螺旋喷嘴制造工艺

摘要

本发明公开了一种螺旋喷嘴制造工艺，该螺旋喷嘴为碳化硅螺旋喷嘴，其具有以下指标：雾化角度公差＜10°；内径公差±1mm；尺寸公差±1mm；表面粗糙度Ra0.2‑1.6。本发明生产的碳化硅螺旋喷嘴雾化角度公差范围从15‑20°，降低到10°以内；通过编程和精准的机加工，实现了统一标准的螺旋切面，实现表面平整光滑，整齐的边棱和角度，浆液在腔体内从进口至出口的精准流线型设计使得阻力系数降至最低，已达到最好的效果。

权利要求

1.螺旋喷嘴制造工艺，其特征在于：该螺旋喷嘴为碳化硅螺旋喷嘴，其具有以下指标：雾化角度公差＜10°；

内径公差±1mm；

尺寸公差±1mm；

表面粗糙度Ra0.2-1.6；

该工艺包括前期制模和注浆成型步骤、中期机加工步骤、后期处理步骤，所述中期机加工步骤包括以下步骤：①、用机床加工内孔和锥体外形：

首先将注浆成型的毛坯件的内孔装夹至机床上并进行矫正，然后启动机床加工螺旋喷嘴的锥体外形至公差范围±0.7mm；

然后将螺旋喷嘴的锥体外形装夹于机床上并进行矫正，然后启动机床加工螺旋喷嘴的内孔至公差范围±0.7mm，所述加工出的螺旋喷嘴内孔表面粗糙度为Ra1.6-3.2；

②、用机床加工螺旋部；

1）粗加工：采用车床进行分段加工，首先磨削完成螺旋部的第一匝螺旋，然后按其顺序依次加工出螺旋喷嘴的螺旋部；

2）精修：采用车床进行精修螺旋喷嘴的螺旋部尺寸至图纸要求，所述加工出的螺旋喷嘴螺旋部表面粗糙度为Ra1.6-3.2；

③、用机床加工连接部：

根据连接部的连接方式和尺寸要求采用机床对其进行加工；

所述前期制模和注浆成型步骤中使用的浆料按重量份包括以下组份：碳化硅微粉75-85份、软化水58-62份、炭黑3.6-4.4份、碳纤维2.7-3.3份、氮化硅微粉

2.7-3.3份、金属钨微粉2.7-3.3份、二氧化锰粉2.7-3.3份、氧化钛粉2.7-3.3份、分散剂

3.6-4.4份、粘结剂6.5-7.5份；

所述后期处理步骤包括以下步骤：a、先在高温烘干室内干燥，然后装炉烧结；b、喷砂处理，所述喷砂处理使产品表面粗糙度为Ra0.2-1.6。

2.根据权利要求1所述的螺旋喷嘴制造工艺，其特征在于：所述步骤a中，高温烘干室内温度为80-100℃，干燥时间为8-10小时。

说明书

螺旋喷嘴制造工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及一种螺旋喷嘴机加工制造工艺，具体涉及一种湿法烟气脱硫装置中碳化硅螺旋形雾化喷嘴的新型制造工艺，属于喷嘴制造技术领域。

背景技术

[0002] 螺旋喷嘴的内部是一个畅通无阻的通道，具有一定压力和速度的液体（或料浆）从中通过后与连续变小的、呈一定角度的螺旋分层界面相切和碰撞，从而使浆液变成微小的液珠，改变方向从喷嘴喷出形成雾状，产生分层喷淋的效果，不同层锥体喷射面流线与喷嘴中心的夹角（螺旋角）逐渐减小。喷嘴腔体内从进口至出口的流线型设计可使得阻力系数降至最低，因而螺旋喷嘴适用于各个行业的应用，如：化工、环保、电力、纺织等众多工业领域。碳化硅(SiC)具有高强度、高硬度、耐磨、耐腐蚀、抗氧化、抗热震、耐高温、高导热性、低热膨胀系数、耐高温蠕变等特点，这使碳化硅螺旋喷嘴在世界范围内广泛应用于湿法烟气脱硫(WFGD)装置中，而且在石灰石—石膏湿法烟气脱硫工艺中，喷淋式吸收塔中喷射石灰石浆液的螺旋喷嘴是控制湿法烟气脱硫系统运行效率和维护费用的重要因素。

