[0024] 本發明創造的對材質沒有進行特定要求，均可根據具體生產目的而作調整。例如 芯管可以是金屬材質，或者是陶瓷等非金屬材質，只要能形成所制金屬管的內孔和內壁材 質即可。沉積托盤可用鑄鐵，霧化噴嘴采用的惰性氣體種類亦可根據實際進行調整，例如霧 化鋼鐵液時一般采用氮氣。
[0025] 進一步作為優選的實施方式，所述霧化噴嘴4為擺動方向呈沉積托盤81和/或芯 管6的徑向方向的擺動式噴嘴。通過實時程控或手控，霧化噴嘴4可使金屬高速射流相對 于芯管或沉積托盤徑向往返，這主要是為了適應隨著徑向位置的變化、機構的線速度會逐 漸改變（自圓心向外逐漸增大）以及迎合不同的成品管徑需求而設計的，這樣能保證沉積的 金屬物質質地均勻、結合緊密。
[0026] 進一步作為優選的實施方式，所述加熱裝置9位于噴射室11內并靠近芯管6。通 常芯管6穿過加熱裝置9。采用這種結構，可以最大程度地保證加熱效率，讓芯管6充分預 熱達到指定溫度，便于與金屬噴射流冶煉恪合。
[0027] 進一步作為優選的實施方式，所述加熱裝置9為高頻或中頻感應加熱器。需要注 意的是，在某些特定條件下，也可以不對芯管加熱。
[0028] 進一步作為優選的實施方式，所述噴射室11為帶有水冷套的圓柱形或立方形鋼 板焊接件。
[0029] 下面簡述本發明的具體操作步驟： 參照圖4,首先利用金屬液熔煉制備設備制出熔融金屬液，熔煉爐1將金屬液倒入中間 包3中，中間包3導流金屬液并在金屬液導流管出口配合霧化噴嘴4的噴射形成金屬射流， 噴射室11內早已充入惰性氣體及對芯管進行預熱了，立式旋轉升降機構帶動沉積托盤81 盤面和芯管6 -邊旋轉一邊逐漸下降，金屬射流5呈徑向的遵循規律的往復式擺動，金屬物 質在沉積托盤81盤面開始沉積，并形成以芯管6作為"內層"的管件或管坯，而由于本技術 是金屬冶煉，故實際成品出來時，如果材料是匹配的，芯管就早已與外層金屬融為同一整體 了。故在制作完畢之后，可以直接從沉積托盤上取下成品管件，無需再另行脫芯或者對管內 壁進行進一步深加工。當然，在實踐中，本技術制備出來的管件亦允許通過熱等靜壓、擠壓、 車L制、鍛造以及熱處理等工藝來進一步改善內部組織致密度和結構，以及外形尺寸，以滿足 最高性能要求以及不同使用需求。
[0030] 操作過程中，金屬射流的噴射方向與芯管6的軸線形成一夾角a，夾角a的角度為 15°至60°之間。再具體地，所述夾角a為35°或者40°。控制好a角，可獲得較高噴射 沉積致密度和使金屬與芯管進行較好的結合。
[0031] 通過不同的材料、尺寸限定，本發明的精密噴射成形金屬管具有多種實施方式，例 如： 1、所述芯管6的壁厚為1~5毫米，材質與金屬液的相近。
[0032] 2、所述芯管6的壁厚是整管的1/4外徑，材質是與金屬液不同的金屬，這可以制成 雙金屬管材。
[0033] 3、所述芯管6的壁厚是整管的1/2外徑，材質是與金屬液不同的金屬，制成雙金 屬棒材。可見，本發明創造所制備出的金屬管也包括實心管。
[0034] 本發明設備可用于生產大型雙金屬拉刀。芯管6采用內徑100毫米、外徑180毫 米的35CrM 〇V無縫鋼管，金屬液采用M3高速鋼，精密噴射成形制得內徑100毫米、外徑250 毫米、長度1800毫米的雙金屬拉刀。兩種合金鋼的成分大致如下表所示： 表1.大型雙金屬拉刀的鋼號和化學成分
噴射前芯管6經感應加熱器快速加熱至1000~1250 °C，采用單霧化噴嘴以每分鐘65 公斤速度噴射金屬射流，8分鐘完成噴射制造該拉刀管坯。制得的雙金屬拉刀與傳統工藝 (用整體單一 M2電渣鋼鍛圓掏孔后加工)的相比，大幅度減少高合金鋼的消耗以及加工內孔 的成本，而拉刀的外層(工作層)采用比M2高一級的M3且噴射成形，其強韌性和耐磨性大幅 度提高，最終該型拉刀的生產成本降低一半，而使用壽命提高一倍以上。
[0035] 再舉例說明本發明創造所取得的進步：老式臥式噴射成形機制成的雙金屬管坯 芯管為內徑80毫米、外徑100毫米鋼管，噴射沉積的金屬厚度為30毫米、長度為500毫米 的管坯。改用本發明的精密噴射成形金屬管制造設備后，噴射沉積的金屬收得率由原來的 50-60%提高到70-80%，大大提高了生產效率、降低生產成本。
