一種多孔板襯套的雷射複合處理的方法和裝置製造方法

2023-05-01 10:50:11 2

一種多孔板襯套的雷射複合處理的方法和裝置製造方法
【專利摘要】一種多孔板襯套的雷射衝擊複合的方法和裝置，特別適用於顆粒機模板這一類多孔零件的襯套複合處理。本發明採用雷射輻照材料表面產生的衝擊波衝擊覆蓋在多孔板表面的複合層材料，使複合層材料產生拉伸變形鑲嵌在多孔板的孔內，最後通過大能量的雷射脈衝將複合層材料衝斷將襯套孔打通。實施本發明的裝置由雷射發生器、透明液體、壓邊圈、夾具、複合層、多孔板、工作檯、工作檯控制裝置、計算機、雷射發生器控制裝置組成。實施本發明的多孔板襯套的雷射衝擊複合處理，所有孔的內壁和多孔板的工作面都覆蓋了複合層材料，使其整體耐磨性得到提高，且所有孔的襯套通過覆蓋在多孔板工作面上的複合層材料聯繫在一起形成一個整體，工作過程中襯套不會脫落。
【專利說明】一種多孔板襯套的雷射複合處理的方法和裝置
所屬【技術領域】:
[0001]本發明涉及金屬加工領域，特指一種基於雷射衝擊波技術的多孔板襯套的複合處理方法和裝置。
【背景技術】:
[0002]顆粒機在工業、農林、食品領域廣泛使用，顆粒機通過對物料擠壓使物料通過模板上的孔形成顆粒，模板作為顆粒機的主要部件長期與物料摩擦極易磨損，模板磨損到一定程度，必須更換模板，否則顆粒質量下降，還會造成模板斷裂，引起其他部件的損壞。
[0003]為了提高顆粒機模板使用壽命，現有技術常採用以下方式進行處理:
[0004]I)使用耐磨材料:為了保證模板表面和模孔表面具有很好的耐磨性，且模板整體具有很好的韌性，
[0005]一般採用合金鋼進行滲碳淬火處理；
[0006]2)增加襯套:在模板內孔中鑲嵌襯套，襯套採用耐磨材料，在襯套磨損後可以更換襯套。
[0007]在現有技術中，使用耐磨材料進行滲碳淬火處理方法，由於滲碳層厚度有限，在滲碳層磨損後就必須更換模板。而使用襯套方法，襯套是採用機械加工方法製作的，雖然襯套磨損後可以更換，但這種方法需加工的襯套數量多，增加了模板的生產成本，另外，為了保證襯套熱處理後精加工時不變形，襯套壁厚較大，這樣一來就減少了模板的排孔率，從而降低了顆粒機的生產效率。

【發明內容】
:
[0008]本發明的目的是提供一種多孔板襯套的雷射衝擊複合的方法和裝置，特別適用於顆粒機模板這一類多孔零件的襯套複合處理。
[0009]實施本發明方法的技術方案是採用雷射輻照材料表面產生的衝擊波衝擊覆蓋在多孔板表面的複合層襯套材料，使複合層材料產生拉伸變形鑲嵌在多孔板的孔內，最後通過大能量的雷射脈衝將複合層材料衝斷將襯套孔打通。
[0010]實施本發明的裝置一種多孔板襯套的雷射衝擊複合處理裝置，包括雷射發生器、透明液體、壓邊圈、夾具、複合層、多孔板、工作檯、工作檯控制裝置、計算機、雷射發生器控制裝置，工作檯上設有呈倒「C」形的夾具，夾具「C」形口內設有多孔板、複合層、壓邊圈，多孔板上放置複合層，複合層上方設置環形壓邊圈，並通過夾具上的壓緊螺釘壓緊複合層和多孔板，在複合層上方，夾具及壓邊圈之間倒入透明液體，雷射發生器通過雷射發生器控制裝置與計算機連接；工作檯通過工作檯控制裝置與計算機連接。
[0011]所述的透明液體為礦物油、無機鹽的水溶液等流體用來作為約束層材料，用於約束雷射氣化物的擴散，從而提高衝擊波的峰值壓力和延長衝擊波的脈衝寬度。
