本發明涉及熱噴涂技術領域，特別涉及一種適用于細長零件的超音速火焰噴涂方法。

背景技術：

超音速火焰噴涂是一種新的零件表面防護和表面強化工藝，能夠有效提高零件的化學穩定性、硬度和溶點，并降低摩擦系數，從而延長零件的使用壽命。

對于部分細長零件，由于長度過長，使得噴涂設備無法一次完成對整個零件的噴涂，因此對此類長度較長的細長零件，通常采用分段噴涂的方法，先噴涂一段后，再緊鄰第一次噴涂形成的噴涂層的邊緣噴涂另一段。但是采用現有的分段噴涂方法進行噴涂時，兩次噴涂形成的噴涂層之間的結合力較差，容易產生接縫，從而降低了噴涂層對零件的保護作用。

技術實現要素：

為了解決兩次噴涂形成的噴涂層之間的結合力較差，在兩次噴涂形成的噴涂層之間容易產生接縫的問題，本發明實施例提供了一種適用于細長零件的超音速火焰噴涂方法。所述技術方案如下：

一種適用于細長零件的超音速火焰噴涂方法，所述噴涂方法包括：

對待噴涂零件的待噴涂面進行表面預處理，所述待噴涂面包括第一噴涂面和第二噴涂面，所述第一噴涂面和所述第二噴涂面在所述待噴涂零件的長度方向上相鄰接；

在所述第一噴涂面上進行第一次噴涂，以形成第一噴涂層；

對所述第一噴涂層進行打磨，以將所述第一噴涂層靠近所述第二噴涂面的一端打磨為斜面，所述斜面與所述第二噴涂面呈鈍角；

對所述第二噴涂面、所述斜面、對接面進行表面預處理，所述對接面為所述第一噴涂層上與所述斜面相連的區域；

在所述第二噴涂面、所述斜面和所述對接面上進行第二次噴涂，以形成第二噴涂層；

對所述第一噴涂層和所述第二噴涂層進行磨削，使所述待噴涂零件的表面形成一層厚度均勻的噴涂材料。

優選地，所述對待噴涂零件的待噴涂面進行表面預處理，包括：

采用有機溶劑清洗所述待噴涂零件的待噴涂面。

進一步地，在所述在所述第一噴涂面上進行第一次噴涂，以形成第一噴涂層之前，所述噴涂方法還包括：

對所述第一噴涂面進行噴砂；

采用壓縮空氣清潔所述第一噴涂面。

優選地，在所述在所述第二噴涂面、所述斜面和所述對接面上進行第二次噴涂，以形成第二噴涂層之前，所述噴涂方法還包括：

對所述第二噴涂面、所述斜面和所述對接面進行噴砂；

采用壓縮空氣清潔所述第二噴涂面、所述斜面和所述對接面。

優選地，所述第一噴涂層的厚度為150～300μm。

可選地，所述第二噴涂層的厚度為150～300μm。

優選地，所述對接面在所述待噴涂零件的長度方向上的長度為100～150mm。

進一步地，所述斜面與所述第二噴涂面之間的夾角為135°～150°。

可選地，在所述在所述第一噴涂面上進行第一次噴涂之前，所述方法還包括：

在所述第二噴涂面上放置防護工裝，且所述防護工裝的一條邊與所述第一噴涂面和所述第二噴涂面的交界線對齊。

可選地，在形成所述第一噴涂層的過程中和形成所述第二噴涂層的過程中，所述待噴涂零件表面的噴涂材料的溫度小于或等于120℃。

本發明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是：通過先在第一噴涂面上進行第一次噴涂，以形成第一噴涂層，再對所述第一噴涂層進行打磨，以將所述第一噴涂層靠近所述第二噴涂面的一端打磨為斜面，在進行第二次噴涂之前，對所述第二噴涂面、所述斜面、對接面進行表面預處理，去除了第二噴涂面、所述斜面、對接面上的污漬，可以提高第二次噴涂時形成的第二噴涂層與第一噴涂層之間的結合力，通過在所述第二噴涂面、所述斜面和所述對接面上進行第二次噴涂，以形成第二噴涂層，由于第一噴涂層和第二噴涂層之間通過斜面連接，第二次噴涂中的噴涂材料可以直接噴涂到斜面上，使得第二次噴涂的噴涂材料與第一噴涂層之間可以較好的結合，增大了第一噴涂層和第二噴涂層之間的結合力，最后通過對所述第一噴涂層和所述第二噴涂層進行磨削，使所述待噴涂零件的表面形成一層厚度均勻的噴涂材料，可以將對接面上的噴涂材料去除，降低了連接處的內應力，可以進一步避免第一噴涂層和第二噴涂層之間產生接縫，同時還可以使第一噴涂層和第二噴涂層的表面更光滑。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明實施例提供的一種適用于細長零件的超音速火焰噴涂方法的流程圖；

