本发明专利技术公开一种弯曲通孔的全域瞬态熔覆装置及方法，膨胀体涂抹装置包括首端开有放气口的第一膨胀体，从首端到末端设有多个挡板将第一膨胀体的内腔分隔成多个腔体，每个挡板上开有一个贯通的小孔，每个挡板在靠近首端侧面上各连接一个能挡住小孔的橡胶片；将第一气管从第一膨胀体的末端至首端，依次穿过多个挡板上的小孔和顶开多个橡胶片；本发明专利技术采用竹节状的膨胀体分段充气膨胀的方式来挤压预先喷涂在腔体处的浆料，使浆料一段一段地逐步均匀地涂抹在弯曲通孔的内壁上；采用膨胀体充气膨胀的方式使石墨纸舒展，贴合着弯曲通孔的内壁，利用电流通过随形石墨纸产生的焦耳热将浆料快速整体熔覆到内孔壁，可实现整个弯曲通孔内壁的全域同时熔覆。壁的全域同时熔覆。壁的全域同时熔覆。
【技术实现步骤摘要】
一种弯曲通孔的全域瞬态熔覆装置及方法
[0001]本专利技术属于工件表面防护
，涉及制备材料表面涂层技术，具体是一种将浆料整体熔覆到弯曲内孔壁面的装置及方法。
技术介绍
[0002]机械零部件的损坏，如腐蚀、磨损和接触疲劳等，一般发生在表面，因此常采用表面形变、气相沉积、熔覆、热喷涂等方法对零件表面进行防护，以提高其耐磨损、耐腐蚀和抗疲劳等性能。其中，熔覆技术通过加热使熔覆材料与基体形成冶金结合来实现对基体的防护，可大幅提升工件的使用寿命，降低其全周期的成本。
[0003]现有的熔覆技术，如激光熔覆和感应熔覆等，已实现工件外表面高性能涂层的制备。例如：中国专利公开号为CN110616426A、名称为“用于大深径比零件的激光内孔熔覆头及熔覆加工系统”的文献中公开的熔覆加工系统，采用光纤、光纤接口和熔覆喷嘴，沿熔覆头连接杆轴向方向投射激光束，采用悬浮支撑件调整熔覆喷嘴与工件内壁的高度距离，采用液压悬浮式的结构，零件本身提供支撑熔覆头的均布力，优化内孔熔覆头的受力状态。但该熔覆加工系统存在的问题是：仅适用于大深径比的内孔零件的激光修复，加工过程复杂，对于有不规则突出的孔壁，需要借鉴外部图像处理和复杂计算工作才能完成熔覆加工，不适用于弯曲通孔的熔覆加工。又如中国专利公开号为CN112246550B、名称为“一种水管内壁涂覆装置及其涂覆方法”的文献中公开的涂覆技术，其对水管内壁采用涂覆气囊和涂覆气泵，涂覆前向将浸润涂料的涂覆气囊塞入水管内，通过涂覆气泵向涂覆气囊中供气使涂覆气囊膨胀，涂覆气囊沿水管的长度方向延伸涂覆气囊的外壁与水管的内壁的贴合，进而将粘附于涂覆气囊外壁的涂料涂覆至水管的内壁。该涂覆装置及其涂覆方法虽然能够对较长水管以及弯曲水管的内壁进行涂料涂覆，但是，由于涂覆气囊膨胀的大小不一，沿水管的长度方向延伸时，与水管内壁贴合的力度不一致，所以当涂料涂覆至水管的内壁上时，涂层厚度肯定不会完全均匀，尤其是当管道越长或者弯曲较多时，均匀性越差。因此，对于机械设备中常见的弯曲通孔来说，现有的熔覆技术难以实现其内壁的熔覆层均匀制备和全域熔覆。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于解决现有熔覆技术无法实现弯曲通孔的熔覆层均匀制备的问题，提出一种熔覆效果好的弯曲通孔的全域瞬态熔覆装置，同时还提出该弯曲通孔的全域瞬态熔覆方法，来改善弯孔内壁的性能。
[0005]为实现上述目的，本专利技术一种弯曲通孔的全域瞬态熔覆装置采用下述技术方案：
[0006]包括浆料挤出装置、膨胀体涂抹装置、石墨纸瞬态加热单元和工件固定装置，
[0007]所述的浆料挤出装置包括依次连接的空压机、气压控制器和料筒，料筒的出料口连接软管的首端；
[0008]所述的膨胀体涂抹装置包括首端开有放气口的第一膨胀体，从首端到末端设有多
