用于超音速激光沉积的复合粉末制备设备

权利要求书： 1.一种用于超音速激光沉积的复合粉末制备设备，其特征在于，包括：

球磨装置，包括基座、球磨箱以及搅拌机构，球磨箱设置于基座的顶部，球磨箱的上部设有可与内部混合腔连通的进料口以及通气口，用于向混合腔内加料和通入保护气；球磨箱的底部设有可与混合腔连通的落粉口，用于将混合腔内的物质排入筛分装置内；所述搅拌机构的搅拌端从球磨箱的顶部伸入球磨箱的混合腔内，用于对混合腔内的物质进行混合；

筛粉装置，设置于基座中部，并位于球磨装置的落粉口底部，包括筛粉外壳、振动筛分部以及出粉控制部，所述筛粉外壳的上部与球磨装置的落粉口之间留有间隙；所述振动筛分部设置于筛粉外壳内部，其顶部设有进粉孔，底部布设出粉孔，用于对掉落于振动筛分部的物质进行筛分以获得所需粒径的粉末；所述出粉控制部设置于振动筛分部的下方，包括旋转驱动电机、第一升降机构和阻挡片，所述旋转驱动电机的输出轴与安装盘相连，用于驱动安装盘带动振动筛分部转动；第一升降机构固设于安装盘上方，并且第一升降机构的升降端通过第二轴承与振动筛分部相连；所述阻挡片固设于第二轴承外部，并与振动筛分部的出粉孔贴紧，且所述阻挡片上设有用于暴露振动筛分部出粉孔的缺口，通过调整阻挡片与出粉孔的相对位置控制筛粉装置的出粉；

回粉装置，包括箱体底盖移动机构和筛分装置升降装置，其中所述箱体底盖移动机构设置于基座上部，包括水平驱动机构和箱体底盖，所述水平驱动机构的水平伸缩端与箱体底盖固连，用于带动箱体底盖水平滑动；所述箱体底盖设置于落粉口下方，并与球磨箱的底部紧密贴合，用于插入筛粉外壳与落粉口之间的间隙的位置以控制落粉口的启闭；所述筛分装置升降装置设置于基座下部，包括至少一个第二升降机构，并且第二升降机构的升降端与筛粉装置的振动筛分部固连，用于带动振动筛分部升降以控制其是否从落粉口伸入球磨箱的内腔；

以及储粉装置，设置于基座的下部，并位于筛粉装置的出粉孔正下方，包括筛粉箱体和粉末收集盒，其中粉末收集盒设置于筛粉箱体内部，用于接收存从筛粉装置的出粉孔掉落的粉末。

2.如权利要求1所述的一种用于超音速激光沉积的复合粉末制备设备，其特征在于：所述球磨箱包括球磨箱体和箱体上盖，所述球磨箱体的上部拆卸式安装箱体上盖，所述球磨箱体的底部设有落粉口，且球磨箱体的内边缘设有落粉槽，用于收集从筛粉装置回收的物质；所述箱体上盖上设有送粉口、安装孔和通气口，并且送粉口配装进料口封盖。

3.如权利要求2所述的一种用于超音速激光沉积的复合粉末制备设备，其特征在于：所述搅拌机构包括搅拌电机、搅拌轴和皮带，搅拌轴设置于球磨箱体内腔，并通过第一轴承与箱体上盖相连接；所述搅拌电机的输出轴以及搅拌轴的上部均配装皮带轮，且两个皮带轮之间通过皮带相互连接，用于实现搅拌电机和搅拌轴之间的动力传递。

4.如权利要求3所述的一种用于超音速激光沉积的复合粉末制备设备，其特征在于：所述基座从上到下分为三个安装区，分别为球磨箱安装区、筛粉装置安装区以及储粉装置安装区，其中所述筛粉装置安装区拆卸式安装筛分装置封盖，所述储粉装置安装区拆卸式安装粉末储存室封盖和筛分箱体。

5.如权利要求1所述的一种用于超音速激光沉积的复合粉末制备设备，其特征在于：所述振动筛分部包括粉珠筛分装置、粉末粒径筛分装置和流动性筛分装置，所述粉珠筛分装置、粉末粒径筛分装置和流动性筛分装置依次从上向下叠装在一起，其中粉珠筛分装置、粉末粒径筛分装置和流动性筛分装置的筛孔孔径渐减。

