一种激光辅助改善冷喷涂涂层锐化效应的复合方法技术

本发明专利技术公开了一种激光辅助改善冷喷涂涂层锐化效应的复合方法，针对冷喷涂技术中Laval喷嘴特性的影响，喷嘴中颗粒速率分布不均，喷涂颗粒速度沿半径的增大线性降低，造成沉积涂层中间高两端低的锐化现象，制约冷喷涂技术在立体成型中的应用，本发明专利技术通过激光光斑能量分布的智能化调节，在激光光路上安装调节光阑，使激光光斑具有能量沿半径从里到外呈线性升高的反高斯分布特征，本发明专利技术利用激光能量增加低速率喷涂颗粒的沉积效率，改善冷喷涂沉积涂层的锐化现象，使沉积层厚度均匀，为实现冷喷涂立体成型奠定基础。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料表面改性和激光增材制造(3d打印)领域，具体涉及一种激光辅助改善冷喷涂涂层锐化效应的复合方法。

技术介绍

1、激光增材制造技术(3d打印技术)被西方媒体誉为将来的“第三次工业革命”的代表性技术，也是大批量制造模式向个性化制造模式发展的引领技术。该技术具有“自由制造”的加工特点，使得小批量生产、复杂型腔、高性能要求的大型金属件的制造更加容易，减少了加工工序，缩短了加工周期，而且越复杂的零件3d打印技术的优势越突出。尽管激光增材制造技术有广阔的应用前景，也存在着巨大的挑战。目前工业化最大的难题主要有：1)材料物理与化学性能控制难，2)如何解决加工精度和成型效率之间的协调性，3)成型缺陷和热量的监控问题等，4)易氧化、易相变材料的成型质量控制问题。

2、冷喷涂技术的诞生为3d打印技术提供了新的成型思路，冷喷涂以预热压缩气体(氮气、氦气或混合气体)为加速介质，带动金属颗粒在固态下以极高的速度撞击基板，通过颗粒发生强烈塑性变形的方式沉积形成涂层的一种低温喷涂技术，是一种低温固态沉积技术，避免了热喷涂高温沉积过程中可能发生的成分、组织结构本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种激光辅助改善冷喷涂涂层锐化效应的复合方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的激光辅助改善冷喷涂涂层锐化效应的复合方法，其特征在于，步骤(1)中，激光冲击强化处理的方法如下：利用YAG脉冲激光器进行实验，实验参数设置为：激光波长1064nm，重复频率1Hz，脉宽10ns，光斑直径2.6mm，光斑搭接率50％，激光功率密度7.84GW/cm2；并选用120μm厚的3M铝带作为吸收层，1～2mm厚的均匀流水层作为约束层；方块样采用单面喷丸，振动疲劳试样采用双面喷丸；利用高功率密度的脉冲激光束，通过约束层辐照到材料表面的黑色吸收层，材料表层组织吸收激光能量而产...

【技术特征摘要】

1.一种激光辅助改善冷喷涂涂层锐化效应的复合方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的激光辅助改善冷喷涂涂层锐化效应的复合方法，其特征在于，步骤(1)中，激光冲击强化处理的方法如下：利用yag脉冲激光器进行实验，实验参数设置为：激光波长1064nm，重复频率1hz，脉宽10ns，光斑直径2.6mm，光斑搭接率50％，激光功率密度7.84gw/cm2；并选用120μm厚的3m铝带作为吸收层，1～2mm厚的均匀流水层作为约束层；方块样采用单面喷丸，振动疲劳试样采用双面喷丸；利用高功率密度的脉冲激光束，通过约束层辐照到材料表面的黑色吸收层，材料表层组织吸收激光能量而产生等离子体；在激光冲击过程中，等离子体压力持续增大，在极短的时间内等离子体发生爆炸形成冲击波，等离子体冲击波通过涂层后冲击在试样表面从而形成强化层。

3.如权利要求1所述的激光辅助改善冷喷涂涂层锐化效应的复合方法，其特征在于，步骤(2)中，金属粉末...

【专利技术属性】
技术研发人员：李波，胡耀峰，姚建华，姚喆赫，吴国龙，宋其伟，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：