个挡板将第一膨胀体的内腔分隔成多个腔体，每个挡板上开有一个贯通的小孔，每个挡板在靠近首端侧面上各连接一个能挡住所述的小孔的橡胶片；
[0009]所述的石墨纸瞬态加热单元包括第二膨胀体、石墨纸和第二气管，石墨纸的形状与弯曲通孔件内壁的形状一致且包裹在第二膨胀体的外侧表面上，第二气管与第二膨胀体连接且连通；
[0010]所述的工件固定装置包括由两个相同的半圆环套组成的对合半圆轴套，其中一个半圆环套固定连接不动，另一个半圆环套为可拆卸式，弯曲通孔件固定放置在对合半圆轴套内。
[0011]进一步地，所述的工件固定装置还包括夹具体、基座、伸缩汽缸、控制器和紧定螺栓，基座通过伸缩汽缸连接夹具体，夹具体固定连接对合半圆轴套，共有两个伸缩汽缸、两个夹具体和两个对合半圆轴套，沿弯曲通孔件的长度方向分开布置形成两个支撑固定点，可拆卸式的半圆环套上开有螺纹孔，与螺纹孔相配的紧定螺栓压紧弯曲通孔件；控制器经控制线连接两个伸缩汽缸，两个伸缩汽缸工作以调节弯曲通孔件在水平位置。
[0012]本专利技术一种弯曲通孔的全域瞬态熔覆装置的熔覆方法采用下述技术方案包含有以下步骤：
[0013]步骤1)：将第一气管从第一膨胀体的末端至首端，依次穿过多个挡板上的小孔和顶开多个橡胶片，整个伸入在第一膨胀体中；
[0014]步骤2)：软管的末端与第一膨胀体的首端连接在一起，将两者从弯曲通孔件的末端位置拉入弯曲通孔件内，穿过弯曲通孔件直至从弯曲通孔的首端伸出，断开第一膨胀体与软管的连接；
[0015]步骤3)：所述的浆料挤出装置工作，通过软管在所述的多个腔体中的第一腔体位置处挤出料筒中的浆料，浆料挤出装置停止工作，向末端方向拉动软管，使软管的末端移动至第二腔体位置处；所述的第一气管充气，第一腔体膨胀挤压浆料，使浆料抹匀在弯曲通孔件内壁上；
[0016]步骤4)所述的浆料挤出装置再次工作，在第二腔体位置处挤出浆料后停止工作，然后向末端方向拉动软管，使软管的末端移动至第三腔体位置处，向末端方向抽移第一气管，使第一气管的首端在第二腔体中，然后向第二腔体中充气使其膨胀，挤压抹匀第二腔体位置处的浆料；如此依次地向末端方向挤压和抹匀浆料，直至末端最后一个腔体位置处浆料抹匀在弯曲通孔件件内壁上为止；
[0017]步骤5)：第一膨胀体通电加热，对浆料进行干燥；打开所述的放气口，第一膨胀体收缩后拉出弯曲通孔件；
[0018]步骤6)：将第二膨胀体和石墨纸从弯曲通孔件的末端拉入，直至从弯曲通孔件的首端伸出，第二气管工作，石墨纸被第二膨胀体撑开贴合弯曲通孔件内壁浆料层上；第二气管向第二膨胀体中通入惰性保护气体，对石墨纸通电，对浆料涂层全域瞬态熔覆。
[0019]进一步地，步骤4)完成后，先打开所述的放气口，使第一膨胀体收缩后将其拉出弯曲通孔件；然后再卸下对合半圆轴套中的半圆环套，旋转弯曲通孔件，重复步骤1)至步骤4)，对旋转后的弯曲通孔件的内壁上重新挤压和抹匀浆料。
[0020]进一步地，弯曲通孔1的旋转角度为旋转180
°
度或者顺时针依次旋转120
°
，当弯曲通孔件旋转120
°
时，分三次对弯曲通孔件的内壁上挤压和抹匀浆料。
[0021]进一步地，在第一膨胀体穿入弯曲通孔件之前，在第一膨胀体外表面涂抹一层二硫化钼润滑脂。
[0022]进一步地，步骤2)和步骤6)中，采用柔性机器人将软管和第一膨胀体以及第二膨胀体和石墨纸拉入弯曲通孔件内。
[0023]本专利技术采用上述技术方案后的有益效果是：
[0024]1、本专利技术采用竹节状的膨胀体分段充气膨胀的方式来挤压预先喷涂在腔体处的浆料，使浆料一段一段地逐步均匀地涂抹在弯曲通孔的内壁上，使后续在原位加热所制备的预置涂层厚度均匀，熔覆效果好。
