适于喷射成形用自动扫描雾化器制造技术

适于喷射成形用自动扫描雾化器，它涉及一种雾化器。本发明专利技术解决了现有的雾化器存在应用范围窄、喷射成形过程的控制难度大等问题。雾化器主体（１１）的两端对称设有两个摆动气腔（３），所述两个摆动气体进气管（４）与两个摆动气腔（３）分别连通，所述雾化器主体（１１）底端面的中部设有环形雾化气腔（９），雾化气体进气管（１）的一端与环形雾化气腔（９）连通，所述两个摆动气腔（３）的底端侧壁对称均布设有若干个的摆动气体出气孔（８），环形气腔底盖（１２）和圆筒形侧壁（１１－２）之间设有与环形雾化气腔（９）相通且直径由上至下渐缩的锥形雾化气体出口孔隙（１０）。本发明专利技术实现雾化锥的自动扫描摆动，适合于制备φ２００ｍｍ以上的高质量坯锭。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种雾化器，具体涉及一种金属熔液喷射成形用自动扫描雾化 器，属于材料加工领域。
技术介绍
喷射成形(SprayForming),也叫喷射沉积(SprayDeposition),于本世纪 60年代末首次由英国Swansea大学的Singer教授提出。发展至今己成为一种重要 的先进材料制备技术。该技术具有提高合金元素固溶度、细化合金组织、减小 合金元素偏析、细化第二相颗粒等特点。喷射成形材料的强度与铸态材料相比 有大幅度提高，其延伸率也能保持与铸造或锻造材料相当的水平。另外，该技 术将金属的雾化与成形两阶段有机地结合在一起，实现了大尺寸快速凝固材料 的一次成形，从而很好地解决了粉末冶金(PowderMetallurgy)工艺中存在的 工艺复杂、氧化严重等诸多技术问题。同时，喷射成形过程的工序比粉末冶金 技术更简便，其生产成本更低，而其性能却与粉末冶金材料相当。所以喷射成 形技术一经出现，便受到国内外许多科研机构和企业的重视，并取得了很大的 进展。在英国、美国、德国、日本等发达国家，该技术已被用于制备如锭、环、 管、板等近终形构件。气体雾化技术是喷射沉积工艺的核心技术之一，沉积坯 质量很大程度上依赖于雾化器结构及其相关的结构参数，喷射成形工艺的雾化 器及其相关理论愈加受到重视。英国、美国以及日本的某些公司、大学斥巨资 开发新型雾化器，并取得很大进展。传统的约束型雾化器，雾化效果好，雾滴 的尺寸范围较窄，但雾化锥散射角较小，只适合沉积尺寸较小的沉积锭。当沉 积锭尺寸较大时，沉积锭的中心区域容易出现凹坑，同时该区域致密度也很低。 对于约束型雾化器而言，只有采用双雾化系统，才能喷射沉积出较大的锭材。 传统的自由落体式雾化器，雾化锥散射角较大，但其雾化效果较差，雾滴的尺 寸分布较宽，沉积时沉积距离等工艺参数的配合很难，所以得到冶金质量较好 的大尺寸沉积锭也十分困难。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有的雾化器存在应用范围窄、喷射成形过程的控制难度 大、坯锭冶金质量差、不容易得到冶金质量较好大尺寸的沉积锭的问题，进而 提供了一种适于喷射成形用自动扫描雾化器。本专利技术的技术方案是 一种适于喷射成形用自动扫描雾化器，它包括雾化 气体进气管、坩埚连接件、导液管金属护管、导液管、雾化器主体和环形气腔 底盖，它还包括两个摆动气体进气管、两个摆动气腔挡盖，雾化器主体的两端 对称设有两个摆动气腔，所述两个摆动气腔挡盖与两个摆动气腔的端口分别密 闭连接，所述两个摆动气体进气管与两个摆动气腔分别连通，所述雾化器主体 底端面的中部设有环形雾化气腔，雾化气体进气管的一端与环形雾化气腔连 通，坩埚连接件安装在雾化器主体的上端面上，导液管金属护管的下端依次穿 过坩埚连接件和雾化器主体上设有的通孔露在外面，环形雾化气腔和雾化器主 体上设有的通孔之间为圆筒形侧壁，导液管金属护管的上端设有的外沿搭接在 坩埚连接件内腔的底端面上，导液管插入导液管金属护管的内腔中，并与导液 管金属护管固接，所述两个摆动气腔的底端侧壁对称均布设有若干个的摆动气 体出气孔，所述若干个的摆动气体出气孔中的每两个对应位置的摆动气体出气孔中心线之间的夹角a为60。 120° ,环形气腔底盖安装在环形雾化气腔端 口处的雾化器主体上，环形气腔底盖和圆筒形侧壁之间设有与环形雾化气腔相 通且直径由上至下渐縮的锥形雾化气体出口孔隙。本专利技术具有以下有益效果本专利技术利用交替供气工艺，实现雾化锥的自动扫描摆动，适合于制备())200mm以上的高质量坯锭。雾化器及其导液系统结构 简单，摆动实现方便。采用雾化导液系统，可以使喷射成形工艺控制简化，提 高坯锭冶金质量，降低坯锭制备成本。雾化时该系统的雾化锥在一定角度范围 内可实现连续摆动，使得喷射雾滴在沉积空间范围内分布更均匀，分布范围也 加宽，更适于沉积较大尺寸的沉积坯锭，得到的坯锭成分和组织更均匀、沉积 坯形状和质量更容易控制。此雾化导液系统达到或超过国外同类产品水平。