CN205228938U - 精确控制热喷涂涂层结合强度试件同轴度的专用夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及精确控制热喷涂涂层结合强度试件同轴度的专用夹具，其特征在于该夹具包括滑移轨道、两个滑块及两个夹套；两个滑块对称安装在滑移轨道上，两个夹套分别安装在相应的滑块上；所述滑移轨道为燕尾槽型轨道，所述滑块的底部设有与该燕尾槽型轨道相匹配的导轨，滑块可在滑移轨道上来回移动，滑块的中部设有夹套插孔，在夹套插孔的下方设有螺杆插孔，通过该螺杆插孔安装紧固螺杆；所述夹套由两个大小不等的同心圆筒组成，夹套的形状与拉伸棒的形状尺寸相匹配，夹套的大圆筒的长度为拉伸棒的粗圆柱长度的3/5-4/5，所述夹套插孔的形状规格与夹套相匹配。

Description

精确控制热喷涂涂层结合强度试件同轴度的专用夹具

技术领域

本实用新型涉及热喷涂技术领域，具体涉及一种精确控制热喷涂涂层结合强度试件同轴度的专用夹具。

背景技术

同轴度就是定位公差，理论正确位置即为基准轴线，简单理解就是：零件上要求在同一直线上的两根轴线，他们之间发生了多大程度的偏离。两轴的偏离通常有三种情况，以基准轴线为理想的直线，被测轴线可能弯曲、倾斜、或偏移。热喷涂涂层的结合强度包括涂层颗粒之间的内聚强度和涂层与基体之间的结合强度(附着力)，一般来说涂层自身的结合强度大于涂层与基体之间的结合强度，通常情况下只检测涂层与基体之间的结合强度，简称为结合强度，即：涂层与基体之间单位面积涂层从基体材料结合面上剥落下来所需要的力。由于工业生产中零部件的尺寸、形状、材质不尽相同，因而在进行实际零部件修复后的性能考核之前，一般都是采用统一规定尺寸的标准试件进行结合强度测试，这些试件称为拉伸棒。

涂层结合强度的检测方法可以分为两类：一类是定性检测，多为生产现场检查用，另一类是定量检测，拉伸试验法是定量检测涂层结合强度的最简单准确的方法。为保证实验的准确度，在拉伸试验中对其试样的准备有较高的要求。目前的试验中大多采用普通的台架将拉伸棒放置在台架平台上进行粘接(一般采用E-7胶)，或者直接采用手工的方式，对两拉伸棒进行人为意识的对准粘接，由于E-7胶未固化前具有一定流动性，因此这样的操作很容易导致两拉伸棒对接端口同轴度出现误差，发生偏移或倾斜，影响胶粘效果及后续的E-7胶保温固化效果，导致最后涂层结合强度测试的实验结果产生很大误差。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型拟解决的技术问题是，提供一种精确控制热喷涂涂层结合强度试件同轴度的专用夹具，该夹具专门为考核机械零部件表面制备的热喷涂涂层在特殊工况下的服役性能、预测零部件修复后的服役寿命而设计，能够有效检测出热喷涂涂层与基体之间的结合强度，以便在工业生产中进一步推广应用。

本实用新型解决所述技术问题采用的技术方案是：提供一种精确控制热喷涂涂层结合强度试件同轴度的专用夹具，其特征在于该夹具包括滑移轨道、两个滑块及两个夹套；两个滑块对称安装在滑移轨道上，两个夹套分别安装在相应的滑块上；所述滑移轨道为燕尾槽型轨道，所述滑块的底部设有与该燕尾槽型轨道相匹配的导轨，滑块可在滑移轨道上来回移动，滑块的中部设有夹套插孔，在夹套插孔的下方设有螺杆插孔，通过该螺杆插孔安装紧固螺杆；

所述夹套由两个大小不等的同心圆筒组成，夹套的形状与拉伸棒的形状尺寸相匹配，夹套的大圆筒的长度为拉伸棒的粗圆柱长度的3/5-4/5，所述夹套插孔的形状规格与夹套相匹配。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1)滑移轨道采用燕尾槽型，保证了在进行滑块移动和螺杆紧固时，两滑块的水平度和同一性，在滑移轨道中适当涂抹润滑油，保持油润滑状态，减少了滑移轨道与滑块之间的磨损，保证滑块的水平度和试棒同轴度，增加实验准确度。

