【技术实现步骤摘要】
本专利技术提供了一种3d打印用雾化法制备陶瓷-金属基复合粉末送粉器，属于3d打印气雾化法制备陶瓷-金属基复合粉末的制备。
技术介绍
1、近年来发展起来的陶瓷/金属基复合材料，因其具有更高的比强度、比刚度、耐热性、耐磨损、抗氧化等综合性能，在高端装备领域具备广泛的需求。3d打印技术是制备陶瓷/金属基复合材料的一种不可或缺的方法，逐渐展示出其显著的优势，通过高能量密度激光将粉末完全熔化，快速冷却从而获得致密度与机械性能高的陶瓷-金属基复合材料。由于我国复合粉体材料的研究仍处于初级阶段，高端粉末依赖进口，复合粉体材料制备成本高，以及质量不稳定等因素，严重制约着陶瓷-金属基复合材料的在高端装备领域的应用，已成为亟待解决的瓶颈问题。此前课题组采用雾化法成功制备陶瓷铁基复合磁性磨料，磁性磨料属于陶瓷-金属基复合材料的一种，不过其要求的粒径为80-200μm，相较于3d打印用复合粉末粒径要大得多；所使用的陶瓷微粉均大于7μm，相较于3d打印用复合粉末中的陶瓷微粉要大，为解决两者之间的显著差异，需要重新设计粉末制备装置，其中就包括送粉器。
2、此前送粉器采用的粉末输送方式为机械式和气力式。专利cn102328091a公开了一种气雾化快凝磁性磨料制备送粉器及送混粉控制方法，采用了纯气动送粉法来解决硬质磨料粉末在管道中的输送问题，硬质磨料粉末在送混粉器的作用下能够形成均匀的气固两相流，解决了硬质磨料粉末在管道中的输送问题,成功的完成了磁性磨料的气雾化快凝制备，但是纯气动式送粉器无法解决陶瓷微粉的精确送粉问题，导致陶瓷微粉在金属基体中的含
3、以上送粉器均为磁性磨料用送粉器，介于3d打印用复合粉末与磁性磨料根本属性不同，需要重新设计。粉末学研究发现，当粉末粒径小于100μm，因其比表面积大，具有较大的表面能，为了降低整体体系的自由能，容易产生粒子之间的相互作用，表现为粉末团聚。微粉团聚在复合粉末制备的过程中危害显著，严重影响陶瓷微粉在金属基体中的润湿性，导致陶瓷微粉无法附着在金属基体，雾化失败；3d打印用复合粉末粒径要求15-53μm，为了满足其较小的粉末粒径，要求雾化压力相较于磁性磨料更大，高达4-8mpa，从而对送粉器提出了更高的气密性要求；3d打印用复合粉末对陶瓷微粉所占的比例具有严格要求，不同比例的陶瓷微粉对应不同的力学性能以及不同功率密度的激光能量，需对对陶瓷微粉所占的比例进行严格控制，这对送粉器精确送粉的能力提出了更高的要求；轴承润滑剂难以添加以及润滑剂污染陶瓷微粉的问题同样不能忽视。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种3d打印用雾化法制备陶瓷-金属基复合粉末送粉器，该种复合粉末送粉器可以实现不同频率的垂直式震动，避免粉末发生团聚，且检修安装方便。
2、为解决现有技术问题，本专利技术公开了所述储粉罐上部设置有一固定架，所述固定架上方设置有振动机，在储粉罐下方设置有送粉仓，在固定架内设置有入料口，所述送粉仓内设置有螺旋送料轴，所述储粉罐下方中空并与送料轴连通；所述送粉仓上设置有进气口，所述进气口处通入高压氮气，所述送粉仓还通过出料管道连接出料口，所述入料口通过进料塞经过高压软管与出料管道连通。
3、优选的，所述储粉罐与送料仓通过螺纹接口连接。
4、优选的，在出料管道上设置有流量计。
