CN105420527A - 一种转喷微注法制备铝基复合材料的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及材料制备工艺技术领域，更具体而言，涉及一种转喷微注法制备铝基复合材料的装置；该装置使陶瓷颗粒从铝熔体内部加入，使纳米级陶瓷颗粒与铝合金良好的复合，同时达到更好的分散度，获得高强度、高塑性复合材料；包括工作台、气瓶、电机、可变速螺旋送料装置、气料混合装置、从动气料导管、坩埚和旋转叶片，所述气瓶可拆卸地固定在工作台上，所述气瓶联接有导气管，所述导气管和可变速螺旋送料装置均通过气料混合装置与从动气料导管连通，所述电机带动从动气料导管和旋转叶片转动，所述旋转叶片位于坩埚内；本发明主要应用在材料制备方面。

Description

一种转喷微注法制备铝基复合材料的装置
技术领域
本发明涉及材料制备工艺技术领域，更具体而言，涉及一种转喷微注法制备铝基复合材料的装置。
背景技术
随着纳米技术的兴起，通过物理或化学方法将纳米颗粒均匀地弥散在金属及其合金基体中，从而获得高性能金属基纳米复合材料，得到人们广泛地关注。高性能铝基纳米复合材料，由于具有高比强度、出色的韧性和抗疲劳能力，良好的耐热、耐磨、耐蚀性，因此在航空、航天、交通运输等领域具有广阔的应用前景，已成为近年来纳米材料及铝基复合材料交叉领域中的研究热点。由强化理论可知，增强相尺寸愈小，强化效果就愈明显，其强塑性愈高，所以人们无不期待着用细小颗粒增强铝合金，以获得高强度、高塑性复合材料，所以制造细小颗粒、组织致密的复合材料有着重要的理论意义和实际应用价值。
发明内容
本发明提供了一种转喷微注法制备铝基复合材料的装置，该装置使陶瓷颗粒从铝熔体内部加入，使纳米级陶瓷颗粒与铝合金良好的复合，同时达到更好的分散度，获得高强度、高塑性复合材料。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：
一种转喷微注法制备铝基复合材料的装置，包括工作台、气瓶、电机、可变速螺旋送料装置、气料混合装置、从动气料导管、坩埚和旋转叶片，所述气瓶可拆卸地固定在工作台上，所述气瓶联接有导气管，所述导气管和可变速螺旋送料装置均通过气料混合装置与从动气料导管连通，所述电机带动从动气料导管和旋转叶片转动，所述旋转叶片位于坩埚内。
所述电机联接有主传动杆，主传动杆上设置有主动轮，所述从动气料导管上设置有从动轮，所述主动轮与从动轮通过齿轮皮带联接。
所述电机通过电机支撑架固定装置固定在工作台上，所述电机与电机支撑架固定装置间通过电机支撑架固定联接。
所述工作台上部通过角钢支撑架固定有支撑轴承，所述支撑轴承可支撑所述主传动杆和从动气料导管。
所述支撑轴承为推力球轴承。
所述旋转叶片固定在从动气料导管的底部。
所述气瓶可放置于固定在工作台底部的气瓶槽内。
所述工作台上设置有电机控制器，所述电机控制器与电机连接。
所述电机通过联轴器与主传动杆联接。
所述电机支撑架固定装置通过支撑架固定在工作台上，所述电机支撑架固定装置可相对支撑架上下移动，所述坩埚置于坩埚平台上，所述坩埚平台可在竖直方向调整高度。
所述气瓶通过气压开关与导气管联接，所述气瓶上设置有压力表。
所述可变速螺旋送料装置是以螺旋送料方式向气料混合装置中输送物料，通过调节转速控制物料输送量。
所述气料混合装置的作用是混合气体和粉状物料，通过从动气料导管把粉状物料连续均匀的输送到金属熔体中。
与现有技术相比本发明所具有的有益效果为：
本发明提供了一种制备铝基复合材料的新型简单工艺装置，采用转喷微注法制备铝基复合材料，在搅拌过程中，将增强相纳米微粒连续微量转喷至铝合金熔体内部不同点位，通过散、微、转三个工艺参数的最佳耦合，以此达到时间和空间的异同性，实现制备过程的低成本、低能耗和高效率，并同时实现低污染的制备工艺和制备高质量的复合材料，满足新材料制备的内在需求，解决目前采用的粉末冶金法、真空压力浸渗法等高成本制备工艺难题，实现该材料制备工艺的简单化和广泛应用，实现大比例增强抗磨相微粒的弥散分布，解决其在合金中的团聚问题，同时采用微合金化或外加物理场等工艺解决增强相的润湿性，强化增强相与基体的结合界面，保证材料的强韧性和抗磨性。
附图说明
下面通过附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1为本发明的结构示意图。
图中：1为工作台、2为电机控制器、3为气瓶、4为气压开关、5为压力表、6为导气管、7为电机支撑架固定装置、8为电机支撑架、9为电机、10为可变速螺旋送料装置、11为气料混合装置、12为联轴器、13为从动气料导管、14为齿轮皮带、15为从动轮、16为主动轮、17为支撑轴承、18为角钢支撑架、19为坩埚、20为旋转叶片、21为坩埚平台、22为主传动杆、23为支撑架、24为气瓶槽。
具体实施方式
下面实施例结合附图对本发明作进一步的描述。
如图1所示，本发明提供了一种转喷微注法制备铝基复合材料的装置，该装置通过电机控制器2控制电机9的开关，气瓶3内可以为氩气或者氧气，根据可变速螺旋送料装置10中的粉料进行相应选择，根据所需要的气流结合压力表5调节气压开关4，通过实际需要对电机支撑架固定装置7和坩埚平台21进行上下调整，可变速螺旋送料装置10内的粉料在螺旋通料后可通过导气管6内的气流辅助进行喷吹，并通过从动气料导管13连续微量的注入坩埚19内的金属液体内，电机9通过主传动杆22将扭矩传递给从动气料导管13，进而传递给旋转叶片20，旋转叶片20为钢制的，旋转叶片20可以迅速转动，将气泡打碎，使粉末直接与金属液接触，增加金属液与粉末的接触时间，可以往旋转叶片20上刷涂料，以减少与金属液的摩擦。本发明将增强相纳米微粒(即可变速螺旋送料装置10中的粉料)连续微量转喷至铝合金熔体(即坩埚19内的金属液体)内部不同点位，通过散、微、转三个工艺参数的最佳耦合，以此达到时间和空间的异同性，实现制备过程的低成本、低能耗和高效率，并同时实现低污染的制备工艺和制备高质量的复合材料，满足新材料制备的内在需求，解决目前采用的粉末冶金法、真空压力浸渗法等高成本制备工艺难题。

