控制往复喷射成形工艺
专利汇可以提供控制往复喷射成形工艺专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种控制往复 喷射成形 工艺属于 合金 及 复合材料 领域。方法如下：合金熔体在重 力 作用下进入雾化区域，采用非限制式、非扫描、二级 雾化器 ，通过雾化器将合金熔体 粉碎 ，形成稳定而密集的液滴喷射流，连续沉积的合金液滴充分熔合，快速 凝固 ，使液滴带电并在 电场 中飞向基底，精确控制沉积室内的气压，未粘结的粉尘通过排 风 口及时排除，在线控制工艺参数，始终满足最佳沉积状态。本 发明 工艺解决了背景技术中存在的问题，获得的有益效果是：沉积坯凝固速率达104～K/s，平均晶粒度0.9～20μm，同时，致 密度 高、层界面 缺陷 少，材料收得率大幅度提高，适宜制备大规格的沉积坯。，下面是控制往复喷射成形工艺专利的具体信息内容。
1、一种控制往复喷射成形工艺，其特征在于，方法如下：合金熔体在重力作 用下进入雾化区域，采用非限制式、非扫描、二级雾化器，通过雾化器将合金熔 体粉碎，形成稳定而密集的液滴喷射流，连续沉积的合金液滴充分熔合，快速凝 固，使合金雾化液滴带电并在电场中飞向基底，精确控制沉积室内的气压，未粘 结的粉尘通过排风口及时排除，在线控制工艺参数，始终满足最佳沉积状态。
2、根据权利要求1所述的控制往复喷射成形工艺，其特征是，所述的合金熔 体，在液相线以上100～200℃保温，然后通过中间包流入在相同温度保温的漏包， 漏包中熔体高度大于250mm，上下液面高度差小于10mm，熔体经由设置在漏包 底部的导管流入雾化器，液面高度由位置或者重量传感器在线测量，自动控制合 金倾倒动作，铝合金熔体质量流率在6～15kg/min。
3、根据权利要求1所述的控制往复喷射成形工艺，其特征是，所述的非限制 式、非扫描、二级雾化器，其工作介质为惰性气体或设定的反应性气体，合金熔 体在重力作用下进入一级雾化区域，一级雾化气体压力在1～3atm，雾化角为0～3 °；二级雾化气体压力在6～15atm，雾化角为7～15°。
4、根据权利要求1所述的控制往复喷射成形工艺，其特征是，所述的使液滴 带电并在电场中飞向基底，是通过给合金熔体和基底施加36V直流电，使合金液 滴均带有电荷，并向着带相反电荷的基底飞行。
5、根据权利要求1所述的控制往复喷射成形工艺，其特征是，所述的精确控 制沉积室内的气压，具体如下：
沉积室内的气体压力在1～1.1atm，沉积室内气体压力采用数字式压力传感器 在线测量，自动控制排风口风门开启角度，室内气体压力维持在设定范围内，排 风口具有可连续调节的出口面积，外接防爆风机，夹带粉尘的气流经过一级或多 级旋风分离器净化后排空，未粘结的粉尘通过排风口及时排除。
6、根据权利要求1所述的控制往复喷射成形工艺，其特征是，所述的在线控 制工艺参数，具体如下：
喷射流在沉积到基底表面之前的飞行距离在400～500mm范围，雾化喷射流 相对于基底往复水平运动，沉积物由往复沉积的多层组成，基底初始预热温度比 合金的固相线低50～150℃，沉积物表面温度和喷射流在沉积前的最佳温度范围分 别是固相线±30℃和固相线以上30～100℃，对于管坯，基底为水平放置的芯管， 旋转速度60～160rpm，在线控制往复运动和沉积距离，对于锭坯，基底为圆形板， 旋转速度为80～150rpm，在线控制升降运动和往复运动，对于板坯，基底为平板， 在线控制往复运动和沉积距离，在线控制工艺参数，始终满足最佳沉积状态，消 除往复运动形成的层界面组织缺陷，保持形状精度。
7、根据权利要求6所述的控制往复喷射成形工艺，其特征是，采用数字红外 测温仪、测距仪在线测量沉积物表面温度、沉积坯厚度，采用工控机和可编程控 制器接受独立工艺参数信号和发出电机控制指令，在线控制沉积距离、往复运动 速度。
8、根据权利要求1或所述的控制往复喷射成形工艺，其特征是，存在一束或 几束熔体喷射流，外加颗粒形成独立喷射流。
9、根据权利要求1所述的控制往复喷射成形工艺，其特征是，适用于制备内 径大于100mm、壁厚大于20mm、长度大于50mm的厚壁管坯，以及直径大于 100mm的大规格圆柱锭坯，厚度大于10mm的板材。
技术领域
