本发明涉及粉末冶金装置，具体为超声辅助的粉末成层机，解决现有成层技术难以兼顾成层质量和成层效率的问题，实现较多种类粉体材料的高质高效成层，尤其是粘性大、易团聚、难成层的粉体材料。
背景技术：
1、目前，层状陶瓷材料的成层工艺主要有：流延成型、注浆成型、轧膜成型、电泳沉积成型、干粉分层压制成型、铺层轮摊铺成型等。
2、这些成层工艺在成层过程中均存在不足之处。流延成型制备过程中会引入有机杂质，且干燥过程中制品收缩率大，这使得成品致密性较差；注浆成型层厚较大、层面平整性较差，干燥时间长、成层效率低，且其成品致密度较低、易残留杂质；轧膜成型工艺复杂、步骤较多，制备过程容易引入杂质；电泳沉积成型需借助化学溶剂成层，其残余溶剂会对环境造成一定的危害，且成层效率相对较低、成本较高；干粉分层压制成型稳定性较差，易造成层厚不均匀，且难以保证层面的平整性；此外，中国发明专利cn106623910a中，公开了一种微叠层粉体铺层装置，该装置利用铺层轮摊铺成型，但是该装置对材料的粒径及粉末的干燥程度要求较高，在成层过程中粘性大的粉体容易粘在铺层轮上，影响轮底的平整性，且粘性大、易团聚的粉体容易形成较大颗粒会翻动已经平整的层面，甚至使得层间相邻材料混合，不利于层面材料的平整性和制备层厚小的坯体。
技术实现思路
1、本发明为解决现有装置在成层过程中存在的难以兼顾成层质量和成层效率的问题，实现较多种类粉体材料的高质高效成层，尤其是粘性大、易团聚、难成层的粉体材料。设计了一种超声辅助粉末成层机，并就超声振动辅助的施加方向提出了两种不同的结构。
2、基于此，本发明所涉及的超声辅助粉末成层装置采用如下方案：包括底座，底座上设置有升降机构和旋转机构；所述升降机构包括固定在底座上的立柱以及安装在立柱上方的导向架，导向架内部设有丝杠，丝杠上端装有伸出导向架顶部的手轮，导向架一侧开有竖口，与丝杠套装的丝杠螺母上固定有滑块且滑块的一部分位于竖口外，滑块位于竖口外的部分连接有升降平台，升降平台上连接有超声机构；
3、所述旋转机构包括安装在底座上的支架、固定在支架上的电机，电机输出轴竖直朝上并连接有转盘转轴，转盘转轴穿过支架顶部并连接有转盘，转盘上方固定有垫块，垫块中部呈凸起结构且凸起结构外套设有内径与凸起结构直径相同的空心筒状的石墨模具；
4、所述超声机构通过连接杆连接有部分伸入石墨模具内并与石墨模具同轴心的铺料板，铺料板一侧设有曲率与石墨模具内径相同的定位片以便铺层时定位，使得铺料板与石墨模具内壁贴合并保持竖直。
5、升降机构通过手轮的转动和丝杠螺母副的配合，带动滑块沿导向架升降，升降平台固定在滑块上，随滑块上下运动。旋转机构中，电机可以带动石墨模具转动；超声机构用于使铺料板产生机械振动。
6、在成层过程中，机械振动可将堆积的粉体及时振荡开，加快铺层的速度，提高成层效率，并使粉体能更有效地充实空隙，提高材料的致密度；机械振动可使粘在铺料板上的粉体及时脱落，提高板底平整性，减少各层杂质的引入，同时，粉碎较大粒径的粉体和团聚的粉体，防止这些粉体在层面刮出沟痕、翻动粉体，从而破坏已铺层，甚至混合层间粉体，这能使成层更加均匀，降低成层工艺对粉体的要求，且能够实现更小层厚坯体的制备。
7、进一步的，超声机构有两种布置方式。结构一，超声机构振动方向与铺料板平行，提供竖直方向的振动；结构二，超声机构振动方向与铺料板垂直，提供水平方向的振动。
8、结构二与结构一的区别在于：由超声波发生器、换能器和变幅杆构成超声组件，在结构一中超声组件振动方向与铺料板平行，提供竖直方向的振动，可加快粉体的振实，适用于相对干燥、松散的粉体，在结构二中振动方向与铺料板垂直，提供水平方向的振动，可更有效地粉碎粉体，适用于粒径较大或容易团聚的粉体。因此，可根据所要成层的粉体特征选择适宜的振动方向，提高成层效率和成层质量，实现较多种类粉体材料的高质高效成层，尤其是粘性大、易团聚、难成层的粉体材料。
9、本发明通过施加超声辅助成层具有以下有益效果：
10、(1) 装置结构相对简单，操作容易、成本低；(2) 可适用于更多种类的陶瓷材料，尤其是粘性大、易团聚、难成层的粉体；(3) 结合超声振动的辅助，可制备层面平整、层厚均匀、层厚较小的层状陶瓷材料，并提高成层效率；(4) 成层过程中不需要添加有机溶剂，减少杂质引入、降低环境污染。
1.一种超声辅助粉末成层机，包括底座（7），其特征在于：底座（7）上设置有升降机构和旋转机构；所述升降机构包括固定在底座（7）上的立柱（6）以及安装在立柱（6）上方的导向架（5），导向架（5）内部设有丝杠（4），丝杠（4）上端装有伸出导向架（5）顶部的手轮（1），导向架（5）一侧开有竖口，与丝杠（4）套装的丝杠螺母（3）上固定有滑块（2）且滑块（2）的一部分位于竖口外，滑块（2）位于竖口外的部分连接有升降平台（19），升降平台（19）上连接有超声机构；
2.根据权利要求1所述的一种超声辅助粉末成层机，其特征在于：超声机构振动方向与铺料板（15）平行，提供竖直方向的振动。
3.根据权利要求1所述的一种超声辅助粉末成层机，其特征在于：超声机构振动方向与铺料板（15）垂直，提供水平方向的振动。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种超声辅助粉末成层机，其特征在于：超声机构由超声波发生器（10）、换能器（18）和变幅杆（17）构成；换能器（18）与变幅杆（17）相连并通过变幅杆法兰固定在升降平台（19）上；连接杆（16）一端与变幅杆（17）相连接，另一端与铺料板（15）相连接。
5.根据权利要求1-3任一项所述的一种超声辅助粉末成层机，其特征在于：铺料板（15）的直径大于石墨模具（14）内径的一半。
