CN108817379A - 一种提高粉末高温合金产品性能稳定性的填粉装置 - Google Patents

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王冰
徐桂华
王亮
赵丰
孟烁
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Abstract

本发明公开了一种提高粉末高温合金产品性能稳定性的填粉装置，包括：真空机组、真空阀、充放气口、流量调节阀a、流量调节阀b、中间舱、第一振动包、第二振动包、第一装粉管路、第二装粉管路和产品模具；其中，所述真空机组与所述真空阀管路连接；所述真空阀与所述中间舱管路连接；所述充放气口和所述流量调节阀a均设置于所述中间舱的顶部；所述中间舱通过第一装粉管路、第二装粉管路与产品模具相连接；所述第一装粉管路设置有流量调节阀b；所述第一振动包设置于第一装粉管路，并位于流量调节阀b的后部；所述第二振动包设置于第二装粉管路上。本发明解决了现有粉末装填过程中存在的污染风险问题。

Description

一种提高粉末高温合金产品性能稳定性的填粉装置
技术领域
本发明属于粉末高温合金类产品工程化应用的通用制造技术领域，尤其涉及一种提高粉末高温合金产品性能稳定性的填粉装置。
背景技术
涡轮盘等转动部件是发动机热端部件的核心零件，为满足先进航天航空发动机对大推重比等性能的需求，高性能、高稳定性的粉末高温合金部件是其发展的必然趋势。粉末高温合金产品具有优良的综合性能，其制备的部件已在国外发动机中大量应用，而国内制备的相关产品，其性能与稳定性仍存在一定差距，无法满足我国先进航天航空发动机的发展需求，而在产品制备源头，采用稳定化粉末装填技术，能够有效的提高其性能和稳定性，达到设计技术指标。
目前，在我国粉末高温合金类产品的粉末装填过程中，没有建立相关的工艺技术规范，对装填过程的状态控制、工艺方法控制不严格，导致工序过程中粉末存在较大的污染风险，如气体吸附、非金属杂质混入等，导致在最终材料成形后出现组织和夹杂缺陷，严重影响产品的性能及稳定性，无法满足设计需求，因此，针对粉末高温合金产品的制备采用稳定化粉末装填技术，以满足型号的设计要求。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种提高粉末高温合金产品性能稳定性的填粉装置，解决了现有粉末装填过程中存在的污染风险问题。
本发明目的通过以下技术方案予以实现：一种提高粉末高温合金产品性能稳定性的填粉装置，包括：真空机组、真空阀、充放气口、流量调节阀a、流量调节阀b、中间舱、第一振动包、第二振动包、第一装粉管路、第二装粉管路和产品模具；其中，所述真空机组与所述真空阀管路连接；所述真空阀与所述中间舱管路连接；所述充放气口和所述流量调节阀a均设置于所述中间舱的顶部；所述中间舱通过第一装粉管路、第二装粉管路与产品模具相连接；所述第一装粉管路设置有流量调节阀b；所述第一振动包设置于第一装粉管路，并位于流量调节阀b的后部；所述第二振动包设置于第二装粉管路上。
上述提高粉末高温合金产品性能稳定性的填粉装置中，所述真空机组通过第一抽真空管路与所述真空阀相连接。
上述提高粉末高温合金产品性能稳定性的填粉装置中，所述真空阀通过第二抽真空管路与所述中间舱相连接。
上述提高粉末高温合金产品性能稳定性的填粉装置中，还包括：状态检测元件；其中，所述状态检测元件设置于所述中间舱的顶部。
上述提高粉末高温合金产品性能稳定性的填粉装置中，还包括：观察窗；其中，所述观察窗设置于所述中间舱的侧壁。
上述提高粉末高温合金产品性能稳定性的填粉装置中，还包括：粉位监测表；其中，所述粉位监测表设置于第二装粉管路的顶部。
上述提高粉末高温合金产品性能稳定性的填粉装置中，还包括：工作平台；其中，所述产品模具设置于所述工作平台上。
上述提高粉末高温合金产品性能稳定性的填粉装置中，所述第一振动包的振动频率为50Hz，振幅为1-3mm。
