【团体标准】 真空等离子喷涂设备技术规范

4技术要求设备组成设备由真空系统（真空泵组、真空容器、真空过滤器等）、等离子喷涂系统（等离子电源、等离子喷枪、送粉器等）、集成控制及操作系统（系统控制柜、气体控制柜、应用软件等）、喷枪和工件夹持单元（机械手、转台等）、辅助单元（冷水机、除尘器等）等组成。图1真空等离子喷涂设备组成1-真空系统；2-等离子喷涂系统；3-集成控制及操作系统；4-喷枪和工件夹持单元；5-辅助单元；11-真空泵组；12-真空容器；13-真空过滤器；21-等离子电源；22-等离子喷枪；23-送粉器；31-系统控制柜；32-气体控制柜；33-应用软件；41-机械手；42-转台；51-冷水机；52-除尘器技术条件4.2.1功能要求真空等离子喷涂设备功能应符合下列要求：a)设备应具有PLC集成控制功能，人机交互宜采用工业PC，也可采用触摸屏。b)设备应具有工艺配方管理功能，包括存储、读取、调用、修改、删除等功能。c)设备应具备半自动/自动运行模式，半自动运行时依靠人工操作修改、确认参数及确定工步状态切换，自动运行模式时按照调用工艺配方运行。d)设备应具有联锁、报警、急停等安全性功能。e)设备应具有真空过滤器除尘功能，应具有压差控制的反吹功能。f)设备在环境保护、操作人员职业健康防护措施方面满足设备安装地要求。4.2.2性能要求真空等离子喷涂设备性能要求应符合表1的规定。表1性能要求序号项目指标要求1极限真空真空等离子喷涂设备在洁净真空容器的极限真空宜低于5Pa2系统漏率真空等离子喷涂设备在洁净真空容器环境下，真空漏率不高于1×10-2Pa?m3/s3真空抽速针对不同容积的真空等离子喷涂系统，真空泵组抽速应和真空容器匹配，洁净真空容器抽至5Pa时间不应高于15min；非洁净真空容器抽至5Pa时间不应高于20min。4等离子电源类型及功率等离子电源应为逆变电源或高频斩波电源，为单电源或多电源并联，电源额定功率应为等离子喷枪最大使用功率的2倍以上。5真空容器压力控制精度100Pa~500Pa范围内，真空容器压力控制精度为±20Pa；500Pa~90kPa范围内，真空容器压力控制精度为±50Pa6工作气体流量控制精度±1%7送粉精度±1%5检查与验收检查与验收类型各指标检查与验收类型见表2或由供需双方约定。表2各指标检查与验收类型序号项目类型备注1功能要求检查2性能要求极限真空验收系统漏率验收真空抽速验收等离子电源类型及功率检查真空容器压力控制精度验收工作气体流量控制精度验收采信第三方报告时为检查送粉精度验收功能性检查采用实物检查或由供需双方约定检查方法。性能检查或验收5.3.1极限真空真空系统在真空泵组开启后，经过充分抽气，在真空系统压力稳定在某一数值后，将该值计为极限真空。极限真空测试前应12h放气后，进行12h抽真空处理。5.3.2系统漏率系统漏率应按下列步骤执行：a）系统检漏应按GB/T32293和GB/T36176的规定执行；b）无明显漏点后，应按GB/T32218中静态压升法测试要求，将抽至极限真空的真空系统，关闭真空泵组及真空阀门；c）真空系统压力逐步上升，通过压力显示读数，数值变化时记录一次系统压力p值和环境温度T值，绘制压力随时间的变化曲线（见图2），记录时间不宜低于12h。图2压力随时间变化曲线d）找出压力随时间变化曲线的线性段，并在线性段上取两点A（t1，p1，T1）和B（t2，p2，T2），t2-t1≥300s，系统漏率应按下列公式计算：式中：Q0——系统漏率值，单位为帕立方米每秒（Pa?m3/s）；V——被检件容积，单位为立方米（m3）；t2——B点时间值，单位为秒（s）；t1——A点时间值，单位为秒（s）；T2——B点温度，单位为开（K）；T1——A点温度，单位为开（K）；p2——B点压力值，单位为帕（Pa）；p1——A点压力值，单位为帕（Pa）。5.3.3真空抽速开启真空泵组，同时启动计时器，记录真空系统抽至5Pa的时间。5.3.4等离子电源类型及功率检查喷枪及电源铭牌和出厂合格证。5.3.5真空容器压力控制精度分别测试以下状态下的真空容器压力控制精度：a)仅真空系统工作状态下真空容器压力将真空系统抽至10Pa以下，回填氩气后；在100Pa~90kPa压力范围内，分别设定200Pa、5kPa、20kPa、60kPa、80kPa真空容器压力，每个压力条件下保压10min，记录实时测试数据，采用标准方差分析压力波动。b)等离子喷枪工作状态下真空容器压力在喷枪的容许工作压力下，使用典型的喷枪工作参数启弧，针对不同喷枪：1)超低压下大功率等离子喷枪在100Pa~1kPa范围内，分别在100Pa、200Pa、500Pa、1kPa工作压力下，分别连续测量记录10min，采用标准方差分析压力波动。2)真空等离子喷枪在10kPa~90kPa范围内，分别在10kPa、20kPa、30kPa、50kPa、80kPa工作压力下，分别连续测量记录10min，采用标准方差分析压力波动。5.3.6工作气体流量控制精度按照GB/T20019对工作气体流量控制精度进行验收，或采用第三方计量的方式。5.3.7送粉精度送粉精度测试方法如下：a)选取真空等离子喷涂使用典型粉末材料，在100℃±20℃进行2h烘干处理，粉末采用精度为0.01g量具称量；b)根据送粉器特点，随机选择三个不同的送粉参数，包括送粉盘转速（Pv）和载气流量（F），测量三次送粉速率，每次测量3min，采用秒表计时，收集并称量3分钟粉体的输送质量m，送粉速率（Pf），单位g/min；c)每个送粉参数下，三次送粉速率分别计为Pf1、Pf2、Pf3，三个数值的标准方差与平均值的比值计为该参数条件下的送粉精度；d)三个随机参数条件下的送粉精度算术平均值为送粉器的送粉精度。