一种高温合金等离子体电化学研磨装置的制作方法

本发明涉及一种合金研磨装置，尤其涉及一种高温合金等离子体电化学研磨装置。

背景技术：

增材制造高温合金表面的剥离可以使工件表面粗糙度降低。常用的高温合金表面剥离工艺包括化学剥离或电化学精整和机械剥离等。而化学剥离或电化学精整通常在按一定比例配置的氢氟酸和硝酸溶液中进行，生产环境恶劣，而且受到不锈钢成分的限制。机械剥离也存在生产环境和成分不同硬度过高的问题。所以其存在处理时间长，操作条件差，需要后续加工等，成本较高限制。

技术实现要素：

本发明为了解决现有技术中剥离方法操作条件差的问题提供了一种高温合金等离子体电化学研磨装置，该装置具有等离子体柔性接触和实现微观凸起峰优先剥离并研磨至表面平整，然后再在微观次高凸起峰剥离研磨，该技术具备了剥离研磨过程不受高温合金成分和组织结构及形状的影响。

本发明所采取的技术方案为：一种高温合金等离子体电化学研磨装置，包括

阴极，所述阴极与待研磨合金之间施加有纳秒脉冲电压；

研磨刷，包括刷头和转盘，所述刷头设置于转盘上；

螺旋拉弧装置，用于连接阴极和研磨刷，所述螺旋拉弧装置一端连接阴极另一端连接所述转盘；

水雾喷射装置，用于产生并喷射去离子水水雾；

驱动装置，用于驱动阴极、研磨刷和螺旋拉弧装置绕中心轴旋转。

进一步的，所述螺旋拉弧装置为弹簧，所述弹簧通过螺杆设置在阴极与研磨刷之间，所述弹簧套设于螺杆内，所述螺杆、弹簧与中心轴同轴，所述弹簧为金属材料。

进一步的，所述转盘为陶瓷法兰，所述刷头设置于所述陶瓷法兰上，所述陶瓷法兰轴与中心轴同轴。

进一步的，所述水雾喷射装置的喷射口靠近所述刷头，所述水雾喷射装置将所述去离子水喷射于碳纤维丝上。

进一步的，在阴极外设置有壳体，所述壳体内设置有第一腔体和第二腔体，所述阴极和螺旋拉弧装置设置于所述第一腔体内，所述第二腔体内流动有冷却液，所述第二腔体设置于所述第一腔体外围，所述第二腔体靠近所述壳体外壁。

进一步的，所述阴极为石墨棒或钨棒。

本发明所产生的有益效果包括：本发明中的研磨装置具有等离子体柔性接触和实现微观凸起峰优先剥离并研磨至表面平整，然后再在微观次高凸起峰点剥离研磨，该技术具备了剥离研磨过程不受高温合金成分和组织结构及形状的影响，所以本发明可直接将高温合金表面剥离研磨至粗糙度0.10微米以下，生产率提高，表面层组织无变化，无加工硬化，不改变表面层应力，保持高温合金件表面的形状，工艺装备简单，操作方便。

附图说明

图1本发明中装置的结构示意图；

图2本发明中刷头的俯视图；

图中1、外壳，2、阴极，3、弹簧，4、螺柱，5、法兰，6、碳纤维丝，7、第一腔体，8、第二腔体，9、水雾喷射装置，10、去离子水。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细的解释说明，但应当理解为本发明的保护范围并不受具体实施例的限制。

如图1-2所示，本发明中的高温合金等离子体电化学研磨装置包括旋转进给电极结构、壳体和水雾喷射装置，旋转进给电极结构由可旋转阴极、弹簧和刷头组成，刷头包括陶瓷法兰和碳纤维丝，阴极尖端通过螺柱连接弹簧和陶瓷套圈，陶瓷套圈一端连接螺柱另一端连接陶瓷法兰，法兰圈周围分布有碳纤维丝，由伺服电机驱动阴极做螺旋式旋转进给弹簧和刷头使刷头距离高温合金至设定距离。

可根据阴极放电产生的辉弧长度大小调整阴极与高温合金表面的距离并保持稳定，壳体起保护作用，壳体外壁由绝缘材料制得，保护壳体内设置有第一腔体和第二腔体，阴极和螺旋拉弧装置设置于第一腔体内，第二腔体内流动有冷却液，冷却液用于冷却壳体温度，第二腔体设置于第一腔体外围，第二腔体靠近壳体外壁。保护壳体主要由一体的冷却和绝缘结构；去离子水供给系统上设置有用于感受水雾温度和压力的传感器，去离子水供给系统根据传感器上传的温度和压力数据调整水雾温度和压力，以满足要求，水雾喷射装置在碳纤维丝刷和高温合金表面之间喷射水雾，使得合金表面发生等离子体电化学研磨，水雾的喷射有利于形成微弧。

本发明中的装置是针对高温合金设计的，高温合金即耐高温合金，该类合金难熔且硬度高，现有设备难以加工打磨。

本发明中装置的使用方法为：

本发明中壳体、阴极、刷头的组合体作为头部，连接头部的有手柄，电机设置在手柄内，在电机的作用下头部可相对手柄前进和旋转运动，通过驱动电机驱动阴极、弹簧和刷头旋转和前进，当装置前进至设定距离后电机带动阴极、弹簧和刷头仅做旋转，，随后在阴极与高温合金之间施加纳秒脉冲电压，弹簧圈内产生微弧等离子体经过碳纤维子与高温合金表面接触，在喷射去离子水水雾中与高温合金表面凸起点产生微弧，发生物理化学过程选择剥离，实现高温合金件表面等离子体电化学研磨。在这一过程中根据高温合金件表面的粗糙度和曲率调整阴极的旋转速度和进给度。

上述仅为本发明的优选实施例，本发明并不仅限于实施例的内容。对于本领域中的技术人员来说，在本发明的技术方案范围内可以有各种变化和更改，所作的任何变化和更改，均在本发明保护范围之内。