一种蜂巢阵列的高温合金材料高通量制备装置及方法

文档序号:36171919发布日期:2023-11-24 10:33阅读:48来源:国知局

本发明属于高通量高温合金制备,具体涉及一种蜂巢阵列的高温合金材料高通量制备装置及方法。


背景技术:

1、在通过蜂巢阵列来高通量制备高温合金块体材料的方法,蜂巢阵列的数量可以达到两位数,然后通过机械混粉、填充、封装等关键步骤,实现块体材料的高通量制备。这一方法可一次性制备数量为两位数、且不同成分的高温合金块体材料,其合金元素含量的数据不同,包含有非常多的数据值,结合高通量表征分析,大大加速了高温合金设计、制备、表征、分析的效率。

2、目前,高温合金块体材料的高通量制备过程中,混粉和填充采用人工处理,费时费力,操作繁琐。在工艺流程的中间过程中,由于大量数据和操作均采用人工处理,制备精度差,工作效率低,且容易出现人工失误,造成不合格产品。因此,如何避免工艺流程中人工容易出错,实现自动化是丞待解决的问题。


技术实现思路

1、针对上述问题,本发明的目的在于提供一种蜂巢阵列的高温合金材料高通量制备装置及方法,以解决现有高温合金块体材料制备过程中混粉和填充采用人工处理,存在制备精度差,工作效率低,且容易出现人工失误,造成不合格产品的问题。

2、为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:

3、本发明一方面提供一种蜂巢阵列的高温合金材料高通量制备装置,包括:

4、粉末制备机构,粉末制备机构用于制备多种金属粉末及将多种金属粉末进行混和,形成金属混合粉末;

5、粉末缓存机构,粉末缓存机构设置于粉末制备机构的下方,粉末缓存机构用于缓存粉末制备机构制备完成的金属混合粉末;

6、粉末填充执行机构,粉末填充执行机构布置于粉末缓存机构的下方,粉末填充执行机构用于接收粉末缓存机构输送的金属混合粉末,且将金属混合粉末填充至蜂巢阵列器内;

7、蜂巢阵列器,蜂巢阵列器布置于粉末填充执行机构的一侧,蜂巢阵列器用于多块高温合金材料制作容器。

8、在一种可能实现的方式中,所述粉末制备机构包括一个粉末制备单元或沿高度方向依次布置的多个粉末制备单元;粉末制备单元包括混粉器及沿周向设置于混粉器顶部的至少两个制粉器,至少两个制粉器制备的两种以上金属粉末均落入混粉器内混合,混粉器为漏斗状结构,金属混合粉末由混粉器的底部落入位于下方的粉末制备单元的混粉器内或所述粉末缓存机构内。

9、在一种可能实现的方式中,所述制粉器包括制粉器外壳及设置于制粉器外壳内的送丝盘、伺服送丝器、切断器和金属细丝,其中送丝盘、伺服送丝器及切断器由上至下依次设置,金属细丝缠绕于送丝盘上,切断器安装在制粉器外壳内设有的支撑板上,支撑板上设有用于金属细丝穿过的引导孔,伺服送丝器用于将缠绕于送丝盘上的金属细丝向下输送至切断器处,切断器用于将伺服送丝器输送的金属细丝切断,形成颗粒状的金属粉末。

10、在一种可能实现的方式中,所述切断器包括驱动马达和切割盘,其中驱动马达安装在所述支撑板上,切割盘设置于所述支撑板的外侧,且与驱动马达的输出端连接;切割盘上沿周向设有多个切割孔,驱动马达驱动切割盘转动,使各切割孔与所述支撑板上的引导孔依次相对应,容置于所述引导孔内的所述金属细丝的末端插入切割孔内,切割盘继续转动,将所述金属细丝的末端切割成设定长度的颗粒状粉末。

11、在一种可能实现的方式中,所述制粉器外壳上设有位于所述伺服送丝器下方的限位柱;当所述切割盘上的切割孔与所述支撑板上的引导孔错开时,所述金属细丝的末端始终容置于所述支撑板上的引导孔内,且所述金属细丝保持大曲率弯曲状态,具有弹性势能;当所述切割盘上的一切割孔与所述支撑板上的引导孔相对应时,所述金属细丝的末端通过弹性势能插入切割孔内,此时限位柱对所述金属细丝进行限位,且使所述金属细丝保持小曲率的弯曲状态。

