细丝金属网的等离子喷涂方法与流程

本发明涉及喷涂，尤其涉及一种细丝金属网的等离子喷涂方法。

背景技术：

1、等离子喷涂是利用等离子射流将喷涂材料加热至熔融或半熔融状态，并使喷涂颗粒高速撞击基材表面形成涂层的工艺。喷涂距离会影响喷涂颗粒到达基材时的温度、速度及沉积状态，是影响喷涂效果的重要工艺参数之一。对于丝径较小的金属网，其金属丝截面尺寸较小，局部热容量较低，对喷涂距离变化较为敏感。

2、当喷涂距离过小时，高温等离子射流及喷涂颗粒对金属网产生的局部热作用较强，试喷区域容易出现黑色变色等表面异常；当喷涂距离过大时，喷涂颗粒的飞行时间增加，颗粒在飞行过程中逐渐冷却和减速，导致其到达金属网时的熔融状态和运动状态发生变化，进而使有效沉积量下降。因此，细丝金属网的等离子喷涂需要在避免过强热作用与保证有效沉积之间确定合理的喷涂距离。

3、目前，喷涂距离通常根据设备参数、金属网规格及操作经验进行初步设定，并结合试喷结果进行调整。具体而言，先采用设定的喷涂距离进行试喷，再观察试喷区域的表面状态和喷涂材料的沉积情况；当试喷区域出现黑色变色等表面异常时，通常适当增大喷涂距离；当喷涂材料沉积不足时，则适当减小喷涂距离。经过多次调整后，选择能够兼顾金属网表面状态和沉积效果的喷涂距离用于后续喷涂。

4、但是，上述喷涂距离确定方式主要依据试喷后的表面状态和沉积结果进行判断，较大程度依赖操作经验。表面状态能够反映金属网是否出现明显表面异常，沉积结果能够反映喷涂材料的沉积情况，但对于尚未出现明显表面异常的候选喷涂距离，仅通过表面状态难以进一步区分金属网所受热作用的差异；沉积量虽然能够反映喷涂材料的沉积情况，但不能单独反映金属网所受的热作用。当多个候选喷涂距离均未出现明显表面异常且沉积结果均满足要求时，现有方式仍难以进一步比较各候选喷涂距离在沉积效果与热作用方面的综合表现，缺少用于确定工作喷涂距离的客观量化依据。

技术实现思路

1、为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中细丝金属网等离子喷涂时喷涂距离依赖经验调整、缺乏用于比较不同候选喷涂距离的客观量化依据，难以兼顾金属网所受热作用与喷涂材料有效沉积的缺陷，提供一种细丝金属网的等离子喷涂方法，通过喷后热响应值、单位面积喷涂材料沉积量及试喷区域的表面状态对候选喷涂距离进行筛选和比较，从而确定工作喷涂距离，提高喷涂距离确定的客观性和重复性。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种细丝金属网的等离子喷涂方法，包括：

3、设置多个候选喷涂距离di，分别对金属网试样进行等离子试喷，各次试喷除喷涂距离外的其他条件相同；金属网试样与待喷涂金属网材质和网体规格相同；i表示候选喷涂距离的编号；

4、各次试喷结束后经过相同的预设时间间隔，获取预设检测区的喷后热态电阻值r1i；待金属网试样达到预设稳定状态后，获取同一检测区的喷后稳态电阻值r2i；

5、计算喷后热响应值hi，hi=(r1i-r2i)/r2i；

6、获取各金属网试样的单位面积喷涂材料沉积量mi和试喷区域的表面状态，筛选满足mi≥mmin、hi≥hmin，且试喷区域未出现预设表面异常特征的候选喷涂距离；mmin为预设沉积量下限；hmin为预设有效热响应阈值；

