[发明专利]适用于大跨度活塞杆的分区喷涂方法及活塞杆表面涂层结构

说明书

本发明公开一种适用于大跨度活塞杆的分区喷涂方法及活塞杆表面涂层结构，活塞杆表面涂层结构包括沿活塞杆长度方向划分的多个喷涂段，各喷涂段上的涂层数量相同，相邻两喷涂段之间，位于同一层的涂层相接，且相邻涂层之间，涂层相接的位置相互偏移。在喷涂作业前，本发明基于分区策略将大跨度活塞杆分为多个喷涂区域，各喷涂区域根据长度划分为一个或多个喷涂段，以分区域依次进行喷涂，并通过对喷枪的喷涂扫描路径进行规划使得相邻喷涂段之间的涂层相接点相互偏移，能够避免单层喷涂时间过长导致已喷涂表面沉积灰尘影响加工质量，同时方便装夹，避免喷涂过程中装夹造成的活塞杆基体弯曲变形。

技术领域

本发明涉及工作于严苛环境中的高星星液压缸活塞杆的表面热喷涂工艺技术领域，特别 是一种适用于大跨度活塞杆的分区喷涂方法及活塞杆表面涂层结构。

背景技术

液压缸作为工程机械、海工装备等大型装备用执行元件，主要用于将液压能转变为机械 能，进而使执行机构实现预定的功能，广泛应用于工程相关行业。在工作过程中，活塞杆需 频繁往复伸缩运动，其表面长期与周围工作环境介质相接触。同时，由于大型装备工作环境 较为严苛，一般含有酸碱性、高盐、高湿等腐蚀介质，容易导致活塞杆表面发生点蚀、锈蚀 等失效，进而导致液压缸漏油、卡滞等故障，影响大型装备的工作可靠性和安全性。因此， 在工程应用中，结合实际使用工况要求，常采用表面技术在活塞杆表面制备具有耐腐蚀功能 涂层，提升其环境适应性。

热喷涂技术是利用特定的热源(如等离子热源、火焰热源、电弧热源)将特定的粉末或 丝材(耐腐蚀材料、耐磨材料、耐高温材料等)加热至熔化或半熔化状态，并产生特定的高 压，将熔化或半熔化的材料粒子进一步加速，高速喷射至基体材料表面，在零件表面形成具 备特定性能的涂层，进而实现对零件表面的防护。目前，热喷涂耐腐蚀、耐磨及抗疲劳功能 涂层技术已经在严苛环境下活塞杆制造过程中得到较为广泛的应用。

活塞杆热喷涂加工一般采用专用机床或转台驱动活塞杆高速旋转，同时机器人驱动喷枪 沿活塞杆轴线方向匀速进给，通过匹配活塞杆转速和喷枪移动速度，进而实现活塞杆表面整 体热喷涂加工。针对一些长度较短或长径比较小的活塞杆，一般采用“一夹一顶”或是“两 个顶尖”的装夹方式，喷涂过程中喷枪直接由活塞杆一端匀速运动至另一端，完成零件表面 整体热喷涂加工。然而针对大跨度活塞杆，由于其长度较长且长径比较大，采用“一夹一顶” 或“两个顶尖”进行装夹容易引起活塞杆弯曲变形，一方面影响加工后活塞杆整体精度，另 一方面导致热喷涂层加工质量差。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于大跨度活塞杆的分区喷涂方法及活塞杆表面涂层结构， 基于分区策略将大跨度活塞杆分为多个喷涂段，并通过对喷枪的喷涂扫描路径进行规划使得 相邻喷涂段之间的涂层相接点相互偏移，能够避免喷涂过程中装夹造成的活塞杆基体弯曲变 形，同时保障加工质量。本发明采用的技术方案如下。

一方面，本发明提供一种活塞杆表面涂层结构，其包括沿活塞杆长度方向划分的多个喷 涂段，各喷涂段上的涂层数量相同，相邻两喷涂段之间，位于同一层的涂层相接，且相邻涂 层之间，涂层相接的位置相互偏移。

可选的，所述涂层数量为3层以上；相邻两喷涂段之间，多个从内向外的涂层中，涂层 相接的位置朝同一方向依次偏移相同距离。

可选的，相邻喷涂段之间，位于同一层的涂层边缘相互重叠5-10mm；

多个从内向外的涂层中，涂层相接的位置朝同一方向依次偏移至少10mm。涂层边缘搭 接可保证不同喷涂段之间各涂层的喷涂完整，同时由于相邻涂层之间涂层的相接位置相互偏 移，使得涂层搭接重叠的区域相互偏移，从而避免出现因涂层搭接重叠导致局部整体涂层偏 厚的情况。

可选的，位于活塞杆两端部的两个喷涂段上，多个涂层的外侧末端齐平，内侧末端从内 层向外层依次朝同一方向缩短或加长设定长度；其他各喷涂段上，多个涂层的两端朝相反的 方向从内层向外层依次缩短或加长设定长度，且相邻喷涂段之间相互配合使得位于同一层的 涂层相接。活塞杆两端部喷涂段的外侧末端即活塞杆的两个末端。