【技术实现步骤摘要】
多组元径向功能梯度材料设备的熔体流速调节系统及方法
本专利技术属于材料加工制备领域，尤其涉及一种用于化学成分沿径向连续梯度变化的大尺寸多组元合金、树脂、玻璃等材料的管材、棒材、实/空心碟、盘的多组元径向功能梯度材料设备的熔体流速调节系统及方法。
技术介绍
航天、核聚变等苛刻服役条件下成分均一的材料以无法满足需求，为克服环境骤变对材料性能的变化需求，复合材料应运而生。传统的复合材料通过热压、焊接等手段制备，由于材料各部分间差异较大，存在着易产生缺陷性能较差等问题。功能梯度材料是指材料的组成、结构、孔隙率等要素由一侧向另一侧连续变化，使材料的物理、化学、力学等性能发生连续变化，从而适应不同环境要求的具有特殊功能的一类新型复合材料。一般认为，功能梯度材料及零部件无法通过常规冶金方法制备。目前，功能梯度材料主要通过气相沉积、等离子喷涂、磁控溅射、粉末冶金、激光熔覆、增材制造等方法制备，然而现存技术存在着制备材料尺寸受限、生产成本高效率低、易产生宏观开裂、无法按需设计成分等问题。
技术实现思路
本专利技术公开了多组...
【技术保护点】
1.一种多组元径向功能梯度材料设备的熔体流速调节系统，其特征在于，所述调节系统包括：原料存储罐、混合漏斗、螺旋杆熔炼机、离心铸造机、温度传感器和控制平台，/n其中，所述原料存储罐，用于存储制备多组元径向梯度材料的原料；/n所述混合漏斗，用于对从存储罐中进入的物料进行混合并控制原料以不同速度进入螺旋杆熔炼机；/n所述螺旋杆熔炼机，用于将混合漏斗中不同化学配比的原料按进料顺序先后融化防止熔体长程扩散，并控制以适合速度控制流出；/n所述离心铸造机，用于将成分梯度变化的熔体通过离心铸造方式凝固成为径向成分梯度材料；/n所述温度传感器，用于监控离心铸造离心铸造机离心机腔体的外表面温度...
【技术特征摘要】
1.一种多组元径向功能梯度材料设备的熔体流速调节系统，其特征在于，所述调节系统包括：原料存储罐、混合漏斗、螺旋杆熔炼机、离心铸造机、温度传感器和控制平台，
其中，所述原料存储罐，用于存储制备多组元径向梯度材料的原料；
所述混合漏斗，用于对从存储罐中进入的物料进行混合并控制原料以不同速度进入螺旋杆熔炼机；
所述螺旋杆熔炼机，用于将混合漏斗中不同化学配比的原料按进料顺序先后融化防止熔体长程扩散，并控制以适合速度控制流出；
所述离心铸造机，用于将成分梯度变化的熔体通过离心铸造方式凝固成为径向成分梯度材料；
所述温度传感器，用于监控离心铸造离心铸造机离心机腔体的外表面温度，并发送给控制平台；
所述控制平台，用于根据所需制备成分径向梯度管材的成分梯度以及各组元梯度材料厚度，结合温度传感器反馈的实时数据，求出螺杆末端熔体的最佳流速并反馈给送料端。
2.根据权利要求1所述的调节系统，其特征在于，所述原料存储罐与所述混合漏斗密封连接，所述混合漏斗通过管路与所述螺旋杆熔炼机的入料口连接，所述螺旋杆熔炼机的出料口与所述离心铸造机的入料口连接，
所述温度传感器设置在离心铸造机的离心机腔体内，并与所述控制平台连接。
3.根据权利要求1所述的调节系统，其特征在于，所述控制平台包括升降模组、进料阀、工控机和流速控制阀；
其中，所述升降模组设置在所述螺旋杆熔炼机的顶部，并与所述螺旋杆熔炼机的螺旋杆连接，
所述进料阀设置在所述混合漏斗与所述螺旋杆熔炼机的入料口之间的管路上，
所述流速控制阀设置在所述螺旋杆熔炼机的出料口处，
所述升降模组、进料阀和流速控制阀与所述工控机控制连接。
4.一种采用如权利要求1-3任意一项所述的多组元径向功能梯度材料设备的熔体流速调节系统的调节方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：
S1)按照设计所需制备多组元径向功能梯度材料的成分以及管壁厚度选取所需原料，并将各个原料分别置于各个原料存储罐中备用；
S2)控制平台根据所需制备多组元径向功能梯度管材的成分以及管壁厚度，求出熔体的流速V，并将流速V发送混合漏斗、螺旋杆熔炼机和离心铸造机；
S3)混合漏斗接收到控制平台指令按照多组元径向功能梯度管材的成分以及管壁厚度配料并均匀混合后向螺旋杆熔炼机输送原料；
S4)原料进入螺旋杆熔炼机的熔腔后受紧贴熔腔内壁且垂直向下旋转的螺旋杆的分...
【专利技术属性】
技术研发人员：李静媛，蔡晨，祁明凡，谷金波，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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