[發(fā)明專利]一種異質多材料激光熔覆噴嘴及其制造方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202110977031.2
• 申請日: 2021-08-24
• 公開（公告）號: CN113802116A
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發(fā)明（設計）人: 王迪;韋雄棉;鄧國威;劉林青;楊永強
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;B22F5/10;B22F10/28;B33Y10/00;B33Y70/00;B33Y80/00;B33Y50/02;B22F10/85;C22C9/02
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡克永

本發(fā)明公開了一種異質多材料激光熔覆噴嘴及其制造方法；本發(fā)明異質多材料激光熔融噴嘴由激光通道、送粉結構、冷卻結構、氣簾結構和安裝孔等組成，并由異質材料一和和異質材料二構成。利用金屬增材制造技術采用多種材料對激光熔覆噴嘴進行成型制造，不僅克服了傳統(tǒng)加工方式無法加工形狀復雜且具有隨形冷卻水路的噴嘴及單一材料增材制造的不足，而且結合了多種材料的優(yōu)勢，利用不同材料之間的物理、化學性質差異，提高激光熔覆噴嘴的冷卻速度、耐熱性、經濟性及使用性能，減少噴嘴的燒損和粉末粘附。

技術領域

本發(fā)明涉及激光熔覆噴嘴及增材制造領域，尤其涉及一種異質多材料激光熔覆噴嘴及其制造方法。

背景技術

激光熔覆加工，是一種先進的金屬零件表面強化、改性、修復和成型技術。

熔覆噴嘴是激光熔覆送粉系統(tǒng)的一個重要部件，熔覆噴嘴的壽命、冷卻效果、能否持續(xù)穩(wěn)定工作，對激光熔覆效果起著至關重要的作用。

在送粉式激光熔覆加工過程中會產生大量的熱，激光照射熔化金屬粉末時還會產生大量飛濺物。

傳統(tǒng)單材料的熔覆噴嘴在長期時間加工中，由于噴嘴導熱性差、冷卻效果不佳，激光加工過程散發(fā)的熱量不斷累積使得熔覆噴嘴的溫度過高，導致熔覆噴嘴的燒損，嚴重影響熔覆噴嘴的使用性能和壽命。

而且由于飛濺物的溫度高、部分成為熔融狀態(tài)，當飛濺物濺射到熔覆噴嘴表面時極易粘附、難以去除，特別地當金屬粉末與熔覆噴嘴屬于同一材質的材料時飛濺物將直接與熔覆噴嘴熔為一體，不僅無法完全去除，而且容易堵塞出粉口和氣簾，輕則影響粉末的均勻性、匯聚性，重則直接報廢。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于克服上述現有技術的缺點和不足，提供一種異質多材料激光熔覆噴嘴及其制造方法。

本發(fā)明是要解決現有的單材料激光熔覆噴嘴在使用時易燒損、易粘附粉末的問題，提供一種異質多材料激光熔覆噴嘴及其制造方法；本發(fā)明利用不同材料的物理、化學性質差異，提高激光熔覆噴嘴的冷卻速度、耐熱性及使用性能，減少激光熔覆噴嘴的燒損和粉末粘附現象。

本發(fā)明通過下述技術方案實現：

一種異質多材料激光熔覆噴嘴，包括激光通道1、分布在激光通道1周圍的送粉結構2、冷卻結構3和氣簾結構4；

所述激光通道1為上端大、下端小且上下貫穿的圓臺形空腔；

所述送粉結構2為多條通道，沿激光通道1圓周上均勻分布，相互之間呈55-60°夾角，每條通道包括：進粉口2-1、粉末管道2-2和出粉口2-3；所述進粉口2-1位于噴嘴入上方，出粉口2-3分布在激光通道1出口的周圍；進粉口2-1與出粉口2-3由粉末管道2-2連通。

所述冷卻結構3，為冷卻水循環(huán)結構，包括：進水口3-1、進水管道3-2、冷卻空間3-3和出水口3-4；

所述進水口3-1豎直通向進水管道3-2；

所述進水管道3-2的出口傾斜通向冷卻空間3-3的底部；所述冷卻空間3-3是由激光通道1和氣簾結構4之間的空腔構成；

所述出水口3-4位于冷卻空間3-3的頂部。

所述氣簾結構4包括進氣口4-1、進氣管道4-2、氣路環(huán)4-3、分氣管道4-4和氣簾環(huán)4-5；

所述氣路環(huán)4-3、分氣管道4-4和氣簾環(huán)4-5依次連通的空腔，并圍繞在激光通道1周圍；所述氣簾環(huán)4-5為上端大、下端小的環(huán)形圓臺空腔；氣簾環(huán)4-5的分布在冷卻空間3-3的外圍，氣簾環(huán)4-5的出口位于激光通道1出光口的外圍。

所述進氣口4-1與進氣管道4-2垂直銜接；所述分氣管道4-4為傾斜的圓柱形空腔，呈對稱分布。

所述多材料激光熔覆噴嘴還包括安裝孔5；