6.如权利要求5所述的一种用于超音速激光沉积的复合粉末制备设备，其特征在于：所述阻挡片为一蝶形片。

7.如权利要求5所述的一种用于超音速激光沉积的复合粉末制备设备，其特征在于：所述水平驱动机构、所述第一升降机构、第二升降机构均为液压油缸。

8.如权利要求5所述的一种用于超音速激光沉积的复合粉末制备设备，其特征在于：所述粉末收集盒设有可与送粉器管路连通的送粉口，用于将粉末收集盒内的粉末输送至送粉器内。

9.如权利要求2所述的一种用于超音速激光沉积的复合粉末制备设备，其特征在于：所述球磨箱体内放入至少一种研磨球。

10.如权利要求5所述的一种用于超音速激光沉积的复合粉末制备设备，其特征在于：

所述振动筛分部还包括振动装置。

说明书： 一种用于超音速激光沉积的复合粉末制备设备技术领域[0001] 本发明涉及一种用于超音速激光沉积的复合粉末制备设备，属于粉末加工领域。背景技术[0002] 随着国家对环境保护政策的严格实施，一些传统的高污染表面处理技术(如镀硬铬等)面临被淘汰的局面。因此，需要开发节能、高效、环保的新型表面处理技术来替代传统方法，实现技术的更新换代以符合国家可持续发展的战略。[0003] 超音速激光沉积技术是近年来发展起来的一种新型材料表面处理技术，是在冷喷涂的过程中同步引入激光辐照软化沉积材料和基体材料，从而提高表面改性层的质量和性能。该技术不涉及化学液的使用，是一种相对环保的方法，同时由于其不涉及材料的熔融过程，是一种相对节能的过程，可以避免激光熔覆、热喷涂等高热输入表面处理技术中存在的热致不良影响(如氧化、相变、工件变形等)。由于其在冷喷涂的过程中引入了激光加热，拓宽了冷喷涂技术可处理材料的范围，可以沉积一些高强度、高硬度的材料(如Ni60、Stellite-6等)，这为其替代镀硬铬技术在提升材料表面耐磨损领域的应用提供了可能。[0004] 但超音速激光沉积在制备Cu、Al等材料时，往往需要加入增强相，如碳纳米管、石墨烯等来提高材料的力学性能，以制备出性能更好的复合材料。但在复合粉末在制备中往往只通过普通球磨机球磨几小时，达到混合的作用，对粉末的流动性以及粒径等都没有严格把控，而超音速激光沉积对粉末粒径以及流动性有较高要求，较小的粉末粒径和较好的粉末流动性可以提高粉末沉积率和孔隙率，提升材料的力学性能。发明内容[0005] 针对超音速激光沉积对复合粉末的要求，本发明目的在于提供一种用于超音速激光沉积的复合粉末制备装置，无需手动，步骤简单，即可满足复合粉末制备过程中粉末的粒径以及流动性要求。对不符合的粉末使其循环球磨，提升粉末利用率。[0006] 本发明所述的一种用于超音速激光沉积的复合粉末制备设备，其特征在于，包括：[0007] 球磨装置，包括基座、球磨箱以及搅拌机构，球磨箱设置于基座的顶部，球磨箱的上部设有可与内部混合腔连通的进料口以及通气口，用于向混合腔内加料和通入保护气；球磨箱的底部设有可与混合腔连通的落粉口，用于将混合腔内的物质排入筛分装置内；所述搅拌机构的搅拌端从球磨箱的顶部伸入球磨箱的混合腔内，用于对混合腔内的物质进行混合；

