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基于激光 熔覆技术的材料表面改性熔覆系统

阅读：206发布：2020-05-11

专利汇可以提供基于激光熔覆技术的材料表面改性熔覆系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且基于激光熔覆技术的材料表面改性熔覆系统，属于激光熔覆技术领域，本实用新型为了解决传统激光熔覆设备机械臂灵活性差，工作台多为固定形式的问题。滑动平台滑动安装在底座上，底座的一侧固定安装有固定支架，工作台转动安装在滑动平台上，机械臂的一端与固定支架的上端面固定连接，机械臂的另一端与激光器相连接。本实用新型的基于激光熔覆技术的材料表面改性熔覆系统能完成多轴联动，机械臂动作灵活，同时工作台能有效与机械臂配合进行移动或对工件进行旋转。，下面是基于激光熔覆技术的材料表面改性熔覆系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.基于激光熔覆技术的材料表面改性熔覆系统，其特征在于：包括底座(1)、滑动平台(2)、工作台(3)、固定支架(4)、机械臂(5)和激光器(6)；
所述滑动平台(2)滑动安装在底座(1)上，底座(1)的一侧固定安装有固定支架(4)，工作台(3)转动安装在滑动平台(2)上，机械臂(5)的一端与固定支架(4)的上端面固定连接，机械臂(5)的另一端与激光器(6)相连接。
2.根据权利要求1所述的基于激光熔覆技术的材料表面改性熔覆系统，其特征在于：所述滑动平台(2)包括导轨副(7)、齿条(8)、平台支架(9)、第一电机(10)、第一齿轮(11)、第二电机(12)、第二齿轮(13)、转盘(14)和齿圈(15)；
所述平台支架(9)通过导轨副(7)滑动安装在底座(1)上，齿条(8)固定安装在底座(1)上且位于平台支架(9)的下方，平台支架(9)的一侧固定安装有第一电机(10)，第一电机(10)的输出端安装有第一齿轮(11)，第一齿轮(11)与齿条(8)啮合，平台支架(9)内部固定安装有第二电机(12)，第二电机(12)的输出端穿过平台支架(9)的上端面与第二齿轮(13)相连接，转盘(14)转动安装在平台支架(9)的上端面上，转盘(14)的上端面安装有工作台(3)，转盘(14)的下端面固定安装有齿圈(15)，齿圈(15)与第二齿轮(13)啮合。
3.根据权利要求1所述的基于激光熔覆技术的材料表面改性熔覆系统，其特征在于：所述机械臂(5)包括第一旋转气缸(16)、第一框架(17)、第一气缸(18)、气缸支架(19)、第二旋转气缸(20)、第二框架(21)、第二气缸(22)和激光器支座(23)；
所述第一旋转气缸(16)固定安装在固定支架(4)上，第一旋转气缸(16)的输出端与第一框架(17)的一端相连接，第一框架(17)的另一端与气缸支架(19)的一端铰接，气缸支架(19)的另一端与第二旋转气缸(20)相连接，第二旋转气缸(20)的输出端与第二框架(21)的一端铰接，第二框架(21)的另一端铰接有激光器支座(23)，第一气缸(18)的一端与第一框架(17)铰接，第一气缸(18)的输出端与气缸支架(19)铰接，第二气缸(22)的一端与第二框架(21)铰接，第二气缸(22)的输出端与激光器支座(23)铰接，激光器支座(23)上安装有激光器(6)。
4.根据权利要求2所述的基于激光熔覆技术的材料表面改性熔覆系统，其特征在于：所述转盘(14)通过平面轴承转动安装在平台支架(9)的上端面上。

说明书全文

基于激光熔覆技术的材料表面改性熔覆系统

技术领域

[0001] 本实用新型涉及一种熔覆系统，具体涉及基于激光熔覆技术的材料表面改性熔覆系统，属于激光熔覆技术领域。

背景技术

[0002] 激光熔覆是指以不同的添料方式在被熔覆基体表面上放置被选择的涂层材料经激光辐照使之和基体表面一薄层同时熔化，并快速凝固后形成稀释度极低，与基体成冶金结合的表面涂层，显著改善基层表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性的工艺方法，从而达到表面改性或修复的目的，既满足了对材料表面特定性能的要求，又节约了大量的贵重元素，但是，传统激光熔覆设备机械臂灵活性差，工作台多为固定形式，不能有效与机械臂进行配合，加工效率低。实用新型内容

