CN116875975A - 一种激光熔覆用高熵合金粉末送粉装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种激光熔覆用高熵合金粉末送粉装置，属于激光熔覆领域，一种激光熔覆用高熵合金粉末送粉装置，安装架的顶部固定连接有加料座，加料座上固定连接有用于投放Fe、Al、Cr、Ti和Zr的五个加料管，加料座的下部滑动连接有接料块，矩形块的侧部固定连接有电动推杆，接料块上开设有与电动推杆配合的孔。本发明通过控制电动推杆的伸缩，使得五个矩形块分别处于五个接料筒内的体积发生改变，进而使得五个接料筒内的容积改变，使得Fe、Al、Cr、Ti和Zr粉末的配比的到固定，从而接料块带动接料筒每次滑动至加料管的下端口处均能承接固定配比的Fe、Al、Cr、Ti和Zr粉末，无需分别对Fe、Al、Cr、Ti和Zr金属粉末进行称重配比，使用较为方便。
Description
技术领域
本发明涉及激光熔覆技术领域，具体为一种激光熔覆用高熵合金粉末送粉装置。
背景技术
激光熔覆(LaserCladding)亦称激光熔敷或激光包覆，是一种新的表面改性技术，它通过在基材表面添加熔覆材料，并利用高能密度的激光束使之与基材表面薄层一起熔凝的方法，在基层表面形成冶金结合的添料熔覆层。
公开号为CN114875291B的发明专利公开了一种高熵合金粉末及其制备方法和一种高熵合金激光熔覆层及其制备方法，属于高熵合金技术领域。本发明提供了一种高熵合金粉末，化学成分按原子百分比计包括：Fe10～40％、Al13～20％、Cr10～20％、Ti14～25％和Zr10～25％。本发明通过调控Fe、Al、Cr、Ti和Zr五种组元的比例设计制备高熵合金，通过控制五种组元的含量使得高熵合金具备优异的耐腐蚀性能。实验结果表明，采用本发明提供的高熵合金粉末制备的超高速激光熔覆涂层在3.5％NaCl溶液中腐蚀性能优于316不锈钢。
上述文献证实Fe、Al、Cr、Ti和Zr金属按比例混合后制作的合金粉末进行熔覆使得基材的耐腐蚀性显著提升，因此需要将Fe、Al、Cr、Ti和Zr按比例混合进行激光熔覆，而现有技术中没有能够将上述金属粉末便捷的按比例混合的装置，还需要逐次称取上述金属粉末混合使用，较为不便。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够自动按比例混合Fe、Al、Cr、Ti和Zr金属的激光熔覆用高熵合金粉末送粉装置，以解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种激光熔覆用高熵合金粉末送粉装置，包括安装架，所述安装架的顶部固定连接有加料座，所述加料座上固定连接有用于投放Fe、Al、Cr、Ti和Zr的五个加料管，所述加料座的下部滑动连接有接料块，所述接料块的侧部固定连接有五个接料筒，五个所述接料筒间歇滑动在五个加料管的端口下部，所述加料座的底部固定连接有下料板，所述下料板上开设有与接料筒配合的下料孔，所述接料筒内滑动连接有用于改变其容积的矩形块，所述矩形块的侧部固定连接有电动推杆，所述接料块上开设有与电动推杆配合的孔。
优选的，所述加料座内开设有与接料筒配合的孔，所述接料块、接料筒以及矩形块的上表面均与加料座的下表面贴合，所述接料块的下表面与下料板的上表面贴合。
优选的，所述接料块的侧部固定连接有连接板，所述连接板的侧壁上固定连接有矩形齿条，所述矩形齿条的下表面与安装架的上表面滑动连接，所述安装架的上部固定连接有电机，所述电机的输出端固定连接有缺齿齿轮，所述缺齿齿轮交替与矩形齿条内两侧的齿牙啮合。
优选的，所述加料座内弹性滑动连接有堵板，所述堵板的上表面与接料块的上表面位于同一平面，五个所述接料筒均与堵板间歇相抵。
