锻造装置和方法以及激光熔覆系统和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种锻造方法，其包括：通过振动产生装置，使锻造头产生振动；及在基底的表面上的熔覆层的形成中，将振动的所述锻造头接触所述表面，以锻造所述熔覆层的一部分。本发明专利技术的实施例还涉及相应的激光熔覆方法以及锻造装置和激光熔覆装置。

Forging device and method and laser cladding system and method

The invention relates to a forging method which includes generating device through vibration, vibration and the forging head; on the surface of the substrate and the cladding layer formed in the forging head contact vibration of the surface, as a part of the forging of cladding layer. The embodiment of the invention also relates to the corresponding laser cladding method, as well as the forging device and the laser cladding device.

【技术实现步骤摘要】
锻造装置和方法以及激光熔覆系统和方法
本专利技术涉及激光熔覆
，尤其涉及一种锻造装置和方法以及激光熔覆系统和方法。
技术介绍
激光熔覆(LaserCladding)，是一种新的表面制造技术，可用于生产近净成形(nearnetshape)的零部件。通过在基底上添加熔覆材料，并利用激光束使熔覆材料熔凝并添加至基底上(在一些实施例中，熔覆材料与基底表面一起熔凝)，在基底上形成表面涂敷层。与诸如堆焊、喷涂、电镀和气相沉积等表面处理方式相比，激光熔覆具有稀释度低、组织致密、表面涂敷层与基底结合好、可采用的熔覆材料多、熔覆材料的粒度及含量可选范围广等特点，因此激光熔覆技术应用前景十分广阔。但目前的激光熔覆技术仍存在诸多问题。例如，由于激光熔覆会产生较高温度，当温度下降后，由于热应力的原因会在工件内部形成热裂纹等缺陷。又例如，由于熔覆材料不佳或激光未能完全熔化熔覆材料等原因，形成的表面涂敷层可能具有气孔结构，甚至包含未能完全熔覆的粉末状熔覆材料。再例如，由于局部温度场控制不当等原因，形成的涂敷层的晶粒尺寸不均匀或者在晶粒的取向上产生方向性。上述问题均是希望被避免的结构。因此，需要新的技术，解决至少一个上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种锻造装置以及激光熔覆系统和方法。在一个方面，本专利技术的实施例涉及一种锻造方法，其包括：通过振动产生装置，使锻造头产生振动；及在基底的表面上的熔覆层的形成中，将振动的所述锻造头接触所述表面，以锻造所述熔覆层的一部分。在另一个方面，本专利技术的实施例涉及一种激光熔覆方法，其包括：沿基底的表面移动激光束，以将添加物添加至所述表面，并在所述表面上形成熔覆层；通过振动产生装置，使锻造头产生振动；及在所述熔覆层的形成中，将振动的所述锻造头接触所述表面，以锻造所述熔覆层的一部分。在又一个方面，本专利技术的实施例涉及一种锻造装置，其包括：用于锻造熔覆层的装置，其包括锻造头，该锻造头在基底的表面上的所述熔覆层的形成中与所述表面接触，以锻造所述熔覆层的一部分；及用于使所述锻造头产生振动的装置，其包括振动产生装置。在再一个方面，本专利技术的实施例涉及一种激光熔覆系统，其包括：用于移动激光束的装置，其包括激光装置，该激光装置沿基底的表面移动激光束，以将添加物添加至所述表面，并在所述表面上形成熔覆层；用于锻造熔覆层的装置，其包括锻造头，该锻造头在所述熔覆层的形成中与所述表面接触，以锻造所述熔覆层的一部分；及用于使所述锻造头产生振动的装置，其包括振动产生装置。附图说明参考附图阅读下面的详细描述，可以帮助理解本专利技术的特征、方面及优点，其中：图1为本专利技术一个实施例的激光熔覆系统的结构示意图；图2为本专利技术一个实施例的沿激光束的移动轨迹移动锻造头的示意图；图3为本专利技术另一个实施例的激光熔覆系统的结构示意图；图4为本专利技术又一个实施例的激光熔覆系统的结构示意图；图5为本专利技术一个实施例的通过气体或液体驱动活塞振动的示意图；图6为本专利技术再一个实施例的激光熔覆系统的结构示意图；图7为本专利技术再一个实施例的激光熔覆系统的结构示意图；图8为本专利技术一个实施例的锻造方法的流程示意图；图9为本专利技术一个实施例的激光熔覆方法的流程示意图；图10为未经锻造的熔覆层上的微裂与根据本专利技术一个实施例的锻造后的熔覆层上的微裂的比对示意图；图11为未经锻造的熔覆层中的气孔与根据本专利技术一个实施例的锻造后的熔覆层中的气孔的比对示意图。具体实施方式本申请中使用的“包括”、“包含”、或“具有”以及类似的词语是指除了列于其后的项目及其等同物外，其他的项目也可在范围以内。本申请中的近似用语用来修饰数量，表示本专利技术并不限定于所述具体数量，还包括与所述数量接近的、可接受的、不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。在说明书和权利要求中，除非清楚地另外指出，所有项目的单复数不加以限制。除非上下文另外清楚地说明，术语“或”、“或者”并不意味着排他，而是指存在提及项目(例如成分)中的至少一个，并且包括提及项目的组合可以存在的情况。本申请说明书中提及“一些实施例”等等，表示所述与本专利技术相关的一种特定要素(例如特征、结构和/或特点)被包含在本说明书所述的至少一个实施例中，可能或不可能出现于其他实施例中。另外，需要理解的是，所述专利技术要素可以任何适合的方式结合。本专利技术一个实施例的锻造方法包括：通过振动产生装置，使锻造头产生振动；及在基底的表面上的熔覆层的形成中，将振动的所述锻造头接触所述表面，以锻造所述熔覆层的一部分。本专利技术一个实施例的激光熔覆方法包括：沿基底的表面移动激光束，以将添加物添加至所述表面，并在所述表面上形成熔覆层；通过振动产生装置，使锻造头产生振动；及在所述熔覆层的形成中，将振动的所述锻造头接触所述表面，以锻造所述熔覆层的一部分。本专利技术一个实施例的锻造装置包括：用于锻造熔覆层的装置，其包括锻造头，该锻造头在基底的表面上的所述熔覆层的形成中与所述表面接触，以锻造所述熔覆层的一部分；及用于使所述锻造头产生振动的装置，其包括振动产生装置。本专利技术一个实施例的激光熔覆系统包括：用于移动激光束的装置，其包括激光装置，该激光装置沿基底的表面移动激光束，以将添加物添加至所述表面，并在所述表面上形成熔覆层；用于锻造熔覆层的装置，其包括锻造头，该锻造头在所述熔覆层的形成中与所述表面接触，以锻造所述熔覆层的一部分；及用于使所述锻造头产生振动的装置，包括振动产生装置。以下根据附图说明本专利技术的实施方式，下文中可能不会详细描述众所周知的功能和结构，以避免因不必要的细节而使本专利技术变得令人费解。图1示出了本专利技术一个实施例的激光熔覆系统20的结构示意图。激光熔覆系统20包括锻造装置21以及用于移动激光束的装置，该用于移动激光束的装置包括激光装置22。激光装置22沿基底的表面26移动激光束25，以将添加物添加至表面26，从而在表面26上形成熔覆层24。在一些实施例中，所述基底包括被进行表面处理的零部件的表层。在一些实施例中，所述添加物包括需添加至基底表面26的熔覆材料。在一些实施例中，激光装置22发射的激光束25使基底的表层与添加物一起熔凝，从而在基底表面26上形成熔覆层24。在一些实施例中，激光装置22向已预置在基底表面26上的添加物发射激光束25；在一些实施例中，激光装置22在向基底表面26发射激光束25的同时输送添加物。激光装置22发射的激光的参数(如发射时间、发射功率等)，可根据实际需要进行调整。锻造装置21在激光装置22对基底表面26发射激光束25以在表面26上形成熔覆层24的过程中，对熔覆层24的至少一部分进行锻造。在基底的表面26上的熔覆层24的形成中，存在激光装置22暂时中止发射激光束25的可能。如激光装置22在到达表面26的一个位置后，中止发射激光束25，并从该位置移动到表面26上的另一个位置，随后再次发射激光束25。上述激光装置22中止发射激光束25的时间段，应被视为在表面26上形成熔覆层24的过程的一部分。锻造装置21包括用于锻造熔覆层24的、包括锻造头201的装置，以及，用于使锻造头201产生振动的、包括振动产生装置202的装置。本实施例中，振动产生装置202自身产生振动，并将该振动传导给锻造头201，以控制锻造头201进行振动。本实施例中，振动产生装置202包括包含本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锻造方法，其特征在于，其包括：通过振动产生装置，使锻造头产生振动；及在基底的表面上的熔覆层的形成中，将振动的所述锻造头接触所述表面，以锻造所述熔覆层的一部分。

