[发明专利]一种采用激光熔覆制备超细等轴晶涂层的方法及装置

权利要求书

1.一种激光熔覆制备超细等轴晶涂层的方法，其特征在于，在激光熔覆的过程中，同时施加电场、磁场和超声场；所述超声振动方向为竖直方向，且工件固定于超声变幅杆的端部，超声变幅杆与样品之间采用绝缘性良好的材料进行绝缘；工件通过铜牌与电源连接构成闭合回路，使工件内部通电，将电场施加在工件上、且电场方向和熔覆方向平行；所述磁场通过在工件两端放置磁场发生装置来获得磁场，使所产生的磁场的磁感线为水平方向，并与电流方向垂直，磁场的强度通过磁隙间距和调整磁场发生装置产生磁场强度来调节。

2.根据权利要求1所述的激光熔覆制备超细等轴晶涂层的方法，其特征在于，在熔覆开始前20-30s同时施加电场、磁场和超声场。

3.根据权利要求1所述的激光熔覆制备超细等轴晶涂层的方法，其特征在于，所采用的电场参数范围为300-900A，1-3V；所施加磁场强度为0.08-0.32T。

4.根据权利要求1所述的激光熔覆制备超细等轴晶涂层的方法，其特征在于，所采用的超声振动参数为：功率为80-240W，振幅为8-24μm，振动频率为20-24kHz。

5.根据权利要求1所述的激光熔覆制备超细等轴晶涂层的方法，其特征在于，所述采用的激光器为YLS-2000-TR激光器，激光功率为1000-1500W；采用的激光扫描速率为400-600mm/min；光斑直径为2mm，搭接率为50％；所采用的送粉器为NCL-PF2双筒自动送粉器，采用氩气进行送粉，氩气流量为5-15L/min，送粉量为10-30g/min。

6.用于权利要求1所述的激光熔覆制备超细等轴晶涂层方法的装置，其特征在于，主要包括激光增材系统(1)、超声振动系统(2)、电场系统(10)、磁场发生装置(8)，所述磁场发生装置分别位于待处理工件(3)工位的两端，超声振动系统(2)置于所述工位的下部，电场系统(10)包括电源，所述电源通过铜牌(5)与待处理工件(3)连接构成闭合回路；超声振动系统(2)与样品夹具(6)之间采用陶瓷件(7)进行绝缘保护。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述超声振动系统(2)的变幅杆的端部与陶瓷绝缘件(7)的螺孔连接；样品夹具(6)与陶瓷件(7)通过螺栓连接。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，电源为可编程电源。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，为保证工件(3)内部通电并保持较好的超声振动效果，样品夹具(6)采用镁合金材料加工成凹槽结构，工件(3)有2/3陷入样品夹具(6)的凹槽中，露出的1/3与铝合金连接件(12)凹槽结构保持良好的接触，并用螺钉固定在样品夹具(6)上。