[发明专利]光纤激光器熔覆制备类金刚石涂层的方法和装置

权利要求书

1.一种光纤激光熔覆碳纳米管生成类金刚石涂层的方法，其特征在于，具体步骤为：

（1） 用砂纸磨除工件表面的氧化层并抛光，然后使用乳化剂、无水乙醇除油清洗，最后干燥处理；

（2） 打开真空腔，把工件定位夹紧在工作台上，光纤激光头通过螺纹连接在粉末喷头上，六自由度机械手夹持粉末喷嘴，关闭密封真空腔，使用真空抽气泵抽气，使内压达到10^-4~10^-2Pa；

（3） 在送粉器中添加碳纳米管粉末，搅拌使其混合均匀，通入氩气，设置送粉量为10~20g/min，移动机械手，使喷头上四处粉末汇聚的地方位于预加工表面的平面内；

（4） 打开光纤激光器，由计算机设置光纤激光的参数，激光功率为600~1200W，激光光斑为5~14mm，由计算机控制六自由度机械手，使得激光束与碳纳米管束流同步同轴扫描工件，搭接率为15~50%。

2. 根据权利要求1所示的一种光纤激光熔覆碳纳米管生成类金刚石涂层的方法，其技术特征在于，激光70%~80%能量被粉末流吸收， 20%~30%能量用于基体材料表层的微熔化。

3. 实施权利要求1所述的一种光纤激光熔覆碳纳米管生成类金刚石涂层的方法的装置，其特征在于，光纤激光器包括三个多模激光二极管泵浦源（1）通过耦合器（2）耦合，光纤光栅（3）将泵浦源的尾纤与掺镱离子光纤盘（4）熔接为一体，聚焦准直器（5）与激光头（8）通过光纤连接；碳纳米管输送装置包括六自由度机械手（13）安装于真空腔（15）的内壁，真空腔为长方体，靠近腔体底面部分有一真空抽气泵（18），碳纳米管喷头（10）上有四个入粉口（11），分布在粉末喷头横截面两条垂直直径的同一圆周上，其与送粉器（7）通过导管相接；送粉器的顶端有一加粉口（6），工作时密封固定，送粉器腔内储有碳纳米管颗粒，通过氩气源（20）载入氩气将碳纳米管通过导管送入四个入粉口。

4. 根据权利要求3所述的一种光纤激光熔覆碳纳米管生成类金刚石涂层的方法的装置，其特征在于，激光熔覆碳纳米管所采用的激光器为高功率光纤激光器。

5. 根据权利要求3所述的一种光纤激光熔覆碳纳米管生成类金刚石涂层的装置，其特征在于，光纤激光头（8）与粉末喷头（10）由螺纹连接成一体，由六自由度机械手（13）控制，同轴同步工作。