上述提高粉末高温合金产品性能稳定性的填粉装置中，所述第二振动包的振动频率为50Hz，振幅为1-3mm。
上述提高粉末高温合金产品性能稳定性的填粉装置中，还包括：粉罐；其中，所述粉罐与所述流量调节阀a相连接。
本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
(1)本发明通过真空系统与气瓶达到的效果为达到装粉环境；
(2)本发明通过调节阀达到的效果为实现粉末流速可控；
(3)本发明通过状态检测元件达到的效果为粉末状填环境进行在线监控；
(4)本发明通过振动包达到的效果为防止管路粉末堵塞；
(5)本发明通过粉位监测表达到的效果为在线监控粉末填充量。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1是本发明实施例提供的提高粉末高温合金产品性能稳定性的填粉装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
图1为本发明实施例提供的提高粉末高温合金产品性能稳定性的填粉装置的结构示意图。如图1所示，该提高粉末高温合金产品性能稳定性的填粉装置包括真空机组1、真空阀2、第一抽真空管路3、第二抽真空管路32、充放气口4、流量调节阀a5、流量调节阀b6、中间舱7、状态检测元件8、观察窗9、第一振动包10、第二振动包102、粉位监测表11、第一装粉管路12、第二装粉管路122、产品模具13和工作平台14。其中，
真空机组1通过第一抽真空管路3与真空阀2相连接；
真空阀2通过第二抽真空管路32与中间舱7相连接；
充放气口4、流量调节阀a5和状态检测元件8均设置于中间舱7的顶部；
观察窗9设置于中间舱7的侧壁；
中间舱7通过第一装粉管路12、第二装粉管路122与产品模具13相连接；
第一装粉管路12设置有流量调节阀b6；
第一振动包10设置于第一装粉管路12，并位于流量调节阀b6的后部；
粉位监测表11设置于第二装粉管路122的顶部；
第二振动包102设置于第二装粉管路122上；
产品模具13设置于工作平台14上。
进一步的，流量调节阀a5上部连接粉罐。
工作时，检查来料高温合金粉末粉罐的表面质量，是否存在严重的磕碰伤，检查粉罐上真空表数值，是否存在漏气现象；粉罐质量检查合格后，将粉罐密封阀装卡至流量调节阀a5上；将氩气瓶与充放气口4连接；将产品模具13连接至下端的装粉管路上，检查各个管路的密闭质量，合格后可进行后续工序。
打开流量调节阀a5和流量调节阀b6，此时充放气口4为关闭状态；打开真空机组1上的真空阀2，启动真空机组1，开始抽真空，时间为30min～40min；关闭真空机组1和真空阀2，打开充放气口4，调节氩气瓶阀门，使氩气充入整个系统，时间为3min～5min；完成后关闭充放气口4，关闭氩气瓶，打开真空机组1和真空阀2，重复上述操作3～5次；打开状态检测元件8，检测整个系统状态，达到真空度小于≤1×10-2Pa，氢含量≤50ppm，氧含量≤50ppm，水含量≤50ppm，若未达到状态要求，则重复上述过程，直到达到要求。
关闭充放气口4，打开粉罐上的密封阀和流量调节阀a5，使粉末从粉罐经系统管路流入产品模具13中；粉末装填过程中，开启第一振动包10和第二振动包102振动包，防止粉末堆积在第一装粉管路12和第二装粉管路122中；根据产品模具13容积，装填相应的粉末量，在接近该数值时，调节流量调节阀b5，减少粉末流量，防止粉末装填过量；关闭流量调节阀a5和流量调节阀b6，开启粉位检测表11，检测粉末在第二装粉管路122中所达到的高度位置，若产品模具13中粉末未填满，则微量开启流量调节阀a5和流量调节阀b6，使粉末流入产品模具13，如此反复操作，直到粉末填满。