本发明涉及的是一种控制往复喷射成形工艺，特别是一种制备大规格、高性 能合金及其颗粒复合材料的控制往复喷射成形工艺，属于合金及复合材料领域。
背景技术
发明内容
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明工艺如下：合金熔体在重力作用 下进入雾化区域，采用非限制式、非扫描、二级雾化器，雾化器工作介质为惰性 气体或设定的反应性气体，通过雾化器将合金熔体粉碎，形成稳定而密集的液滴 喷射流，连续沉积的合金液滴充分熔合，快速凝固；使合金雾化液滴带电并在电 场中飞向基底；精确控制沉积室内的气压，未粘结的粉尘通过排风口及时排除； 在线控制工艺参数，始终满足最佳沉积状态。
以下对本发明工艺作进一步的说明，具体内容如下：
1、所述的合金熔体，在液相线以上100～200℃保温(即过热度)，然后通过 中间包流入在相同温度保温的漏包，漏包中熔体高度大于250mm，上下液面高度 差小于10mm，熔体经由安装在漏包底部的导管流入雾化器。液面高度由位置或 者重量传感器在线测量，自动控制合金倾倒动作，保持液面高度在设定范围内。 具有稳定的合金压头和流速，铝合金熔体质量流率在6～15kg/min。
2、所述的非限制式、非扫描、二级雾化器，其工作介质为惰性气体或设定的 反应性气体，合金熔体在重力作用下进入一级雾化区域，一级雾化气体压力在 1～3atm，雾化角为0～3°。一级雾化使合金熔体不受主雾化器负压紊流的影响，不 会堵嘴，稳定进入二级主雾化区域。二级雾化气体压力在6～15atm，雾化角为7～15 °，通过雾化器将具有稳定流速的合金熔体粉碎，形成稳定而密集的液滴喷射流。 连续密集沉积的合金液滴充分熔合，且快速凝固。雾化器不进行扫描运动，减小 喷射流稀疏沉积的区域，提高沉积物致密度，基本消除原始颗粒边界这一组织缺 陷。
3、所述的使液滴带电并在电场中飞向基底，是指给合金熔体和基底施加36V 直流电，使合金液滴均带有电荷，向着带相反电荷的基底飞行，电流大小视工艺 而定，微粉的捕获率显著提高。
4、所述的精确控制沉积室内的气压，具体为：沉积室内的气体压力与雾化密 切相关，一般在1～1.1atm。沉积室内气体压力采用数字式压力传感器在线测量， 自动控制排风口风门开启角度，使室内气体压力维持在设定范围内。排风口具有 可以连续调节的出口面积，外接防爆风机，夹带粉尘的气流经过一级或多级旋风 分离器净化后排空，减少沉积室气体紊流夹带的已完全凝固的微粉在沉积物表面 的沉积。
5、所述的在线控制工艺参数，具体如下：
喷射流在沉积到基底表面之前的飞行距离在400～500mm范围，雾化喷射流 相对于基底往复水平运动，沉积物由往复沉积的多层组成，基底初始预热温度比 合金的固相线低50～150℃，沉积物表面温度和喷射流在沉积前的最佳温度范围分 别是固相线±30℃和固相线以上30～100℃。对于管坯，基底为水平放置的芯管， 旋转速度60～160rpm，在线控制往复运动和沉积距离；对于锭坯，基底为圆形板， 旋转速度为80～150rpm，在线控制升降运动和往复运动；对于板坯，基底为平板， 在线控制往复运动和沉积距离。在线控制工艺参数，始终满足最佳沉积状态，基 本消除往复运动形成的层界面组织缺陷，保持形状精度。
采用数字红外测温仪、测距仪在线测量沉积物表面温度、沉积坯厚度，采用 工控机和可编程控制器(PLC)接受独立工艺参数信号和发出电机控制指令，在 线控制沉积距离、往复运动速度，使沉积温度和距离在最佳范围内。
本发明中允许存在几束熔体喷射流，外加颗粒可形成独立喷射流。本发明适 用于制备内径大于100mm、壁厚大于20mm、长度大于50mm的厚壁管坯，以及 直径大于100mm的大规格圆柱锭坯，厚度大于10mm的板材。
本发明具有实质性特点和显著进步，本发明工艺解决了背景技术中存在的问 题，获得的有益效果是：沉积坯凝固速率高(104～K/s)，组织精细(平均晶粒度 0.9～20μm)，同时，致密度高(96％～)、层界面缺陷少，适宜制备大规格的沉积 坯(管坯、锭坯、板坯等)，材料收得率大幅度提高(85％～)。
具体实施方式
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