[實用新型]精密噴射成形金屬管的制造設備

有效

• 申請號: 201520655264.0
• 申請日: 2015-08-26
• 公開（公告）號: CN204934608U
• 公開（公告）日: 2016-01-06
• 發明（設計）人: 楊云峰
• 申請（專利權）人: 佛山峰合精密噴射成形科技有限公司
• 主分類號: B22F3/115
• 分類號: B22F3/115
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 王國標

技術領域

本實用新型涉及噴射成形領域，特別是精密噴射成形金屬件領域。

背景技術

噴射成形近40年來逐漸發展成熟的金屬制備和成形新工藝，其基本原理如圖1所示。參照圖1，在噴射室11中充入高壓惰性氣體，噴射室11內設有豎直的旋轉升降機構，旋轉升降機構上端設有水平沉積托盤8，在噴射室11的上部設有金屬霧化裝置，該金屬霧化裝置包括用來接收從熔煉爐1倒出的金屬熔融液的中間包3，和與中間包3連通且出口對著所述水平沉積托盤8的霧化噴嘴4。金屬液從霧化噴嘴4噴出并被惰性氣體霧化成顆粒度極小的金屬高速射流，噴射沉積至水平沉積托盤8上，水平沉積托盤8上按照設定而一邊旋轉一邊下降，細小金屬液質點在惰性氣體中的超高速冷凝，得到顯微組織細小均勻，機械性能也大幅度提高的金屬材料。

現有的精密噴射成型工藝，一般用于制作形狀簡單的實心工件，例如在文獻CN102294478A、《精密噴射成形裝置及用該裝置實現模具快速制造的方法》中所記載的工藝，即屬于傳統的單材料噴射沉積制作實心件。

噴射成形的高合金鋼，例如M2高速鋼，其沖擊韌性比傳統電渣制鋼工藝的M2提高一倍以上，其制造的切削刀具和其它工、模具的壽命也相應大幅提高，在各工業領域迅速擴大應用和技術經濟效益。但是噴射成形的高合金鋼在管形工件上的應用受到制約，因高合金鋼的加工性能差，很難像低合金鋼那樣在鋼錠上穿孔，再通過擠壓、軋制或鍛造等工藝來生產管件。很多高合金鋼管形工件不得不通過對實心棒材機械加工掏孔的辦法來生產，有諸多困難，例如高合金鋼的內孔，特別是長孔，加工困難且耗時，使得加工成本提高，由此甚至限制了高品位鋼種的應用，且材料收得率大幅降低也增加制造成本。

故如果采用金屬精密噴射成形工藝來制作管材，是應當會獲得比現有實心件掏空的工藝更好的技術效果。但現有技術中制作管材件時，是采用如圖2所示的臥式噴射成形工藝。參照圖2，傳統的豎直的旋轉升降機構改造成橫向的旋轉平移機構，旋轉平移機構帶動一水平設置的薄壁金屬管邊旋轉邊后退，金屬高速射流從霧化噴嘴4噴出后，垂直噴射到所述薄壁金屬管上，然后成形出具有指定厚度的管坯。該工藝的具體手法，在CN102319897A、《一種噴射成形高釩高速鋼復合軋輥的制造方法》及CN103962558A、《一種噴射成形連續制備復合管坯的方法》上有詳細記載。

這種臥式噴射成形工藝具有以下缺陷：

1、如圖3所示，金屬射流5偏離金屬管7中心部分的沉積效率較低，與沉積面較小夾角使得射流較多濺射。特別是當金屬管直徑較小時，相當一部分射流根本接觸不到沉積面，致使很多金屬射流的浪費。

2、制作細長管時，橫向紅熱管坯很易彎曲而使操作失敗。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是：提供一種精密噴射成形金屬管的制造設備。

本實用新型解決其技術問題的解決方案是：

精密噴射成形金屬管的制造設備，包括：噴射室；立式旋轉升降機構，其上端設有位于噴射室內的沉積托盤，立式旋轉升降機構可帶動沉積托盤旋轉和升降；立于沉積托盤上的、與沉積托盤隨動的芯管；用于對所述芯管加熱的加熱裝置；惰性氣體霧化噴射裝置，其包括設在噴射室靠上部的霧化噴嘴及金屬液導流管，金屬液導流管的角度使得從金屬液導流管出口噴射出的金屬射流可噴射沉積至所述沉積托盤及芯管的壁上。

當然，設備應當具有惰性氣體產生裝置，令噴射室在工作時預先充滿惰性氣體以保護金屬射流、芯管和成形出來的管件不被氧化。還有為了產生金屬射流，本設備自然也包括有金屬液熔煉制備設備，即熔融金屬產生金屬液的熔煉爐、用于接收金屬液并導流至金屬液導流管的中間包等，但由于都可采用常規的部件裝配，就本技術而言，可外設也可集成至本設備中，故此處不多作描述。

對所述精密噴射成形金屬管制造設備，還可以對所述霧化噴嘴、加熱裝置、噴射室等進行進一步改進，這在后續實施例中可舉出例子。

接著，介紹本精密噴射成形金屬管的制造工藝，包括以下步驟：

a）、準備本實用新型所提供的精密噴射成形金屬管制造設備；

b）、在噴射室內充入惰性氣體及利用加熱裝置對芯管進行預熱；

c）、通過惰性氣體霧化噴射裝置形成射向沉積托盤和/或芯管壁上的金屬射流，該金屬射流噴射沉積至所述沉積托盤及芯管的壁上，同時令沉積托盤及芯管旋轉及逐漸下降，從而成形出具有精密內孔和均勻壁厚的金屬管。

作為上述技術方案的進一步改進，在步驟c）之后，還包括步驟d）：直接在沉積托盤上取下成形出來的金屬管。