粉末装填过程中，始终保持真空泵为开启状态，状态检测元件实时监测整个系统的环境变化，保证环境真空度小于≤1×10-2Pa，氢含量≤50ppm，氧含量≤50ppm，水含量≤50ppm；调控流量调节阀，保证粉末以1kg～1.5kg/min速度下料，可通过观察窗观察粉末流动状态，若出现中间仓积粉现象，则微量调整流量调节阀，保证管路粉末通畅；若需更换粉罐，则关闭流量调节阀a和流量调节阀b，真空机组仍处于开启状态，保证环境状态稳定；打开空粉罐上的密封口，将粉罐拆卸；将新粉罐的密封阀与流量调节阀a连接，检查接口密封完全后，开启流量调节阀a，保持抽真空15min～20min，观察状态检测元件读数，达到环境真空度小于≤1×10-2Pa，氢含量≤50ppm，氧含量≤50ppm，水含量≤50ppm后，打开粉罐密封阀和流量调节阀b，重复装粉工序至装填完成。
粉末装填满产品模具13后，在距产品模具13100mm～130mm的装粉管路处，使用液压钳将管路封闭，封闭长度为30mm～50mm，然后使用切割设备从封闭段中间将管路切断，取下产品模具13。
装填完成后，检查产品模具13外观质量，不允许存在深度大于1mm的划伤和磕碰伤。
本实施例通过真空系统与气瓶达到的效果为达到装粉环境；通过调节阀达到的效果为实现粉末流速可控；通过状态检测元件达到的效果为粉末状填环境进行在线监控；通过振动包达到的效果为防止管路粉末堵塞；通过粉位监测表达到的效果为在线监控粉末填充量。
以上所述的实施例只是本发明较优选的具体实施方式，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种提高粉末高温合金产品性能稳定性的填粉装置，其特征在于包括：真空机组(1)、真空阀(2)、充放气口(4)、流量调节阀a(5)、流量调节阀b(6)、中间舱(7)、第一振动包(10)、第二振动包(102)、第一装粉管路(12)、第二装粉管路(122)和产品模具(13)；其中，
所述真空机组(1)与所述真空阀(2)管路连接；
所述真空阀(2)与所述中间舱(7)管路连接；
所述充放气口(4)和所述流量调节阀a(5)均设置于所述中间舱(7)的顶部；
所述中间舱(7)通过第一装粉管路(12)、第二装粉管路(122)与产品模具(13)相连接；
所述第一装粉管路(12)设置有流量调节阀b(6)；
所述第一振动包(10)设置于第一装粉管路(12)，并位于流量调节阀b(6)的后部；
所述第二振动包(102)设置于第二装粉管路(122)上。
2.根据权利要求1所述的提高粉末高温合金产品性能稳定性的填粉装置，其特征在于：所述真空机组(1)通过第一抽真空管路(3)与所述真空阀(2)相连接。
3.根据权利要求1所述的提高粉末高温合金产品性能稳定性的填粉装置，其特征在于：所述真空阀(2)通过第二抽真空管路(32)与所述中间舱(7)相连接。
4.根据权利要求1所述的提高粉末高温合金产品性能稳定性的填粉装置，其特征在于还包括：状态检测元件(8)；其中，所述状态检测元件(8)设置于所述中间舱(7)的顶部。
5.根据权利要求1所述的提高粉末高温合金产品性能稳定性的填粉装置，其特征在于还包括：观察窗(9)；其中，所述观察窗(9)设置于所述中间舱(7)的侧壁。
6.根据权利要求1所述的提高粉末高温合金产品性能稳定性的填粉装置，其特征在于还包括：粉位监测表(11)；其中，所述粉位监测表(11)设置于第二装粉管路(122)的顶部。
7.根据权利要求1所述的提高粉末高温合金产品性能稳定性的填粉装置，其特征在于还包括：工作平台(14)；其中，所述产品模具(13)设置于所述工作平台(14)上。
8.根据权利要求1所述的提高粉末高温合金产品性能稳定性的填粉装置，其特征在于：所述第一振动包(10)的振动频率为50Hz，振幅为1-3mm。
9.根据权利要求1所述的提高粉末高温合金产品性能稳定性的填粉装置，其特征在于：所述第二振动包(102)的振动频率为50Hz，振幅为1-3mm。
10.根据权利要求1所述的提高粉末高温合金产品性能稳定性的填粉装置，其特征在于还包括：粉罐；其中，
所述粉罐与所述流量调节阀a(5)相连接。
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