[發(fā)明專利]一種擺動式霧化器及擺動式噴射沉積制坯方法

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• 申請日: 2019-04-18
• 公開（公告）號: CN109822098A
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳剛;張連華
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇華威機械制造有限公司
• 主分類號: B22F3/115
• 分類號: B22F3/115
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種擺動式霧化器，所述擺動式霧化器包含有：霧化室、沉積室和控制系統(tǒng)，所述霧化室中設(shè)有中間包裝置、支撐板裝置、波紋管擺動裝置，其特征在于：所述中間包裝置由澆包和中間包組成，所述澆包底部通過導液管與所述中間包相連通，將所述澆包中的金屬熔體連續(xù)均勻?qū)Я魅胨鲋虚g包中；所述支撐板裝置由支撐板、凸輪、定位軸、滑板組成，所述支撐板兩端下面與所述凸輪相連接，中間部位支撐于所述波紋管擺動裝置中的波紋管上，所述波紋管擺動裝置由波紋管及設(shè)置在波紋管內(nèi)的霧化器組成，所述霧化器的上部固定在所述基板下面，所述中間包底部通過導液管與所述霧化器相連通，將所述中間包中的金屬熔體送入霧化器，并在霧化器中霧化，所述凸輪轉(zhuǎn)動帶動所述基板兩端繞所述波紋管擺動，從而帶動固定在支撐板下面的霧化器擺動，形成擺動的金屬霧；所述沉積室中設(shè)有基板、基板支柱和轉(zhuǎn)動器，所述基板固定連接在所述基板支柱的上端，所述基板下端連接在所述轉(zhuǎn)動器上，所述轉(zhuǎn)動器一方面帶動所述基板支柱轉(zhuǎn)動，一方面帶動所述基板支柱上下運動；所述控制系統(tǒng)由中央控制器、數(shù)據(jù)收集器、升降控制器、滑板控制器、數(shù)顯激光器組成，所述中央控制器將各數(shù)據(jù)收集器的數(shù)據(jù)進行處理并向升降控制器、滑板控制器發(fā)布指令，分別控制所述滑板滑動和所述基板支柱上下運動，所述數(shù)據(jù)收集器將數(shù)顯激光器采集到的信息收集并傳輸給中央控制器，所述數(shù)顯激光器用于采集被監(jiān)測部件的各設(shè)定信息。

2.一種擺動式噴射沉積制坯方法，其特征在于：

（1）選擇一種高速鋼材料或中間合金，其中所述高速鋼材料或中間合金可

為粉末狀或塊狀；

（2）將步驟（1）所述高速鋼材料或中間合金放入熔煉爐內(nèi)加熱至高于合金熔點，并在熔煉爐內(nèi)保溫至使熔融高速鋼熔體各部分成分及溫度達到均勻狀態(tài)，得到成分及溫度均勻的高速鋼熔體；

（3）將步驟（2）所得的成分及溫度均勻的高速鋼熔體倒入預熱的澆包中，澆包置于噴射板上的中間包上方；

（4）步驟（3）中從澆包流出的高速鋼熔體流至預熱的中間包中內(nèi)，在高速鋼熔體流出中間包導液管的瞬間，以高速N2流通過導液管將流出的熔體破碎，并轉(zhuǎn)動上下凸輪，使霧化器支撐板及中間包隨著凸輪的轉(zhuǎn)動及波紋管擺動，破碎后的高速鋼液滴流隨霧化器擺動掃描濺射在沉積室內(nèi)轉(zhuǎn)動的基板上，噴射過程中轉(zhuǎn)動的基板不斷下降，以控制不斷累積的沉積層與中間包導液管的高度保持不變，直至噴射完成；

（5）待噴射完畢后制備的高速鋼錠坯冷卻，通過鍛造或軋制等手段將高速鋼錠坯致密化處理。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種擺動式霧化器，其特征在于：所述中間包與所述霧化器之間的所述導液管擺動角度范圍在3～5°。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種擺動式霧化器，其特征在于：所述凸輪設(shè)計成帶動霧化器支撐板、中間包及波紋管在噴射所需的角度范圍內(nèi)做擺動的其它機械結(jié)構(gòu)形式。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種擺動式霧化器，其特征在于：所述澆包及中間包外壁設(shè)置保溫裝置，使高速鋼熔體流經(jīng)中間包或澆包時處熔融狀態(tài)。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種擺動式噴射沉積制坯方法，其特征在于：在熔煉爐內(nèi)，高速鋼或中間合金加熱至高于其理論熔點100～250℃，保溫時間30～180min，以便使高速鋼熔體成分和溫度均勻；在熔煉爐內(nèi)，高速鋼或中間合金加熱至高于其理論熔點100～250℃，保溫時間30～180min，以便使高速鋼熔體成分和溫度均勻。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種擺動式噴射沉積制坯方法，其特征在于：高速鋼熔體以1.5～20kg/min的速度倒入預熱的澆包中，澆包噴嘴直徑在8～12mm范圍內(nèi)；澆包的預熱溫度在800～1000℃之間，澆包水口置于霧化器支撐板上的中間包30～100mm高處。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種擺動式噴射沉積制坯方法，其特征在于：中間包預熱溫度在800～1200℃之間，中間包導液管直徑在4～8mm范圍內(nèi)；N2純度＞99.9wt.%，壓力在1～3MPa之間。