[發明專利]空心激光的光內送粉復合電沉積加工方法及其裝置

有效

• 申請號: 201611051343.6
• 申請日: 2016-11-25
• 公開（公告）號: CN106757285B
• 公開（公告）日: 2019-03-05
• 發明（設計）人: 張朝陽;焦健;戴學仁;楊敬博;蔣雯;曹增輝;顧秦銘
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C25D15/00
• 分類號: C25D15/00;C25D5/18;C25D17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.空心激光的光內送粉復合電沉積加工方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一)陰極基板(14)由夾具固定于水槽(15)中，電源(2)正負極分別與空心陽極管(16)和陰極基板(14)相連，開啟電源(2)；

步驟二)采用空氣壓縮機(12)為顆粒流動提供動力，空氣壓縮機(12)吹出氣體，氣體經過顆粒存儲室(9)，吹出顆粒，顆粒經過調節閥門(8)進入空心陽極管(16)內部；

步驟三)脈沖激光依次經過負棱鏡(5)、正棱鏡(4)、調制成空心激光，經反射鏡(3)改變光路，由聚焦透鏡(7)聚焦于空心陽極管(16)下端口，一方面空心激光直接作用于下落的顆粒，將顆粒均勻打散落入水槽(15)中的溶液中，另一方面當激光聚焦區能量超過液體的擊穿閾值時擊穿液體，產生高溫高壓的等離子體，等離子體不斷對外膨脹，急速推動周圍的液體形成高壓層，高壓層在向外傳播的過程中將產生等離子體沖擊波，該沖擊波會將落入液體中的顆粒沖散開，均勻散落到陰極表面的顆粒被陰極基板(14)捕獲，弱吸附于陰極表面，顆粒均勻分布落入鍍層之中，沉積層晶粒規則排列，形成沉積層。

2.根據權利要求1所述的空心激光的光內送粉復合電沉積加工方法，其特征在于，所述步驟一)中陰極基板(14)在加工前要進行打磨、除銹、去油、水洗步驟。

3.根據權利要求1所述的空心激光的光內送粉復合電沉積加工方法，其特征在于，所述步驟二)中空心陽極管(16)為惰性金屬陽極管，耐高溫，受熱不易變形，且不與溶液發生化學反應。

4.根據權利要求1所述的空心激光的光內送粉復合電沉積加工方法，其特征在于，所述步驟二)中顆粒為20nm-2μm，空氣壓縮機(12)工作壓力可調，工作時輸出壓力穩定。

5.空心激光的光內送粉復合電沉積裝置，其特征在于，包括空心激光發生系統、粉末噴射系統和電沉積加工系統；

所述空心激光發生系統包括脈沖激光器(6)、正棱鏡(4)、負棱鏡(5)、反射鏡(3)和聚焦透鏡(7)；所述脈沖激光器(6)發出脈沖激光依次經過負棱鏡(5)、正棱鏡(4)、調制成空心激光，經反射鏡(3)改變光路，最后由聚焦透鏡(7)聚焦；

所述粉末噴射系統包括空氣壓縮機(12)、過濾器(11)、流量計(10)、顆粒存儲室(9)和調節閥門(8)；所述空氣壓縮機(12)、過濾器(11)、流量計(10)、顆粒存儲室(9)和調節閥門(8)通過管道依次相連接，管道末端連接到電沉積加工系統中的空心陽極管(16)上；

所述電沉積加工系統包括電源(2)、計算機(1)、運動控制柜(17)、空心陽極管(16)、陰極基板(14)、水槽(15)和X-Y-Z三坐標工作臺(13)；所述陰極基板(14)通過夾具固定于水槽(15)底部，且與電源(2)負極相連；所述水槽(15)固定在X-Y-Z三坐標工作臺(13)上，水槽(15)中裝有溶液，溶液浸沒陰極基板(14)；所述運動控制柜(17)與X-Y-Z三坐標工作臺(13)相連；所述空心陽極管(16)通過夾具固定，垂直于陰極基板(14)，并置于聚焦透鏡(7)正下方與電源(2)正極相連。

6.根據權利要求5所述的空心激光的光內送粉復合電沉積裝置，其特征在于，所述空心陽極管(16)與陰極基板(14)的距離為5mm～10mm。

7.根據權利要求5所述的空心激光的光內送粉復合電沉積裝置，其特征在于，電源(2)為脈沖電源，電壓參數為10V～20V，正向脈沖占空比為20％～60％，反向脈沖占空比為5％～30％，脈沖頻率為1000HZ～5000HZ。

8.根據權利要求5所述的空心激光的光內送粉復合電沉積裝置，其特征在于，空心激光內徑大于空心陽極管(16)直徑，將空心陽極管(16)全部包裹在激光內，空心激光內徑可調。

9.根據權利要求5所述的空心激光的光內送粉復合電沉積裝置，其特征在于，脈沖激光器(6)發出的激光的各項參數為：波長為1064nm，頻率為10Hz～100Hz，單脈沖能量為50mJ～200mJ。

10.根據權利要求5所述的空心激光的光內送粉復合電沉積裝置，其特征在于，所述顆粒存儲室(9)中的顆粒直徑為20nm-2μm，且經過酸洗除雜質。