鈦合金粉末氮化裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鈦合金粉末氮化裝置，屬于材料加工技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代工業(yè)迅速發(fā)展，對于高質(zhì)量球形TiN粉末等高質(zhì)量陶瓷粉末的需求不斷提高，同時也要求能耗更低的制備技術(shù)?，F(xiàn)有的鈦合金粉末氮化處理技術(shù)中，多是基于自蔓燃合成及其改進方法(如摻入稀釋劑、調(diào)整自蔓燃氣氛等)進行制備。然而，由于鈦粉氮化合成過程為強烈的放熱反應(yīng)，絕熱反應(yīng)溫度甚至可以超過反應(yīng)產(chǎn)物(一般為TiNx)的熔點，導致傳統(tǒng)的鈦合金粉末氮化往往會引發(fā)一系列問題，如:反應(yīng)產(chǎn)物粘連、熔化甚至直接結(jié)成過大塊的不規(guī)則顆粒等，從而不利于高質(zhì)量球形T1-N陶瓷粉末的獲得，在一些涉及高精尖及特殊加工領(lǐng)域需求高質(zhì)量大尺寸的球形氮化鈦粉的場合下難以滿足生產(chǎn)實踐需求。為滿足金屬材料的表面強化、修復/再制造生產(chǎn)需要，需要開發(fā)一種新的高質(zhì)量鈦合金粉末氮化技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有鈦合金粉末氮化技術(shù)存在的上述缺陷，本發(fā)明提供一種新型、高生產(chǎn)效率、高球形度的高質(zhì)量鈦合金粉末氮化裝置，可滿足各種高附加值金屬部件的表面拋磨、強化與修復等領(lǐng)域的應(yīng)用。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0005]鈦合金粉末氮化裝置，其特征在于:包括用于提供氣體的氣體供應(yīng)裝置、智能加熱與控溫裝置、粉料循環(huán)裝置和驅(qū)動接口裝置，所述的氣體供應(yīng)裝置、驅(qū)動接口裝置分別與所述的智能加熱與控溫裝置連接，所述的智能加熱與控溫裝置與所述的粉料循環(huán)裝置連接;
[0006]所述的智能加熱與控溫裝置包括電熱絲、加熱管腔、智能功率控制板和火花發(fā)生器，所述的加熱管腔上分別設(shè)置有進氣口和出氣口，所述的進氣口與所述的氣體供應(yīng)裝置連接；所述的電熱絲纏繞在所述的加熱管腔的外部或設(shè)置于加熱管腔的內(nèi)部；
[0007]所述的粉料循環(huán)裝置包括主循環(huán)管、火花放電噴嘴、含投料口的粉料燃燒倉、粉料分離接口和粉料再入接口，所述的火花放電噴嘴設(shè)置在所述的粉料燃燒倉內(nèi)，所述的火花發(fā)生器與所述的火花放電噴嘴連接；所述的智能功率控制板分別與所述的電熱絲、火花發(fā)生器、主循環(huán)管連接；所述的主循環(huán)管的進口端分別連接加熱管腔的出氣口、粉料再入接口的出口，所述的主循環(huán)管的出口端與所述的火花放電噴嘴連接，所述的粉料燃燒倉的出料口連接所述的粉料分離接口的進口 ；所述的粉料分離接口具有兩個出口，分別與所述的氮化產(chǎn)物出口和粉料再入接口連通。
[0008]所述的氣體供應(yīng)裝置包括氣體鋼瓶和氣體流量調(diào)節(jié)計，氣體通過氣體鋼瓶或壓縮氣泵經(jīng)所述的氣體流量調(diào)節(jié)計與所述的加熱管腔的進氣口連通。當循環(huán)使用粉料燃燒倉內(nèi)的氣體時可用壓縮氣泵部分代替或完全代替氣體鋼瓶，只要能滿足提供具有一定流量和壓強的工作氣體即可。
[0009]所述的電熱絲是電阻發(fā)熱絲，直徑在0.0lmm?5mm之間。