7、计算筛选后的各候选喷涂距离对应的沉积热响应比ki，ki=mi/hi；

8、将最大沉积热响应比对应的候选喷涂距离确定为工作喷涂距离dw，并按所述工作喷涂距离dw对待喷涂金属网进行等离子喷涂。

9、在本发明的一个实施例中，所述预设稳定状态的判定方式包括：

10、获取所述喷后热态电阻值r1i后，按照预设采样周期连续获取所述预设检测区的电阻值rj；j表示采样次数的序号；

11、计算相邻采样时刻的相对电阻变化量δrj，δrj=|rj-rj-1|/rj-1；

12、当连续预设数量的所述相对电阻变化量均不大于预设稳定阈值时，判定所述金属网试样达到所述预设稳定状态。

13、在本发明的一个实施例中，确定所述喷后稳态电阻值r2i包括：

14、所述金属网试样达到预设稳定状态后，连续获取多个稳定电阻值；

15、计算多个所述稳定电阻值的平均值，并将所述平均值作为所述喷后稳态电阻值r2i。

16、在本发明的一个实施例中，所述喷后热态电阻值r1i和所述喷后稳态电阻值r2i的获取方式包括：

17、在每一电阻检测时刻，分别施加大小相等、方向相反的检测电流+i和-i，并获取对应的检测电压v+和v-；

18、按下式计算该检测时刻的电阻值r：

19、r=(v+-v-)/(2i)；

20、其中，所述电阻值r为对应检测时刻的所述喷后热态电阻值r1i或喷后稳态电阻值r2i。

21、在本发明的一个实施例中，采用四线法检测所述电阻值，具体包括：

22、在所述预设检测区内沿其长度方向依次设置第一检测位置、第二检测位置、第三检测位置和第四检测位置；

23、在所述第一检测位置与第四检测位置之间施加所述检测电流，并获取所述第二检测位置与第三检测位置之间对应于所述检测电流的检测电压；

24、根据所述检测电流和所述检测电压确定所述电阻值。

25、在本发明的一个实施例中，所述单位面积喷涂材料沉积量mi的获取方式包括：

26、获取所述金属网试样试喷前的第一质量m1i、试喷后的第二质量m2i以及试喷面积ai；

27、计算所述单位面积喷涂材料沉积量mi：

28、mi=(m2i-m1i)/ai。

29、在本发明的一个实施例中，所述预设表面异常特征为黑色变色烧结区域；

30、获取试喷区域的表面状态包括：获取所述金属网试样试喷后的试喷区域图像，根据所述试喷区域图像确定所述试喷区域是否存在黑色变色烧结区域；若确定存在黑色变色烧结区域，则判定所述试喷区域表面异常。

31、在本发明的一个实施例中，确定所述工作喷涂距离包括：

32、按照di

33、所述di对应的试喷区域出现所述预设表面异常特征，且所述di+1对应的试喷区域未出现所述预设表面异常特征；

34、或者，所述di和di+1对应的单位面积喷涂材料沉积量分别为mi和mi+1，且满足mi≥mmin，mi+1

35、根据增设后的全部候选喷涂距离确定所述工作喷涂距离。

36、在本发明的一个实施例中，对于同一候选喷涂距离，分别对多个金属网试样进行所述等离子试喷，并获取各次试喷对应的单位面积喷涂材料沉积量、喷后热响应值和试喷区域的表面状态；

37、当任一次试喷的试喷区域出现所述预设表面异常特征时，删除该候选喷涂距离；

38、当各次试喷均未出现所述预设表面异常特征时，分别计算各次试喷所得单位面积喷涂材料沉积量的平均值和喷后热响应值的平均值，并将相应平均值作为该候选喷涂距离对应的单位面积喷涂材料沉积量mi和喷后热响应值hi。

39、在本发明的一个实施例中，还包括：将所述工作喷涂距离与对应的金属网材质、网体规格和喷涂工艺参数关联存储；

40、当后续待喷涂金属网的材质和网体规格，以及后续喷涂采用的喷涂工艺参数与已存储信息匹配时，调用对应的所述工作喷涂距离进行等离子喷涂。

41、本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

42、本发明利用金属网电阻随热状态变化的特性，在不同候选喷涂距离下进行试喷，并根据同一试样的喷后热态电阻值和喷后稳态电阻值计算喷后热响应值，以量化比较不同喷涂距离对应的喷后热响应；进一步结合单位面积喷涂材料沉积量和试喷区域的表面状态，先删除沉积不足或已经出现表面异常的候选喷涂距离，再通过沉积热响应比比较剩余候选喷涂距离下沉积水平相对于喷后热响应的综合表现，从而确定工作喷涂距离。由此，本发明能够在满足基本沉积要求和表面状态要求的基础上，对候选喷涂距离进行客观量化择优，降低对操作经验的依赖，提高喷涂距离确定的客观性和重复性。