优选的，所述加料座的侧壁上固定连接有支座，所述支座的中部固定连接有活塞筒，所述活塞筒内滑动连接有活塞杆，所述活塞杆的端部与堵板固定连接，所述活塞杆和活塞筒上共同套接有弹簧，所述弹簧的两端分别与堵板和支座固定连接。
优选的，所述安装架的侧部固定连接有混合箱，所述混合箱位于下料板的下部，且所述混合箱的上端面与下料板的下表面贴合，所述下料孔与混合箱相连通。
优选的，所述混合箱的内壁上固定连接有气嘴，所述气嘴与活塞筒之间固定连接有排气管，所述活塞筒上固定连接有进气管，所述进气管和排气管上均设有单向阀。
优选的，所述混合箱的下部设有融化箱，所述融化箱固定连接在安装架的侧部，所述安装架的中部滑动连接有隔板，所述隔板位于混合箱和融化箱之间，且所述隔板的上下两面分别与混合箱的下料端口和融化箱的进料端口贴合。
优选的，所述连接板的下部固定连接有拨板，所述隔板的侧部固定连接有矩形框，所述拨板滑动连接在矩形框内，所述拨板的底部固定连接有第一磁铁，所述矩形框的端部固定连接有与第一磁铁相吸的第二磁铁。
优选的，所述安装架的下部固定连接有安装座，所述安装座的中部固定连接有用于承接融化箱内金属溶液的圆筒，所述圆筒的侧不上固定连接有用于通入惰性气体的管道，所述圆筒的下部固定连接有用于排出合金粉末的排放管，所述安装架上处于圆筒的对侧固定连接有送粉器，所述排放管的端部与送粉器相连通，所述排放管的中部固定连接有提升泵。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明通过控制电动推杆的伸缩，使得五个矩形块分别处于五个接料筒内的体积发生改变，进而使得五个接料筒内的容积改变，使得Fe、Al、Cr、Ti和Zr粉末的配比的到固定，从而接料块带动接料筒每次滑动至加料管的下端口处均能承接固定配比的Fe、Al、Cr、Ti和Zr粉末，无需分别对Fe、Al、Cr、Ti和Zr金属粉末进行称重配比，使用较为方便。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明堵板处的结构示意图；
图3为本发明气嘴处的结构示意图；
图4为本发明下料孔处的结构示意图；
图5为本发明矩形块处的结构示意图；
图6为本发明活塞筒处的结构示意图；
图7为本发明拨板处的结构示意图。
图中：1、安装架；11、加料座；12、加料管；13、堵板；131、弹簧；14、活塞杆；15、活塞筒；16、进气管；17、排气管；18、单向阀；19、支座；2、接料块；21、接料筒；211、下料板；212、下料孔；22、矩形块；23、电动推杆；24、连接板；25、拨板；26、矩形齿条；27、电机；28、缺齿齿轮；3、混合箱；31、气嘴；32、隔板；33、矩形框；34、第一磁铁；35、第二磁铁；4、融化箱；41、圆筒；42、安装座；43、排放管；44、管道；45、提升泵；46、送粉器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
参照图1-图7，本发明提供一种技术方案：一种激光熔覆用高熵合金粉末送粉装置，包括安装架1，安装架1的顶部固定连接有加料座11，加料座11上固定连接有用于投放Fe、Al、Cr、Ti和Zr的五个加料管12，加料座11的下部滑动连接有接料块2，接料块2的侧部固定连接有五个接料筒21，五个接料筒21间歇滑动在五个加料管12的端口下部，加料座11的底部固定连接有下料板211，下料板211上开设有与接料筒21配合的下料孔212，接料筒21内滑动连接有用于改变其容积的矩形块22，矩形块22的侧部固定连接有电动推杆23，接料块2上开设有与电动推杆23配合的孔。
