熱軌跡始終與待熔覆表面外輪廓形狀保持一致，并且線圈始終距離待熔覆表面5?10mm，利用紅外測溫探頭控制熔覆區(qū)域被感應加熱溫度為800°C，線圈持續(xù)加熱熔覆區(qū)域至熔覆結(jié)束；
[0080]最后，待一個曲軸表面熔覆結(jié)束時，同時關閉CO2激光器、數(shù)控操作裝置、超聲波發(fā)生器與輪廓跟蹤電磁感應加熱器。然后，關閉氬氣氣瓶及同步送粉器，將曲軸350°C保溫lh，之后隨爐冷卻。待溫度冷卻至室溫時開始熔覆第二個曲軸待熔覆表面，步驟同上，直至四個曲軸待fe覆表面完成梯度耐磨涂層的制備；
[0081]超聲振動裝置工作參數(shù)同實施例1;
[0082]輪廓跟蹤電磁感應加熱器工作參數(shù)同實施例1。
[0083]以汽車變速箱階梯軸為實施例3，具體實施方法如下:
[0084]如圖4所示，汽車變速箱階梯軸表面激光熔覆制備梯度耐磨涂層的示意圖，涉及一種超聲振動與輪廓跟蹤電磁感應加熱輔助激光熔覆制備梯度耐磨涂層的系統(tǒng)，其包括數(shù)控操作設備1、數(shù)控電腦2、C02激光器3、三爪卡盤4、汽車變速箱階梯軸5、激光折射鏡6、同軸送粉激光頭7、工具頭8、氬氣氣瓶9、同步送粉器10、變幅桿11、換能器12、定位夾具13、水平移動平臺14、超聲波發(fā)生器15、電磁感應加熱線圈16、紅外測溫探頭17、數(shù)控工作臺18、三爪輔助夾具20;
[0085]所述數(shù)控操作設備1、CO2激光器3、三爪卡盤4、激光折射鏡6、同軸送粉激光頭7、數(shù)控工作臺18組成CO2激光器數(shù)控加工裝置，CO2激光器3發(fā)出的激光束經(jīng)過激光折射鏡6與同軸送粉激光頭7照射到汽車變速箱階梯軸5的待熔覆表面，數(shù)控操作設備I控制數(shù)控工作臺
18、三爪卡盤4與同軸送粉激光頭7的運動方式；
[0086]所述超聲波發(fā)生器15、水平移動平臺14、定位夾具13、換能器12、變幅桿11、工具頭8組成超聲波振動裝置，換能器12、變幅桿11與工具頭8依次相連組成振動單元，超聲波發(fā)生器15通過信號傳輸線連接振動單元，振動單元通過定位夾具13與水平移動平臺14固定，水平移動平臺14再與CO2激光器數(shù)控加工裝置的數(shù)控工作臺18固定，以上均通過螺栓固定；
[0087]所述紅外測溫探頭17、電磁感應加熱線圈16和數(shù)控電腦2組成輪廓跟蹤電磁感應加熱器，數(shù)控電腦2通過信號傳輸線連接紅外測溫探頭17與電磁感應加熱線圈16。通過數(shù)控電腦2控制電磁感應加熱線圈16的加熱軌跡與待熔覆表面外輪廓保持一致且線圈始終距離待熔覆表面5?10mm，紅外測溫探頭17則把線圈加熱溫度實時傳回數(shù)控電腦2以便實現(xiàn)溫度控制；
[0088]所述氬氣氣瓶9分別與同軸送粉激光頭7和同步送粉器10相連，同步送粉器10與同軸送粉激光頭7相連，氬氣氣瓶9通過同軸送粉激光頭7向汽車變速箱階梯軸5的熔覆區(qū)域吹送氬氣保護氣，同步送粉器10通過同軸送粉激光頭7向汽車變速箱階梯軸5的熔覆區(qū)域吹送熔覆粉末；
[0089]所述定位夾具13包括一個定位基板22、四個基板緊固螺母23、四個基板緊固螺栓
