[发明专利]一种减少激光熔覆覆层微气孔的装置及其应用

说明书

本发明公开了一种减少激光熔覆覆层微气孔的装置及其应用，该装置包括激光熔覆系统及高频振动系统，高频振动系统包括底座、高频振动台、隔热保护板以及熔覆试样夹具；高频振动台固定于底座上，隔热保护板固定于高频振动台上方，熔覆试样通过熔覆试样夹具固定于隔热保护板上；工作时，由高频振动台给熔覆试样输出平台型高频振动，同时激光熔覆系统在熔覆试样表面进行熔覆，最终在熔覆试样表面形成激光熔覆覆层。本发明通过高频振动使熔池中的气泡从覆层中逸出，减少覆层中气孔的存在，提高覆层强度，电导率、提高覆层中各成分的均匀性，减小覆层中晶粒的大小，提高激光熔覆覆层的强度及其他各性能的均匀性。

技术领域

本发明涉及激光熔覆装置，尤其涉及一种高频振动消除激光熔覆覆层微孔的装置及其应用。

背景技术

激光熔覆是一种广泛应用于金属材料表面改性的技术手段，可以有效达到改善金属基体表面性能，提高金属材料使用寿命的目的。铜合金因具有良好的导电导热性能，被广泛应用于电子、电气、机械制造等工艺部门。但随着各行业的不断发展，传统铜合金的性能已经无法满足一些特殊工作环境下的使用需求，所以需要采用激光熔覆这种材料表面改性手段进一步提高铜合金的使用性能。

在铜合金表面激光熔覆时，由于激光熔覆实验环境相对开放，铜基体导热性过好，覆层中铜的冷缩等原因，目前激光熔覆得到的覆层中通常都会伴随着大量的气孔或缩孔的存在，且很难采用施加静压力，减少熔覆环境气体含量或减缓熔池凝固时间等传统手段来进行改善，导致覆层强度不高，电导率过低。

发明内容

为了解决上述存在的技术问题，本发明拟提供一种通过平台型高频振动台减少和消除激光熔覆覆层微气孔的装置及其使用方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

本发明提供了一种通过高频振动减少激光熔覆覆层微气孔的装置，所述装置包括激光熔覆系统及高频振动系统两部分，其中高频振动系统提供平台型高频振动；工作时，由高频振动系统给熔覆试样输出平台型高频振动，同时激光熔覆系统在熔覆试样表面进行熔覆，最终在熔覆试样表面形成激光熔覆覆层。

具体的，所述高频振动系统至少包括底座、高频振动台、隔热保护板以及熔覆试样夹具，其中，高频振动台固定在于底座上，隔热保护板固定于高频振动台上方，熔覆试样通过熔覆试样夹具固定于隔热保护板上；高频振动台的上表面与隔热保护板下表面、熔覆试样下表面与隔热保护板的上表面均紧密贴合，以确保高频振动台产生的平台型高频振动有效传递至熔覆试样的表面。

更为具体的，所述底座上表面有一凹槽，形状大小与所述高频振动台的下底面形状大小相同，该凹槽深度小于高频振动台高度，高频振动台嵌于该凹槽内，固定高频振动台防止其水平移动；所述隔热保护板下底面有一凹槽，形状大小与高频振动台上表面形状大小相同，高频振动台上部嵌入隔热保护板下底面的凹槽，以固定高频振动台与隔热保护板的位置，防止两者相对移动；底座上表面的凹槽及隔热保护板下底面的凹槽深度之和小于高频振动台的高度。隔热保护板外沿均匀分布若干圆孔，在底座与隔热保护板外沿分布的圆孔上下对应的位置上，设有螺纹孔，所述圆孔与螺纹孔用于安装固定螺丝，使得隔热保护板与底座夹紧。

进一步地，高频振动台工作时，可提供振动频率为18~20kHz的平台型高频振动。

本发明还提供了一种制备激光熔覆覆层的方法，该方法采用以上所述的装置，并按照以下步骤进行：

(1)安装高频振动系统：依次安装并固定底座、高频振动台、隔热保护板，使隔热保护板、高频振动台、底座紧密贴合且不会发生相对位移；最后将熔覆试样通过熔覆试样夹具固定于隔热保护板上；

(2)启动高频振动系统，高频振动频率为18~20kHz，最优选的为18kHz，同时通过激光熔覆系统在熔覆试样表面进行熔覆，最终在熔覆试样表面形成激光熔覆覆层。

本发明的有益效果是：