專利名稱：氣霧化快凝磁性磨料制備送混粉器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型提供一種氣霧化快凝磁性磨料制備送混粉器，屬于磁粒研磨制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
磁粒研磨光整加工技術(shù)是將磁場應(yīng)用于傳統(tǒng)研磨技術(shù)而開發(fā)的一種新的光整加工工藝；是一種很優(yōu)異的光整加工方法；是改善產(chǎn)品表面質(zhì)量很有效的技術(shù)手段。該方法在技術(shù)上存在諸多優(yōu)點柔性、自適應(yīng)性、自銳性、可控性、溫升小和無須進行工具磨損補償、無須修形等特點；同時還避免了對磨具頭部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜要求，能夠?qū)崿F(xiàn)三維復(fù)雜曲面的研磨光整加工和解決自動化問題；并能降低零件的制造成本，因而在國內(nèi)外引起了廣泛的研究?，F(xiàn)有技術(shù)中磁性磨料的制備方法有很多種，它們大體上可以分為三類機械混合法、復(fù)合材料法、反應(yīng)鑄造法。機械混合法是將鐵磁性粉末、磨料粉末和研磨液等按一定比例在常溫下均勻混合，直接進行研磨加工的方法。常用一定粒度的鐵磁性粉末與磨料粉末如Al203、SiC、Cr203、TiC等混合均勻后，再加入粘合劑如油酸、聚乙烯甘醇、硅膠等制成。該種方法可以制成多種磁性磨料，制備工藝簡單，成本低，但是在研磨期間，磨料顆粒與磁性粉末比較容易分離飛散，研磨效率低，限制了應(yīng)用范圍。從材料學的角度看，磁性磨料是一種復(fù)合材料粉末，即鐵基顆粒增強型復(fù)合材料粉末。它是由兩種或兩種以上的材料通過一定的復(fù)合工藝制成的多相材料，其性能在特定方面明顯優(yōu)于原材料。隨著復(fù)合材料學的發(fā)展，磁性磨料的制備技術(shù)也得到了相應(yīng)發(fā)展，其制備工藝有許多種，主要有燒結(jié)法、粘結(jié)法、復(fù)合鍍層法等。燒結(jié)法是目前磁性磨料制備最常用的方法。在日本，該方法已經(jīng)成功地應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)中。根據(jù)具體燒結(jié)條件的不同，它又分為常壓燒結(jié)、熱壓燒結(jié)、激光燒結(jié)、微波燒結(jié)等。由于磁性磨料的加工性能和使用壽命，很大程度上決取于磨粒相與鐵磁相的結(jié)合強度。燒結(jié)法制備的磁性磨料，在機械粉碎、篩分過程中有相當部分的磨料相與鐵磁相分離，導(dǎo)致鐵磁相與磨粒相結(jié)合強度降低，耐用度下降。粘結(jié)法根據(jù)所選用粘結(jié)劑的不同分為無機粘結(jié)和有機粘結(jié)，是將一定比例、混合均勻的鐵磁性粉末和磨料粉末用粘結(jié)劑粘結(jié)在一起，然后固化，再機械粉碎、篩選，制成不同粒度的磁性磨料粉末。粘結(jié)法制備的磁性磨料，由于不需要預(yù)先壓制成塊，不需要含有惰性氣體的電爐、激光機等設(shè)備，因此該方法工藝簡單，容易實現(xiàn)，成本較低。但組織疏松，結(jié)合差，密度低，熱穩(wěn)定性差，磨粒相容易脫落，壽命較短。且當溫度較高時，粘結(jié)的磁性磨料使加工的表面成暗黑色，原有加工表面容易被污染損毀。復(fù)合鍍層法用復(fù)合電鍍或復(fù)合化學鍍的方法，將某種磨料顆粒均勻地夾雜到金屬鍍層中，而形成的特殊鍍層即為復(fù)合鍍層。將復(fù)合鍍層工藝應(yīng)用到磁性磨料的制備技術(shù)中，經(jīng)過多年的發(fā)展，復(fù)合鍍層法己成功地應(yīng)用在不少科技領(lǐng)域中，但生產(chǎn)成本較高、批量生產(chǎn)難以實現(xiàn)、鍍液處理不當還會造成環(huán)境污染。