CN108327042A - 一种陶瓷颗粒增强金属基复合材料预制体的自动化制备装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种陶瓷颗粒增强金属基复合材料预制体的自动化制备装置及制备方法，属于金属基陶瓷复合材料领域。本装置包括机座、入料构件、搅拌构件、称料构件、填料构件、传送装置、金属型腔、振动台、固化装置、处理器，机座的顶部侧壁开设有水平滑槽，水平滑槽内设置有支撑滑板，入料构件固定设置在支撑板上，搅拌构件包括搅拌料桶和搅拌桨，搅拌料桶顶部通过连接件固定设置在支撑板下方，入料构件的下端与搅拌料桶连通，支撑板中部设置有驱动电机Ⅰ，驱动电机Ⅰ的输出轴与搅拌桨连接；搅拌料桶的下端依次固定设置有称料构件和填料构件，振动台设置在填料构件正下方，金属型腔设置在振动台上，传送装置、固化装置分别设置在振动台的两侧。

Description

一种陶瓷颗粒增强金属基复合材料预制体的自动化制备装置
技术领域
本发明涉及一种陶瓷颗粒增强金属基复合材料预制体的自动化制备装置，属于复合材料制备技术领域。
背景技术
陶瓷-金属复合材料突破了传统耐磨金属耐磨性、制造成本的限制，在现代工业生产应用中表现出优异的性能，正在逐步替代传统的耐磨金属材料，如高锰钢，高铬铸铁等。适用于水泥、矿山、冶金、电站或各种类似的行业，整体表层复合材料复合层的强度低，使其应用受到限制，而陶瓷颗粒区域分布不但可以对主要耐磨部位起到增强耐磨性的作用，还能受到没有陶瓷颗粒区域韧性基体金属的支撑作用，使得复合材料真正兼具耐磨性和韧性。陶瓷颗粒体积分数及其分布结构对陶瓷-金属复合材料的影响很大，制备出各种体积分数及分布结构的陶瓷-金属复合材料，以满足不同的工况要求，具有重要应用意义。在可见的未来，这种材料必将大面积推广，但是由于陶瓷预制体目前还没有厂家设计出自动生产装置，一般研究所和工厂都是靠人力去制备，不但效率低下，而且因各人能力不同严重影响预制体的质量，从而影响生产效率。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题，提供一种陶瓷颗粒增强金属基复合材料预制体的自动化制备装置，可实现陶瓷颗粒增强金属基复合材料预制体的自动化生产，大幅降低人工成本，提高生产效率。
本发明为解决其技术问题而采用的技术方案是：
一种陶瓷颗粒增强金属基复合材料预制体的自动化制备装置，包括机座、入料构件、搅拌构件、称料构件、填料构件、传送装置、金属型腔12、振动台16、固化装置、处理器17，机座的顶部侧壁开设有水平滑槽，水平滑槽内设置有支撑滑板，支撑滑板与水平滑槽配合滑动，入料构件固定设置在支撑板上，搅拌构件包括搅拌料桶5和搅拌桨，搅拌料桶5顶部通过连接件固定设置在支撑板下方，入料构件的下端与搅拌料桶5连通，支撑板中部设置有驱动电机Ⅰ18，驱动电机Ⅰ18的输出轴与搅拌桨连接；搅拌料桶5的下端依次固定设置有称料构件和填料构件，搅拌料桶5、称料构件、填料构件依次连通；振动台16设置在填料构件正下方，金属型腔12设置在振动台16上，传送装置、固化装置分别设置在振动台16的两侧，处理器17设置在填料构件侧壁，驱动电机Ⅰ18、振动台16、传送装置与处理器17连接；
进一步的，所述入料构件包括固体入料筒Ⅰ1、液体浇注管2、液体储存箱19、固体入料筒Ⅱ3、控制器Ⅰ22、控制器Ⅱ、固体入料控制箱Ⅰ、固体入料控制箱Ⅱ4、固体入料斜盒Ⅰ21、固体入料斜盒Ⅱ，固体入料筒Ⅰ1、固体入料筒Ⅱ3竖直设置在支撑板的两端，固体入料筒Ⅰ1的底端出口设置有计量模块Ⅰ，固体入料筒Ⅰ1的底端固定设置有固体入料控制箱Ⅰ，控制器Ⅰ22固定设置在固体入料控制箱Ⅰ的顶壁，计量模块Ⅰ与控制器Ⅰ22连接，固体入料斜盒Ⅰ21固定设置在固体入料控制箱Ⅰ内，固体入料斜盒Ⅰ21的顶端与固体入料筒Ⅰ1的底端出口连通且固体入料斜盒Ⅰ21的底端延伸至搅拌料桶5内；固体入料筒Ⅱ3的底端出口设置有计量模块Ⅱ，固体入料筒Ⅱ3的底端固定设置有固体入料控制箱Ⅱ4，控制器Ⅱ固定设置在固体入料控制箱Ⅱ4的顶壁，计量模块Ⅱ与控制器Ⅱ连接，固体入料斜盒Ⅱ的顶端与固体入料筒Ⅱ3的底端出口连通且固体入料斜盒Ⅱ的底端延伸至搅拌料桶5内；液体浇注管2竖直设置在支撑板的前壁中部且液体浇注管2的底部延伸至搅拌料桶5内，液体储存箱19设置在机座底部，液体储存箱19的出口设置有抽液泵，抽液泵的液体出口与液体浇注管2连通，液体浇注管2上设置有液体流量计和电磁阀Ⅰ；控制器Ⅰ22、控制器Ⅱ、液体流量计、电磁阀Ⅰ分别与处理器17连接；
