CN103175711A - 一种高温合金粉末的取粉装置和取粉方法 - Google Patents

一种高温合金粉末的取粉装置和取粉方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于粉末冶金技术,涉及从真空密闭的储粉罐中取出高温合金粉末的取粉装置和取粉方法。本发明的取粉装置由转接套(2)、第二真空阀门(3)、取粉器(4)、两个第三真空阀(5)和内筒(6)组成;本发明的取粉步骤是:抽真空;充氩气;翻转;取粉。本发明避免了使高温合金粉末与大气接触受到污染,提高了高温合金粉末的检验精度,延长了高温合金粉末的保存周期,保证了高纯净度粉末涡轮盘的性能。

Description

一种高温合金粉末的取粉装置和取粉方法
技术领域
本发明属于粉末冶金技术,涉及从真空密闭的储粉罐中取出高温合金粉末的取粉装置和取粉方法。
背景技术
高温合金粉末用于先进航空发动机涡轮盘的制造。该粉末粒度较细,易吸附氧,在成形时影响粉末颗粒间的冶金结合和质量,进而影响涡轮盘的力学性能、安全性和可靠性,必须在严格惰性气体保护下收集、储存、筛分和使用,整个处理过程要与外界隔离。对粉末取样检测是判定粉末质量和可用性的必要环节,然而取样方法不当极易造成原始粉末和粉末样品受到污染,影响粉末检测结果和粉末使用。在真空密闭条件下完成取样是高温合金粉末检测环节的重要技术问题。目前的一种储粉罐的结构参见图1下部的虚线部分,储粉罐1由圆柱形的罐体1a、圆台形的罐盖1b和第一真空阀门1c连接组成,罐盖1b下端口的罐盖下法兰与罐体1a上端口的罐体法兰通过螺栓密封连接为整体,罐盖1b上端口的罐盖上法兰与第一真空阀门1c下端口的储粉罐阀门下法兰通过螺栓密封连接为整体,第一真空阀门1c处于关闭状态,在储粉罐1中储存有高温合金粉末,储粉罐1内腔的气压为≤10Pa。目前的取粉方法是暴露在大气中进行的。具体方法是:翻转储粉罐1混粉均匀,将储粉罐倒立,打开第一真空阀门1c,倒出高温合金粉末到取样器皿中。这一方法的优点是方法简单、快捷,但是由于这一过程中高温合金粉末与空气接触,使高温合金粉末受到污染,不能如实反映密闭条件下气雾化粉末的状态,降低了高温合金粉末的检验精度,缩短了高温合金粉末的保存周期,影响高纯净度粉末涡轮盘的性能。
发明内容
本发明的目的是:提出一种能够实现真空密闭条件下高温合金粉末的取粉装置和取粉方法,以避免使高温合金粉末与大气接触受到污染,提高高温合金粉末的检验精度,延长高温合金粉末的保存周期,保证高纯净度粉末涡轮盘的性能。
本发明的技术方案是:一种高温合金粉末的取粉装置,用于从储粉罐1中取出高温合金粉末,储粉罐1由圆柱形的罐体1a、圆台形的罐盖1b和第一真空阀门1c连接组成,罐盖1b下端口的罐盖下法兰与罐体1a上端口的罐体法兰通过螺栓密封连接为整体,罐盖1b上端口的罐盖上法兰与第一真空阀门1c下端口的储粉罐阀门下法兰通过螺栓密封连接为整体,第一真空阀门1c处于关闭状态,在储粉罐1中储存有高温合金粉末,储粉罐1内腔的气压≤10Pa;其特征在于,在第一真空阀门1c的上端口连接着由转接套2、第二真空阀门3、取粉器4、两个第三真空阀5和内筒6组成的取粉装置;转接套2是一个下端口大于上端口的圆台形套筒,转接套2下端口的转接套下法兰与第一真空阀门1c上端口的第一真空阀门上法兰通过螺栓密封连接为整体,转接套2上端口的转接套上法兰与第二真空阀门3下端口的第二真空阀门下兰通过螺栓密封连接为整体,第二真空阀门3上端口的第二真空阀门上法兰与取粉器4下端口的取粉器法兰通过螺栓密封连接为整体,取粉器4的上端口封闭,在取粉器4的外圆柱面上焊接有两个第三真空阀5,每个第三真空阀5的内端口与取粉器4的内腔连通,内筒6是一个圆筒,它位于取粉器4内,内筒6的下端插入第二真空阀门3的上端口内,并与第二真空阀门3的上端口焊接为整体,内筒6的上端口到取粉器4上端内壁的距离不小于4cm。
