针对非晶合金模具的脉冲等离子爆炸轰击表面处理装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供针对非晶合金模具的脉冲等离子爆炸轰击表面处理装置。所述表面处理装置包括基座、脉冲等离子爆炸轰击仪主体和冷却设备，所述脉冲等离子爆炸轰击仪主体和所述冷却设备均与所述基座连接，所述脉冲等离子爆炸轰击仪主体用于对工件的待处理表面进行表面处理，所述冷却设备设有输出口，所述冷却设备可通过所述输出口向所述工件提供用于冷却的液体以对所述工件的待处理表面进行冷却。本实用新型专利技术可对工件进行冷却，方便使用，具有很好的实用性。

【技术实现步骤摘要】
针对非晶合金模具的脉冲等离子爆炸轰击表面处理装置
本技术涉及表面处理
，特别涉及针对非晶合金模具的脉冲等离子爆炸轰击表面处理装置。
技术介绍
脉冲等离子爆炸轰击表面处理是用于金属材料的一种表面强化技术，同时具有金属表面热处理及高能束表面处理的优点，该强化技术的原理是将气体爆炸技术与等离子体技术相结合，利用气体爆炸产物在同轴等离子枪内放电电离所产生的高密度能量的等离子体进行材料表面改性，还可以添加合金元素使其涂覆在工件表面。其特点是瞬时能量高，处理速度很快，成本极低，对工件表面处理时的瞬时能量可达104～107W/cm2，温度为5000～30000K，速度为2～8km/s。当高能束与材料相互作用时，一方面可使材料表面快速加热熔化甚至汽化；另一方面由于动量的传递作用，可在材料内部形成一个压缩波甚至冲击波。在这两种作用下，材料表层引入很大的应力，加热及冷却速率可达到104-108K/s。这种热和力的双重作用可显著提高材料表层的缺陷密度，并增加了纳米晶甚至非晶相及第二相出现的可能，且会渗入微量的W元素和N元素,从而使材料表面发生细晶强化、加工强化、相变强化及元素合金化，进而使金属试样在较大深度范围内硬度增加，耐磨性能提高。非晶合金精密件通常是以压铸成型的方式生产，然而因为非晶合金精密件的结构复杂、异型面多，由于非晶合金具有很高的强度及硬度，而其采用的模具是紫铜模具，在脱模的时候极易刮伤模具。随着模具使用次数的增多，刮伤程度越来越严重，最后导致母模原型不复存在，制品很容易出现一些常见的缺陷，如凸痕、银条痕、飞边、变形、熔结痕、波流纹、光洁度不良、不能完整成型等不良现象，极大地降低了良品率。模具需要定期地检测修补，需要额外的人力物力，增加了生产的成本，降低了生产效率。对紫铜模具进行脉冲等离子爆炸轰击表面处理是提高模具硬度的一个有效方式，可以使模具不易于被刮伤。脉冲等离子爆炸轰击表面处理产生的瞬时能量很高，温度也很高，通常需要对工件进行多次轰击才能形成明显提高工件硬度的改性层。紫铜模具的熔点较低，对紫铜模具进行多次脉冲等离子爆炸轰击表面处理时，会使紫铜模具的温度急速升高，从而使紫铜模具软化，反而降低其硬度。另外，现有的脉冲等离子爆炸轰击仪的体积庞大，占用很大的空间，其中的一个原因是电极在竖直方向上的移动距离的范围很长，可达1米以上。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决现有技术中对熔点较低的工件进行多次脉冲等离子爆炸轰击表面处理会使工件软化的技术问题，提出针对非晶合金模具的脉冲等离子爆炸轰击表面处理装置。为解决上述技术问题，本技术采用以下技术方案：针对非晶合金模具的脉冲等离子爆炸轰击表面处理装置，包括基座、脉冲等离子爆炸轰击仪主体和冷却设备，所述脉冲等离子爆炸轰击仪主体和所述冷却设备均与所述基座连接，所述脉冲等离子爆炸轰击仪主体用于对工件的待处理表面进行表面处理，所述冷却设备设有输出口，所述冷却设备可通过所述输出口向所述工件提供用于冷却的液体以对所述工件的待处理表面进行冷却。在一些优选的实施方式中，所述冷却设备存储有用于冷却的液体，所述用于冷却的液体的类型包括含水冷却液和无水冷却液。在一些优选的实施方式中，所述冷却设备设有容器和输液单元，所述输出口设置在所述输液单元上，所述输液单元设有吸口，所述输液单元通过所述吸口与所述容器连接。在一些优选的实施方式中，所述冷却设备还设有回流口，所述冷却设备可通过所述回流口回收用于冷却的液体。在一些优选的实施方式中，所述脉冲等离子爆炸轰击仪主体包括直流高压电源、空隙区、电极、爆炸腔、内部阳极、外部阴极和距离调节单元，所述直流高压电源连接所述内部阳极和所述外部阴极以在所述空隙区产生电场，所述直流高压电源连接所述电极，所述爆炸腔用于气体的混合及引爆，所述爆炸腔与所述空隙区连接以使爆炸产生的气流可流到所述空隙区，所述电极与所述距离调节单元连接，所述距离调节单元用于使所述电极可在竖直方向上移动。在进一步优选的实施方式中，所述电极为钨电极或者钛电极。在进一步优选的实施方式中，所述工件为铜工件。在进一步优选的实施方式中，所述距离调节单元在竖直方向上的移动距离的范围是0～200mm，所述直流高压电源的输出电压范围是0～6kV，所述内部阳极和所述外部阴极之间的电容的可调范围是400～1100μF。