CN115786868A - 一种均匀涂覆低温涂层的设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种均匀涂覆低温涂层的设备及方法，包括馈穿件，馈穿件上设置有转架，转架上设置有若干个基片，转架上的中间位置设置有冷热鼓，若干个基片分布在冷热鼓的外侧位置，冷热鼓的内部设置有液体通道，液体通道包括第一循环管路和第二循环管路。本发明通过冷热鼓、换热板和制冷机的结构设计，可以将热传导到涂层机外，并实现涂层机热量的循环利用；本发明通过基片加热步骤主要用于涂层前基片加热脱气；本发明通过基片冷却步骤将涂层过程中的热量通过热辐射或热传导的形式带到涂层机外，基片能保持在一个工艺设定的温度。对回火温度低的基片和涂层温度低的工艺，是一个合适的导热方法。

Description

一种均匀涂覆低温涂层的设备及方法

技术领域

本发明涉及涂层相关技术领域，尤其涉及一种均匀涂覆低温涂层的设备及方法。

背景技术

涂层机内的热量主要来源于加热器热辐射、等离子体的轰击、炉内衬板、基片、夹具等的热辐射，涂层机中多余的热量需要进行及时的处理，进而通过合理的结构设计将热传导到涂层机外，并实现涂层机热量的循环利用显得尤为重要。

有鉴于上述的缺陷，本设计人积极加以研究创新，以期创设一种均匀涂覆低温涂层的设备及方法，使其更具有产业上的利用价值。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种均匀涂覆低温涂层的设备及方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明目的之一：

一种均匀涂覆低温涂层的设备，包括馈穿件，馈穿件上设置有转架，转架上设置有若干个基片，转架上的中间位置设置有冷热鼓，若干个基片分布在冷热鼓的外侧位置，冷热鼓的内部或贴附设置有导热剂通道，导热剂通道包括第一循环管路和第二循环管路，第一循环管路与第一三通阀的第一端相连接，第一三通阀的第二端与加热器相连接，第一三通阀的第三端与换热板相连接，换热板与制冷机相连接，第二循环管路与第二三通阀的第一端相连接，第二三通阀的第二端与第一缓冲罐相连接，第二三通阀的第三端与第二缓冲罐相连接，加热器和第一缓冲罐之间连接设置有第一泵，换热板和第二缓冲罐之间连接设置有第二泵。

作为本发明的进一步改进，转架为圆盘状结构或多边形结构或矩形结构，冷热鼓为圆柱状结构，若干个基片均为圆柱状结构或多边形结构或矩形板状结构，若干个基片沿着圆周方向均匀的设置在转架上，且若干个基片与冷热鼓之间设置有间隙。

作为本发明的进一步改进，转架为圆盘状结构或多边形结构或矩形结构，冷热鼓为圆柱状结构，若干个基片沿着圆周方向均匀的设置在冷热鼓上。

作为本发明的进一步改进，转架为圆盘状结构或多边形结构或矩形结构，冷热鼓为多边形结构，若干个基片沿着冷热鼓的若干个边均匀的设置在冷热鼓上。

作为本发明的进一步改进，转架为圆盘状结构或多边形结构或矩形结构，冷热鼓为开口朝外的多边弧形结构，若干个基片沿着冷热鼓的若干个弧形边均匀的设置在冷热鼓上。

本发明目的之二：

一种均匀涂覆低温涂层的方法，包括基片加热步骤和基片冷却步骤，基片加热步骤为把冷热鼓的温度调至比基片高的温度，并对基片进行加热；基片冷却步骤为把冷热鼓温度调到比基片低的温度，并对基片进行冷却。

作为本发明的进一步改进，基片加热步骤依次包括以下步骤：

1)打开第一三通阀的第二端使得第一循环管路与加热器相连接；

2)打开第二三通阀的第二端使得第二循环管路与第一缓冲罐相连接；

3)加热器对导热剂进行加热，导热剂受热后在第一泵的作用下，通过第一循环管路被推送到冷热鼓，并对冷热鼓加热处理，冷热鼓再对基片加热处理，热的导热剂通过第二循环管路回流至第一缓冲罐中。

作为本发明的进一步改进，基片冷却步骤依次包括以下步骤：

1)打开第一三通阀的第三端使得第一循环管路与换热板相连接；

2)打开第二三通阀的第三端使得第二循环管路与第二缓冲罐相连接；

3)通过与换热板相连接的制冷机的制冷作用将热量带走，冷的导热剂在第二泵的作用下，通过第一循环管路被推送到冷热鼓，并对冷热鼓冷却处理，冷热鼓再对基片冷却处理，冷的导热剂通过第二循环管路回流至第二缓冲罐中。