五个加料管12分别连接五个容纳Fe、Al、Cr、Ti和Zr的容器，在使用时，控制接料块2在加料座11的下部滑动，当接料块2滑动至加料管12的下端口处，相应容器内的Fe、Al、Cr、Ti和Zr粉末进入到接料筒21内，此时接料筒21对Fe、Al、Cr、Ti和Zr粉末承接，需要控制Fe、Al、Cr、Ti和Zr的配比时，通过控制电动推杆23的伸缩，使得五个矩形块22分别处于五个接料筒21内的体积发生改变，进而使得五个接料筒21内的容积改变，使得Fe、Al、Cr、Ti和Zr粉末的配比的到固定，从而接料块2带动接料筒21每次滑动至加料管12的下端口处均能承接固定配比的Fe、Al、Cr、Ti和Zr粉末，无需分别对Fe、Al、Cr、Ti和Zr金属粉末进行称重配比，使用较为方便。
加料座11内开设有与接料筒21配合的孔，接料块2、接料筒21以及矩形块22的上表面均与加料座11的下表面贴合，接料块2的下表面与下料板211的上表面贴合。
加料座11内设置有与接料筒21配合的孔，此孔连通加料管12和接料筒21，由于接料块2、接料筒21以及矩形块22的上表面与加料座11下表面贴合，进而当接料块2侧部的接料筒21移动至加料座11的内孔的下端口时，进入到五个接料筒21内的Fe、Al、Cr、Ti和Zr粉末不会从接料筒21的端口处漏出，避免原料浪费，接料块2和接料筒21的下表面处于同一平面，且接料块2的下表面与下料板211上表面贴合，进而接料筒21内承接的金属粉末未到达排放位置时不会泄露。
接料块2的侧部固定连接有连接板24，连接板24的侧壁上固定连接有矩形齿条26，矩形齿条26的下表面与安装架1的上表面滑动连接，安装架1的上部固定连接有电机27，电机27的输出端固定连接有缺齿齿轮28，缺齿齿轮28交替与矩形齿条26内两侧的齿牙啮合。
启动电机27使得缺齿齿轮28转动，由于缺齿齿轮28与矩形齿条26内两侧的齿牙交替啮合，进而当缺齿齿轮28单向转动时能够带动矩形齿条26往复滑动，进而矩形齿条26通过连接板24带动接料块2在加料座11下部往复滑动，对Fe、Al、Cr、Ti和Zr金属粉末进行承接。
加料座11内弹性滑动连接有堵板13，堵板13的上表面与接料块2的上表面位于同一平面，五个接料筒21均与堵板13间歇相抵。
在接料块2未滑动至加料座11的下部时，堵板13不与接料筒21接触，此时弹性连接在加料座11内的堵板13将加料座11内通孔的下端口堵住，从而使得Fe、Al、Cr、Ti和Zr金属粉末不会通过加料管12排放至接料筒21之外，而当接料筒21滑动至加料座11下部时，能够对堵板13进行推动，使得堵板13远离加料座11的通孔下端口，使得金属粉末能够排放至接料筒21内。
加料座11的侧壁上固定连接有支座19，支座19的中部固定连接有活塞筒15，活塞筒15内滑动连接有活塞杆14，活塞杆14的端部与堵板13固定连接，活塞杆14和活塞筒15上共同套接有弹簧131，弹簧131的两端分别与堵板13和支座19固定连接。
支座19的设置使得活塞筒15得到固定，初始阶段弹簧131的两端对支座19和堵板13相斥，此时堵板13受到弹簧131的弹力移动至加料座11孔的下端口，对金属粉末的排放进行封堵，接料筒21对堵板13进行推动时，堵板13克服弹簧131的弹力使得弹簧131被压缩，此时接料筒21移出加料座11下端口处，从而金属粉末能够排放至接料筒21内。
安装架1的侧部固定连接有混合箱3，混合箱3位于下料板211的下部，且混合箱3的上端面与下料板211的下表面贴合，下料孔212与混合箱3相连通。
当接料块2带动接料筒21移动至下料板211上部，且接料筒21的下端口与下料板211上的下料孔212相交时，接料筒21内的金属粉末能够通过其下部端口以及下料孔212排放至混合箱3内，金属粉末排放至混合箱3内之后，接料块2继续向加料座11下部滑动，进行持续接料，此时接料块2的下表面对下料孔212进行非完全封堵，留有空气排出的间隙，进而进入到混合箱3内的金属粉末不会从下料孔212处喷出。
混合箱3的内壁上固定连接有气嘴31，气嘴31与活塞筒15之间固定连接有排气管17，活塞筒15上固定连接有进气管16，进气管16和排气管17上均设有单向阀18。
