[发明专利]一种激光喷涂送粉装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种激光喷涂的送粉装置，特别是一种涉及集储粉、传动、控制、气动系统为一体的激光喷涂技术设计开发的新型同步送粉装置。

背景技术

激光喷涂是一种新型表面改性与处理技术,它是利用高能激光束将基材表面层金属熔化，同时以不同的送料方式在被喷涂基体表面上添加被选择的涂层材料粉末，经激光辐射使之和基体表面薄层同时熔化,并快速凝固后形成稀释度极低,与基体材料结合形成复合金属表面涂层。激光喷涂处理技术很好的改善了基材表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性等,从而达到了对基材表面的改性和修复的目的,该技术既满足了生产对材料特性的要求，又节省了大量的贵金属资源，且稳定无污染。

激光喷涂加工根据材料的供应方式不同分为两大类：预置法和同步送粉法。同步送粉法工艺过程简单，合金材料利用率高，可控性好，容易实现自动化，是激光喷涂技术的首选方法，国内外实际生产中采用较多。在同步送粉工艺中，加工质量的主要参数有：加工速度、粉末单位时间输送率、激光功率密度分布、光斑直径和粉末的输送速度。送粉器决定了输送率和输送速度，它是激光喷涂技术中的核心元件之一，它按照加工工艺向激光熔池输送设定好的粉末。

送粉器性能的好坏直接影响喷涂层的质量和加工零件尺寸等，所以开发高性能的送粉器对激光喷涂加工显得尤为重要。一般情况下，较大尺寸的粉末(颗粒直径>100μm)流动性较好，易于传送，而颗粒直径较小的粉末(颗粒直径<1μm)容易聚团和粘滞，流动性较差，通常传送这样尺寸的粉末是非常困难的，所以，在同步送粉器中，流动性差是超细粉末输送的难点，由于细粉末的聚团和粘滞，而导致送粉不连续和送粉量不均匀，得到的喷涂层厚度不均匀、表面质量差、严重精密喷涂和微成型的质量。所以，对于超细粉末的输送和实现微量输送将是以后送粉器研究的重点。并且对于送粉器综合化的研究，将更有利于实现激光喷涂加工成套设备的集成化和一体化。转盘式送粉器特殊形状的粉末输送效果不好，工作时送粉率不可控，并且对粉末的干燥程度要求高，稍微潮湿的粉末，会使送粉的连续性和均匀性降低。

目前，国内外对送粉器的研制目标是将送粉器工作时的连续性、均匀性、稳定性和可控性提高到一个更科学，更先进的水平。对于纳米相粉这类超细粉末在输送中容易发生团聚，目前的送粉器还没有得到很好的解决。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的上述问题，为适应激光喷涂技术的快速发展，提供一种可靠、稳定、连续、可控的金属粉末激光喷涂的送粉装置。本发明是基于气体动力学原理，通入的气体作为载流气体进行粉末输送，这种送粉器适合各种形状粉末的输送，并且不同材料的粉末可以混合输送，送分速率为无极调速。

本发明采用了以下技术方案：主要由储粉筒、送粉传动装置、送粉控制装置、气路系统组成的转盘式送粉器。

本送粉器包括1-3个储粉筒，储粉筒安装在进粉块上且储粉筒的出口与进粉块表面的进粉块通道连接；储粉筒底部装有搅拌电机，搅拌电机输出轴与储粉筒中的搅拌杆相连，工作时搅拌杆以50转/秒的速度旋转，故适于输送流动性较差的粉末，如陶瓷粉末。储粉筒若不开搅拌电机，适于输送流动性较好的粉末，如金属粉末。

本送粉器的送粉传动装置包括送粉电机、送粉盘；送粉盘表面开有一圈送粉槽，送粉槽上设有进粉块和出粉块，送粉块和出粉块对称分布，送粉块和出粉块不随送粉盘转动；送粉电机位于送粉盘下方，送粉电机的输出轴就是送粉盘的转动轴。储粉筒中的粉末依靠自身的重力通过进粉块落在送粉盘的送粉槽中，送粉盘由送粉电机带动匀速转动，送粉槽中的粉末随送粉盘的转动向出粉块输送，出粉块和进粉块下方分别有凸出的扇形结构，与送粉盘送粉槽紧密配合，扇形结构上进出粉通道单侧开有相对上凹槽用来将粉末阻挡在进粉块通道和出粉块通道下方。气路系统开启时，送粉盘送粉槽中的粉末到达出粉块时由送粉载气带动进入出粉块，出粉块与出粉口连接，出粉口与出粉管连接，出粉管是送粉装置唯一一个出气通道，粉末就随气流穿过出粉块通道从出粉管送出。

本送粉器的送粉控制装置包括送粉电机调速器、电位器、数字表等。通过调节电位器可使数字表的读数为0～90，对应加在送粉电机上的0～90V电压，据此即可得到送粉电机，即送粉盘的转速。

送粉器的气路系统组成依次为：进气管--数字表--电磁阀—出气管--出粉管。

所述的送粉块分为进粉块和送粉块，进粉块上的进粉快通道孔较大，出粉块出粉块通道较小，送粉块底部与送粉盘窄槽配合，进粉块和送粉块在窄槽部分有相对的开口。