[0003] 在喷淋塔中，烟气外流时会被脱硫喷嘴喷出的不同角度的喷淋雾滴冲刷，有效地起到了除尘脱硫效果。碳化硅螺旋喷嘴的功能是将大量的石灰石浆液转化为能够足够接触面积的雾化小液滴以有效脱除烟气中的二氧化硫(SO2）。碳化硅螺旋喷嘴包括连接部和螺旋部，螺旋部由3层不同角度的螺旋体构成，使用相对较小压力的高压浆液冲击到螺旋体切面后，就可以形成多层圆形的喷淋雾滴覆盖面，雾化效果非常好。在生产中通过螺旋体角度和尺寸的控制，可以调整出不同圆形覆盖面大小和喷淋角度的螺旋喷嘴。连接部主要有如下几种连接方式：螺纹连接、卡箍连接、缠绕连接、法兰连接。根据不同连接方式，在螺旋锥体下端外周根据需要设有螺纹、卡盘、法兰盘、凹槽或凸起等。在螺旋喷嘴上匹配加工不同种类的连接部，可以实现在不同使用环境中安装方便，易于管理。维修时，只需要把螺旋喷嘴结合部与喷淋管道分开下来即可清理更换。

[0004] 碳化硅螺旋喷嘴的选择和设计，应考虑以下几个因素：

[0005] 螺旋喷嘴内部通道和螺旋部切面的加工能否实现过渡平顺、边棱齐整和角度合理的工艺。由于湿法脱硫工艺主要采用石灰石浆液作为吸收剂，烟气中存在导致喷嘴锈蚀的因素，特别是氯化物和氟化物，拥有很强的磨损和腐蚀性。螺旋喷嘴表面和结构过渡不平顺、边棱不齐整、粗糙的螺旋部表面，不仅无法达到设计上的雾化脱硫除尘效果，而且容易造成螺旋喷嘴腐蚀、结垢和堵塞，大大降低使用寿命。

[0006] 螺旋喷嘴结构特殊，要考虑喷嘴的整体强度，对堵塞的敏感度，以及能否成功克服安装操作和维护等机械损伤。在湿法脱硫工艺中，浆液的雾化一般采用压力雾化方法。采用高压使浆液获得很高的压力（2-20Mpa）,高压浆液从入口进入，经结合部内部后冲击到旋转部切面上，浆液通过锥形的喷嘴内部和旋转部获得一定旋转运动，并冲击到旋转切面撞击形成雾化小液滴，不同旋转切面会形成不同角度的雾化区域。

[0007]  螺旋部螺旋体(螺旋匝数可为2-5匝)的加工尺寸和工艺控制是否严格准确，不规范平整的螺旋体，无法拥有严格一致分散的倾斜角度，在浆液冲击到螺旋切面后，无法形成均匀的雾化小液滴，导致雾化除尘脱硫效果降低。

[0008]  螺旋喷嘴的螺旋部和结合部的连接处是否一体化或者结合均匀、强度高。螺旋部和结合部是否有暗纹，连接强度是否足够，加工公差是否控制到最低，直接影响到喷嘴使用寿命，是螺旋喷嘴生产中十分关键的工艺。在浆液高压持续冲击下，连接处如有暗纹或不够强度，在安装使用过程中很有可能会因不断腐蚀和压力造成喷嘴裂纹，进一步浆液泄露结垢、甚至断裂脱落。

[0009]  结合部的加工公差是否严格控制在规定范围之内。结合部加工工艺控制不严格，与喷淋管道的结合无法严丝合缝，会在安装、调试和使用过程中可能会造成浆液泄露结垢、松动、堵塞、断裂脱落，影响工程工期和造成不良喷雾效果，甚至需要停工维修或其他严重后果。

