[发明专利]一种粉末混合装置、激光熔覆送粉设备及激光熔覆设备

说明书

本发明公开一种粉末混合装置、激光熔覆送粉设备及激光熔覆设备，涉及增材制造技术领域，以改善激光熔覆效果。该粉末混合装置包括：多个输粉结构、搅拌结构、混合结构以及与搅拌结构和混合结构驱动连接的驱动件。混合结构的上表面设有多个凸起结构。激光熔覆送粉设备包括粉末混合装置、多个输粉管道、多个粉桶以及控制器。激光熔覆设备包括激光熔覆送粉设备。本发明提供的粉末混合装置用于将多个输粉管道输送的待混合的粉末进行混合。

技术领域

本发明涉及增材制造技术领域，尤其涉及一种粉末混合装置、激光熔覆送粉设备及激光熔覆设备。

背景技术

由于激光熔覆技术可以显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电器特性等，因此，得到广泛的应用。目前，激光熔覆所使用的金属粉末材料，通常由传统合金铸锭经过制粉工艺得来。传统合金成分的设计主要针对浇铸，锻造，堆焊等传统金属加工工艺，而激光熔覆的物理热过程与传统金属加工工艺有较大区别，最明显的区别在于其极快的加热与冷却速率，以及反复多次的热冷循环过程，假如不对传统的合金成分进行优化，在熔覆过程中较易出现裂纹缺陷。针对合金成分优化的需求，有时需要混合不同的合金粉末材料，或在一种合金粉末材料中添加一些单元素金属粉末，或为了实现一些特殊的熔覆层性能要求，添加一些异质材料，例如在镍基合金粉末中添加WC陶瓷颗粒等。

现有技术中，如果需要使用混合粉末进行激光熔覆，一般使用预混合方法，即先对粉末进行称重，然后按照一定比例混合，通过混料机滚动/晃动装粉容器，使粉末混合后，再将混合后的粉末装入激光熔覆设备的送粉装置。这种方法很难将粉末混合得十分均匀，特别是对于成分比例相差较大的粉末混合，会导致最终熔覆层内部元素分布不均匀；且混合过程人工操作步骤较多，容易降低测量精度，引入杂质或造成粉末氧化污染。另外，如果需要较频繁地改变粉末成分或对粉末成分进行微调，例如在合金成分优化开发的场合，采用这种方法会非常费时费力。

因此，需要一种新的粉末混合方法，能够快速，精确，稳定地调整激光熔覆所用粉末合金材料成分，满足熔覆层质量优化的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种粉末混合装置、激光熔覆送粉设备及激光熔覆设备，以提高激光熔覆质量。

第一方面，本发明提供一种粉末混合装置，用于将多个输粉管道输送的待混合的粉末进行混合。该粉末混合装置包括：多个输粉结构、搅拌结构、混合结构以及与搅拌结构和混合结构驱动连接的驱动件。混合结构的上表面设有多个凸起结构。

每个输粉结构与相应输粉管道连通，用于将输粉管道输送的待混合粉末输送至搅拌结构。

在驱动件的驱动下，搅拌结构用于对待混合粉末进行预混合，并通过搅拌结构的漏粉孔将预混合后的粉末输送至混合结构的上表面的中心区域。

在驱动件的驱动下，混合结构用于对预混合后的粉末进行混合后，从混合结构的上表面的边缘区域送出。

采用上述技术方案时，本发明提供的一种粉末混合装置包括多个输粉结构，搅拌结构、混合结构以及驱动件。其中，每个输粉结构与相应输粉管道连通，用于将输粉管道输送的待混合粉末输送至搅拌结构。通过设置搅拌结构可以对输送至搅拌结构内的待混合粉末进行预混合，实现不同管路中输送的待混合粉末的初步混合，使得从搅拌结构的漏粉孔内输出的粉末为多种不同的粉末之间的预混合后的粉末，进一步的加强粉末的混合效果。在此基础上，通过设置混合结构将预混合后的粉末进一步进行混合，此时，由于混合结构的上表面设有多个凸起结构，使得输送入混合结构上表面的预混合后的粉末接触混合结构的上表面的凸起结构后，向不同的角度运动，产生不规则碰撞，使得该预混合后的粉末的运动方向更加分散，混合效果更好。且漏粉孔将预混合后的粉末输送至混合结构的上表面的中心区域，从而增加预混合后的粉末与混粉结构上凸起结构的碰撞次数，最终，经过多次碰撞后，充分混合后的粉末从混合结构的上表面的边缘区域送出。同时，漏粉孔将预混合后的粉末输送至混合结构的上表面的中心区域还可以防止部分预混合后的粉末从混合结构的上表面的边缘区域直接送出，影响粉末混合装置的混粉效果。