專利名稱：一種改善噴射成形沉積坯質(zhì)量的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及應(yīng)用冶金領(lǐng)域的一種噴射沉積裝置。
背景技術(shù)：
噴射成形是利用快速凝固方法獲得金屬坯件的一種先進(jìn)特種鑄造技術(shù)。噴射成 形的概念最早由英國Swansea大學(xué)Singer教授于1968年提出。其成形基本原理是，熔融 金屬經(jīng)導(dǎo)流管流出，被霧化噴嘴出口的高速惰性氣流破碎，霧化為細(xì)小彌散的熔滴射流；霧 化熔滴射流在高速氣流動(dòng)量作用下加速，并與氣流進(jìn)行強(qiáng)烈的熱交換；到達(dá)沉積表面以前， 小于某一臨界尺寸的熔滴凝固成為固體顆粒，較大尺寸的仍然為液態(tài)，而中間尺寸的熔滴 則為含有一定比例液相的半凝固顆粒；這些大大小小凝固程度不同的熔滴高速撞擊沉積表 面，并在沉積表面附著、鋪展、堆積、熔合形成一個(gè)薄的半液態(tài)層后順序凝固結(jié)晶，逐步沉積 生長成為一個(gè)大塊致密的金屬實(shí)體一沉積坯。通過合理設(shè)計(jì)接收基體形狀并控制其運(yùn)動(dòng)方 式，可從液態(tài)金屬直接制取具有快速凝固組織特征的圓錠、管坯、板坯、圓盤等不同形狀的 沉積坯件。但目前為止在現(xiàn)有的噴射成形方法中，其重要特征是存在孔洞、晶粒粗大。在坯件 形成過程中，孔洞主要在凝固期間形成。存在的種類有凝固過程中液滴收縮造成的縮孔； 固態(tài)顆粒之間形成的間隙孔洞；由于霧化期間液態(tài)中捕獲的的氣體因飽和析出而形成的孔 洞。材料中存在孔洞和晶粒粗大，都會(huì)極大的影響使用性能，因此怎樣消除噴射成形材料中 的孔洞和細(xì)化晶粒已成為人們關(guān)注的重點(diǎn)。而超聲波卻能夠解決這一點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種噴射成形沉積坯質(zhì)量的裝置，能夠改善噴射成形工藝中的沉積坯質(zhì)量。本發(fā)明的技術(shù)方案為
一種改善噴射成形沉積坯質(zhì)量的裝置，包括坩堝下端連接噴嘴，噴嘴連接沉積室，其特 征在于傳動(dòng)軸穿過沉積室下端的開口，上端位于沉積室內(nèi)，下端伸出沉積室外；傳動(dòng)軸下 端連接超聲發(fā)生器和電動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)軸與電動(dòng)機(jī)通過齒輪連接；傳動(dòng)軸上部頂端固定連接水 箱，水箱側(cè)壁上部有入水口，下部有出水口，水箱上端安裝沉積盤，沉積盤上端為噴射成型 毛坯；超聲換能器的導(dǎo)線緊貼著傳動(dòng)軸上端，導(dǎo)線與位于傳動(dòng)軸上端的不動(dòng)軸之間通過金 屬滑道連接，金屬滑道上有彈簧片，導(dǎo)線最后與超聲發(fā)生器連接；位于沉積室內(nèi)壁的支架與 傳動(dòng)軸之間通過軸承連接。傳動(dòng)軸為T字型。傳動(dòng)軸上部開有一對(duì)凹槽，與水箱底部的一對(duì)凸起相對(duì)應(yīng)。超聲換能器有多個(gè)，各個(gè)超聲換能器之間采用并聯(lián)的方式聯(lián)接。超聲換能器為壓電超聲換能器。通過本發(fā)明所述技術(shù)方案，能細(xì)化晶粒，增加坯體的致密性，并且能避免坯體中生
3成的氣孔缺陷。而與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于壓電超聲換能器具有其它換能器所不能比擬的均 勻振動(dòng)的特點(diǎn)，因此沉積質(zhì)量的改善更加明顯。而且便于拆卸安裝，擁有更簡單的結(jié)構(gòu)；不 能被腐蝕，耗電量低，還可以根據(jù)實(shí)際情況需要變換換能器的數(shù)量。


