一种预置粉末激光熔覆装置的制作方法

本实用新型属于激光熔覆高性能涂层技术领域，特别涉及一种预置粉末激光熔覆装置。

背景技术：

随着我国经济的发展，对包括国防军工在内的重要装备零部件关键局部表面的服役性能提出了越来越高的要求，传统热处理工艺难满足，而激光热处理能充分发挥局部表面改性的优势来突破此技术瓶颈。因此近年来激光表面处理不仅在研究和开发领域迅速发展，在工业应用上也取得了重要的进展，成为材料表面工程的一个十分活跃的新兴领域。激光表面处理可通过相变强化、熔凝、冲击强化等工艺来改变基材表层的显微组织及结构，也可以通过熔覆及合金化等处理技术来同时改变基材表层的化学成分和显微组织及结构，从而同时或分别提高金属材料及零部件的面硬度、耐磨性、耐蚀性、耐疲劳性和高温性能。其中激光熔覆及合金化具有较大的工业应用价值及发展潜力，受到较大的关注。

由于激光熔覆是近似于绝热的骤热骤冷过程，和其他常规表面改性技术相比，它具有无可比拟的优良特性：①熔覆层具有细小晶粒、致密结构和较均匀的化学组成；②能够实现对能量和品质的精确控制，对基体的热影响小，热输入和热畸变小，涂层稀释率低，与基体呈良好的冶金结合且保持基材的原始性能；③熔覆材料的选择范围相当广泛，包括镍基、钻基和铁基合金、碳化物复合合金以及氧化物复合合金等，特别是可在低熔点基材表面熔覆高熔点合金；④激光光斑通过导光系统可进行光束处理，从而可以进行选区熔覆，特别适合小区域和难以接近区域的改性需求，材料消耗少，具有卓越的性能价格比；⑤可以通过计算机控制，实现激光熔覆工艺参数智能化和工艺过程自动化。

但是，现有激光熔覆方法在熔覆过程中不能连续制备多层的熔覆层，试验效率低，不能控制预置粉末厚度以及不能控制预置粉末的尺寸，因此，需要有一种装置可以制作多厚度、多尺寸的预置片，进而再进行激光熔覆涂层的制备。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种可以推广的制备多层熔覆层的装置，可控制预置片厚度、尺寸，并且对粉末种类和粉末粒度适应性强，试验生产中可形成多层的熔覆层，并且效率高。

本实用新型是通过下述技术方案实现的：

一种预置粉末激光熔覆装置，包括底座、两个空心桶、两个升降柱和杠杆机构，所述空心桶上下端均呈敞口状，所述底座的上表面上设有两块相互平行竖向设置的基板，两个空心桶分别通过一个紧固螺钉固定于基板的内侧面上，两个空心桶相互靠近的侧面上通过一个空心圆管相连通，所述杠杆机构固定于所述底座的上表面上，两个升降柱分别设于杠杆机构的两端，并且分别位于两个空心桶内部，所述紧固螺钉从基板外侧面依次穿过基板和空心桶的侧壁与升降柱的外侧面相抵触。

所述杠杆机构包括杠杆和支座，所述支座下部固定于底座的上表面上，上部转动连接有连接块，所述杠杆架于连接块上，所述杠杆的两端分别设有一根连接杆，所述连接杆的上端与升降柱相连接。

所述空心桶和升降柱的截面均呈圆形，所述升降柱的外径与空心桶的内径相同。

所述空心圆管的右端高于左端。

所述连接块上设有杠杆安装槽，所述杠杆设于所述杠杆安装槽内，并通过固定螺钉从侧面进行固定。

本实用新型所带来的有益效果是：

（1）本实用新型的预置粉末激光熔覆装置可以制备多厚度、多尺寸的预置片。

（2）本实用新型中的粉末可以是金属粉末，也可以是陶瓷粉末，也可以是多种混合粉末，粉末粒度要求不高，在很大程度上提高了该技术的可适用性。

（3）本实用新型得到的预置片厚度、长度和宽度可设计，并且可以切割成一些简单平面形状，对进行多层熔覆技术的研究奠定了工艺基础。

（4）本实用新型可以设计不同层粉末的配比，对于梯度功能材料的研究具有可操作性。

附图说明

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

图1是本实用新型所述预置粉末激光熔覆装置的结构示意图。

图2是本实用新型所述预置粉末激光熔覆装置的三视图。

图中部件名称对应的标号如下：

1、底座；2、空心桶；3、升降柱；4、基板；5、紧固螺钉；6、空心圆管；7、杠杆；8、支座；9、连接块；10、连接杆；11、杠杆安装槽；12、固定螺钉。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步的详述：

作为本实用新型所述预置粉末激光熔覆装置的实施例，如图1和图2所示，包括底座1、两个空心桶2、两个升降柱3和杠杆机构，所述空心桶2上下端均呈敞口状，所述底座1的上表面上设有两块相互平行竖向设置的基板4，两个空心桶2分别通过一个紧固螺钉5固定于基板4的内侧面上，两个空心桶2相互靠近的侧面上通过一个空心圆管6相连通，所述杠杆机构固定于所述底座1的上表面上，两个升降柱3分别设于杠杆机构的两端，并且分别位于两个空心桶2内部，所述紧固螺钉5从基板4外侧面依次穿过基板4和空心桶2的侧壁与升降柱3的外侧面相抵触。

本实施例中，所述杠杆机构包括杠杆7和支座8，所述支座8下部固定于底座1的上表面上，上部转动连接有连接块9，所述杠杆7架于连接块9上，所述杠杆7的两端分别设有一根连接杆10，所述连接杆10的上端与升降柱3相连接。可以通过调节支座8的高度调节空心桶2里面升降柱3的高度，进而可以制作不同厚度的预置片。

本实施例中，所述空心桶2和升降柱3的截面均呈圆形，所述升降柱3的外径与空心桶2的内径相同。通过改变空心桶2的直径制作不同尺寸的预置片。

本实施例中，所述空心圆管6的右端高于左端。此种设计方便粉末从右端滑向左端。

本实施例中，所述连接块9上设有杠杆安装槽11，所述杠杆7设于所述杠杆安装槽11内，并通过固定螺钉12从侧面进行固定。所述杠杆安装槽11的设置可以使杠杆7在竖直平面内上下翘动。

所述预置粉末激光熔覆装置的工作原理如下：

（1）将平整T300斜纹碳纤维布放在左侧空心桶2中的升降柱3上，在右侧升降柱3上放一定量的粉末至空心圆管6的空洞下方，升降柱3与空心桶2上端面最高处垂直距离为0.1-5mm；（2）把左侧升降柱3下调需要的厚度，在杠杆机构的作用下，相应的右侧的升降柱3上升一定高度，就会把右侧的粉末通过空心圆管6传到左侧升降柱3上的T300斜纹碳纤维布上；（3）用平整的玻璃板将粉末均匀刮平，压实，再用粘结剂溶液喷洒在粉末表面形成均匀的水层；（4）然后取下后平稳放置在真空干燥箱中烘干，得到一块粉末与碳纤维布粘结良好的预置片，重复上述步骤制成满足试验要求的预置片。