[发明专利]一种集束电极电火花沉淀-同步送粉的高效增材修复与再制造方法及设备

说明书

本发明提供了一种集束电极电火花沉淀‑同步送粉的高效增材修复与再制造方法及设备，所述设备包括用于在工件表面进行电火花沉积的集束电极,用于固定所述集束电极的基座、设置于所述基座内的气粉混合腔和分别与所述气粉混合腔相连通的送粉通道和送气通道，所述送粉通道输送的粉末和所述送气通道输送的气体在所述气粉混合腔中混合成气粉混合物，所述集束电机内设置有多个与所述气粉混合腔相连通的气粉混合通道，所述气粉混合通道用于把气粉混合物导入到所述集束电极与工件的反应区域。本发明的集束电极电火花沉淀‑同步送粉的高效增材修复与再制造方法及设备可以提高电火花沉积的持续性和稳定性。

技术领域

本发明涉及电火花沉积领域，具体涉及一种集束电极电火花沉淀-同步送粉的高效增材修复与再制造方法及设备。

背景技术

电火花沉积技术是表面工程技术中的一种重要工艺，它是利用电源中储存的电能，使旋转电极在接触工件瞬间产生高频火花放电，在放电区域内产生 10000℃以上的高温，将作为沉积材料的电极熔化，沉积过渡到工件表面，形成合金化的表面覆盖层，形成沉积层，从而获得特殊涂层，提高工件表面性能或实现损伤零件的修复再制造等。电火花沉积工作原理如图1所示。

如图1所示，在传统旋转电极电火花沉积过程中，以所需涂层材料为电极材料，电极为放电阳极，工件基体为阴极，在电极和工件表面之间发生电火花放电，产生的放电热熔化电极和工件表面材料，由于放电具有明显的极性效应，因此熔化主要发生在电极端面，熔化、熔融的电极材料过渡沉积到工件表面与工件表面熔融材料结合形成新的图层。设备简单，造价低；操作简单；用途广泛；与其它工艺相比，热量输入量小，沉积层与基体有冶金结合等独特的优点。但是电火花沉积多为人工操作，沉积效率低，沉积层质量难以控制，厚度不均匀等问题，影响电火花沉积技术的发展应用。

通用电气公司提出了一种混粉电火花系统及方法，采用一种通过电极向放电间隙输入粉末的技术，通过中空的电极向反应区域通入粉末，该方法由于放电区域小，粉末捕捉效率低，气体粉未进行预混合，均匀性较差，电极放电消耗容易造成粉孔堵塞，使持续稳定沉积加工很难实现。

发明内容

本发明的目的是提出一种集束电极电火花沉淀-同步送粉的高效增材修复与再制造方法及设备,以提高电火花沉积的持续性和稳定性。

本发明实施例中，提供了一种集束电极电火花沉淀-同步送粉的高效增材修复与再制造设备，其包括用于在工件表面进行电火花沉积的集束电极,用于固定所述集束电极的基座、设置于所述基座内的气粉混合腔和分别与所述气粉混合腔相连通的送粉通道和送气通道，所述送粉通道输送的粉末和所述送气通道输送的气体在所述气粉混合腔中混合成气粉混合物，所述集束电机内设置有多个与所述气粉混合腔相连通的气粉混合通道，所述气粉混合通道用于把气粉混合物导入到所述集束电极与工件的反应区域。

本发明实施例中，所述电火花沉积设备还包括设置于所述基座外的保护罩，所述保护罩覆盖所述集束电极。

本发明实施例中，所述电火花沉积设备还包括于所述基座外上的进电点，所述进电点用于与直流电源正极相连接。

本发明实施例中，所述集束电极为金属材料及其合金、半导体、导电陶瓷之一。

本发明实施例中，所述集束电极为丝状或者管状。

本发明实施例中，所述送粉通道输送的粉末为金属粉末、合金、半导体、导电陶瓷或者不导电粉末材料。

本发明实施例中，所述电火花沉积设备还包括伺服送丝模块，所述伺服送丝模块用于控制所述集束电极与工件表面距离始终保持放电间隙之内，形成稳定的电火花放电。

本发明实施例中，所述伺服送丝模块用于控制所述气粉混合通道均匀准确的将粉末送入放电区域。

本发明实施例中，还提供了一种集束电极电火花沉淀-同步送粉的高效增材修复与再制造方法，其包括：