[0010]所述的智能功率控制板包括測溫元件、功率控制元件和單片機，所述的測溫元件為熱電偶，所述的功率控制元件為雙向可控硅和大功率三極管/MOS管，所述的單片機為C51單片機。所述的單片機中安裝反饋輸入的改進控制算法、對手動信號的反饋處理程序、LED的動態(tài)顯不控制程序等。
[0011]所述的火花放電噴嘴包括噴嘴和噴嘴外側(cè)成對放置的放電電極；所述的放電電極的數(shù)量可以為I對或多對，所述的放電電極的放置方式為對置。
[0012]所述的驅(qū)動接口裝置包括用于與上位機通信的通信接口和用于輸入工作能量的功率驅(qū)動接口，以實現(xiàn)對工作狀態(tài)的實時控制。
[0013]還包括與智能加熱與控溫裝置連接的手動控制裝置，所述的手動控制裝置包括手動工作開關(guān)和電源開關(guān)。手動控制裝置用于在上位機工作不正?；驘o法工作時接替其進行基礎(chǔ)的操作與控制。
[0014]所述的加熱管腔采用石英材質(zhì)制成。
[0015]使用時，打開電源開關(guān)，將參數(shù)調(diào)至合適的檔位，測溫元件檢測加工過程的各個溫度，然后將信號傳輸?shù)絾纹瑱C以提供自動控制用的的反饋信息，單片機輸出信號經(jīng)過驅(qū)動放大模塊的信號放大以及處理電路的放大處理后，向驅(qū)動電路發(fā)送指令，進而直接控制執(zhí)行裝置。
[0016]具體循環(huán)操作流程:
[0017]將粉料經(jīng)投料口投放入粉料燃燒倉，氣體經(jīng)加熱管腔加熱后與粉料一起進入主循環(huán)管，繼而通過火花放電噴嘴進入到粉料燃燒倉內(nèi)，并且通過電極放電在粉料燃燒倉內(nèi)進行燃燒，燃燒后的粉料進入粉料分離接口，可根據(jù)實際情況，部分或全部粉料再循環(huán)燃燒或收集。
[0018]本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在:
[0019]I)具有氮化可控性好、放電控制精度高、氮化效率高等優(yōu)點，尤其適用于絕熱反應(yīng)溫度偏高的材料的氮化或滲氮；
[0020]2)具有低能耗、高能量利用效率、智能化、節(jié)約原材料等技術(shù)優(yōu)勢；
[0021]3)與目前工業(yè)上廣泛應(yīng)用的各類自蔓燃合成法等技術(shù)相比，在高質(zhì)量球形氮化鈦粉末制備方面技術(shù)優(yōu)勢明顯。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。
[0023]圖2是本發(fā)明的氣體供應(yīng)裝置結(jié)構(gòu)框圖(虛線為與之配合的裝置或組件)。
[0024]圖3是本發(fā)明的智能加熱與控溫裝置結(jié)構(gòu)框圖(虛線為與之配合的裝置或組件)。
[0025]圖4是本發(fā)明的粉料循環(huán)裝置結(jié)構(gòu)框圖(虛線為與之配合的裝置或組件)。
【具體實施方式】
[0026]參照圖1至圖4，鈦合金粉末氮化裝置，包括用于提供氣體的氣體供應(yīng)裝置1、智能加熱與控溫裝置2、粉料循環(huán)裝置3和驅(qū)動接口裝置4，所述的氣體供應(yīng)裝置1、驅(qū)動接口裝置4分別與所述的智能加熱與控溫裝置2連接，所述的智能加熱與控溫裝置2與所述的粉料循環(huán)裝置3連接；
[0027]所述的智能加熱與控溫裝置2包括電熱絲11、加熱管腔10、智能功率控制板12和火花發(fā)生器13，所述的加熱管腔10上分別設(shè)置有進氣口和出氣口，所述的進氣口與所述的氣體供應(yīng)裝置I連接；所述的電熱絲11纏繞在所述的加熱管腔10的外部或設(shè)置于加熱管腔10的內(nèi)部；
[0028]所述的粉料循環(huán)裝置3包括主循環(huán)管14、火花放電噴嘴15、含投料口的粉料燃燒倉16、粉料分離接口 18和粉料再入接口 17，投料口設(shè)置在粉料燃燒倉的側(cè)壁或頂部；所述的火花放電噴嘴15設(shè)置在所述的粉料