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(duì)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(shí)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(jìn)方法(如摻入稀釋劑、調(diào)整自蔓燃?xì)夥盏?進(jìn)行制備。然而，由于鈦粉氮化合成過(guò)程為強(qiáng)烈的放熱反應(yīng)，絕熱反應(yīng)溫度甚至可以超過(guò)反應(yīng)產(chǎn)物(一般為TiNx)的熔點(diǎn)，導(dǎo)致傳統(tǒng)的鈦合金粉末氮化往往會(huì)引發(fā)一系列問(wèn)題，如:反應(yīng)產(chǎn)物粘連、熔化甚至直接結(jié)成過(guò)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(chǎng)合下難以滿足生產(chǎn)實(shí)踐需求。為滿足金屬材料的表面強(qiáng)化、修復(fù)/再制造生產(chǎn)需要，需要開(kāi)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(qiáng)化與修復(fù)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(dòng)接口裝置，所述的氣體供應(yīng)裝置、驅(qū)動(dòng)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(jìn)氣口和出氣口，所述的進(jìn)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(cāng)、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(cāng)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(jìn)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(cāng)的出料口連接所述的粉料分離接口的進(jìn)口 ；所述的粉料分離接口具有兩個(gè)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(jì)，氣體通過(guò)氣體鋼瓶或壓縮氣泵經(jīng)所述的氣體流量調(diào)節(jié)計(jì)與所述的加熱管腔的進(jìn)氣口連通。當(dāng)循環(huán)使用粉料燃燒倉(cāng)內(nèi)的氣體時(shí)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(qiáng)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(cè)溫元件、功率控制元件和單片機(jī)，所述的測(cè)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(jī)為C51單片機(jī)。所述的單片機(jī)中安裝反饋輸入的改進(jìn)控制算法、對(duì)手動(dòng)信號(hào)的反饋處理程序、LED的動(dòng)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(duì)放置的放電電極；所述的放電電極的數(shù)量可以為I對(duì)或多對(duì)，所述的放電電極的放置方式為對(duì)置。
[0012]所述的驅(qū)動(dòng)接口裝置包括用于與上位機(jī)通信的通信接口和用于輸入工作能量的功率驅(qū)動(dòng)接口，以實(shí)現(xiàn)對(duì)工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)控制。
[0013]還包括與智能加熱與控溫裝置連接的手動(dòng)控制裝置，所述的手動(dòng)控制裝置包括手動(dòng)工作開(kāi)關(guān)和電源開(kāi)關(guān)。手動(dòng)控制裝置用于在上位機(jī)工作不正?；驘o(wú)法工作時(shí)接替其進(jìn)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(shí)，打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，將參數(shù)調(diào)至合適的檔位，測(cè)溫元件檢測(cè)加工過(guò)程的各個(gè)溫度，然后將信號(hào)傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)以提供自動(dòng)控制用的的反饋信息，單片機(jī)輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)放大模塊的信號(hào)放大以及處理電路的放大處理后，向驅(qū)動(dòng)電路發(fā)送指令，進(jìn)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(cāng)，氣體經(jīng)加熱管腔加熱后與粉料一起進(jìn)入主循環(huán)管，繼而通過(guò)火花放電噴嘴進(jìn)入到粉料燃燒倉(cāng)內(nèi)，并且通過(guò)電極放電在粉料燃燒倉(cāng)內(nèi)進(jìn)行燃燒，燃燒后的粉料進(jìn)入粉料分離接口，可根據(jù)實(shí)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(diǎn)，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(shì)；
[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(shì)明顯。
【附圖說(shuō)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(shí)施方式】
[0026]參照?qǐng)D1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(dòng)接口裝置4，所述的氣體供應(yīng)裝置1、驅(qū)動(dòng)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(jìn)氣口和出氣口，所述的進(jìn)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(cāng)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(cāng)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