一種功能梯度材料粉體層狀布料裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于冶金材料領域，涉及功能梯度材料，具體涉及一種功能梯度材料粉體層狀布料裝置及方法。
【背景技術】
[0002]功能梯度材料是指通過連續(或準連續)地改變兩種材料的結構、組成和密度等，使其內部界面減少乃至消失，從而得到相應于組成與結構的變化而性能漸變的新型非均質復合材料。
[0003]一般，梯度材料通過手工的方式加料，精度低，效率低，因此需要開發一種機器操作的梯度布料裝置，避免人工鋪料效率低和各梯度層厚度難以精確控制的難題。
【發明內容】
[0004]基于現有技術中存在的問題，本發明提供一種功能梯度材料粉體層狀布料裝置及方法，用于解決功能梯度材料梯度層精度差和梯度層粉體成形效率低的問題。
[0005]為了解決上述技術問題，本申請采用如下技術方案予以實現:
[0006]一種功能梯度材料粉體層狀布料裝置，包括底座、底座上安裝有支桿，支桿上安裝有與底座平行設置的分料盤，分料盤的上表面安裝有貯料盤，分料盤的下表面安裝有導料盤，貯料盤和導料盤能夠繞著分料盤的中心軸線相對于分料盤轉動；
[0007]所述的貯料盤上加工有多個垂直貫通貯料盤的出料孔，多個出料孔的中心軸線到分料盤的中心軸線的距離相等；
[0008]所述的分料盤上加工有與出料孔對應的垂直貫通分料盤的分料孔，IC料盤在轉動過程中出料孔能夠與分料孔對應連通；
[0009]所述的導料盤上加工有一個的垂直貫通導料盤的導料孔，導料盤在轉動過程中導料孔能夠依次與分料孔連通；
[0010]所述的導料盤下方可拆卸安裝有與導料孔連通的模具。
[0011]本發明還具有如下區別技術特征:
[0012]優選的，所述的分料盤在支桿上的位置可調節。
[0013]優選的，所述的分料盤中心位置固定安裝有穿出分料盤上表面和下表面的轉動軸，貯料盤安裝在伸出分料盤上表面的轉動軸上，導料盤安裝在伸出分料盤下表面的轉動軸上。
[0014]優選的，所述的出料孔、分料孔和導料孔的孔徑相等。
[0015]進一步地，一種采用如上功能梯度材料粉體層狀布料裝置的布料方法，該方法包括以下步驟:
[0016]步驟一，旋轉貯料盤，使得出料孔底端被分料盤封閉，將物料各自放入一個出料孔中；
[0017]步驟二，轉動貯料盤，使得出料孔與分料孔對應連通，物料各自從出料孔中進入并分料孔；
[0018]步驟三，再次轉動貯料盤，使得出料孔恢復底端封閉的狀態；
[0019]步驟四，轉動導料盤，使得導料孔依次與分料孔連通，將物料依次導入模具中，實現物料的層狀布料。
[0020]該方法還包括以下步驟:
[0021]步驟五，重復步驟一至步驟四的工序，實現多層狀分布的物料的層狀布料。
[0022]本發明與現有技術相比，有益的技術效果是:
[0023]本發明避免了人工鋪料效率低和各梯度層厚度難以精確控制的難題。本發明具有設備簡單、易于操作、生產效率高、生產成本低，性能穩定可靠，適應性強等特點。本發明適用范圍廣，有一定流動性的粉劑狀、顆粒狀物料均可。通過改變貯料盤和分料盤上通孔的數量，可實現粉體層數的自由調整。
【附圖說明】
[0024]圖1是功能梯度材料粉體層狀布料裝置的整體結構示意圖。
[0025]圖2是貯料盤的俯視圖。
[0026]圖3是分料盤的俯視圖。
[0027]圖4是導料盤的俯視圖。
[0028]圖5是功能梯度材料粉體層狀布料裝置的下料部分的剖視圖。
[0029]圖6是采用功能梯度材料粉體層狀布料裝置的生產工藝圖。
[0030]圖中各個標號的含義為:1-底座，2-支桿，3-分料盤，4-貯料盤，5-導料盤，6-出料孔，7-分料孔，8-導料孔，9-模具，10-轉動軸。