进一步的，所述搅拌桨包括搅拌轴和搅拌叶片6，搅拌轴的顶端与驱动电机Ⅰ18的输出轴连接，搅拌叶片6固定设置在搅拌轴上，搅拌叶片6为多层框架式搅拌叶片；搅拌料桶5的出料口7设置有计量模块Ⅲ和电磁阀Ⅱ，计量模块Ⅲ、电磁阀Ⅱ分别与处理器17连接；
进一步的，所述称料构件为计量桶8，计量桶8固定设置在搅拌料桶5的底端且与搅拌料桶5连通，计量桶8外壁设置有控制器Ⅲ，计量桶8的排料口10设置有计量模块Ⅳ，计量模块Ⅳ与控制器Ⅲ连接，计量桶8的后侧壁方向设置有凸出的水平啮合齿轮，机座的前侧壁中部固定设置有支撑杆Ⅰ，支撑杆Ⅰ上设置有从动齿轮，从动齿轮可绕支撑杆Ⅰ旋转，机座的前侧壁中部固定设置有异步电机，异步电机的输出轴、支撑杆Ⅰ在同一水平面上，异步电机的输出轴上设置有主动齿轮，主动齿轮、从动齿轮、水平啮合齿在同一直线上，主动齿轮、从动齿轮的外侧包覆设置有传动链条9，传动链条9与水平啮合齿相配合传动；计量桶8的排料口10与填料构件连通，控制器Ⅲ与与处理器17连接；
进一步的，所述填料构件包括锥形桶11、刮板15，锥形桶11的顶端与计量桶8的下端连通，锥形桶11外侧竖直设置有刮板固定板，刮板15通过三脚支架固定设置在刮板固定板、锥形桶11外壁的底端，处理器17设置在刮板固定板的侧壁；
进一步的，所述振动台16顶端水平方向均匀设置有可转动的滚轴，金属型腔12设置在滚轴上，振动台16顶端四角设置有自动伸缩的卡紧扣，卡紧扣与金属型腔12配合连接；
进一步的，所述传送装置包括支撑架、从传动轴Ⅰ、主传动轴Ⅰ、驱动电机Ⅱ、传送带Ⅰ13，从传动轴Ⅰ、主传动轴Ⅰ通过支撑杆Ⅱ水平设置在支撑架顶端，从传动轴Ⅰ、主传动轴Ⅰ均可绕支撑杆Ⅱ旋转，传送带Ⅰ13包覆设置在从传动轴Ⅰ、主传动轴Ⅰ外侧，传送带Ⅰ13与振动台16顶端在同一平面上，驱动电机Ⅱ固定设置在支撑架上，驱动电机Ⅱ的输出轴与主传动轴Ⅰ连接，驱动电机Ⅱ与处理器17连接；
进一步的，所述固化装置包括支撑台、固化箱14、从传动轴Ⅱ、从传动轴Ⅲ、主传动轴Ⅱ、驱动电机Ⅲ、传送带Ⅱ，固化箱14设置在支撑台上，固化箱14顶端设置有气体导管23，气体导管23外接气泵，固化箱14内壁上部设置有水平隔板20，水平隔板20上均匀设置有若干个通气孔，固化箱14中部两侧壁均开有传送口，固化箱14中部的内侧壁水平设置有1个以上的从传动轴Ⅱ，从传动轴Ⅱ可在内侧壁内转动，主传动轴Ⅱ通过支撑杆Ⅲ设置在支撑台上，从传动轴Ⅲ通过支撑杆Ⅳ设置在支撑台上且从传动轴Ⅲ靠近振动台16，主传动轴Ⅱ、从传动轴Ⅱ、从传动轴Ⅲ在同一平面上，传送带Ⅱ包覆设置在主传动轴Ⅱ、从传动轴Ⅱ、从传动轴Ⅲ外侧且传送带Ⅱ穿过传送口，驱动电机Ⅲ通过支架设置在支撑台上，驱动电机Ⅲ的输出轴与主传动轴Ⅱ连接，驱动电机Ⅲ、气泵与处理器17连接；
更进一步的，所述水平隔板20为陶瓷隔板；
更进一步的，所述处理器17为ARM处理器，处理器17外接触摸显示屏。
本发明所述控制器均为常规控制器，按照常规方式进行控制；
本发明所述计量模块为常规计量模块；
本发明的另一目的是提供陶瓷颗粒增强金属基复合材料预制体的制备方法，陶瓷颗粒局部增强金属基复合材料预制体的自动化制备装置进行制备，具体步骤如下：
（1）将陶瓷颗粒、陶瓷微粉分别放置在固体入料筒Ⅰ、固体入料筒Ⅱ中，处理器发出指令给控制器Ⅰ、控制器Ⅱ，控制器Ⅰ、控制器Ⅱ分别控制陶瓷颗粒、陶瓷微粉加入到搅拌料桶中，处理器控制驱动电机Ⅰ工作，驱动电机Ⅰ带动搅拌桨转动，将陶瓷颗粒、陶瓷微粉混合均匀得到陶瓷混合物；
（2）处理器控制抽液泵将水和粘接剂的混合溶液通过液体浇注管加入到步骤（1）的陶瓷混合物中，处理器控制驱动电机Ⅰ工作，驱动电机Ⅰ带动搅拌桨转动，将陶瓷混合物、混合溶液混合均匀得到陶瓷预制混合物；
（3）处理器控制电磁阀Ⅱ打开，步骤（2）的陶瓷预制混合物按照预设量进入到计量桶中，再按照预设量进入锥形桶中，处理器控制异步电机运行并通过传动链条带动计量桶移动，使陶瓷预制混合物通过锥形桶均匀加入到振动台上的金属型腔中；
