(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210897284.3 (22)申请日 2022.07.28 (71)申请人 浙江工业大 学 地址 310014 浙江省杭州市拱 墅区潮王路 18号 (72)发明人 姚建华　杨珍珍　吴国龙　张群莉　 王梁　董刚　姚喆赫　杨高林　 李波　 (74)专利代理 机构 杭州天正专利事务所有限公 司 33201 专利代理师 杨东炜 (51)Int.Cl. B23K 26/00(2014.01) B23K 26/352(2014.01) B23K 26/70(2014.01)C25F 3/16(2006.01) C25F 3/26(2006.01) C25F 7/00(2006.01) (54)发明名称 一种激光辅助等离 子体电化学 抛光的装置 (57)摘要 一种激光辅助等离子体电化学抛光的装置， 该装置是在浸入式等离子体电解抛光技术的基 础上依靠激光辅助， 包括： 脉冲激光器、 冷却槽、 抛光槽、 阴极螺栓、 热电偶测温仪、 电热管、 工件 夹具、 阳极连接板、 阳极螺栓、 脉冲电源、 固定支 架、 固定梁、 观察玻璃、 玻璃卡槽。 本发明采用同 轴激光辅助， 加快传统等离子体电化学抛光的效 率， 使激光束经过聚集形成光斑垂直辐 照工件表 面， 实现定点辅助等离子抛光工件， 通过控制激 光光斑的扫描路径来控制定点抛光位置， 可实时 检测抛光过程中的温度， 维持反应恒温， 实时观 察抛光过程和抛光质量， 整个装置能够提高等离 子电化学抛光的效率和工件表面质量， 快速高 效， 安全可 行， 能满足未来大工业的应用。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 115533297 A 2022.12.30 CN 115533297 A 1.一种激光辅助等离子体电化学抛光的装置， 其特征在于： 包括脉冲激光器(1)、 冷却 槽(15)、 抛光槽(9)和脉冲电源(7)； 所述冷却槽(15)为内部中空且上端开口的矩形箱体， 冷却槽(15)内部悬挂有抛光槽 (9)， 冷却槽(15)的内壁与抛光槽(9)的外壁之间填充有冷却液， 抛光槽(9)内设有抛光液； 抛光槽(9)的上方设有固定架(2)， 固定架(2)上设有阳极连接板(3)和热电偶测温仪(4)， 热 电偶测温仪(4)的测试端置于抛光槽(9)中； 阳极连接板(3)的上端通过阳极螺栓(16)与固 定架(2)连接， 阳极连接板(3)的下端伸入抛光槽(9)内并连接有用于固定待加 工工件的工 件夹具(17)， 抛光槽(9)内且位于工件夹具(17)的下方设有加热管(18)， 加热管(18)加热温 度达到80℃左右实现抛光液抛光条件， 热电偶测温仪(14)实时获取整个抛光液的初始温度 和抛光过程中的温度； 所述冷却槽(15)的上端且位于抛光槽(9)的左右两侧分别设有一根 固定杆(5)， 固定杆 (5)的两端分别 搭接在冷却槽(15)的前侧上端和后侧上端上； 抛光槽(9)的前侧上端、 后侧 上端分别设有与两根固定杆(5)配合 挂接的翻边， 翻边上设有阴极螺 栓(8)； 所述脉冲电源(7)的阳极由阳极螺栓(16)与阳极连接板(3)连接， 脉冲电源(7)的阴极 通过阴极螺栓(8)与抛光槽(9)连接； 抛光槽(9)、 阳极连接板(3)均为导电材料； 工件夹(17) 与工件和阳极连接板(3)连接部位为导电材料， 其余部位为绝缘处理； 固定梁(2)和固定杆 (5)为绝缘材料； 抛光槽(9)的前侧壁设有玻璃卡槽A(10)， 玻璃 卡槽A(10)内装有观 察玻璃A (12)； 冷却槽(15)的前侧壁与玻璃卡槽A(10)相对应的位置设有玻璃卡槽B(14)， 玻璃卡槽B (14)内装有观察玻璃B(13)； 所述脉冲激光器(1)的激光光路正垂直于待加工工件表面， 脉冲激光器(1)与机械臂连 接， 机械臂能带动脉冲激光器(1)在XYZ方向上移动， 以控制光斑大小。 2.