[0025]2、本专利技术采用膨胀体充气膨胀的方式使石墨纸舒展，贴合着弯曲通孔的内壁，利用电流通过随形石墨纸产生的焦耳热将浆料快速整体熔覆到内孔壁，可实现整个弯曲通孔内壁的全域同时熔覆，熔覆效率极高。
[0026]3、本专利技术可在弯曲通孔的内壁熔覆特殊性能的材料，从而降低了具有弯曲通孔的零部件的选材要求，降低了制本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种弯曲通孔的全域瞬态熔覆装置，包括浆料挤出装置、膨胀体涂抹装置、石墨纸瞬态加热单元和工件固定装置，其特征是：所述的浆料挤出装置包括依次连接的空压机(100)、气压控制器(101)和料筒(102)，料筒(102)的出料口连接软管(103)的首端；所述的膨胀体涂抹装置包括首端开有放气口(215)的第一膨胀体(200)，从首端到末端设有多个挡板将第一膨胀体(200)的内腔分隔成多个腔体，每个挡板上开有一个贯通的小孔，每个挡板在靠近首端侧面上各连接一个能挡住所述的小孔的橡胶片；所述的石墨纸瞬态加热单元包括第二膨胀体(300)、石墨纸(301)和第二气管(302)，石墨纸(301)的形状与弯曲通孔件(1)内壁的形状一致且包裹在第二膨胀体(300)的外侧表面上，第二气管(302)与第二膨胀体(300)连接且连通；所述的工件固定装置包括由两个相同的半圆环套组成的对合半圆轴套(404)，其中一个半圆环套固定连接不动，另一个半圆环套为可拆卸式，弯曲通孔件(1)固定放置在对合半圆轴套(404)内。2.根据权利要求1所述的一种弯曲通孔的全域瞬态熔覆装置，其特征是：所述的工件固定装置还包括夹具体(400)、基座(401)、伸缩汽缸(403)、控制器(402)和紧定螺栓(405)，基座(401)通过伸缩汽缸(403)连接夹具体(400)，夹具体(400)固定连接对合半圆轴套(404)，共有两个伸缩汽缸(403)、两个夹具体(400)和两个对合半圆轴套(404)，沿弯曲通孔件(1)的长度方向分开布置形成两个支撑固定点，可拆卸式的半圆环套上开有螺纹孔，与螺纹孔相配的紧定螺栓(405)压紧弯曲通孔件(1)；控制器(402)经控制线连接两个伸缩汽缸(403)，两个伸缩汽缸(403)工作以调节弯曲通孔件(1)水平位置。3.根据权利要求1所述的一种弯曲通孔的全域瞬态熔覆装置，其特征是：每个挡板上的中心位置开有所述的小孔，所述的挡板的外径与软管(103)的外径之和小于弯曲通孔件(1)的内径。4.一种如权利要求1所述的全域瞬态熔覆装置的熔覆方法，其特征是包含有以下步骤：步骤1)：将第一气管(214)从第一膨胀体(200)的末端至首端，依次穿过挡板上的小孔和顶开橡胶片，整个伸入在第一膨胀体(200)中；步骤2)：软管103的末端与第一膨胀体(200)的首端连接在一起，将两者从弯曲通孔件(1)的末端位置拉入弯曲通孔件(1)内，穿过弯曲通孔件(1)直至从弯曲通孔(1)的首端伸出，断开第一膨胀体(200)与软管(103)的连接；步骤3)：所述的浆料挤出装置工作，通过软管(103)在所述的多个腔体中的第一腔体位置处挤出料筒(102)中的浆料(2)，浆料挤出装置停止工作，向末端方向拉动软管(103，使软管103)的末端移动至第二腔体位置处；...
【专利技术属性】
技术研发人员：李瑞涛，靳萍，王匀，倪旺，杨志涛，刘宏，刘为力，何培瑜，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：
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