5、优选的，所述送粉仓包括底座以及设置在底座上方的底盖板、设置在底座前部的前端轴座、设置在底座后部的后端轴座。
6、优选的，所述出料管道通过三通管道分别连接送粉仓、出料口和高压软管。
7、优选的，所述螺旋送料轴的前后两端均设置有泛塞封。
8、优选的，所述螺旋送料轴前后两端的泛塞封外侧均设置有石墨铜套。
9、优选的，所述螺旋送料轴前后两端配套设置的泛塞封及其石墨铜套分别位于送粉仓的前端轴座和后端轴座位置。
10、优选的，螺旋送料轴贯穿于底座内部，其大轴端靠近底座进料口一侧，其小轴端通过弹性联轴器连接有步进电机；所述步进电机通过驱动器与粉末流量计相连。
11、送粉器工作时，高压气瓶22中的气体通入送粉仓，为满足雾化3d打印复合粉粒径的需求，所述高压气体压强需满足4—8mpa；所述送粉仓通过泛塞封保持气密性，装入储粉罐中的粉末在可调频振动机的震动以及高压软管输送的高压下，给粉末添加外部能量以降低粉末表面能，粉末逐渐分散，打破微粉团聚，同时解决粉末“搭棚”；所述步进电机在粉末流量计的反馈下，通过调整转速实现精确控制送粉量；送粉仓中的高压气体为泛塞封提供介质压力，高压为密封唇口提供弹力，使密封唇口紧紧贴合在送粉仓壁面，防止陶瓷微粉进入内部石墨铜套；所述石墨铜套是在铜套作为金属基体的摩擦面上开发出排列有序、大小适当的空穴，并嵌入石墨作为固体润滑剂，螺旋送料轴在石墨铜套的支撑以及润滑作用下高速转动；陶瓷微粉经螺旋送料轴运送至送粉仓的出料口，在高压气体的作用下形成高速气固两相流，经由高压软管运送至喷枪，完成送粉过程。
12、本专利技术具有以下优点：
13、1.粉末流量计、步进电机、驱动器相互耦合，预先设计3d打印用复合粉末中陶瓷微粉所占的比例，设定出粉量，根据出粉量进行调试步进电机，具体调试步骤如下：粉末流量计检测管道中粉末的流量，并将数据反馈给驱动器，驱动器将反馈的数据与设定的数据进行比较，进而调整步进电机的转速。步进电机通过弹性联轴器将动力传送给螺旋送料轴小轴端，从而实现精确控制出粉量以满足复合粉末中不同含量的增强相配比。
14、2.可调频振动机，可实现不同频率的垂直式震动，震动波形为正弦波，储粉罐中的陶瓷微粉在高能震动的作用下，原本团聚的粉末逐渐分散，解决微纳米陶瓷微粉因为表面能大而产生的团聚问题；同时连接自三通的高压软管向储粉罐中输送高压气体，储粉罐中的陶瓷微粉在高速气流和高能震动的共同作用下，充斥满整个储粉罐，可以有效避免粉末在底座进料口“搭棚”，促使粉末下流通畅。
15、3. 底座与底盖板采用透明材质，可以实时观测到粉末的流动情况，底座设有两个圆形贯穿孔，通过将底盖板拆下，进行快速检修，节约检修的时间。
16、4. 采用石墨铜套代替常规滚动轴承，受力面积大，承重能力强；石墨铜套中的石墨具有润滑效果，可以解决润滑剂难以投放问题，以及本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种3D打印用雾化法制备陶瓷-金属基复合粉末送粉器，包括储粉罐，其特征在于：所述储粉罐上部设置有一固定架，所述固定架上方设置有振动机，在储粉罐下方设置有送粉仓，在固定架内设置有入料口，所述送粉仓内设置有螺旋送料轴，所述储粉罐下方中空并与送料轴连通；
2.根据权利要求1所述的一种3D打印用雾化法制备陶瓷-金属基复合粉末送粉器，其特征在于：所述储粉罐与送料仓通过螺纹接口连接。
