[实用新型]一种制备球形TiN粉的设备

说明书

本实用新型是提供一种提高Ti的氮化率的制备球形TiN粉的设备，属于钛合金粉末的制备领域，具体的说涉及一种制备球形TiN粉的设备，其包括雾化仓、与雾化仓连接的等离子炬、向等离子炬送料的送料装置、气粉分离装置、与气粉分离装置连接的抽气装置和收粉仓二，所述雾化仓底部连接有收粉仓一，所述雾化仓仓壁连接有排气管，所述排气管与气粉分离装置连接；所述收粉仓一和收粉仓二均设有加热装置。本实用新型大大提高了制备TiN的效率，制备工艺简单，对原料要求较低，球化率和氮化率都有所提高。

技术领域

本实用新型属于钛合金粉末的制备领域，具体的说涉及一种制备球形TiN粉的设备。

背景技术

Ti在800℃或以上时会与氮气反应生成TiN。金属化合物TiN具有许多优良的物理及化学性能，它抗腐蚀性、抗磨损性及抗氧化性都非常优良，具有较高的熔点(3205℃)和硬度1990(×9.8N/mm2)。TiN沉积在首饰和灯具上既可以达到美观效果，又能增强耐磨性能，是代替目前广泛使用的WC的潜在材料，可以大大降低材料应用的成本。TiN化合物具有较高的生物兼容性，在临床医学和口腔医学方面也具有很高的应用价值。此外TiN也可用作制造坩埚、切削刀具、添加剂等。TiN粉末的应用广度和深度与它所拥有的优异性能极不相称，有待人们研究开发，可以预示，氮化钛粉末将会成为世纪新材料。传统的TiN粉末制备方法，如：金属钛粉氮化法、二氧化钛碳热还原氮化法、气相法等得到的TiN粉末形状不规则，未具有较好的球形度，流动性较差，机械性能不均匀，使用性能大打折扣。而且传统的制备方法氮化率不高，氮化时间较长，粒径范围较宽，能源消耗大。

等离子体发生器又称等离子炬，它是利用外加电场或高频感应电场使气体导电，利用气体与电弧接触使气体电离产生一种高温、离子化和传导性的等离子体的装置。由于电离气体的导电性，使电弧能量迅速转移并变成气体的热能，形成一种高温气体射流(温度达5500℃以上)和高强度热源。等离子体球化的原理就是利用离子体高热效应，将送入到热等离子体的棒材或形状不规则的粉末熔融，并被等离子射流高速冲击分散雾化，再快速冷却，使熔滴因表面张力而急速收缩形成球形极佳的球状粉末。利用高频感应电场使气体导电的等离子炬称为高频等离子炬，它由于具有无电极污染、弧区大、温度相对均匀、能提供纯净热源，材料处理快，尤其在高熔点粉末球化方面展现出独特的优势。

目前，出现了一种利用等离子雾化制备球形钛粉的方法，例如中国发明专利申请CN103769594A公开了一种等离子雾化制备高纯球形超细/纳米粉末的装备，用于雾化制备出超细/纳米金属或者陶瓷粉末。其包括送料装置、雾化塔、安装在雾化塔的对称等离子体炬、真空系统、粉末收集装置以及后续与之相连的气粉分离系统和气体净化循环系统。原材料经过送料装置送入对称等离子体炬的等离子焦点区(等离子射流焦点区)，原材料被雾化成超细液滴或气雾状，超细液滴或气雾状与连续通入雾化塔的常温氩气进行热交换冷却凝固成球形粉末。上述装备也可以用来制备球形TiN，制备方法为：等离子炬的电离气体口采用先通入氩气起弧，起弧稳定后再关闭氩气通入氮气，氮气被电离起弧产生等离子射流，送料装置把Ti原料送入等离子体射流区，原料在高温下熔融雾化的同时与电离气体氮气反应生成TiN，从雾化仓冷却口通入冷却气体或冷却水使熔融的TiN迅速冷却形成球形TiN粉末。用上述装备在制备球形TiN时存在这样的问题：由于原料经等离子炬熔融雾化后需要迅速冷却至800°C以下以获得颗粒度小、球形好的TiN粉末，熔融的Ti来不及充分与氮气反应，原料氮化率较低。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种提高Ti的氮化率的制备球形TiN粉的设备。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种制备球形TiN粉的设备，包括雾化仓、与雾化仓连接的等离子炬、向等离子炬送料的送料装置、气粉分离装置、与气粉分离装置连接的抽气装置和收粉仓二，所述雾化仓底部连接有收粉仓一，所述雾化仓仓壁连接有排气管，所述排气管与气粉分离装置连接；所述收粉仓一和收粉仓二均设有加热装置。