[0010]  螺旋喷嘴的生产内、外模上，要优化注浆孔的位置、大小，尽量减少注浆孔数量，以避免产生过多汇交线和注浆纹路，影响产品外观和使用强度。碳化硅(SiC)作为无机非金属材料和工业陶瓷中的典型材料，是螺旋喷嘴行业中重要的一个分支。碳化硅螺旋喷嘴，不仅具有优良的防腐蚀性能，且耐高温、高硬度、耐磨损，即使遭受严重腐蚀、高温和腐蚀性极强的化学试剂时，此材质的雾化喷嘴也会保持上述优点。就其寿命而言，反应烧结碳化硅螺旋喷嘴的使用时间可达10000小时以上，氮化物结合碳化硅喷嘴的使用时间为6000-7000小时，重结晶碳化硅使用时间为5000小时。

[0011] 碳化硅螺旋工艺在21世纪初经德国引入中国，国内已基本实现了从原材料到烧结完成整个过程的国产化，加上中国劳动力成本优势，国内企业生产的碳化硅螺旋喷嘴比国外同类产品的成本大大降低，结合国内外对环境保护的日益重视，许多工业领域对高性能碳化硅喷嘴的需求增加，加上对应的机械装备不断优化，促进了碳化硅喷嘴在国内的蓬勃发展，已经形成了喷嘴领域的一个新兴产业。而且碳化硅陶瓷不仅具有耐腐蚀性、高温抗氧化性、高温强度高、蠕变性小、热传导性好、比重轻等，可以承受金属材料和有机高分子材料难以承受的苛刻工作环境，不仅在烟气脱硫除尘行业应用广泛，碳化硅喷嘴渐渐在化工、环保、电力、纺织等众多工业领域有更多需求。

[0012] 由于国内喷嘴加工机械化水平与国际上部分发达国家机械化水平仍有一定的差距，且国外对部分加工工艺保密。国产碳化硅喷嘴工艺仍需要自主研发，进一步提升。特别是随着碳化硅喷嘴市场的发展，市场对国产碳化硅喷嘴尺寸控制的精加工呼声也越来越高。由于碳化硅材质的高硬度，在碳化硅喷嘴烧结完成后再加工很难实现，从经济角度也不可行。因此碳化硅螺旋喷嘴成型技术是螺旋喷嘴制造过程中最重要的技术之一。碳化硅螺旋喷嘴成型加工直接关系到螺旋喷嘴的最终工艺水平和雾化效果。

[0013] 当前国内主要采用注浆直接成型方法，即将浆料注入石膏模型,借助石膏模型吸水直接制成产品形状的坯体，采用人工检修产品毛坯后直接进行烧制。由于喷嘴从石膏模具中脱模时需要一定R角，整体成型会使螺旋喷嘴的整体公差范围大，无法拥有高精度的螺旋切面和锥形通道。且螺旋部和结合部的加工，传统工艺是经人工刻后粘贴组装，该方法造成合格率低、螺旋部精度低、角度公差大、人工需求量大，连接处强度低、喷雾效果不均匀。

[0014] 成型过程中人工的全程参与，使同批次产品也无法达成统一的尺寸标准。且该方法生产的螺旋喷嘴的雾化角度公差范围高达15°到20°，喷淋的锥形喷淋分层界面不能明显分层，且数量无法实现3个锥形喷淋面以上，经喷雾检测，同批次产品尺寸合格率低于50%，且喷雾效果不佳。螺旋喷嘴无法拥有最佳的统一标准的受力结构，进而会影响了螺旋喷嘴中浆液的流动角度和速度，影响螺旋喷嘴的使用寿命，无法在湿法脱硫装置中实现和提升雾化脱硫脱硝环保效果。

发明内容

[0015] 本发明要解决的技术问题是克服现有技术的上述不足，提供一种螺旋喷嘴制造工艺，以解决现有技术中制造工艺水平低、人工参与程度高、成品公差大、产品结合部强度低、雾化效果低、同批次产品标准不统一等技术缺陷。

[0016] 为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：螺旋喷嘴制造工艺，该螺旋喷嘴为碳化硅螺旋喷嘴，其具有以下指标：

[0017] 雾化角度公差＜10°；

[0018] 内径公差±1mm；

[0019] 尺寸公差±1mm；

[0020] 表面粗糙度Ra 0.2-1.6。

[0021] 以下是本发明对上述方案的进一步优化：该工艺包括前期制模和注浆成型步骤、中期机加工步骤、后期处理步骤，所述前期制模和注浆成型步骤中使用的浆料按重量份包括以下组份：

