[实用新型]离心装置及金属粉末制备装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及金属粉末制备技术领域，特别是涉及一种离心装置及金属粉末制备装置。

背景技术

3D打印技术是一种运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印技术由于可直接生产复杂形状零件而发展迅猛，近年来在航空航天、卫生医疗、汽车、艺术、建筑等领域得到广泛应用。3D打印用金属粉末需要满足球形度好、粒度分布窄(粒度分布在15～53μm之间)、氧含量低、流动性好等特征，其中金属粉末包括纯金属粉末及合金粉末。

目前很多3D打印厂家将金属注射成型所用的金属粉末用在选区激光或电子束熔化设备上，但是性能极其不佳，存在粉末流动性能差、颗粒形貌不规则、成形致密度低、激光照射迸溅、氧含量值高等问题，因此不能完全匹配金属3D打印技术。高质量且与3D打印相匹配的金属粉末的生产现状在一定程度上限制了3D打印技术的进一步发展。目前，球形金属粉末的生产技术主要有气雾化法、旋转电极法、等离子球化法和离心雾化法等。

气雾化法是将熔化的金属液(包括纯金属液和合金液)被高速流动的气体(氮气/氩气)雾化成非常微小的液滴，这些液滴在下降到雾化塔的过程中冷却形成球形粉末。气体雾化法生产效率高、成本低，但生产的粉末有空心现象且呈卫星颗粒分布，流动性稍差，且其惰性气体消耗量较大。旋转电极法以金属或合金为自耗电极，氩气/氦气为保护气体，电极端面受电弧加热而熔融为液体，经电极高速旋转的离心力将金属液抛出并粉碎为细小液滴，继而冷凝为金属粉末。旋转电极法可制备球形度高且几乎无卫星颗粒的金属粉末，但目前旋转电极的旋转速度一般在20000rpm以内，无法提供更高的金属熔滴分散雾化离心力，所以该技术所制备的球形粉末绝大部分颗粒粒度在100～250μm之间，不能满足粉末粒度小于53μm的要求。等离子球化法利用等离子体火炬产生的高温热将形状不规则的金属粉末快速熔融成液滴，随后急冷，“冻结”成球形金属粉末。等离子球化处理制备的粉末粒度依赖原料粉末粒度，因原料细粉易团聚导致送料困难，难以批量生产，且该制备方法成本较高。离心雾化法是指将金属液经高速旋转的离心盘所产生的离心力粉碎成小液滴，进而形成球形粉末的方法。离心雾化法因其经济合理、产量大、设备造价低、能耗低、生产效率高而被广泛使用。现有的离心装置通常以高速电机驱动离心盘高速旋转的方式来粉碎熔融金属液，离心盘主轴的转速通常要达到30000rpm以上，高熔点的金属液或合金液温度较高，在离心过程中对离心盘的冲击力使离心盘发热严重，使离心盘不能连续长时间高转速运转。因此现有的离心雾化法和装置只能用于制备锡粉等熔点为500℃以下的金属粉末，不能用于生产钛粉、钴铬合金粉等高熔点的金属粉末。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种能生产高熔点金属粉末的离心装置及金属粉末制备装置。

一种离心装置，包括在轴向上依次设置的多级离心盘；所述多级离心盘的中轴线重合设置，各级所述离心盘能够独立驱动旋转，且任意相邻两级的离心盘能够反向转动；从第一级离心盘至最后一级离心盘，所述多级离心盘的径向尺寸依次增大。

上述离心装置的各级离心盘能够独立驱动旋转，通过调节各级离心盘的转速使从上一级离心盘离心甩出的物料能够落在下一级离心盘上，且采用多级离心盘逆向连续离心产生的冲击力将金属液滴粉碎成合适粒径的液滴，所需功率低、效率高，因此降低了各级离心盘的转速，使其很好地用于生产钛粉、钴铬合金粉等高熔点的球形或类球形金属粉末，也提高了离心盘工作的稳定性和使用寿命，减少了离心装置的损耗，降低了生产成本。

在其中一个实施例中，在轴向上，下一级离心盘的外周缘凸出上一级离心盘的外周缘。

在其中一个实施例中，所述第一级离心盘的盘面呈圆形平板状，其他级离心盘的外周具有用于承接上一级离心盘抛出的物料的挡止部，所述挡止部的外周缘呈圆形，所述挡止部的盘面为弧面结构。

在其中一个实施例中，除第一级离心盘外的其他级离心盘相对所述第一级离心盘在轴向上依次向下设置，且所述多级离心盘的盘面朝向相同；或

除第一级离心盘外的其他级离心盘相对所述第一级离心盘在轴向上依次向上设置，且除第一级离心盘外的其他级离心盘的盘面与所述第一级离心盘的盘面相对设置。

在其中一个实施例中，所述多级离心盘至少具有三级离心盘，多个所述离心盘的挡止部的朝向相同；多个所述离心盘的挡止部的盘面的曲率半径依次减小。

在其中一个实施例中，除第一级离心盘外的其他级离心盘还包括主体部，所述挡止部围绕主体部的外周缘设置，多个所述离心盘的主体部的径向尺寸依次增大。