[实用新型]一种摆动式喷射沉积雾化器

说明书

本实用新型涉及一种摆动式喷射沉积雾化器，通过改进现有喷射沉积雾化器，使雾化器支撑板以及雾化器支撑板上中间包可在3～5°的角度内转动，以改善传统喷射沉积高速钢扫描周期长、高速钢沉积层结合强度低的问题为目标，提高喷射沉积高速钢锭坯的强度以及喷射沉积效率，改善所制备高速钢微观结构，消除宏观偏析，细化均分碳化物，得到性能优异的高速钢。采用本实用新型的摆动式雾化器喷射沉积技术，制备出的高速钢锭坯比常规喷射沉积制备的组织更为均一、碳化物细小均匀分布，具有较高的力学性能。

技术领域

本实用新型涉及一种摆动式喷射沉积雾化器，特别是一种大尺寸坯件的铸造过程中防止合金元素偏析及扫描单道次沉积层之间出现溅射界面的摆动式喷射沉积雾化器，属于金属熔体喷射沉积技术领域。

背景技术

高速钢因其具有高的硬度、耐磨性及红硬性被广泛用于机床切削刀具、工模器具以及航空航天用轴承零部件等。

采用传统的铸造法制备高速钢锭坯，由于坯件冷却速度缓慢，合金元素的偏析严重，产生粗大的碳化物以及晶粒，对高速钢的性能、尤其是塑韧性有着巨大的影响，即便是通过后续锻造也难以消除。近些年来，粉末冶金高速钢的发展消除了高速钢元素偏析现象，但其工艺繁杂，制备成本较高，且在制备大尺寸的高速钢锭坯方面存在技术局限性。

中国专利CN104878301A公开了一种喷射成形高速钢，通过该方法制备出的高速钢显微组织均一、碳化物细小且分布均匀，抑制了元素的宏观偏析。专利CN101185971公开了一种提高喷射成形高速钢柱状沉积坯密度的工艺方法，该方法主要是通过减少沉积层至喷嘴的高度来获得强度较高、塑性良好且具有较好加工性能的高速钢锭坯。上述方法的共同特点是喷射雾化器固定不动，由于喷射液滴流溅射面积有限，在制备大尺寸坯件时遇到困难，同时雾化的液滴尺寸一般沿雾化椎呈高斯分布，有碍于沉积坯组织的均匀性。中国专利ZL01114421.1提供了一种移动坩埚喷射沉积装置，使得喷射液滴流在沉积坯上扫描来解决固定雾化器喷射液滴流沉积面积有限的问题，用来制备大尺寸坯件。但由于扫描速度有限，在较长距离扫描时，单道次沉积层之间容易出现溅射界面，甚至分层。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服背景技术中提到的喷射沉积制备大尺寸高速钢坯件中的局限性，提供一种设备简单的摆动式喷射沉积雾化器。喷射沉积大尺寸高速钢锭坯沉积层之间界面结合强度高，结合情况好，所述喷射沉积大尺寸高速钢锭坯碳化物颗粒细小且均匀分布，所述喷射沉积大尺寸高速钢锭坯晶粒细小、内部结构少量或无宏观偏析。

为了实现上述目的，本发明提出一种摆动式喷射沉积雾化器，所述摆动式喷射沉积雾化器包含有：雾化室、沉积室和控制系统，所述雾化室中设有中间包装置、支撑板装置、波纹管摆动装置，所述中间包装置由浇包和中间包组成，所述浇包底部通过导液管与所述中间包相连通，将所述浇包中的金属熔体连续均匀导流入所述中间包中，所述支撑板装置由支撑板、凸轮、定位轴、滑板组成，所述支撑板两端下面与所述凸轮相连接，中间部位支撑于所述波纹管摆动装置中的波纹管上，所述波纹管摆动装置由波纹管及设置在波纹管内的雾化器组成，所述雾化器的上部固定在所述基板下面，所述中间包底部通过导液管与所述雾化器相连通，将所述中间包中的金属熔体送入雾化器，并在雾化器中雾化，所述凸轮转动带动所述基板两端绕所述波纹管摆动，从而带动固定在支撑板下面的雾化器摆动，形成摆动的金属雾；所述沉积室中设有基板、基板支柱和转动器，所述基板固定连接在所述基板支柱的上端，所述基板下端连接在所述转动器上，所述转动器一方面带动所述基板支柱转动，一方面带动所述基板支柱上下运动；所述控制系统由中央控制器、数据收集器、升降控制器、滑板控制器、数显激光器组成，所述中央控制器将各数据收集器的数据进行处理并向升降控制器、滑板控制器发布指令，分别控制所述滑板滑动和所述基板支柱上下运动，所述数据收集器将数显激光器采集到的信息收集并传输给中央控制器，所述数显激光器用于采集被监测部件的各设定信息；

所述中间包与所述雾化器之间的所述导液管摆动角度范围为3～5°；