本实用新型专利技术提供一种两级雾化喷射成形圆盘类零件的装置，其特征在于：坩埚位于真空罐上半部分的中心位置，并通过其底部的螺纹通孔与导液管相连，止通棒与导液管以及坩埚底部的螺纹通孔共轴，坩埚的外围设有加热线圈，雾化喷嘴包围在导液管的外部且与置于真空罐外部的储气瓶通过管路相连；机械出盘通过旋转轴与旋转机构连接，环形模具置于机械甩出盘外部，下端中心通过旋转轴与旋转机构连接。本装置由于改变了熔滴的沉积方式，接收模具做高速转动，在离心力作用下半固态熔滴能够有效的挤占沉积产生的空穴，成形件孔隙率小于1％，无需进行致密化处理。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及应用两级雾化喷射成形技术制备圆盘、圆管及圆环等具有大口径轴对称中心孔零件的装置。
技术介绍
喷射成形技术是近30年发展起来的利用快速凝固方法直接制备金属材料坯料或半成品的一种先进的成形技术。其过程是将熔融金属雾化成微小的液态熔滴，然后在高速气流的带动下，微小熔滴直接喷射在较冷的接收器上，从而成形零件。采用喷射成形制备的材料具有如下优良特性(I)晶粒细小、成分均匀、合金元素过饱和度高、无宏观偏析；(2)含氧量低，雾化熔滴处于液态的时间极短，且有惰性气氛的保护，因此沉积坯的增氧量很小，基本上与母合金同一水平；(3)成形工艺简单，产品生产工序大大简化。此外，它还是一 种合金化、过程设计以及产品成形紧密结合，集成度很高的柔性制造过程。以Osprey模式为代表的传统喷射成形工艺采用惰性气体雾化熔融金属，其气流速度较低小于音速，该成形方式有如下不足(I)由于气体密度小、动量低，故雾化的效率很低，得到雾化熔滴的平均粒径较大，且雾化熔滴尺寸分布区间较宽；(2)由于传统喷射成形工艺本身的局限性，成形大口径轴对称中心孔零件难度很大；(3)喷射成形合金微观组织中不可避免存在孔隙，约为3% 6%。孔隙作为一种组织缺陷，割裂基体连续性，会降低材料的力学性能，而大口径薄壁管件的致密化及塑性加工工艺不易实现。
技术实现思路
为了避免现有技术的不足之处，本专利技术提供一种两级雾化喷射成形圆盘类零件的装置，用于喷射成形圆盘、圆管及圆环等具有大口径轴对称中心孔零件。一种两级雾化喷射成形圆盘类零件的装置，其特征在于包括真空室1，坩埚2，加热线圈3，储气瓶5，甩出盘7，止通棒8，导液管9，高压气体喷嘴10，冷却装置11以及环形模具12 ;其中坩埚2，加热线圈3、止通棒8，导液管9以及高压气体喷嘴10位于真空室I的上半部分，坩埚2位于真空室I上半部分的中心位置，并通过其底部的螺纹通孔与导液管9相连，止通棒8与导液管9以及坩埚2底部的螺纹通孔共轴，且能够沿其轴线上下移动，通过控制其锥形端与坩埚2底部的螺纹通孔分离或贴合控制熔融金属的流下与否。所述坩埚2的外围设有加热线圈3，高压气体喷嘴10包围在导液管9的外部且与置于真空室I外部的储气瓶5通过管路相连；甩出盘7以及环形模具12置于真空室I的下半部分，甩出盘7通过旋转轴与旋转机构连接，能够沿其轴线做高速转动，且其上端设有对甩出盘的工作表面进行降温的冷却装置11，环形模具12置于甩出盘7外部，下端中心通过旋转轴与旋转机构连接，具有绕轴线转动及沿轴向上下运动两个自由度。所述高压气体喷嘴10出气口切线方向与竖直轴线呈15° 45°夹角，高压气体喷嘴10的出气口形状为Laval形，雾化气体的压力优选为O. 2 I. 5Mpa。本专利技术提出的两级雾化喷射成形圆盘类零件的装置，由于改变了熔滴的沉积方式，接收模具做高速转动，在离心力作用下半固态熔滴能够有效的挤占沉积产生的空穴，成形件孔隙率小于I%，无需进行致密化处理；提高材料的利用率。机加方法如铣削、车削等加工圆盘、圆环类零件需要去除大量的材料，材料利用率很低，与之相比该装置可以大大提高材料的利用率，尤其是对于大口径薄壁件。附图说明图I是两级雾化喷射成形圆盘类零件装置结构示意图。图中1为真空室，2为坩埚,3为加热线圈,4为第一级雾化锥,5为储气瓶,6为第二级雾化锥，7为甩出盘，8为止通棒，9为导液管，10为高压气体喷嘴，11为冷却装置，12为环形模具，13为沉积坯。具体实施方式现结合实施例、附图对本专利技术作进一步描述本实施例的装置，包括内部尺寸高2m，直径I. 2m的真空室1，高O. 2m直径O. 18m的坩埚2，加热线圈3，储气瓶5，直径O. 3m的甩出盘7，止通棒8，导液管9，高压气体喷嘴10，冷却装置11以及直径O. Sm的环形模具12 ;其中坩埚2，加热线圈3、止通棒8，导液管9以及高压气体喷嘴10位于真空室I的上半部分，坩埚2位于真空室I上半部分的中心位置，并通过其底部的螺纹通孔与导液管9相连，止通棒8与导液管9以及坩埚2底部的螺纹通孔共轴，且能够沿其轴线上下移动，通过控制其锥形端与坩埚2底部的螺纹通孔分离或贴合控制熔融金属的流下与否；所述坩埚2的外围设有加热线圈3，高压气体喷嘴10包围在导液管9的外部且与置于真空室I外部的储气瓶5通过管路相连；甩出盘7以及环形模具12置于真空室I的下半部分，甩出盘7通过旋转轴连与旋转机构连接，能够沿其轴线做高速转动，且其上端设有对甩出盘的工作表面进行降温的冷却装置11，环形模具12置于甩出盘7外部，下端中心通过旋转轴与旋转机构连接，具有绕轴线转动及沿轴向上下运动两个自由度。