[发明专利]一种用于回转体表面涂层制备的加工装置及方法

权利要求书

1.一种用于回转体表面涂层制备的加工装置，其特征在于，包括真空室，设于所述真空室内的电子枪装置，贯穿所述电子枪装置且外表面上预制涂覆层的回转体零件，以及设于所述回转体零件两端的两个夹持装置；

所述电子枪装置包括枪体外壳，所述枪体外壳的一端设有顶盖、另一端为开口状，所述顶盖的内表面上设有环形阴极，所述顶盖和环形阴极之间设有绝缘子，所述枪体外壳的内壁上设有同轴安装的锥面阳极和带磁轭外壳，所述带磁轭外壳中设有聚焦线圈，所述回转体零件从所述枪体外壳的开口端依次贯穿所述带磁轭外壳、锥面阳极、环形阴极和顶盖；

所述顶盖上连接有高压电缆以及设有进气管，所述进气管位于所述环形阴极和所述锥面阳极之间；

所述环形阴极用于产生电子，且与锥面阳极一起使电子在向所述枪体外壳的开口端运动的过程中逐步进行汇聚，并形成环形状电子束；

所述聚焦线圈用于改变环形状电子束的直径，使其能进一步汇聚并打在不同直径的回转体零件的表面进行涂层制备。

2.根据权利要求1所述的用于回转体表面涂层制备的加工装置，其特征在于，所述环形阴极为环形的圆柱形结构，所述环形阴极朝向所述枪体外壳的开口端的端面内凹形成环形弧面。

3.根据权利要求2所述的用于回转体表面涂层制备的加工装置，其特征在于，所述环形阴极内部形成阴极中空水槽，所述环形阴极朝向顶盖的端面上焊接有与所述阴极中空水槽联通的阴极进水管和阴极出水管；

所述阴极进水管的一端深入所述阴极中空水槽中并靠近所述环形弧面、另一端贯穿所述顶盖；

所述阴极出水管的一端与所述阴极中空水槽的顶部平齐、另一端贯穿所述顶盖。

4.根据权利要求3所述的用于回转体表面涂层制备的加工装置，其特征在于，所述阴极进水管和阴极出水管上分别套设有所述绝缘子，所述绝缘子与所述顶盖之间、所述顶盖与所述枪体外壳之间均设有O型氟橡胶圈。

5.根据权利要求3所述的用于回转体表面涂层制备的加工装置，其特征在于，所述进气管与所述阴极进水管位于所述回转体零件的同一侧边。

6.根据权利要求1所述的用于回转体表面涂层制备的加工装置，其特征在于，所述锥面阳极为圆柱筒形结构，靠近所述带磁轭外壳的一端的内壁内聚形成带倾角锥面。

7.根据权利要求6所述的用于回转体表面涂层制备的加工装置，其特征在于，所述锥面阳极的内部形成阳极中空水槽，所述锥面阳极的外壁上对称设有与所述阳极中空水槽联通的阳极进水管和阳极出水管，所述阳极进水管与所述进气管位于所述回转体零件的同一侧边。

8.根据权利要求1所述的用于回转体表面涂层制备的加工装置，其特征在于，所述带磁轭外壳为环形结构，所述带磁轭外壳的内部形成用于放置所述聚焦线圈的中空结构。

9.根据权利要求8所述的用于回转体表面涂层制备的加工装置，其特征在于，所述聚焦线圈为工字型圆柱结构，包括骨架，以及在所述骨架上分层均匀缠绕的漆包线。

10.一种用于回转体表面涂层制备的加工方法，其特征在于，采用如权利要求1-9任一项所述的用于回转体表面涂层制备的加工装置，所述方法包括：

将真空室进行抽真空至第一预设真空度；

通过外部水冷机对环形阴极和锥面阳极进行通水冷却，并通过高压电缆对电子枪装置加高压至预设电压值；

由进气管通入氦气至真空室达到第二预设真空度，此时氦气电离成等离子体，等离子体中的正离子在环形阴极和锥面阳极之间形成的静电场作用下轰击环形阴极表面并使环形阴极发射出电子，环形阴极发射的电子与等离子体中的电子二者共同在环形阴极和锥面阳极之间形成的静电场作用下汇聚形成向枪体外壳的开口端运动的电子束；

调节聚焦线圈的电流以输出均匀磁场，使电子束在均匀磁场的作用下形成适用于不同直径的回转体的环形状并打在所述回转体零件的表面；

通过两端的两个夹持装置使回转体零件沿电子枪装置的轴线水平运动，以完成回转体零件的表面涂层制备。