[0008] 筛粉装置，设置于基座中部，并位于球磨装置的落粉口底部，包括筛粉外壳、振动筛分部以及出粉控制部，所述筛粉外壳的上部与球磨装置的落粉口之间留有间隙；所述振动筛分部设置于筛粉外壳内部，其顶部设有进粉孔，底部布设出粉孔，用于对掉落于振动筛分部的物质进行筛分以获得所需粒径的粉末；所述出粉控制部设置于振动筛分部的下方，包括旋转驱动电机、第一升降机构和阻挡片，所述旋转驱动电机的输出轴与安装盘相连，用于驱动安装盘带动振动筛分部转动；第一升降机构固设于安装盘上方，并且第一升降机构的升降端通过第二轴承与振动筛分部相连；所述阻挡片固设于第二轴承外部，并与振动筛分部的出粉孔贴紧，且所述阻挡片上设有用于暴露振动筛分部出粉孔的缺口，通过调整阻挡片与出粉孔的相对位置控制筛粉装置的出粉；[0009] 回粉装置，包括箱体底盖移动机构和筛分装置升降装置，其中所述箱体底盖移动机构设置于基座上部，包括水平驱动机构和箱体底盖，所述水平驱动机构的水平伸缩端与箱体底盖固连，用于带动箱体底盖水平滑动；所述箱体底盖设置于落粉口下方，并与球磨箱的底部紧密贴合，用于插入筛粉外壳与落粉口之间的间隙的位置以控制落粉口的启闭；所述筛分装置升降装置设置于基座下部，包括至少一个第二升降机构，并且第二升降机构的升降端与筛粉装置的振动筛分部固连，用于带动振动筛分部升降以控制其是否从落粉口伸入球磨箱的内腔；[0010] 以及储粉装置，设置于基座的下部，并位于筛粉装置的出粉孔正下方，包括筛粉箱体和粉末收集盒，其中粉末收集盒设置于筛粉箱体内部，用于接收存从筛粉装置的出粉孔掉落的粉末。[0011] 所述球磨箱包括球磨箱体和箱体上盖，所述球磨箱体的上部拆卸式安装箱体上盖，所述球磨箱体的底部设有落粉口，且球磨箱体的内边缘设有落粉槽，用于收集从筛粉装置回收的物质；所述箱体上盖上设有送粉口、安装孔和通气口，并且送粉口配装进料口封盖。[0012] 所述搅拌机构包括搅拌电机、搅拌轴和皮带，搅拌轴设置于球磨箱体内腔，并通过第一轴承与箱体上盖相连接；所述搅拌电机的输出轴以及搅拌轴的上部均配装皮带轮，且两个皮带轮之间通过皮带相互连接，用于实现搅拌电机和搅拌轴之间的动力传递。[0013] 所述基座从上到下分为三个安装区，分别为球磨箱安装区、筛粉装置安装区以及储粉装置安装区，其中所述筛粉装置安装区拆卸式安装筛分装置封盖，所述储粉装置安装区拆卸式安装粉末储存室封盖和筛分箱体。[0014] 所述振动筛分部包括粉珠筛分装置、粉末粒径筛分装置和流动性筛分装置，所述粉珠筛分装置、粉末粒径筛分装置和流动性筛分装置依次从上向下叠装在一起，其中粉珠筛分装置、粉末粒径筛分装置和流动性筛分装置的筛孔孔径渐减。[0015] 所述阻挡片为一蝶形片。[0016] 所述水平驱动机构、所述第一升降机构、第二升降机构均为液压油缸。[0017] 所述粉末收集盒设有可与送粉器管路连通的送粉口，用于将粉末收集盒内的粉末输送至送粉器内。[0018] 所述球磨箱体内放入至少一种研磨球。[0019] 所述振动筛分部还包括振动装置。[0020] 本发明具有如下有益效果：球磨箱体可放入至少一种或者多种不同形状或大小的研磨球。球磨珠与物料互相碰撞和摩擦，可以使物料的研磨更加充分提高研磨效率。通过箱体底盖移动装置与筛粉装置的配合，使得球磨好的粉末通过多级筛选出符合粒径以及流动性的复合粉末，不符合的粉末和球磨珠子通过回粉装置送回到球磨箱体中继续球磨，如此循环进行研磨，减少了人工筛选的工序，提高了工作效率。附图说明[0021] 图1a为本发明所述用于超音速激光沉积的复合粉末制备装置示意图；[0022] 图1b为本发明所述用于超音速激光沉积的复合粉末制备装置装配示意图；[0023] 图1c为本发明所述球磨箱盖装配图；[0024] 图1d为本发明所述底盖和回粉、筛粉装置与筛粉箱体装配图；[0025] 图2a为本发明所述回粉装置和筛粉装置示意图；[0026] 图2b为本发明所述筛粉装置结构示意图；[0027] 图2c和图2d为本发明所述筛粉装置和回粉装置装配示意图；[0028] 图3a和图3b为本发明所述球磨箱体底盖打开示意图；[0029] 图4a、图4b和图4c为本发明所述回粉装置回粉示意图；[0030] 图5a和图5b为本发明所述筛选粉末流动性装置示意图；[0031] 图6a、图6b和图6c为本发明所述粉末及球磨珠送回球磨箱体示意图；[0032] 图7为本发明所述粉末及球磨珠流动到箱体底盖示意图。