圖1為本發(fā)明裝置的整體安裝示意圖； 圖2為本發(fā)明所涉及的沉積器結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖標(biāo)記說明
1.坩鍋；2.噴嘴；3.支架；4.沉積室；5.電動(dòng)機(jī)；6.噴射成形毛坯；7.沉積盤；8.水 箱；9.傳動(dòng)軸；10.不動(dòng)軸；11.超聲換能器；12.彈簧片；13.出水口 ； 14.入水口 ； 15.軸 承；16.金屬滑道；17.齒輪；18.超聲發(fā)生器。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體說明
圖1為本發(fā)明裝置的整體安裝示意圖，圖2為本發(fā)明所涉及的沉積器結(jié)構(gòu)示意圖，如圖 所示，坩堝1下端連接噴嘴2，噴嘴2連接沉積室4，T字型傳動(dòng)軸9穿過沉積室4下端的開 口，上端位于沉積室4內(nèi)，下端伸出沉積室4外。傳動(dòng)軸9下端連接超聲發(fā)生器18，傳動(dòng)軸9上部頂端固定連接水箱8，傳動(dòng)軸9上 部開有一對(duì)凹槽，與水箱8底部的一對(duì)凸起通過螺栓固定在一起。水箱8側(cè)壁上部有入水 口 14，下部有出水口 13，整個(gè)水箱8的水一直處于盛滿狀態(tài)。水箱8上端安裝沉積盤7，沉 積盤7上端為噴射成型毛坯6 ；超聲換能器11的導(dǎo)線緊貼著傳動(dòng)軸9上端，導(dǎo)線與位于傳 動(dòng)軸9上端的不動(dòng)軸10之間通過金屬滑道16連接，金屬滑道16上有彈簧片12，導(dǎo)線最后 與超聲發(fā)生器18連接；超聲發(fā)生器18產(chǎn)生高頻振動(dòng)電壓，實(shí)驗(yàn)中采用壓電超聲換能器，該 換能器的頻率在220kHz，超聲發(fā)生器18將220伏交流電壓經(jīng)整流、濾波后，轉(zhuǎn)到功放電路 進(jìn)行信號(hào)放大。超聲發(fā)生器18的最大功率為200kw，然后將輸出的高頻振動(dòng)電壓施加在換 能器11的兩端。超聲換能器11將高頻振動(dòng)電壓轉(zhuǎn)化為超聲波，并通過水這種介質(zhì)傳遞到 沉積盤7。超聲換能器11的數(shù)量可根據(jù)實(shí)際情況需要變換，超聲換能器11之間采用并聯(lián)的 方式聯(lián)接。支架3位于沉積室4的內(nèi)壁，與傳動(dòng)軸9之間通過軸承15連接。軸承15轉(zhuǎn)動(dòng)， 帶動(dòng)沉積盤7轉(zhuǎn)動(dòng)，超聲換能器11也隨之而動(dòng)。傳動(dòng)軸9下部設(shè)有齒輪17，該齒輪17與電動(dòng)機(jī)5的輸出齒輪嚙合，帶動(dòng)傳動(dòng)軸9， 水箱8，沉積盤7，超聲換能器11 一起轉(zhuǎn)動(dòng)。一種改善噴射成形沉積坯質(zhì)量的裝置，坩堝連接噴嘴，噴嘴連接沉積室，傳動(dòng)軸穿 過沉積室，下端連接超聲發(fā)生器和電動(dòng)機(jī)，上部頂端固定連接水箱，水箱側(cè)壁有入水口和出 水口，水箱上端安裝沉積盤，沉積盤上端為噴射成型毛坯；超聲換能器的導(dǎo)線緊貼著傳動(dòng)軸 上端，導(dǎo)線與位于傳動(dòng)軸上端的不動(dòng)軸之間通過金屬滑道連接，金屬滑道上有彈簧片，導(dǎo)線 最后與超聲發(fā)生器連接；位于沉積室內(nèi)壁的支架與傳動(dòng)軸之間通過軸承連接。本發(fā)明能 細(xì)化晶粒，增加坯體的致密性，并且能避免坯體中生成的氣孔缺陷，沉積質(zhì)量的改善更加明 顯。而且便于拆卸安裝，擁有更簡單的結(jié)構(gòu)；不能被腐蝕，耗電量低。