[0012]所述複合層材料是一種耐磨金屬材料，經過雷射衝擊複合後緊貼在多孔板表面和內孔壁，形成複合層襯套。[0013]實施本發明的一種多孔板襯套的雷射複合處理方法，執行以下步驟:
[0014]1、將多孔板安裝在夾具上，上面覆蓋製作複合層襯套的複合層板材，並用壓邊圈將複合層板材、多孔板壓緊；
[0015]2、在壓邊圈內注入透明液體作為約束層材料；
[0016]3、根據複合層材料特性和多孔板內孔的直徑、深度確定雷射參數如雷射光斑大小、雷射能量大小、雷射脈衝寬度等
[0017]4、調整工作檯，使雷射光斑中心與多孔板上待覆合處理的孔的中心線重合；
[0018]5、計算機發出指令給雷射發生器控制裝置，雷射發生器控制裝置按照計算機指令參數控制雷射發生器發出雷射脈衝；
[0019]6、雷射脈衝穿過透明液體輻照在複合層板材表面，複合層材料吸收雷射能量後氣化、離化產生衝擊波，透明液體約束氣化物的擴散使衝擊波的強度增加，複合層在雷射衝擊波作用下發生變形向孔內凹陷；
[0020]7、計算機通過雷射發生器控制裝置控制雷射發生器輸出多個雷射脈衝對複合層同一部位進行多次衝擊，複合層板材在雷射衝擊作用下發生拉伸變形，每衝擊一次複合層材料向孔內凹陷深度增加一次，形成一個緊貼孔壁深度逐漸增加的盲管，最後盲管頂部凸出多孔板下表面；
[0021]8、計算機發出指令給雷射發生器控制裝置，通過雷射發生器控制裝置調整雷射發生器，輸出一個大能量的雷射脈衝，對盲管進行最後一次衝擊，由於雷射能量大，使盲管底部發生斷裂形成飛片，從盲管上飛離盲管，使盲管變成一個通孔，這一個孔的襯套雷射複合處理完畢；
[0022]9、計算機通過工作檯控制裝置控制工作檯移動，將下一個需要衝擊處理的孔移動到雷射光斑位置；
[0023]10、重複步驟5?8，完成下一個孔的襯套的雷射衝擊複合處理；
[0024]11、重複步驟5?9，直至多孔板上所有孔都衝擊複合完畢。
[0025]實施本發明的多孔板襯套的雷射衝擊複合處理，所有孔的內壁和多孔板的工作面都覆蓋了複合材料，使其整體耐磨性得到提高，且所有襯套通過覆蓋在多孔板工作面上的複合層材料聯繫在一起形成一個整體，工作過程中襯套不會脫落。實施本發明的多孔板襯套雷射衝擊複合處理方法，加工簡便，成本低廉，且衝擊過程對襯套材料具有強化作用，對於耐磨性要求不是太高的多孔板可以直接使用，不需再進行後續熱處理。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0026]下面結合圖1對本發明作進一步說明:
[0027]圖1多孔板襯套雷射複合處理裝置雷射示意圖
[0028]圖2首次衝擊複合層材料變形示意圖
[0029]圖3複合層材料拉伸變形示意圖
[0030]圖4複合層材料拉伸變形完成示意圖[0031 ] 圖5襯套底孔打通示意圖
[0032]1.雷射發生器2.雷射束3.透明液體4.壓緊螺釘5.夾具6.壓邊圈7.複合層
8.多孔板9.工作檯10.工作檯控制裝置11.計算機12.雷射發生器控制裝置13.飛片【具體實施方式】:
[0033]下面結合附圖詳細說明本發明提出的具體裝置的細節和工作情況。