具体实施方式[0033] 下面结合附图进一步说明本发明。[0034] 参照附图：[0035] 实施例1本发明所述的一种用于超音速激光沉积的复合粉末制备设备，其特征在于，包括：[0036] 球磨装置，包括基座29、球磨箱以及搅拌机构，球磨箱设置于基座29的顶部，球磨箱的上部设有可与内部混合腔连通的进料口17以及通气口13，用于向混合腔内加料和通入保护气；球磨箱的底部设有可与混合腔连通的落粉口，用于将混合腔内的物质排入筛分装置内；所述搅拌机构的搅拌端从球磨箱的顶部伸入球磨箱的混合腔内，用于对混合腔内的物质进行混合；[0037] 筛粉装置，设置于基座29中部，并位于球磨装置的落粉口底部，包括筛粉外壳10、振动筛分部以及出粉控制部，所述筛粉外壳的上部与球磨装置的落粉口之间留有间隙；所述振动筛分部设置于筛粉外壳内部，其顶部设有进粉孔，底部布设出粉孔，用于对掉落于振动筛分部的物质进行筛分以获得所需粒径的粉末；所述出粉控制部设置于振动筛分部的下方，包括旋转驱动电机20、第一升降机构21和阻挡片30，所述旋转驱动电机20的输出轴与安装盘31相连，用于驱动安装盘带动振动筛分部转动；第一升降机构21固设于安装盘31上方，并且第一升降机构21的升降端通过第二轴承28与振动筛分部相连；所述阻挡片30固设于第二轴承28外部，并与振动筛分部的出粉孔贴紧，且所述阻挡片30上设有用于暴露振动筛分部出粉孔的缺口，通过调整阻挡片与出粉孔的相对位置控制筛粉装置的出粉；[0038] 回粉装置，包括箱体底盖移动机构和筛分装置升降装置，其中所述箱体底盖移动机构设置于基座29上部，包括水平驱动机构5和箱体底盖11，所述水平驱动机构5的水平伸缩端与箱体底盖11固连，用于带动箱体底盖11沿基座表面水平滑动；所述箱体底盖11设置于落粉口下方，并与球磨箱的底部紧密贴合，通过调整其插入筛粉外壳与落粉口之间的间隙的位置以控制落粉口的启闭；所述筛分装置升降装置设置于基座29下部，包括至少一个第二升降机构19，并且第二升降机构19的升降端与筛粉装置的振动筛分部固连，用于带动振动筛分部升降以控制其是否从落粉口伸入球磨箱的内腔；[0039] 以及储粉装置，设置于基座29的下部，并位于筛粉装置的出粉孔正下方，包括筛粉箱体8和粉末收集盒18，其中粉末收集盒18设置于筛粉箱体8内部，用于接收存从筛粉装置的出粉孔掉落的粉末。[0040] 所述球磨箱包括球磨箱体4和箱体上盖3，所述球磨箱体4的上部拆卸式安装箱体上盖3，所述球磨箱体4的底部设有落粉口，且球磨箱体4的内边缘设有落粉槽32，用于收集从筛粉装置回收的物质；所述箱体上盖3上设有送粉口17、安装孔和通气口13，并且送粉口配装进料口封盖16。[0041] 所述搅拌机构包括搅拌电机1、搅拌轴12和皮带2，搅拌轴12设置于球磨箱体4内腔，并通过第一轴承14与箱体上盖3相连接；所述搅拌电机1的输出轴以及搅拌轴12的上部均配装皮带轮，且两个皮带轮之间通过皮带2相互连接，用于实现搅拌电机1和搅拌轴12之间的动力传递。[0042] 所述基座29从上到下分为三个安装区，分别为球磨箱安装区、筛粉装置安装区以及储粉装置安装区，其中所述筛粉装置安装区拆卸式安装筛分装置封盖6，所述储粉装置安装区拆卸式安装粉末储存室封盖7和筛分箱体8。[0043] 所述振动筛分部包括粉珠筛分装置24、粉末粒径筛分装置25和流动性筛分装置26，所述粉珠筛分装置24、粉末粒径筛分装置25和流动性筛分装置26依次从上向下叠装在一起，其中粉珠筛分装置24、粉末粒径筛分装置25和流动性筛分装置26的筛孔孔径渐减。

