CN115826652A - 一种高温涂覆安全监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种一种高温涂覆安全监测系统，包括：供给装置，用于提供高温气体；长喷嘴，其上游端连接高温气体，气体高速流穿过喷嘴；供冷装置，用于在气体通过喷嘴时，降低气体温度；粉体注入装置，用于在喷嘴的上端和下端中间注入粉体；还包括监测系统，用于调节所述高温涂覆过程，该监测系统通过公式计算至少一个工艺控制量：

Description

一种高温涂覆安全监测系统及方法

技术领域

本申请涉及安防监测技术领域，尤其涉及一种高温涂覆安全监测系统及方法。

背景技术

在很多领域，为了减少零部件的磨损，通常在接触表面设置有抗磨涂层。涂层还必须具有在高温下抗侵蚀和降解性。对于这类抗磨涂层，通常采用高温涂覆粉体，由该粉体制成的复合涂层，其具有基质成分、干润滑剂和合成成分。高温涂覆过程中，涂覆混合物加热熔化，沉积在待加工工件表面。高温涂覆法的优势在于是几乎任何类型材料的都能被涂覆，待涂覆的材料具有很高的热稳定性，且任何尺寸和形状都能被涂覆，能够实现自动化，具有很高的灵活性，并且通过对混合物材料性的灵活组合能产生具备特定需求轮廓的涂覆层。所有高温涂覆方法通过热能和动能的结合来产生涂覆层，这些能量载体是等离子体射流、电弧或激光束会燃料气体-氧气火焰，需要热能来对混合物熔化，与粉体迅速结合的动能能够显著影响涂层厚度、涂层粘合厚度和层相对于基体的粘合厚度，高温涂覆工艺和涂覆混合物的粒度的不同能够显著影响动能的变化。高温涂覆的应用领域是非常广泛，并且范围从家用五金到汽车发动机，甚至航天工程中的高温保护层。

尽管存在高温涂覆工艺的质量保证方法，但迄今为止还不可能可再现地生产具有低厚度的可磨损涂覆层。由于涂覆过程非常不稳定，目前不可能生产符合规格的涂层；其次，涂层的厚度只能在完成状态下测量，涂覆条件能在等待期间发生变化。因此，本申请的目的是克服现有技术的技术问题，并提供一种高温涂覆安全监测系统及方法。

发明内容

一种高温涂覆安全监测系统，包括：供给装置，用于提供高温气体；长喷嘴，其上游端连接高温气体，气体高速流穿过喷嘴；供冷装置，用于在气体通过喷嘴时，降低气体温度；粉体注入装置，用于在喷嘴的上端和下端中间注入粉体；还包括监测系统，用于调节所述高温涂覆过程，该监测系统通过公式计算至少一个工艺控制量：

；其中Cp1是待涂件的工艺控制量，Cp2是之前涂覆的工艺控制量，Hp1是待涂件所需涂覆层的厚度，Hp2之前涂覆层的厚度，ΔA是监测系统的监测变量，并且B、K和M是定量；所述控制量ΔA由所述先前涂覆层和所述待施加的涂覆层的关系确定。

所述工艺控制量包括涂覆设备出气流量和涂覆距离。

一种高温涂覆安全监测方法，包括将从粉体注入装置输入的金属陶瓷粉末通过长喷嘴直接涂覆到部件表面；所述的涂覆粉体采用质量分数为24～26％Ni、6％Cr和60～70％碳化铬构成的金属陶瓷粉末，粉末粒度为250～300目；涂覆前对部件进行频率测试，检查表面是否存在缺陷，对缺陷区域的表面进行清洗，除去表面污垢；使用压力式喷砂法，对涂覆区域即缺陷区域进行粗糙、活化处理，使基体表面粗糙度达到Ra3～16um，彻底表面附着物，均匀粗糙活化；使用喷嘴输出高温气体将待涂覆的表面预热至150～300℃，涂覆时，注入粉体，在经除油、除锈、喷砂活化处理后的表面涂覆厚度为0.15～0.90mm的金属陶瓷涂层；所述的涂覆过程中对涂覆部位，采用红外线测温仪进行跟踪测温，记录涂覆时实测温度，保证涂覆基体在涂覆过程中温度为150～200℃，所述的高温涂覆的工艺控制量为出气流量和涂覆距离，通过温度的变化实时调整涂覆设备的出气流量和涂覆距离。

由于上述技术方案运用，本申请与现有技术相比具有下列优点和效果：

通过实时监测涂覆变量，并进行特定算法得到控制量，生产符合规格的涂层。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

一种高温涂覆安全监测系统，包括：供给装置，用于提供高温气体；长喷嘴，其上游端连接高温气体，气体高速流穿过喷嘴；供冷装置，用于在气体通过喷嘴时，降低气体温度；粉体注入装置，用于在喷嘴的上端和下端中间注入粉体，其特征在于：还包括监测系统，用于调节所述高温涂覆过程，该监测系统通过以下公式计算至少一个控制量：

