[發(fā)明專利]一種基于熔體溫度的鈦及鈦合金液體精加工連鎖精密調控方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110040985.0
• 申請日: 2021-01-13
• 公開（公告）號: CN112872361A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發(fā)明（設計）人: 李俊;惠龍;薄翠梅
• 申請（專利權）人: 南京工業(yè)大學
• 主分類號: B22F9/08
• 分類號: B22F9/08;C22B9/22
• 代理公司: 北京華際知識產權代理有限公司 11676
• 代理人: 李廳

1.一種基于熔體溫度的鈦及鈦合金液體精加工連鎖精密調控方法，其特征在于：包括以下步驟：

A、將鈦放入真空中或者惰性氣體保護氣氛下進行熔煉，前一級熔融狀態(tài)下的鈦液流入水冷銅坩堝內，坩堝四周外部裝有冷卻水，及時帶走鈦液的溫度，在坩堝表面形成一層保護殼，鈦液不直接與水冷坩堝接觸；

B、在坩堝上部裝安裝等離子槍，利用等離子槍的加熱使得坩堝上層中間那部分的鈦液保持熔融狀態(tài)；

C、水冷銅坩堝的出口處設有金屬液體溢出的導流口，流出的金屬液體通過氣霧化噴嘴進入霧化室冷卻得到高質量的鈦粉。

2.根據權利要求1所述的一種基于熔體溫度的鈦及鈦合金液體精加工連鎖精密調控方法，其特征在于：所述步驟C中金屬液體霧化規(guī)律如下述公式：

式中：μ——金屬熔體的粘度；V——顆粒體積；R，r——分別為球形顆粒和圓柱狀液滴的半徑，r/R＝10；

式中ρ_m——熔體密度；

σ——表面張力；

T₁——熔體溫度；

C_p——材料熱容；

h_c——傳熱系數；

ΔH_m——熔解熱；

d_m——顆粒直徑；

T_m——金屬熔點；

T_g——霧化氣體溫度；

τ_sph——液滴的球化時間；

τ_sol——凝固時間。

3.根據權利要求2所述的一種基于熔體溫度的鈦及鈦合金液體精加工連鎖精密調控方法，其特征在于：當τ_sph＞τ_sol時，霧化粉末為球形，當τ_sph＜τ_sol時，凝固后的粉末顆粒為不規(guī)則狀。

4.根據權利要求2所述的一種基于熔體溫度的鈦及鈦合金液體精加工連鎖精密調控方法，其特征在于：其中的T1采用裝在坩堝上部的紅外線測溫儀得到，為了得到球形鈦粉，需要讓等離子槍的加熱功率根據反饋回來的熔體溫度進行自我調劑，調節(jié)方法采用模糊PID控制，并且熔體保持適當的過熱度有利于熔體的流動，其中，模糊PID控制方法如下：

a、采集坩堝的溫度，將獲取到的溫度經微分處理后輸入模糊推理控制器，模糊推理控制器對輸入量偏差e和偏差變化率ec進行處理，輸出模糊推理后的結果；

b、將模糊推理的結果直接輸入去偽控制器，經去偽控制器的處理后得到PID控制器的3個參數Kp、Ki、Kd；

c、PID控制器通過去偽控制器的輸出與實際輸入得到最終的控制變量u，用于對坩堝進行溫度控制。

5.根據權利要求1所述的一種基于熔體溫度的鈦及鈦合金液體精加工連鎖精密調控方法，其特征在于：所述步驟C中鈦粉的平均粒徑控制公式如下：

。