24、一個基板高度鎖緊螺母25、一個高度調(diào)節(jié)螺柱26、一個下夾緊塊27、兩個導向定位螺柱28、一個上夾緊塊29、兩個夾緊螺釘30、一個下夾緊塊高度鎖緊螺母31、兩個導向鎖緊螺母32、兩個導向鎖緊墊片33、四個基板緊固墊片34、兩個夾緊墊片35。其中定位基板22通過四個基板緊固螺母23、四個基板緊固螺栓24與四個基板緊固墊片34與水平移動平臺14固定，定位基板22與下夾緊塊27通過高度調(diào)節(jié)螺柱26相連。當高度調(diào)節(jié)完畢時，將兩個導向定位螺柱28通過兩個導向鎖緊螺母32和兩個導向鎖緊墊片33與定位基板22相固定。將振動單元裝夾于上夾緊塊29與下夾緊塊27中間的夾緊孔中，通過兩個夾緊螺釘30與兩個夾緊墊片35實現(xiàn)夾緊。該定位夾具13可以實現(xiàn)工具頭8高度方向上的調(diào)節(jié)，并確保工具頭8始終垂直于汽車變速箱階梯軸5的中軸線，水平移動平臺14可使工具頭8實現(xiàn)在水平面上的單向運動；
[0090]所述水平移動平臺14，其主要由X軸T型移動臺36、X軸移動旋轉(zhuǎn)把手37、XY軸移動導向臺38、Y軸移動旋轉(zhuǎn)把手39、Y軸移動臺40、四個緊固螺栓41組成。其中X軸移動旋轉(zhuǎn)把手37與Y軸移動旋轉(zhuǎn)把手39分別控制水平移動工作臺的X軸與Y軸的移動，水平移動平臺14通過四個緊固螺栓41與CO2激光器數(shù)控加工裝置的數(shù)控工作臺18相固定；
[0091 ]所述三爪輔助夾具20安裝在汽車變速箱階梯軸5尾部，然后將汽車變速箱階梯軸5裝夾于三爪卡盤4上；
[0092]首先，配制底層Co50+0.15%CeO2粉末、過渡層Co50+0.25%Ce02+6%Ni/WC粉末與耐磨層(>)50+0.4%0602+12%附/￥(]粉末，將配制好的恪覆粉末放入球磨機混合20111；[11，球磨后將粉末80°C干燥2h;
[0093]其次，對汽車變速箱階梯軸進行預處理，用砂紙打磨階梯軸待熔覆表面以去除雜質(zhì)，然后用丙酮擦洗并烘干。在汽車變速箱階梯軸尾部安裝三爪輔助夾具，300°C預熱lh。水平移動平臺與CO2激光器數(shù)控加工設備的工作臺固定，超聲振動裝置通過定位夾具與水平移動平臺相固定；
[0094]再次，將預熱后的汽車變速箱階梯軸裝夾在三爪卡盤上，利用水平二軸工作臺將工具頭壓緊在曲軸上，打開同步送粉器與氬氣氣瓶，啟動CO2激光器、數(shù)控操作設備、超聲波發(fā)生器與輪廓跟蹤電磁感應加熱器，在階梯軸待熔覆表面激光熔覆制備梯度耐磨涂層。數(shù)控操作設備控制數(shù)控工作臺、三爪卡盤與同軸送分激光頭按數(shù)控程序進行運動。采用Co50+0.15% CeO2粉末熔覆底層，第二、三層為過渡層采用Co50+0.25%Ce02+6%Ni/WC粉末制備，采用Co50+0.4%Ce02+12%Ni/WC粉末制備外表面的耐磨層。氬氣氣瓶持續(xù)為同軸送粉激光頭與同步送粉器供氣，同步送粉器通過同軸送粉激光頭向熔覆區(qū)域持續(xù)吹送熔覆粉末，氬氣氣瓶通過同軸送粉激光頭向汽車變速箱階梯軸的熔覆區(qū)域吹送氬氣保護氣，送粉氣與保護氣流量分別為700L/h與14L/min。工具頭對汽車變速箱階梯軸靠近熔覆區(qū)的區(qū)域持續(xù)施加超聲振動，振動頻率為15kHz O輪廓跟蹤電磁感應加熱器通過數(shù)控電腦控制線圈加熱的軌跡始終與待熔覆表面外輪廓形狀保持一致，并且線圈始終距離待熔覆表面5?10mm，利用紅外測溫探頭控制熔覆區(qū)域被感應加熱溫度為800°C，線圈持續(xù)加熱熔覆區(qū)至熔覆結(jié)束；
