[發(fā)明專利]空心激光的光內(nèi)送粉復(fù)合電沉積加工方法及其裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611051343.6
• 申請日: 2016-11-25
• 公開（公告）號: CN106757285B
• 公開（公告）日: 2019-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張朝陽;焦健;戴學(xué)仁;楊敬博;蔣雯;曹增輝;顧秦銘
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號: C25D15/00
• 分類號: C25D15/00;C25D5/18;C25D17/00
• 代理公司: 暫無信息
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1.空心激光的光內(nèi)送粉復(fù)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(fù)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(jī)(12)為顆粒流動提供動力，空氣壓縮機(jī)(12)吹出氣體，氣體經(jīng)過顆粒存儲室(9)，吹出顆粒，顆粒經(jīng)過調(diào)節(jié)閥門(8)進(jìn)入空心陽極管(16)內(nèi)部；

步驟三)脈沖激光依次經(jīng)過負(fù)棱鏡(5)、正棱鏡(4)、調(diào)制成空心激光，經(jīng)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(dāng)激光聚焦區(qū)能量超過液體的擊穿閾值時擊穿液體，產(chǎn)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(chǎn)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(guī)則排列，形成沉積層。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空心激光的光內(nèi)送粉復(fù)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(jìn)行打磨、除銹、去油、水洗步驟。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空心激光的光內(nèi)送粉復(fù)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(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空心激光的光內(nèi)送粉復(fù)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(jī)(12)工作壓力可調(diào)，工作時輸出壓力穩(wěn)定。

5.空心激光的光內(nèi)送粉復(fù)合電沉積裝置，其特征在于，包括空心激光發(fā)生系統(tǒng)、粉末噴射系統(tǒng)和電沉積加工系統(tǒng)；

所述空心激光發(fā)生系統(tǒng)包括脈沖激光器(6)、正棱鏡(4)、負(fù)棱鏡(5)、反射鏡(3)和聚焦透鏡(7)；所述脈沖激光器(6)發(fā)出脈沖激光依次經(jīng)過負(fù)棱鏡(5)、正棱鏡(4)、調(diào)制成空心激光，經(jīng)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(tǒng)包括空氣壓縮機(jī)(12)、過濾器(11)、流量計(10)、顆粒存儲室(9)和調(diào)節(jié)閥門(8)；所述空氣壓縮機(jī)(12)、過濾器(11)、流量計(10)、顆粒存儲室(9)和調(diào)節(jié)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(tǒng)中的空心陽極管(16)上；

所述電沉積加工系統(tǒng)包括電源(2)、計算機(jī)(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(biāo)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(fù)極相連；所述水槽(15)固定在X-Y-Z三坐標(biāo)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(biāo)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(jù)權(quán)利要求5所述的空心激光的光內(nèi)送粉復(fù)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(jù)權(quán)利要求5所述的空心激光的光內(nèi)送粉復(fù)合電沉積裝置，其特征在于，電源(2)為脈沖電源，電壓參數(shù)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(jù)權(quán)利要求5所述的空心激光的光內(nèi)送粉復(fù)合電沉積裝置，其特征在于，空心激光內(nèi)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(nèi)，空心激光內(nèi)徑可調(diào)。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的空心激光的光內(nèi)送粉復(fù)合電沉積裝置，其特征在于，脈沖激光器(6)發(fā)出的激光的各項參數(shù)為：波長為1064nm，頻率為10Hz～100Hz，單脈沖能量為50mJ～200mJ。

10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的空心激光的光內(nèi)送粉復(fù)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(jīng)過酸洗除雜質(zhì)。