阅读说明：本技术 一种发动机防热涂料非喷涂面保护装置及涂层成型方法 (engine heat-proof coating non-spraying surface protection device and coating forming method ) 是由 周一博 苏菁 马天信 刘冰申 张云 于 2019-09-01 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种发动机防热涂料非喷涂面保护装置及涂层成型方法,保护装置整体为非金属材料的台阶柱体,小直径端的端面开槽或开孔,在开槽或开孔处施力能够带动台阶柱体绕轴线旋转；小直径段侧壁为螺纹结构,螺纹与发动机表面的安装孔配合；台阶柱体旋入发动机表面的安装孔后,大直径端的端面与防热涂层表面平齐或高于防热涂层表面。本发明能够在发动机喷涂防热涂料时保护非喷涂面,同时能够在喷涂过程中简便、有效地辅助控制涂层厚度。(The invention provides a protective device for a non-spraying surface of an engine heat-proof coating and a coating forming method, wherein the protective device is integrally a step cylinder made of a non-metal material, a groove or a hole is formed in the end surface of a small-diameter end, and the step cylinder can be driven to rotate around an axis by applying force at the groove or the hole; the side wall of the small-diameter section is of a thread structure, and the threads are matched with a mounting hole in the surface of the engine; after the step column body is screwed into the mounting hole on the surface of the engine, the end face of the large-diameter end is flush with or higher than the surface of the heat-proof coating. The invention can protect the non-spraying surface when the engine sprays the heat-proof paint, and can simply, conveniently and effectively assist to control the thickness of the coating in the spraying process.)

一种发动机防热涂料非喷涂面保护装置及涂层成型方法

技术领域

本发明涉及一种发动机表面保护装置和保护方法。

背景技术

发动机外防热涂层能够在发动机工作时起到防热隔热保护的作用，避免发动机外表面由于强烈的气动冲刷作用引起温度过高，致使发动机结构强度下降，影响其工作安全。防热涂层厚度一般远大于漆膜类涂层厚度，其喷涂工艺与普通漆膜类涂层、热障涂层的喷涂工艺差别很大。

某型发动机壳体结构比较特殊，分布有大量带有螺纹结构的安装孔，这些安装孔部位不需要喷涂防热涂料，必须进行严格保护，防止喷涂时防热涂料污染螺纹或发动机壳体内壁，否则防热涂料一旦在这些部位固化，不仅难以清理，甚至有可能在清理时损伤型面，造成发动机壳体报废。现有的喷涂作业保护方法都存在一些问题，难以有效解决这种发动机壳体防热涂料喷涂保护的难题：

(1)参照现有技术(发明专利《一种热喷涂孔的防护方法》CN108504974A)，采用硅橡胶塞塞进安装孔内，由于发动机壳体呈圆筒状，使用自动喷涂机喷涂防热涂料时必须使壳体以一定的速度保持匀速转动，喷涂过程中随着涂层厚度不断增加，发现硅橡胶塞大量掉落，导致防热涂料进入安装孔内，污染壳体内壁；

(2)改用金属制成保护装置，并将金属保护装置一端加工成与安装孔配合的螺纹，紧固安装入壳体上的孔内，拆卸保护装置时个别保护装置与壳体安装孔螺纹咬死，损伤了壳体安装孔螺纹，导致发动机壳体报废；

(3)采用上述两种保护装置还存在一个共性问题，由于防热涂层完全固化后，要在不损伤涂层的情况下取出保护装置变得十分困难，因而必须在防热涂层凝胶后就取出保护装置，而此时拆卸保护装置，涂层硬度较小，也很容易损伤涂层。

另外，喷涂时防热涂层必须达到设计厚度，才能有效起到热防护效果，因而在喷涂过程中必须进行厚度控制。目前发动机防热涂层成型领域常用接触式磁感应涡流测厚仪进行涂层厚度检测。利用这种仪器测厚时，必须待涂层固化后，在产品上局部位置取点测量，对于涂层整体厚度的检测有限。对于某些防热涂料而言，若测量发现涂层过薄，无法在已固化的防热涂层表面上继续补喷涂料，只能去除涂层返工喷涂，不仅会延长工期，也造成涂料大量浪费。