權(quán)利要求
一種改善噴射成形沉積坯質(zhì)量的裝置，包括坩堝(1)下端連接噴嘴(2)，噴嘴(2)連接沉積室(4)，其特征在于傳動(dòng)軸(9)穿過沉積室(4)下端的開口，上端位于沉積室(4)內(nèi)，下端伸出沉積室(4)外；傳動(dòng)軸(9)下端連接超聲發(fā)生器(18)和電動(dòng)機(jī)(5)，傳動(dòng)軸(9)與電動(dòng)機(jī)(5)通過齒輪(17)連接；傳動(dòng)軸(9)上部頂端固定連接水箱(8)，水箱(8)側(cè)壁上部有入水口(14)，下部有出水口(13)，水箱(8)上端安裝沉積盤(7)，沉積盤(7)上端為噴射成型毛坯(6)；超聲換能器(11)的導(dǎo)線緊貼著傳動(dòng)軸(9)上端，導(dǎo)線與位于傳動(dòng)軸(9)上端的不動(dòng)軸(10)之間通過金屬滑道(16)連接，金屬滑道(16)上有彈簧片(12)，導(dǎo)線最后與超聲發(fā)生器(18)連接；位于沉積室(4)內(nèi)壁的支架(3)與傳動(dòng)軸(9)之間通過軸承(15)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種改善噴射成形沉積坯質(zhì)量的裝置，其特征在于傳動(dòng)軸(9) 為T字型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種改善噴射成形沉積坯質(zhì)量的裝置，其特征在于傳動(dòng)軸(9) 上部開有一對(duì)凹槽，與水箱(8)底部的一對(duì)凸起相對(duì)應(yīng)。
4 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種改善噴射成形沉積坯質(zhì)量的裝置，其特征在于超聲換能 器(11)有多個(gè)，各個(gè)超聲換能器(11)之間采用并聯(lián)的方式聯(lián)接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種改善噴射成形沉積坯質(zhì)量的裝置，其特征在于超聲換能 器(11)為壓電超聲換能器。
全文摘要
一種改善噴射成形沉積坯質(zhì)量的裝置，坩堝連接噴嘴，噴嘴連接沉積室，傳動(dòng)軸穿過沉積室，下端連接超聲發(fā)生器和電動(dòng)機(jī)，上部頂端固定連接水箱，水箱側(cè)壁有入水口和出水口，水箱上端安裝沉積盤，沉積盤上端為噴射成型毛坯；超聲換能器的導(dǎo)線緊貼著傳動(dòng)軸上端，導(dǎo)線與位于傳動(dòng)軸上端的不動(dòng)軸之間通過金屬滑道連接，金屬滑道上有彈簧片，導(dǎo)線最后與超聲發(fā)生器連接；位于沉積室內(nèi)壁的支架與傳動(dòng)軸之間通過軸承連接。本發(fā)明能細(xì)化晶粒，增加坯體的致密性，并且能避免坯體中生成的氣孔缺陷，沉積質(zhì)量的改善更加明顯。而且便于拆卸安裝，擁有更簡單的結(jié)構(gòu)；不能被腐蝕，耗電量低。
文檔編號(hào)B22D23/00GK101992287SQ20101055660
公開日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2010年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月24日
發(fā)明者于成超, 曲迎東, 李晨曦, 李榮德, 白彥華 申請(qǐng)人:沈陽工業(yè)大學(xué)