[发明专利]一种直流等离子体温度场约束球化钼粉的设备及方法

说明书

技术领域

本发明属于粉末冶金粉体球化技术领域，具体涉及一种直流等离子体温度场约束球化钼粉的设备及方法。

背景技术

等离子体（Plasma）是一种由自由电子和带电离子为主要成分的物质形态，广泛存在于宇宙中，常被视为是物质的第四态，被称为等离子态，它占了整个宇宙的99%。

等离子体在工业中应用十分广泛，如等离子体冶炼技术，用于冶炼用普通方法难于冶炼的高熔点材料；等离子体喷涂技术，将特种材料粉末喷入热等离子体中熔化，并喷涂到基体（部件）上，使之迅速冷却、固化，在基体上形成保护层，提高基体材料的抗高温、抗氧化、抗腐蚀及摩擦性能等；等离子体焊接技术，可以焊接钢、合金钢、铝、铜、钛等材料及其合金，其特点是焊缝平整，可以再加工，没有氧化物杂质，焊接速度快。另外等离子体还可用于切割厚度大的钢、铝及其合金材料、等离子蚀刻技术以及等离子显示技术等应用。

工业应用中根据等离子体激发原理可分为直流等离子体和交流等离体。直流等离子体是依靠两电极间的放电而获得，交流等离子体由高频感应线圈产生。直流等离子体主要应用于某些基体材料的涂覆技术，而用于制备球化钼粉比较少见，即使有用作球化粉体的其球化率也不高，还存在易氧化、温度场梯度大、温度场不均匀等缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种直流等离子体温度场约束球化钼粉的设备，该设备结构简单、操作简便，温度场梯度小，温度场均匀可控，在球化钼粉过程中钼粉不易氧化，且可实现连续性工业化生产，采用本发明的设备进行钼粉球化处理，所得钼粉球形度好、球化率高。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种直流等离子体温度场约束球化钼粉的设备，其特征在于：包括温度场约束系统和等离子体枪头，所述温度场约束系统包括温度场约束罐和固定安装在温度场约束罐顶部的端盖，所述等离子体枪头安装在端盖的中心位置处，所述端盖上且位于等离子体枪头的外周安装有工作气体进口，所述端盖的中部一周设置有环形端盖冷却腔，所述温度场约束罐的主体部分沿圆周方向设置有环形罐体冷却腔，所述温度场约束罐的下部设置有与环形罐体冷却腔相连通的冷却水/气进口，所述环形罐体冷却腔的上部通过冷却水/气管道与环形端盖冷却腔相连通，所述环形端盖冷却腔还与设置在端盖上的冷却水/气出口连通，所述温度场约束罐的上部且位于端盖下方设置有送粉管道，所述送粉管道的出粉口伸入温度场约束罐的内部且位于等离子体枪头的下方，所述送粉管道的数量为多根，多根所述送粉管道均匀设置且通过均质混粉分配器将待球化钼粉均匀对撞送入温度场约束罐的内部，所述温度场约束罐上且位于送粉管道的下方设置有能够使保护气体沿温度场约束罐内壁切向进入的保护气管道，所述保护气管道的数量为多根且从多根保护气管道中喷出的保护气体形成螺旋保护气帘。

上述的直流等离子体温度场约束球化钼粉的设备，其特征在于：所述均质混粉分配器包括安装在温度场约束罐外壁上的均质混粉腔体，所述均质混粉腔体上设置有进粉口和出粉口，所述出粉口的数量至少为两个，所述出粉口与送粉管道的进粉口相连通。

上述的直流等离子体温度场约束球化钼粉的设备，其特征在于：所述工作气体进口的数量为两个，两个所述工作气体进口相对设置；所述保护气管道的数量为两根，两根所述保护气管道相对设置。

上述的直流等离子体温度场约束球化钼粉的设备，其特征在于：所述端盖通过螺栓固定安装在温度场约束罐的顶部，所述等离子体枪头与端盖螺纹连接。

上述的直流等离子体温度场约束球化钼粉的设备，其特征在于：所述送粉管道与水平面之间的夹角为3°～5°。

上述的直流等离子体温度场约束球化钼粉的设备，其特征在于：所述温度场约束罐为不锈钢罐。

本发明还提供了利用上述设备球化钼粉的方法，其特征在于，该方法为：首先向冷却水/气进口中通入冷却水/气，其次向保护气管道中通入氩气作为保护气体，再向工作气体进口中通入工作气体，工作气体为氢气，或氩气，或氢气与氩气的混合气体；然后给等离子体枪头通电，电离工作气体产生直流等离子体；最后将待球化钼粉通过送粉气体均匀对撞送入温度场约束罐，利用产生的直流等离子体进行球化，并在温度场约束罐底部收集球化后的钼粉；所述送粉气体为氩气。

上述的方法，其特征在于：球化钼粉过程中温度场约束罐的内壁温度为200℃～1200℃。

上述的方法，其特征在于：所述等离子体枪头的功率为30kW～60kW。

上述的方法，其特征在于：所述待球化钼粉的送粉速率为2.5kg/h～3.5kg/h。