[0022] 碳化硅微粉75-85份、软化水58-62份、炭黑3.6-4.4份、碳纤维2.7-3.3份、氮化硅微粉2.7-3.3份、金属钨微粉2.7-3.3份、二氧化锰粉2.7-3.3份、氧化钛粉2.7-3.3份、分散剂3.6-4.4份、粘结剂6.5-7.5份。

[0023] 进一步优化：所述中期机加工步骤包括以下步骤：①、用机床加工内孔和锥体外形；②、用机床加工螺旋部；③、用机床加工连接部。

[0024] 进一步优化：所述步骤 ①是采用机床加工螺旋喷嘴的内孔和锥体外形至公差范围±0.7mm。

[0025] 进一步优化：所述步骤 ①中加工出的螺旋喷嘴内孔表面粗糙度为Ra1.6-3.2。

[0026] 进一步优化：所述步骤②中加工出的螺旋喷嘴螺旋部表面粗糙度为Ra1.6-3.2。

[0027] 进一步优化：所述步骤③是根据连接部的连接方式和尺寸要求采用机床对其进行加工。

[0028] 进一步优化：所述后期处理步骤包括以下步骤：a、先在高温烘干室内干燥，然后装炉烧结；b、喷砂处理。

[0029] 进一步优化：所述步骤a中，高温烘干室内温度为80-100℃，干燥时间为8-10小时。

[0030] 进一步优化：所述喷砂处理使产品表面粗糙度为Ra0.2-1.6。

[0031] 本发明达到的有益效果是：

[0032] 1、采用本工艺生产的碳化硅螺旋喷嘴雾化角度公差范围从15-20°，降低到10°以内；

[0033] 2、通过编程和精准的机加工，实现了统一标准的螺旋切面，实现表面平整光滑，整齐的边棱和角度，浆液在腔体内从进口至出口的精准流线型设计使得阻力系数降至最低，已达到最好的效果；

[0034] 3、可根据需要设置多层不同锥形喷淋面，可生产3个锥形喷淋面以上的螺旋喷嘴，最高可达6个锥形喷淋面；

[0035] 4、石膏模设计精简化，减少了石膏模具在产品形状方面的影响，防止因难以脱模造成产品外形尺寸边棱R角，精度大大降低问题的出现；

[0036] 5、螺旋切面使用机加工制造工艺，螺旋切面的尺寸标准统一，产品合格率由50%提升至98%以上；

[0037] 6、喷嘴结合部连接处采用自主研发机加工工艺，可以实现螺纹、卡盘、螺栓孔、凹凸缠绕线的机械一体化加工，实现对螺纹、外螺纹、螺栓孔、卡盘、凹槽和凸起的高精度加工，同时产品均匀性更好，加工精度可控制在0.1-0.5mm；

[0038] 7、螺旋喷嘴经过车床加工可以使喷嘴结构更加合理紧凑，实现畅通不堵塞的无内芯直通式流道设计，可使液体在给定尺寸的管道上达到大流量；

[0039] 8、产品表面粗糙度可达到Ra0.2-1.6之间，远低于现有手工制作技术的Ra3.2，产品表面更光洁。

[0040] 9、客户使用检测反馈，在具有一定压力和速度的液体从上向下流过本工艺生产的螺旋喷嘴时，其外层部分液体撞击喷嘴上呈一定角度的螺旋面，从而改变喷射方向离开喷嘴，不同层锥体喷射面流线与喷嘴中心的夹角（螺旋角）逐渐减小，雾化效果更好，使用寿命比原产品增加30%以上。

[0041] 10、此加工方法生产的烧结碳化硅产品，碳化硅(SiC)含量可达92%以上，产品气孔率低于0.1%，产品收缩比小且不宜开裂，可一体生产出特殊形状的产品，产品致密性好，内部结构分布均匀，烧结成品率高达95%以上。

[0042] 以下是本发明与现有技术的对比：

[0043]

