[發(fā)明專利]超聲輔助電火花沉積修復(fù)與超聲拋光一體化裝置及其方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810027459.5
• 申請日: 2008-04-15
• 公開（公告）號: CN101284341A
• 公開（公告）日: 2008-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭鐘寧;李勇勇
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B23P6/00
• 分類號: B23P6/00;B23K9/04;B23K9/173;B24B1/00
• 代理公司: 廣州粵高專利代理有限公司
• 代理人: 林麗明

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明是一種超聲輔助電火花沉積修復(fù)與超聲拋光一體化裝置及其方法，屬于超聲輔助電火花沉積修復(fù)與超聲拋光一體化裝置及其方法的改造技術(shù)。

背景技術(shù)：

目前用于模具修復(fù)與拋光加工的方法有如下幾種：

1、表面鍍覆技術(shù)：

鍍覆技術(shù)按鍍覆層形成過程及鍍覆層與基體的結(jié)合機(jī)理可分為如下3類：

1)熱噴涂：熱噴涂是將噴涂粉末加熱到可以相互粘結(jié)的狀態(tài)，并以一定速度噴射到基材表面，形成覆蓋層的一類技術(shù)，如火焰噴涂、等離子噴涂、爆炸槍噴涂和超音速噴涂等。其中火焰噴涂、等離子噴涂在模具修復(fù)中最常用。熱噴涂形成的修復(fù)層與基材之間為機(jī)械結(jié)合，所以多用于非沖擊載荷條件下的模具表面改性及形狀修復(fù)。

2)表面熔覆技術(shù)：表面熔覆技術(shù)是新型表面改性技術(shù)，通過在基材表面添加熔覆材料，并利用高能量密度的熱源，使與基體表面的薄層一起熔凝，形成與基體為冶金結(jié)合的添料熔覆層。按熔覆過程中采用的熱源，可分為火焰熔覆、氬弧熔覆、激光熔覆。火焰熔覆、氬弧熔覆用于模具修復(fù)中，雖然設(shè)備便宜，操作簡單，但是由于受熱面積過大，引起熱變形，故，修復(fù)質(zhì)量不是很高。激光熔覆技術(shù)的熔覆熱源能量密度非常高，使熔覆材料選擇范圍大大增加，可獲得與基體冶金結(jié)合的高性能、多用途的熔覆層。熔覆過程中引起的變形量很小，熔覆層表面平整度高，但是設(shè)備昂貴，不利與現(xiàn)場的快速修復(fù)。

2、氣相沉積技術(shù)：氣相沉積是通過化學(xué)或熱蒸發(fā)等物理過程，使沉積材料汽化并在基體表面形成固體膜層的方法。氣相沉積是表面技術(shù)中發(fā)展迅速、類型較豐富的一種表面覆層技術(shù)，它可以在各種材料的模具表面沉積多層膜，但是它應(yīng)用于模具修復(fù)中也有許多缺點，如，和基體是物理機(jī)械結(jié)合，結(jié)合強度不高，設(shè)備復(fù)雜、笨重，不利于現(xiàn)場修復(fù)，這些都很大程度上限制其應(yīng)用場合。

3、電鍍：電鍍是通過電解方法在固體表面上獲得金屬沉積層的電沉積過程。它可以獲得多種鍍層，通過配置不同的鍍液，使用一套設(shè)備可以鍍多種金屬，但是設(shè)備與其他加工工藝的設(shè)備相比較復(fù)雜，而且在電鍍的過程中產(chǎn)生污染嚴(yán)重的電解液體，對環(huán)境污染較嚴(yán)重，與熱噴涂相比涂層的質(zhì)量沒有那么突出，會產(chǎn)生有害氣體、煙塵、有害輻射光線，不與基體表面形成合金，需要修復(fù)的零件尺寸受到電鍍槽的限制，一些大的零件將無法電鍍。

4、電火花沉積修復(fù)：電火花沉積技術(shù)(electro?sp40rk?deposition)是利用短脈寬、高頻率的脈沖電源把電極材料(陽極)焊接到金屬基體上的一種脈沖電弧微焊接技術(shù)。電火花沉積技術(shù)(ESD)的主要優(yōu)點是能夠用低的熱輸入使電極材料與基體合金化結(jié)合。它減少了基體材料組織的熱變形，熱應(yīng)力；同時由于涂層與基體是冶金結(jié)合，因此經(jīng)過ESD進(jìn)行表面處理的工件與等離子噴涂、電化學(xué)電鍍等低熱輸入涂鍍工藝相比其表面具有更好的機(jī)械性能。與以上其它幾種修復(fù)工藝相比，電火花沉積雖然有以上優(yōu)點，但是它也有其始終無法突破的瓶頸——很難獲得超過350μm厚度的致密涂層，這一問題很大地限制了電火花沉積技術(shù)的應(yīng)用場合。

5、超聲拋光：超聲拋光是把具有適當(dāng)輸出功率的超聲振動系統(tǒng)產(chǎn)生的超聲振動能量附加在要修復(fù)的模具表面上，從而使拋光工具與模具表面以一定的頻率和一定的振幅進(jìn)行超聲高頻機(jī)械振動摩擦，達(dá)到為模具拋光的表面光整加工方法。這一方法已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在模具表面光整加工中，不僅大大節(jié)省了模具修復(fù)后的光整時間，而且很大程度上降低了模具修復(fù)的成本。

目前國內(nèi)外模具修復(fù)行業(yè)中，多數(shù)利用上述表面鍍覆技術(shù)、氣相沉積技術(shù)、電鍍、激光重熔技術(shù)對失效的模具進(jìn)行修復(fù)，它們或多或少都有明顯的缺點。目前也有利用電火花沉積技術(shù)用于模具的修復(fù)，但由于是對電火花沉積技術(shù)的單純運用，但始終不能獲得大修復(fù)厚度的沉積層，很大程度上限制了這一技術(shù)的推廣。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的在于考慮上述問題而提供一種修復(fù)成本低，修復(fù)精度較高的超聲輔助電火花沉積修復(fù)與超聲拋光一體化的裝置。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種方便實用的超聲輔助電火花沉積修復(fù)與超聲拋光一體化的方法。