（4）处理器控制振动台振动，在锥形桶的刮板的辅助下完成金属型腔中陶瓷预制混合物的填平和紧实；振动台的卡紧扣松开；
（5）处理器控制驱动电机Ⅱ运转，驱动电机Ⅱ带动主传动轴Ⅰ旋转从而带动传送带Ⅰ将金属型腔运送至振动台上，从而推动步骤（4）中填平和紧实陶瓷预制混合物的金属型腔传送至传送带Ⅱ上，处理器控制驱动电机Ⅲ运转，驱动电机Ⅲ带动主传动轴Ⅱ旋转从而带动传送带Ⅱ将填平和紧实陶瓷预制混合物的金属型腔传送至固化箱中，处理器控制气泵工作，通过气体导管进行吹气作业，完成金属型腔中陶瓷预制混合物的固化。
本发明的有益效果：
（1）本发明陶瓷颗粒增强金属基复合材料预制体的自动化制备装置实现了自动混料、自动填充、自动传送和自动固化，大幅降低了人工成本，提高生产效率；
（2）本发明的自动填充、自动计量和震动装置，可有效控制陶瓷颗粒增强金属基复合材料预制体的成分、力学性能和物理性能，可避免人为因素导致的陶瓷颗粒增强金属基复合材料预制体缺陷和误差；
（3）本发明的自动固化装置中设置的水平隔板和自动吹气装置可节约人工成本和气体资源，并保证预制体充气均匀，避免出现不均匀吹气导致预制体颗粒大量脱落现象。
附图说明
图1为实施例陶瓷颗粒增强金属基复合材料预制体的自动化制备装置的主视图；
图2为实施例陶瓷颗粒增强金属基复合材料预制体的自动化制备装置（不含传动装置）的右视图；
图3为实施例固化箱的结构示意图；
图4为固体入料筒Ⅰ的结构示意图；
图5为搅拌构件的剖视图（不含驱动电机Ⅰ）；
图中：1-固体入料筒Ⅰ、2-液体浇注管、3-固体入料筒Ⅱ、4-固体入料控制箱Ⅱ、5-搅拌料桶、6-搅拌叶片、7-出料口、8-计量桶、9-传动链条、10-排料口、11-锥形桶、12-金属型腔、13-传送带Ⅰ、14-固化箱、15-刮板、16-振动台、17-处理器、18-驱动电机Ⅰ、19-液体储存箱、20-水平隔板、21-固体入料斜盒Ⅰ、22-控制器Ⅰ、23-气体导管。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，对本发明作进一步说明。
实施例1：如图1~5所示，一种陶瓷颗粒增强金属基复合材料预制体的自动化制备装置，包括机座、入料构件、搅拌构件、称料构件、填料构件、传送装置、金属型腔12、振动台16、固化装置、处理器17，机座的顶部侧壁开设有水平滑槽，水平滑槽内设置有支撑滑板，支撑滑板与水平滑槽配合滑动，入料构件固定设置在支撑板上，搅拌构件包括搅拌料桶5和搅拌桨，搅拌料桶5顶部通过连接件固定设置在支撑板下方，入料构件的下端与搅拌料桶5连通，支撑板中部设置有驱动电机Ⅰ18，驱动电机Ⅰ18的输出轴与搅拌桨连接；搅拌料桶5的下端依次固定设置有称料构件和填料构件，搅拌料桶5、称料构件、填料构件依次连通；振动台16设置在填料构件正下方，金属型腔12设置在振动台16上，传送装置、固化装置分别设置在振动台16的两侧，处理器17设置在填料构件侧壁，驱动电机Ⅰ18、振动台16、传送装置与处理器17连接；
本实施例所述入料构件包括固体入料筒Ⅰ1、液体浇注管2、液体储存箱19、固体入料筒Ⅱ3、控制器Ⅰ22、控制器Ⅱ、固体入料控制箱Ⅰ、固体入料控制箱Ⅱ4、固体入料斜盒Ⅰ21、固体入料斜盒Ⅱ，固体入料筒Ⅰ1、固体入料筒Ⅱ3竖直设置在支撑板的两端，固体入料筒Ⅰ1的底端出口设置有计量模块Ⅰ，固体入料筒Ⅰ1的底端固定设置有固体入料控制箱Ⅰ，控制器Ⅰ22固定设置在固体入料控制箱Ⅰ的顶壁，计量模块Ⅰ与控制器Ⅰ22连接，固体入料斜盒Ⅰ21固定设置在固体入料控制箱Ⅰ内，固体入料斜盒Ⅰ21的顶端与固体入料筒Ⅰ1的底端出口连通且固体入料斜盒Ⅰ21的底端延伸至搅拌料桶5内；固体入料筒Ⅱ3的底端出口设置有计量模块Ⅱ，固体入料筒Ⅱ3的底端固定设置有固体入料控制箱Ⅱ4，控制器Ⅱ固定设置在固体入料控制箱Ⅱ4的顶壁，计量模块Ⅱ与控制器Ⅱ连接，固体入料斜盒Ⅱ的顶端与固体入料筒Ⅱ3的底端出口连通且固体入料斜盒Ⅱ的底端延伸至搅拌料桶5内；液体浇注管2竖直设置在支撑板的前壁中部且液体浇注管2的底部延伸至搅拌料桶5内，液体储存箱19设置在机座底部，液体储存箱19的出口设置有抽液泵，抽液泵的液体出口与液体浇注管2连通，液体浇注管2上设置有液体流量计和电磁阀Ⅰ；控制器Ⅰ22、控制器Ⅱ、液体流量计、电磁阀Ⅰ分别与处理器17连接；