Claims (10)

1.一种转喷微注法制备铝基复合材料的装置，其特征在于：包括工作台(1)、气瓶(3)、电机(9)、可变速螺旋送料装置(10)、气料混合装置(11)、从动气料导管(13)、坩埚(19)和旋转叶片(20)，所述气瓶(3)可拆卸地固定在工作台(1)上，所述气瓶(3)联接有导气管(6)，所述导气管(6)和可变速螺旋送料装置(10)均通过气料混合装置(11)与从动气料导管(13)连通，所述电机(9)带动从动气料导管(13)和旋转叶片(20)转动，所述旋转叶片(20)位于坩埚(19)内。
2.根据权利要求1所述的一种转喷微注法制备铝基复合材料的装置，其特征在于：所述电机(9)通过联轴器(12)与主传动杆(22)联接，所述主传动杆(22)上设置有主动轮(16)，所述从动气料导管(13)上设置有从动轮(15)，所述主动轮(16)与从动轮(15)通过齿轮皮带(14)联接。
3.根据权利要求1或2所述的一种转喷微注法制备铝基复合材料的装置，其特征在于：所述电机(9)通过电机支撑架固定装置(7)固定在工作台(1)上，所述电机(9)与电机支撑架固定装置(7)间通过电机支撑架(8)固定联接。
4.根据权利要求2所述的一种转喷微注法制备铝基复合材料的装置，其特征在于：所述工作台(1)上部通过角钢支撑架(18)固定有支撑轴承(17)，所述支撑轴承(17)可支撑所述主传动杆(22)和从动气料导管(13)。
5.根据权利要求4所述的一种转喷微注法制备铝基复合材料的装置，其特征在于：所述支撑轴承(17)为推力球轴承。
6.根据权利要求1所述的一种转喷微注法制备铝基复合材料的装置，其特征在于：所述旋转叶片(20)固定在从动气料导管(13)的底部。
7.根据权利要求1所述的一种转喷微注法制备铝基复合材料的装置，其特征在于：所述工作台(1)上设置有电机控制器(2)，所述电机控制器(2)与电机(9)连接。
8.根据权利要求3所述的一种转喷微注法制备铝基复合材料的装置，其特征在于：所述电机支撑架固定装置(7)通过支撑架(23)固定在工作台(1)上，所述电机支撑架固定装置(7)可相对支撑架(23)上下移动，所述坩埚(19)置于坩埚平台(21)上，所述坩埚平台(21)可在竖直方向调整高度。
9.根据权利要求1所述的一种转喷微注法制备铝基复合材料的装置，其特征在于：所述气瓶(3)通过气压开关(4)与导气管(6)联接，所述气瓶(3)上设置有压力表(5)，所述气瓶(3)可放置于固定在工作台(1)底部的气瓶槽(24)内。
10.根据权利要求1所述的一种转喷微注法制备铝基复合材料的装置，其特征在于：所述可变速螺旋送料装置(10)是以螺旋送料方式向气料混合装置(11)中输送物料，通过调节转速控制物料输送量。
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