3.根据权利要求1所述的一种3D打印用雾化法制备陶瓷-金属基复合粉末送粉器，其特征在于：在出料管道上设置有流量计。
4.根据权利要求2或3 所述的一种3D打印用雾化法制备陶瓷-金属基复合粉末送粉器，其特征在于：所述送粉仓包括底座以及设置在底座上方的底盖板、设置在底座前部的前端轴座、设置在底座后部的后端轴座。
5.根据权利要求4所述的一种3D打印用雾化法制备陶瓷-金属基复合粉末送粉器，其特征在于：所述出料管道通过三通管道分别连接送粉仓、出料口和高压软管。
6.根据权利要求1所述的一种3D打印用雾化法制备陶瓷-金属基复合粉末送粉器，其特征在于：所述螺旋
7.根据权利要求5或6所述的一种3D打印用雾化法制备陶瓷-金属基复合粉末送粉器，其特征在于：所述螺旋送料轴前后两端的泛塞封外侧均设置有石墨铜套。
8.根据权利要求7所述的一种3D打印用雾化法制备陶瓷-金属基复合粉末送粉器，其特征在于：所述螺旋送料轴前后两端配套设置的泛塞封及其石墨铜套分别位于送粉仓的前端轴座和后端轴座位置。
9.根据权利要求4所述的一种3D打印用雾化法制备陶瓷-金属基复合粉末送粉器， 其特征在于：所述底座底部设置有两个圆形贯穿孔，所述圆形贯穿孔外围设有环形凹槽，内部设有O型圈；所述底座顶部设有凸台，凸台上部设有环形槽，内设O型圈；所述凸台上部连接储粉罐底部，粉末自此进入送粉仓内；所述后端轴座设有阶梯盲孔，其内部凹槽设有石墨铜套，其外部凹槽设有泛塞封；所述前端轴座设有阶梯盲孔，由内至外依次设有石墨铜套、推力轴承、泛塞封；所述泛塞封以U形聚四氟乙烯材质为基体，并在沟槽内部装入弹簧作为支撑件。
10.根据权利要求4所述的一种3D打印用雾化法制备陶瓷-金属基复合粉末送粉器， 其特征在于：所述底座与底盖板采用透明材质制成。
...【技术特征摘要】
1.一种3d打印用雾化法制备陶瓷-金属基复合粉末送粉器，包括储粉罐，其特征在于：所述储粉罐上部设置有一固定架，所述固定架上方设置有振动机，在储粉罐下方设置有送粉仓，在固定架内设置有入料口，所述送粉仓内设置有螺旋送料轴，所述储粉罐下方中空并与送料轴连通；
2.根据权利要求1所述的一种3d打印用雾化法制备陶瓷-金属基复合粉末送粉器，其特征在于：所述储粉罐与送料仓通过螺纹接口连接。
3.根据权利要求1所述的一种3d打印用雾化法制备陶瓷-金属基复合粉末送粉器，其特征在于：在出料管道上设置有流量计。
4.根据权利要求2或3 所述的一种3d打印用雾化法制备陶瓷-金属基复合粉末送粉器，其特征在于：所述送粉仓包括底座以及设置在底座上方的底盖板、设置在底座前部的前端轴座、设置在底座后部的后端轴座。
5.根据权利要求4所述的一种3d打印用雾化法制备陶瓷-金属基复合粉末送粉器，其特征在于：所述出料管道通过三通管道分别连接送粉仓、出料口和高压软管。
6.根据权利要求1所述的一种3d打印用雾化法制备陶瓷-金属基复合粉末送粉器，其特征在于：所述螺旋送料轴的前后两端...
【专利技术属性】
技术研发人员：相金力，张桂香，赵玉刚，赵国勇，姜林志，张浩哲，夏延丹，张海云，孟建兵，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：
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