一種金屬粉末除氣、裝套、鉗封一體化設備的製作方法
2024-03-31 01:25:05
本發明屬於粉末冶金技術領域，具體涉及一種金屬粉末除氣、裝套、鉗封一體化設備。
背景技術：
金屬粉末除氣包套的製備是獲得高品質粉末合金坯件的關鍵工序，高品質粉末合金坯件主要的用途是用於製造高性能的航空發動機渦輪盤，為了保證航空發動機渦輪盤具有足夠的材料性能，獲得高品質粉末合金坯件所需金屬粉末除氣包套的設備尤為關鍵。
製備金屬粉末除氣包套工藝過程中，金屬粉末顆粒以及包套本身都極易吸附外部環境中的水、氫、氧，並且粉末裝入包套後的粉末密度在包套裝粉高度方向出現密度梯度差，兩種情況導致除氣包套在後續熱等靜壓時製作的粉末合金坯件存在緻密度差、氣體含量高等缺陷，最終不能用於製作合格的航空發動機渦輪盤。
目前現有的金屬粉末除氣包套的設備，都是僅對包套進行除氣，忽略了粉末本身吸附氣體的去除，最終導致整體除氣效果不好，另外由於設備中缺少了必要的環境監測和粉位檢測，最終獲得的金屬粉末除氣包套質量不穩定，並且設備集成化程度不高、操作繁瑣、後續還要進行二次除氣等。
本發明不但考慮對包套本體進行除氣，還考慮對粉末表面本身的氣體進行去除，同時增加了環境監測和粉位檢測，最終保證獲得質量穩定可靠的金屬粉末除氣包套，另外，將金屬粉末的除氣、裝套、鉗封集成後，設備一體化程度高，操作簡便。
技術實現要素：
為克服上述現有技術的不足，本發明的目的是提供了一種金屬粉末除氣、裝套、鉗封一體化設備，解決了現有設備除氣效果差、質量不穩定、設備集成度不高等缺點，最終獲得高品質粉末合金坯件。
為實現上述目的，本發明採用的技術方案是：一種金屬粉末除氣、裝套、鉗封一體化設備，包括粉罐，粉罐通過粉末流量調速閥一、真空波紋管一與過渡倉相連；過渡倉的底部通過真空管道一與裝粉包套相連通；過渡倉的右端通過過濾器與真空閥相連，真空閥與真空機組相連。
所述的粉罐底部裝有稱重系統。
所述的過渡倉上設有觀察口、真空檢測儀表、氣體分析儀表、粉位檢測裝置一以及管道加熱系統。
所述的真空管道一上由上自下依次設有粉末流量調速閥二、粉末流量調速閥三、真空波紋管二；
所述的真空管道一的管壁上安裝有管壁振動器。
所述的管壁振動器與粉末流量調速閥三之間的真空管道一上設有粉位檢測裝置二。
所述的裝粉包套的入粉口裝有液壓鉗封裝置，待粉位檢測裝置檢測包套粉末裝入量到達粉位要求高度後，液壓鉗封裝置將裝粉包套入粉口進行密封。
所述的裝粉包套底部安裝有振動平臺。
所述的振動平臺採用三維振動方向設計。
所述的真空閥與真空機組之間設有真空管道二；真空管道二中間設有一段真空波紋管三。
所述的真空機組包括一組旋片真空泵和一組擴散真空泵，工作真空達到5×10-3Pa。
本發明的有益效果是：
本發明是一套將金屬粉末在真空環境下除氣、裝套、鉗封三個工序相結合的完整、穩定、高效的金屬粉末包套製備設備。提高了金屬粉末除氣包套製備的效率、操作簡便、除氣效果好、振實密度高，滿足了後續進行熱等靜壓對裝粉包套含氣量低、緻密度高等要求。具體優點如下：
整個粉末除氣包套製備過程實現了真空環境下除氣、裝套、鉗封三個工序相結合，設備操作簡便，一體化程度高。
整個粉末除氣包套製備過程實現了對包套和粉末的同時除氣，除氣效果好。
整個粉末除氣包套製備過程實現了對環境氣體的監測，包括真空度、水、氧、氫的檢測，保證了除氣包套製備的質量。
整個粉末除氣包套製備過程實現了裝粉量的檢測，包括對粉罐中粉量的檢測、以及包套最終裝粉量的檢測，保證了除氣包套製備過程的穩定、可靠。
附圖說明
圖1是本發明金屬粉末除氣、裝套、鉗封一體化設備的結構示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明的具體實施方式進行詳細說明：
