[发明专利]一种一体式感应熔炼气雾化制粉装置及气雾化制粉的方法

说明书

本发明提供了一种一体式感应熔炼气雾化制粉装置及气雾化制粉的方法，其中装置包括气雾化制粉装置，所述气雾化制粉装置包括支撑架、气雾化坩埚，所述支撑架上设有用于收集合金粉末的石英管，所述石英管的一端连接有通入保护气体的刚玉管；所述支撑架上设有感应线圈，所述气雾化坩埚设在感应线圈内，所述气雾化坩埚的底部设有喷嘴，所述喷嘴朝着石英管的内部；所述气雾化坩埚的喷嘴的轴线与石英管的轴线垂直；所述刚玉管的开口朝着喷嘴的出口处；所述石英管的开口端通过塞子密封。此装置结构简单、占地面积小、组装容易，制粉过程中不会出现液体堵塞喷嘴现象，同时可以改变通入气体的流量，来改变制备粉末的粒径分布比。

技术领域

本发明涉及一种气雾化制粉设备，尤其是涉及一种一体式感应熔炼气雾化制粉装置及气雾化制粉的方法。

背景技术

气雾化法制粉技术是生产金属及合金粉末的主要方法，其制粉的原理是用高速气流将从导液管流出的液态金属流粉碎成小液滴并在随后的飞行中凝固成粉末的过程。气雾化粉末具有粉末粒度可控、氧含量低、适用于多种金属及合金粉末的生产等优点，已成为高性能及特种合金粉末制备的主要方向。随着粉末冶金新工艺新材料的出现以及粉末材料在化工、电子器件制备、表面工程及军事等工业中的应用，对于粉末在纯度、细小、球形度等方面的要求不断提高，从而进一步推动粉末气雾化法制备技术的发展。

金属熔体经高压气流雾化后变成小液滴，小液滴在往下飞行中不断冷却凝固成粉末。粉末的氧含量与形状在凝固过程中不断变化，当条件允许时，粉末的氧含量可达到较低的水平，形状呈球形。一般认为高球形度，氧含量低的粉末需要在真空条件下制备，非真空条件下制备一般较困难。但真空雾化制粉装置结构复杂，制造和维护成本高，所生产的粉末不具备成本优势。进一步的研究和实践表明，雾化装置的结构和功能配置对控制粉末的氧含量和形状有密切关系，非真空雾化装置可以实现高球形度、低氧含量的粉末的制备。

目前，传统的气雾化制粉设备熔炼与限流浇注系统分离，造成在粉末制备过程中，与氧气会有一定接触，使得制备粉末氧含量高或者易氧化金属完全氧化，降低粉末使用性能。也有一些气雾化制粉设备是熔炼与浇注一体式结构，但其设备大多真空性要求高，结构过于复杂，操作麻烦，维修困难，并且价格昂贵，对于非真空性要求的气雾化装置，其雾化室容积一般又较大，不利于气氛控制。同时，目前国内普遍采用非限制性雾化喷嘴，制备粉末粒径细小化困难，也有一些特殊喷嘴的设计，但结构相对复杂。气雾化过程中大多采用高压气体将金属溶体从雾化室喷射出形成粉末颗粒，喷嘴易堵塞。

发明内容

针对以上技术问题，本发明公开了一种一体式感应熔炼气雾化制粉装置及气雾化制粉的方法，结构简单、占地面积小、组装容易且气雾化压力低的保护性气氛下的熔炼气雾化制粉设备，制粉过程中不会出现液体堵塞喷嘴现象，同时可以改变通入气体的流量，来改变制备粉末的粒径分布比。

对此，本发明采用的技术方案为：

一种一体式感应熔炼气雾化制粉装置，其包括气雾化制粉装置，所述熔炼装置置于感应加热设备内；所述气雾化制粉装置包括支撑架、气雾化坩埚，所述支撑架上设有用于收集合金粉末的石英管，所述石英管的一端连接有通入保护气体的刚玉管；所述支撑架上设有感应线圈，所述气雾化坩埚设在感应线圈内，所述气雾化坩埚的底部设有喷嘴，所述喷嘴朝着石英管的内部；所述气雾化坩埚的喷嘴的轴线与石英管的轴线垂直；所述刚玉管的开口朝着喷嘴的出口处；所述石英管的开口端通过塞子密封；所述气雾化坩埚设有与外界气瓶相连的进气口。

采用此技术方案，带有喷嘴及进气口的气雾化坩埚实现合金液体的滴入，两端开口端通过塞子密封的石英管实现雾化粉末的收集，所述保持熔融金属小坩埚与石英管紧密相连，雾化室和初步筛分室均在石英管内，采用垂直雾化的设计进行粉末气雾化制备。气雾化坩埚的喷嘴的轴线垂直于石英管轴线，实现垂直雾化，这是为了让雾化后的粉末作平抛运动，可以实现让粒径较大的球形粉末离喷嘴较近而让粒径较小的球形粉末离喷嘴较远以实现对粉末的初步筛选。