铝锂合金的喷射成形保护系统、喷射成形系统及制备方法_2

文档序号:9462627阅读:来源:国知局
管路三上的气阀,关闭管路四上的气阀和输送管道一上的阀门,使用真空栗对基体合金熔炼炉内抽真空;抽完真空后,关闭管路三上的气阀,打开管路四上的气阀,向基体合金熔炼炉内通惰性气体;通完惰性气体后,关闭管路四上的气阀;
54.将铝锂中间合金装入中间合金熔炼炉中;
55.将中间合金熔炼炉密封;
56.打开管路一上的气阀,关闭管路二上的气阀,关闭输送管道一上的阀门,使用真空栗对中间合金熔炼炉内抽真空;抽完真空后,关闭管路一上的气阀,打开管路二上的气阀,向中间合金熔炼炉内通惰性气体;通完惰性气体后,关闭管路二上的气阀;
57.升温熔炼铝锂中间合金,形成熔融的铝锂中间合金熔体;
58.打开管路二上的气阀和输送管道一上的阀门,关闭管路一上的气阀,向密封的中间合金熔炼炉内通入惰性气体,熔融的铝锂中间合金熔体通过惰性气体的气压,经输送管道一输送至基体合金熔炼炉的铝合金熔体中,形成铝锂合金熔体;
59.关闭输送管道一上的阀门,关闭管路三上的气阀,打开管路四上的气阀,向密封的基体合金熔炼炉中通入惰性气体,铝锂合金熔体通过惰性气体的气压,经输送管道二输送至雾化喷枪中,经高压雾化气体雾化形成喷射液流,喷射液流在旋转的基体上沉积形成铝锂合金沉积坯。
[0026]进一步地,反复三次以上操作所述S3和S6步骤。对基体合金恪炼炉或中间合金熔炼炉中反复先后抽真空和通惰性气体,尽可能排除基体合金熔炼炉或中间合金熔炼炉内的空气,尽量减少锂被氧化。
[0027]进一步地,还包括在惰性气体通入中间合金熔炼炉或基体合金熔炼炉之前将惰性气体进行干燥的步骤。
[0028]本发明具有以下有益效果:
本发明提供了一种铝锂合金的喷射成形保护系统,打破现有技术关于射成形技术中的技术定势,利用常规的惰性气体保护的原理,设计了一种比较科学的惰性气体保护系统,结合原有的熔炼系统使用,简单易行地解决了现有技术的缺陷,比如通常采用的中频感应熔炼或电阻熔炼技术提供喷射所需熔体,针对铝锂合金熔炼过程中,难以避免由于锂元素的高活泼性而导致的烧损甚至锂与水气等反应气体接触而发生燃烧爆炸的危险,保证喷射成形制备铝锂合金材料的技术不受制约。
[0029]本发明同时提供了所述一种喷射成形系统,该系统的中间合金熔炼炉、基体合金熔炼炉和雾化喷枪通过管道连通,熔炼炉与真空栗连接;在活泼金属元素置入前均进行抽真空处理,并通入保护气体惰性气体,使得三者相互连通后,系统中没有空气留存,活泼金属元素从一个装置流入另外一个装置,均处于惰性气体的保护中;且熔体是通过惰性气体的压力从一个装置流入另一个装置,不必使用人工的方法,避免了活泼金属元素与空气接触被氧化。即本发明采用全密闭的熔炼系统、惰性气体保护下熔体的输送系统,合金熔体从熔炼到雾化最后实现沉积均不与空气或水气接触,最终在沉积室中形成大尺寸锭坯。本发明所述的喷射成形系统,不仅结构简单,组装方便,而且操作性好,效率高,生产出的复合材料产品质量优异。
[0030]本发明还提供了一种铝锂合金制备方法,结合原有的熔炼装置和常规的惰性气体保护原理的基础,将中间合金熔炼炉与基体合金熔炼炉用输送管道一连接,基体合金熔炼炉与雾化喷枪用输送管道二连接,创造性地利用惰性气体的气压将一个装置中的熔体途径管道压入另一个装置中,使得含锂熔体不仅在熔炼过程中受到惰性气体的保护,也使得含锂熔体在输送至另一个装置过程中也受到惰性气体的保护,使铝锂合金在整个制备过程中,一直处于惰性气体氛围中,全程受到惰性气体的保护;即在现有技术的基础上,不必使用人工的方法,避免了铝锂中间合金和铝锂合金暴露在空气中容易被氧化的不足,惰性气体既起到了保护作用,也起到了挤压输送的作用,合金熔体从熔炼到雾化最后实现沉积均不与空气或水气接触,最终在沉积室中形成大尺寸锭坯。
【附图说明】
[0031]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。
[0032]图1是实施例1喷射成形系统结构示意图。
[0033]图2是实施例2和实施例3喷射成形系统结构示意图。
[0034]图1和图2中,1~4为气阀,5为流量阀,6为储气罐,7为真空栗,8为铝合金熔炼炉,9为密封筒,10为陶瓷i甘祸,11为电机,12为密封盖,13为中间合金恪炼炉,14为银i甘祸,15为输送管道一,16为输送管道二,17为雾化室,18为惰性气体干燥装置,19为雾化喷枪,20为基体旋转轴,21为盖板,22为密封筒和密封盖接触处,23为搅拌杆。
