自由降落式混粉氣霧化磁性磨料制備雙級霧化裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明提供一種自由降落式混粉氣霧化磁性磨料制備雙級霧化裝置，屬于磁粒研磨材料制備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]由于磁粒研磨光整加工技術(shù)存在諸多優(yōu)點(diǎn):柔性、自適應(yīng)性、自銳性、可控性、溫升小和無須進(jìn)行工具磨損補(bǔ)償、無須修形、效率高等特點(diǎn)，同時，磁粒研磨光整加工還避免了對磨頭結(jié)構(gòu)的復(fù)雜要求，能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜曲面的研磨光整加工和解決自動化問題，并能降低模具制造的成本，因而在國際上引起了廣泛的研究和產(chǎn)品開發(fā)，并已在平面、外圓面、內(nèi)圓面和成型面研磨光整加工的許多場合得到了應(yīng)用。
[0003]目前，磁粒研磨光整加工主要存在的問題是磁性磨料壽命低、對金屬的切削能力差、制備困難和成本高。磁性磨料制備技術(shù)研究的落后，已經(jīng)成為制約磁粒研磨光整加工技術(shù)進(jìn)一步推廣應(yīng)用(如自由曲面研磨光整加工)的瓶頸問題。為此，本發(fā)明人發(fā)明了“氣霧化快凝磁性磨料制備方法”(Z L 2 O 1 1 2 O 6 4 O 8.6 )、“氣霧化快凝磁性磨料制備設(shè)備”(Z L 2 O I I I O I 5 6 7 5 3.8 )、“氣霧化快凝法制備磁性磨料的結(jié)構(gòu)形態(tài)控制方法”(ZL201110156741.5)，并在實(shí)踐中取得了較好的效果，但還存在一些影響磁性磨料制備質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)問題，如:
(I)射流噴嘴問題:由于是采用單一噴嘴，氣固兩相流噴射速度高，導(dǎo)致射流噴嘴的快速沖蝕磨損，并在極短的時間失效，磁性磨料的制備功能喪失；同時還是由于是采用單一噴嘴，硬質(zhì)磨料與高壓氣體一起作為霧化介質(zhì)，如果氣固兩相流射流速度低則霧化效果不好、磁性磨料顆粒粗大，但如果氣固兩相流射流速度高，雖然磁性磨料雖然粒徑減小，但因硬質(zhì)磨料進(jìn)入熔融態(tài)金屬后會重新飛濺而出，導(dǎo)致磁性磨料金屬基體中含有的硬質(zhì)磨料驟減，磁性磨料研磨性能顯著降低。
[0004](2)金屬液導(dǎo)流管的沖蝕磨損問題:采用緊耦合的霧化方式，在對熔融金屬液流霧化前，氣固兩相流首先噴射到金屬液導(dǎo)流管的下端部，造成金屬液導(dǎo)流管下端部短時間內(nèi)產(chǎn)生嚴(yán)重沖蝕磨損，并導(dǎo)致金屬液和高壓氣體沿金屬液導(dǎo)流管回噴的危險。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對氣霧化磁性磨料制備技術(shù)中存在的射流噴嘴和金屬液導(dǎo)流管的沖蝕磨損問題，發(fā)明人發(fā)明了自由降落式混粉氣霧化磁性磨料制備雙級霧化裝置，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
自由降落式混粉氣霧化磁性磨料制備雙級霧化裝置，其特征在于:包括拉瓦爾結(jié)構(gòu)環(huán)縫噴嘴(I)、高壓噴腔(2)、高壓惰性氣體進(jìn)氣管(3)、低壓混粉惰性氣體進(jìn)氣管(4)、環(huán)孔陶瓷噴嘴(5)、低壓混粉氣噴腔(6)、金屬液導(dǎo)流管(7)、熔融態(tài)金屬液(8)、保溫干鍋(9);該裝置上部安裝有保溫干鍋(9)，保溫坩禍(9)的底部安裝有金屬液導(dǎo)流管(7)，保溫干鍋(9)安裝在低壓混粉氣噴腔(6)上;低壓混粉氣噴腔(6)以粘結(jié)的方式安裝有數(shù)目呈偶數(shù)的多個環(huán)孔陶瓷噴嘴(5)，環(huán)孔陶瓷噴嘴(5)沿以低壓混粉氣噴腔(6)軸線為軸心形成的圓錐等角度對稱分布，環(huán)孔陶瓷噴嘴(5)的形狀呈圓釘狀，中間為氣孔，大頭安裝在低壓混粉氣噴腔(6)的內(nèi)部;環(huán)孔陶瓷噴嘴(5)的氣孔與低壓混粉氣噴腔(6)連通;低壓混粉氣噴腔(6)的側(cè)面安裝有低壓混粉惰性氣體進(jìn)氣管(4);低壓混粉氣噴腔(6)位于高壓噴腔(2)的上部，兩者之間采用機(jī)械止口結(jié)構(gòu)保證位置精度、采用機(jī)械連接固定在一起;高壓噴腔(2)的側(cè)面安裝有高壓惰性氣體進(jìn)氣管(3)，在下部有拉瓦爾結(jié)構(gòu)環(huán)縫噴嘴(I)連通高壓噴腔(2)內(nèi)部。