圖2是本發明實施例提供的一種待噴涂零件的俯視圖；

圖3是本發明實施例提供的另一種適用于細長零件的超音速火焰噴涂方法的流程圖；

圖4是本發明實施例提供的一種細長零件第一次噴涂后的狀態示意圖；

圖5是圖4中的A處打磨后的放大示意圖；

圖6是本發明實施例提供的一種細長零件第二次噴涂后的狀態示意圖；

圖7是本發明實施例提供的一種細長零件第二次噴涂后的局部放大示意圖；

圖8是本發明實施例提供的一種完成磨削后的細長零件狀態示意圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地詳細描述。

圖1是本發明實施例提供的一種適用于細長零件的超音速火焰噴涂方法的流程圖，如圖1所示，該噴涂方法包括：

S11：對待噴涂零件的待噴涂面進行表面預處理。

其中，待噴涂面包括第一噴涂面和第二噴涂面，第一噴涂面和第二噴涂面在待噴涂零件的長度方向上相鄰接。

圖2是本發明實施例提供的一種待噴涂零件的俯視圖，如圖2所示，待噴涂面包括第一噴涂面10a和第二噴涂面10b，第一噴涂面10a和第二噴涂面10b在待噴涂零件10的長度方向上相鄰接。

S12：在第一噴涂面上進行第一次噴涂，以形成第一噴涂層。

S13：對第一噴涂層進行打磨，以將第一噴涂層靠近第二噴涂面的一端打磨為斜面。

其中，斜面與第二噴涂面之間的夾角呈鈍角。

S14：對第二噴涂面、斜面、對接面進行表面預處理。

其中，對接面為第一噴涂層上與斜面相連的區域。

S15：在第二噴涂面、斜面和對接面上進行第二次噴涂，以形成第二噴涂層。

S16：對第一噴涂層和第二噴涂層進行磨削，使待噴涂零件的表面形成一層厚度均勻的噴涂材料。

本發明實施例通過先在第一噴涂面上進行第一次噴涂，以形成第一噴涂層，再對第一噴涂層進行打磨，以將第一噴涂層靠近第二噴涂面的一端打磨為斜面，在進行第二次噴涂之前，對第二噴涂面、斜面、對接面進行表面預處理，去除了第二噴涂面、斜面、對接面上的污漬，可以提高第二次噴涂時形成的第二噴涂層與第一噴涂層之間的結合力，通過在第二噴涂面、斜面和對接面上進行第二次噴涂，以形成第二噴涂層，由于第一噴涂層和第二噴涂層之間通過斜面連接，第二次噴涂中的噴涂材料可以直接噴涂到斜面上，使得第二次噴涂的噴涂材料與第一噴涂層之間可以較好的結合，增大了第一噴涂層和第二噴涂層之間的結合力，最后通過對第一噴涂層和第二噴涂層進行磨削，使待噴涂零件的表面形成一層厚度均勻的噴涂材料，可以將對接面上的噴涂材料去除，降低了連接處的內應力，可以進一步避免第一噴涂層和第二噴涂層之間產生接縫，同時還可以使第一噴涂層和第二噴涂層的表面更光滑。

圖3是本發明實施例提供的另一種適用于細長零件的超音速火焰噴涂方法的流程圖，如圖3所示，該噴涂方法包括：

S21：采用有機溶劑清洗待噴涂零件的待噴涂面。

具體地，可以采用酒精對待噴涂面進行清洗。

由于零件表面通常會沾有油污或是其他污漬，通過酒精對待噴涂面進行清洗可以將油污和污漬去除，從而可以增加噴涂材料與零件表面的結合力。

實現時，可以采用沖洗、抹洗、浸泡等多種不同的清洗方式進行清洗。

S22：對第一噴涂面進行噴砂。

通過對第一噴涂面進行噴砂可以去除第一噴涂面表面的氧化層，有利于提高噴涂材料與零件之間的結合力，此外還可以增大零件的表面粗糙度，進一步提高噴涂材料與零件之間的結合力。