[0036] 以上對本發明的較佳實施方式進行了具體說明，但本發明創造并不限于所述實施 例，熟悉本領域的技術人員在不違背本發明精神的前提下還可作出種種的等同變型或替 換，這些等同的變型或替換均包含在本申請權利要求所限定的范圍內。
【主權項】
1. 精密噴射成形金屬管的制造設備，其特征在于：包括： 噴射室（11); 立式旋轉升降機構，其上端設有位于噴射室（11)內的沉積托盤（81 )，立式旋轉升降機 構可帶動沉積托盤（81)旋轉和升降； 立于沉積托盤（81)上的、與沉積托盤（81)隨動的芯管（6); 用于對所述芯管（6)加熱的加熱裝置（9); 惰性氣體霧化噴射裝置，其包括設在噴射室（11)靠上部的霧化噴嘴（4)及金屬液導流 管，金屬液導流管的角度使得從金屬液導流管出口噴射出的金屬射流可噴射沉積至所述沉 積托盤（81)及芯管（6)的壁上。2. 根據權利要求1所述的精密噴射成形金屬管的制造設備，其特征在于：所述霧化噴 嘴（4)為擺動方向呈沉積托盤（81)和/或芯管（6)的徑向方向的擺動式噴嘴。3. 根據權利要求1所述的精密噴射成形金屬管的制造設備，其特征在于：所述加熱裝 置（9)位于噴射室（11)內并靠近芯管（6)。4. 根據權利要求3所述的精密噴射成形金屬管的制造設備，其特征在于：所述加熱裝 置（9)為高頻或中頻感應加熱器。5. 根據權利要求1~4任一項所述的精密噴射成形金屬管的制造設備，其特征在于： 所述噴射室（11)為帶有水冷套的圓柱形或立方形鋼板焊接件。6. -種精密噴射成形金屬管的制造方法，其特征在于：包括以下步驟： a) 、準備如權利要求1~5任一項所述的精密噴射成形金屬管制造設備； b) 、在噴射室（11)內充入惰性氣體及利用加熱裝置（9)對芯管（6)進行預熱； c) 、通過惰性氣體霧化噴射裝置形成射向沉積托盤（81)和/或芯管（6)壁上的金屬射 流，該金屬射流噴射沉積至所述沉積托盤（81)及芯管（6)的壁上，同時令沉積托盤（81)及 芯管（6)旋轉及逐漸下降，從而成形出具有精密內孔和均勻壁厚的金屬管。7. 根據權利要求6所述的精密噴射成形金屬管的制造方法，其特征在于：在步驟c)之 后，還包括以下步驟： d) 、直接在沉積托盤（81)上取下成形出來的金屬管。8. 根據權利要求6或7所述的精密噴射成形金屬管的制造方法，其特征在于：所述步 驟c)中，金屬射流呈往復式擺動，擺動方向沿沉積托盤（81)和/或芯管（6)的徑向方向。9. 根據權利要求8所述的精密噴射成形金屬管的制造方法，其特征在于：所述金屬射 流的噴射方向，與芯管（6)的軸線形成一夾角a，夾角a的角度為15°至60°之間。10. 采用如權利要求6~9任一項所述的精密噴射成形金屬管的制造方法所制得的精 密噴射成形金屬管。11. 根據權利要求10所述的精密噴射成形金屬管，其特征在于：其包括材質相異的內 外兩層，內層為所述芯管（6)，外層為由材質與芯管（6)相異的金屬射流噴射沉積成形。
【專利摘要】本發明公開了精密噴射成形金屬管的制造設備，包括：噴射室；立式旋轉升降機構，其設有沉積托盤，立式旋轉升降機構可帶動沉積托盤旋轉和升降；立于沉積托盤上的、與沉積托盤隨動的芯管；加熱裝置；惰性氣體霧化噴射裝置，其包括設在噴射室靠上部的霧化噴嘴及金屬液導流管。本發明還公開了采用該設備制備金屬管的方法以及制得的管材。本發明將傳統的臥式精密噴射成形工藝，改變為立式精密噴射成形，克服了精密噴射成形金屬管時易變形及過度浪費的問題，相較于實心掏空工藝而言更加簡便、節能和提升了性能。本發明適用于精密噴射成形制備管件或管坯。
【IPC分類】B22F3/115
【公開號】CN105033257
【申請號】CN201510534978
【發明人】楊云峰
【申請人】佛山峰合精密噴射成形科技有限公司
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年8月26日