冷却装置11采用液氮对甩出盘7的工作表面进行冷却，提高其工作寿命。所述高压气体喷嘴10出气口切线方向与竖直轴线呈30°夹角，高压气体喷嘴10的出气口形状为Laval形，雾化气体的压力优选为O. 2 I. 5Mpa。甩出盘7与环形模具12旋转轴线有一定偏心距，偏心距大小与成形零件直径相关。(I)以喷射成形Al-20Wt% Si圆环坯体为例，由于过共晶Al-Si合金加工中具有质轻、强度高、耐磨性好等优异的综合性能在汽车发动机关重部件中逐渐得到应用，如薄壁缸套、气缸衬套等。常规铸造条件下Si含量增加会造成初生Si相粗化，使材料的加工性能及机械性能大为降低；而传统喷射成形方法制得坯件孔隙率较大，需要后续的致密化工序。采用本装置能够有效的解决上述问题。权利要求1.一种两级雾化喷射成形圆盘类零件的装置，其特征在于包括真空室(1)，坩埚(2)，加热线圈(3)，储气瓶(5)，甩出盘(7)，止通棒(8)，导液管(9)，高压气体喷嘴(10)，冷却装置(11)以及环形模具(12);其中坩埚(2)，加热线圈(3)、止通棒(8)，导液管(9)以及高压气体喷嘴(10)位于真空室(I)的上半部分，坩埚(2)位于真空室(I)上半部分的中心位置，并通过其底部的螺纹通孔与导液管(9)相连，止通棒(8)与导液管(9)以及坩埚(2)底部的螺纹通孔共轴，且能够沿其轴线上下移动，通过控制其锥形端与坩埚(2 )底部的螺纹通孔分离或贴合控制熔融金属的流下；所述坩埚(2)的外围设有加热线圈(3)，高压气体喷嘴(10)包围在导液管(9)的外部且与置于真空室(I)外部的储气瓶(5)通过管路相连；甩出盘(7)以及环形模具(12)置于真空室(I)的下半部分，甩出盘(7)通过旋转轴与旋转机构连接，能够沿其轴线做高速转动，且其上端设有对甩出盘的工作表面进行降温的冷却装置(11)，环形模具(12)置于甩出盘(7)外部，下端中心通过旋转轴与旋转机构连接，具有绕轴线转动及沿轴向上下运动两个自由度。2.根据权利要求I所述两级雾化喷射成形圆盘类零件的装置，其特征在于所述高压气体喷嘴(10)出气ロ切线方向与竖直轴线呈15° 45°夹角，高压气体喷嘴(10)的出气ロ形状为Laval形，雾化气体的压カ优选为0. 2 I. 5Mpa。专利摘要本技术提供一种两级雾化喷射成形圆盘类零件的装置，其特征在于坩埚位于真空罐上半部分的中心位置，并通过其底部的螺纹通孔与导液管相连，止通棒与导液管以及坩埚底部的螺纹通孔共轴，坩埚的外围设有加热线圈，雾化喷嘴包围在导液管的外部且与置于真空罐外部的储气瓶通过管路相连；机械出盘通本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种两级雾化喷射成形圆盘类零件的装置，其特征在于包括真空室（1），坩埚（2），加热线圈（3），储气瓶（5），甩出盘（7），止通棒（8），导液管（9），高压气体喷嘴（10），冷却装置（11）以及环形模具（12）；其中坩埚（2），加热线圈（3）、止通棒（8），导液管（9）以及高压气体喷嘴（10）位于真空室（1）的上半部分，坩埚（2）位于真空室（1）上半部分的中心位置，并通过其底部的螺纹通孔与导液管（9）相连，止通棒（8）与导液管（9）以及坩埚（2）底部的螺纹通孔共轴，且能够沿其轴线上下移动，通过控制其锥形端与坩埚（2）底部的螺纹通孔分离或贴合控制熔融金属的流下；所述坩埚（2）的外围设有加热线圈（3），高压气体喷嘴（10）包围在导液管（9）的外部且与置于真空室（1）外部的储气瓶（5）通过管路相连；甩出盘（7）以及环形模具（12）置于真空室（1）的下半部分，甩出盘（7）通过旋转轴与旋转机构连接，能够沿其轴线做高速转动，且其上端设有对甩出盘的工作表面进行降温的冷却装置（11），环形模具（12）置于甩出盘（7）外部，下端中心通过旋转轴与旋转机构连接，具有绕轴线转动及沿轴向上下运动两个自由度。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：司朝润，王俊彪，张贤杰，李玉军，曹小宝，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：实用新型
国别省市：
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