作为本发明的进一步改进，基片加热步骤中把冷热鼓的温度调至在350℃以内，基片冷却步骤中把冷热鼓温度调至在-30℃～90℃之间。

借由上述方案，本发明至少具有以下优点：

1、本发明通过冷热鼓、换热板和制冷机的结构设计，可以将热传导到涂层机外，并实现涂层机热量的循环利用；

2、本发明通过基片加热步骤主要用于涂层前基片加热脱气；

3、本发明通过基片冷却步骤将涂层过程中的热量通过热辐射或热传导的形式带到涂层机外，基片能保持在一个工艺设定的温度。对回火温度低的基片和涂层温度低的工艺，是一个合适的导热方法。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明一种均匀涂覆低温涂层的设备的结构示意图；

图2是本发明第一实施例中馈穿件、冷热鼓和基片的结构示意图；

图3是本发明第一实施例的俯视图；

图4是本发明第二实施例的俯视图；

图5是本发明第三实施例的俯视图；

图6是本发明第四实施例中馈穿件、冷热鼓和基片的结构示意图；

图7是本发明第四实施例的俯视图；

图8是本发明第五实施例的俯视图；

图9是本发明第六实施例的俯视图。

其中，图中各附图标记的含义如下。

1 冷热鼓 2 加热器

3 第一泵 4 第一缓冲罐

5 第一循环管路 6 第一三通阀

7 换热板 8 制冷机

9 第二泵 10 第二缓冲罐

11 第二三通阀 12 第二循环管路

13 基片 14 转架

15 馈穿件

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域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。

实施例

如图1～图9所示，

本发明目的之一：

一种均匀涂覆低温涂层的设备，包括馈穿件15，馈穿件15上设置有转架 14，转架14上设置有若干个基片13，转架14上的中间位置设置有冷热鼓1，若干个基片13分布在冷热鼓1的外侧位置，冷热鼓1的内部或贴附设置有导热剂通道，导热剂通道包括第一循环管路5和第二循环管路12，第一循环管路5 与第一三通阀6的第一端相连接，第一三通阀6的第二端与加热器2相连接，第一三通阀6的第三端与换热板7相连接，换热板7与制冷机8相连接，第二循环管路12与第二三通阀11的第一端相连接，第二三通阀11的第二端与第一缓冲罐4相连接，第二三通阀11的第三端与第二缓冲罐10相连接，加热器2 和第一缓冲罐4之间连接设置有第一泵3，换热板7和第二缓冲罐10之间连接设置有第二泵9。

如图2～图3，本发明第一实施例：转架14为圆盘状结构，冷热鼓1为圆柱状结构，若干个基片13均为圆柱状结构，若干个基片13沿着圆周方向均匀的设置在转架14上，且若干个基片13与冷热鼓1之间设置有间隙。

如图2～图4，发明第二实施例：转架14为圆盘状结构，冷热鼓1为圆柱状结构，若干个基片13均为多边形结构，若干个基片13沿着圆周方向均匀的设置在转架14上，且若干个基片13与冷热鼓1之间设置有间隙。

如图2～图5，本发明第三实施例：转架14为圆盘状结构，冷热鼓1为圆柱状结构，若干个基片13均为矩形板状结构，若干个基片13沿着圆周方向均匀的设置在转架14上，且若干个基片13与冷热鼓1之间设置有间隙。

如图6～图7，本发明第四实施例：转架14为圆盘状结构，冷热鼓1为圆柱状结构，若干个基片13沿着圆周方向均匀的设置在冷热鼓1上。

如图6～图8，本发明第五实施例：转架14为圆盘状结构，冷热鼓1为多边形结构，若干个基片13沿着冷热鼓1的若干个边均匀的设置在冷热鼓1上。

如图6～图9，本发明第六实施例：转架14为圆盘状结构，冷热鼓1为开口朝外的多边弧形结构，若干个基片13沿着冷热鼓1的若干个弧形边均匀的设置在冷热鼓1上。

除此之外，转架14还可以是多边形结构或矩形结构等多种结构。

本发明目的之二：

一种均匀涂覆低温涂层的方法，包括基片加热步骤和基片冷却步骤，基片加热步骤为把冷热鼓1的温度调至比基片13高的温度，并对基片13进行加热；基片冷却步骤为把冷热鼓1温度调到比基片13低的温度，并对基片13进行冷却。

