[发明专利]一种低松装比金属粉末的制备装置及制备方法

说明书

本发明涉及一种低松装比金属粉末的离心雾化直接制备装置及制备方法，所述装置包括熔体供给装置，导液管，离心雾化系统和粉末收集装置；所述离心雾化系统中在旋转盘周边设置有锥形桶或柱形桶冷却器；输送到旋转盘上的金属熔体在离心力的作用下雾化成一定粒度的金属雾滴，并在凝固前撞击在冷却器上；该冷却器表面经特殊毛化处理，并可通过调整阀进行锥角调整和大小调整，且可通过振动装置和气膜产生装置促进粉末颗粒脱落；使得雾化后的金属粉末具有低松装比、非球形、氧含量低，无杂质污染等优点。采用该装置的制备方法具有制备流程短、粉末纯度高、成本低等优点，适宜连续性、规模化工业生产低松装比粉末。

技术领域

本发明属于金属粉末制备技术领域，特别涉及一种低松装比金属粉末离心雾化制备装置及制备方法。

背景技术

低松装比金属粉末在粉末冶金、金属涂料、催化剂材料、磁性材料及电子材料等领域具有广阔的用途，可用于制备泡沫金属及多孔材料、粉末冶金粘接剂材料、防腐涂料、屏蔽涂料、软磁粉、金刚石触媒粉、电子浆料等。低松装比铝合金粉末具有松装密度低、比表面积大的特点，因而在制备泡沫金属及多孔材料时空隙均匀、一致性好；低松装比的铜粉、铝粉、银粉等，在制备涂料和电子浆料过程中具有很好的抗沉降作用，在其喷涂和印制过程中均匀一致性好；低松装比的铁基触媒粉末更易于与石墨粉混合，因而更容易催化金刚石的生产；采用低松装比的铁基软磁粉末所制备的磁粉芯高频涡流损耗更少。

目前国内外低松装比金属粉末的制备方法可概括为以下几类：

1、球磨法。即采用多种单质金属粉机械合金化，或者将预先制备的合金薄带或雾化粉进行球磨加工，制备成非球形的片状金属粉末，如专利03805844.8(发明名称为《片状铜粉及其制备方法及采用该片状铜粉的导电性浆料》)公布了一种采用介质球，通过高能球磨机进行压缩，使铜粉颗粒发生塑性变形而使之片状化；专利03135633.8(发明名称为《一种鳞片状金属粉末的制造方法》)公开了一种通过水冷控温、通入惰性气体保护以及调节研磨机转速分段干法球磨的方法；而申请号03124444.0(发明名称为《片状锌及锌铝合金粉湿法生产工艺》)的专利公开了一种以金属粉为原料，加入研磨介质与表面处理剂，进行湿法球磨的方法。专利CN1736636A(发明名称为《一种低松比片状银粉的制备方法》)公布了生产工序包括选料→球磨→一次表面改性→干燥和二次表面改性五部分。球磨法制备片状金属粉末在低松装比金属粉末制造领域最为常用。但球磨过程容易造成粉末本身污染，且工序较多、生产周期较长。

2、化学还原或电解法。专利98813492.6(《低密度高表面积铜粉末和制备这种铜粉末的电沉积方法》)、200310114035.X(发明名称为《片状超细铜粉的化学制备方法》)、专利CN201310034878.2(发明名称为《一种片状银粉的制备方法》)、200710065910.8(发明名称为《一种微孔片状银粉的制备方法》)等，采用所制备粉末对应的金属盐在溶液中通电或通过加入还原剂使阳离子得到电子从而沉积得到相应的粉末。该法最重要的特征是粉末处于“湿”态，因而需要分离、洗涤、真空干燥或还原干燥等工序，且由于制粉过程在溶液中进行，容易产生环境污染。

3、熔体雾化法。近年出现了熔体雾化制备低松比金属粉末工艺。如水、气雾化工艺，该法制备方法简单，流程短，但粉末松比仍不太理想，特别是采用离心雾化法制备的粉末，球形度好、松装密度高，为降低粉末松装密度，需要后续对粉末进行延压或烧结破碎。专利200510011622.5(发明名称为《一种雾化液滴变形制备片状金属粉末的方法及设备》)公开了雾化液滴变形制备片状金属粉末的方法及设备，但其中所述雾化液滴与雾化罐壁碰撞变形成片时，由于倒锥的向上切向力作用，金属液滴很容易与罐壁发生粘连而使制粉过程无法连续，不适宜工业化生产；专利200910085792.6(发明名称为《一种片状金属粉末的制备方法》)公布的方法是将雾化液滴溅射到旋转的水冷辊上，便于提高冷速制备非晶材料，但由于液滴在水冷辊上易出现二次雾化和液滴与粉末颗粒融合现象，造成粉末成品率较低，且不能彻底解决连续雾化过程中的粘连、易出现喷射沉积造成水冷辊失衡等问题，此外，由于水冷铜辊轴的向固定，粉末形貌也难以控制。