[0008]反應(yīng)鑄造法其原理是在一定條件下，通過元素與元素或元素與化合物之間的化學反應(yīng)，在肌體內(nèi)原位合成一種或幾種高強度的陶瓷增強相，在得到含有陶瓷增強相的合金后，再加熱熔化并在高壓下吹制成粉末。反應(yīng)鑄造法目前存在的問題是磁性磨料中陶瓷硬質(zhì)磨料的含量低且其中的硬質(zhì)磨料粒度也難于控制。等離子噴涂法，是將鐵基粉末和硬質(zhì)磨料顆粒按一定比例預(yù)先混合均勻后，放置在等離子噴涂設(shè)備的原料粉末供料室中。在等離子噴射裝置的真空室中，對兩電極之間施加高頻放電電壓，由等離子發(fā)生器產(chǎn)生等離子體噴射火焰。將混合好的原料粉末同時不斷地噴入到等離子火焰中，等離子火焰溫度可達到5000 10000°C的高溫，將原料粉末不斷地熔化成微液滴，然后冷卻、凝固成球形磁性磨料顆粒。該種方法雖然解決了鐵基相與磨料相相容性差的問題，但該方法制備的磁性磨料由于受等離子火焰的高溫作用，磨粒相的鋒利切削刃被鈍化，致使其研磨效率顯著降低，其研磨能力甚至比不上其他簡單方法制備的磁性磨料。霧化快凝磁性磨料制備法(為本實用新型人所提出)，是采用霧化快凝設(shè)備，在惰性氣體的保護下，用含有硬質(zhì)磨料的高壓氣流吹射下流過程中的熔融金屬液流，金屬液流被霧化后，形成含有硬質(zhì)磨料顆粒的微小液滴，經(jīng)快速冷卻凝固，將原本相容性和潤濕性極差的硬質(zhì)磨料相和金屬相強制性地結(jié)合在一起，從而制備出高性能的磁性磨料。該方法突破了鐵磁性金屬與硬質(zhì)磨料之間相容性差的限制，將鐵磁性金屬與硬質(zhì)陶瓷磨料強制性的結(jié)合在一起，制備出具有導(dǎo)磁率高、研磨能力強、粒度可控、結(jié)構(gòu)強度高、結(jié)構(gòu)形態(tài)呈球狀、壽命長的高性能磁性磨料。目前該方法有希望成為低成本、大批量生產(chǎn)高性能磁性磨料的最有前途的方法。本實用新型所提供氣霧化快凝磁性磨料制備送混粉器，就是實現(xiàn)本實用新型人所研制的霧化快凝磁性磨料制備設(shè)備的關(guān)鍵裝置。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的，在于提供一種氣霧化快凝磁性磨料制備送混粉器及送混粉控制方法。采用本實用新型的裝置和方法，可以使氣霧化快凝制備磁性磨料的設(shè)想得以實現(xiàn)，賦予氣霧化快凝裝置賦予制備磁性磨料的新功能。為實現(xiàn)上述目的，本申請采用了以下技術(shù)方案一種氣霧化快凝磁性磨料制備送混粉器，包括送粉裝置和混粉裝置。所述的送粉裝置包括控料閥、進氣口、平衡進氣管、平衡閥、平衡壓力表、儲料罐、噴吹閥、噴吹進氣管、噴吹壓力表、圓管罩、射流控壓閥、平衡閥、噴吹閥、圓管罩、噴吹氣壓表、平衡氣壓表和射流氣壓表組成；所述的混粉裝置包括高壓進氣管、送粉裝置、出料管、射流控壓閥、射流壓力表、混流管組成。所述的氣霧化快凝磁性磨料制備送混粉器的送粉裝置，在噴吹管延伸至儲料罐上部的管段，設(shè)置由噴吹管、圓管罩、噴孔構(gòu)成的折流式噴吹機構(gòu)，圓管罩的底部開有多個噴出孔。該裝置既保證噴出氣流從儲料罐的下部進入儲料罐，又保證硬質(zhì)磨料不能夠下流進入噴出閥；所述的氣霧化快凝磁性磨料制備送混粉器的送粉裝置，設(shè)置有儲料罐、噴吹閥、平衡閥、噴吹氣壓表、平衡氣壓表組成的硬質(zhì)磨料流量控制機構(gòu)；防止硬質(zhì)磨料在儲料罐中搭棚、阻塞硬質(zhì)磨料流動，保證硬質(zhì)磨料流量的準確控制；所述的氣霧化快凝磁性磨料制備送混粉器的送粉裝置，噴吹閥、平衡閥、射流控壓閥、噴吹氣壓表、平衡氣壓表、射流壓力表安裝在通過的高壓氣流中不含硬質(zhì)磨料的管路中，防止硬質(zhì)磨料進入這些閥門和壓力表造成堵塞、磨損和損壞；所述的氣霧化快凝磁性磨料制備送混粉器的送粉裝置，儲料罐作為一種壓力容器，其設(shè)計承載壓力不低于IOMPa ；所述的氣霧化快凝磁性磨料制備送混粉器的混粉裝置，其特征在于射流控壓閥與送粉裝置的控料閥連接，射流控壓閥與混流管前的氣流管道連接，混流管前的氣流管道與混流管和送粉裝置出口管連接，混流管出口與氣霧化室的高壓射流噴嘴相接。