附图说明

[0044] 图1为本发明在实施例中采用卡箍连接方式的毛坯结构示意图；

[0045] 图2为本发明在实施例中采用卡箍连接方式的成品结构示意图；

[0046] 图3为本发明在实施例中采用螺纹连接方式的毛坯结构示意图；

[0047] 图4为本发明在实施例中采用螺纹连接方式的成品结构示意图；

[0048] 图5为本发明在实施例中采用法兰连接方式的毛坯结构示意图；

[0049] 图6为本发明在实施例中采用法兰连接方式的成品结构示意图；

[0050] 图7为本发明在实施例中采用法兰连接方式的成品结构示意图；

[0051] 图8为本发明在实施例中采用缠绕连接方式的毛坯结构示意图；

[0052] 图9为本发明在实施例中采用缠绕连接方式的成品结构示意图；

[0053] 图10为本发明在实施例中刀具的结构示意图；

[0054] 图11为本发明在实施例中刀具的结构示意图；

[0055] 图12为本发明在实施例中刀具的结构示意图。

[0056] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

具体实施方式

[0057] 实施例1，螺旋喷嘴制造工艺，包括以下步骤：

[0058] （1）、制作内、外底模

[0059] 以雾化喷嘴（螺旋喷嘴）机构设计中的内、外底模的尺寸为依据，简化内、外底模整体结构，采用机加工、手工工艺粘接方法，完成简化结构后的内、外底模的锥形体和连接部（结合部）的整体制作，外底模材料选用铝合金、石膏、环氧树脂中的一种，所述内底模材料选用铝合金、石膏中的一种。

[0060] （2）、用外底模制作生产外模

[0061] 生产外模采用石膏模，先将外底模均匀的擦上软皂水，将外底模置于石膏模外型模具内并固定好，按照石膏粉与水3:2的比例配比制成石膏浆，石膏与水充分混合后进行真空搅拌1-3分钟，搅拌均匀后筛除杂质，将石膏浆注入模型内，轻微振荡排除气泡，并使石膏浆流入各细小棱角处，要保证石膏浆一次性的注满模具模腔，待石膏浆固化后，去除外底模，即得到生产外模，由石膏制作的生产外模制成后在温度为40-50℃之间的干燥室内烘干3-4天，使用电子秤称重，测算出模具水分含量低于10%时从干燥室内取出，并进一步用量具测量模具尺寸，模具公差小于1mm情况下，即可投入使用。

[0062] （3）、制作型芯

[0063] 用内底模制造生产内模，再由生产内模制造型芯；

[0064] 根据螺旋喷嘴螺旋部和结合部的内部结构，制造与螺旋喷嘴内部流道相匹配的型芯。

[0065] （4）、调浆和注浆成型

[0066] 开机前，检查配料用搅拌机的离合器、制动器等是否良好，搅拌机筒内一定清理干净不得有异物，检查电气设备的绝缘和接地保持完好；

[0067] 开机使用时，应先启动搅拌机进行空载试运转，待机械运转正常后再加原料搅拌制作浆料，该浆料按重量份包括以下组份：软化水60份、碳化硅微粉80份、炭黑4份、碳纤维3份、氮化硅微粉3份、金属钨微粉3份、二氧化锰粉3份、氧化钛粉3份、分散剂4份、粘结剂7份；

[0068] 其中：原料中的软化水在脱模和烘干时大部分挥发，分散剂和粘结剂在烧结至1000±10℃左右时挥发彻底，金属硅在高温反应中渗入到坯体内反应并填补所有气孔。

[0069] 所述原料在加入搅拌机中需要在转速为850-900r/min的工况下高速搅拌，搅拌时间需32小时以上，使所有原料充分混合制得浆料，待浆料配置好后，将浆料盛取出，过滤备用；

[0070] 将干燥好的模具，放置到注浆区，采用实心注浆法，将过滤好的浆料注入模具中，注浆操作时，必须根据雾化喷嘴的具体结构（锥形部和结合部的结构）在生产模上确定注浆孔的位置、数量及大小，然后将型芯固定于生产外模中，一定要保持两者中心线重合，再合模注浆，注浆过程中要合理掌握注浆速度，注浆速度大约为25-40s/L,确保浆液注入时不会产生气泡、激溅等现象，并不时振动生产模，使浆料流动均匀。