；其中Cp1是待涂件的工艺控制量，Cp2是之前涂覆的工艺控制量，Hp1是待涂件所需涂覆层的厚度，Hp2之前涂覆层的厚度，ΔA是监测系统的监测变量，并且B、K和M是定量；所述监测变量ΔA由所述先前涂覆层和所述待施加的涂覆层的关系确定。

本设备可以自动调整工艺控制量，可以选在在涂覆前进行调整，也可以在涂覆过程中进行实时调整。其中，与涂层工艺控制量相关的定量参数B和K通过工艺监测系统的工艺变量与相应工艺控制量之间的关联度表示；与涂层的每个工艺控制量相关的定量M应当考虑成分的变化，即从一种成分的涂覆层到另一种成分涂覆层的转变。

进一步地，涂覆设备的出气流量和涂覆距离可以作为待监测的工艺控制量。

此外，除了本申请涉及的出气流量外，其他工艺控制量也是用于本申请，以实现涂覆层的可再现结果的方式来调节。

根据在线监控系统测量得到的监测变量ΔA，将当前测量的监测变量ΔA结合到涂覆过程中。使用控制量的变化，使得当前涂层的相应控制量与最后一个部件的先前涂层的相应控制量相关。

进一步，本申请还涉及一种高温涂覆安全监测方法，包括：将从粉体注入装置输入的金属陶瓷粉末通过长喷嘴直接涂覆到部件表面；所述的涂覆粉体采用质量分数为24～26％Ni、6％Cr和60～70％碳化铬构成的金属陶瓷粉末，粉末粒度为250～300目；涂覆前对部件进行频率测试，检查表面是否存在缺陷，对缺陷区域的表面进行清洗，除去表面污垢；使用压力式喷砂法，对涂覆区域即缺陷区域进行粗糙、活化处理，使基体表面粗糙度达到Ra3～16um，彻底表面附着物，均匀粗糙活化；使用喷嘴输出高温气体将待涂覆的表面预热至150～300℃，涂覆时，注入粉体，在经除油、除锈、喷砂活化处理后的表面涂覆厚度为0.15～0.90mm的金属陶瓷涂层；所述的涂覆过程中对涂覆部位，采用红外线测温仪进行跟踪测温，记录涂覆时实测温度，保证涂覆基体在涂覆过程中温度为150～200℃，所述的高温涂覆的工艺控制量为出气流量和涂覆距离，通过温度的变化实时调整涂覆设备的出气流量和涂覆距离。

采用上述本申请的方法，使得金属涂层具有较高的强度和硬度，耐磨损性能增强，满足设计要求，具有很好的工艺重复性。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (3)

1.一种高温涂覆安全监测系统，其特征在于：包括：供给装置，用于提供高温气体；长喷嘴，其上游端连接高温气体，气体高速流穿过喷嘴；供冷装置，用于在气体通过喷嘴时，降低气体温度；粉体注入装置，用于在喷嘴的上端和下端中间注入粉体；

还包括监测系统，用于调节所述高温涂覆过程，该监测系统通过公式计算至少一个工艺控制量：

，其中Cp1是待涂件的工艺控制量，Cp2是之前涂覆的工艺控制量，Hp1是待涂件所需涂覆层的厚度，Hp2之前涂覆层的厚度，ΔA是监测系统的监测变量，并且B、K和M是定量；

所述控制量ΔA由所述先前涂覆层和所述待施加的涂覆层的关系确定。

2.根据权利要求1所述的一种高温涂覆安全监测系统，其特征在于，所述工艺控制量包括涂覆设备出气流量和涂覆距离。

3.一种采用如权利要求1-2任一项所述一种高温涂覆安全监测方法，其特征在于：

将从粉体注入装置输入的金属陶瓷粉末通过长喷嘴直接涂覆到部件表面；

所述的涂覆粉体采用质量分数为24～26％Ni、6％Cr和60～70％碳化铬构成的金属陶瓷粉末，粉末粒度为250～300目；

涂覆前对部件进行频率测试，检查表面是否存在缺陷，对缺陷区域的表面进行清洗，除去表面污垢；

使用压力式喷砂法，对涂覆区域即缺陷区域进行粗糙、活化处理，使基体表面粗糙度达到Ra3～16um，彻底表面附着物，均匀粗糙活化；

使用喷嘴输出高温气体将待涂覆的表面预热至150～300℃，涂覆时，注入粉体，在经除油、除锈、喷砂活化处理后的表面涂覆厚度为0.15～0.90mm的金属陶瓷涂层；所述的涂覆过程中对涂覆部位，采用红外线测温仪进行跟踪测温，记录涂覆时实测温度，保证涂覆基体在涂覆过程中温度为150～200℃，所述的高温涂覆的工艺控制量为出气流量和涂覆距离，通过温度的变化实时调整涂覆设备的出气流量和涂覆距离。