[發(fā)明專利]一種超音速激光沉積裝置及方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010470847.1 | 申請日： | 2020-05-28 |
| 公開（公告）號： | CN111519185B | 公開（公告）日： | 2022-05-03 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 王強(qiáng);楊駒;牛文娟;李洋洋;李旭;毛軒;王永剛 | 申請（專利權(quán)）人： | 西安建筑科技大學(xué) |
| 主分類號： | C23C24/10 | 分類號： | C23C24/10 |
| 代理公司： | 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200 | 代理人： | 姚詠華 |
| 地址： | 710055 陜*** | 國省代碼： | 陜西;61 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 超音速 激光 沉積 裝置 方法 | ||
1.一種超音速激光沉積裝置，其特征在于，包括高壓氣流管道、高壓氣流加熱器、送粉管道、送粉氣流加熱器、基體材料加熱器和溫度控制系統(tǒng)，高壓氣流加熱器與高壓氣流管道的出口連接，送粉氣流加熱器設(shè)置在送粉管道上并位于送粉管道的出口端，基體材料加熱器上設(shè)有用于加熱基體材料的內(nèi)腔，高壓氣流加熱器、送粉氣流加熱器和基體材料加熱器均與溫度控制系統(tǒng)連接；
高壓氣流加熱器包括環(huán)形的殼體，殼體的內(nèi)腔設(shè)有高壓氣流加熱器加熱元件（16），殼體內(nèi)腔的表面設(shè)有保溫層，殼體的兩端分別設(shè)有與內(nèi)腔連通的高壓氣接口（3）和高壓氣出口（11），殼體通過高壓氣接口（3）和高壓氣出口（11）接入高壓氣流管道中，高壓氣流加熱器加熱元件（16）與溫度控制系統(tǒng)連接；
殼體包括第一內(nèi)筒、第一外筒以及法蘭環(huán)，第一內(nèi)筒與第一外筒同軸設(shè)置，第一內(nèi)筒與第一外筒的兩端均通過法蘭環(huán)密封連接，高壓氣接口（3）和高壓氣出口（11）均設(shè)置在法蘭環(huán)上，第一外筒和法蘭環(huán)上設(shè)有連接環(huán)，殼體通過連接環(huán)與激光器光路系統(tǒng)內(nèi)壁連接，第一內(nèi)筒以及法蘭環(huán)形內(nèi)環(huán)的區(qū)域作為供激光通過的激光通道；
送粉氣流加熱器包括第二內(nèi)筒、第二外筒、環(huán)形端板以及送粉氣流加熱器加熱元件（15），送粉氣流加熱器加熱元件（15）與溫度控制系統(tǒng)連接，第二內(nèi)筒和第二外筒同軸設(shè)置，第二內(nèi)筒和第二外筒兩端均通過環(huán)形端板密封連接，送粉氣流加熱器加熱元件（15）設(shè)置于第二內(nèi)筒、第二外筒以及環(huán)形端板圍城的密封腔室內(nèi)，所述密封腔室內(nèi)還填充有送粉氣流加熱器導(dǎo)熱填充粉末（16），第二外筒為保溫型外筒，第二內(nèi)筒為導(dǎo)熱型內(nèi)筒，第二內(nèi)筒套設(shè)在送粉管道上；
溫度控制系統(tǒng)包括溫度顯示器和溫度調(diào)控器，溫度調(diào)控器與高壓氣流加熱器、送粉氣流加熱器以及基體材料加熱器連接，溫度顯示器與溫度調(diào)控器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超音速激光沉積裝置，其特征在于，基體材料加熱器采用第一基體材料加熱器，第一基體材料加熱器設(shè)有底部為平底的第一基體材料加熱器內(nèi)腔（17），第一基體材料加熱器中設(shè)有為第一基體材料加熱器內(nèi)腔（17）底部加熱的第一基體材料加熱器加熱元件（19），第一基體材料加熱器加熱元件（19）與溫度控制系統(tǒng)連接，第一基體材料加熱器加熱元件（19）采用平面螺旋結(jié)構(gòu)，第一基體材料加熱器加熱元件（19）與第一基體材料加熱器內(nèi)腔（17）底部之間填充有第一基體材料加熱器導(dǎo)熱填充粉末（23）。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超音速激光沉積裝置，其特征在于，基體材料加熱器采用第二基體材料加熱器，第二基體材料加熱器設(shè)有第二基體材料加熱器內(nèi)腔（20），第二基體材料加熱器中在第二基體材料加熱器內(nèi)腔（20）的底部及側(cè)面設(shè)有第二基體材料加熱器加熱元件（22），第二基體材料加熱器加熱元件（22）與溫度控制系統(tǒng)連接，第二基體材料加熱器加熱元件（22）為U型結(jié)構(gòu)第二基體材料加熱器加熱元件（22）的兩邊位于第二基體材料加熱器內(nèi)腔（20）的側(cè)面，第二基體材料加熱器加熱元件（22）的底邊位于第二基體材料加熱器內(nèi)腔（20）的底部，第二基體材料加熱器加熱元件（22）與第二基體材料加熱器內(nèi)腔（20）的底部及側(cè)面之間均填充有第二基體材料加熱器導(dǎo)熱填充粉末，第二基體材料加熱器內(nèi)腔（20）設(shè)有用于安裝基體材料的安裝結(jié)構(gòu)。
4.一種超音速激光沉積方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的超音速激光沉積裝置進(jìn)行，包括如下過程：
將基體材料安置在基體材料加熱器中；
根據(jù)作業(yè)的工藝參數(shù)，在溫度控制系統(tǒng)中設(shè)置高壓氣流加熱器、粉末氣流加熱器和基體材料加熱器的加熱溫度和加熱時間；
溫度控制系統(tǒng)先控制基體材料加熱器對基體材料進(jìn)行加熱，當(dāng)基體材料達(dá)到預(yù)設(shè)溫度后，溫度控制系統(tǒng)控制高壓氣流加熱器啟動并加熱高壓氣流，當(dāng)高壓氣流溫度到達(dá)預(yù)設(shè)溫度后，溫度控制系統(tǒng)控制粉末氣流加熱器啟動并加熱送粉管道，當(dāng)粉末氣流溫度到預(yù)設(shè)溫度后，進(jìn)行超音速激光沉積作業(yè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種超音速激光沉積方法，其特征在于，高壓氣流的加熱溫度范圍為200℃-600℃，粉末氣流的加熱溫度范圍為20℃-300℃，基體材料的加熱溫度范圍為100℃-1000℃。
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C23C24-00 自無機(jī)粉末起始的鍍覆
C23C24-02 .僅使用壓力的
C23C24-08 .加熱法或加壓加熱法的
C23C24-10 ..覆層中臨時形成液相的
C23C24-04 ..顆粒的沖擊或動力沉積
C23C24-06 ..粉末狀覆層材料的壓制，例如軋制
