[发明专利]真空液相气压浸渍定量注料装置

说明书

技术领域

本发明涉及新材料技术和机械装置运输领域，具体为一种真空液相气压浸渍定量注料装置。

背景技术

颗粒增强铝基碳化硅复合材料的显著特点是质量轻，热导率高，热膨胀系数较低等。可广泛地应用于相控阵雷达T／R组件、空间飞行器某机构、大功率LED、照明系统、大规模集成电路等。目前，颗粒增强铝基碳化硅复合材料制备主要有铸造法、热压法、熔渗法等，通过铸造法（负压铸造法）与熔渗法（压力熔渗法）的结合，形成了真空液相气压浸渍法，并成为当前铝基碳化硅复合材料制备的主要工艺方法。目前，该工艺方法不能在真空环境下注入定量的金属液体，只能采用人工预先在炉内装料方式，因此，熔炼炉和浸渍炉不能分离，导致浸渍炉体周而复始地加热、熔炼炉周而复始地冷却，在耗费大量的能源的同时又增加了铝基体用量，还降低了生产效率，严重制约了该材料应用范围的扩大。

现有高温金属液注料装置一般为磁力泵或气压力注料方式，注料口外部的压力不能低于注料装置内部金属液的压力，否则，金属液在负压下就可以直接流出，所以用于常压环境注料。真空液相气压浸渍要求在真空环境下定量注入液态金属，用金属液完全浸没包裹住碳化硅基体，然后再用气体加压进行浸渍，在压力的作用下金属液浸入碳化硅基体内，其过程中注料口必然存在有时负压有时正压的工况，当前的注料装置尚不能满足要求，故而，仍采用人工预先在炉内装料方式，并在同一炉体内完成熔炼和浸渍。

发明内容

为了克服现有的真空液相气压浸渍法熔炼炉和浸渍炉不能分离导致能源浪费的不足，本发明旨在提供一种真空液相气压浸渍定量注料装置，该装置可降低能源耗费、减少铝基体用量，提高生产效率。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种真空液相气压浸渍定量注料装置，具有一用于盛装液体的坩埚；其结构特点是，所述坩埚内设置一缸体，该缸体的壁面上从上至下开设有上进液口、下出液口和下调节口；所述缸体的下出液口与一用于与浸渍炉相连的连接管相连，且连接管与缸体的下出液口连接的一端低于其另一端；所述缸体通过上进液口和下调节口与坩埚连通，所述缸体内装有与上活塞管相连的上活塞以及与下活塞杆相连的下活塞，该下活塞杆穿过所述上活塞管和上活塞，该上活塞沿着缸体运动时其侧壁用于开启或关闭上进液口，该下活塞沿着缸体运动时其侧壁用于开启或关闭下出液口和下调节口。

由此，本发明的真空液相气压浸渍定量注料装置具有不借助阀门实现高温真空密封和正压密封能力，能完成负压定量注料，能使熔炼坩埚内金属液面的高低不影响金属液注入容量，为真空液相气压浸渍提供外部注料条件，使真空液相气压浸渍过程中的熔炼和浸渍能分别在不同的炉体内进行，熔炼炉仅加热和保温，浸渍炉仅保温和冷却，为采用金属类浸渍模具创造了条件。

以下为本发明的进一步改进的技术方案：

为了更好地实现上活塞侧壁用于开启或关闭上进液口的目的，所述上进液口到下出液口的距离，小于上活塞底部到下活塞底部的距离，但大于上活塞底部到下活塞顶部的距离，以使下活塞关闭下出液口时，上进液口处于开启状态，而上活塞关闭上进液口时，下出液口处于开启状态。

为了更好地实现下活塞侧壁用于开启或关闭下出液口和下调节口的目的，所述下出液口底部到下调节口顶部的距离大于下活塞的高度，使下活塞侧壁在关闭下出液口时，下调节口处于开启状态。

为了便于独立控制上活塞和下活塞，所述下活塞杆和上活塞管分别连接独立的伺服系统。

为了保证坩埚内的铝液通过上调节口进入上活塞管和下活塞杆之间的间隙形成液封，并使其压力与外界一致，所述上活塞管壁面上开有上调节口。

优选地，所述连接管为鹅颈管，由此，将鹅颈管与浸渍炉注料口连接后，使真空液相气压浸渍过程中的熔炼和浸渍能分别在不同的炉体内进行，熔炼炉仅加热和保温，浸渍炉仅保温和冷却，在浸渍炉中进行压力浸渍。

优选地，所述上活塞、下活塞、缸体、下活塞杆、上活塞管、连接管、坩埚均采用陶瓷基材质制成。

所述缸体上部为开口结构。

藉由上述结构，工作注料时，每次注入金属液的容量仅与上活塞与下活塞之间的空间体积的变化量相等，即等于预定容量；上活塞和下活塞均能由伺服系统驱动，并进行独立运动或组合运动；其中，上活塞、下活塞、缸体、下活塞杆、上活塞管、鹅颈管、坩埚均采用耐高温陶瓷基材质，鹅颈管口与浸渍炉的注入口相连。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：