2)现有夹具多数是固定粘结部位附近或直接不采取任何措施，容易造成端面污染，影响结合强度，导致实验误差，而本申请在试棒涂抹E-7胶后，采用夹套夹持拉伸棒，然后装入滑块，减少了拉伸棒在粘接旋转过程中对滑块插孔的磨损度，而且采用夹套夹持保证了拉伸棒各端面清洁度，在操作过程中不对拉伸棒侧面、胶粘部位及胶粘后拉伸棒旋转过程中造成污染。

3)在对两拉伸棒端面进行粘结和对其进行保温使E-7胶固化过程中，E-7胶的流动性极易导致两端面发生偏移或倾斜，不能保证其同轴度，在进行拉伸试验时也不能使整个涂层端面与基体之间发生断裂，从而导致测试结果偏小。现有夹具大多对拉伸试样进行简单固定或人工进行粘结对准，不能保证两拉伸棒同轴度的一致性。本实用新型的燕尾槽型滑移轨道及与轨道吻合的滑块，能有效保证在胶粘和固化阶段两拉伸棒滑移过程中同轴度始终一致。

4)滑块与紧固螺杆的结合可以在稍微加载力的情况下，保证拉伸棒的同轴度。滑块中部夹套插孔的形状规格与夹套相匹配，保证了夹套在滑块上的稳固性，在夹套插孔下方为紧固螺杆插孔，保证了拉伸棒粘结后力的加载方向在同一直线水平上，使夹具在施加力时，不会引起两拉伸棒发生扭转，进而保证了此过程中拉伸棒的同轴度。

本实用新型在拉伸棒底部进行固定，采用专用夹套固定拉伸棒，增加了拉伸棒的同轴度与灵活性，保证了端面的粘结要求，同时采用专用滑移轨道和滑块，保证了拉伸棒的同轴度，在保温期间不会使两拉伸棒发生任何偏移或倾斜。因此，本实用新型无论是在拉伸棒胶粘的过程中，还是在粘好后保温固化的过程，都很好的保证了两拉伸棒的同轴度。本实用新型夹具机械相对运动稳定，能够显著提高运动精度，保证拉伸棒对接过程中同轴度的一致性，且本申请各部件均采用机械切削加工，零件尺寸精度更高，试验效果更好，节省了大量的试验时间、物力及财力，更适于工业推广应用，

附图说明

图1为采用拉伸试验机测试热喷涂涂层结合强度的实验示意图；

图2为本实用新型精确控制热喷涂涂层结合强度试件同轴度的专用夹具的安装好拉伸棒后的立体结构示意图；

图3为本实用新型精确控制热喷涂涂层结合强度试件同轴度的专用夹具一种实施例的滑移轨道1的立体结构示意图；

图4为本实用新型精确控制热喷涂涂层结合强度试件同轴度的专用夹具一种实施例的滑块2的立体结构示意图；

图5为本实用新型精确控制热喷涂涂层结合强度试件同轴度的专用夹具一种实施例的夹套3的立体结构示意图；

图中1.滑移轨道，2.滑块，3.夹套，4.紧固螺杆，5.拉伸棒，2-1.夹套插孔，2-2.螺杆插孔，2-3.导轨。

具体实施方式

下面结合实施例及其附图进一步详细叙述本实用新型，但并不以此作为对本申请权利要求保护范围的限定。

本实用新型精确控制热喷涂涂层结合强度试件同轴度的专用夹具(简称夹具，参见图2-5)包括滑移轨道1、两个滑块2及两个夹套3；两个滑块2对称安装在滑移轨道1上，两个夹套分别安装在相应的滑块2上；所述滑移轨道1为燕尾槽型轨道，所述滑块2的底部设有与该燕尾槽型轨道相匹配的导轨2-3，滑块2可在滑移轨道1上来回移动，滑块2的中部设有夹套插孔2-1，在夹套插孔2-1的下方设有螺杆插孔2-2，通过该螺杆插孔2-2安装紧固螺杆4；

