專利名稱：：一種制備陶瓷顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實用新型涉及一種制備新型金屬基復(fù)合材料的裝置，特別是一種制備陶瓷顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的裝置。
背景技術(shù)：
：陶瓷顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料具有密度小，高的比強(qiáng)度、比剛度以及優(yōu)良的力學(xué)和物理性能，重加工、回收性能好，極好的切削加工性能，較好的耐磨性、耐高溫性等，在新興
技術(shù)領(lǐng)域：
中有更大的應(yīng)用潛力。機(jī)械攪拌法以其攪拌裝置結(jié)構(gòu)簡單、造價低、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，是目前制備鋁合金、銅合金、鎂合金、鋅合金等半固態(tài)金屬漿料或坯料最廣泛的方法，非常適合實驗室的研究工作。由于陶瓷顆粒與金屬鎂等活潑金屬的相容性較差，已有的攪拌設(shè)備普遍存在機(jī)械攪拌桿與爐體之間動密封不良以及攪拌速率低等問題，難以實現(xiàn)增強(qiáng)體與基體在液態(tài)或半固態(tài)下的充分融合，造成陶瓷顆粒在金屬基體中團(tuán)聚以及金屬熔體氧化和吸氣，復(fù)合材料的性能較低或不穩(wěn)定，嚴(yán)重制約陶瓷顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的發(fā)展。因此，研制一種制備金屬基復(fù)合材料的裝置，特別是一種制備陶瓷顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的裝置具有重要意義。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠使陶瓷顆粒在金屬基體中均勻分散，防止金屬熔體氧化和吸氣，并且結(jié)構(gòu)簡單的制備陶瓷顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的裝置。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是一種制備陶瓷顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的裝置，包括外殼和外殼上端的頂蓋組成的封閉容器，所述封閉容器內(nèi)部設(shè)置有由支架固定的電加熱爐，所述電加熱爐內(nèi)設(shè)置有坩堝；所述頂蓋上設(shè)置有攪拌軸，所述攪拌軸由電機(jī)帶動旋轉(zhuǎn)，所述封閉容器內(nèi)設(shè)置有熱電偶，所述熱電偶連接電源控溫系統(tǒng)，所述電源控溫系統(tǒng)連接電極，所述電極連接電加熱爐，所述封閉容器連接外部的壓力表，所述封閉容器通過管路連接真空泵和惰性氣體，其特征在于所述熱電偶穿過所述外殼與坩堝底部接觸，所述攪拌軸設(shè)置在攪拌密封座上，所述攪拌密封座與頂蓋密封連接，所述電極設(shè)置在電極密封座上，所述電極密封座與外殼一側(cè)密封連接，所述熱電偶設(shè)置在熱電偶座上，所述熱電偶座與外殼底部密封連接。所述攪拌密封座設(shè)置有與攪拌軸直徑相匹配的自上而下的通孔，所述攪拌密封座包括上下兩層，所述攪拌密封座下層上端的通孔外側(cè)設(shè)置有凹槽，凹槽上設(shè)置有帶副唇齒內(nèi)骨架密封圈，所述帶副唇齒內(nèi)骨架密封圈上端設(shè)置有密封圈，所述攪拌密封座上層下端設(shè)置有與密封圈匹配的凹槽。所述熱電偶座上端設(shè)置有套管，所述套管與外殼焊接為一體，所述熱電偶與套管頂端接觸，所述套管頂端與所述坩堝底部接觸，所述熱電偶座由內(nèi)外嵌套的帶內(nèi)凸臺的外圓筒和帶有外凸臺的內(nèi)圓筒組成。[0007]所述頂蓋下端設(shè)置有的加料器，所述加料器連接設(shè)置在外殼上的轉(zhuǎn)軸。所述電加熱爐通過支架連接電極密封座，電極密封座固定在外殼上。