可選地，經過該步驟S22的噴砂處理后，第一噴涂面的表面粗糙度R_z可以為6.3～12.5μm。

S23：采用壓縮空氣清潔第一噴涂面。

通過壓縮空氣可以去除在噴砂過程中，粘附在第一噴涂面上的砂子，確保第一噴涂面的清潔。

具體地，可以采用高壓風機吹凈第一噴涂面。

S24：在第一噴涂面上進行第一次噴涂，以形成第一噴涂層。

圖4是本發明實施例提供的一種細長零件第一次噴涂后的狀態示意圖(圖中豎直虛線所劃分的區域分別為第一噴涂面10a和第二噴涂面10b)，如圖4所示，在進行第一次噴涂前，將待噴涂零件10夾持在工作臺的加固工裝20上，可以避免噴涂過程中的熱量導致的待噴涂零件10的變形。第二噴涂面10b上放置防護工裝21，且防護工裝21的一條邊與第一噴涂面10a和第二噴涂面10b的交界線對齊，防護工裝21可以避免在第一次噴涂中，噴涂材料噴涂到第一噴涂面10a之外。

可選地，噴槍與第一噴涂面之間的間距可以為200～250mm，以有利于噴涂材料均勻的噴涂到第一噴涂面上。

此外，在進行第一噴涂過程中，助燃氣體為氧氣，氧氣的流量可以為200～220L/min。

粉末狀的噴涂材料的粒度可以為20～45μm，可以采用氮氣進行噴涂材料的輸送，其中氮氣的流量可以為15～20L/min，噴涂材料的輸送速度可以為3～5kg/h。

進一步地，噴涂材料可以是金屬陶瓷。

此外，還可以在噴槍中輸入氮氣，氮氣的流量可以為500～600L/min，通過調節氮氣的流量可以對火焰的溫度進行調節。

優選地，在第一次噴涂過程中，噴槍的移動速度可以為23～27m/min，在本實時例中，噴槍的移動速度為25m/min，若噴槍移動速度過快可能會導致部分區域的噴涂材料過薄甚至沒有噴涂材料覆蓋，若噴槍移動速度過慢則會使第一噴涂層的厚度過厚，導致在后期的磨削過程中需要去除較多的噴涂材料，造成材料的浪費。

進一步地，經過該步驟S24后，第一噴涂層的厚度可以為150～300μm。

實現時，在進行第一次噴涂的過程中，可以對第一噴涂面進行重復噴涂，以使第一噴涂層的厚度達到150～300μm。

可選地，在形成第一噴涂層的過程中，待噴涂零件表面的噴涂材料的溫度小于或等于120℃。

優選地，步驟S24與步驟S22之間的時間間隔不超過1小時，以避免間隔時間過長，導致噴砂后露出的零件表面重新形成氧化膜，從而降低第一噴涂層與第一噴涂面之間的結合力。

如圖4所示，當第一噴涂面10a的邊界與零件10的端面不對齊時，還可以在第一噴涂面10a之外緊貼第一噴涂面10a的位置放置防護工裝21a。

此外，第一噴涂面10a的長度和第二噴涂面10b的長度可以根據所使用的噴涂設備的行程確定，第一噴涂面10a的長度和第二噴涂面10b的長度均小于噴涂設備的最大行程，且第一噴涂面10a的長度和第二噴涂面10b的長度可以為噴涂設備的最佳行程。

S25：對第一噴涂層進行打磨，以將第一噴涂層靠近第二噴涂面的一端打磨為斜面，且斜面與第二噴涂面之間的夾角呈鈍角。

圖5是圖4中的A處打磨后的放大示意圖(圖中豎直虛線所劃分的區域為對接面30b)，如圖5所示，斜面30a與第二噴涂面10a之間的夾角θ可以為135°～150°，若夾角θ過小會使得斜面30a面積過小，降低后續進行第二次噴涂時，第二噴涂層與斜面30a之間的結合力，且噴涂材料被噴涂到斜面30a上時，對斜面的垂直作用力減小，會進一步降低第二噴涂層與斜面30a之間的結合力，若夾角θ過大，會增大兩次噴涂的總面積，降低噴涂的效率。

容易理解的是，夾角θ應不小于90°，若夾角θ小于90°則可能會使得斜面上的部分區域無法噴涂上噴涂材料，造成第一噴涂層和第二噴涂層之間出現接縫。

實現時，可以采用金剛石砂輪進行打磨。

S26：對第二噴涂面、斜面、對接面進行表面預處理。

其中，對接面為第一噴涂層上與斜面相連的表面的部分區域。

進一步地，對接面在待噴涂零件的長度方向上的長度可以為100～150mm。

具體地，可以采用有機溶劑對第二噴涂面、斜面、對接面進行清洗，由于零件表面通常會沾有油污或是其他污漬，通過有機溶劑對第二噴涂面、斜面、對接面進行清洗可以將油污和污漬去除，從而可以增加噴涂材料與零件表面的結合力。

