[實(shí)用新型]一種真空激光熔覆加工裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420739666.4
• 申請(qǐng)日: 2014-11-28
• 公開（公告）號(hào): CN204311132U
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 線全剛;張重遠(yuǎn);邊舫;蔡靜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院金屬研究所
• 主分類號(hào): C23C24/10
• 分類號(hào): C23C24/10
• 代理公司: 沈陽晨創(chuàng)科技專利代理有限責(zé)任公司 21001
• 代理人: 張晨

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于激光加工領(lǐng)域，特別提供一種真空激光熔覆加工裝置。

背景技術(shù)

激光熔覆是指以不同的添料方式在被熔覆基體表面上放置被選擇的涂層材料經(jīng)激光輻照使之和基體表面一薄層同時(shí)熔化，并快速凝固后形成稀釋度極低，與基體成冶金結(jié)合的表面涂層，顯著改善基層表面的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化及電氣特性的工藝方法，從而達(dá)到表面改性或修復(fù)的目的，既滿足了對(duì)材料表面特定性能的要求，又節(jié)約了大量的貴重元素。

與堆焊、噴涂、電鍍和氣相沉積相比，激光熔覆具有稀釋度小、組織致密、涂層與基體結(jié)合好、適合熔覆材料多、粒度及含量變化大等特點(diǎn)，因此激光熔覆技術(shù)應(yīng)用前景十分廣闊。

從當(dāng)前激光熔覆的應(yīng)用情況來看，其主要應(yīng)用于三個(gè)方面：一，對(duì)材料的表面改性，如燃汽輪機(jī)葉片，軋輥，齒輪等；二，對(duì)產(chǎn)品的表面修復(fù)，如轉(zhuǎn)子，模具等。有關(guān)資料表明，修復(fù)后的部件強(qiáng)度可達(dá)到原強(qiáng)度的90％以上，其修復(fù)費(fèi)用不到重置價(jià)格的1/5，更重要的是縮短了維修時(shí)間，解決了大型企業(yè)重大成套設(shè)備連續(xù)可靠運(yùn)行所必須解決的轉(zhuǎn)動(dòng)部件快速搶修難題。另外，對(duì)關(guān)鍵部件表面通過激光熔覆超耐磨抗蝕合金，可以在零部件表面不變形的情況下大大提高零部件的使用壽命；對(duì)模具表面進(jìn)行激光熔覆處理，不僅提高模具強(qiáng)度，還可以降低2/3的制造成本，縮短4/5的制造周期。三，快速原型制造。利用金屬粉末的逐層燒結(jié)疊加，快速制造出模型。

激光熔覆加工所用裝置通常包括工作臺(tái)、支架、激光器、導(dǎo)光裝置(或稱導(dǎo)光系統(tǒng))、自動(dòng)送粉器等，激光器產(chǎn)生的激光經(jīng)導(dǎo)光裝置后，由聚焦系統(tǒng)聚焦后輸出并對(duì)工件進(jìn)行加工。然而某些激光熔覆材料易與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)，影響加工效果，因此，本實(shí)用新型提供一種真空激光熔覆加工裝置以解決該問題。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種真空激光熔覆加工裝置，該裝置具有密封效果好，加工效率高、熔覆均勻性好、加工精度高等特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)無污染、超高溫、超高梯度的材料表面強(qiáng)化。

本實(shí)用新型具體提供了一種真空激光熔覆加工裝置，其特征在于：所述裝置包括激光器、導(dǎo)光裝置1、真空室2、工作臺(tái)3、自動(dòng)送粉器4、抽真空系統(tǒng)5以及數(shù)控系統(tǒng)6；使用時(shí)，激光器位于真空室2前端，導(dǎo)光裝置1設(shè)于真空室2上，工作臺(tái)3和自動(dòng)送粉器4的噴嘴設(shè)置在真空室2內(nèi)，抽真空系統(tǒng)5設(shè)置在真空室2的外部，數(shù)控系統(tǒng)6通過導(dǎo)線與工作臺(tái)3以及自動(dòng)送粉器4相連，并通過終端控制設(shè)備61來控制工作臺(tái)3以及自動(dòng)送粉器4的運(yùn)動(dòng)；

其中導(dǎo)光裝置1包括腔體11、光闌12、透鏡13、氣體冷卻裝置14、第一平面鏡15、水冷卻裝置16、第二平面鏡17、聚焦鏡18以及法蘭；

光闌12位于腔體11的激光輸入口處，光闌12后腔體11內(nèi)設(shè)有透鏡13，透鏡13周圍設(shè)有氣體冷卻裝置14；透鏡13遠(yuǎn)離光闌12的一端設(shè)有第一平面鏡15，第一平面鏡15與腔體11以及透鏡13成45°角；第二平面鏡17位于第一平面鏡15下面，并與第一平面鏡15成90°角設(shè)置于腔體11內(nèi)；聚焦鏡18設(shè)于第二平面鏡17的另一端，其鏡面與第二平面鏡17鏡面平行，且聚焦鏡18與腔體11的激光輸出口成45°角；

第一平面鏡15、第二平面鏡17以及聚焦鏡18背面均設(shè)有水冷卻裝置16。

本實(shí)用新型所述真空激光熔覆加工裝置，其特征在于：所述真空室2上設(shè)有觀察窗21、真空室門22、導(dǎo)光裝置連接口23、壓力表24以及數(shù)控系統(tǒng)入口25，其中觀察窗21設(shè)有兩個(gè)，分別設(shè)于真空室2兩側(cè)，其中較大的觀察窗21設(shè)于真空室門22上；數(shù)控系統(tǒng)入口25位于真空室2底部。

本實(shí)用新型所述真空激光熔覆加工裝置，其特征在于：所述自動(dòng)送粉器4包括同軸送粉噴嘴41以及送粉器42；同軸送粉噴嘴41設(shè)于真空室2內(nèi)部，位于工作臺(tái)3之上；送粉器42設(shè)于真空室2外部，位于真空室2之下；同軸送粉噴嘴41與送粉器42通過導(dǎo)管相連。

本實(shí)用新型所述真空激光熔覆加工裝置，其特征在于：所述抽真空系統(tǒng)5包括真空泵51和壓力傳感器52，真空泵51設(shè)于真空室2之下，壓力傳感器52設(shè)于真空室2側(cè)壁。

本實(shí)用新型所述真空激光熔覆加工裝置，其特征在于：所述工作臺(tái)3下設(shè)有三軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，由數(shù)控系統(tǒng)6控制其運(yùn)動(dòng)，并實(shí)現(xiàn)三軸聯(lián)動(dòng)。