一種用于電子束物理氣相沉積制備涂層的夾具的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種夾具，具體涉及一種用于電子束物理氣相沉積制備涂層的夾具。
【背景技術】
[0002]電子束物理氣相沉積(EB-PVD)制備涂層技術代表了目前和未來高性能涂層制備技術的發展方向之一。我國EB-PVD技術的開發利用剛剛處于起步階段，工藝尚不成熟，制備試樣的工裝較少，嚴重制約了 EB-PVD這一先進技術的應用進程。EB-PVD技術作為涂層制備技術中的“新貴”，在具備制備高性能涂層的作用的同時，從沉積效率、材料利用率等方面考慮，其運行成本都遠遠高于一般的涂層制備技術，因此，高效率制備涂層也是亟需解決的問題。
[0003]電子束物理氣相沉積制備涂層的過程主要分為三個步驟:(I)靶材在電子束的加熱作用下熔融氣化；(2)靶材蒸氣流在低氣壓下由熔池運動到基體材料上；(3)靶材蒸氣流在基體材料上冷凝形成涂層。EB-PVD制備涂層作為一種氣相沉積技術，其制備的涂層與基體之間為冶金結合，制備涂層后基體材料的力學性能有較大變化，因此需要在進行測試的力學性能試棒上制備涂層以進行力學性能檢測。
[0004]如附圖4所示，常規裝卡方式的工裝是在電子束物理氣相沉積設備的主軸上安裝圓柱形延長桿，將圓柱形力學性能試棒直接捆綁在圓柱形延長桿上，力學性能試棒隨主軸一起以一定的速度均勻旋轉，這樣由于主軸旋轉帶來對靶材蒸氣流的遮擋效應，只能在力學性能試棒的單側形成涂層，不能夠反映出帶涂層的零件應用時的真實狀態。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型提供一種用于電子束物理氣相沉積制備涂層的夾具，使裝夾在上面的力學性能試棒能夠均勻、高效的制備涂層，制備的涂層能夠反映出帶涂層的零件應用時的真實狀態。
[0006]本實用新型的技術方案如下:
[0007]—種用于電子束物理氣相沉積制備涂層的夾具，包括芯軸、圓板、支桿、卡頭、支架和套筒，所述芯軸的兩端分別與兩個所述圓板的圓心固定連接，所述支桿的一端與一個所述圓板的圓心固定連接，所述支桿的另一端設置卡頭，所述卡頭用于安裝在電子束物理氣相沉積設備的主軸上；所述圓板的邊緣處設置支架，所述支架在兩個所述圓板上對稱設置，所述套筒利用夾子或金屬絲固定在所述支架上，所述套筒用于放置力學性能試棒。
[0008]所述的用于電子束物理氣相沉積制備涂層的夾具，其優選方案為，所述支架設有六對，均勻設置在所述圓板上。
[0009]所述的用于電子束物理氣相沉積制備涂層的夾具，其優選方案為，所述套筒的內徑有多種尺寸規格。
[0010]本實用新型夾具的工作原理為:該夾具通過卡頭直接安裝在電子束物理氣相沉積設備的主軸上，隨著主軸一起旋轉。圓柱形力學性能試棒放置在該夾具的套筒內，隨著夾具的旋轉，力學性能試棒在重力的作用下在該夾具的套筒內發生自旋轉，且轉動頻率與夾具轉動頻率不一致，從而錯開了主軸對靶材蒸氣流的遮擋效應，因此能在力學性能試棒的整個圓周方向形成均勻一致的涂層。
[0011]本實用新型的有益效果如下:
[0012]1、本實用新型的夾具，力學性能試棒能在電子束物理氣相沉積設備的主軸旋轉的同時發生自旋轉，兩者旋轉頻率不一致，從而能在力學性能試棒上沿圓周方向制備均勻一致的涂層，制備的力學性能試棒涂層均勻一致，滿足帶涂層力學試棒性能測試的要求，提高了涂層力學性能測試的精確度。
