專利名稱：一種球狀非晶材料制備設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型范圍涉及一種球狀非晶材料的制備設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前我國(guó)生產(chǎn)鎢基非晶硬面材料鑄造碳化鎢的工藝和設(shè)備是50年代從原蘇聯(lián)引進(jìn)的。主要是由生產(chǎn)非晶產(chǎn)品的熔煉爐及破碎機(jī)、分選機(jī)等設(shè)備組成。熔煉爐的結(jié)構(gòu)如圖1所示，其生產(chǎn)原理是將碳化鎢粉和返回料裝于石墨舟皿③內(nèi)，由電源①給石墨加熱器②加熱至2700~3000℃的高溫爐中熔煉，形成碳化二鎢(W2C)和碳化鎢的共晶體。這時(shí)將熔液傾注到自然冷卻板⑤待其冷卻。然后將熔鑄塊進(jìn)行破碎和篩分，得到各種不同粒度的顆粒和粉末。由于熔煉過程由人工控制，因而每爐熔鑄產(chǎn)品具有不同的總碳和共晶體含量。且顆粒和粉末是由熔鑄塊進(jìn)行破碎和篩分而得，故其顆粒大都為塊狀、片狀或條狀，堆焊涂敷在工件表面易形成齒弧，在應(yīng)力作用下導(dǎo)致表面顆粒脫落和裂紋。這種工藝現(xiàn)在已經(jīng)被國(guó)際淘汰。其產(chǎn)品也因不能滿足工藝要求而滯銷。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種可以制備非晶體含量高、排列整齊、密度大的非晶鑄造碳化鎢球體的球狀非晶材料制備設(shè)備。
它包括第一電極1、第二電極1′、料斗5、直流電源6、交流電源7、抽真空系統(tǒng)8、配氣機(jī)構(gòu)9、收料機(jī)構(gòu)12、電器柜13、控制柜14、測(cè)溫機(jī)構(gòu)15、起弧穩(wěn)弧機(jī)構(gòu)17、惰性氣源18，所述交流電源7與所述直流電源6相連接，將交流電源轉(zhuǎn)換成直流電源，該直流電源6的一極通過所述起弧穩(wěn)弧機(jī)構(gòu)17與第一電極1相連，另一極與第二電極1′相連，其特征在于還包括坩堝2、轉(zhuǎn)盤3、加料機(jī)構(gòu)4、水冷機(jī)構(gòu)10，轉(zhuǎn)速控制箱11、分選機(jī)構(gòu)16、反應(yīng)柜19，
所述第二電極1′的另一端插入所述坩堝2內(nèi)，第一電極1的一端在可傾倒坩堝2處于水平位置時(shí)也可插入該坩堝2內(nèi)；所述加料裝置4的一端伸入料斗5中，另一端出料口對(duì)準(zhǔn)所述坩堝2的入口；該坩堝2的下方設(shè)有轉(zhuǎn)速可調(diào)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤3；該轉(zhuǎn)盤3置于通過傳動(dòng)齒輪與轉(zhuǎn)速控制箱11相連的旋轉(zhuǎn)軸上；所述坩堝2置于帶有回收漏斗的收料機(jī)構(gòu)12中，該收料機(jī)構(gòu)12與分選機(jī)構(gòu)16相連；所述轉(zhuǎn)盤3通過水冷機(jī)構(gòu)10送入冷卻冷水；所述第一電極1、第二電極1′、坩堝2、轉(zhuǎn)盤3、加料機(jī)構(gòu)4、料斗5、測(cè)溫機(jī)構(gòu)15置于反應(yīng)柜19中；抽真空系統(tǒng)8、配氣機(jī)構(gòu)和惰性氣源18構(gòu)成抽真空及惰性氣體送氣機(jī)構(gòu)并與所述反應(yīng)柜19相連，為反應(yīng)柜19提供惰性氣體工作氣氛；所述控制柜14位于電器柜13內(nèi)，控制轉(zhuǎn)盤3轉(zhuǎn)速，坩堝2之傾斜下料動(dòng)作和加料裝置4的加料動(dòng)作；測(cè)溫機(jī)構(gòu)15與控制柜14相連，控制溫度。
借助冷卻轉(zhuǎn)盤3的離心力，熔融液被分裂成很多細(xì)小的液珠，以切線方向向四周飛濺，并以極快的速度冷卻和結(jié)晶，形成非晶鑄造碳化鎢球體。其球狀體的大小可借助改變旋轉(zhuǎn)冷卻轉(zhuǎn)盤3的速度來(lái)控制。