本实施例所述搅拌桨包括搅拌轴和搅拌叶片6，搅拌轴的顶端与驱动电机Ⅰ18的输出轴连接，搅拌叶片6固定设置在搅拌轴上，搅拌叶片6为多层框架式搅拌叶片；搅拌料桶5的出料口7设置有计量模块Ⅲ和电磁阀Ⅱ，计量模块Ⅲ、电磁阀Ⅱ分别与处理器17连接；
本实施例所述称料构件为计量桶8，计量桶8固定设置在搅拌料桶5的底端且与搅拌料桶5连通，计量桶8外壁设置有控制器Ⅲ，计量桶8的排料口10设置有计量模块Ⅳ，计量模块Ⅳ与控制器Ⅲ连接，计量桶8的后侧壁方向设置有凸出的水平啮合齿轮，机座的前侧壁中部固定设置有支撑杆Ⅰ，支撑杆Ⅰ上设置有从动齿轮，从动齿轮可绕支撑杆Ⅰ旋转，机座的前侧壁中部固定设置有异步电机，异步电机的输出轴、支撑杆Ⅰ在同一水平面上，异步电机的输出轴上设置有主动齿轮，主动齿轮、从动齿轮、水平啮合齿在同一直线上，主动齿轮、从动齿轮的外侧包覆设置有传动链条9，传动链条9与水平啮合齿相配合传动；计量桶8的排料口10与填料构件连通，控制器Ⅲ与与处理器17连接；
本实施例所述填料构件包括锥形桶11、刮板15，锥形桶11的顶端与计量桶8的下端连通，锥形桶11外侧竖直设置有刮板固定板，刮板15通过三脚支架固定设置在刮板固定板、锥形桶11外壁的底端，处理器17设置在刮板固定板的侧壁；
本实施例所述振动台16顶端水平方向均匀设置有可转动的滚轴，金属型腔12设置在滚轴上，振动台16顶端四角设置有自动伸缩的卡紧扣，卡紧扣与金属型腔12配合连接；
本实施例所述传送装置包括支撑架、从传动轴Ⅰ、主传动轴Ⅰ、驱动电机Ⅱ、传送带Ⅰ13，从传动轴Ⅰ、主传动轴Ⅰ通过支撑杆Ⅱ水平设置在支撑架顶端，从传动轴Ⅰ、主传动轴Ⅰ均可绕支撑杆Ⅱ旋转，传送带Ⅰ13包覆设置在从传动轴Ⅰ、主传动轴Ⅰ外侧，传送带Ⅰ13与振动台16顶端在同一平面上，驱动电机Ⅱ固定设置在支撑架上，驱动电机Ⅱ的输出轴与主传动轴Ⅰ连接，驱动电机Ⅱ与处理器17连接；
本实施例所述固化装置包括支撑台、固化箱14、从传动轴Ⅱ、从传动轴Ⅲ、主传动轴Ⅱ、驱动电机Ⅲ、传送带Ⅱ，固化箱14设置在支撑台上，固化箱14顶端设置有气体导管23，气体导管23外接气泵，固化箱14内壁上部设置有水平隔板20，水平隔板20上均匀设置有若干个通气孔，固化箱14中部两侧壁均开有传送口，固化箱14中部的内侧壁水平设置有1个以上的从传动轴Ⅱ，从传动轴Ⅱ可在内侧壁内转动，主传动轴Ⅱ通过支撑杆Ⅲ设置在支撑台上，从传动轴Ⅲ通过支撑杆Ⅳ设置在支撑台上且从传动轴Ⅲ靠近振动台16，主传动轴Ⅱ、从传动轴Ⅱ、从传动轴Ⅲ在同一平面上，传送带Ⅱ包覆设置在主传动轴Ⅱ、从传动轴Ⅱ、从传动轴Ⅲ外侧且传送带Ⅱ穿过传送口，驱动电机Ⅲ通过支架设置在支撑台上，驱动电机Ⅲ的输出轴与主传动轴Ⅱ连接，驱动电机Ⅲ、气泵与处理器17连接；
本实施例所述水平隔板20为陶瓷隔板；
本实施例所述处理器17为ARM处理器，处理器17外接触摸显示屏；
本实施例陶瓷颗粒增强金属基复合材料预制体的制备方法，利用陶瓷颗粒增强金属基复合材料预制体的自动化制备装置进行制备，具体步骤如下：
（1）将陶瓷颗粒、陶瓷微粉分别放置在固体入料筒Ⅰ、固体入料筒Ⅱ中，处理器发出指令给控制器Ⅰ、控制器Ⅱ，控制器Ⅰ、控制器Ⅱ分别控制陶瓷颗粒、陶瓷微粉加入到搅拌料桶中，处理器控制驱动电机Ⅰ工作，驱动电机Ⅰ带动搅拌桨转动，将陶瓷颗粒、陶瓷微粉混合均匀得到陶瓷混合物；
（2）处理器控制抽液泵将水和粘接剂的混合溶液通过液体浇注管加入到步骤（1）的陶瓷混合物中，处理器控制驱动电机Ⅰ工作，驱动电机Ⅰ带动搅拌桨转动，将陶瓷混合物、混合溶液混合均匀得到陶瓷预制混合物；
（3）处理器控制电磁阀Ⅱ打开，步骤（2）的陶瓷预制混合物按照预设量进入到计量桶中，再按照预设量进入锥形桶中，处理器控制异步电机运行并通过传动链条带动计量桶移动，使陶瓷预制混合物通过锥形桶均匀加入到振动台上的金属型腔中；
（4）处理器控制振动台振动，在锥形桶的刮板的辅助下完成金属型腔中陶瓷预制混合物的填平和紧实；振动台的卡紧扣松开；
