专利名称：气雾化快凝磁性磨料制备送混粉器的制作方法
技术领域：
本实用新型提供一种气雾化快凝磁性磨料制备送混粉器，属于磁粒研磨制备技术领域。
背景技术：
磁粒研磨光整加工技术是将磁场应用于传统研磨技术而开发的一种新的光整加工工艺；是一种很优异的光整加工方法；是改善产品表面质量很有效的技术手段。该方法在技术上存在诸多优点柔性、自适应性、自锐性、可控性、温升小和无须进行工具磨损补偿、无须修形等特点；同时还避免了对磨具头部结构的复杂要求，能够实现三维复杂曲面的研磨光整加工和解决自动化问题；并能降低零件的制造成本，因而在国内外引起了广泛的研究。现有技术中磁性磨料的制备方法有很多种，它们大体上可以分为三类机械混合法、复合材料法、反应铸造法。机械混合法是将铁磁性粉末、磨料粉末和研磨液等按一定比例在常温下均勻混合，直接进行研磨加工的方法。常用一定粒度的铁磁性粉末与磨料粉末如Al203、SiC、Cr203、TiC等混合均勻后，再加入粘合剂如油酸、聚乙烯甘醇、硅胶等制成。该种方法可以制成多种磁性磨料，制备工艺简单，成本低，但是在研磨期间，磨料颗粒与磁性粉末比较容易分离飞散，研磨效率低，限制了应用范围。从材料学的角度看，磁性磨料是一种复合材料粉末，即铁基颗粒增强型复合材料粉末。它是由两种或两种以上的材料通过一定的复合工艺制成的多相材料，其性能在特定方面明显优于原材料。随着复合材料学的发展，磁性磨料的制备技术也得到了相应发展，其制备工艺有许多种，主要有烧结法、粘结法、复合镀层法等。烧结法是目前磁性磨料制备最常用的方法。在日本，该方法已经成功地应用于工业化生产中。根据具体烧结条件的不同，它又分为常压烧结、热压烧结、激光烧结、微波烧结等。由于磁性磨料的加工性能和使用寿命，很大程度上决取于磨粒相与铁磁相的结合强度。烧结法制备的磁性磨料，在机械粉碎、筛分过程中有相当部分的磨料相与铁磁相分离，导致铁磁相与磨粒相结合强度降低，耐用度下降。粘结法根据所选用粘结剂的不同分为无机粘结和有机粘结，是将一定比例、混合均勻的铁磁性粉末和磨料粉末用粘结剂粘结在一起，然后固化，再机械粉碎、筛选，制成不同粒度的磁性磨料粉末。粘结法制备的磁性磨料，由于不需要预先压制成块，不需要含有惰性气体的电炉、激光机等设备，因此该方法工艺简单，容易实现，成本较低。但组织疏松，结合差，密度低，热稳定性差，磨粒相容易脱落，寿命较短。且当温度较高时，粘结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损毁。复合镀层法用复合电镀或复合化学镀的方法，将某种磨料颗粒均勻地夹杂到金属镀层中，而形成的特殊镀层即为复合镀层。将复合镀层工艺应用到磁性磨料的制备技术中，经过多年的发展，复合镀层法己成功地应用在不少科技领域中，但生产成本较高、批量生产难以实现、镀液处理不当还会造成环境污染。[0008]反应铸造法其原理是在一定条件下，通过元素与元素或元素与化合物之间的化学反应，在肌体内原位合成一种或几种高强度的陶瓷增强相，在得到含有陶瓷增强相的合金后，再加热熔化并在高压下吹制成粉末。反应铸造法目前存在的问题是磁性磨料中陶瓷硬质磨料的含量低且其中的硬质磨料粒度也难于控制。等离子喷涂法，是将铁基粉末和硬质磨料颗粒按一定比例预先混合均勻后，放置在等离子喷涂设备的原料粉末供料室中。