如权利要求1所述的一种激光辅助等离子体电化学抛光的装置， 其特征在于： 所述冷 却槽(15)的右侧壁设有进水口(6)， 冷却槽(15)的左侧壁设有出水口(11)， 且出水口(11)的 位置高于进水口(6)的位置； 进水口(6)、 出 水口(11)之间连接有循环泵。 3.如权利要求1所述的一种激光辅助等离子体电化学抛光的装置， 其特征在于： 所述固 定架(2)包括横梁， 横梁的左右两端分别设有向下延伸的竖杆， 竖杆与冷却槽(15)的左右侧 壁通过螺栓连接。 4.如权利要求1所述的一种激光辅助等离子体电化学抛光的装置， 其特征在于： 所述冷 却槽(15)的底面四个角分别连接有一个支 柱， 支柱支撑在地 面上。 5.如权利要求1所述的一种激光辅助等离子体电化学抛光的装置， 其特征在于： 所述固 定梁(2)和固定杆(5)均为绝缘木质材料制成； 抛光槽(9)为不锈钢材料制成； 工件夹具 (17)、 阳极连接 板(3)均导电铜材 料制成， 工件夹具(17)表面涂有环氧树脂做绝 缘密封。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115533297 A 2一种激光辅助等离 子体电化学 抛光的装 置 技术领域 [0001]本发明涉及超精密电化学抛光领域， 尤其涉及一种激光辅助等离子体电化学抛光 的装置， 用于 镍基高温合金、 钴铬钼合金以及难加工合金表面的抛光。 背景技术 [0002]基于等离子体电化学抛光的方法是一种气体放电与化学反应相互作用的复合加 工工艺， 是在高压的作用下， 对浸入抛光液的金属工件表面产生气体层进 行的抛光技术， 可 以进行大面积的抛光， 同时它不会损伤材料的亚表面， 实现高精密的表面处理加工， 目前其 应用前景可观。 然而这种抛光技术目前仅可以实现于不锈钢、 铜合金、 铝合金和钛合金这几 种材料， 其对锌合金、 镍基高温合金和钴铬钼合金的抛光仍需进一步探究， 并且其抛光的可 选择性比较低。 激光抛光是是一种非接触式材料表面抛光技术,可以在不损耗自身材料 的 情况下， 它用一定能量密度的激光束辐照特定工件， 使其表面一薄层物质熔化或蒸发而获 得光滑表面， 但现阶段激光抛光对一些需要保护气氛围的金属抛光的工作条件要求比较严 苛。 所以等离 子体电化学 抛光技术和激光抛光 技术都存在各自挑战。 发明内容 [0003]为克服上述问题， 本发明提供一种激光辅助等离子体电化学抛光的装置， 该装置 可以将两种 抛光技术结合起来， 既满足了激光抛光对一些金属的严苛条件， 也可以解决目 前等离子电化学抛光过程中的可抛光金属种类少的问题， 使激光束实现定点辅助等离子抛 光工件， 可通过控制 激光光斑的扫描路径来控制 定点抛光位置， 进而提高了整个抛光过程 中的效率， 具有抛光成本低、 快速高效、 能够满足 实验需求和工业应用等特点。 [0004]本发明采用的技术方案是： 一种激光辅助等离子体电化学抛光的装置， 包括脉冲 激光器、 冷却槽、 抛光槽和脉冲电源； [0005]所述冷却槽为内部中空且上端开口的矩形箱体， 冷却槽内部悬挂有抛光槽， 冷却 槽的内壁与抛光槽的外壁之间填充有冷却液， 抛光槽内设有抛光液； 抛光槽的上方设有固 定架， 固定架上设有 阳极连接板和热电偶测温仪， 热电偶测温仪的测试端置于抛光槽中； 阳 极连接板的上端通过阳极螺栓与固定架连接， 阳极连接板的下端伸入抛光槽内并连接有用 于固定待加工工件的工件夹具， 抛光槽内且位于工件夹具 的下方设有加热管， 加热管加热 温度达到80℃左右实现抛光液抛光条件， 热电偶测温仪实时获取整个抛光液的初始温度和 抛光过程中的温度； [0006]所述冷却槽的上端且位于抛光槽的左右两侧分别设有一根固定杆， 固定杆的两端 分别搭接在冷却槽的前侧上端和后侧上端上； 抛光槽的前侧上端、 后侧上端分别设有与两 根固定杆配合 挂接的翻边， 翻边上设有阴极螺 栓； [0007]所述脉冲电源的阳极由阳极螺栓与阳极连接板连接， 脉冲电源的阴极通过阴极螺 栓与抛光槽连接； 抛光槽、 阳极连接板均为导电材料； 工件夹与工件和阳极连接板连接部位 为导电材料， 其余部位为绝缘处理； 固定梁和固定杆为绝缘材料； 抛光槽的前侧壁设有玻璃说　明　书 1/4 页 3 CN 115533297 A 3