[0095]最后，待一個階梯軸頸表面熔覆結(jié)束時，同時關閉CO2激光器、數(shù)控操作裝置、超聲波發(fā)生器與輪廓跟蹤電磁感應加熱器。然后，關閉氬氣氣瓶及同步送粉器，將階梯軸330°C保溫lh，之后隨爐冷卻。待溫度冷卻至室溫時開始熔覆第二個階梯軸頸待熔覆表面，直至所有階梯軸待熔覆表面完成梯度耐磨涂層的制備，步驟同上；
[0096]超聲振動工作參數(shù)同實施例1;
[0097]電磁感應加熱裝置工作參數(shù)同實施例1。
[0098]如圖5所示，本發(fā)明中梯度耐磨涂層由abed四層組成，其中層a為耐磨層，層b為第二過渡層，層c為第一過渡層，層d為底層，e為熔覆基體。
[0099]如圖6所示，工具頭8、變幅桿11、換能器12、定位夾具13與水平移動平臺14組成超聲振動的工作部分。其中工具頭8、變幅桿11與換能器12組成振動單元。振動單元裝夾于定位夾具13之上，定位夾具13與水平移動平臺14通過緊固螺栓固定。旋轉(zhuǎn)水平移動平臺14的旋轉(zhuǎn)把手可以實現(xiàn)工具頭在水平面上的單向運動。
[0100]如圖7所示，本發(fā)明設計的定位夾具包括一個定位基板22、四個基板緊固螺母23、四個基板緊固螺栓24、一個基板高度鎖緊螺母25、一個高度調(diào)節(jié)螺柱26、一個下夾緊塊27、兩個導向定位螺柱28、一個上夾緊塊29、兩個夾緊螺釘30、一個下夾緊塊高度鎖緊螺母31、兩個導向鎖緊螺母32、兩個導向鎖緊墊片33、四個基板緊固墊片34、兩個夾緊墊片35。其中定位基板22通過四個基板緊固螺母23、四個基板緊固螺栓24、四個基板緊固墊片34與水平移動平臺14相固定，定位基板22與下夾緊塊27通過高度調(diào)節(jié)螺柱26相連。當高度調(diào)節(jié)完畢時，將下夾緊塊高度鎖緊螺母31與基板高度鎖緊螺母25旋緊，將兩個導向定位螺柱28通過兩個導向鎖緊螺母32和兩個導向鎖緊墊片33與定位基板22相固定。將振動單元裝夾于上夾緊塊29與下夾緊塊27中間的夾緊孔中，通過兩個夾緊螺釘30與兩個夾緊墊片35實現(xiàn)夾緊。
[0101]如圖8所示，本發(fā)明使用的水平移動平臺14，其主要由X軸T型移動臺36、X軸移動旋轉(zhuǎn)把手37、XY軸移動導向臺38、Y軸移動旋轉(zhuǎn)把手39、Y軸移動臺40、四個緊固螺栓41組成。其中X軸移動旋轉(zhuǎn)把手37與Y軸移動旋轉(zhuǎn)把手39分別控制水平移動工作臺的X軸與Y軸的移動，水平移動平臺14通過四個緊固螺栓41與CO2激光器數(shù)控加工裝置的數(shù)控工作臺18相固定。
[0102]如圖12所示，針對高壓油栗凸輪軸凸輪形狀設計的邊緣防塌陷保護夾具21，其中42為夾緊螺釘。使用時將該保護夾具21安裝于凸輪靠近軸端一側(cè)的端面，利用夾緊螺釘42實現(xiàn)保護套的夾緊。
[0103]如圖13所示，針對高壓油栗凸輪軸凸輪形狀設計的邊緣防塌陷保護夾具19，其中42為夾緊螺釘，43為三個形狀完全相同的夾緊塊。使用時將該保護夾具19的三個夾緊塊43安裝于待熔覆凸輪靠近另一凸輪一側(cè)的端面，利用夾緊螺釘42實現(xiàn)保護套的夾緊。
[0104]如圖14所示為，高壓油栗凸輪軸尾部三爪輔助夾具示意圖。夾具與凸輪軸尾部通過螺紋連接，防止三爪卡盤在夾緊與旋轉(zhuǎn)過程中損傷凸輪軸表面。
[0105]如圖15所示，汽車發(fā)動機曲軸的尾部三爪輔助夾具示意圖。夾具與曲軸尾部鍵連接，防止三爪卡盤在夾緊與旋轉(zhuǎn)過程中損傷曲軸表面。
[0106]如圖16所示，汽車變速箱階梯軸尾部三爪輔助夾具示意圖。夾具與階梯軸尾部鍵