[0034]實施本發明的裝置一種多孔板襯套的雷射衝擊複合處理裝置，包括雷射發生器1、透明液體2、壓邊圈6、夾具5、複合層7、多孔板8、工作檯9、工作檯控制裝置10、計算機11、雷射發生器控制裝置12，工作檯9上設有呈倒「C」形的夾具5，夾具5 「C」形口內設有多孔板8、複合層7、壓邊圈6，多孔板上8上放置複合層7，複合層7上方設置環形壓邊圈6，並通過夾具5上的壓緊螺釘4壓緊複合層7和多孔板8，在複合層7上方，夾具5及壓邊圈6之間倒入透明液體，雷射發生器I通過雷射發生器控制裝置12與計算機11連接；工作檯9通過工作檯控制裝置10與計算機11連接。
[0035]所述的透明液體3為礦物油、無機鹽的水溶液等流體用來作為約束層材料，用於約束雷射氣化物的擴散，從而提高衝擊波的峰值壓力和延長衝擊波的脈衝寬度。
[0036]所述複合層材料7是一種耐磨金屬材料，經過雷射衝擊複合後緊貼在多孔板8表面和內孔壁，形成複合層襯套。
[0037]實施本發明的一種多孔板複合層襯套的雷射複合處理方法，執行以下步驟:
[0038]1、將多孔板8安裝在夾具5上，上面覆蓋製作複合層襯套的複合層板材7，並用壓邊圈6將複合層板材7、多孔板8壓緊；
[0039]2、在壓邊圈6內注入透明液體2作為約束層材料；
[0040]3、根據複合層7的材料特性和多孔板8內孔的直徑、深度確定雷射參數如雷射光斑大小、雷射能量大小、雷射脈衝寬度等
[0041]4、調整工作檯9，使雷射光斑中心與多孔板上待覆合處理的孔的中心線重合；
[0042]5、計算機11發出指令給雷射發生器控制裝置12，雷射發生器控制裝置12按照計算機11的指令參數控制雷射發生器I發出雷射脈衝；
[0043]6、雷射束2穿過透明液體3輻照在複合層板材7表面，複合層材料7吸收雷射能量後氣化、離化產生衝擊波，透明液體3約束氣化物的擴散使衝擊波的強度增加，複合層7在雷射衝擊波作用下發生變形向孔內凹陷；
[0044]7、計算機11通過雷射發生器控制裝置I控制雷射發生器I輸出多個雷射脈衝對複合層7同一部位進行多次衝擊，複合層板材7在雷射衝擊作用下發生拉伸變形，每衝擊一次複合層材料7向孔內凹陷深度增加一次，形成一個緊貼孔壁深度逐漸增加的盲管，最後盲管頂部凸出多孔板下表面；
[0045]8、計算機11發出指令給雷射發生器控制裝置12，通過雷射發生器控制裝置12調整雷射發生器1，輸出一個大能量的雷射脈衝，對盲管進行最後一次衝擊，由於雷射能量大，使盲管底部發生斷裂形成飛片13，從盲管上飛離盲管，使盲管變成一個通孔，這一個孔的襯套雷射複合處理完畢；
[0046]9、計算機11通過工作檯控制裝置10控制工作檯9移動，將下一個需要衝擊處理的孔移動到雷射光斑位置；
[0047]10、重複步驟5?8，完成下一個孔的襯套的雷射衝擊複合處理；
[0048]11、重複步驟5?9，直至多孔板上所有孔都衝擊複合完畢。
【權利要求】
1.一種多孔板襯套的雷射衝擊複合處理裝置，包括雷射發生器(I)、透明液體(2)、壓邊圈(6)、夾具(5)、複合層(7)、多孔板(8)、工作檯(9)、工作檯控制裝置(10)、計算機(11)、雷射發生器控制裝置(12)，工作檯(9)上設有呈倒「C」形的夾具(5)，夾具(5)「C」形口內設有多孔板(8)、複合層(7)、壓邊圈(6)，多孔板上(8)上放置複合層(7)，複合層(7)上方設置環形壓邊圈(6)，並通過夾具(5)上的壓緊螺釘(4)壓緊複合層(7)和多孔板(8)，在複合層(7)上方，夾具(5)及壓邊圈(6)之間倒入透明液體，雷射發生器(I)通過雷射發生器控制裝置(12)與計算機(11)連接；工作檯(9)通過工作檯控制裝置(10)與計算機(11)連接。
