[发明专利]一种气雾化法制备3D打印钛合金球形粉体的专用雾化器在审

专利信息
申请号: 201810368060.7 申请日: 2018-04-23
公开(公告)号: CN108274013A 公开(公告)日: 2018-07-13
发明(设计)人: 不公告发明人 申请(专利权)人: 安徽哈特三维科技有限公司
主分类号: B22F9/08 分类号: B22F9/08
代理公司: 哈尔滨龙科专利代理有限公司 23206 代理人: 高媛
地址: 241200 安徽省芜湖市*** 国省代码: 安徽;34
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摘要:
搜索关键词: 雾化器 上盖 下盖 雾化 球形粉体 雾化法制 钛合金 导液 管护 喷孔 打印 金属粉末颗粒 金属粉末制备 应用技术领域 抽吸压力 气流紊流 熔体流速 上盖中心 中心环形 喷嘴 传统的 导液管 进气孔 球形度 通气腔 主轴线 中空 环缝 气腔 侧面 封闭 出口
【说明书】:

一种气雾化法制备3D打印钛合金球形粉体的专用雾化器,属于金属粉末制备与应用技术领域。该专用雾化器的结构包括上盖、安装在上盖中心的导液管护套,导液管护套中空部分为导液管,在上盖下部为下盖,下盖侧面有两处进气孔,上盖和下盖封闭形成的气腔,联通气腔、以雾化器主轴线为中心环形分布在下盖下部的拉瓦尔(Laval)喷孔及上盖和下盖形成的环缝。本发明的优点是:将喷孔设计成Laval型,出口速度可提高一倍以上。能减少气流紊流作用,使雾化顺利进行,并减少抽吸压力,使熔体流速变慢,使雾化更充分,与传统的喷嘴相比,雾化稳定,效率提高50%,而且制出的金属粉末颗粒度、球形度好,且分布窄,流动性好。

技术领域

本发明属于金属粉末制备与应用技术领域,具体涉及一种气雾化法制备3D打印钛合金球形粉体的专用雾化器。

背景技术

钛及钛合金具有强度高、密度小、弹性模量低、热膨胀系数低、无磁性、热导率低、低温性能良好、耐腐烛和对环境无污染等一系列优点,广泛应用于航空航天、舰艇船舶、石油化工等领域。

钛合金3D打印技术(增材制造)成型是利用高能束激光或电子束熔化钛合金金属球形粉末直接制造出实体零件。3D打印能够显著地缩短复杂结构零件的制造周期,已经在航空航天等领域显现了良好的应用前景。在应用3D打印技术生产产品过程中,金属粉末的制备是最关键的环节。

气雾化法制备3D打印专用金属粉体是最常用的制备方法,而雾化器是气体雾化制备方法的核心。雾化器也称喷嘴,是使雾化介质获得高能量、高速度的器件,也是对雾化效率的高低和雾化过程的稳定性起重要作用的关键部件。高压气体经雾化器后转换成高速气流,高速气流冲击低速的金属或合金液流柱,使之雾化,并且要求雾化成的液滴形状规则、尺寸细小及分布集中,因此设计结构合理的雾化器是获得好的雾化效果的前提。雾化器决定了雾化效率和粉末性能,目前实际应用的雾化器在型式和结构方面多种多样,通常根据熔融金属的温度和生产粉末的要求选择适当的雾化器型式。

中国专利(CN102489711A,公开日20120613)公开了一种制备微细金属粉末的气体雾化喷嘴,该喷嘴有拉瓦尔喷嘴所述的典型的“收敛-扩张”的基本特征,但是与一种金属液流易流出的微细金属粉末雾化器类似,气体临时存储腔室过小,环缝喷出的气流可能会有紊流,喷嘴在工作过程中存在堵塞的风险。中国专利(CN104858442A,公开日20150826)公开了一种气体雾化法制备金属粉末的防堵塞喷嘴装置,在导流管和喷嘴环缝之间设置了导气缝,导流管内设置了陶瓷管,使得金属熔液在导流管内陶瓷管出口刚出现很小的结瘤时,就被向下的冲击力吹掉。这种设计比较适合不锈钢、高温合金等金属的气雾化制粉。由于钛合金非常容易与陶瓷管进行反应,从而影响粉末的纯净度,所以不适合钛合金气雾化制粉。传统雾化器的导液管堵塞时经常需要拆卸雾化器,这有可能引起雾化器与气流间的同心度发生偏差,从而引起导液管与气流间的同心度发生偏差,雾化时将加大雾化液滴的不均匀度,降低雾化效果,严重时会产生局部粘壁现象。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有雾化器存在存储腔室过小、可能出现紊流的问题,提供一种气雾化法制备3D打印钛合金球形粉体的专用雾化器,其结构简单、气流出口处为laval 型喷口和环缝双重设计,带有导液管护套,不易堵塞,方便拆卸,制备出的球形金属粉末流动性好、粒度分布范围合适。

为实现上述目的,本发明采取的技术方案如下:

一种气雾化法制备3D打印钛合金球形粉体的专用雾化器,所述的专用雾化器包括上盖、导液管护套、导液通道、下盖、多个进气孔、气腔、Laval喷孔、环缝。

所述的上盖中部设有台肩通孔,所述的导液管护套安装在上盖的台肩通孔内,导液管护套的中空部分为导液通道,上盖下部设置在下盖上部的中心孔内,上盖与下盖连接,下盖侧面设有多个进气孔,上盖和下盖封闭形成气腔,所述的多个Laval喷孔设置在下盖下部设有的台肩孔的台肩端面上,多个Laval喷孔与气腔连通,导液通道与下盖的台肩孔相通,上盖下部与下盖中心孔之间形成环缝。

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