[0071] （5）、干燥

[0072] 将注浆后的模具静置40-50小时，将模具打开，取出碳化硅坯体，如图1、3、5、8所示，脱模后得到螺旋喷嘴的毛坯，如室外温度在15℃以上，且空气湿度小于70％RH时，可将坯体在室外进行自然干燥5-8小时，干燥后再将型芯与坯体（毛坯）脱离，然后将毛坯用电子秤称重计算出预计水分含量，然后送入电加热烘干室低温烘干，电加热烘干室设置温度在30-45℃之间，干燥40-60小时，再将毛坯用电子秤称重，计算水分含量，待水分含量少于5%时取出。

[0073] （6）、素坯机加工、修理

[0074] 用机床加工的方法将干燥的毛坯进行产品加工，此加工方式在螺旋喷嘴方面较为突出，主要可分为3个步骤：

[0075] ① 、加工内孔（该内孔为毛坯上开设的容纳型芯的孔）和锥体外形

[0076] 根据要加工螺旋喷嘴的内孔和锥体外形的尺寸，设置好立式或卧式机床的车刀行程，通过干燥后毛坯的内孔装夹于机床的卡盘上，并对装夹后的毛坯进行校正，然后将机器（机床或车床）专用车刀工具安装在刀架上并对刀，然后根据螺旋喷嘴锥体外形的尺寸要求，用卡尺和角度尺（量具）进一步修正车刀刀头与螺旋喷嘴毛坯轴线的角度后，启动机床，通过方形结构的车刀3（如图11）加工出螺旋喷嘴的锥体外形，加工过程中不断用量具测量产品外形尺寸，保证螺旋喷嘴毛坯外形公差范围在±0.7mm之内，经目视检验毛坯表面无暗纹、破损、气孔等；

[0077] 然后通过螺旋喷嘴锥体外形所在的面将毛坯装夹于机床的卡盘上，将车刀置于螺旋喷嘴锥体外形的中心线上（即再次进行对刀），然后根据螺旋喷嘴内孔的尺寸要求，进一步修正车刀与螺旋喷嘴毛坯轴线的角度后，启动机床，通过车刀粗加工出螺旋喷嘴的内孔，加工过程中不断用量具测量产品内孔尺寸，最终保证毛坯产品内孔公差范围在±0.7mm之内，经目视检验毛坯表面无暗纹、破损、气孔等；

[0078] 内孔加工结束后，通过加工后的内孔装夹于机床上的卡盘上，更换一角为弧形的车刀2（如图12），并对装夹后的毛坯进行校正，再次进行对刀，按照螺旋喷嘴锥体外形尺寸的要求确定好车刀2的加工角度和行程，然后启动机床，对螺旋喷嘴的锥体外形进行细加工至表面平整，使用表面粗糙度比较样块（简称样块）根据视觉和触觉与毛坯被测表面比较，确保表面粗糙度在Ra1.6-3.2之间。

[0079] ② 、加工螺旋部

[0080] 螺旋部是对浆液进行雾化的重要组成环节，根据螺旋喷嘴喷淋层的喷淋范围大小、喷淋层数和喷雾喷射角度参数（喷雾角度可以是60度到170度），来确定喷嘴需加工的螺旋匝数、孔径大小和磨削角度，然后根据螺旋喷嘴需加工的螺旋匝数、孔径大小和磨削角度等尺寸参数，设置好一端为三角形结构的车刀1（如图10）的角度并对刀，然后通过车床（后期可更新为CNC控制装置）控制分段式加工：先磨削完成螺旋部的第一匝螺旋，再按顺序完成其他匝数螺旋，螺旋部螺旋匝数为至少2匝，最多可达5匝，直至加工出螺旋部所需的尺寸和角度，如常见的60°、90°、120°；

[0081] 最后再更换为车刀2，然后根据螺旋部的尺寸和角度设置好车刀2的角度并对刀，对产品进行精修，在精修过程中不断用直尺或卷尺测量产品尺寸，使产品达到最佳理论数值，即通过表面粗糙度比较样块（简称样块）与毛坯被测表面比较，确保表面粗糙度大约为Ra1.6-3.2，实现产品最好的雾化处理效果；最后通过目视检查产品表面无毛边、气孔等；