【技术特征摘要】
1.一种锻造方法，其特征在于，其包括：通过振动产生装置，使锻造头产生振动；及在基底的表面上的熔覆层的形成中，将振动的所述锻造头接触所述表面，以锻造所述熔覆层的一部分。2.如权利要求1所述的锻造方法，其特征在于，其包括：沿形成所述熔覆层的轨迹移动所述锻造头。3.如权利要求1所述的锻造方法，其特征在于，所述振动产生装置包括：与所述锻造头连接的压电片。4.如权利要求1所述的锻造方法，其特征在于，所述振动产生装置包括：机械式振动产生装置；及与所述机械式振动产生装置和所述锻造头连接的振动传导装置。5.如权利要求4所述的锻造方法，其特征在于，所述机械式振动产生装置包括：活塞，或，两个角速度相同且转动方向相反的偏心轮。6.根据权利要求1所述的锻造方法，其特征在于，所述振动产生装置包括：电磁场产生装置。7.一种激光熔覆方法，其特征在于，其包括：沿基底的表面移动激光束，以将添加物添加至所述表面，并在所述表面上形成熔覆层；通过振动产生装置，使锻造头产生振动；及在所述熔覆层的形成中，将振动的所述锻造头接触所述表面，以锻造所述熔覆层的一部分。8.根据权利要求7所述的激光熔覆方法，其特征在于，其包括：沿所述激光束的移动轨迹移动所述锻造头。9.一种锻造装置，其特征在于，其包括：用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨勇，贾明，刘勇，袁人炜，陈晓宾，高清，吴志玮，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US