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、實現(xiàn)了機(jī)械攪拌桿與爐體上蓋的動密封，采用抽真空和惰性氣體保護(hù)，有效地防止金屬熔體在攪拌復(fù)合過程發(fā)生氧化和吸氣；2、可以實現(xiàn)高速旋轉(zhuǎn)，攪拌器轉(zhuǎn)速可達(dá)到2500r/min；攪拌器采用分體式結(jié)構(gòu)設(shè)計，根據(jù)攪拌過程中金屬熔體所處的狀態(tài)和復(fù)合材料中陶瓷顆粒的體積分?jǐn)?shù)，可以選用不同結(jié)構(gòu)的攪拌葉片，實現(xiàn)陶瓷顆粒在金屬基體中均勻分散。3、將熱電偶置于坩堝底部測溫，避免了熱電偶套管與攪拌器相互干擾，加料過程也便于操作。4、通過旋轉(zhuǎn)電極密封座可使坩堝傾斜，便于將復(fù)合漿料倒入預(yù)先放置在封閉容器底部的模具中澆注成零件或是坯料，避免了多次操作對材料組織與性能的影響。5、該裝置的電爐加熱模塊采用電阻絲全埋式結(jié)構(gòu)，操作安全可靠。以下結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型的電極密封座結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實用新型的熱電偶座結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說明<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>具體實施方式如圖1、3所示的制備陶瓷顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的裝置，包括外殼17和外殼17上端的頂蓋19組成的封閉容器，封閉容器內(nèi)部設(shè)置有由支架固定的電加熱爐3，電加熱爐3內(nèi)設(shè)置有坩堝4；頂蓋19上設(shè)置有用于攪拌坩堝4中材料的攪拌軸5，攪拌軸5底部設(shè)置有葉片12，攪拌軸5穿過頂蓋19并且由設(shè)置在頂蓋19上端的電機(jī)16帶動旋轉(zhuǎn)；外殼17底部分別與套管20和熱電偶座10焊接，坩堝4置于套管20上端，熱電偶1置于套管20內(nèi)并且與套管20頂端接觸，熱電偶1通過密封圈25與熱電偶座10固定；熱電偶1連接電源控溫系統(tǒng)13，電源控溫系統(tǒng)13連接設(shè)置在外殼17—側(cè)的電極2，電極2伸入封閉容器內(nèi)部并且連接電加熱爐3內(nèi)的電阻絲7。攪拌軸5設(shè)置在攪拌密封座9上，攪拌密封座9與頂蓋19通過固定螺栓22密封連接。攪拌軸5可以上下調(diào)節(jié)。如圖2所示，攪拌密封座9包括上下兩層，攪拌密封座9上下兩層設(shè)置有用于攪拌軸5穿過的通孔23，攪拌密封座9下層設(shè)置有凹槽，凹槽上設(shè)置有帶副唇齒內(nèi)骨架密封圈21，帶副唇齒內(nèi)骨架密封圈21上端設(shè)置有密封圈24，攪拌密封座9上層下端設(shè)置有與密封圈24匹配的凹槽。電極2設(shè)置在電極密封座18上，電極密封座18與外殼17密封連接。電加熱爐3通過支架連接電極密封座18。頂蓋19下端設(shè)置有加料器6，預(yù)先將顆粒材料放置到加料器6中，當(dāng)需要對金屬熔體與陶瓷顆粒攪拌混合時，通過設(shè)置在外殼17上的轉(zhuǎn)軸26旋轉(zhuǎn)使加料器6傾斜，將顆粒材料混合到基體中。封閉容器連接外部的壓力表8，封閉容器通過管路連接真空泵14和氬氣15，氬氣15的輸出端設(shè)置有閥門11。由于金屬鎂的性質(zhì)活潑，在高溫下極易氧化甚至燃燒，故需要真空或惰性氣氛保護(hù)。本裝置進(jìn)行制備復(fù)合材料的主要步驟是首先將金屬鎂置于坩堝4，將頂蓋19密封，將熱電偶1置于套管20內(nèi)頂端；利用真空泵14將爐體內(nèi)腔抽至0.lPa真空，打開閥門11對爐體內(nèi)腔通入惰性氣體(氬氣)至1.2MPa；電源控溫系統(tǒng)13控制電極2通電，電加熱爐3加熱坩堝4內(nèi)的金屬鎂；當(dāng)溫度升至金屬鎂熔化時，旋轉(zhuǎn)與加料器6相連的轉(zhuǎn)軸26向金屬熔體中加入陶瓷顆粒，電機(jī)16帶動攪拌軸5攪拌，使陶瓷粉體與金屬熔體充分混合。攪拌結(jié)束后，形成復(fù)合材料漿料。