一种高温合金粉末的取粉方法,使用上面所述的取粉装置从储粉罐1中取出高温合金粉末,其特征在于,取粉的步骤如下:
1、抽真空:将取粉装置上的一个第三真空阀5的外端口与真空泵连接,将另一个第三真空阀5的外端口与氩气瓶连接;打开第二真空阀门3和与真空泵连接的第三真空阀5,与氩气瓶连接的第三真空阀5关闭,抽真空,直到取粉器4内腔的真空压力≤10pa时停止抽真空;
2、充氩气:关闭与真空泵连接的第三真空阀5,打开与氩气瓶连接的第三真空阀5,向取粉器中充氩气,直到取粉器4内腔的气压达到105pa为止;重复步骤2.1至步骤2.2至少2次,然后重复步骤2.1;
3、翻转:将储粉罐1和取粉装置整体垂直翻转至少1800°后,再次垂直翻转180°~360°保证储粉罐1处于取粉装置的正上方,打开第一真空阀门1c和第二真空阀门3,使高温合金粉末落入取粉器4;
4、取粉:垂直翻转储粉罐180°,此时储粉罐1处于取粉装置的正下方,敲击第二真空阀门3和转接套2不少于30s,使多余的高温合金粉末落回储粉罐1中,关闭第一真空阀门1c和第二真空阀门3,拆下取粉装置,从取粉装置中取出取粉器4。
本发明的优点是:提出了一种能够实现真空密闭条件下高温合金粉末的取粉装置和取粉方法,避免了使高温合金粉末与大气接触受到污染,提高了高温合金粉末的检验精度,延长了高温合金粉末的保存周期,保证了高纯净度粉末涡轮盘的性能。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。图中下部的虚线部分是目前的一种储粉罐的结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明做进一步详细说明。参见图1,一种高温合金粉末的取粉装置,用于从储粉罐1中取出高温合金粉末,储粉罐1由圆柱形的罐体1a、圆台形的罐盖1b和第一真空阀门1c连接组成,罐盖1b下端口的罐盖下法兰与罐体1a上端口的罐体法兰通过螺栓密封连接为整体,罐盖1b上端口的罐盖上法兰与第一真空阀门1c下端口的储粉罐阀门下法兰通过螺栓密封连接为整体,第一真空阀门1c处于关闭状态,在储粉罐1中储存有高温合金粉末,储粉罐1内腔的气压≤10Pa;其特征在于,在第一真空阀门1c的上端口连接着由转接套2、第二真空阀门3、取粉器4、两个第三真空阀5和内筒6组成的取粉装置;转接套2是一个下端口大于上端口的圆台形套筒,转接套2下端口的转接套下法兰与第一真空阀门1c上端口的第一真空阀门上法兰通过螺栓密封连接为整体,转接套2上端口的转接套上法兰与第二真空阀门3下端口的第二真空阀门下兰通过螺栓密封连接为整体,第二真空阀门3上端口的第二真空阀门上法兰与取粉器4下端口的取粉器法兰通过螺栓密封连接为整体,取粉器4的上端口封闭,在取粉器4的外圆柱面上焊接有两个第三真空阀5,每个第三真空阀5的内端口与取粉器4的内腔连通,内筒6是一个圆筒,它位于取粉器4内,内筒6的下端插入第二真空阀门3的上端口内,并与第二真空阀门3的上端口焊接为整体,内筒6的上端口到取粉器4上端内壁的距离不小于4cm。
一种高温合金粉末的取粉方法,使用上面所述的取粉装置从储粉罐1中取出高温合金粉末,其特征在于,取粉的步骤如下:
1、抽真空:将取粉装置上的一个第三真空阀5的外端口与真空泵连接,将另一个第三真空阀5的外端口与氩气瓶连接;打开第二真空阀门3和与真空泵连接的第三真空阀5,与氩气瓶连接的第三真空阀5关闭,抽真空,直到取粉器4内腔的真空压力≤10pa时停止抽真空;
2、充氩气:关闭与真空泵连接的第三真空阀5,打开与氩气瓶连接的第三真空阀5,向取粉器中充氩气,直到取粉器4内腔的气压达到105pa为止;重复步骤2.1至步骤2.2至少2次,然后重复步骤2.1;