[0013]2、本實用新型的夾具，針對不同尺寸的力學性能試棒，套筒的內徑有多種尺寸規格，可進行更換調整，以此來調節力學性能試棒旋轉的頻率，確保力學性能試棒旋轉頻率總能與夾具旋轉頻率錯開，保證了力學性能試棒上涂層厚度的均勻性。
[0014]3、本實用新型的夾具，沿夾具的旋轉圓周方向，對稱安裝有6對支架，一批次可進行6個力學性能試棒的涂層制備，大大提高了生產效率，降低了 EB-PVD這一高運行成本設備的使用時間，節約了大量的成本。
【附圖說明】
[0015]圖1為用于電子束物理氣相沉積制備涂層的夾具主視剖視圖；
[0016]圖2為圖1中A-A向視圖；
[0017]圖3為夾具裝夾力學性能試棒后在電子束物理氣相沉積設備中工作狀態示意圖；
[0018]圖4為現有技術中力學性能試棒裝夾后在電子束物理氣相沉積設備中工作狀態示意圖。
【具體實施方式】
[0019]如圖1?3所示，一種用于電子束物理氣相沉積制備涂層的夾具，包括芯軸1、圓板2、支桿3、卡頭4、支架5和套筒6,芯軸I的兩端分別與兩個圓板2的圓心固定連接,支桿3的一端與一個圓板2的圓心固定連接，支桿3的另一端安裝卡頭4 ;每個圓板2的邊緣處均勻設置六個支架5，支架5在兩個圓板2上對稱設置，套筒6利用金屬絲固定在支架5上，力學性能試棒7放置在套筒6內，卡頭4安裝在電子束物理氣相沉積設備的主軸8上，主軸8開始旋轉，力學性能試棒7在重力的作用下在套筒6內發生自旋轉，靶材9發出靶材蒸汽流，在力學性能試棒7表面形成均勻一致的涂層。
【主權項】
1.一種用于電子束物理氣相沉積制備涂層的夾具，其特征在于，所述夾具包括芯軸、圓板、支桿、卡頭、支架和套筒，所述芯軸的兩端分別與兩個所述圓板的圓心固定連接，所述支桿的一端與一個所述圓板的圓心固定連接，所述支桿的另一端設置卡頭，所述卡頭用于安裝在電子束物理氣相沉積設備的主軸上；所述圓板的邊緣處設置支架，所述支架在兩個所述圓板上對稱設置，所述套筒利用夾子或金屬絲固定在所述支架上，所述套筒用于放置力學性能試棒。
2.根據權利要求1所述的用于電子束物理氣相沉積制備涂層的夾具，其特征在于，所述支架設有六對，均勻設置在所述圓板上。
3.根據權利要求1或2所述的用于電子束物理氣相沉積制備涂層的夾具，其特征在于，所述套筒的內徑有多種尺寸規格。
【專利摘要】本實用新型涉及一種夾具，具體涉及一種用于電子束物理氣相沉積制備涂層的夾具。本實用新型的技術方案為：該夾具包括芯軸、圓板、支桿、卡頭、支架和套筒，所述芯軸的兩端分別與兩個所述圓板的圓心固定連接，所述支桿的一端與一個所述圓板的圓心固定連接，所述支桿的另一端設置卡頭，所述卡頭用于安裝在電子束物理氣相沉積設備的主軸上；所述圓板的邊緣處設置支架，所述支架在兩個所述圓板上對稱設置，所述套筒利用夾子或金屬絲固定在所述支架上，所述套筒用于放置力學性能試棒。本實用新型提供的夾具，使裝夾在上面的力學性能試棒能夠均勻、高效的制備涂層，制備的涂層能夠反映出帶涂層的零件應用時的真實狀態。
【IPC分類】C23C14-50, C23C14-30
【公開號】CN204281853
【申請號】CN201420657011
【發明人】鄒卓, 王璐, 張佳平
【申請人】沈陽黎明航空發動機(集團)有限責任公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年11月5日