【具体实施方式】
[0035]以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明,但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0036]实施例1
如图1所示,本实施例提供一种铝锂合金的喷射成形保护系统,所述铝锂合金使用喷射成型熔炼装置、雾化室17和雾化喷枪19制得,所述喷射成形熔炼装置包括中间合金熔炼炉13和基体合金熔炼炉8 ;所述中间合金熔炼炉13中设置有中间合金熔炼炉坩祸14,所述基体合金熔炼炉8中设有有基体合金熔炼炉坩祸10 ;本发明所提供的喷射成形保护系统包括在所述中间合金熔炼炉13、基体合金熔炼炉8和雾化室17设置的密封结构、分别与所述中间合金熔炼炉13和基体合金熔炼炉8通过管路连通的真空栗7、惰性气体储气罐6、输送管道一 15和输送管道二 16 ;所述输送管道一 15连通中间合金熔炼炉13和基体合金熔炼炉8,所述输送管道二 16连通基体合金熔炼炉8和雾化喷枪19 ;所述输送管道一 15上安装有流量阀5,所述管路上均安装有气阀;将真空栗7与中间合金熔炼炉13连通的管路称为管路一,将惰性气体储气罐6与中间合金熔炼炉13连通的管路称为管路二,将真空栗7与基体合金熔炼炉8连通的管路成为管路三,将惰性气体储气罐6与基体合金熔炼炉8连通的管路称为管路四。
[0037]所述中间合金熔炼炉13的密封结构为密封中间合金熔炼炉坩祸14的密封盖板21 ;
所述基体合金熔炼炉8的密封结构包括设置于基体合金熔炼炉坩祸10外的密封筒9和密封所述密封筒的密封盖12 ;所述输送管道一 15的一端贯通所述密封盖板21伸入中间合金熔炼炉坩祸14内,另一端贯通密封筒9的密封盖12伸入基体合金熔炼炉坩祸10内;所述输送管道二 16的一端贯通密封筒9的密封盖12伸入基体合金熔炼炉坩祸10内,另一端连通雾化喷枪19 ;
上述所有的贯通的接口处密封。
[0038]所述输送管道一和/或输送管道二上分别包覆有加热装置。
[0039]实施例2
如附图2所示,本实施例提供一种喷射成形系统,本实施例中的中间合金为铝锂中间合金,基体合金为铝合金。该系统包括中间合金熔炼炉13、基体合金熔炼炉8、雾化喷枪19、雾化室17和惰性气体干燥装置18,所述中间合金熔炼炉13中设置有中间合金熔炼炉坩祸14和密封中间合金熔炼炉坩祸的盖板21 ;,所述基体合金熔炼炉8中设置有密封筒9和密封密封筒9的密封盖12,所述密封筒9内放置有基体合金熔炼炉坩祸10 ;所述雾化室17中设置有基体旋转轴20 ;所述中间合金熔炼炉坩祸为铌坩祸14,所述基体合金熔炼炉坩祸为陶瓷坩祸10 ;铌坩祸14通过输送管道一 15与陶瓷坩祸10连通,陶瓷坩祸10通过输送管道二 16与雾化喷枪19连通;中间合金熔炼炉13的盖板21和基体合金熔炼炉8的密封盖12上分别有管路穿过连接有真空栗7和储气罐6 ;所述管路上均设置有气阀;所述输送管道一15上安装有流量阀5 ;所述储气罐6中为氩气;所述雾化室17密封,所述雾化室17与基体旋转轴20连接处以及雾化喷枪19连接处采用密封圈密封。
[0040]所述密封筒9和密封盖12内分别设置有冷却结构,所述冷却结构设置于密封筒9和密封盖12接触处,如图2圆圈区域内22所示。
[0041]所述基体合金熔炼炉8内设置有搅拌杆23,搅拌杆23通过电机11带动,电机11的轴上套有轴套,所述轴套内设置有冷却结构。
[0042]所述冷却结构为空腔,空腔中可通入冷却水。
[0043]所述输送管道一 15和输送管道二 16上包覆有加热装置。
[0044]实施例3
本实施例提供一种高锂铝合金锭坯件的制备方法,使用实施例2所述的喷射成形系统制备铝锂合金,包括以下步骤:
51.如图2所示,准备中间合金熔炼炉13、基体合金熔炼炉8、雾化喷枪19、雾化室17、真空栗7和惰性气体储气罐6,将中间合金熔炼炉13用输送管道一 15连通,将基体合金熔炼炉8用输送管道二 16连通;将真空栗7通过管路一与中间合金熔炼炉13连通,通过管路三与基体炼金熔炼炉8连通;将惰性气体储气罐6通过管
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