[发明专利]一种多层复合纳米涂层的激光熔覆装置及方法

权利要求书

1.一种多层复合纳米涂层的激光熔覆装置，其特征在于：

包括超声波枪控制装置(1)：用于控制超声波枪的工作参数；

超声波枪(2)：用于激发声波辅助纳米粉末均匀铺于基体上，并在熔覆结束后减轻熔覆层残余应力；

装置顶盖(3)：用于封闭装置主体(14)，防止飞溅；

送粉管(4)：用于输送纳米粉末；

红外测距模块(5)：用于监测铺粉厚度；

热压轧辊(6)：用于压实预置粉末；

熔覆层轧辊(7)：用于熔覆后进一步压实熔覆层，细化晶体，减少裂纹及孔洞；

升降装置(8)：用于调节多层加工的高度以及铺粉厚度；

磁铁(9)：熔覆过程中产生磁场，辅助熔覆；

加热棒(10)：用于基体预热以及装置内干燥；

机械振动平台(11)：用于辅助纳米粉末层均匀分布于基体上方；

装置主体(14)：用于各零部件安装以及防止粉末飞溅。

2.根据权利要求1所述的一种多层复合纳米涂层的激光熔覆装置，其特征在于：所述送粉管(4)安装于装置主体(14)两侧，热压轧辊(6)、熔覆层轧辊(7)安装于送粉管下方，两轧辊出口处安装有铁片，防止粉末溅射。

3.根据权利要求1所述的一种多层复合纳米涂层的激光熔覆装置，其特征在于：所述磁铁(9)安装于两轧辊下方、装置主体(14)两侧；加热棒(10)安装于装置主体(14)底部。

4.根据权利要求1所述的一种多层复合纳米涂层的激光熔覆装置，其特征在于：所述升降装置(8)安装于装置主体(14)内部下方，升降装置上方防止基体(13)，通过升降装置(8)控制粉末层(12)厚度。

5.根据权利要求1所述的一种多层复合纳米涂层的激光熔覆装置，其特征在于：所述超声波枪(2)镶嵌于装置顶盖(3)，红外测距模块(5)安装于装置顶盖(3)下方。

6.根据权利要求1所述的一种多层复合纳米涂层的激光熔覆装置，其特征在于：所述装置主体(14)安装于机械振动平台(11)。

7.一种多层复合纳米涂层的激光熔覆方法，其特征在于：

包括超声波枪控制装置(1)：用于控制超声波枪的工作参数；

超声波枪(2)：用于激发声波辅助纳米粉末均匀铺于基体上，并在熔覆结束后减轻熔覆层残余应力；

装置顶盖(3)：用于封闭装置主体(14)，防止飞溅；

送粉管(4)：用于输送纳米粉末；

红外测距模块(5)：用于监测铺粉厚度；

热压轧辊(6)：用于压实预置粉末；

熔覆层轧辊(7)：用于熔覆后进一步压实熔覆层，细化晶体，减少裂纹及孔洞；

升降装置(8)：用于调节多层加工的高度以及铺粉厚度；

磁铁(9)：熔覆过程中产生磁场，辅助熔覆；

加热棒(10)：用于基体预热以及装置内干燥；

机械振动平台(11)：用于辅助纳米粉末层均匀分布于基体上方；

装置主体(14)：用于各零部件安装以及防止粉末飞溅；

还包括如下步骤：

步骤10：打开装置上盖(3)，将基体(13)放置于升降装置(8)，控制升降装置(8)调节铺粉厚度，开启加热棒(10)开始对基体进行预热；

步骤20：开启送粉装置(4)开始铺粉，通过红外测距装置(5)检测粉末高度，粉末达到所需高度后停止送粉，开始机械振动平台(11)、热压轧辊(6)、超声波枪(2)，将粉末铺平压实后，再通过红外测距装置(2)检测压实后的粉末层(12)是否达到预定高度，若达到则进入步骤30，否则重复步骤20；

步骤30：关闭机械振动平台(11)，打开装置顶盖(3)，开始激光熔覆，熔覆过程中开启熔覆层轧辊(7)，压实熔覆层，磁铁(9)产生磁场辅助激光熔覆；

步骤40：第一层熔覆层熔覆结束后，关闭装置上盖(3)开启超声波枪(2)减少熔覆层残余应力；超声波枪(2)工作结束后，调节升降装置，控制第二层熔覆层厚度后重复步骤20、步骤30，直至多层纳米涂层熔覆完毕；

步骤50：熔覆工作结束后关闭装置上盖(3)，控制加热棒(10)以每5分钟20℃的速度逐渐降温，直至室温，加工结束。