12、在一种可能实现的方式中,所述引导孔和所述切割孔相对应时同轴线;所述引导孔为直径由上至下逐渐收缩的倒锥形曲面孔;所述切割孔的上部为直径由上至下逐渐增大的锥形孔。

13、在一种可能实现的方式中,所述粉末缓存机构包括粉末缓冲器和缓冲定点补充器;

14、粉末缓冲器包括缓存翻转驱动件和缓存翻转器皿,其中缓存翻转驱动件设置于缓冲定点补充器的上方,且输出端与缓存翻转器皿连接,缓存翻转驱动件用于驱动缓存翻转器皿转动,使缓存翻转器皿的开口朝上或朝下,以实现金属混合粉末的缓存或将金属混合粉末倾倒至缓冲定点补充器内;

15、缓冲定点补充器为漏斗型结构,方便接收及缓冲缓存翻转器皿倾倒的金属混合粉末,且使金属混合粉末定点准确地落入到所述粉末填充执行机构内。

16、在一种可能实现的方式中,所述粉末填充执行机构包括填充移动器及设置于填充移动器执行末端的填充执行器,填充移动器用于驱动填充执行器移动,填充执行器用于向蜂巢阵列器内填充金属混合粉末;

17、所述填充执行器包括法兰、填充翻转驱动器、填充翻转器皿及填充定点补充器,其中法兰的一端与所述填充移动器的执行末端连接,另一端与填充翻转驱动器和填充定点补充器连接,填充翻转驱动器的输出端与填充翻转器皿连接;填充定点补充器为漏斗状,填充定点补充器位于填充翻转驱动器和填充翻转器皿的下方,填充翻转驱动器用于驱动填充翻转器皿翻转,使填充翻转器皿内的金属混合粉末倾倒至填充定点补充器内,通过填充定点补充器将金属混合粉末填充至所述蜂巢阵列器内。

18、在一种可能实现的方式中,所述蜂巢阵列器包括盘体及阵列于盘体底部的多个蜂窝,所述金属混合粉末填充于各蜂窝内。

19、本发明另一方面提供一种蜂巢阵列的高温合金材料高通量制备方法,使用如上所述的蜂巢阵列的高温合金材料高通量制备装置,通过粉末制备机构制备多种金属粉末及将多种金属粉末进行混和,形成具有n种元素的金属混合粉末;金属混合粉末通过粉末缓存机构进行缓存,再通过粉末填充执行机构将金属混合粉末填充至蜂巢阵列器内。

20、本发明的优点及有益效果是:本发明提供的一种蜂巢阵列的高温合金材料高通量制备装置,自动化程度高,高温合金材料制备过程中没有人工参与,防止了大量数据和操作失误,因一个蜂巢阵列一次性制备数量为两位数且不同成分的高温合金块体材料,避免了工艺流程中人工容易出错的问题。

21、本发明具有高通量、高效性,制作颗粒状的金属粉末和填充金属粉末的过程并行;本发明具有模块特性,可以并行多个蜂巢阵列的高温合金材料高通量制备装置,实现大样本和大数据的目的。

22、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

23、下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。



技术特征:

1.一种蜂巢阵列的高温合金材料高通量制备装置,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的蜂巢阵列的高温合金材料高通量制备装置,其特征在于,所述粉末制备机构包括一个粉末制备单元或沿高度方向依次布置的多个粉末制备单元;粉末制备单元包括混粉器(2)及沿周向设置于混粉器(2)顶部的至少两个制粉器(1),至少两个制粉器(1)制备的两种以上金属粉末均落入混粉器(2)内混合,混粉器(2)为漏斗状结构,金属混合粉末由混粉器(2)的底部落入位于下方的粉末制备单元的混粉器(2)内或所述粉末缓存机构内。

3.根据权利要求2所述的蜂巢阵列的高温合金材料高通量制备装置,其特征在于,所述制粉器(1)包括制粉器外壳(105)及设置于制粉器外壳(105)内的送丝盘(101)、伺服送丝器(102)、切断器(103)和金属细丝(104),其中送丝盘(101)、伺服送丝器(102)及切断器(103)由上至下依次设置,金属细丝(104)缠绕于送丝盘(101)上,切断器(103)安装在制粉器外壳(105)内设有的支撑板(107)上,支撑板(107)上设有用于金属细丝(104)穿过的引导孔(108),伺服送丝器(102)用于将缠绕于送丝盘(101)上的金属细丝(104)向下输送至切断器(103)处,切断器(103)用于将伺服送丝器(102)输送的金属细丝(104)切断,形成颗粒状的金属粉末。

