[0024] 本发明创造的对材质没有进行特定要求，均可根据具体生产目的而作调整。例如 芯管可以是金属材质，或者是陶瓷等非金属材质，只要能形成所制金属管的内孔和内壁材 质即可。沉积托盘可用铸铁，雾化喷嘴采用的惰性气体种类亦可根据实际进行调整，例如雾 化钢铁液时一般采用氮气。
[0025] 进一步作为优选的实施方式，所述雾化喷嘴4为摆动方向呈沉积托盘81和/或芯 管6的径向方向的摆动式喷嘴。通过实时程控或手控，雾化喷嘴4可使金属高速射流相对 于芯管或沉积托盘径向往返，这主要是为了适应随着径向位置的变化、机构的线速度会逐 渐改变（自圆心向外逐渐增大）以及迎合不同的成品管径需求而设计的，这样能保证沉积的 金属物质质地均匀、结合紧密。
[0026] 进一步作为优选的实施方式，所述加热装置9位于喷射室11内并靠近芯管6。通 常芯管6穿过加热装置9。采用这种结构，可以最大程度地保证加热效率，让芯管6充分预 热达到指定温度，便于与金属喷射流冶炼恪合。
[0027] 进一步作为优选的实施方式，所述加热装置9为高频或中频感应加热器。需要注 意的是，在某些特定条件下，也可以不对芯管加热。
[0028] 进一步作为优选的实施方式，所述喷射室11为带有水冷套的圆柱形或立方形钢 板焊接件。
[0029] 下面简述本发明的具体操作步骤： 参照图4,首先利用金属液熔炼制备设备制出熔融金属液，熔炼炉1将金属液倒入中间 包3中，中间包3导流金属液并在金属液导流管出口配合雾化喷嘴4的喷射形成金属射流， 喷射室11内早已充入惰性气体及对芯管进行预热了，立式旋转升降机构带动沉积托盘81 盘面和芯管6 -边旋转一边逐渐下降，金属射流5呈径向的遵循规律的往复式摆动，金属物 质在沉积托盘81盘面开始沉积，并形成以芯管6作为"内层"的管件或管坯，而由于本技术 是金属冶炼，故实际成品出来时，如果材料是匹配的，芯管就早已与外层金属融为同一整体 了。故在制作完毕之后，可以直接从沉积托盘上取下成品管件，无需再另行脱芯或者对管内 壁进行进一步深加工。当然，在实践中，本技术制备出来的管件亦允许通过热等静压、挤压、 车L制、锻造以及热处理等工艺来进一步改善内部组织致密度和结构，以及外形尺寸，以满足 最高性能要求以及不同使用需求。
[0030] 操作过程中，金属射流的喷射方向与芯管6的轴线形成一夹角a，夹角a的角度为 15°至60°之间。再具体地，所述夹角a为35°或者40°。控制好a角，可获得较高喷射 沉积致密度和使金属与芯管进行较好的结合。
[0031] 通过不同的材料、尺寸限定，本发明的精密喷射成形金属管具有多种实施方式，例 如： 1、所述芯管6的壁厚为1~5毫米，材质与金属液的相近。
[0032] 2、所述芯管6的壁厚是整管的1/4外径，材质是与金属液不同的金属，这可以制成 双金属管材。
[0033] 3、所述芯管6的壁厚是整管的1/2外径，材质是与金属液不同的金属，制成双金 属棒材。可见，本发明创造所制备出的金属管也包括实心管。
[0034] 本发明设备可用于生产大型双金属拉刀。芯管6采用内径100毫米、外径180毫 米的35CrM 〇V无缝钢管，金属液采用M3高速钢，精密喷射成形制得内径100毫米、外径250 毫米、长度1800毫米的双金属拉刀。两种合金钢的成分大致如下表所示： 表1.大型双金属拉刀的钢号和化学成分
喷射前芯管6经感应加热器快速加热至1000~1250 °C，采用单雾化喷嘴以每分钟65 公斤速度喷射金属射流，8分钟完成喷射制造该拉刀管坯。制得的双金属拉刀与传统工艺 (用整体单一 M2电渣钢锻圆掏孔后加工)的相比，大幅度减少高合金钢的消耗以及加工内孔 的成本，而拉刀的外层(工作层)采用比M2高一级的M3且喷射成形，其强韧性和耐磨性大幅 度提高，最终该型拉刀的生产成本降低一半，而使用寿命提高一倍以上。
[0035] 再举例说明本发明创造所取得的进步：老式卧式喷射成形机制成的双金属管坯 芯管为内径80毫米、外径100毫米钢管，喷射沉积的金属厚度为30毫米、长度为500毫米 的管坯。改用本发明的精密喷射成形金属管制造设备后，喷射沉积的金属收得率由原来的 50-60%提高到70-80%，大大提高了生产效率、降低生产成本。