[0003] 本实用新型的目的是提供基于激光熔覆技术的材料表面改性熔覆系统，以解决传统激光熔覆设备机械臂灵活性差，工作台多为固定形式的问题。

[0004] 基于激光熔覆技术的材料表面改性熔覆系统包括底座、滑动平台、工作台、固定支架、机械臂和激光器；

[0005] 滑动平台滑动安装在底座上，底座的一侧固定安装有固定支架，工作台转动安装在滑动平台上，机械臂的一端与固定支架的上端面固定连接，机械臂的另一端与激光器相连接。

[0006] 优选的：滑动平台包括导轨副、齿条、平台支架、第一电机、第一齿轮、第二电机、第二齿轮、转盘和齿圈；

[0007] 平台支架通过导轨副滑动安装在底座上，齿条固定安装在底座上且位于平台支架的下方，平台支架的一侧固定安装有第一电机，第一电机的输出端安装有第一齿轮，第一齿轮与齿条啮合，平台支架内部固定安装有第二电机，第二电机的输出端穿过平台支架的上端面与第二齿轮相连接，转盘转动安装在平台支架的上端面上，转盘的上端面安装有工作台，转盘的下端面固定安装有齿圈，齿圈与第二齿轮啮合。

[0008] 优选的：机械臂包括第一旋转气缸、第一框架、第一气缸、气缸支架、第二旋转气缸、第二框架、第二气缸和激光器支座；

[0009] 第一旋转气缸固定安装在固定支架上，第一旋转气缸的输出端与第一框架的一端相连接，第一框架的另一端与气缸支架的一端铰接，气缸支架的另一端与第二旋转气缸相连接，第二旋转气缸的输出端与第二框架的一端铰接，第二框架的另一端铰接有激光器支座，第一气缸的一端与第一框架铰接，第一气缸的输出端与气缸支架铰接，第二气缸的一端与第二框架铰接，第二气缸的输出端与激光器支座铰接，激光器支座上安装有激光器。

[0010] 优选的：转盘通过平面轴承转动安装在平台支架的上端面上。

[0011] 本实用新型与现有产品相比具有以下效果：

[0012] 1、机械臂采用双气缸双旋转气缸方式，可以完成多角度协同工作，气缸动作平缓，加工更加精确；

[0013] 2、工作台可进行水平移动和旋转动作，加工时可以配合机械臂对工件进行加工，加工效率更快。附图说明

[0014] 图1是基于激光熔覆技术的材料表面改性熔覆系统的结构示意图；

[0015] 图2是滑动平台的结构示意图；

[0016] 图3是机械臂的结构示意图。

[0017] 图中：1-底座、2-滑动平台、3-工作台、4-固定支架、5-机械臂、6-激光器、7-导轨副、8-齿条、9-平台支架、10-第一电机、11-第一齿轮、12-第二电机、13-第二齿轮、14-转盘、15-齿圈、16-第一旋转气缸、17-第一框架、18-第一气缸、19-气缸支架、20-第二旋转气缸、
21-第二框架、22-第二气缸、23-激光器支座。

具体实施方式

[0018] 下面根据附图详细阐述本实用新型优选的实施方式。

[0019] 如图1和图3所示，本实用新型所述的基于激光熔覆技术的材料表面改性熔覆系统包括底座1、滑动平台2、工作台3、固定支架4、机械臂5和激光器6；

[0020] 滑动平台2滑动安装在底座1上，底座1的一侧固定安装有固定支架4，工作台3转动安装在滑动平台2上，机械臂5的一端与固定支架4的上端面固定连接，机械臂5的另一端与激光器6相连接。