所述夹套3由两个大小不等的同心圆筒组成，夹套3的形状与拉伸棒5的形状尺寸相匹配，夹套3的大圆筒的长度为拉伸棒5的粗圆柱长度的3/5-4/5，所述夹套插孔2-1的形状规格与夹套3相匹配。

本实用新型中所述的结合强度试件是指两个拉伸棒进行对接、粘结、保温后所得到的试件，简称试件。本实用新型夹具的使用方法是：将一个拉伸棒5的粗圆柱端面喷砂并喷涂层，另一拉伸棒的粗圆柱端面喷砂，将处理好的两个拉伸棒的另一端分别插入两个夹套3中，再将夹套3插入滑块2的夹套插孔2-1内，将两个拉伸棒5相对的两端用E-7胶(环氧树脂粘合剂)涂抹均匀，然后移动滑块2，使涂有E-7胶的拉伸棒两端粘好，然后用手适度转动两个夹套3，在转动时，两个夹套的转动方向相反，从而使E-7胶与拉伸棒端面接触充分，且能将E-7胶内的气泡挤出。最后用紧固螺杆4进行紧固，不易紧固太紧，在两个拉伸棒5对紧情况下，适度拧1-2圈螺母即可。然后将整个夹具放入恒温箱，在100℃下保温3个小时左右，使E-7胶保温固化。然后将夹具取出，观察拉伸棒同轴度是否有偏移，如果一切正常，取出对接好的两拉伸棒，此即为通过本实用新型夹具制备得到的具有良好同轴度的结合强度试件。

结合强度试件进行拉伸试验的具体方法是：将得到的结合强度试件的两拉伸棒的细端分别装入拉伸试验机夹头中，用万能试验机进行拉伸试验(参见图1)，直至两个拉伸棒断开。拉伸试验的涂层结合强度公式为：R_H＝F_L/S，

式中：R_H为涂层结合强度(N/mm²)，F_L为拉伸极限载荷(N)，S为涂层与基体结合面积；若测得结合强度偏小，则会产生不必要的浪费；若测得结合强度偏大，轻则会引起涂层寿命降低，产生早期失效，重则造成涂层局部起皮，剥落，零部件无法使用。涂层与基体之间的结合强度达标，可以延长涂层的使用寿命，减缓涂层剥落。对涂层与基体的结合强度进行检测还可以预测零部件更换修复周期，减少危险事故的发生，最大限度的降低经济损失。通过本申请夹具制得的结合强度试件具有较高的同轴度，进而保证了试件在进行拉伸试验时，测得的结合强度结果准确度更高，能够更好的判断涂层与基体间的结合强度是否满足生产使用需求，可靠性高。

在进行拉伸试验测试涂层结合强度时，只有在涂层与基体之间断裂且整个端面发生断裂，结果才被认为是理想，才能定量准确的分析涂层与基体之间的结合强度。本实用新型在涂层与拉伸棒之间断裂且整个端面发生断裂，效果最为理想，测得的结果更为准确，采用本实用新型夹具制备了10组结合强度试件，与现有技术中通过台架方式或采用人工对接方式制备的试件相比，实验结果精度均显著提高。

本实用新型中夹套插孔2-1和螺杆插孔2-2均为通孔，夹具中紧固螺杆4为日常机械用普通螺杆，拉伸棒5为检测热喷涂层结合强度专用拉伸棒，拉伸棒5为粗细不等的同心圆柱组成。本实用新型巧妙的运用燕尾槽型滑移轨道，对滑块2进行固定，保证了拉伸棒对接、胶粘、保温固化阶段的同轴度一致性。且本申请中滑块中心线、夹套中心线、拉伸棒中心线、紧固螺杆中心线在同一个竖直的平面上；滑块中心线、夹套中心线、拉伸棒中心线在同一水平面上，解决了现有技术中通过台架方式得到的试件中拉伸棒同轴度发生偏移的问题。

实施例1

本实施例中精确控制热喷涂涂层结合强度试件同轴度的专用夹具包括滑移轨道1、两个滑块2及两个夹套3；两个滑块2对称安装在滑移轨道1上，两个夹套分别安装在相应的滑块2上；所述滑移轨道1为燕尾槽型轨道，所述滑块2的底部设有与该燕尾槽型轨道相匹配的梯形导轨2-3，滑块2可在滑移轨道1上来回移动，滑块2的中部设有夹套插孔2-1，在夹套插孔2-1的下方设有螺杆插孔2-2，通过该螺杆插孔2-2安装紧固螺杆4；