[0036] 以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施 例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替 换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
【主权项】
1. 精密喷射成形金属管的制造设备，其特征在于：包括： 喷射室（11); 立式旋转升降机构，其上端设有位于喷射室（11)内的沉积托盘（81 )，立式旋转升降机 构可带动沉积托盘（81)旋转和升降； 立于沉积托盘（81)上的、与沉积托盘（81)随动的芯管（6); 用于对所述芯管（6)加热的加热装置（9); 惰性气体雾化喷射装置，其包括设在喷射室（11)靠上部的雾化喷嘴（4)及金属液导流 管，金属液导流管的角度使得从金属液导流管出口喷射出的金属射流可喷射沉积至所述沉 积托盘（81)及芯管（6)的壁上。2. 根据权利要求1所述的精密喷射成形金属管的制造设备，其特征在于：所述雾化喷 嘴（4)为摆动方向呈沉积托盘（81)和/或芯管（6)的径向方向的摆动式喷嘴。3. 根据权利要求1所述的精密喷射成形金属管的制造设备，其特征在于：所述加热装 置（9)位于喷射室（11)内并靠近芯管（6)。4. 根据权利要求3所述的精密喷射成形金属管的制造设备，其特征在于：所述加热装 置（9)为高频或中频感应加热器。5. 根据权利要求1~4任一项所述的精密喷射成形金属管的制造设备，其特征在于： 所述喷射室（11)为带有水冷套的圆柱形或立方形钢板焊接件。6. -种精密喷射成形金属管的制造方法，其特征在于：包括以下步骤： a) 、准备如权利要求1~5任一项所述的精密喷射成形金属管制造设备； b) 、在喷射室（11)内充入惰性气体及利用加热装置（9)对芯管（6)进行预热； c) 、通过惰性气体雾化喷射装置形成射向沉积托盘（81)和/或芯管（6)壁上的金属射 流，该金属射流喷射沉积至所述沉积托盘（81)及芯管（6)的壁上，同时令沉积托盘（81)及 芯管（6)旋转及逐渐下降，从而成形出具有精密内孔和均匀壁厚的金属管。7. 根据权利要求6所述的精密喷射成形金属管的制造方法，其特征在于：在步骤c)之 后，还包括以下步骤： d) 、直接在沉积托盘（81)上取下成形出来的金属管。8. 根据权利要求6或7所述的精密喷射成形金属管的制造方法，其特征在于：所述步 骤c)中，金属射流呈往复式摆动，摆动方向沿沉积托盘（81)和/或芯管（6)的径向方向。9. 根据权利要求8所述的精密喷射成形金属管的制造方法，其特征在于：所述金属射 流的喷射方向，与芯管（6)的轴线形成一夹角a，夹角a的角度为15°至60°之间。10. 采用如权利要求6~9任一项所述的精密喷射成形金属管的制造方法所制得的精 密喷射成形金属管。11. 根据权利要求10所述的精密喷射成形金属管，其特征在于：其包括材质相异的内 外两层，内层为所述芯管（6)，外层为由材质与芯管（6)相异的金属射流喷射沉积成形。
【专利摘要】本发明公开了精密喷射成形金属管的制造设备，包括：喷射室；立式旋转升降机构，其设有沉积托盘，立式旋转升降机构可带动沉积托盘旋转和升降；立于沉积托盘上的、与沉积托盘随动的芯管；加热装置；惰性气体雾化喷射装置，其包括设在喷射室靠上部的雾化喷嘴及金属液导流管。本发明还公开了采用该设备制备金属管的方法以及制得的管材。本发明将传统的卧式精密喷射成形工艺，改变为立式精密喷射成形，克服了精密喷射成形金属管时易变形及过度浪费的问题，相较于实心掏空工艺而言更加简便、节能和提升了性能。本发明适用于精密喷射成形制备管件或管坯。
【IPC分类】B22F3/115
【公开号】CN105033257
【申请号】CN201510534978
【发明人】杨云峰
【申请人】佛山峰合精密喷射成形科技有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年8月26日