[0021] 进一步：滑动平台2包括导轨副7、齿条8、平台支架9、第一电机10、第一齿轮11、第二电机12、第二齿轮13、转盘14和齿圈15；

[0022] 平台支架9通过导轨副7滑动安装在底座1上，齿条8固定安装在底座1上且位于平台支架9的下方，平台支架9的一侧固定安装有第一电机10，第一电机10的输出端安装有第一齿轮11，第一齿轮11与齿条8啮合，平台支架9内部固定安装有第二电机12，第二电机12的输出端穿过平台支架9的上端面与第二齿轮13相连接，转盘14转动安装在平台支架9的上端面上，转盘14的上端面安装有工作台3，转盘14的下端面固定安装有齿圈15，齿圈15与第二齿轮13啮合；本实施方式中，导轨副7的两个导轨通过螺栓对称固定在底座1上，平台支架9通过底部侧壁上的滑槽与两个导轨滑动连接，并安装有导向轮，齿条8通过螺栓固定安装在底座1上，位于两个导轨之间，且不影响平台支架9的滑动，第一电机10通过螺栓固定安装在平台支架9的一侧侧壁上，第一电机10的输出端上安装有第一齿轮11，第一齿轮11与齿条8啮合，第二电机12通过螺栓固定安装在平台支架9内部的顶端面上，第二电机12的输出端穿过平台支架9的顶端面，且安装有第二齿轮13，转盘14通过平面轴承转动安装在平台支架9的上端面上，齿圈15通过螺钉固定安装在转盘14的下端面上，且位于平面轴承外。

[0023] 进一步：机械臂5包括第一旋转气缸16、第一框架17、第一气缸18、气缸支架19、第二旋转气缸20、第二框架21、第二气缸22和激光器支座23；

[0024] 第一旋转气缸16通过法兰盘和螺栓固定安装在固定支架4的上端面上，第一旋转气缸16的输出端通过螺栓组与第一框架17的一端相连接，第一框架17的另一端通过转轴或销轴与气缸支架19的一端铰接，气缸支架19的另一端通过螺栓组与第二旋转气缸20相连接，第二旋转气缸20的输出端通过转轴或销轴与第二框架21的一端铰接，第二框架21的另一端通过转轴或销轴铰接有激光器支座23，第一气缸18的一端通过转轴或销轴与第一框架17铰接，第一气缸18的输出端通过转轴或销轴与气缸支架19铰接，第二气缸22的一端通过转轴或销轴与第二框架21铰接，第二气缸22的输出端通过转轴或销轴与激光器支座23铰接，激光器支座23上通过螺栓固定安装有激光器6。

[0025] 本实施方式的激光器6为Nd：YAG固体脉冲式激光器的输出端，在H13 钢表面含有非晶相的Co基合金覆层，从而提高H13钢表面性能，为激光熔覆Co基合金在模具钢领域应用提供宝贵的理论基础和实际应用经验；Nd：YAG固体脉冲式激光器属于现有产品，全部结构并未罗列。

[0026] 在激光熔覆制备合金覆层时，研究激光输入功率大小对非晶相的影响，对在不同功率下的形貌、物相、硬度、非晶相含量以及稀释率等进行对比分析，确定最优参数。

[0027] 根据脉冲式激光制备非晶复合覆层形成过程的特点，结合热力学定律，借助模拟软件对激光熔覆过程进行数值模拟计算，并结合热力学与动力学分析对激光熔覆制备Co基合金覆层的形成机制进行分析。

[0028] 通过对覆层横截面显微硬度进行测定，分析其随功率的变化情况；对不同功率下的覆层分别在NaCl溶液和HCl溶液中进行电化学实验，测定其极化曲线和阻抗谱，确定耐蚀性最强的覆层；并对Co基合金覆层的耐磨性进行分析，总结其磨损机理。

[0029] 利用本实施方式的熔覆系统可完成H13模具钢表面钴基非晶覆层制备的理论研究和中试，并逐步产业化。

[0030] 本实施方式只是对本专利的示例性说明，并不限定它的保护范围，本领域技术人员还可以对其局部进行改变，只要没有超出本专利的精神实质，都在本专利的保护范围内。

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