[發明專利]一種激光沖擊與熱噴涂復合制備涂層的方法和裝置

無效

• 申請號: 201010106113.1
• 申請日: 2010-02-05
• 公開（公告）號: CN101760719A
• 公開（公告）日: 2010-06-30
• 發明（設計）人: 羅開玉;魯金忠;張永康;張朝陽;孫桂芳;鐘俊偉;張磊
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C23C4/18
• 分類號: C23C4/18;C21D1/09;C22F3/00
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 汪旭東

1.一種激光沖擊與熱噴涂復合制備涂層的方法，利用熱噴涂裝置噴涂粉末在金 屬基體表面形成涂層，其特征在于：采用納秒激光穿透約束層，汽化吸收層，在 金屬表面形成等離子體膨脹，產生沖擊波作為塑性變形的力源強化金屬表面，形 成低孔隙率、高結合強度和呈現壓應力的涂層，具體為：

(1)根據金屬基體(15)表層加工區域要求，通過計算機控制裝置(1)編程生成 加工軌跡，確定熱噴涂的工藝參數；

(2)用真空泵(18)將密封處理間(8)空氣排凈，在真空狀態下采用噴涂裝置(9) 在金屬基體(15)表面噴涂粉末(10)形成均勻的涂層；

(3)計算機控制裝置(1)控制熱噴涂裝置(9)和五軸工作臺(17)，在噴涂過程中 通過控制五軸工作臺(17)控制金屬基體(15)移動，按區域分片加工，直到整個金 屬基體(15)目標表面噴涂完成；

(4)將吸收層柔性貼膜(13)粘附在待處理的金屬基體(15)表面，納秒激光發生 器(2)發射的激光束(3)通過導光管(4)和45°全反鏡(5)利用光斑調節裝置(6)控制 激光束(3)光斑的空間能量分布，使得輸出激光束(3)在空間上均勻分布；激光束 (3)穿透K9玻璃窗(7)、自動噴涂系統(11)噴灑的約束層均勻水幕(12)以及柔性貼 膜(13)輻射在金屬基體(15)表面；

(5)計算機控制裝置(1)控制納秒激光發生器(2)和五軸工作臺(17)，在激光沖 擊過程中通過控制五軸工作臺(17)控制金屬基體(15)移動，按區域分片加工，直 到整個金屬基體(15)目標表面沖擊強化完成。

2.權利要求1所述的方法，其特征在于：所述涂層為結構金屬表面的1mm以 下的金屬涂層。

3.一種實施權利要求1所述方法的裝置，其特征在于：所述裝置包括計算機 控制裝置(1)、熱噴涂系統I和激光沖擊系統II以及密封處理間(8)、夾具(14)、五 軸工作臺(17)和真空泵(18)；其中熱噴涂系統I包括熱噴涂裝置(9)和噴涂粉末 (10)；激光沖擊系統II包括納秒激光發生器(2)、導光管(4)、45°全反鏡(5)、光 斑調節裝置(6)、K9玻璃窗(7)和自動噴涂系統(11)；夾具(14)、五軸工作臺(17)、 熱噴涂裝置(9)和自動噴涂系統(11)位于密封處理間(8)內；計算機控制裝置(1)控 制熱噴涂裝置(9)、納秒激光發生器(2)、五軸工作臺(17)和自動噴涂系統(11)。

4.根據權利要求3所述的裝置，其特征在于：密封處理間(8)設有活動窗口(16)。

5.根據權利要求3所述的裝置，特征在于：所述的K9玻璃窗(7)位于密封處 理間(8)的進激光束(3)的一側，用來穿透激光沖擊時的納秒激光發生器(2)發射出 來的激光束(3)。