3、翻转:将储粉罐1和取粉装置整体垂直翻转至少1800°后,再次垂直翻转180°~360°保证储粉罐1处于取粉装置的正上方,打开第一真空阀门1c和第二真空阀门3,使高温合金粉末落入取粉器4;
4、取粉:垂直翻转储粉罐180°,此时储粉罐1处于取粉装置的正下方,敲击第二真空阀门3和转接套2不少于30s,使多余的高温合金粉末落回储粉罐1中,关闭第一真空阀门1c和第二真空阀门3,拆下取粉装置,从取粉装置中取出取粉器4。
本发明的工作原理是:从真空密闭的储粉罐中取出高温合金粉末,在真空密闭储粉罐的上端连接一个可以抽真空的取粉装置,取粉装置的真空阀门的下端口法兰通过转接套与储粉罐的真空阀门的上端口法兰连接;将取粉装置多次抽真空,当取粉装置和储粉罐内部的真空压力相当时,翻转储粉罐和取粉装置使得高温合金粉末混合均匀,并将储粉罐处于取粉装置的正上方,打开储粉罐和取粉装置之间的两个真空阀门,此时取粉装置和储粉罐内部连通并且保持真空,高温合金粉末落入取粉装置中的取粉器内;垂直翻转储粉罐和取粉装置180°,此时储粉罐处于取粉装置的正下方,取粉器内一部分高温合金粉末落入预先设置的内筒外围并保留在取粉器内,多余的高温合金粉末落回储粉罐中。关闭储粉罐和取粉装置之间的两个真空阀门,此时取粉装置和储粉罐各自密封并保持真空状态,拆下储粉罐上的取粉装置即完成在真空密闭条件下取粉。
实施例1
(1)具体实施时,储粉罐的真空阀型号为:GU-100,取粉装置的下端口真空阀型号为:GU-16KF,取粉器外圆柱面上的两个真空阀型号为:GU-8KF;
(2)抽真空:将取粉装置上的一个第三真空阀5的外端口与真空泵连接,将另一个第三真空阀5的外端口与氩气瓶连接;打开第二真空阀门3和与真空泵连接的第三真空阀5,与氩气瓶连接的第三真空阀5关闭,抽真空,直到取粉器内腔的真空压力为8pa时停止抽真空;
(2)充氩气:关闭与真空泵连接的第三真空阀5,打开与氩气瓶连接的第三真空阀5,向取粉器中充氩气,直到取粉器内腔的气压达到1.1×105pa为止;重复步骤(2)至步骤(3)至少2次,然后重复步骤(2);
(3)翻转:将储粉罐和取粉装置整体垂直翻转1800°,再次垂直翻转180°,此时储粉罐处于取粉装置的正上方,打开第一真空阀门1c和第二真空阀门3,使高温合金粉末落入取粉器内;
(4)取粉:垂直翻转储粉罐180°,此时储粉罐处于取粉装置的正下方,敲击第二真空阀门3和转接套40s,关闭第一真空阀门1c和第二真空阀门3,拆下取粉装置,从取粉装置中取出取粉器。
实施例2
(1)具体实施时,储粉罐的真空阀型号为:GU-100,取粉装置的下端口真空阀型号为:GU-16KF,取粉器外圆柱面上的两个真空阀型号为:GU-8KF;
(2)抽真空:将取粉装置上的一个第三真空阀5的外端口与真空泵连接,将另一个第三真空阀5的外端口与氩气瓶连接;打开第二真空阀门3和与真空泵连接的第三真空阀5,与氩气瓶连接的第三真空阀5关闭,抽真空,直到取粉器内腔的真空压力为5pa时停止抽真空;
(2)充氩气:关闭与真空泵连接的第三真空阀5,打开与氩气瓶连接的第三真空阀5,向取粉器中充氩气,直到取粉器内腔的气压达到1.2×105pa为止;重复步骤(2)至步骤(3)至少2次,然后重复步骤(2);
(3)翻转:将储粉罐和取粉装置整体垂直翻转1800°,再次垂直翻转180°,此时储粉罐处于取粉装置的正上方,打开第一真空阀门1c和第二真空阀门3,使高温合金粉末落入取粉器内;
(4)取粉:垂直翻转储粉罐180°,此时储粉罐处于取粉装置的正下方,敲击第二真空阀门3和转接套35s,关闭第一真空阀门1c和第二真空阀门3,拆下取粉装置,从取粉装置中取出取粉器。
实施例3
(1)具体实施时,储粉罐的真空阀型号为:GU-100,取粉装置的下端口真空阀型号为:GU-16KF,取粉器外圆柱面上的两个真空阀型号为:GU-8KF;
