[實用新型]精密噴射成形-逐層碾壓修復和制造設備

有效

• 申請號: 200820107982.4
• 申請日: 2008-03-31
• 公開（公告）號: CN201295754Y
• 公開（公告）日: 2009-08-26
• 發明（設計）人: 楊云峰
• 申請（專利權）人: 楊云峰;芬蘭國家技術研究中心(VTT)
• 主分類號: B22D19/10
• 分類號: B22D19/10;B23P23/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司
• 代理人: 徐 迅

技術領域

本實用新型涉及一種精密噴射成形-逐層碾壓修復和制造設備。

背景技術

很多機械零件因為少量局部磨損就致使整個零部件報廢，例如鐵路車輪、冶金軋輥、重大轉軸，等等。以鐵路車輪為例，因其在運行中因受軌道摩擦，制動摩擦等因素會出現磨損。鐵路車輛在全球仍是主要的客貨運輸工具，世界上每年因磨損報廢的車輪以千萬只計，目前尚無實用的辦法修復。重新制作車輪要消耗大量的人力和物資資源，包括能源等自然資源和運輸能力。

噴射成形可在金屬基底上高速地包覆或鍍覆上一層金屬，但這種覆層一般有0.5-2％的孔隙度，難以滿足車輪機械性能要求。如果將廢舊車輪覆層后再進行整體碾壓或其它熱壓加工，則會損壞車輪不需修復部位的形狀和尺寸精度，同時造成較大的能源和其它加工成本的浪費。

目前也有用金屬熱噴涂工藝修復工件的方法，但其金屬覆層與原工件基底的結合差、金屬覆層中的孔隙度在5％以上，加之單只噴嘴的金屬噴覆效率低(僅100克/分鐘數量級)，大面積噴涂會產生過大的熱應力，因而不能用于高負載下工作的大型金屬零件的修復。

綜上所述，本領域缺乏一種應用噴射成形高速金屬覆層和熱碾壓技術對磨損金屬零件進行高質量修復和制造具有多功能層復合金屬零件的工藝和設備。

為此，本領域迫切需要一種能解決上述各金屬覆層工藝的問題并實現高負載下工作的大型金屬零件的高效率修復和功能多層零件的制造，使其金屬覆層致密，機械性能接近甚至超過基底的機械性能。

實用新型內容

本實用新型的目的在于獲得一種實現高負載下工作的大型金屬零件的高效率修復和功能多層零件的制造的精密噴射成形-逐層碾壓修復和制造設備。

本實用新型提供一種精密噴射成形-逐層碾壓修復和制造設備，用于待覆層工件(1)的噴射成形、以及逐層碾壓修復或制造，所述設備由下列機構或功能部件組成：

—噴射單元(100)，所述噴射單元(100)包括：

—金屬液熔煉制備或供給裝置(5)；所述金屬液熔煉制備或供給裝置(5)提供金屬液(7)；

—位于所述金屬液熔煉制備或供給裝置(5)的下游的惰性氣體霧化噴射裝置(8)；所述惰性氣體霧化噴射裝置(8)使得所述金屬液(7)霧化噴射到所述待覆層工件(1)上形成金屬覆層(10)；

—逐層碾壓修復和制造單元(200)，所述逐層碾壓修復和制造單元(200)包括：

—位于所述待覆層工件(1)周圍并對所述待覆層工件(1)表面預熱的加熱裝置(3)；

—位于所述金屬覆層(10)一側并對所述金屬覆層(10)進行逐層碾壓的逐層碾壓裝置(11)；

—容納所述待覆層工件(1)的移動機械操作裝置(4)，所述移動機械操作裝置(4)使得所述待覆層工件(1)的位置相對于金屬液(7)和所述逐層碾壓裝置(11)移動；

—連接所述逐層碾壓裝置(11)的金屬覆層厚度檢測控制機構(12)，以使所述金屬覆層(10)達到預定厚度時能及時停止所述金屬液(7)的供給或噴覆。

在本實用新型的一個具體實施方式中，所述惰性氣體霧化噴射裝置(8)由金屬液導流管、鄰近所述金屬液導流管的一個或多個惰性氣體噴嘴組成。

在本實用新型的一個具體實施方式中，所述逐層碾壓裝置(11)為液壓或氣動控制式的碾壓裝置。

在本實用新型的一個具體實施方式中，所述逐層碾壓裝置(11)由一只或多只碾輪組成。

在本實用新型的一個具體實施方式中，所述逐層碾壓裝置(11)中的碾輪為圓柱形或曲線回轉體。

在本實用新型的一個具體實施方式中，所述碾輪的周圍設置內部或外部循環冷卻系統。

在本實用新型的一個具體實施方式中，所述加熱裝置(3)采用感應加熱器。

在本實用新型的一個具體實施方式中，所述金屬液熔煉制備和供給裝置(5)選自熔爐、保溫爐、澆包或中間包。

在本實用新型的一個具體實施方式中，所述金屬覆層厚度檢測控制機構(12)通過位移傳感器與逐層碾壓裝置(11)合為一體。

在本實用新型的一個具體實施方式中，所述待覆層工件選自磨損零件或復合結構零件。

本實用新型的效果在于：

(1)磨損件的修復節約自然資源、節能、環保，并大大降低制造成本。本實用新型還提高金屬零件的生產效率和使用性能。

(2)本實用新型能實現高負載下工作的大型金屬零件的高效率修復和功能多層零件的制造，使其金屬覆層致密，機械性能接近甚至超過基底的機械性能

附圖說明

圖1為實施例1的本實用新型的精密噴射成形-逐層碾壓修復和制造設備的示意圖。