所述的氣霧化快凝磁性磨料制備的送混粉器，其特征在于送混粉器的高壓氣體入口與高壓氣源相接，送混粉器的出口與霧化快凝設(shè)備霧化室中的高速射流噴嘴相接；所述的氣霧化快凝磁性磨料制備送混粉器的送混粉功能，是通過高壓氣源提供的單一氣體并控制氣流的壓力來實現(xiàn)的，不需要任何其它的動力源。

圖1是氣霧化快凝磁性磨料制備送混粉器送粉和混粉裝置劃分示意圖；圖2是氣霧化快凝磁性磨料制備送混粉器結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2的A部結(jié)構(gòu)局部放大示意圖；圖4是本實用新型氣霧化快凝磁性磨料制備送混粉器在氣霧化快凝磁性磨料制備設(shè)備中的安裝位置示意圖。
具體實施方式
圖1中標號C送粉裝置；D混粉裝置。圖2中標號14儲料罐；15硬質(zhì)磨料；16圓管罩；17圓管罩底端噴孔；18加料口 ；19高壓進氣管；20射流輸出接口 ；21噴吹閥；22控料閥；23平衡閥；24射流控壓閥；25噴吹氣壓表J6平衡氣壓表；27射流氣壓表；觀噴吹管；四儲料罐旋蓋；30混流管；31密封銅墊；32出料管；33射流控壓氣管。圖3中標號14儲料罐；15硬質(zhì)磨料；16圓管罩；17圓管罩底端噴孔；觀噴吹管。圖4中標號1電爐；2熔融金屬；3保溫坩堝；4漏嘴；5霧化室；6抽氣除塵裝置；7除塵器；8收粉容器；9高壓氮氣；10冷卻水；11磁性磨料；12氣流送混粉器；13射流噴嘴。參見圖1。圖1為氣霧化快凝磁性磨料制備送混粉器第一實施例的氣霧化快凝磁性磨料制備送混粉器送粉和混粉裝置劃分示意圖。本實施例氣霧化快凝磁性磨料制備送混粉器包括送粉裝置C和混粉裝置D。參見圖2，配合參見圖1。圖2為本實用新型氣霧化快凝磁性磨料制備送混粉器結(jié)構(gòu)示意圖。在圖1中所示的送粉裝置C，在圖2中包括儲料罐14，硬質(zhì)磨料15，圓管罩16，圓管罩底端噴孔17，加料口 18，高壓進氣管19，射流輸出接口 20，噴吹閥21，控料閥22，平衡閥23，射流控壓閥24，噴吹氣壓表25，平衡氣壓表沈，射流氣壓表27，噴吹管觀，儲料罐旋蓋四，混流管30，密封銅墊31和射流控壓氣管33。[0033]高壓進氣管19，通過三通管接頭與控料閥22連接，控料閥22通過三通管接頭與噴吹閥觀、射流控壓閥M相接，噴吹閥21與噴吹管28連接。噴吹管28與儲料罐14連接并延伸至儲料罐14的上腔部位，在儲料罐14下部與噴吹閥21之間的噴吹管觀，連接噴吹氣壓表25。圓管罩16將儲料罐14內(nèi)部的噴吹管觀罩住，圓管罩16下端焊接在儲料罐14內(nèi)腔的底部。圓管罩16底端部位有多個噴孔。儲料罐14的上部是加料口 18，通過旋蓋四和密封銅墊31將儲料罐14堵住。噴吹管觀中的氣流，到達圓管罩16的內(nèi)部上端后折返，通過圓管罩16與噴吹管觀之間的間隙到達圓管罩底端噴孔17，從圓管罩底端噴孔17噴出，將硬質(zhì)磨料送入出料管32。平衡閥23的出口管道，安裝平衡氣壓表沈，然后連接儲料罐14的上腔。通過平衡閥23的氣流進入儲料罐14的上腔部位，推動硬質(zhì)磨料15下移，避免出現(xiàn)硬質(zhì)磨料的搭棚現(xiàn)象。參見圖2，配合參見圖1。在圖1中的混粉裝置D，在圖2中包括高壓進氣管19、出料管32、射流控壓閥M、射流壓力表27、混流管30。高壓進氣管19與圖3的送粉裝置C的控料閥9相接，同時通過三通接頭與射流控壓閥M相接。射流控壓氣管33安裝有射流氣壓表27，射流控壓氣管33與射流控壓閥M相接的同時，與出料管32、混流管30相接。高壓氣流通過高壓進氣管19、射流控壓閥M、射流控壓氣管33，通過三通接頭進入混流管30，在混流管30中與出料管32送來的硬質(zhì)磨料混合，形成氣固兩相射流。