在等离子喷射装置的真空室中，对两电极之间施加高频放电电压，由等离子发生器产生等离子体喷射火焰。将混合好的原料粉末同时不断地喷入到等离子火焰中，等离子火焰温度可达到5000 10000°C的高温，将原料粉末不断地熔化成微液滴，然后冷却、凝固成球形磁性磨料颗粒。该种方法虽然解决了铁基相与磨料相相容性差的问题，但该方法制备的磁性磨料由于受等离子火焰的高温作用，磨粒相的锋利切削刃被钝化，致使其研磨效率显著降低，其研磨能力甚至比不上其他简单方法制备的磁性磨料。雾化快凝磁性磨料制备法(为本实用新型人所提出)，是采用雾化快凝设备，在惰性气体的保护下，用含有硬质磨料的高压气流吹射下流过程中的熔融金属液流，金属液流被雾化后，形成含有硬质磨料颗粒的微小液滴，经快速冷却凝固，将原本相容性和润湿性极差的硬质磨料相和金属相强制性地结合在一起，从而制备出高性能的磁性磨料。该方法突破了铁磁性金属与硬质磨料之间相容性差的限制，将铁磁性金属与硬质陶瓷磨料强制性的结合在一起，制备出具有导磁率高、研磨能力强、粒度可控、结构强度高、结构形态呈球状、寿命长的高性能磁性磨料。目前该方法有希望成为低成本、大批量生产高性能磁性磨料的最有前途的方法。本实用新型所提供气雾化快凝磁性磨料制备送混粉器，就是实现本实用新型人所研制的雾化快凝磁性磨料制备设备的关键装置。
实用新型内容本实用新型的目的，在于提供一种气雾化快凝磁性磨料制备送混粉器及送混粉控制方法。采用本实用新型的装置和方法，可以使气雾化快凝制备磁性磨料的设想得以实现，赋予气雾化快凝装置赋予制备磁性磨料的新功能。为实现上述目的，本申请采用了以下技术方案一种气雾化快凝磁性磨料制备送混粉器，包括送粉装置和混粉装置。所述的送粉装置包括控料阀、进气口、平衡进气管、平衡阀、平衡压力表、储料罐、喷吹阀、喷吹进气管、喷吹压力表、圆管罩、射流控压阀、平衡阀、喷吹阀、圆管罩、喷吹气压表、平衡气压表和射流气压表组成；所述的混粉装置包括高压进气管、送粉装置、出料管、射流控压阀、射流压力表、混流管组成。所述的气雾化快凝磁性磨料制备送混粉器的送粉装置，在喷吹管延伸至储料罐上部的管段，设置由喷吹管、圆管罩、喷孔构成的折流式喷吹机构，圆管罩的底部开有多个喷出孔。该装置既保证喷出气流从储料罐的下部进入储料罐，又保证硬质磨料不能够下流进入喷出阀；所述的气雾化快凝磁性磨料制备送混粉器的送粉装置，设置有储料罐、喷吹阀、平衡阀、喷吹气压表、平衡气压表组成的硬质磨料流量控制机构；防止硬质磨料在储料罐中搭棚、阻塞硬质磨料流动，保证硬质磨料流量的准确控制；所述的气雾化快凝磁性磨料制备送混粉器的送粉装置，喷吹阀、平衡阀、射流控压阀、喷吹气压表、平衡气压表、射流压力表安装在通过的高压气流中不含硬质磨料的管路中，防止硬质磨料进入这些阀门和压力表造成堵塞、磨损和损坏；所述的气雾化快凝磁性磨料制备送混粉器的送粉装置，储料罐作为一种压力容器，其设计承载压力不低于IOMPa ；所述的气雾化快凝磁性磨料制备送混粉器的混粉装置，其特征在于射流控压阀与送粉装置的控料阀连接，射流控压阀与混流管前的气流管道连接，混流管前的气流管道与混流管和送粉装置出口管连接，混流管出口与气雾化室的高压射流喷嘴相接。所述的气雾化快凝磁性磨料制备的送混粉器，其特征在于送混粉器的高压气体入口与高压气源相接，送混粉器的出口与雾化快凝设备雾化室中的高速射流喷嘴相接；所述的气雾化快凝磁性磨料制备送混粉器的送混粉功能，是通过高压气源提供的单一气体并控制气流的压力来实现的，不需要任何其它的动力源。
