[实用新型]一种感应加热与射频等离子联合雾化喷嘴的一体化装置

说明书

本实用新型涉及一种感应加热与射频等离子联合雾化喷嘴的一体化装置，包括绝缘封装管、高频感应线圈、封装结构A、等离子灯炬卡具、等离子灯炬、射频感应线圈、雾化喷嘴和封装结构B，所述绝缘封装管通过封装结构A与所述等离子灯炬卡具相连，所述等离子灯炬通过封装结构B与所述等离子灯炬卡具相连，所述雾化喷嘴与所述等离子灯炬通过所述等离子灯炬卡具相连，所述绝缘封装管穿过所述高频感应线圈，所述射频感应线圈环绕在所述等离子灯炬的管壁上。本实用新型将感应加热、射频等离子熔炼及高压气雾化相结合的一体化装置，将丝材的高频感应加热、射频等离子熔炼、高压气雾化三个独立的工艺阶段紧凑连贯一起，实现了短流程、一体化的效果。

技术领域

本实用新型涉及粉末冶金设备领域，具体涉及一种感应加热与射频等离子联合雾化喷嘴的一体化装置。

背景技术

随着增材制造(3D打印)、注射成型、热喷涂等技术的蓬勃发展，高质量的球形难熔金属粉末及活泼金属粉末都是这些领域所必须的重要原料，球形难熔及活泼金属粉末生产在整个产品生产流程中关系重大，对于钨、钼、钽、铌等较高熔点的难熔金属，以及钛及钛合金等既活泼且高熔点的金属或合金，很难用常规的熔炼及气雾化方法来获得高质量的球形粉末。

目前，可规模化生产高质量球形难熔及活泼金属粉末的技术主要有等离子旋转电极法(PREP)、感应熔炼惰性气体雾化技术(PIGA、EIGA)、等离子火炬雾化法(PA)、射频等离子球化法(RF)等。

其中感应熔炼气雾化(PIGA、EIGA)与射频等离子球化法(RF)有一定的优势也有各自技术的缺点。感应熔炼气雾化技术是利用了感应加热的原理，通过高频感应磁场，在金属熔炼料材中产生“感应涡流”，金属在涡流的作用下产生热效应，继而加热直至熔化，熔化液流或液滴通过气雾化喷嘴雾化为更为细小的液滴。射频等离子球化技术是利用射频磁场产生的高温等离子体来加热直至熔化材料。

针对惰性气体雾化技术(PIGA)，由于一些稀有金属在高温熔炼过程中呈现极度的活性，所以熔炼过程大都在真空或惰性气氛下，并采用水冷坩埚的感应熔炼方式，或采用金属棒料及丝材的直接感应熔化(EIGA)；目前采用感应熔化方式制粉的大都如钛及钛合金、镍基合金等熔点相对不高的金属，对于更高熔点的钨、钼、钽、铌基金属及合金就无法进行熔化及制粉了。另外使用感应熔化气雾化技术熔炼金属棒材或丝材的过程中会出现电极未完全熔化而掉入导流管中，造成阻塞，因而保持液流的连续稳定是EIGA的一个技术难点。另外，感应熔炼后的液滴立即脱离高温区进行雾化，因而一般熔化后的金属液滴的过热度较低，在气雾化冷凝的过程中没有足够的温度和时间保证液滴在表面张力作用下收缩成球，因此粉末的球形度不好，还会产生空心球。

射频等离子球化法(RF)，通常采用射频等离子炬对原料进行加热，有其它方法无法比拟的等离子体温度高、无电极污染等优点；通常以金属粉末为原料，经过等离子高温熔化后，液滴再表面张力作用下收缩成球，并随后凝固，可以得到球形度很好的球形粉末。缺点是粉末原料纯度、粒度受原料本身限制，且粉末通过等离子高温区的时间很短，粉末产量及球化率较低。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种感应加热与射频等离子联合雾化喷嘴的一体化装置，将高频感应加热、射频等离子熔炼和高压气雾化三个工艺阶段融合在一起，具体通过以下技术方案来实现：

一种感应加热与射频等离子联合雾化喷嘴的一体化装置，包括绝缘封装管、高频感应线圈、封装结构A、等离子灯炬卡具、等离子灯炬、射频感应线圈、雾化喷嘴和封装结构B，采用密封设计，由上到下依次为绝缘封装管、等离子灯炬和雾化喷嘴，所述绝缘封装管通过封装结构A与所述等离子灯炬卡具相连，所述等离子灯炬通过封装结构B与所述等离子灯炬卡具相连，所述雾化喷嘴与所述等离子灯炬通过所述等离子灯炬卡具相连，所述绝缘封装管穿过所述高频感应线圈，所述射频感应线圈环绕在所述等离子灯炬的管壁上，所述射频感应线圈环绕在所述等离子灯炬的管壁上，与所述等离子灯炬的管壁之间间隙为1～5mm；