基片加热步骤依次包括以下步骤：

1)打开第一三通阀6的第二端使得第一循环管路5与加热器2相连接；

2)打开第二三通阀11的第二端使得第二循环管路12与第一缓冲罐4相连接；

3)加热器2对导热剂进行加热，导热剂受热后在第一泵3的作用下，通过第一循环管路5被推送到冷热鼓1，并对冷热鼓1加热处理，冷热鼓1再对基片 13加热处理，热的导热剂通过第二循环管路12回流至第一缓冲罐4中。

基片冷却步骤依次包括以下步骤：

1)打开第一三通阀6的第三端使得第一循环管路5与换热板7相连接；

2)打开第二三通阀11的第三端使得第二循环管路12与第二缓冲罐10相连接；

3)通过与换热板7相连接的制冷机8的制冷作用将热量带走，冷的导热剂在第二泵9的作用下，通过第一循环管路5被推送到冷热鼓1，并对冷热鼓1冷却处理，冷热鼓1再对基片13冷却处理，冷的导热剂通过第二循环管路12回流至第二缓冲罐10中。

基片加热步骤中把冷热鼓1的温度调至在350℃以内，基片冷却步骤中把冷热鼓1温度调至在-30℃～90℃之间。

其中，第一缓冲罐4和第二缓冲罐10带有隔热保温的装置，可以减少外界的热交换，从而为下次使用储备合适温度的导热剂。

其中，导热板7在具体情况下，可以不用设置，直接由制冷机8连接过第一循环管路5和第二泵9。

本发明涉及一种低温涂层的方法，低温主要指低于传统的涂层温度，例如对于刀模具涂层的400℃以上温度，对于零部件润滑涂层的250℃等。

本发明涉及涂层设备硬件的设计及涂层过程中的工艺参数的控制。

硬件：

涂层机内的热量主要来源于加热器热辐射、等离子体的轰击、炉内衬板、基片、夹具等的热辐射，通过合理的设计减少热量的产生，将热传导到涂层机外。

带有热传导功能的转架机构：

转架14主要用于承载待涂层基片13，提供旋转或其它的运动方式，提供电力或信号传输功能，本发明的转架14还提供热量传输功能。

在馈穿件15的转架14上设置有一个冷热鼓1，冷热鼓1是一个有导热剂通道分布与鼓内表面、外表面或中间的装置，通道内流动导热剂，通过导热剂将热量从冷热鼓带到涂层机外，起到冷却冷热1的作用。如果液体温度高于冷热鼓1，将对冷热鼓1起到加热的作用。因此，冷热鼓1将起到一个换热器的作用。

基片加热过程：

把冷热鼓1温度调到比基片13高的温度，将对基片13进行加热。调节方法是打开第一三通阀6和第二三通阀11，切换到有加热器2的管线，加热器2 加热导热剂，导热剂受热后在第一泵3的压力下，被推送到冷热鼓1，对冷热鼓 1加热，冷热鼓1再对基片13加热。冷热鼓1的最高被加热温度大约在350度以内。对绝大多数低温涂层的基片而言，这个热源足够基片被加热到300℃以内。这个过程主要用于涂层前基片13加热脱气。

基片冷却过程：

把冷热鼓1温度调到比基片13低的温度，一般是-30℃～90℃，将对基片13 进行冷却。调节的方法，切换第一三通阀6和第二三通阀11到有换热板7的管线，通过与换热板7相连的制冷机8将热量带走。此时冷热鼓1切换到冷却模式，整个内循环管线将流过冷的导热剂。

导热剂是一种可在-30℃～350℃范围内保持液态的物质，具有高的导热系数，不易挥发，粘度低，比热高，可快速将热量传递到低温端。导热剂也可以是气态的，优选液态的导热剂。

冷热鼓1可作为一个单独的换热工装使用，基片13不与冷热鼓1接触，也可作为基片13的载体(或夹具)使用，此时，冷热鼓1与基片13接触，导热效率更高。根据基片13的形状或涂层要求，冷热鼓1可设计成不同形状，或圆形、多边形、带弧形的曲面等。

冷热鼓1处于冷却模式时，将涂层过程中的热量通过热辐射或热传导的形式带到涂层机外，基片13能保持在一个工艺设定的温度。对回火温度低的基片 13，和涂层温度低的工艺，是一个合适的导热方法。

配置有上述冷热鼓整个控制回路的涂层机，可用于涂覆锡、铝涂层、碳涂层或要求低温的汽车零部件、模具等氮化物涂层等等，或其它对温度敏感或需要保持恒温状态的工艺。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶、“底”、“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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。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。

