[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

在審

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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

本發(fā)明涉及一種擺動式霧化器及擺動式噴射沉積制坯方法，通過改進現(xiàn)有噴射沉積裝置，使霧化器支撐板以及霧化器支撐板上中間包可在3～5°的角度內(nèi)轉(zhuǎn)動，以改善傳統(tǒng)噴射沉積高速鋼掃描周期長、高速鋼沉積層結(jié)合強度低的問題為目標(biāo)，提高噴射沉積高速鋼錠坯的強度以及噴射沉積效率，改善所制備高速鋼微觀結(jié)構(gòu)，消除宏觀偏析，細化均分碳化物，得到性能優(yōu)異的高速鋼。采用本發(fā)明的擺動式霧化器噴射沉積技術(shù)，制備出的高速鋼錠坯比常規(guī)噴射沉積制備的組織更為均一、碳化物細小均勻分布，具有較高的力學(xué)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種擺動式霧化器及擺動式噴射沉積制坯方法，特別是一種大尺寸坯件的鑄造過程中防止合金元素偏析及掃描單道次沉積層之間出現(xiàn)濺射界面的制坯方法，屬于金屬熔體噴射沉積技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

高速鋼因其具有高的硬度、耐磨性及紅硬性被廣泛用于機床切削刀具、工模器具以及航空航天用軸承零部件等。

采用傳統(tǒng)的鑄造法制備高速鋼錠坯，由于坯件冷卻速度緩慢，合金元素的偏析嚴重，產(chǎn)生粗大的碳化物以及晶粒，對高速鋼的性能、尤其是塑韌性有著巨大的影響，即便是通過后續(xù)鍛造也難以消除。近些年來，粉末冶金高速鋼的發(fā)展消除了高速鋼元素偏析現(xiàn)象，但其工藝繁雜，制備成本較高，且在制備大尺寸的高速鋼錠坯方面存在技術(shù)局限性。

中國專利CN104878301A公開了一種噴射成形高速鋼，通過該方法制備出的高速鋼顯微組織均一、碳化物細小且分布均勻，抑制了元素的宏觀偏析。專利CN101185971公開了一種提高噴射成形高速鋼柱狀沉積坯密度的工藝方法，該方法主要是通過減少沉積層至噴嘴的高度來獲得強度較高、塑性良好且具有較好加工性能的高速鋼錠坯。上述方法的共同特點是噴射霧化器固定不動，由于噴射液滴流濺射面積有限，在制備大尺寸坯件時遇到困難，同時霧化的液滴尺寸一般沿霧化椎呈高斯分布，有礙于沉積坯組織的均勻性。中國專利ZL01114421.1提供了一種移動坩堝噴射沉積裝置，使得噴射液滴流在沉積坯上掃描來解決固定霧化器噴射液滴流沉積面積有限的問題，用來制備大尺寸坯件。但由于掃描速度有限，在較長距離掃描時，單道次沉積層之間容易出現(xiàn)濺射界面，甚至分層。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服背景技術(shù)中提到的噴射沉積制備大尺寸高速鋼坯件中的局限性，提供一種擺動式噴射沉積制坯方法，并相應(yīng)提供一種設(shè)備簡單的擺動式霧化器。噴射沉積大尺寸高速鋼錠坯沉積層之間界面結(jié)合強度高，結(jié)合情況好，所述噴射沉積大尺寸高速鋼錠坯碳化物顆粒細小且均勻分布，所述噴射沉積大尺寸高速鋼錠坯晶粒細小、內(nèi)部結(jié)構(gòu)少量或無宏觀偏析。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種工藝步驟簡便的擺動式霧化器及擺動式噴射沉積制坯方法，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，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(dǎo)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(dǎo)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；

所述中間包與所述霧化器之間的所述導(dǎo)液管擺動角度范圍為3～5°；