[0031]以下結合附圖和實施例對本發明的具體內容作進一步詳細地說明。
【具體實施方式】
[0032]遵從上述技術方案，以下給出本發明的具體實施例，需要說明的是本發明并不局限于以下具體實施例，凡在本申請技術方案基礎上做的等同變換均落入本發明的保護范圍。下面結合實施例對本發明做進一步詳細說明。
[0033]實施例1:
[0034]本實施例給出一種功能梯度材料粉體層狀布料裝置，如圖1至圖5所示，包括底座
1、底座I上安裝有支桿2，支桿2上安裝有與底座I平行設置的分料盤3，分料盤3的上表面安裝有貯料盤4，分料盤3的下表面安裝有導料盤5，貯料盤4和導料盤5能夠繞著分料盤3的中心軸線相對于分料盤3轉動；
[0035]所述的貯料盤4上加工有多個垂直貫通貯料盤4的出料孔6，多個出料孔4的中心軸線到分料盤3的中心軸線的距離相等；
[0036]所述的分料盤3上加工有與出料孔6 —一對應的垂直貫通分料盤3的分料孔7，貯料盤4在轉動過程中出料孔6能夠與分料孔7對應連通；
[0037]所述的導料盤5上加工有一個的垂直貫通導料盤5的導料孔8，導料盤5在轉動過程中導料孔8能夠依次與分料孔7連通；
[0038]所述的導料盤7下方可拆卸安裝有與導料孔8連通的模具9，導料盤7與模具9之間通過T型槽相連。
[0039]分料盤3在支桿2上的位置可調節，便于實際操作。
[0040]分料盤3中心位置固定安裝有穿出分料盤3上表面和下表面的轉動軸10，貯料盤4安裝在伸出分料盤3上表面的轉動軸10上，導料盤5安裝在伸出分料盤3下表面的轉動軸10上。
[0041 ] 出料孔6、分料孔7和導料孔8的孔徑相等，均為2r，出料孔6和分料孔7的數量可以根據需要改變，本實施例中，出料孔6為3個，分料孔7為3個，導料孔8為I個。
[0042]分料盤3的厚度小于貯料盤4的厚度，分料盤3的厚度根據布料層的厚度而定，即分料盤3的厚度和分料孔7的孔徑能夠很大程度上調節物料之間的比例關系。
[0043]實施例2:
[0044]本實施例給出一種功能梯度材料粉體層狀布料方法，采用實施例1中的裝置，所述的功能梯度材料為Cu/WC/CuCr0.5交替分布的CuWCCuCr0.5梯度材料。如圖6所示，具體過程如下所述:
[0045]步驟一，按一定比例稱量好純度為99.8%，粒徑為12 μπι樹枝狀的銅粉、純度99.8%、粒徑2-3 μ m的球形WC顆粒粉末和純度99.8%、粒徑為20 μ m的CuCr0.5粉末；該比例可以根據實際需要來定，例如質量比例為1:1:1。
[0046]將貯料盤4旋轉一定角度，使使得3個出料孔6底端被分料盤3封閉；再將原料Cu粉、WC粉、CuCr0.5粉依次間隔加入貯料盤4的3個出料孔6內。
[0047]步驟二，轉動貯料盤4，使貯料盤4上的3個出料孔6與分料盤3上的3個分料孔7正對，對應連通，并輕微震動，使貯料盤4中的銅粉、WC粉、CuCr0.5粉填滿分料盤3上的3個分料孔7。
[0048]步驟三，再次轉動貯料盤4，使得出料孔6恢復底端封閉的狀態；
[0049]步驟四，轉動導料盤5，使得導料孔8依次與分料孔7連通，將物料依次導入模具9中，實現物料的層狀布料。
[0050]步驟五，重復步驟一至步驟四的工序，將貯料盤4內的物料均勻層鋪到模具9中，得到多層狀分布的CuWCCuCr0.5梯度試樣，之后進行壓制成型。
[0051]實施例3:
[0052]本實施例給出一種功能梯度材料粉體層狀布料方法，采用實施例1中的裝置，所述的功能梯度材料為W-Mo-Cu交替分布的W-Mo-Cu梯度材料。如圖6所示，具體過程如下所述:
