[发明专利]一种制备低氧球形金属粉末的设备及方法

说明书

本发明涉及一种制备低氧球形金属粉末的设备及方法，其中，该设备包括：雾化室、保护气循环装置、激光器光学系统、高频振动装置和集粉器；雾化室的相对两侧面分别形成有进气口和出气口，雾化室底面靠近进气口的位置形成有光学系统安置孔；保护气循环装置的两端分别连接在雾化室的进气口和出气口；激光器光学系统设置在雾化室的底面，激光器光学系统通过所述光学系统安置孔能够将激光束发射进入雾化室内部；所述高频振动装置位于雾化室内部，固定在高频振动装置上的金属棒的表面能够被激光器光学系统发出的激光束照射；集粉器位于雾化室下方，与雾化室内部相通。本发明具有细粉得粉率高、球形粉氧含量低、空星球及行星球率低等优点。

技术领域

本发明属于金属粉末制备领域，具体涉及一种制备低氧球形金属粉末的设备及方法，适用于各类金属材料及陶瓷材料球形粉末的制备。

背景技术

球形金属粉末是金属增材制造重要的原材料，近年随着金属增材制造技术获得了快速的发展与应用，生产出高品质低成本的球形金属粉成为影响金属增材制造技术应用与推广范围的重要因素。现有制备球形金属粉末的方法主要有雾化法、旋转电极法和等离子球化法。雾化法是将金属熔融，用高速惰性气体气流克服熔融金属表面张力，将熔融金属击碎成小金属液滴，凝固形成球形金属粉末，雾化法主要存在细粉得粉率低于20％、氧含量高、空心球、行星球、球形度低、生产成本高、不能制备高熔点金属粉末等问题；旋转电极法采用转速高速旋转电机产生大的离心力克服熔融金属表面张力，将熔融金属破碎成细小液滴，凝固形成球形金属粉末，旋转电极法主要存在细粉得粉率低于15％、不能制备高熔点金属粉末等问题，目前还不具备工业化生产能力；等离子球化法用来制备金属粉末，具有细粉得粉率大于90％的优点，但等离子球化法制备活性金属和合金粉末的原料为低氧活性金属和合金粉末，而低氧粉末原料较难获得，成为等离子球化法制备金属粉末的瓶颈。

发明内容

为了解决上述现有球形金属粉末制备方法中存在的细粉得粉率低、高含氧量、行星球、空心球、球形度很差、高熔点材料等材料难以成粉等技术问题及生产成本高、设备成本高等成本问题，本发明提出了一种制备低氧球形金属粉末的设备及方法。

一种制备低氧球形金属粉末的设备，该设备包括：雾化室、保护气循环装置、激光器光学系统、高频振动装置和集粉器；

雾化室的相对两侧面分别设置有进气口和出气口，雾化室底面靠近进气口的位置设置有光学系统安置孔；

保护气循环装置的两端分别连接在雾化室的进气口和出气口，在保护气循环装置和雾化室的内部形成保护气的循环通道；

激光器光学系统设置在雾化室的底面，激光器光学系统通过所述光学系统安置孔能够将激光束发射进入雾化室内部；

所述高频振动装置位于雾化室内部，所述高频振动装置能够固定安装金属棒，并能够控制金属棒移动，固定后的金属棒的表面能够被激光器光学系统发出的激光束照射；

集粉器位于雾化室下方，与雾化室内部相通，并位于激光器光学系统远离雾化室进气口的一侧。

进一步地，所述保护气循环装置包括进气管、出气管和过滤器；

进气管的一端与雾化室的进气口连接，外部保护气通过进气管的另一端进入进气管，再经由雾化室的进气口进入雾化室内部；出气管的一端与过滤器连接，出气管的另一端连接到保护气循环控制装置；所述过滤器一端与雾化室的出气口连接，过滤器的另一端连接到出气管。

进一步地，所述保护气循环控制装置一端与进气管连接，保护气循环控制装置的另一端与出气管连接；所述保护气循环控制装置设置有排气装置。

进一步地，所述保护气循环装置还包括保护气进口电磁阀和真空泵，进气管的所述另一端设置所述保护气进口电磁阀，真空泵设置在出气管的管路上。

进一步地，所述高频振动装置包含高频振动器、换能器、变幅杆和运动控制器；