參見圖1，一種金屬粉末除氣、裝套、鉗封一體化設備，包括粉罐1，其特徵在於，粉罐1通過粉末流量調速閥一3、真空波紋管一4與過渡倉6相連；過渡倉6的底部通過真空管道一10與裝粉包套12相連通；過渡倉6的右端通過過濾器16與真空閥17相連，真空閥與真空機組18相連。
所述的粉罐1底部裝有稱重系統2，稱重系統2在裝粉過程中隨時檢測粉罐1粉末的剩餘量，如粉末不足，及時更換粉罐1。
所述的過渡倉6上設有觀察口7、真空檢測儀表14、氣體分析儀表15、粉位檢測裝置一5以及管道加熱系統8，管道加熱系統8對流經過渡倉6的粉末加熱除氣。
所述的真空管道一10上由上自下依次設有粉末流量調速閥二19、粉末流量調速閥三20、真空波紋管二21；
所述的真空管道一10的管壁上安裝有管壁振動器9，防止粉末輸送過程中的堵塞。
所述的管壁振動器9與粉末流量調速閥三20之間的真空管道一10上設有粉位檢測裝置二24。
所述的裝粉包套12的入粉口裝有液壓鉗封裝置11，待粉位檢測裝置24檢測包套粉末裝入量到達粉位要求高度後，液壓鉗封裝置11將裝粉包套12入粉口進行密封。
所述的裝粉包套12底部安裝有振動平臺13，振動平臺13起到固定裝粉包套12以及振實粉末的作用。
所述的振動平臺13採用三維振動方向設計，通過上下、左右、前後對包套12的振動實現粉末在包套中高密度振實。
所述的真空閥17與真空機組18之間設有真空管道二23；真空管道二23中間設有一段真空波紋管三22。
所述的真空機組18包括一組旋片真空泵和一組擴散真空泵，工作真空達到5×10-3Pa，真空機組主要對裝粉包套12和真空管道進行除氣。
所述的氣體分析儀表15檢測過渡倉6內水、氧、氫含量的。
粉位檢測裝置一5和粉位檢測裝置二24，分別檢測過渡倉6的粉末是否溢出以及裝粉包套12的最終裝粉粉位高度，管道加熱系統8安裝在粉末流入過渡倉6的管道兩側，對流經過渡倉6的粉末進行加熱除氣。真空管道一10的管壁上安裝有管壁振動器9，防止粉末輸送過程中的堵塞。裝粉包套12入粉口裝有液壓鉗封裝置11，待粉位檢測裝置5檢測包套粉末裝入量到達粉位要求高度後，液壓鉗封裝置11將裝粉包套12入粉口進行密封。裝粉包套12底部安裝有振動平臺13，振動平臺13起到固定包套12以及振實粉末的作用。真空機組18包括一組旋片真空泵和一組擴散真空泵，工作真空達到5×10-3Pa，真空機組18主要對裝粉包套12和真空管道進行除氣。此外在真空機組18的前端安裝有過濾器16和真空閥17。
具體金屬粉末除氣、裝套、鉗封過程通過以下步驟實現的：
將粉罐1安裝在稱重系統2上，首先打開真空機組18以及連接包套12和過渡倉6的粉末流量調速閥一3、粉末流量調速閥二19、粉末流量調速閥三20，對過渡倉6、裝粉包套12進行真空抽氣，待真空真空檢測儀表14檢測真空度達到工藝要求並且氣體分析儀表15檢測水、氫、氧含量達到工藝要求後，打開粉罐1和過渡倉6連接的粉末流量調速閥二19、粉末流量調速閥三20，粉末通過過渡倉6流入裝粉包套12，過渡倉6開有觀察窗7便於觀察粉末流動情況。過渡倉6安裝有粉位檢測裝置5，如果過渡倉6的粉末出現溢出，粉位檢測裝置5發出報警信號。管道加熱系統8安裝在粉末流入過渡倉6的管道兩側，在裝粉過程中，對流經過渡倉6的粉末進行加熱除氣。裝粉過程中如果粉罐1的粉末不夠，稱重系統2發出報警信號，此時更換新的粉罐；為了避免粉末在真空管道10處堵塞，真空管道10安裝有管壁振動器9進行輔助送粉。待裝粉包套12中的粉末裝入一定量後，關閉粉末流量調速閥二19、粉末流量調速閥三20，此時開啟振動平臺13，振動平臺13採用三維振動設計，通過上下、左右、前後對裝粉包套12的振動實現粉末在包套中高密度振實。已裝入包套的粉末振實後，繼續開啟粉末流量調速閥3，實現裝粉、振動的循環工作。待粉位檢測裝置27檢測裝粉包套內粉末裝入量到達粉位要求高度後，液壓鉗封裝置11將裝粉包套12入粉口進行密封。至此，整個工藝流程結束。