通过对比文件及专利检索，没有发现关于一种特殊保护装置和保护方法的相关信息，既能满足这类发动机喷涂防热涂料时非喷涂面的保护需要，又能够在喷涂过程中简便、有效地辅助控制涂层厚度。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种保护装置，在发动机喷涂防热涂料时保护非喷涂面，同时能够在喷涂过程中利用这种装置简便、有效地辅助控制涂层厚度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种发动机防热涂料非喷涂面保护装置，整体为非金属材料的台阶柱体，小直径端的端面开槽或开孔，在开槽或开孔处施力能够带动台阶柱体绕轴线旋转；小直径段侧壁为螺纹结构，螺纹与发动机表面的安装孔配合；台阶柱体旋入发动机表面的安装孔后，大直径端的端面与防热涂层表面平齐或高于防热涂层表面。

所述大直径端的端面高于防热涂层表面1～2mm。

所述的安装孔与相邻安装孔的距离≤30mm时，所述大直径端的端面高于防热涂层表面不超过5mm。

所述的非金属材料为聚丙烯、聚甲醛或聚四氟乙烯。

若防热涂料最高固化温度≤100℃，则所述的非金属材料为聚丙烯、聚甲醛或聚四氟乙烯；若防热涂料最高固化温度＞100℃，则所述的非金属材料为聚四氟乙烯。

本发明还提供使用这种保护装置进行防热涂料喷涂的涂层成型方法，包括以下步骤：

(1)将保护装置安装在安装孔位置，旋紧；

(2)用溶剂清洗发动机壳体表面，晾置30～60min；

(3)按照防热涂料喷涂工艺进行多遍喷涂，直至防热涂层与保护装置大直径端的端面高度齐平；

(4)按照防热涂料固化工艺进行涂层固化；

(5)采用打磨或车削机加的方式使涂层达到设计厚度；

(6)利用小直径端的端面开槽或开孔，旋出保护装置。

本发明的有益效果是：

本发明提供的喷涂保护装置，利用上端保护面露出发动机壳体的高度，可以在喷涂过程中起到简便辅助控制涂层厚度的作用。

本发明提供的喷涂保护装置具有螺纹结构，以保证保护装置在安装孔等保护部位牢固安装，喷涂防热涂料时，防止由于发动机壳体不断转动，导致保护装置掉落而造成涂料污染安装孔螺纹和发动机内壁。

本发明提供的喷涂保护装置使用非金属材料加工制成，在安装及拆卸过程中，不会损伤发动机金属壳体上安装孔内的螺纹结构，非常适用于具有安装孔等类似结构的发动机壳体防热涂料喷涂过程。

本发明提供的加工这种喷涂保护装置所选择的非金属材料，在喷涂过程中不与防热涂料或溶剂等组分发生化学反应，也不会在涂层固化过程中受到高温作用发生变形、收缩等现象，且与涂层的粘接力较弱，易于从已固化的防热涂层间脱除，不会在拆除装置时损伤涂层。

本发明提供这种喷涂保护装置注塑或机加的加工成型方法，可以保证保护装置尺寸精度，也可以实现一次大批量加工，成本低廉，加工周期较短。

本发明提供利用这种喷涂保护装置的涂层成型工艺，适用于目前多数发动机外防热涂层成型要求，涂层固化后再取出保护装置的工艺流程，可以避免过早地拆卸保护装置时，由于涂层未完全固化而损伤涂层。

附图说明

图1为本发明实施例提供的保护装置安装于发动机壳体的结构示意图；

图2为使用实施例提供的保护装置进行防热涂料喷涂的涂层成型工艺流程图；

图中，1-螺纹紧固面，2-上端保护面，3-底部安装拆卸面，4-发动机壳体防热涂料喷涂面。

具体实施方式

需要说明，本发明所有方向性的指示，如“上端”、“底部”等，仅用于解释在某一特定姿态(如下述发明内容及后续附图所示)下各部分之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

本发明提供一种发动机壳体防热涂料喷涂保护装置，包括上端保护面、螺纹紧固面和底部安装拆卸面，整体呈塞状。

上端保护面露出发动机壳体的高度由防热涂层的要求厚度决定，一般其高度可与涂层设计厚度相同，或比涂层设计厚度高1～2mm。当需要保护的安装孔或保护部位之间距离过近时，一般指两个安装孔外径之间的距离≤30mm，上端保护面露出发动机壳体的高度不宜超过5mm。

