[发明专利]一种终端粉末实时干燥装置及方法

说明书

本发明涉及特种加工领域，具体地是指一种终端粉末实时干燥装置。其由加热器和过滤器组成，加热器和过滤器通过螺纹连接。加热管中间缠绕有一定数量的线圈，在谐波交流电的作用下，产生局部涡流热，使粉末中的水分气化成水蒸气；过滤器原理为粉末与水蒸气混合物通过滤芯时，在载气作用下，不断与过滤薄膜碰撞，使得蒸汽分子透过过滤薄膜被干燥剂吸收，而粉末被阻碍在过滤薄膜外，随着载气向喷头运动，经激光束作用在工件表面。本发明可用于激光熔覆和激光3D打印。

技术领域

本发明涉及特种加工领域，具体地是指一种终端粉末实时干燥装置及方法。

背景技术

激光熔覆一般指使用不同种类的熔覆粉末，通过激光高温作用下熔覆在基体表层，从而形成一层具有耐腐蚀、耐高温、耐磨等优异性能的熔覆层，达到表面改性或修复的目的，即满足材料表面特定性能的要求，又节约了成本。由于对材料粉末、整个工作环境要求较高，高性能激光熔覆设备一般安置在密闭环境中，从而避免空气中的水蒸气与粉末相结合，使得熔覆层产生气孔。气孔是激光熔覆过程中的常见缺陷，它对熔覆层的可靠性有不利影响。一般来说，孔隙度缺陷会提高局部应力水平，并大大降低机械部件的疲劳寿命。孔隙率缺陷也会显著影响磨损和腐蚀性能。粉末中的水蒸气就是气孔产生的主要原因。传统粉末的加热干燥环节一般放置于送粉前一阶段，故将已干燥的粉末放入熔覆设备时，整个装置要密闭处理，隔绝空气中的水蒸气。但考虑到实际情况下设备密闭环境的不确定性以及较高的密闭环境维护成本，高精度激光熔覆的质量和成本一般都不太理想。

发明内容

针对以上技术的不足，提供一种终端粉末实时干燥装置，可以在送粉终端将粉末中残留的微量水分去除，进而获得高质量的激光熔覆层。

本发明的一种终端粉末实时干燥装置，由加热器和过滤器组成，加热器和过滤器通过螺纹连接。

所述的加热器包括加热管和线圈，线圈缠绕在加热管中间部位。

所述加热管设有加热管右侧外螺纹，位于加热管右侧尾部表面。

所述过滤器包括滤管；滤管内设有过滤腔一、过滤腔二；在过滤腔一和过滤腔二之间的滤管腔体内设有滤芯，滤芯将滤管腔体均匀分割成4个截面积相同的滤芯腔体，滤芯用于吸附粉末中的水蒸气。

所述滤芯的制备方法如下：向干燥剂中加入粘接剂，在预制模具中制成所需的螺旋形，在干燥剂的8个曲面上附上过滤薄膜组成滤芯。

过滤薄膜为聚四氟乙烯高分子材料，其表面布满蜂窝状网格，网格尺寸为大于水分子直径，小于1纳米，为3×10^-10～5×10^-10m，于此同时薄膜还具有耐高温、耐磨功能。

干燥剂采用无水氯化钙，粘结剂使用环氧树脂，干燥剂与粘结剂的质量比为19:1。

滤芯长度为d3，d3为10～15*d1，其中d1为加热管右侧外螺纹大径，实际生产中可根据具体要求适当改变滤芯长度d3及自转角度，来满足粉末含水率要求。

滤管内指定位置设有挡环，用于确定滤芯位置。

滤管左右两端分别设有滤管左侧内螺纹、滤管右侧内螺纹，滤管左侧内螺纹与加热器右侧外螺纹紧密连接，滤管右侧内螺纹与喷头外螺纹紧密连接。

加热管右侧外螺纹与滤管左侧内螺纹深度一致，均为d2。

为保证水蒸气吸收效果，故尽可能提高滤芯在过滤器中所占的长度比例，过滤器中各部分长度比为过滤腔一：滤芯：过滤腔二＝1:4:1。

所述的粉末可以是金属粉末、陶瓷粉末或混合粉末。

所述的加热管腔体、过滤腔一、滤芯腔体和过滤腔二内的送粉压力均小于0.15MPa。