（5）处理器控制驱动电机Ⅱ运转，驱动电机Ⅱ带动主传动轴Ⅰ旋转从而带动传送带Ⅰ将金属型腔运送至振动台上，从而推动步骤（4）中填平和紧实陶瓷预制混合物的金属型腔传送至传送带Ⅱ上，处理器控制驱动电机Ⅲ运转，驱动电机Ⅲ带动主传动轴Ⅱ旋转从而带动传送带Ⅱ将填平和紧实陶瓷预制混合物的金属型腔传送至固化箱中，处理器控制气泵工作，通过气体导管进行吹气作业，完成金属型腔中陶瓷预制混合物的固化。
实施例2：本实施例陶瓷颗粒增强金属基复合材料预制体为锆刚玉陶瓷颗粒/高铬铸铁基蜂窝状复合材料预制体；
本实施例陶瓷颗粒增强金属基复合材料预制体的制备方法，利用陶瓷颗粒增强金属基复合材料预制体的自动化制备装置进行制备，具体步骤如下：
（1）将陶瓷颗粒（陶瓷颗粒为锆刚玉陶瓷颗粒）、陶瓷微粉（陶瓷微粉为碳化硼和氧化钛粉末）分别放置在固体入料筒Ⅰ、固体入料筒Ⅱ中，处理器发出指令给控制器Ⅰ、控制器Ⅱ，控制器Ⅰ、控制器Ⅱ分别控制1800g陶瓷颗粒（锆刚玉陶瓷颗粒）、110g陶瓷微粉（碳化硼和氧化钛粉末）加入到搅拌料桶中，处理器控制驱动电机Ⅰ工作，驱动电机Ⅰ带动搅拌桨转动，将陶瓷颗粒、陶瓷微粉混合均匀得到陶瓷混合物；
（2）处理器控制抽液泵将118g水和粘接剂（粘接剂为水玻璃）的混合溶液通过液体浇注管加入到步骤（1）的陶瓷混合物中，处理器控制驱动电机Ⅰ工作，驱动电机Ⅰ带动搅拌桨转动，将陶瓷混合物、混合溶液混合均匀得到陶瓷预制混合物；其中搅拌速率为150r/min；
（3）处理器控制电磁阀Ⅱ打开，步骤（2）的陶瓷预制混合物按照预设量（预设量为2200g）进入到计量桶中，再按照预设量进入锥形桶中，处理器控制异步电机运行并通过传动链条带动计量桶移动，使陶瓷预制混合物通过锥形桶均匀加入到振动台上的金属型腔中；其中计量桶的移动速率为10cm/s；
（4）处理器控制振动台振动，在锥形桶的刮板的辅助下完成金属型腔中陶瓷预制混合物的填平和紧实；振动台的卡紧扣松开；其中振动台的振动频率为50Hz，振动台的振幅为4mm；
（5）处理器控制驱动电机Ⅱ运转，驱动电机Ⅱ带动主传动轴Ⅰ旋转从而带动传送带Ⅰ将金属型腔运送至振动台上，从而推动步骤（4）中填平和紧实陶瓷预制混合物的金属型腔传送至传送带Ⅱ上，处理器控制驱动电机Ⅲ运转，驱动电机Ⅲ带动主传动轴Ⅱ旋转从而带动传送带Ⅱ将填平和紧实陶瓷预制混合物的金属型腔传送至固化箱中，处理器控制气泵工作，通过气体导管进行吹气作业，完成金属型腔中陶瓷预制混合物的固化即得锆刚玉陶瓷颗粒/高铬铸铁基蜂窝状复合材料预制体；
本实施例制备的锆刚玉陶瓷颗粒/高铬铸铁基蜂窝状复合材料预制体可用于立磨磨辊辊套、磨盘衬板等产品。
实施例3：本实施例陶瓷颗粒增强金属基复合材料预制体为碳化钛陶瓷颗粒/高铬钢间隔层状复合材料预制体；
本实施例陶瓷颗粒增强金属基复合材料预制体的制备方法，利用陶瓷颗粒增强金属基复合材料预制体的自动化制备装置进行制备，具体步骤如下：
（1）将陶瓷颗粒（陶瓷颗粒为碳化钛陶瓷颗粒）、陶瓷微粉（陶瓷微粉为碳化硼和氧化铝粉末）分别放置在固体入料筒Ⅰ、固体入料筒Ⅱ中，处理器发出指令给控制器Ⅰ、控制器Ⅱ，控制器Ⅰ、控制器Ⅱ分别控制1800g陶瓷颗粒（碳化钛陶瓷颗粒）、110g陶瓷微粉（碳化硼和氧化铝粉末）加入到搅拌料桶中，处理器控制驱动电机Ⅰ工作，驱动电机Ⅰ带动搅拌桨转动，将陶瓷颗粒、陶瓷微粉混合均匀得到陶瓷混合物；
（2）处理器控制抽液泵将118g水和粘接剂（粘接剂为水玻璃）的混合溶液通过液体浇注管加入到步骤（1）的陶瓷混合物中，处理器控制驱动电机Ⅰ工作，驱动电机Ⅰ带动搅拌桨转动，将陶瓷混合物、混合溶液混合均匀得到陶瓷预制混合物；其中搅拌速率为150r/min；
（3）处理器控制电磁阀Ⅱ打开，步骤（2）的陶瓷预制混合物按照预设量（预设量为2200g）进入到计量桶中，再按照预设量进入锥形桶中，处理器控制异步电机运行并通过传动链条带动计量桶移动，使陶瓷预制混合物通过锥形桶均匀加入到振动台上的金属型腔中；其中计量桶的移动速率为10cm/s；
（4）处理器控制振动台振动，在锥形桶的刮板的辅助下完成金属型腔中陶瓷预制混合物的填平和紧实；振动台的卡紧扣松开；其中振动台的振动频率为50Hz，振动台的振幅为4mm；
（5）处理器控制驱动电机Ⅱ运转，驱动电机Ⅱ带动主传动轴Ⅰ旋转从而带动传送带Ⅰ将金属型腔运送至振动台上，从而推动步骤（4）中填平和紧实陶瓷预制混合物的金属型腔传送至传送带Ⅱ上，处理器控制驱动电机Ⅲ运转，驱动电机Ⅲ带动主传动轴Ⅱ旋转从而带动传送带Ⅱ将填平和紧实陶瓷预制混合物的金属型腔传送至固化箱中，处理器控制气泵工作，通过气体导管进行吹气作业，完成金属型腔中陶瓷预制混合物的固化即得碳化钛陶瓷颗粒/高铬钢间隔层状复合材料预制体；