4.根据权利要求3所述的蜂巢阵列的高温合金材料高通量制备装置,其特征在于,所述切断器(103)包括驱动马达(1031)和切割盘(1032),其中驱动马达(1031)安装在所述支撑板(107)上,切割盘(1032)设置于所述支撑板(107)的外侧,且与驱动马达(1031)的输出端连接;切割盘(1032)上沿周向设有多个切割孔(1033),驱动马达(1031)驱动切割盘(1032)转动,使各切割孔(1033)与所述支撑板(107)上的引导孔(108)依次相对应,容置于所述引导孔(108)内的所述金属细丝(104)的末端插入切割孔(1033)内,切割盘(1032)继续转动,将所述金属细丝(104)的末端切割成设定长度的颗粒状粉末。

5.根据权利要求4所述的蜂巢阵列的高温合金材料高通量制备装置,其特征在于,所述制粉器外壳(105)上设有位于所述伺服送丝器(102)下方的限位柱(106);当所述切割盘(1032)上的切割孔(1033)与所述支撑板(107)上的引导孔(108)错开时,所述金属细丝(104)的末端始终容置于所述支撑板(107)上的引导孔(108)内,且所述金属细丝(104)保持大曲率弯曲状态,具有弹性势能;当所述切割盘(1032)上的一切割孔(1033)与所述支撑板(107)上的引导孔(108)相对应时,所述金属细丝(104)的末端通过弹性势能插入切割孔(1033)内,此时限位柱(106)对所述金属细丝(104)进行限位,且使所述金属细丝(104)保持小曲率的弯曲状态。

6.根据权利要求4所述的蜂巢阵列的高温合金材料高通量制备装置,其特征在于,所述引导孔(108)和所述切割孔(1033)相对应时同轴线;所述引导孔(108)为直径由上至下逐渐收缩的倒锥形曲面孔;所述切割孔(1033)的上部为直径由上至下逐渐增大的锥形孔。

7.根据权利要求2所述的蜂巢阵列的高温合金材料高通量制备装置,其特征在于,所述粉末缓存机构包括粉末缓冲器(3)和缓冲定点补充器(4);

8.根据权利要求1所述的蜂巢阵列的高温合金材料高通量制备装置,其特征在于,所述粉末填充执行机构包括填充移动器(6)及设置于填充移动器(6)执行末端的填充执行器(5),填充移动器(6)用于驱动填充执行器(5)移动,填充执行器(5)用于向蜂巢阵列器(7)内填充金属混合粉末;

9.根据权利要求1所述的蜂巢阵列的高温合金材料高通量制备装置,其特征在于,所述蜂巢阵列器(7)包括盘体及阵列于盘体底部的多个蜂窝(701),所述金属混合粉末填充于各蜂窝(701)内。

10.一种蜂巢阵列的高温合金材料高通量制备方法,其特征在于,使用如权利要求1-9任一项所述的蜂巢阵列的高温合金材料高通量制备装置,通过粉末制备机构制备多种金属粉末及将多种金属粉末进行混和,形成具有n种元素的金属混合粉末;金属混合粉末通过粉末缓存机构进行缓存,再通过粉末填充执行机构将金属混合粉末填充至蜂巢阵列器(7)内。


技术总结
本发明属于高通量高温合金制备技术领域,具体涉及一种蜂巢阵列的高温合金材料高通量制备装置及方法。该装置包括粉末制备机构、粉末缓存机构、粉末填充执行机构及蜂巢阵列器,其中粉末制备机构,用于制备多种金属粉末及将多种金属粉末进行混和,形成金属混合粉末;粉末缓存机构设置于粉末制备机构的下方,粉末缓存机构用于缓存粉末制备机构制备完成的金属混合粉末;粉末填充执行机构,用于接收粉末缓存机构输送的金属混合粉末,且将金属混合粉末填充至蜂巢阵列器内;蜂巢阵列器用于高温合金材料制作容器。本发明具有高通量、高效性,制作金属粉末和填充过程并行;具有模块特性,可并行多个蜂巢阵列的高温合金材料高通量制备装置,提高工作效率。

技术研发人员:张尚洲,孙小飞,张鹏,周兵,朱强,杨晓辉,贺子淼,祁进坤,杜振民,朱礼龙,张华
受保护的技术使用者:烟台大学
技术研发日:
技术公布日:2024/1/16
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