粉末冶金法高通量制备与表征铝合金材料的装置及方法制造方法及图纸

一种粉末冶金法高通量制备与表征铝合金材料的装置及方法，属于粉末冶金领域。采用一种计算机控制的多通道进料系统分别将润滑剂和原料粉末按照设定的含量注入到混料系统中，然后将混合粉送入自动压机中，或依次收集至真空包套并进行冷等静压，可得到具有梯度成分的生坯。将得到的压制样品进行常规烧结，固溶和时效处理，得到具有梯度成分分布的铝合金块体材料。再对该材料的各部分进行硬度测试、CT扫描以及扫描电镜分析，可快速得到铝合金各部分的致密度和硬度等性能，筛选出致密度高的铝合金成分，从而达到铝合金的成分优化。本发明专利技术可极大缩短粉末冶金铝合金的成分及其对应的润滑剂成分的设计与优化过程，根据不同的使用需求快速的确定铝合金成分。

Device and method for high throughput preparation and characterization of aluminum alloy materials by powder metallurgy

A device and method for high throughput preparation and characterization of aluminum alloy materials by powder metallurgy, which belong to the field of powder metallurgy. Using a computer controlled multi channel feed system respectively the lubricant and raw material powder according to the setting of the content into the mixing system, then the mixed powder into the automatic press, or turn to collect the vacuum packing and cold isostatic pressing, can be green with gradient composition. Aluminum alloy block materials with gradient distribution are obtained by conventional sintering, solid solution and aging treatment. Hardness testing, CT scanning and SEM analysis of all parts of the material can quickly get the properties of aluminum alloy's density and hardness, and screen out the aluminum alloy composition with high density, so as to achieve the optimization of aluminum alloy composition. The invention can greatly shorten the design and optimization process of composition and corresponding lubricant components of powder metallurgy aluminum alloy, and rapidly determine the composition of aluminum alloy according to different requirements.

【技术实现步骤摘要】
粉末冶金法高通量制备与表征铝合金材料的装置及方法
本专利技术涉及一种粉末冶金法高通量制备与表征铝合金材料的装置及方法，属于粉末冶金法制备金属零部件的
，主要用于多元粉末冶金材料的成分设计与优化。
技术介绍
铝合金密度低、比强度高、塑性好、具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，广泛应用于航空航天、电力电子、建筑等工业领域。近些年来，汽车的轻型化发展、可穿戴电子产品的兴起对小型铝合金零部件的需求越来越大。然而，采用机械加工工艺制备小型复杂零部件材料利用率低、加工成本高，不适合批量生产，而铸造工艺的成形复杂形状的能力、精度均不能满足实际需求，且由于铸造组织不均匀会影响产品表面状态和表面处理工艺。3D打印等方法也不适用于批量生产。采用粉末冶金法可以实现铝合金的大批量高效制备。但由于铝粉表面包含有一层致密的氧化物薄膜，使其烧结致密化困难。目前采用粉末冶金法制备零部件多采用少数几种合金粉，价格昂贵，其零部件的性能较低。因此，迫切需要发展低成本、高性能、可以批量生产、且能满足不同使用需求的粉末冶金铝合金零部件的制备技术。传统的粉末冶金铝合金的原材料主要采用合金分粉末，且这些合金粉的成分多是根据已本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粉末冶金法高通量制备与表征铝合金材料的装置，其特征在于包括有机物组元储存罐(1)、蠕动泵(2)、计算机(3)、润滑剂组元输送通道(4)、润滑剂溶液储存罐(5)、高压气体(6)、雾化喷嘴通道(7)、锥形混料器(8)、控温装置(9)、气力输送装置(10)、原料粉末储存罐(11)、粉末收成罐(12)、分料器(13)、粉末扬尘性采集单元(14)、粉末流动性和松装密度采集单元(15)、传动带(16)、粉末回收罐(17)、中间料靴(18)、全自动压机或冷等静压机(19)、尺寸采集单元(20)、重量采集单元(21)；有机物组元储存罐(1)通过蠕动泵(2)经润滑剂组元输送通道(4)与液储存罐(5)相连；原...

【技术特征摘要】
1.一种粉末冶金法高通量制备与表征铝合金材料的装置，其特征在于包括有机物组元储存罐(1)、蠕动泵(2)、计算机(3)、润滑剂组元输送通道(4)、润滑剂溶液储存罐(5)、高压气体(6)、雾化喷嘴通道(7)、锥形混料器(8)、控温装置(9)、气力输送装置(10)、原料粉末储存罐(11)、粉末收成罐(12)、分料器(13)、粉末扬尘性采集单元(14)、粉末流动性和松装密度采集单元(15)、传动带(16)、粉末回收罐(17)、中间料靴(18)、全自动压机或冷等静压机(19)、尺寸采集单元(20)、重量采集单元(21)；有机物组元储存罐(1)通过蠕动泵(2)经润滑剂组元输送通道(4)与液储存罐(5)相连；原料粉末储存罐(11)通过雾化喷嘴通道(7)连接锥形混料器(8)，润滑剂溶液储存罐(5)通过蠕动泵(2)连接锥形混料器(8)；每一锥形混料器均装有电热套加热模块、控温装置、入气通道、气体调控装置；锥形混料器(8)下端与收粉装置(12)连接；收粉装置(12)通过下端连接的分料器(13)与粉末扬尘性采集单元(14)、粉末流动性和松装密度采集单元(15)、中间料靴(18)相连；中间料靴(18)与全自动压机或冷等静压机(19)相连；全自动压机(19)通过传送带与尺寸采集单元(20)和重量采集单元(21)相连。2.一种使用如权利要求1所述装置高通量制备与表征铝合金材料的方法，其特征在于首先将不同的有机物组元溶解在溶剂中并储存在有机物组元储存罐(1)内，蠕动泵(2)在计算机(4)的控制下通过润滑剂组元输送通道(4)向不同的润滑剂溶液储存罐(5)内加注不同的有机物组元，其中各有机物组元的加注量由计算机控制，有机物组元混合均匀后得到不同配方的润滑剂溶液；原料粉末通过雾化喷嘴通道进入到锥形混料器，润滑剂溶液通过蠕动泵进入锥形混料器；原料粉末和润滑剂的混合物在锥形混料器内混合和干燥、干燥温度60-100℃；同时，惰性高压气体同样通过雾化喷嘴通道进入雾化室、气体压力0.1-0.3MPa，并将润滑剂溶液雾化后喷洒进锥形混料器(8)；每一锥形混料器均装有电热套加热模块、控温装置、入气通道、气体调控装置，温度和气氛均由计算机进行控制和实时监测；锥形混料器(8)下端与收粉装置(12)连接，收粉装置(12)下端连接分料器(13)，从分料器(13)出来的粉末大部分进入中间料靴(18)，在全自动压机(19)上进行压制，得到铝基粉末压坯，进而制备铝合金材料产品；少量含有润滑剂的混合粉末根据需要进入不同的检测通道进行粉末性能及压制性能分析；粉末扬尘性采集单元(14)和粉末流动性和松装密度采集单元(15)用于分析粉末的物理特性；粉末扬尘性采集单元出来的粉末采集粉末扬尘性后经传送带进入到粉末回收罐(17)；松装密度采集单元出来的粉末采集松装密度后也经进入传送带进入到粉末回收罐(17)；压坯通过传送带进入尺寸采集单元(20)和重量采集单元(21)，从而得到压坯密度，以便进行压缩性评价；通过粉末性能及压制性能分析调整粉末的粒度。...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴茂，杜志渊，邱婷婷，曲选辉，章林，任淑彬，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京,11