本实施例制备的碳化钛陶瓷颗粒/高铬钢间隔层状复合材料预制体可用于立磨磨辊辊套、磨盘衬板等产品。
实施例4：本实施例陶瓷颗粒增强金属基复合材料预制体为碳化钨陶瓷颗粒/高铬铸铁梅花桩状复合材料预制体；
本实施例陶瓷颗粒增强金属基复合材料预制体的制备方法，利用陶瓷颗粒增强金属基复合材料预制体的自动化制备装置进行制备，具体步骤如下：
（1）将陶瓷颗粒（陶瓷颗粒为碳化钨陶瓷颗粒）、陶瓷微粉（陶瓷微粉为碳化硼和氧化钛粉末）分别放置在固体入料筒Ⅰ、固体入料筒Ⅱ中，处理器发出指令给控制器Ⅰ、控制器Ⅱ，控制器Ⅰ、控制器Ⅱ分别控制1800g陶瓷颗粒（碳化钨陶瓷颗粒）、110g陶瓷微粉（碳化硼和氧化钛粉末）加入到搅拌料桶中，处理器控制驱动电机Ⅰ工作，驱动电机Ⅰ带动搅拌桨转动，将陶瓷颗粒、陶瓷微粉混合均匀得到陶瓷混合物；
（2）处理器控制抽液泵将118g水和粘接剂（粘接剂为水玻璃）的混合溶液通过液体浇注管加入到步骤（1）的陶瓷混合物中，处理器控制驱动电机Ⅰ工作，驱动电机Ⅰ带动搅拌桨转动，将陶瓷混合物、混合溶液混合均匀得到陶瓷预制混合物；其中搅拌速率为150r/min；
（3）处理器控制电磁阀Ⅱ打开，步骤（2）的陶瓷预制混合物按照预设量（预设量为2200g）进入到计量桶中，再按照预设量进入锥形桶中，处理器控制异步电机运行并通过传动链条带动计量桶移动，使陶瓷预制混合物通过锥形桶均匀加入到振动台上的金属型腔中；其中计量桶的移动速率为10cm/s；
（4）处理器控制振动台振动，在锥形桶的刮板的辅助下完成金属型腔中陶瓷预制混合物的填平和紧实；振动台的卡紧扣松开；其中振动台的振动频率为50Hz，振动台的振幅为4mm；
（5）处理器控制驱动电机Ⅱ运转，驱动电机Ⅱ带动主传动轴Ⅰ旋转从而带动传送带Ⅰ将金属型腔运送至振动台上，从而推动步骤（4）中填平和紧实陶瓷预制混合物的金属型腔传送至传送带Ⅱ上，处理器控制驱动电机Ⅲ运转，驱动电机Ⅲ带动主传动轴Ⅱ旋转从而带动传送带Ⅱ将填平和紧实陶瓷预制混合物的金属型腔传送至固化箱中，处理器控制气泵工作，通过气体导管进行吹气作业，完成金属型腔中陶瓷预制混合物的固化即得碳化钨陶瓷颗粒/高铬铸铁梅花桩状复合材料预制体；
本实施例制备的碳化钨陶瓷颗粒/高铬铸铁梅花桩状复合材料预制体可用于立磨磨辊辊套、磨盘衬板、板锤等产品。
实施例5：本实施例陶瓷颗粒增强金属基复合材料预制体为碳化硼陶瓷颗粒/高铬铸铁蜂窝状复合材料预制体；
本实施例陶瓷颗粒增强金属基复合材料预制体的制备方法，利用陶瓷颗粒增强金属基复合材料预制体的自动化制备装置进行制备，具体步骤如下：
（1）将陶瓷颗粒（陶瓷颗粒为碳化硼陶瓷颗粒）、陶瓷微粉（陶瓷微粉为碳化硅和氧化钛粉末）分别放置在固体入料筒Ⅰ、固体入料筒Ⅱ中，处理器发出指令给控制器Ⅰ、控制器Ⅱ，控制器Ⅰ、控制器Ⅱ分别控制1800g陶瓷颗粒（碳化硼陶瓷颗粒）、110g陶瓷微粉（碳化硅和氧化钛粉末）加入到搅拌料桶中，处理器控制驱动电机Ⅰ工作，驱动电机Ⅰ带动搅拌桨转动，将陶瓷颗粒、陶瓷微粉混合均匀得到陶瓷混合物；
（2）处理器控制抽液泵将118g水和粘接剂（粘接剂为水玻璃）的混合溶液通过液体浇注管加入到步骤（1）的陶瓷混合物中，处理器控制驱动电机Ⅰ工作，驱动电机Ⅰ带动搅拌桨转动，将陶瓷混合物、混合溶液混合均匀得到陶瓷预制混合物；其中搅拌速率为150r/min；
（3）处理器控制电磁阀Ⅱ打开，步骤（2）的陶瓷预制混合物按照预设量（预设量为2200g）进入到计量桶中，再按照预设量进入锥形桶中，处理器控制异步电机运行并通过传动链条带动计量桶移动，使陶瓷预制混合物通过锥形桶均匀加入到振动台上的金属型腔中；其中计量桶的移动速率为10cm/s；
（4）处理器控制振动台振动，在锥形桶的刮板的辅助下完成金属型腔中陶瓷预制混合物的填平和紧实；振动台的卡紧扣松开；其中振动台的振动频率为50Hz，振动台的振幅为4mm；