圖1為目前使用的生產(chǎn)非晶產(chǎn)品的熔煉爐結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖2所示，它包括第一電極1、第二電極1′、料斗5、直流電源6、交流電源7、抽真空系統(tǒng)8、配氣機(jī)構(gòu)9、收料機(jī)構(gòu)12、電器柜13、控制柜14、測(cè)溫機(jī)構(gòu)15、起弧穩(wěn)弧機(jī)構(gòu)17、惰性氣源18，所述交流電源7與所述直流電源6相連接，將交流電源轉(zhuǎn)換成直流電源，該直流電源6的一極通過所述起弧穩(wěn)弧機(jī)構(gòu)17與第一電極1相連，另一極與第二電極1′相連，其特征在于還包括坩堝2、轉(zhuǎn)盤3、加料機(jī)構(gòu)4、水冷機(jī)構(gòu)10，轉(zhuǎn)速控制箱11、分選機(jī)構(gòu)16、反應(yīng)柜19，所述第二電極1′的另一端插入所述坩堝2內(nèi)，第一電極1的一端在可傾倒坩堝2處于水平位置時(shí)也可插入該坩堝2內(nèi)；所述加料裝置4的一端伸入料斗5中，另一端出料口對(duì)準(zhǔn)所述坩堝2的入口；該坩堝2的下方設(shè)有轉(zhuǎn)速可調(diào)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤3；該轉(zhuǎn)盤3置于通過傳動(dòng)齒輪與轉(zhuǎn)速控制箱11相連的旋轉(zhuǎn)軸上；所述坩堝2置于帶有回收漏斗的收料機(jī)構(gòu)12中，該收料機(jī)構(gòu)12與分選機(jī)構(gòu)16相連；所述轉(zhuǎn)盤3通過水冷機(jī)構(gòu)10送入冷卻冷水；所述第一電極1、第二電極1′、坩堝2、轉(zhuǎn)盤3、加料機(jī)構(gòu)4、料斗5、測(cè)溫機(jī)構(gòu)15置于反應(yīng)柜19中；抽真空系統(tǒng)8、配氣機(jī)構(gòu)和惰性氣源18構(gòu)成抽真空及惰性氣體送氣機(jī)構(gòu)并與所述反應(yīng)柜19相連，為反應(yīng)柜19提供惰性氣體工作氣氛；所述控制柜14位于電器柜13內(nèi)，控制轉(zhuǎn)盤3轉(zhuǎn)速，坩堝2之傾斜下料動(dòng)作和加料裝置4的加料動(dòng)作；測(cè)溫機(jī)構(gòu)15與控制柜14相連，控制溫度。
其中水冷坩堝2用于熔化金屬、第一電極1、第二電極1′可以產(chǎn)生高溫電弧，水冷轉(zhuǎn)盤3形成球狀非晶材料。工作過程如下首先由加料裝置把碳化鎢和乙炔石墨混合料裝入熔煉坩堝2內(nèi)，通過直流電源6、交流電源7給電源起弧，電弧使其升溫至2400~3000℃將坩堝2內(nèi)金屬熔化。發(fā)生分解和吸碳化學(xué)反應(yīng)，形成熔融的碳化二鎢和碳化鎢的共晶體(W2C-WC)。然后均勻流到旋轉(zhuǎn)的冷卻轉(zhuǎn)盤3上。借助冷卻轉(zhuǎn)盤3的離心力，熔融液被分裂成很多細(xì)小的液珠，以切線方向向四周飛濺，并以極快的速度冷卻和結(jié)晶，形成非晶鑄造碳化鎢球體。其球狀體的大小可借助改變旋轉(zhuǎn)冷卻轉(zhuǎn)盤3的速度來(lái)控制。球狀非晶體散落到收料裝置12，經(jīng)篩分機(jī)構(gòu)16形成所需的產(chǎn)品。
為了保護(hù)坩堝和冷卻轉(zhuǎn)盤不會(huì)在高溫下?lián)p壞，設(shè)備由恒溫水冷機(jī)構(gòu)10提供恒溫冷卻水。生產(chǎn)過程中的真空和負(fù)壓惰性氣體保護(hù)由抽真空系統(tǒng)8及配氣機(jī)構(gòu)9提供。整個(gè)生產(chǎn)過程由控制柜14的微機(jī)程序控制電器執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)完成。
由本實(shí)用新型制備出的非晶鑄造碳化鎢球體如下特點(diǎn)(1)外形光滑統(tǒng)一附著力強(qiáng)，涂敷在工件上不易產(chǎn)生脫落和裂紋。(2)非晶體含量高、排列整齊、密度大、硬度可達(dá)到3000KG/MM。(3)由于是直接成粒，節(jié)約了粉碎環(huán)節(jié)，降低投資和生產(chǎn)成本。(4)非晶體是在真空容器內(nèi)形成，因而不會(huì)產(chǎn)生環(huán)境污染。
