件。
6.根据权利要求2所述的二硅化钼复合涂层制备方法，其特征在于：所述滑道内分别设置有用于对定位柱(2)的位置进行初始限定和取出引导的停滞端(14)和移出端(15)。
7.根据权利要求2所述的二硅化钼复合涂层制备方法，其特征在于：所述侧板(12)上滑动连接有压紧臂(31)，压紧臂(31)贯穿上侧的定位条(13)后，其下端边缘处与停滞端(14)和移出端(15)组合构成两个弧形限位面。
8.根据权利要求7所述的二硅化钼复合涂层制备方法，其特征在于：所述侧板(12)上安装有滑架(16)，滑架(16)上滑动连接有移动架(41)，移动架(41)上转动连接有转轮轴(42)，转轮轴(42)上固定连接有空心架(43)，空心架(43)通过顶紧架(51)与定位套筒(52)相连，定位套筒(52)能够套在定位柱(2)上，对工件(1)的放置位置进行控制。
9.根据权利要求8所述的二硅化钼复合涂层制备方法，其特征在于：所述定位套筒(52)内转动连接有传动器(54)，传动器(54)能够套在位于定位柱(2)外侧的嵌合柱上，对工件(1)的放置角度进行控制。
10.使用权利要求1所述的二硅化钼复合涂层制备方法在工件表面所形成出的复合涂层，其特征在于，该复合涂层通过等离子弧喷焊技术在工件表面起弧形成熔池后，送粉喷焊的方式在工件表面形成。
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