（5）处理器控制驱动电机Ⅱ运转，驱动电机Ⅱ带动主传动轴Ⅰ旋转从而带动传送带Ⅰ将金属型腔运送至振动台上，从而推动步骤（4）中填平和紧实陶瓷预制混合物的金属型腔传送至传送带Ⅱ上，处理器控制驱动电机Ⅲ运转，驱动电机Ⅲ带动主传动轴Ⅱ旋转从而带动传送带Ⅱ将填平和紧实陶瓷预制混合物的金属型腔传送至固化箱中，处理器控制气泵工作，通过气体导管进行吹气作业，完成金属型腔中陶瓷预制混合物的固化即得碳化硼陶瓷颗粒/高铬铸铁蜂窝状复合材料预制体；
本实施例制备的碳化硼陶瓷颗粒/高铬铸铁蜂窝状复合材料预制体可用于立磨磨辊辊套、磨盘衬板、板锤等产品。
上面结合附图对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种陶瓷颗粒增强金属基复合材料预制体的自动化制备装置，其特征在于：包括机座、入料构件、搅拌构件、称料构件、填料构件、传送装置、金属型腔（12）、振动台（16）、固化装置、处理器（17），机座的顶部侧壁开设有水平滑槽，水平滑槽内设置有支撑滑板，支撑滑板与水平滑槽配合滑动，入料构件固定设置在支撑板上，搅拌构件包括搅拌料桶（5）和搅拌桨，搅拌料桶（5）顶部通过连接件固定设置在支撑板下方，入料构件的下端与搅拌料桶（5）连通，支撑板中部设置有驱动电机Ⅰ（18），驱动电机Ⅰ（18）的输出轴与搅拌桨连接；搅拌料桶（5）的下端依次固定设置有称料构件和填料构件，搅拌料桶（5）、称料构件、填料构件依次连通；振动台（16）设置在填料构件正下方，金属型腔（12）设置在振动台（16）上，传送装置、固化装置分别设置在振动台（16）的两侧，处理器（17）设置在填料构件侧壁，驱动电机Ⅰ（18）、振动台（16）、传送装置与处理器（17）连接。
2.根据权利要求1所述陶瓷颗粒增强金属基复合材料预制体的自动化制备装置，其特征在于：入料构件包括固体入料筒Ⅰ（1）、液体浇注管（2）、液体储存箱（19）、固体入料筒Ⅱ（3）、控制器Ⅰ（22）、控制器Ⅱ、固体入料控制箱Ⅰ、固体入料控制箱Ⅱ（4）、固体入料斜盒Ⅰ（21）、固体入料斜盒Ⅱ，固体入料筒Ⅰ（1）、固体入料筒Ⅱ（3）竖直设置在支撑板的两端，固体入料筒Ⅰ（1）的底端出口设置有计量模块Ⅰ，固体入料筒Ⅰ（1）的底端固定设置有固体入料控制箱Ⅰ，控制器Ⅰ（22）固定设置在固体入料控制箱Ⅰ的顶壁，计量模块Ⅰ与控制器Ⅰ（22）连接，固体入料斜盒Ⅰ（21）固定设置在固体入料控制箱Ⅰ内，固体入料斜盒Ⅰ（21）的顶端与固体入料筒Ⅰ（1）的底端出口连通且固体入料斜盒Ⅰ（21）的底端延伸至搅拌料桶（5）内；固体入料筒Ⅱ（3）的底端出口设置有计量模块Ⅱ，固体入料筒Ⅱ（3）的底端固定设置有固体入料控制箱Ⅱ（4），控制器Ⅱ固定设置在固体入料控制箱Ⅱ（4）的顶壁，计量模块Ⅱ与控制器Ⅱ连接，固体入料斜盒Ⅱ的顶端与固体入料筒Ⅱ（3）的底端出口连通且固体入料斜盒Ⅱ的底端延伸至搅拌料桶（5）内；液体浇注管（2）竖直设置在支撑板的前壁中部且液体浇注管（2）的底部延伸至搅拌料桶（5）内，液体储存箱（19）设置在机座底部，液体储存箱（19）的出口设置有抽液泵，抽液泵的液体出口与液体浇注管（2）连通，液体浇注管（2）上设置有液体流量计和电磁阀Ⅰ；控制器Ⅰ（22）、控制器Ⅱ、液体流量计、电磁阀Ⅰ分别与处理器（17）连接。
3.根据权利要求1所述陶瓷颗粒增强金属基复合材料预制体的自动化制备装置，其特征在于：搅拌桨包括搅拌轴和搅拌叶片（6），搅拌轴的顶端与驱动电机Ⅰ（18）的输出轴连接，搅拌叶片（6）固定设置在搅拌轴上，搅拌叶片（6）为多层框架式搅拌叶片；搅拌料桶（5）的出料口（7）设置有计量模块Ⅲ和电磁阀Ⅱ，计量模块Ⅲ、电磁阀Ⅱ分别与处理器（17）连接。
4.根据权利要求1所述陶瓷颗粒增强金属基复合材料预制体的自动化制备装置，其特征在于：称料构件为计量桶（8），计量桶（8）固定设置在搅拌料桶（5）的底端且与搅拌料桶（5）连通，计量桶（8）外壁设置有控制器Ⅲ，计量桶（8）的排料口（10）设置有计量模块Ⅳ，计量模块Ⅳ与控制器Ⅲ连接，计量桶（8）的后侧壁方向设置有凸出的水平啮合齿轮，机座的前侧壁中部固定设置有支撑杆Ⅰ，支撑杆Ⅰ上设置有从动齿轮，从动齿轮可绕支撑杆Ⅰ旋转，机座的前侧壁中部固定设置有异步电机，异步电机的输出轴、支撑杆Ⅰ在同一水平面上，异步电机的输出轴上设置有主动齿轮，主动齿轮、从动齿轮、水平啮合齿在同一直线上，主动齿轮、从动齿轮的外侧包覆设置有传动链条（9），传动链条（9）与水平啮合齿相配合传动；计量桶（8）的排料口（10）与填料构件连通，控制器Ⅲ与与处理器（17）连接。