[0044] 所述阻挡片30为一蝶形片。[0045] 所述水平驱动机构5、所述第一升降机构21、第二升降机构19均为液压油缸。[0046] 所述粉末收集盒18设有可与送粉器管路连通的送粉口，用于将粉末收集盒内的粉末输送至送粉器内。[0047] 所述球磨箱体4内放入至少一种研磨球。[0048] 所述振动筛分部还包括振动装置。[0049] 实施例2本发明所述一种用于超音速激光沉积的复合粉末制备装置，包括球磨装置、筛粉装置、回粉装置和储粉装置，所述球磨装置包括球磨箱体4、箱体上盖3、基座29、搅拌电机1、搅拌轴12和皮带2，所述箱体上盖3与搅拌轴12通过第一轴承14连接。由搅拌电机1通过皮带2带动搅拌轴12转动实现粉末球磨搅拌；[0050] 所述筛粉装置包括筛粉外壳10、粉珠筛分装置24、粉末粒径筛分装置23、流动性筛分装置22、第一升降机构21、旋转驱动电机20和阻挡片30；[0051] 所述回粉装置包括箱体底盖移动装置和筛网移动装置，所述箱体底盖移动装置包括箱体底盖11和水平驱动机构5，所述筛网移动装置包括至少一套第二升降机构19。[0052] 所述箱体底盖11与所述球磨箱体4底部紧密配合，箱体底盖11可以与球磨箱体4紧密滑动连接，也可以只是滑动配合，但是需保证箱体底盖11与球磨箱体4之间的密封性；水平驱动机构5为水平布置的液压油缸，通过控制箱体底盖11的水平移动使得粉末流出筛分，流入到筛粉装置中，通过珠粉筛分装置24上的第一筛孔25分离出球磨珠，通过粉末粒径筛分装置23上的第二筛孔26分离出不符合粒径的粉末，通过流动性筛分装置22筛选出流动性符合的粉末。[0053] 所述回粉装置可以使得球磨珠子和不符合的粉末自动送回到球磨箱体4中继续球磨，直到符合要求。[0054] 所述箱体上盖3有两个口，一个为送粉口17，可用第一螺母15拧上进料口封盖16密封；另一个为通保护气的通气口13。[0055] 所述球磨箱体4下部为中空，粉末球磨时，所述箱体底盖11封住下部的落粉口，球磨结束后，所述箱体底盖移动装置的水平驱动电机收缩，带动箱体底盖11从筛粉外壳的上部与球磨装置的落粉口之间的间隙抽出，使得落粉口开启，球磨箱体内的粉末以及研磨珠从落粉口流出进入到下方的所述筛粉装置中。[0056] 所述回粉装置由第二升降机构19带动，所述筛粉外壳10内与筛粉装置贴合，保证第一升降机构21启动时，粉末随筛粉装置一起上移到球磨箱体4中。[0057] 所述球磨箱体4内可放入至少一种研磨球。[0058] 所述筛粉机构上装有振动装置和流速检测装置，方便筛分复合粉末。[0059] 所述装置还包括粉末收集盒18，与所述筛粉箱体8的出口连接。[0060] 所述筛粉箱体8可打开，当球磨结束后，可以拧开第二螺母9，打开筛粉室封盖6可取出或更换所述不同粒径的筛网。打开粉末储存室封盖7可以取出和清理粉末收集盒18中的粉末。[0061] 所述流动性筛粉装置22与旋转驱动电机20相连，当粉末流动性符合时，则旋转驱动电机20转动，所述流动性筛粉装置22与蝶形的阻挡片位置发生偏移，使得流动性筛粉装置22底部的出粉孔27露出，从而使得流动性筛粉装置22内符合粒径要求的粉末从出粉孔27中流入到所述粉末收集盒18中。[0062] 所述粉末收集盒18可与送粉器连接，直接将制备好的复合粉末送入送粉器中进行下一步实验。