2.根據權利要求1所述的多孔板襯套的雷射衝擊複合處理裝置，其特徵在於所述的透明液體(3)為礦物油或無機鹽的水溶液。
3.根據權利要求1所述的多孔板襯套的雷射衝擊複合處理裝置，其特徵在於所述複合層(7)材料是一種耐磨金屬材料，經過雷射衝擊複合後緊貼在多孔板表面和內孔壁，形成複合層襯套。
4.一種多孔板襯套的雷射衝擊複合處理的方法，其特徵在於利用權利要求1或2或3所述的多孔板襯套的雷射衝擊複合處理裝置來實施，採用雷射輻照材料表面產生的衝擊波衝擊覆蓋在多孔板表面的複合層材料，使複合層材料產生拉伸變形鑲嵌在多孔板的孔內，最後通過大能量的雷射脈衝將複合層材料衝斷將襯套孔打通，具體方法如下: (I )、將多孔板(8)安裝在夾具5上，上面覆蓋製作複合層襯套的複合層板材(7)，並用壓邊圈(6)將複合層板材(7)、多孔板(8)壓緊； (2)、在壓邊圈(6)內注入透明液體(3)作為約束層材料； (3)、根據複合層(7)的材料特性和多孔板(8)內孔的直徑、深度確定雷射參數； (4)、調整工作檯(9)，使雷射光斑中心與多孔板(8)上待覆合處理的孔的中心線重合； (5)、計算機(11)發出指令給雷射發生器控制裝置(12)，雷射發生器控制裝置(12)按照計算機(11)的指令參數控制雷射發生器I發出雷射脈衝； (6)、雷射束2穿過透明液體(3)輻照在複合層板材(7)表面，複合層材料7吸收雷射能量後氣化、離化產生衝擊波，透明液體(3 )約束氣化物的擴散使衝擊波的強度增加，複合層(7)在雷射衝擊波作用下發生變形向孔內凹陷； (7)、計算機(11)通過雷射發生器控制裝置I控制雷射發生器I輸出多個雷射脈衝對複合層(7)同一部位進行多次衝擊，複合層板材(7)在雷射衝擊作用下發生拉伸變形，每衝擊一次複合層材料(7)向孔內凹陷深度增加一次，形成一個緊貼孔壁深度逐漸增加的盲管，最後盲管頂部凸出多孔板(8)的下表面； (8)、計算機(11)發出指令給雷射發生器控制裝置(12)，通過雷射發生器控制裝置(12)調整雷射發生器1，輸出一個大能量的雷射脈衝，對盲管進行最後一次衝擊，由於雷射能量大，使盲管底部發生斷裂形成飛片13，從盲管上飛離盲管，使盲管變成一個通孔，這一個孔的襯套雷射複合處理完畢； (9 )、計算機(11)通過工作檯控制裝置(10 )控制工作檯(9 )移動，將下一個需要衝擊處理的孔移動到雷射光斑位置； (10)、重複步驟(5)?(8)，完成下一個孔的襯套的雷射衝擊複合處理； (11)、重複步驟(5)?(5)，直至多孔板(8)上所有孔都衝擊複合完畢。
【文檔編號】B23K26/70GK103801822SQ201310714289
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年12月23日 優先權日:2013年12月23日
【發明者】顧永玉, 葉雲霞, 馮愛新, 張永康, 肖愛民 申請人:江蘇大學