此 外，本专利技术还具有以下优点 一、本专利技术的雾化部分采用约束式结构，金属熔 液流动以气体的抽吸作用为主要动力，受金属压头的影响少，金属流量稳定，利于坯锭形状的控制；本专利技术的气体出口于金属出口距离近，雾化效果好；雾 化锥散射角度小，沉积收得率高；气体能量利用率高，大大减少了雾化气体用量。二、摆动气体的主要控制机构为三通自动控制阀，可以放置在真空室之外， 控制方便，不受粉尘和真空等条件限制。三、通过调节雾化气体压力和导液管直径等调节雾化效果。雾化压力调节范围为1.0 2.0MPa，导液管直径调节范 围为(j)3 5mm。四、摆动气体压力提高可以增大雾化锥的摆动角度，然而，摆 动角度与雾化气体压力也有较大关系，相同的摆动压力下，雾化压力越大，摆 动角度越小，如果控制摆动角度为0° ~10°，对应的摆动压力和雾化压力之 比应为0 0.6。五、本专利技术适于A1合金、Mg合金、Cu合金、Fe合金、Ni基 高温合金、Ti/TiAl超活性合金等。以Al合金为例，其摆动气体压力为0.6MPa， 雾化气体压力为1.5MPa，压力比为0.4，即摆动角度为6°，导液管直径为3.6mm, 初始喷射距离为350mm，摆动气体交替周期为6秒，沉积器转动速度为50rpm， 沉积器移动速度为0.25mm/s时，制备的沉积坯尺寸为(()200mm，形状规整，组 织细小均匀，致密度高于96%。 附图说明图l是本专利技术的主剖视图，图2是图1的仰视图，图3是图1的右视图， 图4是图1的A部放大图，图5是本专利技术工作时的交替供气气路连接示意图， 图6a是本专利技术单独右端摆动气体进气管进气的工作状态效果图，6b是本专利技术 两端摆动气体进气管皆不进气的工作状态效果图，6c是本专利技术单独左端摆动 气体进气管进气的工作状态效果图。具体实施方式具体实施方式一如图1 4所示，本实施方式所述的适于喷射成形用自动扫描雾化器，它包括雾化气体进气管l、坩埚连接件2、导液管金属护管5、 导液管7、'雾化器主体11和环形气腔底盖12，它还包括两个摆动气体进气管 4、两个摆动气腔挡盖13，雾化器主体ll的两端对称设有两个摆动气腔3，所 述两个摆动气腔挡盖13与两个摆动气腔3的端口分别密闭连接，所述两个摆 动气体进气管4与两个摆动气腔3分别连通，所述雾化器、主体11底端面的中 部设有环形雾化气腔9，雾化气体进气管1的一端与环形雾化气腔9连通，柑 埚连接件2安装在雾化器主体11的上端面上，导液管金属护管5的下端依次 穿过坩埚连接件2和雾化器主体11上设有的通孔11-1露在外面，环形雾化气 腔9和雾化器主体11上设有的通孔11-1之间为圆筒形侧壁11-2，导液管金属护管5的上端设有的外沿搭接在坩埚连接件2内腔的底端面上，导液管7 插入导液管金属护管5的内腔中，并与导液管金属护管5固接，所述两个摆动 气腔3的底端侧壁对称均布设有若干个的摆动气体出气孔8，所述若干个的摆动气体出气孔8中的每两个对应位置的摆动气体出气孔8中心线之间的夹角a 为60° '120° ，环形气腔底盖12安装在环形雾化气腔9端口处的雾化器主 体11上，环形气腔底盖12和圆筒形侧壁11-2之间设有与环形雾化气腔9相 通且直径由上至下渐縮的锥形雾化气体出口孔隙10。具体实施方式二本实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适于喷射成形用自动扫描雾化器，它包括雾化气体进气管（１）、坩埚连接件（２）、导液管金属护管（５）、导液管（７）、雾化器主体（１１）和环形气腔底盖（１２），其特征在于它还包括两个摆动气体进气管（４）、两个摆动气腔挡盖（１３），雾化器主体（１１）的两端对称设有两个摆动气腔（３），所述两个摆动气腔挡盖（１３）与两个摆动气腔（３）的端口分别密闭连接，所述两个摆动气体进气管（４）与两个摆动气腔（３）分别连通，所述雾化器主体（１１）底端面的中部设有环形雾化气腔（９），雾化气体进气管（１）的一端与环形雾化气腔（９）连通，坩埚连接件（２）安装在雾化器主体（１１）的上端面上，导液管金属护管（５）的下端依次穿过坩埚连接件（２）和雾化器主体（１１）上设有的通孔（１１－１）露在外面，环形雾化气腔（９）和雾化器主体（１１）上设有的通孔（１１－１）之间为圆筒形侧壁（１１－２），导液管金属护管（５）的上端设有的外沿搭接在坩埚连接件（２）内腔的底端面上，导液管（７）插入导液管金属护管（５）的内腔中，并与导液管金属护管（５）固接，所述两个摆动气腔（３）的底端侧壁对称均布设有若干个的摆动气体出气孔（８），所述若干个的摆动气体出气孔（８）中的每两个对应位置的摆动气体出气孔（８）中心线之间的夹角α为６０°～１２０°，环形气腔底盖（１２）安装在环形雾化气腔（９）端口处的雾化器主体（１１）上，环形气腔底盖（１２）和圆筒形侧壁（１１－２）之间设有与环形雾化气腔（９）相通且直径由上至下渐缩的锥形雾化气体出口孔隙（１０）。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曹福洋，宁志良，孙剑飞，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]