【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及凝胶注模成形的，尤其涉及一种高通量制备复杂形状钛合金零件的装置及使用方法。
技术介绍
1、钛合金作为一种具有高强度、高韧性、轻质、耐腐蚀等卓越性能的材料，在航空航天、汽车、医疗、能源等领域发挥着重要作用。然而，由于其热加工窗口低以及相对低的导热系数，传统钛合金复杂零件生产工艺难以克服其加工难度大、成本高、生产周期长等问题，这限制了其在工业生产中的广泛应用，特别是对于大尺寸复杂零件的大规模生产。
2、注射成形技术作为一种钛合金冶炼方法，虽能能够实现钛合金复杂零件的工业化生产，但是所制备的产品尺寸小，故而存在一定的技术局限性。因此，如何开发一种新的制备方法，实现大尺寸钛合金复杂零件的快速高效制备，成为了钛合金行业当前的一个研究热点。
3、在制备大尺寸复杂零件
中，凝胶注模技术是一项具有巨大潜力的先进制造技术。它将传统的粉末冶金技术与注射成型技术相结合，实现了低成本制备大尺寸复杂精密零部件的生产。未来，发展高性能钛合金凝胶注模技术是先进材料制造领域的主要研究方向之一。特别是凝胶注模技术拥有制造各种形状、高精度、复杂结构钛合金零件的优势，相较于传统金属制造方式，不仅制造周期更短，还能减少原材料浪费和降低制造成本。
4、然而，在制备大批量、大尺寸钛合金零件时，该技术所需的人力和物力成本过高，这令其与降低成本、提高效率的初衷存在巨大的矛盾。因此，如何提高凝胶注模技术的生产效率、降低其制造成本成为了当今钛合金领域的研究热点，也是实现该技术更好应用的必要途径。
5、中国专利cn
6、中国专利cn116372194a公开了一种适用于金属材料高通量制造的装置及方法，该装置包括：多个气载送粉通道、多个吹气混粉通道、混合粉送粉通道、混合粉送粉控制器、混粉仓、同轴送粉熔覆头、激光源；属于选区激光熔覆制备技术，虽然能够高通量制备钛合金，但是很明显该技术需要的生产成本高，激光耗能大，钛合金粉被氧化的几率高，且同轴送粉熔覆头和激光源只有一个，高通量制备具体体现在合金粉成分含量的调节灵活上，制备的合金材料还是一次使用同轴送粉熔覆头只能制备一个，并不能够同时成形多个。
7、中国专利cn113664219a公开了一种基于激光原位冶金的高温钛合金材料高通量制备方法，这种高通量的目的在于试验出高温钛合金材料的最佳合金成分，主要技术点专注在高温钛合金材料的不同合金成分调控上，而不是在相同合金成分的不同形状、不同尺寸的高通量制备上。
8、而中国专利cn109226766a公开了一种高通量制备金属基复合材料的装置和方法，该装置由机体框架、传动系统、定量供料系统、多喷头按需喷射沉积系统和引发系统组成，其是以多个喷头逐层、有选择地交替喷射不同成分和含量的金属基复合材料悬浮料浆形成高通量多组分梯度、层叠以及混杂结构金属基复合材料，目的是为了缩短材料设计、研发和生产周期，并不是在相同合金成分的不同形状、不同尺寸的高通量制备上。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是当前的钛合金高通量制备重点在于高温钛合金材料的不同合金成分调控上，在相同合金成分的不同形状、不同尺寸的高通量制备并未有多少研究；且高通量制备大多数使用的是高成本的激光原位冶金，凝胶注模技术很少利用，一般应用在全致密复杂形状钛合金制备上，高通量制备难以预期；喷嘴易堵塞和钛合金易氧化也未通过装置结构进行有效解决，人工成本高，工序繁杂，不利于工业生产。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案如下：