其中，有機溶劑可以為酒精。

S27：對第二噴涂面、斜面和對接面進行噴砂。

通過對第二噴涂面、斜面和對接面進行噴砂可以去除第二噴涂面、斜面和對接面表面的氧化層，有利于提高噴涂材料與零件之間的結合力，此外還可以增大零件的表面粗糙度，進一步提高噴涂材料與零件之間的結合力。

可選地，經過該步驟S27的噴砂處理后，第二噴涂面、斜面和對接面的表面粗糙度R_z可以為6.3～12.5μm。

S28：采用壓縮空氣清潔第二噴涂面、斜面和對接面。

通過壓縮空氣可以去除在噴砂過程中，粘附在第二噴涂面、斜面和對接面上的砂子，確保第二噴涂面、斜面和對接面的清潔。

具體地，可以采用高壓風機吹凈第一噴涂面。

S29：在第二噴涂面、斜面和對接面上進行第二次噴涂，以形成第二噴涂層。

圖6是本發明實施例提供的一種細長零件第二次噴涂后的狀態示意圖，圖7是本發明實施例提供的一種細長零件第二次噴涂后的局部放大示意圖，結合圖6和圖7，在進行第二次噴涂前，將待噴涂零件10夾持在工作臺的加固工裝20上，可以避免噴涂過程中的熱量導致的待噴涂零件10的變形。在第一噴涂層30上緊鄰對接面30b的位置放置防護工裝21，在待噴涂面之外緊鄰第二噴涂面10a的位置也放置防護工裝21，防護工裝21可以避免在第二次噴涂中，噴涂材料噴涂到第二噴涂面10a、斜面30a和對接面30b之外。

在進行第二次噴涂時，參數的選擇與第一次噴涂時的相同，具體地，噴槍與第二噴涂面之間的間距可以為200～250mm，以有利于噴涂材料均勻的噴涂到第二噴涂面、斜面和對接面上。

此外，在進行第二噴涂過程中，助燃氣體為氧氣，氧氣的流量可以為200～220L/min。

粉末狀的噴涂材料的粒度可以為20～45μm，可以采用氮氣進行噴涂材料的輸送，其中氮氣的流量可以為15～20L/min，噴涂材料的輸送速度可以為3～5kg/h。

此外，還可以在噴槍中輸入氮氣，氮氣的流量可以為500～600L/min，通過調節氮氣的流量可以對火焰的溫度進行調節。

優選地，在第二次噴涂過程中，噴槍的移動速度可以為23～27m/min，在本實時例中，噴槍的移動速度為25m/min，若噴槍移動速度過快可能會導致部分區域的噴涂材料過薄甚至沒有噴涂材料覆蓋，若噴槍移動速度過慢則會使第一噴涂層的厚度過厚，導致在后期的磨削過程中需要去除較多的噴涂材料，造成材料的浪費。

進一步地，經過該步驟S29后，第二噴涂層的厚度也可以為150～300μm。

實現時，在進行第二次噴涂的過程中，可以對第二噴涂面、斜面和對接面進行重復噴涂，以使第二噴涂層的厚度達到150～300μm。

可選地，在形成第二噴涂層的過程中，待噴涂零件表面的噴涂材料的溫度小于或等于120℃。

優選地，步驟S29與步驟S27之間的時間間隔不超過1小時，以避免間隔時間過長，導致噴砂后露出的零件表面重新形成氧化膜，從而降低第二噴涂層與第二噴涂面、斜面和對接面之間的結合力。

S30：對第一噴涂層和第二噴涂層進行磨削，使待噴涂零件的表面形成一層厚度均勻的噴涂材料

圖8是本發明實施例提供的一種完成磨削后的細長零件狀態示意圖，如圖8所示，通過磨削可以去除位于對接面30b上的噴涂材料，同時由于在完成步驟S29后，第一噴涂層30和第二噴涂層40的表面并不平整，通過磨削去除第一噴涂層30和第二噴涂層40的表面部分，可以使得零件10表面得到一層均勻的噴涂材料，所需要磨削的厚度可以根據所需要保留的噴涂材料的厚度確定。

優選地，步驟S30與步驟S29之間的時間間隔不超過24小時，由于在進行超音速火焰切割后，第一噴涂層和第二噴涂層中存在一定內應力，通過盡早進行磨削，還可以消除一部分的內應力，降低噴涂材料出現裂痕的可能。

以上所述僅為本發明的較佳實施例，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。