[0063] 实施例3图1a、1b、1c、1d为本发明所述用于超音速激光沉积的复合粉末制备装置结构示意图。[0064] 所述球磨箱体4分别是由箱体上盖3和箱体底盖11封闭。所述球磨箱体4内设置有至少一种研磨球，可以为两种或以上不同形状或大小的研磨球，通过不同大小或形状的研磨球在箱体4内与粉末互相碰撞和摩擦，可以提高粉末与增强体物质之间的结合，提高复合粉末生成率。[0065] 所述箱体上盖3与搅拌轴12通过第一轴承14相连接，搅拌轴12通过皮带2与搅拌电机1相连，由搅拌电机1带动搅拌轴12转动。所述箱体上盖3分别有进料口17和通气口13。进料口17在工作中时用进料口封盖16通过第一螺母15封住。[0066] 所述箱体底盖11与水平驱动机构5相连接。水平驱动机构5收缩带动箱体底盖11向左移动，用来打开球磨箱体，如图3a和图3b所示，使球磨结束后的粉末可以流出进入下一个装置。基座的筛粉装置安装区以及储粉装置安装区装有筛粉装置、回粉装置和储粉装置。[0067] 所述筛粉箱体8可打开，当球磨结束后，可以拧开第二螺母9，打开筛粉室封盖6可取出或更换所述不同粒径的筛，打开粉末储存室封盖7可以取出和清理粉末收集盘18中的粉末。[0068] 所述箱体底盖11通过水平驱动机构5控制移动，打开箱体底部，粉末从箱体下端流出，进入到筛粉箱体8中，如图3a、3b所示。粉末分别通过粉珠筛分装置24、粉末粒径筛分装置23、流动性检测装置22，筛粉装置具有振动效果，使筛粉更加方便。粉珠筛分装置24上有大直径的第一筛孔25，用来筛出球磨珠和粉末。球磨珠留在粉珠筛分装置24上，粉末则进入下一个粉末粒径筛分装置23中，粉末粒径筛分装置23上有小直径的第二筛孔26，用来筛出指定粒径的粉末，大粒径粉末留在粉末粒径筛分装置23上，小粒径粉末进入流动性检测装置22，当粉末流动性合格时，就会通过筛孔27进入到粉末收集装置18，实现粉末储存，如图2a、2b、2c、2d所示。

[0069] 所述粉末收集盘18可以与送粉器相连接，当复合粉末生成后直接送入送粉器中进行超音速激光沉积实验。当粉末流动性不合格时，旋转驱动电机20就会启动，转动第一升降气缸21，流动性检测装置22上的出粉孔27就会被封闭住，如图5a和5b所示。[0070] 所述筛粉箱体8中粉末筛选完毕时，球磨不良好的粉末和球磨珠需要送回到球磨箱体4中重新球磨，此时，通过水平驱动机构5打开箱体底盖11，然后通过第二升降机构19和第一升降机构21推动所述回粉装置上升到箱体4中，如图4a、4b、4c所示。所述筛粉装置上的粉末和珠子通过筛网的振动以及通的保护气的吹力下会从筛网下落到球磨箱体4边缘的落粉槽中，如图6a所示。然后第二升降机构19和第一升降机构21收缩，使得所述回粉装置下降，同时水平驱动机构5启动，推动箱体底盖11封住球磨箱体4的下端口。如图6b、6c所示。然后启动搅拌电机1带动搅拌轴12转动，使得粉末能从所述球磨箱体4边缘的落粉槽中送到箱体底盖上，使得继续球磨，如图7所示。[0071] 本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也包括本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。