图1是气雾化快凝磁性磨料制备送混粉器送粉和混粉装置划分示意图；图2是气雾化快凝磁性磨料制备送混粉器结构示意图；图3是图2的A部结构局部放大示意图；图4是本实用新型气雾化快凝磁性磨料制备送混粉器在气雾化快凝磁性磨料制备设备中的安装位置示意图。
具体实施方式
图1中标号C送粉装置；D混粉装置。图2中标号14储料罐；15硬质磨料；16圆管罩；17圆管罩底端喷孔；18加料口 ；19高压进气管；20射流输出接口 ；21喷吹阀；22控料阀；23平衡阀；24射流控压阀；25喷吹气压表J6平衡气压表；27射流气压表；观喷吹管；四储料罐旋盖；30混流管；31密封铜垫；32出料管；33射流控压气管。图3中标号14储料罐；15硬质磨料；16圆管罩；17圆管罩底端喷孔；观喷吹管。图4中标号1电炉；2熔融金属；3保温坩埚；4漏嘴；5雾化室；6抽气除尘装置；7除尘器；8收粉容器；9高压氮气；10冷却水；11磁性磨料；12气流送混粉器；13射流喷嘴。参见图1。图1为气雾化快凝磁性磨料制备送混粉器第一实施例的气雾化快凝磁性磨料制备送混粉器送粉和混粉装置划分示意图。本实施例气雾化快凝磁性磨料制备送混粉器包括送粉装置C和混粉装置D。参见图2，配合参见图1。图2为本实用新型气雾化快凝磁性磨料制备送混粉器结构示意图。在图1中所示的送粉装置C，在图2中包括储料罐14，硬质磨料15，圆管罩16，圆管罩底端喷孔17，加料口 18，高压进气管19，射流输出接口 20，喷吹阀21，控料阀22，平衡阀23，射流控压阀24，喷吹气压表25，平衡气压表沈，射流气压表27，喷吹管观，储料罐旋盖四，混流管30，密封铜垫31和射流控压气管33。[0033]高压进气管19，通过三通管接头与控料阀22连接，控料阀22通过三通管接头与喷吹阀观、射流控压阀M相接，喷吹阀21与喷吹管28连接。喷吹管28与储料罐14连接并延伸至储料罐14的上腔部位，在储料罐14下部与喷吹阀21之间的喷吹管观，连接喷吹气压表25。圆管罩16将储料罐14内部的喷吹管观罩住，圆管罩16下端焊接在储料罐14内腔的底部。圆管罩16底端部位有多个喷孔。储料罐14的上部是加料口 18，通过旋盖四和密封铜垫31将储料罐14堵住。喷吹管观中的气流，到达圆管罩16的内部上端后折返，通过圆管罩16与喷吹管观之间的间隙到达圆管罩底端喷孔17，从圆管罩底端喷孔17喷出，将硬质磨料送入出料管32。平衡阀23的出口管道，安装平衡气压表沈，然后连接储料罐14的上腔。通过平衡阀23的气流进入储料罐14的上腔部位，推动硬质磨料15下移，避免出现硬质磨料的搭棚现象。参见图2，配合参见图1。在图1中的混粉装置D，在图2中包括高压进气管19、出料管32、射流控压阀M、射流压力表27、混流管30。高压进气管19与图3的送粉装置C的控料阀9相接，同时通过三通接头与射流控压阀M相接。射流控压气管33安装有射流气压表27，射流控压气管33与射流控压阀M相接的同时，与出料管32、混流管30相接。高压气流通过高压进气管19、射流控压阀M、射流控压气管33，通过三通接头进入混流管30，在混流管30中与出料管32送来的硬质磨料混合，形成气固两相射流。参见图3，配合参见图2。