[发明专利]一种高通量制备粉末冶金闸片材料的装置及方法

权利要求书

1.一种高通量制备粉末冶金闸片材料的装置，其特征在于：高通量研究装置包括有机物组元储存罐(1)、蠕动泵(2)、计算机(3)、粘结剂组元输送通道(4)、粘结剂溶液储存罐(5)、高压气体(6)、雾化喷嘴通道(7)、锥形混料器(8)、控温装置(9)、气力输送装置(10)、原料粉末储存罐(11)、粉末收成罐(12)、分料器(13)、粉末扬尘性采集单元(14)、粉末流动性和松装密度采集单元(15)、传动带(16)、粉末回收罐(17)、中间料靴(18)、橡胶包套(19)、分段控温烧结炉(20)、密度采集单元(21)和超声无损检测数据采集单元(22)；

有机物组元储存罐(1)通过蠕动泵(2)经粘结剂组元输送通道(4)与粘结剂混合溶液储存罐(5)相连；原料粉末储存罐(11)经雾化喷嘴通道(7)连接锥形混料器(8)，粘结剂溶液储存罐(5)通过蠕动泵(2)连接锥形混料器(8)；每一锥形混料器均装有电热套加热模块、控温装置、入气通道、气体调控装置；锥形混料器(8)下端与收粉装置(12)连接；收粉装置(12)通过下端连接的分料器(13)分别与粉末扬尘性采集单元(14)、粉末流动性和松装密度采集单元(15)、中间料靴(18)相连；粉末扬尘性采集单元(14)与粉末流动性和松装密度采集单元(15)通过传送带(16)与粉末回收罐(17)相连；中间料靴(18)与橡胶包套(19)相连；橡胶包套(19)与分段控温烧结炉(20)衔接，分段控温烧结炉(20)通过传送带与密度采集单元(21)和超声无损检测数据采集单元(22)衔接。

2.一种采用权利要求1所述装置高通量制备粉末冶金闸片材料的方法，其特征在于：首先将不同的有机物组元溶解在溶剂中并储存在有机物组元储存罐(1)内，蠕动泵(2)在计算机(3)的控制下通过粘结剂组元输送通道(4)向不同的粘结剂溶液储存罐(5)内加注不同的有机物组元，其中各有机物组元的加注量由计算机控制，有机物组元混合均匀后得到不同配方的粘结剂；粘结剂溶液储存罐(5)通过蠕动泵(2)连接锥形混料器(8)，原料粉末和粘结剂的混合物在锥形混料器内混合和干燥，干燥温度60-100℃；同时，惰性高压气体通过同样的雾化喷嘴通道进入雾化室，并将粘结剂溶液雾化后喷洒进锥形混料器(8)，高压气体压力为0.1-0.5MPa；每一锥形混料器均装有电热套加热模块、控温装置、入气通道、气体调控装置；温度和气氛均由计算机进行控制和实时监测；锥形混料器(8)下端与收粉装置(12)连接；收粉装置(12)下端连接分料器，使粘结化粉末进入不同的检测通道进行粉末性能及压制性能分析，粉末扬尘性采集单元(14)和粉末流动性和松装密度采集单元(15)用于分析粉末的物理特性；通过计算机控制进入中间料靴(18)的粉末，并将粉末分层填装在橡胶包套内(19)，橡胶包套进行冷等静压，得到不同组成的闸片材料坯体；闸片坯体在分段控温的烧结炉(20)内进行烧结，可在不同的温度段内放置闸片材料坯体，从而获得不同成分、不同烧结温度的烧结坯；烧结坯通过传送带进入密度采集单元，密度采集单元中包括尺寸采集器和重量采集器，从而得到烧结坯密度；同时，烧结坯体进行超声无损检测，利用散射波的波形定性反映粉末冶金闸片材料中孔隙的大概的数量和状态。

3.根据权利要求2所述的高通量制备粉末冶金闸片材料的方法，其特征在于：所述铜基粉末冶金摩擦材料中各组元的质量百分含量为：基体组元：45～60％电解Cu粉(45～75μm)；摩擦组元：1～5％SiO₂粉末(10～20μm)、20～30％雾化Fe粉(50～90μm)、1～10％高碳Cr-Fe合金粉(50～90μm)、1～5％Cr粉(50～90μm)；强化组元：1～5％Sn粉(20～40μm)；润滑组元：10～15％的天然鳞片石墨粉(180～270μm)，1～5％MoS₂粉(20～40μm)。

4.根据权利要求2所述的一种高通量制备粉末冶金闸片材料的方法，其特征在于：所述的粘结剂组元的质量百分含量为5～10％顺丁橡胶，5～10％丁苯橡胶，5～10％天然橡胶，余量120#汽油。

5.根据权利要求2所述的高通量制备粉末冶金闸片材料的方法，其特征在于：所述锥形混料器带加热夹套，利用导热油进行加热，加热温度为80℃～180℃，混料器内压力为(0.8-0.9)×10^-5Pa；锥形混料器的回转速度为100-200转/分，锥形混料器的底部装有高速旋转的叶片，叶片的转速为500-1500转/分。