切斷電源，復(fù)合材料漿料冷卻后形成復(fù)合材料鑄錠，也可以旋轉(zhuǎn)電極密封座18使坩堝4傾斜，將復(fù)合材料漿料澆注到預(yù)先放置在封閉容器底部的模具中，冷卻后形成復(fù)合材料鑄件。權(quán)利要求一種制備陶瓷顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的裝置，包括外殼和外殼上端的頂蓋組成的封閉容器，所述封閉容器內(nèi)部設(shè)置有由支架固定的電加熱爐，所述電加熱爐內(nèi)設(shè)置有坩堝，所述頂蓋上設(shè)置有攪拌軸，所述攪拌軸由電機(jī)帶動旋轉(zhuǎn)，所述封閉容器內(nèi)設(shè)置有熱電偶，所述熱電偶連接電源控溫系統(tǒng)，所述電源控溫系統(tǒng)連接電極，所述電極連接電加熱爐，所述封閉容器連接外部的壓力表，所述封閉容器通過管路連接真空泵和惰性氣體，其特征在于所述熱電偶穿過所述外殼與坩堝底部接觸，所述攪拌軸設(shè)置在攪拌密封座上，所述攪拌密封座與頂蓋密封連接，所述電極設(shè)置在電極密封座上，所述電極密封座與外殼一側(cè)密封連接，所述熱電偶設(shè)置在熱電偶座上，所述熱電偶座與外殼底部密封連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備陶瓷顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的裝置，其特征在于所述攪拌密封座設(shè)置有與攪拌軸直徑相匹配的自上而下的通孔，所述攪拌密封座包括上下兩層，所述攪拌密封座下層上端的通孔外側(cè)設(shè)置有凹槽，凹槽上設(shè)置有帶副唇齒內(nèi)骨架密封圈，所述帶副唇齒內(nèi)骨架密封圈上端設(shè)置有密封圈，所述攪拌密封座上層下端設(shè)置有與密封圈匹配的凹槽。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種制備陶瓷顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的裝置，其特征在于所述熱電偶座上端設(shè)置有套管，所述套管與外殼焊接為一體，所述熱電偶與所述套管頂端接觸，所述套管頂端與所述坩堝底部接觸，所述熱電偶座由內(nèi)外嵌套的帶內(nèi)凸臺的外圓筒和帶有外凸臺的內(nèi)圓筒組成。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種制備陶瓷顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的裝置，其特征在于所述頂蓋下端設(shè)置有的加料器，所述加料器連接設(shè)置在外殼上的轉(zhuǎn)軸。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種制備陶瓷顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的裝置，其特征在于所述電加熱爐通過支架連接電極密封座，電極密封座固定在外殼上。專利摘要本實用新型涉及一種制備陶瓷顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的裝置，包括外殼和頂蓋組成的封閉容器，所述封閉容器內(nèi)設(shè)置有電加熱爐和坩堝；所述頂蓋上設(shè)置有攪拌軸，所述封閉容器內(nèi)設(shè)置有熱電偶，所述熱電偶連接電源控溫系統(tǒng)，所述電源控溫系統(tǒng)連接電極，所述電極連接電加熱爐，所述封閉容器通過管路連接真空泵和惰性氣體，所述攪拌軸設(shè)在攪拌密封座上，所述攪拌密封座與頂蓋密封連接，所述電極設(shè)在電極密封座上，所述電極密封座與外殼一側(cè)密封連接，所述熱電偶座與外殼底部連接，所述熱電偶設(shè)置在熱電偶座上并與焊接在爐體內(nèi)的套管頂端接觸，所述坩堝置于套管頂端。該裝置能使陶瓷顆粒在金屬基體中均勻分散，防止金屬熔體氧化和吸氣，結(jié)構(gòu)簡單方便使用。文檔編號C22C1/00GK201553770SQ200920245689公開日2010年8月18日申請日期2009年12月9日優(yōu)先權(quán)日2009年12月9日發(fā)明者劉峰,杜雙明,田欣偉申請人:西安科技大學(xué)