图3为送粉装置C中的折流式喷吹机构，该装置由喷吹管28、圆管罩16、喷孔17构成，圆管罩16罩在喷吹管观的外部，并与喷吹管观同轴线，圆管罩16下端焊接在储料罐14的底部。圆管罩16下端部位有多个喷孔。该装置既可以使得储料罐14中的硬质磨料不会进入喷吹管21，又能保证气流从储料罐14内腔的底部位置喷出。参见图4，配合参见图2。是本实用新型气雾化快凝磁性磨料制备送混粉器在气雾化快凝磁性磨料制备设备中的安装位置示意图。图4显示了送混粉器12在气雾化快凝磁性磨料制备装置中的安装位置。在图4中，高压气源的高压气流从气流送混粉器12的入口进入，从气流送混粉器12的出口流出的混粉气流，经混流管30进入雾化室5中的高速射流喷嘴13。混流管30中的高压混粉射流，进入高速射流喷嘴13后高速喷射而出，硬质磨料颗粒随高速气流，像子弹一样被射入到即将被雾化的熔融金属液流中，金属液流经雾化形成含有硬质磨料的微小液滴，经快速冷却凝固，从而形成高性能的磁性磨料。高压气源中的气体通常为压力在50 IOOMPa的氮气或氦气。
权利要求1.一种气雾化快凝磁性磨料制备送混粉器，其特征在于包括送粉装置和混粉装置，所述的送粉装置包括控料阀、进气口、平衡进气管、平衡阀、平衡压力表、储料罐、喷吹阀、喷吹进气管、喷吹压力表、圆管罩、射流控压阀、平衡阀、喷吹阀、圆管罩、喷吹气压表、平衡气压表和射流气压表；所述的送粉装置，在喷吹管延伸至储料罐上部的管段，由喷吹管、圆管罩、喷孔构成了折流式喷吹机构，圆管罩的底部开有多个喷出孔，该装置既保证喷出气流从储料罐的下部进入储料罐，又保证硬质磨料不能够下流进入喷出阀；所述的送粉装置，由储料罐、喷吹阀、平衡阀、喷吹气压表、平衡气压表组成的硬质磨料流量控制机构；所述的喷吹阀、平衡阀、射流控压阀、喷吹气压表、平衡气压表、射流压力表安装在通过的高压气流中不含硬质磨料的管路中；所述的储料罐作为一种压力容器，其设计承载压力不低于IOMPa ；所述的混粉装置包括高压进气管、送粉装置、出料管、射流控压阀、射流压力表、混流管；所述的混粉装置中，射流控压阀与送粉装置的控料阀连接，射流控压阀与混流管前的气流管道连接，混流管前的气流管道与混流管和送粉装置出口管连接，混流管出口与气雾化室的高压射流喷嘴相接。
2.根据权利要求1所述的气雾化快凝磁性磨料制备送混粉器的送混粉器，其特征在于送混粉器的高压气体入口与高压气源相接，送混粉器的出口与雾化快凝设备雾化室中的高速射流喷嘴相接。
3.根据权利要求1所述的气雾化快凝磁性磨料制备送混粉器，其特征在于仅设置单一的高压气源。
专利摘要本实用新型提供一种气雾化快凝磁性磨料制备送混粉器，属于磁粒研磨制备技术领域。包括送粉装置和混粉装置。所述的送粉装置包括控料阀、进气口、平衡进气管、平衡阀、平衡压力表、储料罐、喷吹阀、喷吹进气管、喷吹压力表、圆管罩、射流控压阀、平衡阀、喷吹阀、圆管罩、喷吹气压表、平衡气压表和射流气压表组成；所述的混粉装置包括高压进气管、送粉装置、出料管、射流控压阀、射流压力表、混流管组成。本实用新型气雾化快凝磁性磨料制备送混粉器其优点是，它的送混粉功能是通过高压气源提供的单一气体并控制气流的压力来实现的，不需要任何其它的动力源。
文档编号B65G53/34GK202174244SQ20112019603
公开日2012年3月28日 申请日期2011年6月11日 优先权日2011年6月11日
发明者赵玉刚 申请人:山东理工大学