激光制备非晶涂层的气体保护装置及其制备方法.pdf

本发明属于制备非晶涂层设备，特别涉及一种激光制备非晶涂层的气体保护装置及其制备方法，包括底座(1)、下立支架(2)、X向滑板(4)、Y向滑板(3)，在下立支架(2)的前侧面上用螺母固定一个固定杆(5)，固定杆(5)另端用螺母固定非晶涂层气体保护装置的防护筒(15)，防护筒(15)上方螺纹连接一个中间带圆孔，下端导气管嘴(8-1)截成45度斜面，上盖(14)的顶端固定连接一个倒台阶形冷却水内套(12)，在冷却水内套(12)与上盖(14)连接形成的内台肩上固定一个平面导光镜片(9)；激光制备非晶

1、  一种激光制备非晶涂层的气体保护装置，包括底座(1)、下立支架(2)、X向滑板(4)、Y向滑板(3)，其特征在于在下立支架(2)的前侧面上用螺母固定一个固定杆(5)，固定杆(5)另端用螺母固定非晶涂层气体保护装置的防护筒(15)，装置防护筒(15)底面距离机床的Y向滑板(3)上面h为2mm，防护筒(15)上方螺纹连接一个中间带圆孔，孔上带圆凹槽的上盖(14)，在上盖(14)的上部壁上用螺母固定一个导气管(8)，导气管(8)下部向下弯成α为45度角，下端导气管嘴(8-1)截成45度斜面，上盖(14)的顶端固定连接一个倒台阶形冷却水内套(12)，冷却水内套(12)外嵌套固定连接一个冷却水外套(13)，冷却水内、外套(12、13)之间形成一个冷却水腔(12-1)，在冷却水外套(13)的壁上连通冷却水腔(12-1)设有冷却水进水管(13-2)和冷却水出水管(13-1)，在冷却水内套(12)与上盖(14)连接形成的内台肩上固定一个平面导光镜片(9)；在下立支架(2)的顶端固定一个上立支架(6)，上立支架(6)上方的右侧固定一个水平支架(7)，水平支架(7)上设一个导光孔(7-1)，导光孔(7-1)中心与下方保护装置上的平面导光镜片(9)中心相对，在水平支架(7)端头上固定一个镜架(11)，镜架(11)上与水平方向成45度角装一个斜向导光镜片(10)，激光通过斜向导光镜片(10)和导光孔(7-1)及平面导光镜片(9)射入装置内的工件(16)上，装置防护筒(15)的高度H为160mm，内腔直径为175mm。

2、  一种激光制备非晶涂层的气体保护装置的涂层制备方法：将工件(16)放置在Y向滑板(3)上的装置防护筒(15)内，使装置保护筒(15)下端距Y向滑板(3)上面保持2mm高度，打开导气管(8)的减压阀门，对防护筒(15)型腔内充入氩气，控制导气嘴(8-1)的流量在10L/min，此流量保持5min后减少气体流至4L/min。保持上述通气状态并打开激光开关，同时加工机床的Y向滑板(3)按预定速度进给，完成工件(16)的表面光束扫描加工，停止激光加工后，迅速将通气开关流量调至8L/min，保持2min，取出工件(16)完成非晶涂层。

