【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及离心喷射成形，尤其是涉及一种离心喷射成形用离心盘。
技术介绍
1、喷射沉积的原理是在惰性气体的保护下，将熔融金属破碎成细小的金属熔滴，然后在高压气体或离心力的作用下连续喷射到金属基底上，沉积成半凝固的沉积层，依靠金属基底的热传导使沉积层凝固成预制坯料，预制坯料经热挤压或热锻后形成高致密度的金属环体。喷射沉积工艺的优势在于，可以制备成分偏析程度小、组织细小均匀、尺寸较大的环形零件。
2、授权公告号为cn109877299b的专利技术专利公开了一种甩铸装置和甩铸离心盘，该专利中的甩铸装置应用喷射沉积原理实现了金属空心锭的制备。但是在应用中发现，制备的金属空心锭还不够理想，其主要表现为晶粒组织还不够细小，致密度也不够高。
3、经分析发现，造成晶粒组织不够细小、致密度不高的一个原因是，从离心盘甩出的熔滴，其直径有大有小、并不均匀。直径小于1mm的熔滴，其飞行距离近、撞击动能也小，不足以通过撞击打碎其内部的晶枝。直径大于3mm的熔滴，其冷却速度达不到要求，而且在撞击基底后会四处分散。只有直径在1-3mm的区域内的熔滴，既可以通过撞击打碎其内部的晶枝，又不至于四处分散。此后多次改进离心盘的结构及转速，但是效果并不理想。
4、参照图1-2。造成晶粒组织不够细小、致密度不高的另一个原因是，从离心盘1甩出的熔滴7并不是沿径向撞击工件的沉积层8的，而是沿斜向撞击沉积层8的。根据喷射成形工艺的要求，熔滴7在甩出过程中需要快速冷却，在撞击沉积层8前，要达到呈半凝固状态。由图2可以看出，呈半凝固状态的熔滴
技术实现思路
1、为了克服
技术介绍
中的不足，本专利技术公开了一种离心喷射成形用离心盘，其目的在于：
2、为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种离心喷射成形用离心盘，在离心盘的盘面上沿周向均布设有多条甩液槽，甩液槽的中心线是以盘面圆心为中心的一段对数螺旋线；在盘面的中心设置有熔液筒，在熔液筒的筒壁上设有与各条甩液槽连通的出液孔；在熔液筒内设置有活塞杆，活塞杆可上下滑动，用于封闭或开启出液孔，使熔液筒内的金属熔液间隔且定量地从出液孔内甩出，形成熔滴。
4、实施上述技术方案后，可产生如下有益效果：
5、1、旋转的熔液筒会使金属熔液产生离心力，通过调节活塞杆上下滑动的频率可控制金属熔液从出液孔内甩出的数量和体积，进而得到直径近乎一致的熔滴。直径相近的熔滴具有相近撞击动能和冷却速度，能够制备晶粒细小、致密度高的喷射沉积零件。
6、2、中心线为对数螺旋线的甩液槽，可使熔滴以径向方向从离心盘上甩出，并撞击沉积层。由于是径向上的正面撞击，熔滴在撞击沉积层后直接与沉积层熔合，有可能发生少量的溅射，但不会发生反射，这样就从源头上解决了反射熔滴再次撞击沉积层的问题。
7、3、这种径向上的正面撞击，不但有利于提高熔滴与沉积层熔合的致密度，并形成细小的晶粒组织，而且熔滴几乎能完全地熔合在沉积层上，大幅提高了金属材料的有效沉积率。
8、设出液孔的半径为r，设活塞杆上下运动的频率为f，则有：
9、r＝k*sr
10、
11、式中，r为熔液筒的半径，ρ为金属熔液的密度，sr为熔滴的球半径，ω为离心盘的转速，σ为金属熔液的表面张力系数，c≥1。
12、实施上述技术方案后，其产生的有益效果是：上述公式揭示了出液孔的半径、活塞杆上下运动频率与相关参数的关系，通过上述公式可根据所要得到的熔滴的球半径，反向求出出液孔的半径和活塞杆上下运动的频率，为控制熔滴的大小提供理论依据。
13、进一步地改进技术方案，在活塞杆内设置有注液管，注液管用于向熔液筒内注入金属熔液。
14、实施上述技术方案后，其产生的有益效果是，注液管能够向熔液筒内补充金属熔液，使熔液筒内始终保留有一定量的金属熔液。
15、进一步地改进技术方案，在活塞杆的上部设有横向滑槽，在横向滑槽内配合安装有偏心轴，偏心轴与调速电机连接；调速电机转动时，通过偏心轴和滑槽的配合，驱动活塞杆上下滑动。
16、实施上述技术方案后，其产生的有益效果是：调速电机每转一圈，塞杆上下滑动一次，通过改变调速电机的转速，可调节活塞杆上下运动的频率。
