[发明专利]铝合金缸体的复合镀镍基纳米碳化硅涂层成型装置有效

专利信息
申请号: 202310251919.7 申请日: 2023-03-16
公开(公告)号: CN116219352B 公开(公告)日: 2023-08-08
发明(设计)人: 葛鹏;张小军;蒋安爽;陈书均;陈云刚;葛晓波 申请(专利权)人: 重庆铜德金属表面处理有限公司
主分类号: C23C4/134 分类号: C23C4/134;C23C4/06;C23C4/18;C23C4/01
代理公司: 东营辛丁知联专利代理事务所(普通合伙) 37334 代理人: 康宁宁
地址: 402560 重庆市铜梁区东*** 国省代码: 重庆;50
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摘要:
搜索关键词: 铝合金 缸体 复合 镀镍基 纳米 碳化硅 涂层 成型 装置
【说明书】:

发明公开了铝合金缸体的复合镀镍基纳米碳化硅涂层成型装置,涉及喷涂成型技术领域,本发明是基于等离子高速熔焊热喷涂,使镍基材料形成雾化分子,并利用高速旋转的等离子喷射管增加雾化分子的动能以及扩大雾化分子的喷涂面积,左筒套和右筒套限制整体喷涂过程在二者之间空间中,结合到机械臂运动原理,通过进一步带动左筒套和右筒套在发动机缸体中的活塞室中进行有序移动,使每个陶瓷中空管仅仅对喷涂完成的活塞内部位置进行强制干预冷却,并且保证产生的气流与等离子喷射管的运动方向相对应,具体表现为气流向与等离子喷射管的运动方向相反,以及在等离子喷射管往复运动时,陶瓷中空管停止输气,其目的是避免气流影响到实际喷涂过程。

技术领域

本发明涉及喷涂成型技术领域,具体涉及铝合金缸体的复合镀镍基纳米碳化硅涂层成型装置。

背景技术

对当前的汽车、摩托车这类机动车发动机引擎,本着轻量化、低污染等理念,发动机缸体主要以铝合材料为主,而铝合金缸体耐磨性较差,为此需要对缸体内壁(工作面)通过喷涂工艺形成耐磨涂层,其工作面主要为发动机缸体中的活塞室内壁,当前广泛使用的涂层材料以镍基合金为主,其优点包括高硬度、高钝化能力、高抛光性能等;

铝合金缸体的喷涂工艺主要以碳化硅涂层方法为主,其原理是以高温电弧熔化并雾化焊丝(镍基合金)形成雾化涂料分子,再通过超声等离子喷头将雾化涂料分子喷射在活塞室内壁上,涂料分子被喷出时产生的高动能使涂料分子重重地撞击活塞室内壁并附着其上,而高热状态下的涂料分子接触到活塞室内壁后产生的热传导使涂层快速凝固成型,形成纳米级涂层,具体可参考当前的等离子高速熔焊热喷涂工艺和热丝涂层工艺;

需要说明的是:以镍基材料作为涂层原料,其中的镍基材料熔化温度在910~1250℃,特别是在呈现雾化状态的涂料分子温度更高,所以高热状态下的涂料分子在接触到活塞内壁时,难以在短时间中进行快速冷却凝固,而在实际冷却过程中,因为针对活塞室的喷涂过程是循环往复的,其热量直接传导缸体中,会对缸体造成一定损伤,若采用强制冷却,如强冷风冷却等方式,会干涉到实际喷涂过程,如出现影响喷涂方向或降低雾化涂料分子的温度,导致喷涂不均匀或者涂料难以附着在活塞室内壁上;

为此,我们设计了一种解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供铝合金缸体的复合镀镍基纳米碳化硅涂层成型装置,用于解决当前对铝合金缸体进行喷涂作业时,因为难以做到短时间快速冷却凝固,导致喷涂不均匀或者涂料难以附着在活塞室内壁上。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现:

铝合金缸体的复合镀镍基纳米碳化硅涂层成型装置,包括定位槽板、左机械臂、右机械臂、等离子喷射管和发动机缸体本体,所述发动机缸体本体放置在定位槽板上,所述左机械臂、右机械臂分别设置在定位槽板的左右两侧位置上;

所述左机械臂、右机械臂上均安装有安装盒,其中位于左机械臂上的安装盒设置为协动位,其中位于右机械臂上的安装盒设置为主动位,且两个安装盒之间分别设置有左筒套和右筒套,所述左筒套设置位置靠近协动位,所述右筒套设置位置靠近主动位,所述主动位中设置有对应右筒套的驱动结构,所述等离子喷射管贯穿右筒套的圆心点位置且与右筒套之间为转动连接,所述左筒套靠近协动位的外壁位置上设置有连接盘,所述连接盘靠近右筒套的外壁位置上安装有多个陶瓷中空管,多个所述陶瓷中空管沿连接盘的圆心点呈环形阵列设置,且多个陶瓷中空管末端设置有球鞋喷头,所述连接盘与左筒套、左筒套与右筒套之间设置有抓取结构,所述等离子喷射管末端设置有进料管;

所述左筒套和右筒套位于发动机缸体本体的活塞室中,且左筒套外直径等于活塞室内壁,所述右筒套外直径小于活塞室内壁,且右筒套外壁安装有陶瓷套环,所述陶瓷套环外曲面位置上设置有多个弧形拨片,多个所述弧形拨片沿陶瓷套环的圆心点呈环形阵列设置,且弧形拨片与活塞室内壁之间相匹配,所述连接盘上安装有与陶瓷中空管连通的气管。

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