3、一种高通量制备复杂形状钛合金零件的装置，所述装置由从上到下依次设置的多个密封罐、多个控制阀门、多个称量装置、多个输送装置、一个搅拌料仓罐、一个压力注射装置、一个包套箱组成；其中：
4、每个密封罐下端密封连接有一个称量装置，在每个称量装置和每个密封罐之间设置有一个控制阀门，每个称量装置的下端密封连接有一个输送装置，多个输送装置下端共同密封连接有一个搅拌料仓罐，搅拌料仓罐下端密封连接有一个压力注射装置，压力注射装置下端密封连接有一个包套箱。
5、优选地，每个密封罐通过一个控制阀门固定在一个称量装置上，多个控制阀门、多个称量装置和压力注射装置均连接有传感器系统和智能控制系统，每个称量装置上连接有一个报警系统，搅拌料仓罐内设置有搅拌桨叶，压力注射装置的下端设置有多个浇注喷头，包套箱内设置有智能振动系统。
6、优选地，包套箱内配有多个可拆卸替换式复杂形状包套模腔，根据包套箱尺寸和包套模腔尺寸决定包套箱中模腔总数量。
7、优选地，多个密封罐用于储存制备复杂形状钛合金零件的原材料，包括钛合金粉末、凝胶体系、催化剂。
8、优选地，包套箱的多个包套模腔由成本低的塑料、硅胶或聚氨酯制作而成。
9、一种基于所述的高通量制备复杂形状钛合金零件的装置的使用方法，所述使用方法步骤如下：
10、s1、在多个密封罐中分别装入钛合金粉、凝胶体系和催化剂，并实现全封闭密封控制，将密封罐固定在称量装置上；
11、s2、打开所有电源的开关，打开称量装置的开关，向智能控制系统中输入钛合金复杂零件配方对应的钛合金粉、凝胶体系和催化剂的质量，通过智能控制系统，打开称量装置上方的控制阀门，对钛合金粉、凝胶体系和催化剂的原材料进行定量称量；打开称量装置下方对应的输送装置的开关，将称量好的钛合金粉、凝胶体系和催化剂的原材料根据程序设定，自动输送至搅拌料仓罐中；
12、s3、通过旋转料搅拌料仓罐的搅拌桨叶，将输送的钛合金粉、凝胶体系和催化剂的原材料进行均匀混合，获得成形用、具有良好流变性的悬浮浆料；
13、s4、根据目标产品要求，将对应的包套模腔组装并配装在包套箱中；
14、s5、当搅拌料仓罐搅拌完成后，便会将指令传达给压力注射装置以启动压力注射，将悬浮浆料注射进入包套箱的多个包套模腔中，注射压力与浇注喷头开关由智能控制系统控制；
15、s6、当浇注完包套箱的多个包套模腔后会自动触发传感器，智能控制系统随之控制注射喷头关闭并且自动移动到下一组多个待浇注的空模腔位置，再进行精准的自动浇注，直到所有包套模腔浇注完毕。
16、优选地，s2中，在称量装置检测到添加的原材料重量满足生产设定的重量参数要求时，便会将信息传递给控制阀门，使阀门自动关闭，从而停止添加原材料，保证原材料的自动化称量。
17、优选地，s2中，智能控制系统能够控制上述的控制阀门的开关、原材料的自动称量、自动输送、气氛控制和氧监测；且当原材料不足时进行自动报警，相应的报警系统鸣响本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高通量制备复杂形状钛合金零件的装置，其特征在于，所述装置由从上到下依次设置的多个密封罐、多个控制阀门、多个称量装置、多个输送装置、一个搅拌料仓罐、一个压力注射装置、一个包套箱组成；其中：
2.根据权利要求1所述的高通量制备复杂形状钛合金零件的装置，其特征在于，每个密封罐通过一个控制阀门固定在一个称量装置上，多个控制阀门、多个称量装置和压力注射装置均连接有传感器系统和智能控制系统，每个称量装置上连接有一个报警系统，搅拌料仓罐内设置有搅拌桨叶，压力注射装置的下端设置有多个浇注喷头，包套箱内设置有智能振动系统。
3.根据权利要求1所述的高通量制备复杂形状钛合金零件的装置，其特征在于，包套箱内配有多个可拆卸替换式复杂形状包套模腔，根据包套箱尺寸和包套模腔尺寸决定包套箱中模腔总数量。