螺纹紧固面的牙型、直径、螺距、线数及旋向等基本参数与安装孔或保护部位配合。

底部安装拆卸面中开两个盲孔，也可以开一个十字形或一字形的槽，可结合具体实施情况和保护装置整体尺寸选择适宜的形状和尺寸，以便于安装和拆卸保护装置。

本发明设计的这种保护装置使用非金属材料加工制成，并且这种非金属材料与防热涂层的粘接力较弱，优选的，具体材料为聚丙烯(PP)、聚甲醛(POM)或聚四氟乙烯(PTFE)，若防热涂料最高固化温度≤100℃，则可选用PP、POM或PTFE作为保护装置的材料，若防热涂料最高固化温度＞100℃，则必须使用PTFE作为保护装置的材料。

本发明设计的这种非金属保护装置可使用注塑或机加的方法加工成型，具体加工方式与所选择的非金属材料有关。

本发明还提供使用这种保护装置进行防热涂料喷涂的涂层成型工艺。具体步骤如下：

(1)将保护装置安装在安装孔位置，旋紧；

(2)用溶剂清洗发动机壳体表面，优选的，使用乙醇、丙酮或汽油作为清洗溶剂，直到外表面无油污等，晾置30～60min；

(3)按照防热涂料喷涂工艺进行多遍喷涂，直至涂层与保护装置上端保护面露出高度齐平，停止喷涂；

(4)按照防热涂料固化工艺进行涂层固化；

(5)根据固化后防热涂层的性能，采用打磨或车削机加的方式使涂层达到设计厚度；

(6)利用底部安装拆卸面上的孔或槽形结构，使用必要的拆卸工具，小心向上旋出保护装置。

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案及涂层成型工艺进行清楚地、完整地描述，所描述的实施例仅仅是本发明的一个实施例，而不是全部地实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明的保护范围。

如图1所示，本发明提供一种发动机防热涂料非喷涂面保护装置，以及使用这种保护方法喷涂的防热涂层成型工艺，用于保护发动机壳体非喷涂面，同时在喷涂过程起到辅助控制涂层厚度的作用。

保护装置包括螺纹紧固面1、上端保护面2和底部安装拆卸面3。

螺纹紧固面1利用发动机壳体上安装孔内的螺纹结构，采用M24×0.75-6g的螺纹紧固安装在发动机壳体4的安装孔内。

上端保护面2用于喷涂防热涂料时保护发动机安装孔，直径为28mm，露出发动机部分高为2.8mm，作为涂层厚度参照面，用于喷涂时简便、有效地辅助控制防热涂层厚度≥2.7mm。

底部安装拆卸面3直径为24mm，在距其中心7.5mm处两侧对称各开一个直径5mm的盲孔，高度4mm，便于使用工具利用盲孔进行保护装置安装和拆卸。

所喷涂的防热涂料固化温度为90℃，优选的，整个保护装置材质为聚丙烯(PP)，因为聚丙烯使用温度高于90℃，喷涂时不会与防热涂料组分或溶剂发生化学反应，固化时不会因为固化温度升高而发生变形、收缩等严重影响保护效果的现象，且聚丙烯表面光滑，防热涂层与聚丙烯之间的粘接力较弱，涂层固化后，拆卸保护装置时可保证不损伤涂层。

整个保护装置材质为聚丙烯，而这种发动机表面分布的安装孔数量较多，优选采用注塑成型的加工方式制作这种保护装置，可以一次性大批量制作成型，也能够保证这种保护装置的尺寸精度。

喷涂时，按照工艺流程，如图2，首先将上述保护装置安装于发动机壳体上的安装孔部位，利用螺纹紧固面1旋紧，防止喷涂过程中掉落，然后使用乙醇清洗发动机壳体表面4，直到外表面无油污等，晾置30～60min，开始喷涂防热涂料，按照喷涂工艺进行多遍喷涂，直至防热涂层与保护装置上端保护面2齐平，停止喷涂，按照48℃保温5h→60℃保温20h→90℃保温20h的涂层固化工艺进行固化，固化结束后自然冷却至室温，采用机加方式将防热涂层厚度加工至要求的2.7mm，这一过程同时将保护装置的上端保护面2机加至与涂层齐平，最后，利用底部安装拆卸面3上的孔形结构，使用必要的拆卸工具，小心向上旋出保护装置，完成整个防热涂层加工成型。

本发明提供的这种防热涂层成型工艺利用本发明提供的保护装置，既可以有效保护非喷涂面，防止防热涂料污染发动机安装孔螺纹或发动机壳体内壁，同时，利用保护装置的高度可以在喷涂过程中简便辅助控涂层厚度，可以推广使用。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非限制。尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围内。