在接料块2向加料座11的方向移动时，接料块2对堵板13推动，此时堵板13带动活塞杆14向活塞筒15内滑动，从而活塞筒15内的空气受到挤压通过排气管17排放至气嘴31处，进而气嘴31处喷出气体，使得混合箱3内的金属粉末受到吹动后混合均匀，从而不需要对融化后的金属溶液搅拌混合，使得融化箱4内的空间不会被搅拌装置占用，节约成本，提升空间利用率，在堵板13带动活塞杆14向活塞筒15外部滑动时，活塞筒15通过进气管16抽取外部空气，或者根据需要可将进气管16连接在惰性气体的气源处，使得活塞筒15抽取惰性气体对混合箱3内的金属粉末进行吹散混合均匀，单向阀18的设置能够避免气体回流，保证气体能够通过进气管16被抽取，通过排气管17被排放。
混合箱3的下部设有融化箱4，融化箱4固定连接在安装架1的侧部，安装架1的中部滑动连接有隔板32，隔板32位于混合箱3和融化箱4之间，且隔板32的上下两面分别与混合箱3的下料端口和融化箱4的进料端口贴合。
混合箱3内的粉末混合均匀后，隔板32从混合箱3和融化箱4之间抽离，进而混合箱3内混合均匀的金属粉末受重力进入到融化箱4内进行融化，融化箱4的加热方式为高频感应加热，使得进入到融化箱4内的金属粉末融化成金属溶液。
连接板24的下部固定连接有拨板25，隔板32的侧部固定连接有矩形框33，拨板25滑动连接在矩形框33内，拨板25的底部固定连接有第一磁铁34，矩形框33的端部固定连接有与第一磁铁34相吸的第二磁铁35。
在连接板24向加料座11方向移动时，连接板24带动拨板25同步移动，此时拨板25底部的第一磁铁34向矩形框33内的第二磁铁35处移动，当二者接触后，连接板24带动拨板25继续移动，此时拨板25通过矩形框33带动隔板32从混合箱3融化箱4之间抽出，使得金属粉末从混合箱3内排放至融化箱4内，而在连接板24向反向移动时，由于第一磁铁34与第二磁铁35相吸，进而此时拨板25通过矩形框33带动隔板32再次移动至混合箱3和融化箱4之间，使得混合箱3与融化箱4之间再次被隔离，使得融化箱4内的温度不会大量散失。
安装架1的下部固定连接有安装座42，安装座42的中部固定连接有用于承接融化箱4内金属溶液的圆筒41，圆筒41的侧不上固定连接有用于通入惰性气体的管道44，圆筒41的下部固定连接有用于排出合金粉末的排放管43，安装架1上处于圆筒41的对侧固定连接有送粉器46，排放管43的端部与送粉器46相连通，排放管43的中部固定连接有提升泵45。
融化箱4与圆筒41之间通过耐高温管路相连通，此耐高温管路处设置耐高温阀门，打开此耐高温阀门使得融化箱4内的金属溶液通过此耐高温管路流动至圆筒41内，此时通过管道44向圆筒41内充入高压惰性气体，将金属溶液冲击破碎呈细小液滴后冷却成粉末，进而完成对激光熔覆用的合金粉末的制取，圆筒41内存积足够量的合金粉末后，启动提升泵45使得圆筒41内的合金粉末被抽取至送粉器46内，送粉器46对激光熔覆设备进行送粉(送粉器46为现有装置，具体送粉原理在此不做赘述)。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种激光熔覆用高熵合金粉末送粉装置，其特征在于：包括安装架(1)，所述安装架(1)的顶部固定连接有加料座(11)，所述加料座(11)上固定连接有用于投放Fe、Al、Cr、Ti和Zr的五个加料管(12)，所述加料座(11)的下部滑动连接有接料块(2)，所述接料块(2)的侧部固定连接有五个接料筒(21)，五个所述接料筒(21)间歇滑动在五个加料管(12)的端口下部，所述加料座(11)的底部固定连接有下料板(211)，所述下料板(211)上开设有与接料筒(21)配合的下料孔(212)，所述接料筒(21)内滑动连接有用于改变其容积的矩形块(22)，所述矩形块(22)的侧部固定连接有电动推杆(23)，所述接料块(2)上开设有与电动推杆(23)配合的孔。