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，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种均匀涂覆低温涂层的设备，包括馈穿件(15)，所述馈穿件(15)上设置有转架(14)，所述转架(14)上设置有若干个基片(13)，其特征在于，所述转架(14)上的中间位置设置有冷热鼓(1)，若干个所述基片(13)分布在冷热鼓(1)的外侧位置，所述冷热鼓(1)的内部或贴附设置有导热剂通道，所述导热剂通道包括第一循环管路(5)和第二循环管路(12)，所述第一循环管路(5)与第一三通阀(6)的第一端相连接，所述第一三通阀(6)的第二端与加热器(2)相连接，所述第一三通阀(6)的第三端与换热板(7)相连接，所述换热板(7)与制冷机(8)相连接，所述第二循环管路(12)与第二三通阀(11)的第一端相连接，所述第二三通阀(11)的第二端与第一缓冲罐(4)相连接，所述第二三通阀(11)的第三端与第二缓冲罐(10)相连接，所述加热器(2)和第一缓冲罐(4)之间连接设置有第一泵(3)，所述换热板(7)和第二缓冲罐(10)之间连接设置有第二泵(9)。

2.如权利要求1所述的一种均匀涂覆低温涂层的设备，其特征在于，所述转架(14)为圆盘状结构或多边形结构或矩形结构，所述冷热鼓(1)为圆柱状结构，若干个所述基片(13)均为圆柱状结构或多边形结构或矩形板状结构，若干个所述基片(13)沿着圆周方向均匀的设置在转架(14)上，且若干个所述基片(13)与冷热鼓(1)之间设置有间隙。

3.如权利要求1所述的一种均匀涂覆低温涂层的设备，其特征在于，所述转架(14)为圆盘状结构或多边形结构或矩形结构，所述冷热鼓(1)为圆柱状结构，若干个所述基片(13)沿着圆周方向均匀的设置在冷热鼓(1)上。

4.如权利要求1所述的一种均匀涂覆低温涂层的设备，其特征在于，所述转架(14)为圆盘状结构或多边形结构或矩形结构，所述冷热鼓(1)为多边形结构，若干个所述基片(13)沿着冷热鼓(1)的若干个边均匀的设置在冷热鼓(1)上。

5.如权利要求1所述的一种均匀涂覆低温涂层的设备，其特征在于，所述转架(14)为圆盘状结构或多边形结构或矩形结构，所述冷热鼓(1)为开口朝外的多边弧形结构，若干个所述基片(13)沿着冷热鼓(1)的若干个弧形边均匀的设置在冷热鼓(1)上。

6.如权利要求1所述的一种均匀涂覆低温涂层的方法，其特征在于，包括基片加热步骤和基片冷却步骤，所述基片加热步骤为把冷热鼓(1)的温度调至比基片(13)高的温度，并对基片(13)进行加热；所述基片冷却步骤为把冷热鼓(1)温度调到比基片(13)低的温度，并对基片(13)进行冷却。

7.如权利要求6所述的一种均匀涂覆低温涂层的方法，其特征在于，所述基片加热步骤依次包括以下步骤：

1)打开第一三通阀(6)的第二端使得第一循环管路(5)与加热器(2)相连接；

2)打开第二三通阀(11)的第二端使得第二循环管路(12)与第一缓冲罐(4)相连接；

3)加热器(2)对导热剂进行加热，导热剂受热后在第一泵(3)的作用下，通过第一循环管路(5)被推送到冷热鼓(1)，并对冷热鼓(1)加热处理，冷热鼓(1)再对基片(13)加热处理，热的导热剂通过第二循环管路(12)回流至第一缓冲罐(4)中。

8.如权利要求6所述的一种均匀涂覆低温涂层的方法，其特征在于，所述基片冷却步骤依次包括以下步骤：

1)打开第一三通阀(6)的第三端使得第一循环管路(5)与换热板(7)相连接；

2)打开第二三通阀(11)的第三端使得第二循环管路(12)与第二缓冲罐(10)相连接；

3)通过与换热板(7)相连接的制冷机(8)的制冷作用将热量带走，冷的导热剂在第二泵(9)的作用下，通过第一循环管路(5)被推送到冷热鼓(1)，并对冷热鼓(1)冷却处理，冷热鼓(1)再对基片(13)冷却处理，冷的导热剂通过第二循环管路(12)回流至第二缓冲罐(10)中。

9.如权利要求6所述的一种均匀涂覆低温涂层的方法，其特征在于，所述基片加热步骤中把冷热鼓(1)的温度调至在350℃以内，所述基片冷却步骤中把冷热鼓(1)温度调至在-30℃～90℃之间。

Images