所述夹套3由两个大小不等的同心圆筒组成，夹套3的形状与拉伸棒5的形状尺寸相匹配，夹套3的大圆筒的长度为拉伸棒5的粗圆柱长度的2/3，所述夹套插孔2-1的形状规格与夹套3相匹配。

本实施例中滑移轨道1、滑块2及夹套3均采用不锈钢(440C)材质制成，成本低，且具有较高的硬度、良好的耐磨性，减少了各部件之间由于机械磨损而产生间隙的可能，保证了两部件之间接触紧密，同时也保证了最后拉伸棒5的同轴度一致。本实施例中拉伸棒5为圆柱形，其粗端直径为25mm，细端直径为15mm，拉伸棒5的总长为95mm；滑移轨道1的长为300mm，宽为200mm，燕尾槽底部的宽度为170mm，滑块2的底部设有与该燕尾槽形状结构匹配的梯形导轨2-3，梯形导轨2-3的宽度与燕尾槽底部宽度吻合，长度为100mm，滑块导轨的上部为长方体结构，其长度为130mm，宽度为70mm，高为60mm。夹套插孔2-1的粗端直径为35mm，细端直径为25mm，夹套插孔2-1的粗端长度小于夹套3的大圆筒长度。紧固螺杆插孔2-2的直径为15mm，紧固螺杆总长为250mm。

本实施例夹具的使用方法是，首先将两个滑块2划入滑移轨道1的两端，然后将两个拉伸棒5分别放入相应的夹套3中，将夹套3分别插入两个滑块2中，将两个滑块2相向滑动缩短之间的距离，进行拉伸棒5的对接，拉伸棒对接端粘好后，在滑块2的紧固螺杆插孔2-2中插入紧固螺杆4，施加力，并通过螺母进行紧固固定。本实施例采用滑移轨道与滑块配合的形式，代替现有技术中直接使用手工对接拉伸棒的方式，使夹具使用更灵活，采用燕尾槽型轨道和梯形导轨相互配合，使滑块能在滑移轨道上来回运动，使夹具更加稳定，且紧固螺杆4施加力，对夹具进行紧固固定，更保证了在施加力的过程中拉伸棒5的同轴度，进一步保证了两拉伸棒的同轴度。

本实用新型夹具滑块中心线、夹套中心线等高，进而保证了安装在两个夹套中的两拉伸棒的中心线重合，且与滑块中心线、夹套中心线、拉伸棒中心线处于同一竖直平面的紧固螺杆对两拉伸棒施加力，保证两拉伸棒同轴度一致；此外，该夹具采用夹套夹持拉伸棒，并用紧固螺杆固定，最大限度的减少了粘结剂对拉伸棒端面的污染，使拉伸棒进行夹紧时不会产生角位移或面位移，粘结剂不会发生孔洞，通过本实用新型夹具制备得到的结合强度试件的同轴度高，试件合格率高，可以直接进行拉伸试验，且进行拉伸测试时，测试结果准确度更高，能有效反映涂层与基体之间的结合强度。

本实用新型未述及之处适用于现有技术。

Claims (1)

1.一种精确控制热喷涂涂层结合强度试件同轴度的专用夹具，其特征在于该夹具包括滑移轨道、两个滑块及两个夹套；两个滑块对称安装在滑移轨道上，两个夹套分别安装在相应的滑块上；所述滑移轨道为燕尾槽型轨道，所述滑块的底部设有与该燕尾槽型轨道相匹配的导轨，滑块可在滑移轨道上来回移动，滑块的中部设有夹套插孔，在夹套插孔的下方设有螺杆插孔，通过该螺杆插孔安装紧固螺杆；

所述夹套由两个大小不等的同心圆筒组成，夹套的形状与拉伸棒的形状尺寸相匹配，夹套的大圆筒的长度为拉伸棒的粗圆柱长度的3/5-4/5，所述夹套插孔的形状规格与夹套相匹配。