4.根据权利要求1所述的高通量制备复杂形状钛合金零件的装置，其特征在于，多个密封罐用于储存制备复杂形状钛合金零件的原材料，包括钛合金粉末、凝胶体系、催化剂。
5.根据权利要求1所述的高通量制备复杂形状钛合金零件的装置，其特征在于，包套箱的多个包套模腔由成
6.一种基于权利要求1所述的高通量制备复杂形状钛合金零件的装置的使用方法，其特征在于，所述使用方法步骤如下：
7.根据权利要求6所述的高通量制备复杂形状钛合金零件的装置的使用方法，其特征在于，S2中，在称量装置检测到添加的原材料重量满足生产设定的重量参数要求时，便会将信息传递给控制阀门，使阀门自动关闭，从而停止添加原材料，保证原材料的自动化称量。
8.根据权利要求6所述的高通量制备复杂形状钛合金零件的装置的使用方法，其特征在于，S2中，智能控制系统能够控制上述的控制阀门的开关、原材料的自动称量、自动输送、气氛控制和氧监测；且当原材料不足时进行自动报警，相应的报警系统鸣响，以提示操作人员原材料不足，从而能够及时的补充密封罐中的原材料；根据提前设置好的配方参数通过智能控制系统实现原材料的精确称量。
9.根据权利要求6所述的高通量制备复杂形状钛合金零件的装置的使用方法，其特征在于，S5中，压力注射过程中不会造成压力注射装置的浇注喷头堵塞。
10.根据权利要求6所述的高通量制备复杂形状钛合金零件的装置的使用方法，其特征在于，整个装置进行密封处理、气氛控制和氧监测，以避免钛合金粉末的氧化问题，可保证产品的高性能。
11.根据权利要求6所述的高通量制备复杂形状钛合金零件的装置的使用方法，其特征在于，S5和S6的浇注过程中，当压力注射装置开始浇注时，智能振动系统便会自动开启振动系统开关，从而能够保证料浆的均匀性以及坯体的成型质量，最终获得多个表面质量良好的钛合金复杂零件坯体。
...【技术特征摘要】
1.一种高通量制备复杂形状钛合金零件的装置，其特征在于，所述装置由从上到下依次设置的多个密封罐、多个控制阀门、多个称量装置、多个输送装置、一个搅拌料仓罐、一个压力注射装置、一个包套箱组成；其中：
2.根据权利要求1所述的高通量制备复杂形状钛合金零件的装置，其特征在于，每个密封罐通过一个控制阀门固定在一个称量装置上，多个控制阀门、多个称量装置和压力注射装置均连接有传感器系统和智能控制系统，每个称量装置上连接有一个报警系统，搅拌料仓罐内设置有搅拌桨叶，压力注射装置的下端设置有多个浇注喷头，包套箱内设置有智能振动系统。
3.根据权利要求1所述的高通量制备复杂形状钛合金零件的装置，其特征在于，包套箱内配有多个可拆卸替换式复杂形状包套模腔，根据包套箱尺寸和包套模腔尺寸决定包套箱中模腔总数量。
4.根据权利要求1所述的高通量制备复杂形状钛合金零件的装置，其特征在于，多个密封罐用于储存制备复杂形状钛合金零件的原材料，包括钛合金粉末、凝胶体系、催化剂。
5.根据权利要求1所述的高通量制备复杂形状钛合金零件的装置，其特征在于，包套箱的多个包套模腔由成本低的塑料、硅胶或聚氨酯制作而成。
6.一种基于权利要求1所述的高通量制备复杂形状钛合金零件的装置的使用方法，其特征在于，所述使用方法步骤如下：
7.根据权利要求6所述的高通...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨芳，任玉川，郭语玲，陈存广，郭志猛，申承秀，王春官，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：
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