CN2258500Y - 一种制备金属基复合材料的喷射沉积装置 - Google Patents

一种制备金属基复合材料的喷射沉积装置 Download PDF

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尹志民
张新民
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一种制备金属基复合材料的喷射沉积装置，包括与喷嘴连通的射吸器、螺旋进粉机构和混粉筒12，射吸器的喷射口6与进气管7相通，射吸器经引流道与混粉筒12相通，混粉筒12底部有与气管连通的气嘴，当高压气体从进气管7进入射吸口6时，射吸器就会将混粉筒12中的气粉混和物吸入，经导气管4从喷嘴3中高速喷出。该装置可使复合材料的增强颗粒与金属雾滴能均匀分布并有效复合，制得的复合材料均匀而致密，性能优良。

Description

一种制备金属基复合材料的喷射沉积装置
本实用新型涉及一种用喷射沉积法生产颗粒增强金属基复合材料的装置。
复合材料因具有良好的综合性能优势，已被广泛地应用于航空、汽车等许多领域，取代了某些传统的材料。用喷射沉积工艺和设备生产复合材料，克服了用以前各种工艺设备生产的复合材料中含氧量高、偏析严重、成分不均、生产成本高及存在界面反应等的缺陷。目前用喷射沉积法生产增强颗粒复合材料时，一般都是在喷嘴侧旁附加一个或几个喂料嘴，将增强颗粒从喂料嘴中加入，北京科技大学在《材料科学与工程》第13卷第1期“粉末雾化喷射成形制备颗粒增强金属基复合材料”中所介绍的喷射沉积生产工艺就是采用这一装置，它可以用来生产一般的复合材料，但从侧旁加入增强颗粒，很难保证增强颗粒的均匀分布，在喷嘴高速气流冲击下，也不能使基体金属液有效捕获增强颗粒，造成沉积效率低，沉积物颗粒分布不均匀、沉积物结合力差等缺点。
本实用新型的目的是提供一种能高效捕获增强颗粒并使增强颗粒均匀加入基体金属的装置。
现有的金属基复合材料的喷射沉积装置包括漏包1、喷嘴3、雾化室16和沉积台15，喷嘴3接高压气体的导气管4和进气管7直接相连，本实用新型是在现有喷射沉积装置喷嘴3的导气管4与进气管7之间插入一颗粒吸入装置，使增强颗粒混同高压气体一并进入喷嘴，并自喷嘴一同喷出。该颗粒吸入装置包括由射吸体5和喷射口6组成的射吸器，料斗9、螺旋10及端盖11组成的螺旋进粉机构和底部有气嘴的混粉筒12。射吸器的喷射口6与进气管7相通，另一端经导气管4与喷嘴3连通，射吸器的射吸体6在靠喷射口一端的引流道接通混粉筒12，混粉筒12可为圆筒状或其他几何形状，底部最好为锥尖向下的圆锥状，以利于气嘴对增强颗粒的吹动，底部有一个或多个与气管13连通的气嘴，混粉筒12上端侧壁有一带管套状的突出部分，与料斗9底部的管套共轴线相连通，管套内径一致并包容螺旋10而使螺旋能在管套内旋转，以使置于料斗中的增强颗粒8通过螺旋推进经管套进入混粉筒中。螺旋的转速可以控制从而调节增强颗粒的输入量。来自气管13的气体从气嘴中吹入，把增强颗粒吹成气粉混和物并悬浮起来，当高压气体从进气管7进入射吸口6时，射吸器就会将混粉筒12中的气粉混和物吸入，经导气管4从喷嘴3中高速喷出。当金属熔体2自漏包1底部漏管流出时，在混入增强颗粒的高压气体的雾化作用下，金属流被雾化成细小的液滴，混同增强颗粒一并沉积于处在雾化室16内可移动的沉积台15上，形成颗粒增强金属基复合材料14。
采用本实用新型，使增强颗粒与金属雾滴能均匀分布并有效复合，这样制得的材料均匀而致密，性能优良。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
图1为本实用新型结构示意图。
实施例1  SiCp颗粒增强LY12复合材料的制备
SiCp平均粒度为10μm，体积含量控制在20％左右；LY12铝合金熔至810℃，通入氮气，气压1.2MPa，自气管13通入混粉筒的氮气压力为0.35MPa，获得SiCp颗粒增强LY12/SiCp复合材料。材料密度达理论密度的96.7％，硬度为HB＝175，强度σb＝620MPa。

Claims (3)

1.一种制备金属基复合材料的喷射沉积装置，由漏包(1)、喷嘴(3)、雾化室(16)和沉积台(15)组成，其特征在于；在喷嘴(3)的导气管(4)与进气管(7)之间插入一颗粒吸入装置，该颗粒吸入装置包括射极体(5)和喷射口(6)组成的射吸器，料斗(9)、螺旋(10)和端盖(11)组成的螺旋进粉机构及底部有气嘴的混粉筒，射吸器的引流道与混粉筒接通，混粉筒通过上侧壁管套状突出部分与料斗(9)底部的管套接通，突出部分管套内包容螺旋(10)。
2.根据权利要求1所述的喷射沉积装置，其特征在于：混粉筒底部为锥尖向下的圆锥形。
3.根据权利要求1或2所述的喷射沉积装置，其特征在于：混粉筒底部气嘴为一个或多个。
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