[发明专利]一种喷射沉积平台

说明书

技术领域

本发明涉及有色冶金、冶金材料设备技术领域，具体地，涉及到一种喷射沉积平台。

背景技术

随着我国自主研发的 C919首架机在上海总装成功，这标志着我国自主研发和生产大飞机项目已取得重大进展。从选材的分布来看，C919首架机中铝合金的比重将达机体结构重量的70%。因此，高性能Al-Li合金的研制对我国的大飞机项目具有重要而深远的意义。Al-Li合金具有低密度、高比强度和比刚度、优良的低温性能和耐腐蚀性以及良好的超塑性等优点。锂的密度约为水的一半， 是最轻的金属元素， 在铝合金中每加入 1%的锂， 可使合金密度降低3%，刚度提高 6%。据推算，如果采用先进Al-Li合金取代传统铝合金制造波音飞机，重量可以减轻 14.6％，燃料节省 5.4％，飞机成本将下降 2.1％，每架飞机每年的飞行费用将降低 2.2％。 因此铝锂合金被认为是航空航天工业中的理想结构材料。

Al-Li合金常规的制备方法主要有两大类：一类是铸造法IM，另一类是粉末冶金法PM。由于锂的化学性能活泼，采用铸造法熔炼铝锂合金时，金属锂的质量分数不超过 3%，且锂的偏析严重，很难满足对轻型合金的要求。粉末冶金法可增加铝锂合金中锂的含量，大幅降低合金的密度，但存在生产流程长、粉末易氧化、成本高、难以制备大件等问题。同时，现有的铝锂合金主要通过添加Cu、Zn 等2～4wt%高密度金属来提高合金的强度，这大大削弱了金属锂带来的轻量化效果。本项目采用喷射成形技术制备高Mg含量8～12wt%Al-Li合金，有效地解决了铸造法和粉末冶金法在制备Al-Li合金中存在的问题，不仅可以制备高性能大尺寸Al-Li合金材料，同时可通过添加低密度金属Mg来替代Cu等高密度金属来显著降低Al-Li合金的密度，旨在进一步降低大飞机的重量，节省成本。因此，采用先进的喷射成形工艺制备大飞机用高Mg含量Al-Li合金，以取代进口产品，具有重要的社会效益和巨大的经济价值。

喷射成形技术最早是基于节能、低消耗、低成本的目的而发展起来的一种材料近终成形快速凝固新技术，其设备组成主要包括：合金熔炼炉、熔液输送装置、雾化气体输送装置、喷枪、沉积室、排风除尘装置等。喷射成形技术的基本原理是：将熔融金属或合金在惰性气氛中雾化，形成液滴喷射流，直接喷射在较冷的基体上，经过撞击、聚结、凝固而形成沉积物，这种沉积物可以立即进行锻造、挤压或轧制加工，也可以是近终产品。

喷射成形技术的特点是：

①冷却速度高：在喷射成形过程中，颗粒飞行时的冷却速度可达到10²～10⁴K/s，沉积物冷却速度可达10³K/s，比传统铸锭冶金方法的冷速高得多，在沉积物中能够得到快速凝固态组织，组织细小均匀；合金成分偏析程度小。

②材料的氧化程度小：喷射成形过程是在惰性气氛中瞬时完成的，金属氧化程度小。由于液态金属是一次成形，工艺流程短，减轻了材料受污染的程度。

③材料力学性能优越：由于喷射成形坯冷却速度大，组织细小均匀，且氧化程度比快速凝固/粉末冶金方法低，因而材料综合机械性能达到或超过粉末冶金/快速凝固材料，明显优于铸锭材料，这种材料能够满足特殊领域的需求。

④经济性：喷射成形是一种近终成形的技术，工艺简单，与粉末冶金方法相比，产品生产工艺大大简化，它省去了粉末制备、压制和烧结等工序，大大缩短了生产周期，提高了生产率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构设计合理、沉积效果好、产品结构紧密的喷射沉积平台。

本发明是通过技术方案予以实现：

提供一种喷射沉积平台，包括沉积架、沉积装置、高压雾化装置、除尘装置和喷射装置，所述喷射装置通过喷射管与高压雾化装置连接，所述喷射装置设置在沉积装置上方；所述除尘装置通过除尘管与沉积装置连接；

所述喷射装置包括喷嘴滑动机构和喷射头，所述喷射头安装在喷嘴滑动机构上；

所述沉积装置包括有入料机构、沉积罐、升降机构和旋转机构，所述沉积装置安装在所述沉积架上，所述沉积架内部底部设有升降机构，所述升降机构上方设有旋转机构，所述旋转机构的上方设有沉积罐且所述沉积罐的下部位于所述沉积架内部，所述沉积罐上部位于所述沉积架外部，所述旋转机构上设有旋杆，所述沉积罐的内部设有空中盘，所述旋转机构上的旋杆由沉积罐底部中心穿入与所述沉积罐内部的空中盘连接，所述沉积架底部设有与沉积罐相配合使用的升降限位感应器；