[0006]所述的自由降落式混粉氣霧化磁性磨料制備雙級霧化裝置，其特征在于:在磁性磨料制備時，低壓混粉氣噴腔(6 )噴出的氣流含有硬質(zhì)磨料粉末，噴射速度較低，噴射的氣流其作用是突破下流的金屬液流的表面張力，將所含的硬質(zhì)磨料粉末射入金屬液流中，對金屬液流不起霧化作用;高壓噴腔(2)的噴嘴為拉瓦爾結(jié)構(gòu)環(huán)縫噴嘴，噴射的氣體為高壓惰性氣體，氣流速度為超音速，其作用是對繼續(xù)下流的含有硬質(zhì)磨料粉末的金屬液流進(jìn)行霧化，形成直徑大小較為均勻的含有硬質(zhì)磨料粉末的金屬微小液滴;在霧化室中含有硬質(zhì)磨料粉末的金屬微小液滴在向下飛行的過程中，經(jīng)過快速冷卻凝固而形成磁性磨料。
[0007]所述的自由降落式混粉氣霧化磁性磨料制備雙級霧化裝置，其特征在于:環(huán)孔陶瓷噴嘴(5)形成的錐狀射流和拉瓦爾結(jié)構(gòu)環(huán)縫噴嘴(I)形成的錐狀射流，其噴射錐點(diǎn)都交匯于該裝置的中心線上;為避免金屬液流反流現(xiàn)象的發(fā)生，環(huán)孔陶瓷噴嘴(5)和拉瓦爾結(jié)構(gòu)環(huán)縫噴嘴(I)的噴射角度都要保證噴射錐點(diǎn)的位置都在拉瓦爾結(jié)構(gòu)環(huán)縫噴嘴(I)的下方;為保證硬質(zhì)磨料粉末充分混入金屬液流，環(huán)孔陶瓷噴嘴(5)的射流噴射錐點(diǎn)位于拉瓦爾結(jié)構(gòu)環(huán)縫噴嘴(I)射流噴射錐點(diǎn)上方5-8mm的距離。
[0008]所述的自由降落式混粉氣霧化磁性磨料制備雙級霧化裝置，其特征在于:采用了高低壓雙射流噴嘴，上層低壓射流噴嘴由于采用了陶瓷噴嘴，有效地解決了含有硬質(zhì)磨料的氣流對噴嘴的沖蝕磨損的問題；同時將金屬液流的混粉和霧化有效分離，避免了單一噴嘴霧化造成的硬質(zhì)磨料飛濺、浪費(fèi)和磁性磨料顆粒大小不均、硬質(zhì)磨料含量不均等關(guān)鍵技術(shù)問題，保證了磁性磨料顆粒大小、磁性磨料硬質(zhì)磨料含量的均勻性和可控性。
[0009]所述的自由降落式混粉氣霧化磁性磨料制備雙級霧化裝置，其特征在于:由于是自由降落噴嘴(松耦合方式噴嘴)，金屬液導(dǎo)流管位于兩個噴嘴的上方，兩個噴嘴噴出的氣流都不直接作用于金屬導(dǎo)流管的下端部，避免了緊耦合方式噴嘴含有硬質(zhì)磨料的高速氣流對金屬導(dǎo)流管嚴(yán)重的沖蝕磨損。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):由于采用了高低壓雙射流噴嘴，上層低壓射流噴嘴由于采用了陶瓷噴嘴，有效地解決了含有硬質(zhì)磨料的氣流對噴嘴的沖蝕磨損的問題；同時將金屬液流的混粉和霧化有效分離，避免了單一噴嘴霧化造成的硬質(zhì)磨料飛濺、浪費(fèi)和磁性磨料顆粒大小不均、硬質(zhì)磨料含量不均等關(guān)鍵技術(shù)問題，保證了磁性磨料顆粒大小、磁性磨料硬質(zhì)磨料含量的均勻性和可控性。同時由于采用了自由降落噴嘴(松耦合方式噴嘴)，金屬液導(dǎo)流管位于兩個噴嘴的上方，兩個噴嘴噴出的氣流都不直接作用于金屬導(dǎo)流管的下端部，避免了緊耦合方式噴嘴含有硬質(zhì)磨料的高速氣流對金屬導(dǎo)流管嚴(yán)重的沖蝕磨損。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明自由降落式混粉氣霧化磁性磨料制備雙級霧化裝置示意圖，其中:1-拉瓦爾結(jié)構(gòu)環(huán)縫噴嘴、2-高壓噴腔、3-高壓惰性氣體進(jìn)氣管、4-低壓混粉惰性氣體進(jìn)氣管、5-環(huán)孔陶瓷噴嘴、6-低壓混粉氣噴腔、7-金屬液導(dǎo)流管、8-熔融態(tài)金屬液、9-保溫干鍋。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式做進(jìn)一步描述:
如附圖1所示，自由降落式混粉氣霧化磁性磨料制備雙級霧化裝置，包括:拉瓦爾結(jié)構(gòu)環(huán)縫噴嘴(1)、高壓噴腔(2)、高壓惰性氣體進(jìn)氣管(3)、低壓混粉惰性氣體進(jìn)氣管(4)、環(huán)孔陶瓷噴嘴(5)、低壓混粉氣噴腔(6)、金屬液導(dǎo)流管(7)、熔融態(tài)金屬液(8)、保溫干鍋(9);該裝置上