參見圖3，配合參見圖2。圖3為送粉裝置C中的折流式噴吹機構(gòu)，該裝置由噴吹管28、圓管罩16、噴孔17構(gòu)成，圓管罩16罩在噴吹管觀的外部，并與噴吹管觀同軸線，圓管罩16下端焊接在儲料罐14的底部。圓管罩16下端部位有多個噴孔。該裝置既可以使得儲料罐14中的硬質(zhì)磨料不會進入噴吹管21，又能保證氣流從儲料罐14內(nèi)腔的底部位置噴出。參見圖4，配合參見圖2。是本實用新型氣霧化快凝磁性磨料制備送混粉器在氣霧化快凝磁性磨料制備設(shè)備中的安裝位置示意圖。圖4顯示了送混粉器12在氣霧化快凝磁性磨料制備裝置中的安裝位置。在圖4中，高壓氣源的高壓氣流從氣流送混粉器12的入口進入，從氣流送混粉器12的出口流出的混粉氣流，經(jīng)混流管30進入霧化室5中的高速射流噴嘴13?；炝鞴?0中的高壓混粉射流，進入高速射流噴嘴13后高速噴射而出，硬質(zhì)磨料顆粒隨高速氣流，像子彈一樣被射入到即將被霧化的熔融金屬液流中，金屬液流經(jīng)霧化形成含有硬質(zhì)磨料的微小液滴，經(jīng)快速冷卻凝固，從而形成高性能的磁性磨料。高壓氣源中的氣體通常為壓力在50 IOOMPa的氮氣或氦氣。
權(quán)利要求1.一種氣霧化快凝磁性磨料制備送混粉器，其特征在于包括送粉裝置和混粉裝置，所述的送粉裝置包括控料閥、進氣口、平衡進氣管、平衡閥、平衡壓力表、儲料罐、噴吹閥、噴吹進氣管、噴吹壓力表、圓管罩、射流控壓閥、平衡閥、噴吹閥、圓管罩、噴吹氣壓表、平衡氣壓表和射流氣壓表；所述的送粉裝置，在噴吹管延伸至儲料罐上部的管段，由噴吹管、圓管罩、噴孔構(gòu)成了折流式噴吹機構(gòu)，圓管罩的底部開有多個噴出孔，該裝置既保證噴出氣流從儲料罐的下部進入儲料罐，又保證硬質(zhì)磨料不能夠下流進入噴出閥；所述的送粉裝置，由儲料罐、噴吹閥、平衡閥、噴吹氣壓表、平衡氣壓表組成的硬質(zhì)磨料流量控制機構(gòu)；所述的噴吹閥、平衡閥、射流控壓閥、噴吹氣壓表、平衡氣壓表、射流壓力表安裝在通過的高壓氣流中不含硬質(zhì)磨料的管路中；所述的儲料罐作為一種壓力容器，其設(shè)計承載壓力不低于IOMPa ；所述的混粉裝置包括高壓進氣管、送粉裝置、出料管、射流控壓閥、射流壓力表、混流管；所述的混粉裝置中，射流控壓閥與送粉裝置的控料閥連接，射流控壓閥與混流管前的氣流管道連接，混流管前的氣流管道與混流管和送粉裝置出口管連接，混流管出口與氣霧化室的高壓射流噴嘴相接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣霧化快凝磁性磨料制備送混粉器的送混粉器，其特征在于送混粉器的高壓氣體入口與高壓氣源相接，送混粉器的出口與霧化快凝設(shè)備霧化室中的高速射流噴嘴相接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣霧化快凝磁性磨料制備送混粉器，其特征在于僅設(shè)置單一的高壓氣源。
專利摘要本實用新型提供一種氣霧化快凝磁性磨料制備送混粉器，屬于磁粒研磨制備技術(shù)領(lǐng)域。包括送粉裝置和混粉裝置。所述的送粉裝置包括控料閥、進氣口、平衡進氣管、平衡閥、平衡壓力表、儲料罐、噴吹閥、噴吹進氣管、噴吹壓力表、圓管罩、射流控壓閥、平衡閥、噴吹閥、圓管罩、噴吹氣壓表、平衡氣壓表和射流氣壓表組成；所述的混粉裝置包括高壓進氣管、送粉裝置、出料管、射流控壓閥、射流壓力表、混流管組成。本實用新型氣霧化快凝磁性磨料制備送混粉器其優(yōu)點是，它的送混粉功能是通過高壓氣源提供的單一氣體并控制氣流的壓力來實現(xiàn)的，不需要任何其它的動力源。
文檔編號B65G53/34GK202174244SQ20112019603
公開日2012年3月28日 申請日期2011年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月11日
發(fā)明者趙玉剛 申請人:山東理工大學