一种固态沉积装置及固态沉积系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种固态沉积装置及固态沉积系统，涉及冷喷涂技术领域。固态沉积装置包括机械手、固态沉积机构和用于对待喷涂基材进行温度检测的温度检测机构和用于对待喷涂基材进行预热的电磁感应加热器，电磁感应加热器、温度检测机构和固态沉积机构的喷嘴均安装于机械手上，以使三者联动并具有相同的移动轨迹和速度；其中，温度检测机构安装于固态沉积机构的喷嘴和电磁感应加热器之间。采用本实用新型专利技术提供的固体沉积装置能够对金属固态沉积过程中对基体温度进行实时控制，利用电磁感应的加热方式避免了激光辅助预热所面临的问题，有利于沉积得到界面结合强度很高的涂层。有利于沉积得到界面结合强度很高的涂层。有利于沉积得到界面结合强度很高的涂层。

A solid-state deposition device and solid-state deposition system

【技术实现步骤摘要】
一种固态沉积装置及固态沉积系统


[0001]本技术涉及冷喷涂
，具体而言，涉及一种固态沉积装置及固态沉积系统。

技术介绍

[0002]金属固态沉积是以压缩气体(氮气、氦气、空气或混合气体等)为加速介质，携带金属固态颗粒进入拉瓦尔喷嘴内产生超音速气固两相流，当金属固态颗粒以较高的速度(大于等于其临沉积速度)碰撞基体表面，金属颗粒和基体表面材料在发生强烈的塑性变形后，材料界面便会形成大量机械咬合和微区冶金结合，经过大量金属颗粒的碰撞沉积，便会在基体表面形成金属沉积体。
[0003]金属固态沉积作为一种新兴的表面处理工程新技术，是传统热喷涂技术的重要补充之一。与气体涂层制备技术相比，金属固态沉积技术的一个显著特点是无需将喷涂颗粒加热至熔融状态，喷涂过程中颗粒不易发生氧化、烧损、相变、晶粒长大等现象。因此金属固态沉积涂层的化学成分以及显微组织结构可与原材料保持一致，尤其适用于易氧化的铝铜银等材料的涂层制备。
[0004]目前主要的预热方式是激光辅助预热，对于金、银、铜、铝、铂等纯金属及其合金，激光反射率非常高。以铜为例，对波长为1064nm激光的吸收率约在5％，反射率高达95％，会导致大量回返光，一旦回返光重新耦合到光纤里，就会打坏远端器件。而较低的激光吸收率，导致同等条件下，需要更高的激光功率，对设备的要求更高。同时，激光反射对于固态沉积装备的其他部件也有极大的影响，照射在基体上的激光，会被漫反射到固态沉积的喷嘴、冷却器、保护壳等部件，随着激光的长时间使用，相关部件温度也会逐渐积累升高，严重损害设备的使用性能和寿命，对设备的维护要求极高，如随着激光对喷嘴的加热效应，喷涂内壁温度的升高，会造成大量末颗粒的粘附，长时间工作后，喷嘴便会发生堵塞，导致整个沉积装置运行效率低下，成本大幅上升。同时激光光电转换率低(＜70％)，装备价格昂贵，也限制了其在金属固态沉积领域的应用。
[0005]鉴于激光预热基体伴随的一些列问题，特提出本申请。

技术实现思路

[0006]本技术的目的在于提供一种固态沉积装置及固态沉积系统，旨在有效解决激光预热基体所带来的一系列问题。
[0007]本技术的实施例是这样实现的：
[0008]第一方面，本技术提供一种固态沉积装置，包括机械手、固态沉积机构和用于对待喷涂基材进行温度检测的温度检测机构和用于对待喷涂基材进行预热的电磁感应加热器，电磁感应加热器、温度检测机构和固态沉积机构的喷嘴均安装于机械手上，以使三者联动并具有相同的移动轨迹和速度；
[0009]其中，温度检测机构安装于固态沉积机构的喷嘴和电磁感应加热器之间。
[0010]在可选的实施方式中，电磁感应加热器的加热头包括中空金属管圈，中空金属管圈是由圆柱形金属材料自上而下盘旋形成。
[0011]在可选的实施方式中，中空金属管圈的直径为10
‑
20mm。
[0012]在可选的实施方式中，形成中空金属管圈的圆柱形金属材料的材质为铜。
[0013]在可选的实施方式中，中空金属管圈的中心设置有永磁磁芯。
[0014]在可选的实施方式中，电磁感应加热器和固态沉积机构的喷嘴之间的间距为10
‑
25mm。
[0015]在可选的实施方式中，固态沉积机构的喷嘴为拉法尔喷嘴。
[0016]在可选的实施方式中，还包括控制系统，机械手和温度检测机构均与控制系统电连接。
[0017]在可选的实施方式中，还包括用于安装机械手的基座。
[0018]第二方面，本技术提供一种固态沉积系统，包括前述实施方式中任一项的固态沉积装置。
[0019]本技术实施例的有益效果是：在使用过程中，利用机械手驱动固态沉积机构的喷嘴、温度检测机构和电磁感应加热器在基材上移动，先利用电磁感应加热器对基材进行预热，然后利用温度检测机构检测基材的温度达到适宜范围，最后再利用固态沉积机构的喷嘴对基材进行冷喷涂形成涂层。采用本技术实施例提供的固体沉积装置能够对金属固态沉积过程中对基体温度进行实时控制，利用电磁感应的加热方式避免了激光辅助预热所面临的问题，有利于沉积得到界面结合强度很高的涂层。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0021]图1为本技术实施例提供的固态沉积装置的结构示意图。
[0022]图标:100
‑
固态沉积装置；110
‑
机械手；120
‑
固态沉积机构；130
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温度检测机构；140
‑
电磁感应加热器；141
‑
中空金属管圈；150
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基座。
具体实施方式
[0023]为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0024]因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0025]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一
个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0026]在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0027]此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
[0028]在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固态沉积装置，其特征在于，包括机械手、固态沉积机构和用于对待喷涂基材进行温度检测的温度检测机构和用于对待喷涂基材进行预热的电磁感应加热器，所述电磁感应加热器、所述温度检测机构和所述固态沉积机构的喷嘴均安装于所述机械手上，以使三者联动并具有相同的移动轨迹和速度；其中，所述温度检测机构安装于所述固态沉积机构的喷嘴和所述电磁感应加热器之间。2.根据权利要求1所述的固态沉积装置，其特征在于，所述电磁感应加热器的加热头包括中空金属管圈，所述中空金属管圈是由圆柱形金属材料自上而下盘旋形成。3.根据权利要求2所述的固态沉积装置，其特征在于，所述中空金属管圈的直径为10
‑
20mm。4.根据权利要求2所述的固态沉积装置，其特征在于，形成所述中空金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢迎春，王高民，张科杰，黄仁忠，邓春明，
申请(专利权)人：广东省科学院新材料研究所，
类型：新型
国别省市：