(2)抽真空:将取粉装置上的一个第三真空阀5的外端口与真空泵连接,将另一个第三真空阀5的外端口与氩气瓶连接;打开第二真空阀门3和与真空泵连接的第三真空阀5,与氩气瓶连接的第三真空阀5关闭,抽真空,直到取粉器内腔的真空压力为6pa时停止抽真空;
(2)充氩气:关闭与真空泵连接的第三真空阀5,打开与氩气瓶连接的第三真空阀5,向取粉器中充氩气,直到取粉器内腔的气压达到1.0×105pa为止;重复步骤(2)至步骤(3)至少2次,然后重复步骤(2);
(3)翻转:将储粉罐和取粉装置整体垂直翻转1980°,再次垂直翻转360°,此时储粉罐处于取粉装置的正上方,打开第一真空阀门1c和第二真空阀门3,使高温合金粉末落入取粉器内;
(4)取粉:垂直翻转储粉罐180°,此时储粉罐处于取粉装置的正下方,敲击第二真空阀门3和转接套30s,关闭第一真空阀门1c和第二真空阀门3,拆下取粉装置,从取粉装置中取出取粉器。

Claims (2)

1.一种高温合金粉末的取粉装置,用于从储粉罐(1)中取出高温合金粉末,储粉罐(1)由圆柱形的罐体(1a)、圆台形的罐盖(1b)和第一真空阀门(1c)连接组成,罐盖(1b)下端口的罐盖下法兰与罐体(1a)上端口的罐体法兰通过螺栓密封连接为整体,罐盖(1b)上端口的罐盖上法兰与第一真空阀门(1c)下端口的储粉罐阀门下法兰通过螺栓密封连接为整体,第一真空阀门(1c)处于关闭状态,在储粉罐(1)中储存有高温合金粉末,储粉罐(1)内腔的气压≤10Pa;其特征在于,在第一真空阀门(1c)的上端口连接着由转接套(2)、第二真空阀门(3)、取粉器(4)、两个第三真空阀(5)和内筒(6)组成的取粉装置;转接套(2)是一个下端口大于上端口的圆台形套筒,转接套(2)下端口的转接套下法兰与第一真空阀门(1c)上端口的第一真空阀门上法兰通过螺栓密封连接为整体,转接套(2)上端口的转接套上法兰与第二真空阀门(3)下端口的第二真空阀门下兰通过螺栓密封连接为整体,第二真空阀门(3)上端口的第二真空阀门上法兰与取粉器(4)下端口的取粉器法兰通过螺栓密封连接为整体,取粉器(4)的上端口封闭,在取粉器(4)的外圆柱面上焊接有两个第三真空阀(5),每个第三真空阀(5)的内端口与取粉器(4)的内腔连通,内筒(6)是一个圆筒,它位于取粉器(4)内,内筒(6)的下端插入第二真空阀门(3)的上端口内,并与第二真空阀门(3)的上端口焊接为整体,内筒(6)的上端口到取粉器(4)上端内壁的距离不小于4cm。
2.一种高温合金粉末的取粉方法,使用如权利要求1所述的取粉装置从储粉罐(1)中取出高温合金粉末,其特征在于,取粉的步骤如下:
2.1、抽真空:将取粉装置上的一个第三真空阀(5)的外端口与真空泵连接,将另一个第三真空阀(5)的外端口与氩气瓶连接;打开第二真空阀门(3)和与真空泵连接的第三真空阀(5),与氩气瓶连接的第三真空阀(5)关闭,抽真空,直到取粉器(4)内腔的真空压力≤10pa时停止抽真空;
2.2、充氩气:关闭与真空泵连接的第三真空阀(5),打开与氩气瓶连接的第三真空阀(5),向取粉器中充氩气,直到取粉器(4)内腔的气压达到105pa为止;重复步骤2.1至步骤2.2至少2次,然后重复步骤2.1;
2.3、翻转:将储粉罐(1)和取粉装置整体垂直翻转至少1800°后,再次垂直翻转180°~360°保证储粉罐1处于取粉装置的正上方,打开第一真空阀门(1c)和第二真空阀门(3),使高温合金粉末落入取粉器(4);
2.4、取粉:垂直翻转储粉罐(1)180°,此时储粉罐(1)处于取粉装置的正下方,敲击第二真空阀门(3)和转接套(2)不少于30s,使多余的高温合金粉末落回储粉罐(1)中,关闭第一真空阀门(1c)和第二真空阀门(3),拆下取粉装置,从取粉装置中取出取粉器(4)。
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