[0082] ③ 、加工连接部（结合部）

[0083] 螺旋喷嘴常见的连接方式如图2、4、6、7、9所示，分别为卡箍连接、螺纹丝连接、法兰盘连接、缠绕粘接，根据连接方式的不同来进行不同方式的高标准精加工；

[0084] 螺纹丝连接时，采用螺纹丝机加工工艺，用机加工和螺纹丝加工的配套工具，根据丝的大小、扣数、丝的距离等参数，进行螺旋喷嘴连接部的加工，连接部与螺旋部一体机加工成型，更加紧密、牢固、耐久，在实际应用中发挥应有的自身价值；

[0085] 法兰盘连接时，采用法兰盘机加工工艺，使用机床和配套车刀工具，根据法兰盘的外径、孔中心距、孔数、孔直径、法兰盘厚度等参数，进行机加工，可与螺旋部采用一体加工或分体加工再粘接的方法使产品成型，机加工使法兰公差小、精度高、标准统一，连接部位无公差或公差小，使产品结合更紧密、牢固、匹配使用；

[0086] 卡箍连接时，采用连接卡盘机加工工艺，使用机床和配套车刀工具，根据卡盘尺寸、位置、形状等数据，进行机加工，从而使连接部位标准统一、尺寸精度高、牢固、耐久；

[0087] 缠绕连接时，采用连接部机加工工艺，使用机床和配套车刀工具，根据凹槽和凸起的位置、尺寸等数据，进行机加工，从而使连接部位标准统一、尺寸精度高、受力均匀、牢固、耐久；

[0088] 所述凹槽和凸起位于螺旋喷嘴连接部的下端，该类螺旋喷嘴在毛坯生产时，其连接部在其轴向方向的厚度要大于成型后的厚度，这样是为了方便加工凹槽和凸起。

[0089] 毛坯整体经过机加工完成后即为成型坯体，然后再对表面有缺陷的成型干燥坯（素坯）进行修整，使产品表面没有气孔、暗纹、破损等。

[0090] （7）、烧结：

[0091] 将修整好的成型坯体送入高温烘干室，在80-100℃之间干燥10-12小时，通过坯体重量变化，测算出坯体水分含量要小于2%，完成后即可装入真空烧结炉中，将金属硅倒入产品间隙和底部，分散放置的金属硅（金属硅纯度99.5%以上）重量大约为产品毛坯重量的1倍，重量差异上下浮动不超过25%。

[0092] 真空烧结炉烧结开机前，先接通冷却水，冷却水水压应保持0.1～0.2 Mpa之间，出水温度≤45℃，把真空烧结炉上的各个水阀流量调到合适位置，然后向真空烧结炉内充压缩空气，使真空烧结炉内压力达到0.3-0.5MPa，然后通过真空烧结炉上的温度控制器(FP23)设定好加热工艺曲线，然后真空烧结炉吸真空，使炉内真空度下降到10-50pa之间。

[0093] 然后进行加热，并运行FP23加热程序，加热开始之后向真空烧结炉内冲入工业用氮气（纯度99.6%以上），充气到设定上限（1±0.05Kpa）时，打开真空烧结炉上的排风机和微冲阀，调节微冲阀上转子流量计的进气量为400±5L/h，当温度升高到800℃时报警器发出报警，同时微冲阀和排风阀自动关闭，在报警界面解除报警并在监控界面关闭排风机，并继续升温到1700±5℃，同时抽真空到50-200pa之间，操作人员通过炉体上的观察窗，随时观测热区内红外测温仪显示的温度变化情况；

[0094] 其中，在真空烧结炉内温度升至1410℃时，金属硅开始融化，随着温度继续升高，金属硅继续融化和产生蒸汽，吸附和渗入碳化硅毛坯体中，坯体中的碳与渗入的Si反应，生成β-SiC，并与α-SiC（碳化硅微粉）相结合，游离Si填充了气孔，成为高致密性的陶瓷材料；

[0095] 在温度到1700±5℃时，加热程序运行结束，真空炉（真空烧结炉）加热系统自动关闭停止，恒温等待0.5-1.5小时后，充氮气（纯度99.6%以上）至1±0.05Kpa并冷却，当温度低于600-700℃之后，可打开真空烧结炉上的风冷系统协助冷却，达到出炉温度（约150℃以下）后，关闭风冷系统，准备出炉。