2.根据权利要求1所述的一种激光熔覆用高熵合金粉末送粉装置，其特征在于：所述加料座(11)内开设有与接料筒(21)配合的孔，所述接料块(2)、接料筒(21)以及矩形块(22)的上表面均与加料座(11)的下表面贴合，所述接料块(2)的下表面与下料板(211)的上表面贴合。
3.根据权利要求1所述的一种激光熔覆用高熵合金粉末送粉装置，其特征在于：所述接料块(2)的侧部固定连接有连接板(24)，所述连接板(24)的侧壁上固定连接有矩形齿条(26)，所述矩形齿条(26)的下表面与安装架(1)的上表面滑动连接，所述安装架(1)的上部固定连接有电机(27)，所述电机(27)的输出端固定连接有缺齿齿轮(28)，所述缺齿齿轮(28)交替与矩形齿条(26)内两侧的齿牙啮合。
4.根据权利要求3所述的一种激光熔覆用高熵合金粉末送粉装置，其特征在于：所述加料座(11)内弹性滑动连接有堵板(13)，所述堵板(13)的上表面与接料块(2)的上表面位于同一平面，五个所述接料筒(21)均与堵板(13)间歇相抵。
5.根据权利要求4所述的一种激光熔覆用高熵合金粉末送粉装置，其特征在于：所述加料座(11)的侧壁上固定连接有支座(19)，所述支座(19)的中部固定连接有活塞筒(15)，所述活塞筒(15)内滑动连接有活塞杆(14)，所述活塞杆(14)的端部与堵板(13)固定连接，所述活塞杆(14)和活塞筒(15)上共同套接有弹簧(131)，所述弹簧(131)的两端分别与堵板(13)和支座(19)固定连接。
6.根据权利要求5所述的一种激光熔覆用高熵合金粉末送粉装置，其特征在于：所述安装架(1)的侧部固定连接有混合箱(3)，所述混合箱(3)位于下料板(211)的下部，且所述混合箱(3)的上端面与下料板(211)的下表面贴合，所述下料孔(212)与混合箱(3)相连通。
7.根据权利要求6所述的一种激光熔覆用高熵合金粉末送粉装置，其特征在于：所述混合箱(3)的内壁上固定连接有气嘴(31)，所述气嘴(31)与活塞筒(15)之间固定连接有排气管(17)，所述活塞筒(15)上固定连接有进气管(16)，所述进气管(16)和排气管(17)上均设有单向阀(18)。
8.根据权利要求7所述的一种激光熔覆用高熵合金粉末送粉装置，其特征在于：所述混合箱(3)的下部设有融化箱(4)，所述融化箱(4)固定连接在安装架(1)的侧部，所述安装架(1)的中部滑动连接有隔板(32)，所述隔板(32)位于混合箱(3)和融化箱(4)之间，且所述隔板(32)的上下两面分别与混合箱(3)的下料端口和融化箱(4)的进料端口贴合。
9.根据权利要求3或8所述的一种激光熔覆用高熵合金粉末送粉装置，其特征在于：所述连接板(24)的下部固定连接有拨板(25)，所述隔板(32)的侧部固定连接有矩形框(33)，所述拨板(25)滑动连接在矩形框(33)内，所述拨板(25)的底部固定连接有第一磁铁(34)，所述矩形框(33)的端部固定连接有与第一磁铁(34)相吸的第二磁铁(35)。
10.根据权利要求9所述的一种激光熔覆用高熵合金粉末送粉装置，其特征在于：所述安装架(1)的下部固定连接有安装座(42)，所述安装座(42)的中部固定连接有用于承接融化箱(4)内金属溶液的圆筒(41)，所述圆筒(41)的侧不上固定连接有用于通入惰性气体的管道(44)，所述圆筒(41)的下部固定连接有用于排出合金粉末的排放管(43)，所述安装架(1)上处于圆筒(41)的对侧固定连接有送粉器(46)，所述排放管(43)的端部与送粉器(46)相连通，所述排放管(43)的中部固定连接有提升泵(45)。
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