[发明专利]混粉气雾化水冷快凝磁性磨料制备的水冷快凝方法及水冷快凝装置

说明书

本发明是一种自由降落混粉气雾化水冷快凝磁性磨料制备设备的水冷快凝装置，包括：放水阀（1）、滤网（2）、磁性磨料（3）、压滤气阀（4）、闸阀（5）、冷水阀（6）、水位计（35）、雾化水冷室（36）、冷却水（37）、雾化水冷室壳体（38）、磁性磨料罐（39）、过滤水（40）、雾化腔排气管（46）。本发明通过调节冷却水位的高低控制含有硬质磨料熔融态液滴的飞行距离，从而控制冷凝时间，进而控制硬质磨料颗粒在磁性磨料在金属基体中的分布深度，使得硬质磨料颗粒分布于磁性磨料金属基体的表浅层，并与金属基体紧密结合，得到高性能的磁性磨料。本发明为自由降落混粉气雾化水冷快凝磁性磨料制备方法实现磁性磨料中硬质磨料在金属基体中的深浅分布控制和高性能磁性磨料的制备提供了可靠装置。

技术领域

本发明提供一种混粉气雾化水冷快凝磁性磨料制备的水冷快凝方法及水冷快凝装置，属于磁粒研磨材料制备技术领域。

背景技术

由于磁粒研磨光整加工技术存在诸多优点：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、效率高等特点，同时,磁粒研磨光整加工还避免了对磨头结构的复杂要求，能够实现复杂曲面的研磨光整加工和解决自动化问题，并能降低模具制造的成本，因而在国际上引起了广泛的研究和产品开发，并已在平面、外圆面、内圆面和成型面研磨光整加工的许多场合得到了应用。

目前，磁粒研磨光整加工主要存在的问题是磁性磨料寿命低、对金属的切削能力差、制备困难和成本高。磁性磨料制备技术研究的落后，已经成为制约磁粒研磨光整加工技术进一步推广应用（如自由曲面研磨光整加工）的瓶颈问题。为此，本发明人发明了“气雾化快凝磁性磨料制备方法”（ZL201010206408.6）、“气雾化快凝磁性磨料制备设备”（ZL201110156753.8）、“气雾化快凝法制备磁性磨料的结构形态控制方法”（ZL201110156741.5），并在实践中取得了较好的效果，但还存在一些影响磁性磨料制备质量的关键技术问题，如：由于没有解决熔融态磁性磨料液滴的冷凝速度控制问题，制备的磁性磨料其硬质磨料在金属基体中的深浅分布一直不够稳定（主要是分布浅而与金属基体的结合不牢固，导致研磨性能低，使用寿命缩短），直接影响磁性磨料的研磨能力，废品率较高。

发明内容

针对气雾化磁性磨料制备技术中存在的硬质磨料颗粒在磁性磨料金属基体中深浅分布难于控制的技术难题，发明人发明了混粉气雾化水冷快凝磁性磨料制备的水冷快凝方法和相应的水冷快凝装置，本发明采用了以下技术方案：

混粉气雾化水冷快凝磁性磨料制备的水冷快凝方法及水冷快凝装置，其水冷快凝方法的特征在于：经混粉和雾化而含有硬质磨料的金属微液滴，其冷凝固化方式由气冷改为水冷，使得金属微液滴在下落的过程中在硬质磨料开始逸出金属微液滴表面的过程中，遇冷水而快速冷却凝固，从而使得硬质磨料分布于磁性磨料的表浅层并与金属基体紧密结合，从而制备出高性能的磁性磨料；该方法的原理是通过调节冷却水位的高低控制含有硬质磨料熔融态液滴的冷凝时间，从而控制硬质磨料颗粒在磁性磨料在金属基体中的分布深度，使得硬质磨料颗粒分布于磁性磨料金属基体的表浅层并与金属基体紧密结合，提高磁性磨料的研磨性能，避免因冷凝速度过慢导致硬质磨料从金属基体中逸出、使磁性磨料失去研磨能力，或因冷凝速度过快导致硬质磨料在金属基体中均匀分布、导致硬质磨料在金属基体表浅层的分布过少，使磁性磨料研磨能力降低；该方法由混粉气雾化水冷快凝磁性磨料制备的水冷快凝装置具体实现；混粉气雾化水冷快凝磁性磨料制备的水冷快凝装置包括：放水阀（1）、滤网（2）、磁性磨料（3）、压滤气阀（4）、闸阀（5）、冷水阀（6）、水位计（35）、雾化水冷室（36）、冷却水（37）、雾化水冷室壳体（38）、磁性磨料罐（39）、过滤水（40）、雾化腔排气管（46）。