标准号：T/CSEA 36-2025
标准名称：真空等离子喷涂设备 技术规范
团体名称：中国表面工程协会
发布日期：2025年03月17日
实施日期：2025年03月17日
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5Pa
2 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/s
3 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±50Pa
6 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。
起草单位：北京金轮坤天特种机械有限公司、北京动力机械研究所、廊坊斯博瑞精密机械有限公司
起草人：何箐、葛超、王亚军、王锦江、房师阁、崔亮、杨明超、王秋童、徐法令