[發明專利]一種基于電弧沉積金屬基復合材料的送絲送粉耦合裝置

有效

• 申請號: 201711049482.X
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN107604194B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 孫建新;肖海峰;王樂平;李懷君;彭道衡
• 申請（專利權）人: 湖北汽車工業學院
• 主分類號: C22C1/10
• 分類號: C22C1/10;C23C4/131
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 楊采良

本發明公開了一種基于電弧沉積金屬基復合材料的送絲送粉耦合裝置，包括焊槍保護套筒(1)、功能套(2)、送粉注射噴嘴(3)和送粉導管(10)，所述功能套(2)包裹在所述焊槍保護套筒(1)的表面，所述送粉導管(10)裝卡在所述功能套(2)的一側，所述送粉注射噴嘴(3)連接在所述送粉導管(10)上，所述耦合裝置配合熔化極氣體保護焊槍使用。該裝置既可以避免送粉時顆粒長距離地穿越電弧空間，又可以縮短顆粒與液態金屬的固?液接觸時間，從而防止金屬基復合材料制備過程中的顆粒溶解和有害化學反應現象發生。

技術領域

本發明屬于復合材料技術領域，涉及顆粒增強金屬基復合材料制備裝置，具體涉及一種基于電弧沉積金屬基復合材料的送絲送粉耦合裝置。

背景技術

顆粒增強金屬基復合材料由于綜合性能好、性價比高，在航空航天、國防軍工、汽車機車等領域具有重大應用潛力。傳統顆粒增強金屬基復合材料采用攪拌鑄造、粉末冶金、高能束熔覆等方法制備，不僅效率低、制造成本高，而且較高的制備溫度和較長的固-液接觸時間將導致顆粒與金屬基體產生有害化學反應，從而降低顆粒增強金屬基復合材料的綜合性能。特別是3D增材制造技術的開發，對顆粒增強金屬基復合材料的制造技術提出了新的要求。電弧沉積金屬基復合材料的制造成本低廉，制造效率高，不僅適用于傳統金屬表面的復合強化，且適合顆粒增強金屬基復合材料的3D增材制造。同軸送絲旁側送粉的電弧沉積方法，在制備顆粒增強金屬基復合材料的過程中，能有效防止顆粒受熱嚴重而發生溶解和有害化學反應的現象，適合工業化生產應用。送絲送粉的耦合距離和角度對于所制造的顆粒增強金屬基復合材料質量影響很大。不同物化特性以及不同工藝過程的金屬和增強顆粒對送絲送粉的耦合距離和角度要求不一。

目前，市面上和能夠檢索到的送絲送粉調節裝置主要針對激光熔覆技術，且主要適用于同軸送絲送粉，不能解決粉末溶解和有害化學反應等問題，不適合電弧沉積法制備顆粒增強金屬基復合材料，更確切地說，不適合與電弧焊槍配套制造基于電弧沉積法的金屬基復合材料。如中國發明專利公開號為CN104195542A、公開日為2014.12.10、發明創造名稱為“一種復合噴嘴的調節裝置”的發明專利，該專利公開了一種適合激光熔覆的調節送絲送粉同軸度的裝置，其用途和目的均與本發明不同。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：金屬基復合材料在制備過程中存在顆粒溶解和有害化學反應現象，大大降低了所制備的復合材料的性能。

針對上述技術問題，本發明提供了一種基于電弧沉積金屬基復合材料的送絲送粉耦合裝置，對傳統熔化極保護焊的焊槍保護套筒進行設計改造，并與其配套可以調節的旁側送粉注射噴嘴，該裝置既可以避免送粉時顆粒長距離地穿越電弧空間，又可以縮短顆粒與液態金屬的固-液接觸時間，從而防止金屬基復合材料制備過程中的顆粒溶解和有害化學反應現象發生。

為此，本發明采用了以下技術方案：

一種基于電弧沉積金屬基復合材料的送絲送粉耦合裝置，包括焊槍保護套筒、功能套、送粉注射噴嘴和送粉導管，所述功能套包裹在所述焊槍保護套筒的表面，所述送粉導管裝卡在所述功能套的一側，所述送粉注射噴嘴連接在所述送粉導管上，所述耦合裝置配合熔化極氣體保護焊槍使用。

進一步地，所述焊槍保護套筒的表面設有傳動齒紋和導向鍵槽，所述傳動齒紋和導向鍵槽分別位于所述焊槍保護套筒的兩側。

進一步地，所述功能套的一側采用導向銷釘定位于導向鍵槽中，功能套的另一側采用螺栓緊固。

進一步地，所述功能套的兩側分別設有縱向調節閥和角度調節閥，所述角度調節閥位于送粉注射噴嘴這一側。

作為一種優選，所述縱向調節閥上設有齒輪，所述齒輪與傳動齒紋嚙合，旋動縱向調節閥可以驅動功能套在焊槍保護套筒上來回運動。

作為一種優選，所述角度調節閥上設有卡槽和緊固螺釘，旋動角度調節閥可以調節送粉注射噴嘴與焊槍保護套筒的夾角。