激光制备非晶涂层的气体保护装置及其制备方法
技术领域
本发明属于制备非晶涂层设备，特别涉及一种激光制备非晶涂层的气体保护装置及其制备方法。
背景技术
由于非晶材料所具有的特殊的微观结构，使得在工件表面制备大面积非晶涂层后会有极佳的性能，如高强度和高硬度、高耐磨性及耐蚀性、特殊的电磁性能等。但非晶材料合成需要很苛刻的条件，其中最为关键的是氧化问题，在制备过程中如果出现氧化，则不可能形成非常完全的非晶材料。制备非晶涂层，在常规制备设施工艺中，通常采用真空的办法来隔绝氧气，但在高能激光束材料表面改性加工技术中，激光束是在大气中，要引入到真空室中则需很多设备来完成，加工一件产品都要经过放气→放工件→抽真空→加工这样复杂的工序，并且加工的工件尺寸也受真空室的限制，制备的工件表面涂层中非晶含量也很少，这种真空室激光表面加工制备非晶涂层不仅设备投资大，成本高，而且工序复杂，质量也不高。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种结构简单、设备投资少，使表面工件涂层形成大面积完全非晶相的激光制备非晶涂层的气体保护装置及其制备方法。
本发明解决技术问题采用的技术方案是：激光制备非晶涂层的气体保护装置包括底座、下立支架、X向滑板、Y向滑板，其特点是在下立支架的前侧面上用螺母固定一个固定杆，固定杆另端用螺母固定非晶涂层气体保护装置的防护筒，装置防护筒底面距离机床的Y向滑板上面h为2mm，防护筒上方螺纹连接一个中间带圆孔，孔上带圆凹槽的上盖，在上盖的上部壁上用螺母固定一个导气管，导气管下部向下弯成α为45度角，下端导气管嘴截成45度斜面，上盖的顶端固定连接一个倒台阶形冷却水内套，冷却水内套外嵌套固定连接一个冷却水外套，冷却水内、外套之间形成一个冷却水腔，在冷却水外套的壁上连通冷却水腔设有冷却水进水管和冷却水出水管，在冷却水内套与上盖连接形成的内台肩上固定一个平面导光镜片；在下立支架的顶端固定一个上立支架，上立支架上方的右侧固定一个水平支架，水平支架上设一个导光孔，导光孔中心与下方保护装置上的平面导光镜片中心相对，在水平支架端头上固定一个镜架，镜架上与水平方向成45度角装一个斜向导光镜片，激光通过斜向导光镜片和导光孔及平面导光镜片射入装置内的工件上，装置防护筒的高度H为160mm，内腔直径为175mm；激光制备非晶涂层的气体保护装置的涂层制备方法是将工件放置在Y向滑板上的装置防护筒内，使装置保护筒下端距Y向滑板上面保持2mm高度，打开导气管的减压阀门，对防护筒型腔内充入氩气，控制导气嘴的流量在10L/min，此流量保持5min后减少气体流至4L/min。保持上述通气状态并打开激光开关，同时加工机床的Y向滑板按预定速度进给，完成工件的表面光束扫描加工，停止激光加工后，迅速将通气开关流量调至8L/min，保持2min，取出工件完成非晶涂层。
本发明的有益效果是：激光制备非晶涂层的气体保护装置的冷却水内、外套采用铜质，内外套嵌套焊接，冷却效果好，维修方便，导气管下部采用45度角和嘴端面截成45度斜面保证气流通畅，可使氩气体均匀充满装置防护筒的型腔，使型腔内等同真空，隔绝空气，防止氧化对激光非晶涂层形成可能性大大增加，省去抽真空的工序，使操作简单，该装置成本低、工效高，降低了工件的加工成本，涂层质量好。
附图说明
以下结合附图以实施例具体说明。
图1是激光制备非晶涂层的气体保护装置及其制备方法整体结构图。
图2是图1中保护装置放大剖视主视图。
图中，1-底座；2-下立支架；3-Y向滑板；4-X向滑板；5-固定杆；6-上立支架；7-水平支架；7-1-导光孔；8-导气管；8-1-导气管嘴；9-平面导光镜片；10-斜向导光镜片；11-镜架；12-冷却水内套；12-1-冷却水腔；13-冷却水外套；13-1-冷却水出水管；13-2-冷却水进水管；14-上盖；15-防护筒；16-工件；
具体实施方式
实施例，参照附图1、2，激光制备非晶涂层的气体保护装置是在底座1的上面设置一个X向滑板4，X向滑板4的上面设置一个Y向滑板3，底座1的左侧连接一个下立支架2，下立支架2的右侧面上方用螺母固定一个固定杆5，固定杆5另一端用螺母固定一个防护筒15，防护筒15顶端螺纹连接一个中间带圆孔，孔上带圆凹槽的上盖14，在上盖14上部壁上用螺母固定一个导气管8，导气管8下部向下弯曲成α为45度角，下端导气管嘴8-1截成45度斜面，保证气流通畅和气体均匀充满防护筒15型腔。上盖14的顶端固定连接一个倒台阶形的冷却水内套12，冷却水内套12外嵌套固定连接一个冷却水外套13，冷却水内套12和外套13之间形成一个冷却水腔12-1。在冷却水外套13的壁上连通冷却水腔12-1设有冷却水进水管13-2和冷却水出水管13-1，其冷却水内套12、外套13及进水管13-2，出水管13-1均为铜质材料制成。在冷却水内套12与上盖14连接形成的内台肩上固定装一个砷化镓的平面导光镜片9。在下立支架2的顶端固定一个上立支架6，在上立支架6上方的右侧固定一个水平支架7，在水平支架7上设一个导光孔7-1，导光孔7-1的中心与下方保护装置上的平面导光镜片9中心相对。在水平支架7的端头上固定一个镜架11，镜架11上成45度角装一个斜向导光镜片10，激光通过斜向导光镜片10和水平支架7上的导光孔7-1及平面导光镜片9射入装置内的工件16上，装置的防护筒15高度H为160mm，内腔直径为175mm。
激光制备非晶涂层的气体保护装置的涂层制备方法是将工件16放置在Y向滑板上的装置防护筒15内，使装置保护筒15下端距Y向滑板上面保持2mm高度，打开导气管8的减压阀门，对防护筒15型腔内充入氩气，控制导气嘴8-1的流量在10L/min，此流量保持5min后减少气体流至4L/min。保持上述通气状态并打开激光开关，同时加工机床的Y向滑板3按预定速度进给，完成工件16的表面光束扫描加工，停止激光加工后，迅速将通气开关流量调至8L/min，保持2min，取出工件16完成非晶涂层。