[发明专利]一种利用电磁力制备金属粉末的装置及方法

说明书

本发明属于材料制备领域，涉及一种金属粉末制备装置及方法，更具体地，涉及一种利用电磁力制备金属粉末的装置及方法。脉冲磁体熔融金属从所述熔融金属供给单元沿着所述脉冲磁体套外壁流入所述电磁力金属粉末制备单元，流经所述脉冲磁体套中部时，在强电磁斥力作用下，熔融金属向外喷射，进入所述外壳内壁的冷却液中，随着冷却液流入所述金属粉末收集单元，通过固液分离即获得所述金属粉末；未发生喷射的熔融金属沿着所述脉冲磁体套外壁流入熔融金属回收槽。该金属粉末制备装置操作简单、可循环利用、可控性强、噪声小，且通过调节磁体电流大小，可适用于各种金属粉末的制备。

技术领域

本发明属于材料制备领域，具体地，涉及一种金属粉末制备装置及方法，更具体地，涉及一种利用电磁力制备金属粉末的装置及方法。

背景技术

应用于金属3D打印的合金主要有铝硅AlSi12和AlSi10Mg两种。AlSi12是具有良好的热性能的轻质增材制造金属粉末，可应用于薄壁零件如换热器或其他汽车零部件，还可应用于航空航天及航空工业级的原型及生产零部件；AlSi10Mg使铝合金更具强度和硬度，使其适用于薄壁以及复杂的几何形状的零件，尤其是在具有良好的热性能和低重量场合中。

目前的金属粉末制备技术集中在雾化法领域，雾化法包括二流雾化法、离心雾化、超声雾化、真空雾化等，种类繁多，基本满足了工业上的各种需求，但是雾化法的制备效率和制备成本大大受到雾化腔体和雾化喷嘴的限制，制备过程抗干扰性差、容错率小，设备参数一经固定难以修改，制备对象单一，人为可控性较弱。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种利用电磁力制备金属粉末的装置及制备方法，其目的在于利用脉冲磁体放电时电流变化产生不同方向的磁场，熔融金属液体在脉冲磁体放电时在不同磁场方向下受到吸引力或斥力，当受到强电磁斥力而向外喷射成为金属粉末，由此解决现有技术的金属粉末制备方法制备过程抗干扰性差、容错率小，设备参数一经固定难以修改，人为可控性较弱等的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种利用电磁力制备金属粉末的装置，包括熔融金属供给单元、电磁力金属粉末制备单元和金属粉末收集单元；

所述熔融金属供给单元用于向所述电磁力金属粉末制备单元供给熔融金属，所述熔融金属在所述电磁力金属粉末制备单元完成金属粉末制备，制备得到的金属粉末被收集在所述金属粉末收集单元；

所述电磁力金属粉末制备单元包括脉冲磁体，所述脉冲磁体用于在磁体周围产生周期性的电磁吸引力和电磁排斥力；

所述电磁力金属粉末制备单元最外侧还包括外壳，所述外壳内壁设置有螺旋状的槽，所述螺旋状的槽内盛有冷却液，该冷却液沿所述外壳内壁周向回旋形成冷却液面层；

所述熔融金属受到所述电磁排斥力时，此排斥力产生的喷射压力将所述熔融金属向外喷射弹开，进入所述外壳内壁的冷却液中，形成金属粉末，所述金属粉末随着冷却液流入所述金属粉末收集单元，通过固液分离即获得所述金属粉末。

优选地，所述脉冲磁体置于脉冲磁体套内；所述脉冲磁体套上部外侧和下部外侧设置有遮罩板，所述遮罩板用于遮盖住所述脉冲磁体上部和下部的磁力线，使金属粉末集中在磁体中部磁力线最强的区域，完成金属粉末制备，保证金属粉末制备的均匀性；

所述熔融金属在重力作用下从所述熔融金属供给单元流出，沿着所述脉冲磁体套外壁流入所述电磁力金属粉末制备单元；所述脉冲磁体在周期性脉冲电流的作用下产生磁场力，对所述熔融金属在水平方向上产生周期性的电磁吸引力和电磁排斥力，所述熔融金属受到所述电磁吸引力时，紧贴所述脉冲磁体套外壁同时在重力作用下向下流动；在流经未被所述遮罩板覆盖的区域，所述熔融金属受到所述电磁排斥力时，此排斥力产生的喷射压力将所述熔融金属向外喷射弹开，进入所述外壳内壁的冷却液中，形成金属粉末，随着冷却液流入所述金属粉末收集单元，通过固液分离即获得所述金属粉末；未发生喷射的熔融金属沿着所述脉冲磁体套外壁流入熔融金属回收槽。