[发明专利]涂层制备系统

说明书

本申请涉及一种涂层制备系统，用于制备工件表面涂层，包括：电源、激光器、控制器以及微弧氧化装置；所述控制器分别与所述电源以及所述激光器连接；所述电源的正极与微弧氧化装置的阳极连接，负极与微弧氧化装置的阴极连接；所述控制器控制所述激光器对阳极的部分区域进行预热；所述控制器控制所述电源和所述激光器对预热后的阳极进行激光电弧耦合微弧氧化。本申请通过激光器输出第二脉冲对阳极进行预热，控制器控制激光器和电源进行激光电弧耦合微弧氧化，使激光器的第二脉冲与电源的第三脉冲处于同步时序，使制备的涂层更加均匀。

技术领域

本申请涉及材料表面处理工程技术领域，特别是涉及涂层制备系统。

背景技术

近年来，镁合金、钛合金等金属作为医用植入材料得到越来越多应用，如人体植入器及心血管、腔道介入治疗支架等，具有较高的医疗价值和广阔的应用市场。然而，镁合金、钛合金材料抗腐蚀性差的特点制约了其应用推广。

微弧氧化(Micro-arc oxidation，MAO)是新兴的材料表面改性技术，通过控制其电参数和电解液组成，可在镁合金、钛合金表面生长出基体结合力强、硬度高、耐磨性高和抗腐蚀性强的陶瓷涂层，有利于突破镁合金、钛合金材料的应用局限。随着MAO技术的发展和应用，其存在的问题也十分明显。首先，涂层生长能耗偏高。主要原因有：介电击穿电压高、电弧放电能量转换率低、电解液散热快和后期涂层生长速度较低。其次，微弧等离子体会随着处理时间发生显著的演化，使人们无法通过确定的电场条件预测微弧等离子体的演化结果，导致陶瓷层生长方式、孔隙率、微孔结构和晶相组成难以被准确定量调控和预测，甚至出现后期火花放电对膜层的随机烧损。

电弧放电是涂层生长的核心要素，电弧放电行为既影响涂层的结构和性能，又决定涂层生长过程的电能转换效率。因此，寻找合适的电弧调控方法是提高能效和制备理想涂层的关键。目前，基于经验主义的电参数和电解液调控方法具有极大的局限性。此外，基于外加能量场(超声、激光、磁场等)的电弧调控新方法具有明显的优势。激光技术近些年发展迅速，激光加工技术也得到了长足进步，然而水下激光加工应用相对落后。目前激光技术和MAO技术的复合应用实际上是一种联合技术，激光与电弧在处理时序上存在异步性，激光与电弧之间没有相互影响，激光无法改变电弧放电特性，无法突破传统MAO技术存在的瓶颈问题。

发明内容

本申请实施例提供了一种涂层制备系统，以至少解决相关技术中激光与电弧在处理时序上存在异步性，激光无法改变电弧放电特性的问题。

一种涂层制备系统，用于制备工件表面涂层，包括：电源、激光器、控制器以及微弧氧化装置；

所述控制器分别与所述电源以及所述激光器连接；

所述电源的正极与微弧氧化装置的阳极连接，负极与微弧氧化装置的阴极连接；

所述控制器控制所述激光器对阳极的部分区域进行预热；所述控制器控制所述电源和所述激光器对预热后的阳极进行激光电弧耦合微弧氧化。

在其中一个实施例中，所述微弧氧化装置还包括恒温冷却器以及电解槽；

所述恒温冷却器与所述电解槽连接，用于将所述电解槽进行冷却处理；

所述电解槽中盛装有电解液。

在其中一个实施例中，所述微弧氧化装置还包括搅拌器；

所述搅拌器一端与所述电解槽的槽壁连接，另一端延伸至所述电解液中，用于搅拌所述电解液，使电解液在电解槽内均匀分布。

在其中一个实施例中，所述控制器还包括霍尔传感器，所述霍尔传感器与所述电源连接，用于采集电源的运行信息。

在其中一个实施例中，所述控制器还包括显示装置；所述显示装置与所述霍尔传感器连接，用于将所述运行信息，以图像和/或文字的方式显示。

在其中一个实施例中，所述控制器用于：