權(quán)利要求1.一種球狀非晶材料制備設(shè)備，它包括第一電極(1)、第二電極(1′)、料斗(5)、直流電源(6)、交流電源(7)、抽真空系統(tǒng)(8)、配氣機(jī)構(gòu)(9)、收料機(jī)構(gòu)(12)、電器柜(13)、控制柜(14)、測(cè)溫機(jī)構(gòu)(15)、起弧穩(wěn)弧機(jī)構(gòu)(17)、惰性氣源(18)，所述交流電源(7)與所述直流電源(6)相連接，將交流電源轉(zhuǎn)換成直流電源，該直流電源(6)的一極通過所述起弧穩(wěn)弧機(jī)構(gòu)(17)與第一電極(1)相連，另一極與第二電極(1′)相連，其特征在于還包括坩堝(2)、轉(zhuǎn)盤(3)、加料機(jī)構(gòu)(4)、水冷機(jī)構(gòu)(10)，轉(zhuǎn)速控制箱(11)、分選機(jī)構(gòu)(16)、反應(yīng)柜(19)，其中所述第二電極(1′)的另一端插入所述坩堝(2)內(nèi)，第一電極(1)的一端在可傾倒坩堝(2)處于水平位置時(shí)也可插入該坩堝(2)內(nèi)；所述加料裝置(4)的一端伸入料斗(5)中，另一端出料口對(duì)準(zhǔn)所述坩堝(2)的入口；該坩堝(2)的下方設(shè)有轉(zhuǎn)速可調(diào)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤(3)；該轉(zhuǎn)盤(3)置于通過傳動(dòng)齒輪與轉(zhuǎn)速控制箱(11)相連的旋轉(zhuǎn)軸上；所述坩堝(2)置于帶有回收漏斗的收料機(jī)構(gòu)(12)中，該收料機(jī)構(gòu)(120與分選機(jī)構(gòu)(16)相連；所述轉(zhuǎn)盤(3)通過水冷機(jī)構(gòu)(10)送入冷卻冷水；所述第一電極(1)、第二電極(1′)、坩堝(2)、轉(zhuǎn)盤(3)、加料機(jī)構(gòu)(4)、料斗(5)、測(cè)溫機(jī)構(gòu)(15)置于反應(yīng)柜(19)中；所述抽真空系統(tǒng)(8)、配氣機(jī)構(gòu)和惰性氣源(18)構(gòu)成與所述反應(yīng)柜(19)相連并為反應(yīng)柜(19)提供惰性氣體工作氣氛抽真空及惰性氣體送氣機(jī)構(gòu)；所述控制柜(14)位于電器柜(13)內(nèi)，控制轉(zhuǎn)盤(3)轉(zhuǎn)速，坩堝(2)之傾斜下料動(dòng)作和加料裝置(4)的加料動(dòng)作；測(cè)溫機(jī)構(gòu)(15)與控制柜(14)相連，控制溫度。
專利摘要一種球狀非晶材料制備設(shè)備，它包括第一電極、第二電極、料斗、直流電源、交流電源、抽真空系統(tǒng)、配氣機(jī)構(gòu)、收料機(jī)構(gòu)、電器柜、控制柜、測(cè)溫機(jī)構(gòu)、起弧穩(wěn)弧機(jī)構(gòu)、惰性氣源，坩堝、轉(zhuǎn)盤、加料機(jī)構(gòu)、水冷機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)速控制箱、分選機(jī)構(gòu)、反應(yīng)柜，坩堝的下方設(shè)有置于通過傳動(dòng)齒輪與轉(zhuǎn)速控制箱相連的旋轉(zhuǎn)軸上轉(zhuǎn)速可調(diào)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤；轉(zhuǎn)盤通過水冷機(jī)構(gòu)送入冷卻冷水；抽真空系統(tǒng)、配氣機(jī)構(gòu)和惰性氣源構(gòu)成抽真空及惰性氣體送氣機(jī)構(gòu)并與所述反應(yīng)柜相連，為反應(yīng)柜提供惰性氣體工作氣氛?？梢灾苽浞蔷w含量高、排列整齊、密度大的非晶鑄造碳化鎢球體的球狀非晶材料。
文檔編號(hào)C22C45/00GK2714579SQ20042006820
公開日2005年8月3日 申請(qǐng)日期2004年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月20日
發(fā)明者孫汝巖, 楊振 申請(qǐng)人:株洲華揚(yáng)科技有限公司