一种高致密度与低残余应力的零件增材制造设备及方法技术

一种高致密度与低残余应力的零件增材制造设备及方法，设备包括设置在工作台上方的复合喷嘴，复合喷嘴安装在运动机构上，复合喷嘴的热喷涂能量进口通过热喷涂进口闸阀和热喷涂系统连接，复合喷嘴的冷喷涂气体进口通过冷喷涂进口闸阀和冷喷涂系统连接，复合喷嘴的粉末入口和粉末供给系统连接，运动机构、热喷涂系统、热喷涂进口闸阀、冷喷涂系统、冷喷涂进口闸阀、粉末供给系统的控制输入和控制系统连接，通过控制系统控制开启、关闭或运动，在工作台的基板表面得到工件，方法通过热喷涂和冷喷涂交替完成制造，本发明专利技术能够实现零件的立体成形，其残余应力低，组织更致密、性能更优越。

High density and low residual stress parts manufacturing equipment and method

A high density and low residual stress part augmentation manufacturing equipment and method are provided. The equipment comprises a composite nozzle arranged above the worktable, a composite nozzle installed on a moving mechanism, a thermal spraying energy inlet of the composite nozzle connected by a thermal spraying inlet gate valve and a thermal spraying system, and a cold spraying gas inlet of the composite nozzle through. The inlet gate valve of supercooled spraying is connected with the cold spraying system, the powder inlet of the composite nozzle is connected with the powder supply system, the control input and the control system of the moving mechanism, the thermal spraying system, the thermal spraying inlet gate valve, the cold spraying system, the cold spraying inlet gate valve and the powder supply system are connected, and the control input and the control system are opened through the control system. Closing or moving, the workpiece is obtained on the substrate surface of the worktable. The method is manufactured alternately by thermal spraying and cold spraying. The invention can realize the stereo forming of the part, with low residual stress, denser structure and superior performance.

【技术实现步骤摘要】
一种高致密度与低残余应力的零件增材制造设备及方法
本专利技术属于先进制造
，具体涉及一种高致密度与低残余应力的零件增材制造设备及方法。
技术介绍
热喷涂与冷喷涂是重要的表面工程技术，但现有的技术存在以下缺点：热喷涂涂层致密度不高，热喷涂过程中存在的温度梯度使涂层产生拉向热应力，且随着涂层厚度增高，累积的残余拉应力容易使涂层变形和开裂；冷喷涂涂层由于剧烈的塑性变形产生加压应力，随着涂层厚度增高，累积的残余压应力变大，容易使涂层发生变形，甚至撕裂；热喷涂与冷喷涂涂层的厚度受到限制，难以实现零件立体成形。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种高致密度与低残余应力的零件增材制造设备及方法，能够实现零件的立体成形，其残余应力低，组织更致密、性能更优越。为了达到上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种高致密度与低残余应力的零件增材制造设备，包括设置在工作台9上方的复合喷嘴1，复合喷嘴1安装在运动机构2上，复合喷嘴1的热喷涂能量进口通过热喷涂进口闸阀3和热喷涂系统4连接，复合喷嘴1的冷喷涂气体进口通过冷喷涂进口闸阀5和冷喷涂系统6连接，复合喷嘴1的粉末入口和粉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高致密度与低残余应力的零件增材制造设备，包括设置在工作台(9)上方的复合喷嘴(1)，其特征在于：复合喷嘴(1)安装在运动机构(2)上，复合喷嘴(1)的热喷涂能量进口通过热喷涂进口闸阀(3)和热喷涂系统(4)连接，复合喷嘴(1)的冷喷涂气体进口通过冷喷涂进口闸阀(5)和冷喷涂系统(6)连接，复合喷嘴(1)的粉末入口和粉末供给系统(7)连接，运动机构(2)、热喷涂系统(4)、热喷涂进口闸阀(3)、冷喷涂系统(6)、冷喷涂进口闸阀(5)、粉末供给系统(7)的控制输入和控制系统(8)连接，通过控制系统(8)控制开启、关闭或运动，在工作台(9)的基板表面得到工件(10)。

【技术特征摘要】
1.一种高致密度与低残余应力的零件增材制造设备，包括设置在工作台(9)上方的复合喷嘴(1)，其特征在于：复合喷嘴(1)安装在运动机构(2)上，复合喷嘴(1)的热喷涂能量进口通过热喷涂进口闸阀(3)和热喷涂系统(4)连接，复合喷嘴(1)的冷喷涂气体进口通过冷喷涂进口闸阀(5)和冷喷涂系统(6)连接，复合喷嘴(1)的粉末入口和粉末供给系统(7)连接，运动机构(2)、热喷涂系统(4)、热喷涂进口闸阀(3)、冷喷涂系统(6)、冷喷涂进口闸阀(5)、粉末供给系统(7)的控制输入和控制系统(8)连接，通过控制系统(8)控制开启、关闭或运动，在工作台(9)的基板表面得到工件(10)。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：所述的复合喷嘴(1)内部包括圆柱孔段(11)、收缩段(12)、喉口(13)和扩张段(14)，圆柱孔段(11)为入口，扩张段(14)为出口，圆柱孔段(11)设置两个进口，正对着喉口(13)的位置为热喷涂能量进口(18)，圆柱孔段(11)侧壁设置有冷喷涂气体进口(17)，喉口(13)位置侧壁设有粉末(15)的粉末入口(16)。3.根据权利要求1所述的设备的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：1)建立所需工件(10)的三维实体模型，并对三维模型切片处理，获得每层截面数据；2)开启热喷涂系统(4)及热喷涂进口闸阀(3)，关闭冷喷涂系统(6)及冷喷涂进口闸阀(5)，在复合喷嘴(1)里将粉末(15)加热至熔融状态，加速冲击到工作台(9)上装夹的基板表面，并在运动机构(2)的作用下，形成第一层的热喷涂涂层(19)；3)关闭热喷涂系统(4)及热喷涂进口闸阀(3)，在运动机构(2)的作用下，复合喷嘴(1)远离工...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱伟军，黄胜，李涤尘，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61