[发明专利]一种电火花沉积-重熔碾轧一体化增材修复与再制造方法

说明书

本发明提供了一种电火花沉积‑重熔碾轧一体化增材修复与再制造方法，该方法包括：电火花沉积步骤：分别将集束电极和零件表面接入直流电源，在集束电极与零件表面之间产生电火花放电，使放电产生的电热熔化放电区域中的集束电极与零件材料，熔化的集束电极材料过渡沉积到零件表面，并与零件表面材料发生冶金结合，形成一层沉积层；重熔碾轧步骤：调换集束电极与零件表面的电源极性，利用集束电极与零件表面之间放电产生的电热熔化所述沉积层，同时采用集束电极对所述熔化的沉积层进行碾轧。本发明的方法可以提高沉积层的质量。

技术领域

本发明涉及电火花沉积领域，具体涉及一种电火花沉积-重熔碾轧一体化增材修复与再制造方法。

背景技术

电火花沉积技术是表面工程技术中的一种重要工艺，它是利用电源中储存的电能，使旋转集束电极在接触零件瞬间产生高频火花放电，在放电区域内产生10000℃以上的高温，将作为沉积材料的集束电极熔化，沉积过渡到零件表面，形成合金化的表面覆盖层，形成沉积层，从而获得特殊涂层，提高零件表面性能或实现损伤零件的修复再制造等。电火花沉积工作原理如图1所示。

如图1所示，在传统旋转集束电极电火花沉积过程中，以所需涂层材料为集束电极材料，集束电极为放电阳极，零件基体为阴极，在集束电极和零件表面之间发生电火花放电，产生的放电热熔化集束电极和零件表面材料，由于放电具有明显的极性效应，因此熔化主要发生在集束电极端面，熔化、熔融的集束电极材料过渡沉积到零件表面与零件表面熔融材料结合形成新的图层。设备简单，造价低；操作简单；用途广泛；与其它工艺相比，热量输入量小，沉积层与基体有冶金结合等独特的优点。但是电火花沉积多为人工操作，沉积效率低，沉积层内部裂纹、孔隙，质量难以控制，厚度不均匀等问题，影响电火花沉积技术的发展应用。

据申请人所知，目前的放电沉积技术，尚无采用同系统对电火花沉积层进行重熔碾轧，以消除沉积层存在的问题缺陷，提高生成涂层质量的方法的报道。

发明内容

本发明的目的是提出一种电火花沉积-重熔碾轧一体化增材修复与再制造方法,以消除沉积层内部裂纹、孔隙，提高沉积层的质量。

本发明实施例中，提供了一种电火花沉积-重熔碾轧一体化增材修复与再制造方法，其包括：

电火花沉积步骤：分别将集束电极和零件表面接入直流电源，在集束电极与零件表面之间产生电火花放电，使放电产生的电热熔化放电区域中的集束电极与零件材料，熔化的集束电极材料过渡沉积到零件表面，并与零件表面材料发生冶金结合，形成一层沉积层；

重熔碾轧步骤：调换集束电极与零件表面的电源极性，利用集束电极与零件表面之间放电产生的电热熔化所述沉积层，同时采用集束电极对所述熔化的沉积层进行碾轧。

本发明实施例中，所述集束电极为金属材料及其合金、半导体、导电陶瓷之一。

本发明实施例中，所述集束电极的形状为丝状或管状。

本发明实施例中，所述电火花沉积步骤中，零件接直流电源负极。

本发明实施例中，所述重熔碾轧步骤中，零件接直流电源正极。

本发明实施例中，所述电火花沉积步骤中，所述电火花沉积设备进一步向集束电极与零件表面之间产生电火花放电的区域释放保护性气体。

本发明实施例中，所述保护性气体为氩气。

本发明实施例中，所述重熔碾轧步骤中，通过检测集束电极与零件表面之间压力的大小，采用脉冲或者持续施加力的方法，对所述熔化的沉积层进行碾轧。