17、进一步地改进技术方案，在离心盘的边缘部位包裹有一圈热熔材料；工作时离心盘旋转，熔滴从离心盘上甩出后撞击沉积层并发生反射，反射的熔滴在撞击热熔材料后，被热熔材料捕获。
18、实施上述技术方案后，其产生的有益效果是：金属熔滴是高热的液滴，熔滴在撞击热熔材料时，可将热熔材料瞬间软化，此时熔滴将镶嵌或穿入热熔材料内，失去再次反射的动能，使之不再撞击沉积层。这样就从根本上解决了反射熔滴再次撞击沉积层的问题。
19、进一步地改进技术方案，所述热熔材料为沥青、塑料、热熔胶中的任一者。
20、实施上述技术方案后，其产生的有益效果是：沥青、塑料、热熔胶等都是常见的热熔材料，可以制成带状包裹在离心盘的边缘部位。
21、进一步地改进技术方案，在离心盘内设置有冷却腔，在冷却腔内通入有液相冷却介质或气相冷却介质。
22、实施上述技术方案后，其产生的有益效果是，在离心盘内设有冷却腔，一方面可使熔滴得到冷却，使熔滴在撞击沉积层之前达到半凝固状态；另一方面可降低离心盘自身的温度，防止热熔材料被离心盘融化。
23、进一步地改进技术方案，所述对数螺旋线的表达式为：
24、r1＝r*eθ；
25、式中，r1为极径，r为熔液筒的半径，θ为极角，θ＞π。
26、实施上述技术方案后，其产生的有益效果是：极角θ＞π，可增大对数螺旋线的刚度，而且熔滴的离心加速度会随极角θ呈指数函数增加。
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1.一种离心喷射成形用离心盘，其特征是：在离心盘的盘面上沿周向均布设有多条甩液槽，甩液槽的中心线是以盘面圆心为中心的一段对数螺旋线；在盘面的中心设置有熔液筒，在熔液筒的筒壁上设有与各条甩液槽连通的出液孔；在熔液筒内设置有活塞杆，活塞杆可上下滑动，用于封闭或开启出液孔，使熔液筒内的金属熔液间隔且定量地从出液孔内甩出，形成熔滴。
2.如权利要求1所述的一种离心喷射成形用离心盘，其特征是：设出液孔的半径为r，设活塞杆上下运动的频率为f，则有：
3.如权利要求1所述的一种离心喷射成形用离心盘，其特征是：在活塞杆内设置有注液管，注液管用于向熔液筒内注入金属熔液。
4.如权利要求1所述的一种离心喷射成形用离心盘，其特征是：在活塞杆的上部设有横向滑槽，在横向滑槽内配合安装有偏心轴，偏心轴与调速电机连接；调速电机转动时，通过偏心轴和滑槽的配合，驱动活塞杆上下滑动。
5.如权利要求1所述的一种离心喷射成形用离心盘，其特征是：在离心盘的边缘部位包裹有一圈热熔材料；工作时离心盘旋转，熔滴从离心盘上甩出后撞击沉积层并发生反射，反射的熔滴在撞击热熔材料后，被
6.如权利要求6所述的一种离心喷射成形用离心盘，其特征是：所述热熔材料为沥青、塑料、热熔胶中的任一者。
7.如权利要求1所述的一种离心喷射成形用离心盘，其特征是：在离心盘内设置有冷却腔，在冷却腔内通入有冷却介质。
8.如权利要求1所述的一种离心喷射成形用离心盘，其特征是：所述对数螺旋线的表达式为：r1＝R*eθ；
...【技术特征摘要】
1.一种离心喷射成形用离心盘，其特征是：在离心盘的盘面上沿周向均布设有多条甩液槽，甩液槽的中心线是以盘面圆心为中心的一段对数螺旋线；在盘面的中心设置有熔液筒，在熔液筒的筒壁上设有与各条甩液槽连通的出液孔；在熔液筒内设置有活塞杆，活塞杆可上下滑动，用于封闭或开启出液孔，使熔液筒内的金属熔液间隔且定量地从出液孔内甩出，形成熔滴。
2.如权利要求1所述的一种离心喷射成形用离心盘，其特征是：设出液孔的半径为r，设活塞杆上下运动的频率为f，则有：
3.如权利要求1所述的一种离心喷射成形用离心盘，其特征是：在活塞杆内设置有注液管，注液管用于向熔液筒内注入金属熔液。
4.如权利要求1所述的一种离心喷射成形用离心盘，其特征是：在活塞杆的上部设有横向滑槽...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏世忠，李鹏，雷贤卿，杨璐，孙波，仝帅武，毛丰，王军令，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：
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