[發明專利]一種電火花沉積制備高熵合金涂層的裝置及方法

有效

• 申請號: 202110104903.4
• 申請日: 2021-01-26
• 公開（公告）號: CN112941510B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 王侃;許祥宇;何欣璐;劉勇
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C23C26/02
• 分類號: C23C26/02
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 陳曉敏

本發明涉及一種電火花沉積制備高熵合金涂層的裝置及方法，包括：加工機構：包括密封罩，密封罩內設置有能夠放置工件的二軸聯動機構，二軸聯動機構一側設有豎向升降機構，豎向升降機構與動力系統連接，動力系統連接有主軸，主軸通過壓電促動器連接有工具電極；保護氣供給機構：通過管路與密封罩連接，所述管路上安裝有調壓件，電源組件：其正極用于與工具電極連接，負極用于與工件連接，采用本發明的裝置制備的涂層質量好。

技術領域

本發明涉及機械加工設備技術領域，具體涉及一種電火花沉積制備高熵合金涂層的裝置及方法。

背景技術

這里的陳述僅提供與本發明相關的背景技術，而不必然地構成現有技術。

電火花沉積技術原理是利用脈沖電路中工具電極與工件之間的火花放電，使工具電極材料熔化后沉積于工件的增材制造技術。工具電極與脈沖電源正極相連，工件與脈沖電源負極相連，工具電極與工件逐漸接近，當工具電極與工件之間的電場強度達到擊穿強度時，產生火花放電，熔融態的工具電極材料在爆炸力、重力等作用下沉積于工件表面。

高熵合金(高混亂度合金)是一種新型的合金材料，包含5種或5種以上的主要組成元素。高熵合金雖然相結構簡單，但是具有高熵效應、晶格畸變效應、緩慢擴散效應、雞尾酒效應這四個核心效應，綜合性能優異。高熵合金具有優良的性能，在強度與硬度、耐磨性、耐蝕性、抗高溫氧化能力、耐熱性方面具有優異的應用潛力，因而在航空航天、電子通訊等領域具有優良的應用前景。目前，高熵合金涂層的主要制備方法包括激光熔覆、微弧放電沉積和熱噴涂等技術。發明人發現，激光熔覆技術成本較高；熱噴涂技術存在孔隙率高的缺陷；微弧放電沉積的放電能量越大，沉積效率越高，涂層表面質量越差，反之亦然，效率與沉積質量難以兼顧。

發明內容

本發明的目的是為克服現有技術的不足，提供一種電火花沉積制備高熵合金涂層的裝置，能夠改善涂層質量，提高沉積穩定性。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

第一方面，本發明的實施例提供了一種電火花沉積制備高熵合金涂層的裝置，包括：

加工機構：包括密封罩，密封罩內設置有能夠放置工件的二軸聯動機構，二軸聯動機構一側設有豎向升降機構，豎向升降機構與動力系統連接，動力系統連接有主軸，主軸通過壓電促動器連接有工具電極；

保護氣供給機構：通過管路與密封罩連接，所述管路上安裝有調壓件。

電源組件：其正極用于與工具電極連接，負極用于與工件連接。

進一步的，所述電源組件包括串聯連接的直流電源、第一電阻及電容，直流電源通過第一電阻與電容的正極連接，直流電源的負極與電容的負極連接。

進一步的，第一電阻與電容的正極之間的線路引出有第一支路和第二支路，第一支路用于作為正極，第二支路與三極管的基極連接，直流電源的正極與第一電阻之間的線路引出有第三支路，第三支路連接三極管的發射極，三極管的集電極與壓電促動器連接，壓電促動器與電容負極連接，直流電源負極與電容負極之間的線路引出有第四支路，用于作為負極。

進一步的，第二支路上設置有第二電阻。

進一步的，第三支路上設置有第三電阻。

進一步的，所述保護氣體供給機構包括氣瓶，所述氣瓶通過注氣管路與密封罩連接，所述密封罩通過真空管路與抽真空件連接，真空管路上安裝有調壓件。

第二方面，本發明提供了一種電火花沉積制備高熵合金涂層的裝置的工作方法，包括以下步驟：

利用保護氣供給機構向密封罩內通入保護氣體，工具電極與電源組件的正極連接，工件與電源組件的負極連接；