[0096] （8）、喷砂处理

[0097] 出炉烧结好的产品降至常温（约10-45℃）后，将其从硅砂中分离取出，再将产品置入喷砂机中，通过喷砂机中空压机产生的气体吹动金刚砂运动，金刚砂与产品表面接触摩擦，去除产品表面粘连的硅金属，使产品表面圆滑光洁，使用表面粗糙度比较样块（简称样块）根据视觉和触觉与产品被测表面比较，确保产品表面粗糙度在Ra0.2-1.6之间；即产品表面无粘连金属硅和其他可视异物，之后取出、存放，如图2、4、6、7、9所示，清洗后得到成品方可包装。

[0098] 上述步骤（1）-（5）为前期制模和注浆成型步骤，步骤（6）为中期机加工步骤，步骤（7）、（8）为后期处理步骤。

[0099] 实施例2，在实施例1的步骤（4）中，所述浆料按重量份包括以下组份：软化水58份、碳化硅微粉75份、炭黑3.6份、碳纤维2.7份、氮化硅微粉2.7份、金属钨微粉2.7份、二氧化锰粉2.7份、氧化钛粉2.7份、分散剂3.6份、粘结剂6.5份；并采用实施例1中所记载的工艺制作碳化硅喷嘴。

[0100] 实施例3，在实施例1的步骤（4）中，所述浆料按重量份包括以下组份：软化水62份、碳化硅微粉85份、炭黑4.4份、碳纤维3.3份、氮化硅微粉3.3份、金属钨微粉3.3份、二氧化锰粉3.3份、氧化钛粉3.3份、分散剂4.4份、粘结剂7.5份；并采用实施例1中所记载的工艺制作碳化硅喷嘴。

[0101] 本发明达到的有益效果是：

[0102] 1、采用本工艺生产的碳化硅螺旋喷嘴雾化角度公差范围从15-20°，降低到10°以内；

[0103] 2、通过编程和精准的机加工，实现了统一标准的螺旋切面，实现表面平整光滑，整齐的边棱和角度，浆液在腔体内从进口至出口的精准流线型设计使得阻力系数降至最低，已达到最好的效果；

[0104] 3、可根据需要设置多层不同锥形喷淋面，可生产3个锥形喷淋面以上的螺旋喷嘴，最高可达6个锥形喷淋面；

[0105] 4、石膏模设计精简化，减少了石膏模具在产品形状方面的影响，防止因难以脱模造成产品外形尺寸边棱R角，精度大大降低问题的出现；

[0106] 5、螺旋切面使用机加工制造工艺，螺旋切面的尺寸标准统一，产品合格率由50%提升至98%以上；

[0107] 6、喷嘴连接处采用自主研发机加工工艺，可以实现螺纹、卡盘、螺栓孔、凹凸缠绕线的机械一体化加工，同时实现对螺纹、外螺纹、螺栓孔、卡盘的高精度加工，使产品均匀性更好、受力更均衡，加工精度可缩小至0.1-0.5mm；

[0108] 7、螺旋喷嘴经过车床加工可以使喷嘴结构更加合理紧凑，实现畅通不堵塞的无内芯直通式流道设计，可使液体在给定尺寸的管道上达到大流量；

[0109] 8、产品表面粗糙度可达到Ra0.2-1.6之间，远低于现有手工制作技术的Ra3.2，产品表面更光洁；

[0110] 9、客户使用检测反馈，具有一定压力和速度的液体从上向下流过该方法生产的螺旋喷嘴时，其外层部分液体撞击喷嘴上呈一定角度的螺旋面，从而改变喷射方向离开喷嘴，不同层锥体喷射面流线与喷嘴中心的夹角（螺旋角）逐渐减小，雾化效果更好，使用寿命比原产品增加30%以上；

[0111] 10、此加工方法生产的烧结碳化硅产品，碳化硅(SiC)含量可达92%以上，产品气孔率低于0.1%，产品收缩比小且不宜开裂，可一体生产出特殊形状的产品，产品致密性好，内部结构分布均匀，烧结成品率高达95%以上。

[0112] 以下是本发明与现有技术的对比：

[0113]