5.根据权利要求4所述陶瓷颗粒增强金属基复合材料预制体的自动化制备装置，其特征在于：填料构件包括锥形桶（11）、刮板（15），锥形桶（11）的顶端与计量桶（8）的下端连通，锥形桶（11）外侧竖直设置有刮板固定板，刮板（15）通过三脚支架固定设置在刮板固定板、锥形桶（11）外壁的底端，处理器（17）设置在刮板固定板的侧壁。
6.根据权利要求1所述陶瓷颗粒增强金属基复合材料预制体的自动化制备装置，其特征在于：振动台（16）顶端水平方向均匀设置有可转动的滚轴，金属型腔（12）设置在滚轴上，振动台（16）顶端四角设置有自动伸缩的卡紧扣，卡紧扣与金属型腔（12）配合连接。
7.根据权利要求1所述陶瓷颗粒增强金属基复合材料预制体的自动化制备装置，其特征在于：传送装置包括支撑架、从传动轴Ⅰ、主传动轴Ⅰ、驱动电机Ⅱ、传送带Ⅰ（13），从传动轴Ⅰ、主传动轴Ⅰ通过支撑杆Ⅱ水平设置在支撑架顶端，从传动轴Ⅰ、主传动轴Ⅰ均可绕支撑杆Ⅱ旋转，传送带Ⅰ（13）包覆设置在从传动轴Ⅰ、主传动轴Ⅰ外侧，传送带Ⅰ（13）与振动台（16）顶端在同一平面上，驱动电机Ⅱ固定设置在支撑架上，驱动电机Ⅱ的输出轴与主传动轴Ⅰ连接，驱动电机Ⅱ与处理器（17）连接。
8.根据权利要求1所述陶瓷颗粒增强金属基复合材料预制体的自动化制备装置，其特征在于：固化装置包括支撑台、固化箱（14）、从传动轴Ⅱ、从传动轴Ⅲ、主传动轴Ⅱ、驱动电机Ⅲ、传送带Ⅱ，固化箱（14）设置在支撑台上，固化箱（14）顶端设置有气体导管（23），气体导管（23）外接气泵，固化箱（14）内壁上部设置有水平隔板（20），水平隔板（20）上均匀设置有若干个通气孔，固化箱（14）中部两侧壁均开有传送口，固化箱（14）中部的内侧壁水平设置有1个以上的从传动轴Ⅱ，从传动轴Ⅱ可在内侧壁内转动，主传动轴Ⅱ通过支撑杆Ⅲ设置在支撑台上，从传动轴Ⅲ通过支撑杆Ⅳ设置在支撑台上且从传动轴Ⅲ靠近振动台（16），主传动轴Ⅱ、从传动轴Ⅱ、从传动轴Ⅲ在同一平面上，传送带Ⅱ包覆设置在主传动轴Ⅱ、从传动轴Ⅱ、从传动轴Ⅲ外侧且传送带Ⅱ穿过传送口，驱动电机Ⅲ通过支架设置在支撑台上，驱动电机Ⅲ的输出轴与主传动轴Ⅱ连接，驱动电机Ⅲ、气泵与处理器（17）连接。
9.根据权利要求1所述陶瓷颗粒局部增强金属基复合材料预制体的自动化制备装置，其特征在于：处理器（17）为ARM处理器，处理器（17）外接触摸显示屏。
10.一种陶瓷颗粒局部增强金属基复合材料预制体的制备方法，其特征在于：利用权利要求1~9所述任一项所述陶瓷颗粒局部增强金属基复合材料预制体的自动化制备装置进行制备，具体步骤如下：
（1）将陶瓷颗粒、陶瓷微粉分别放置在固体入料筒Ⅰ、固体入料筒Ⅱ中，处理器发送指令给控制器Ⅰ、控制器Ⅱ，控制器Ⅰ、控制器Ⅱ分别控制陶瓷颗粒、陶瓷微粉按照预设量加入到搅拌料桶中，处理器控制驱动电机Ⅰ工作，驱动电机Ⅰ带动搅拌桨转动，将陶瓷颗粒、陶瓷微粉混合均匀得到陶瓷混合物；
（2）处理器控制抽液泵将水和粘接剂的混合溶液通过液体浇注管加入到步骤（1）的陶瓷混合物中，处理器控制驱动电机Ⅰ工作，驱动电机Ⅰ带动搅拌桨转动，将陶瓷混合物、混合溶液混合均匀得到陶瓷预制混合物；
（3）处理器控制电磁阀Ⅱ打开，步骤（2）的陶瓷预制混合物按照预设量进入到计量桶中，再按照预设量进入锥形桶中，处理器控制异步电机运行并通过传动链条带动计量桶移动，使陶瓷预制混合物通过锥形桶均匀加入到振动台上的金属型腔中；
（4）处理器控制振动台振动，在锥形桶的刮板的辅助下完成金属型腔中陶瓷预制混合物的填平和紧实；
（5）处理器控制驱动电机Ⅱ运转，驱动电机Ⅱ带动主传动轴Ⅰ旋转从而带动传送带Ⅰ将金属型腔运送至振动台上，推动步骤（4）中填平和紧实陶瓷预制混合物的金属型腔传送至传送带Ⅱ上，处理器控制驱动电机Ⅲ运转，驱动电机Ⅲ带动主传动轴Ⅱ旋转从而带动传送带Ⅱ将填平和紧实陶瓷预制混合物的金属型腔传送至固化箱中，处理器控制气泵工作，通过气体导管进行吹气作业，完成金属型腔中陶瓷预制混合物的固化。
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