[0053]步驟一，按一定比例稱量好純度99.8%，平均粒徑1.94 μπι的鎢粉，純度99.5%，平均粒徑2.42 μ m的鉬粉和純度為99.7%，粒徑為3.45 μ m樹枝狀的銅粉，該一定比例可以根據實際需要來定，例如質量比例為1:1:1。
[0054]其它步驟與實施例2的步驟I至步驟五相同，得到多層狀分布的CuWCCuCr0.5梯度試樣，之后進行壓制成型。
【主權項】
1.一種功能梯度材料粉體層狀布料裝置，包括底座(I)、底座(I)上安裝有支桿(2)，其特征在于:支桿(2)上安裝有與底座(I)平行設置的分料盤(3)，分料盤(3)的上表面安裝有貯料盤(4)，分料盤(3)的下表面安裝有導料盤(5)，貯料盤(4)和導料盤(5)能夠繞著分料盤(3)的中心軸線相對于分料盤(3)轉動； 所述的貯料盤⑷上加工有多個垂直貫通貯料盤⑷的出料孔(6)，多個出料孔(4)的中心軸線到分料盤(3)的中心軸線的距離相等； 所述的分料盤(3)上加工有與出料孔(6) —一對應的垂直貫通分料盤(3)的分料孔(7)，貯料盤⑷在轉動過程中出料孔(6)能夠與分料孔(7)對應連通； 所述的導料盤(5)上加工有一個的垂直貫通導料盤(5)的導料孔(8)，導料盤(5)在轉動過程中導料孔(8)能夠依次與分料孔(7)連通； 所述的導料盤(7)下方可拆卸安裝有與導料孔(8)連通的模具(9)。2.如權利要求1所述的功能梯度材料粉體層狀布料裝置，其特征在于:所述的分料盤(3)在支桿(2)上的位置可調節。3.如權利要求1所述的功能梯度材料粉體層狀布料裝置，其特征在于:所述的分料盤(3)中心位置固定安裝有穿出分料盤(3)上表面和下表面的轉動軸(10)，貯料盤(4)安裝在伸出分料盤(3)上表面的轉動軸(10)上，導料盤(5)安裝在伸出分料盤(3)下表面的轉動軸(10)上。4.如權利要求1所述的功能梯度材料粉體層狀布料裝置，其特征在于:所述的出料孔(6)、分料孔(7)和導料孔⑶的孔徑相等。5.一種采用如權利要求1至4任一權利要求所述的功能梯度材料粉體層狀布料裝置的布料方法，其特征在于:該方法包括以下步驟: 步驟一，旋轉貯料盤(4)，使得出料孔(6)底端被分料盤(3)封閉，將物料各自放入一個出料孔(6)中； 步驟二，轉動貯料盤(4)，使得出料孔(6)與分料孔(7)對應連通，物料各自從出料孔(6)中進入并分料孔(7); 步驟三，再次轉動貯料盤(4)，使得出料孔(6)恢復底端封閉的狀態； 步驟四，轉動導料盤(5)，使得導料孔(8)依次與分料孔(7)連通，將物料依次導入模具(9)中，實現物料的層狀布料。6.如權利要求5所示的方法，其特征在于:該方法還包括以下步驟: 步驟五，重復步驟一至步驟四的工序，實現多層狀分布的物料的層狀布料。
【專利摘要】本發明提供了一種功能梯度材料粉體層狀布料裝置及方法,包括分料盤、貯料盤和導料盤，貯料盤上加工有出料孔，分料盤上加工有分料孔，出料孔能夠與分料孔對應連通；導料盤上加工有導料孔，導料孔能夠依次與分料孔連通；所述的導料盤下方可拆卸安裝有與導料孔連通的模具。本發明避免了人工鋪料效率低和各梯度層厚度難以精確控制的難題。本發明具有設備簡單、易于操作、生產效率高、生產成本低，性能穩定可靠，適應性強等特點。本發明適用范圍廣，有一定流動性的粉劑狀、顆粒狀物料均可。通過改變貯料盤和分料盤上通孔的數量，可實現粉體層數的自由調整。
【IPC分類】B22F3/03
【公開號】CN105127416
【申請號】CN201510506960
【發明人】王發展, 劉秋曉, 閻龍
【申請人】西安建筑科技大學
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年8月18日