在进一步优选的实施方式中，所述移动距离的范围是0～90mm。在一些优选的实施方式中，所述基座的具体类型包括底座和支架。与现有技术相比，本技术的有益效果有：设有冷却设备，在对工件进行脉冲等离子爆炸轰击表面处理时，可通过冷却设备的输出口向工件提供用于冷却的液体，及时带走工件的热量，降低工件的温度，有利于防止对熔点较低的工件进行多次脉冲等离子爆炸轰击表面处理时使工件软化。本技术可对工件进行冷却，方便使用，具有很好的实用性。在优选的实施方式中，本技术还具有如下有益效果：进一步地，采用钛电极对铜工件进行处理，钛电极在高压下尖端放电后出现微量熔化，熔化部分被氮气等离子体携带，在爆炸产生的强大气流下轰击到样品表面，其中一部分钛元素可被极高温的等离子体氮化，形成微量的超硬材料氮化钛，导致表面硬度增强。另一部分钛元素使铜合金化，产生的铜钛固溶体造成了晶格畸变，增大了位错运动的阻力，使滑移难以进行，从而使铜工件的表面硬度得到进一步的增强。进一步地，直流高压电源的输出电压范围是0～6kV，内部阳极和所述外部阴极之间的电容的可调范围是400～1100μF，距离调节单元在竖直方向上的移动距离的范围是0～200mm，这样的脉冲等离子爆炸轰击仪适用于对熔点较低的工件进行表面处理，既能使工件形成提高硬度的改性层，由于距离调节单元在竖直方向上的移动距离的范围是0～200mm，还可以减少脉冲等离子爆炸轰击表面处理装置的占用空间，特别适用于对铜工件进行表面处理。附图说明图1为本技术的针对非晶合金模具的脉冲等离子爆炸轰击表面处理装置的结构示意图；图2为本技术的紫铜模具的结构示意图；图3为本技术的冷却设备的结构示意图；图4为本技术的脉冲等离子爆炸轰击表面处理装置的一种变型方式的结构示意图；图5为本技术的脉冲等离子爆炸轰击表面处理装置的另一种变型方式的结构示意图。具体实施方式本技术的脉冲等离子爆炸轰击表面处理装置适用于对熔点较低的工件进行表面处理，比如铜工件、铝工件或者锌工件等，这里的工件可以是模具、板材、零部件等，下面以用于制造非晶合金精密件的紫铜模具为例对本技术的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本技术的范围及其应用。参考图1，针对非晶合金模具的脉冲等离子爆炸轰击表面处理装置包括基座1、脉冲等离子爆炸轰击仪主体2和冷却设备3，脉冲等离子爆炸轰击仪主体2和冷却设备3均与基座1连接。基座1的具体形式可以是底座或者支架，用于固定和支撑脉冲等离子爆炸轰击仪主体2和冷却设备3。脉冲等离子爆炸轰击仪主体2用于对工件也就是紫铜模具4的待处理表面401进行表面处理。对紫铜模具4而言，其内部设有型腔，待处理表面就是型腔的表面或者说模具的内壁。冷却设备3存储有用于冷却的液体，用于冷却的液体的类型包括含水冷却液和无水冷却液，比如水、酒精型冷却液、甘油型冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.针对非晶合金模具的脉冲等离子爆炸轰击表面处理装置，其特征在于：包括基座、脉冲等离子爆炸轰击仪主体和冷却设备，所述脉冲等离子爆炸轰击仪主体和所述冷却设备均与所述基座连接，所述脉冲等离子爆炸轰击仪主体用于对工件的待处理表面进行表面处理，所述冷却设备设有输出口，所述冷却设备可通过所述输出口向所述工件提供用于冷却的液体以对所述工件的待处理表面进行冷却。

【技术特征摘要】
1.针对非晶合金模具的脉冲等离子爆炸轰击表面处理装置，其特征在于：包括基座、脉冲等离子爆炸轰击仪主体和冷却设备，所述脉冲等离子爆炸轰击仪主体和所述冷却设备均与所述基座连接，所述脉冲等离子爆炸轰击仪主体用于对工件的待处理表面进行表面处理，所述冷却设备设有输出口，所述冷却设备可通过所述输出口向所述工件提供用于冷却的液体以对所述工件的待处理表面进行冷却。2.根据权利要求1所述的表面处理装置，其特征在于：所述冷却设备存储有用于冷却的液体，所述用于冷却的液体的类型包括含水冷却液和无水冷却液。3.根据权利要求1所述的表面处理装置，其特征在于：所述冷却设备设有容器和输液单元，所述输出口设置在所述输液单元上，所述输液单元设有吸口，所述输液单元通过所述吸口与所述容器连接。4.根据权利要求1所述的表面处理装置，其特征在于：所述冷却设备还设有回流口，所述冷却设备可通过所述回流口回收用于冷却的液体。5.根据权利要求1所述的表面处理装置，其特征在于：所述脉冲等离子爆炸轰击仪主体包括直流高压电源、空隙区...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢盛辉，严意宏，曾燮榕，王璇，黎小莉，王文桃，
申请(专利权)人：广东劲胜智能集团股份有限公司，东莞华程金属科技有限公司，东莞劲胜精密电子组件有限公司，深圳大学，
类型：新型
国别省市：广东,44