[实用新型]一种气雾化生产3D打印用金属粉的装置

说明书

一种气雾化生产3D打印用金属粉的装置，所述装置自上而下包括雾化喷盘固定顶板、雾化喷盘、电磁屏蔽环以及高频感应线圈；所述雾化喷盘包括主雾化气流喷口和辅助保护气流喷口；所述高频感应线圈包括同轴设置的第一线圈和第二线圈，第一线圈和第二线圈通过导线单独控制；第一线圈位于第二线圈的上方，第二线圈为锥台形线圈，其锥角在‑°之间；所述熔化中心位于第二线圈内，α<β，所述α＝30‑50°，所述β＝20‑40°。该装置能够有效的收窄金属粉末粒径范围。

技术领域

本实用新型属于粉末冶金技术领域，特别涉及一种雾化法制备金属粉末技术领域，具体涉及一种金属气雾化装置。

背景技术

金属气雾化生产3D打印金属粉的方法和装置在快速的发展，中国专利(公布号CN107900366A，名称：气雾化连续制备3D打印用钛或钛合金粉末的装置及方法)公开了如下技术方案：所述装置自上而下包括雾化喷盘固定顶板、雾化喷盘、电磁屏蔽环以及高频感应线圈；所述雾化喷盘和固定顶板通过固定螺栓；所述雾化喷盘固定顶板及雾化喷盘中心位置设有钛或钛合金丝材连续输送给进孔；所述雾化喷盘与电磁屏蔽环以所述输送给进孔轴心同轴安装；所述雾化喷盘包括主雾化气流喷口和辅助保护气流喷口；经所述主雾化气流喷口喷出的雾化气流在所述丝材上汇聚形成雾化中心，所述雾化中心与所述高频感性线圈加热丝材端部形成的熔化中心重合。从而使得熔流产生后即被雾化主气流限制并且雾化，最大限度保证过热度、减少热量损失，实现钛或钛合金雾化的高细粉收得率。

这种将高频感应加热线圈设置在喷射口下侧的设置由于缩短了雾化气流与金属液流之间的距离，形成紧耦合，使金属液流在高温下就被气流击碎成细小液体，有利于获得粒径小范围窄的金属粉。

但是当想进一步提高其效果，获得更高的细粉收得率就有必要对设备进行改进。

现有技术中，高频感应线圈通常是筒状或是倒锥形，丝材从其轴线穿过，丝材底端一般在感应线圈的底部上方较近的距离，磁感应线方向是弧形斜向外侧延伸。熔融液滴或液流收到的电磁力Fem可以通过来计算。公式中：μ为金属线材的导磁系数；I₀为感应线圈中的电流；R_d为熔滴半径；i为感应线圈的第i圈；n为感应线圈的总圈数；bi为第i圈的半径；Z为熔滴几何中心的高度；Zi为感应线圈第i圈的高度；Fem为熔滴在轴向上某点所受的电磁力；G(x)为无因次函数，与金属丝材半径和高频电流的透入深度之比有关。换言之，通过控制线圈半径，高度以及电流大小能够控制液滴或是液流顶端处的直径大小，也就是说，能够控制金属熔融时的形貌。

电磁力作用到熔融液流或液滴的熔融点处，如图1所示，熔融液流或液滴会收到向感应线圈底端写向外的电磁力，这时会将液流或液滴拉宽一些，但是现有技术中，并没有利用这一点。主要原因是这个作用力在筒状或是倒锥形感应线圈作用下非常小，通常不做考虑。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种能够收窄金属粉粒径范围的气雾化生产3D打印用金属粉的装置。

为了实现上述目的，本实用新型提供的装置，自上而下包括雾化喷盘固定顶板、雾化喷盘、电磁屏蔽环以及高频感应线圈；

其中，所述雾化喷盘和雾化喷盘固定顶板通过固定螺栓固定连接；所述雾化喷盘固定顶板及雾化喷盘中心位置设有金属丝材输送给进孔；

所述雾化喷盘与电磁屏蔽环以所述输送给进孔轴心同轴安装；

所述雾化喷盘包括主雾化气流喷口和辅助保护气流喷口；

经所述主雾化气流喷口喷出的雾化气流在所述丝材上汇聚形成雾化中心，所述雾化中心与主雾化气流喷口的连线构成与轴线夹角为α的圆锥面；所述雾化中心与所述高频感应线圈加热丝材端部形成的熔化中心重合；

喷盘辅助保护气流喷口为环孔布置，数量在4-10个，

所述环孔为设置在主雾化气流喷口外围的通槽，其引导气流呈倒锥形喷射，锥角为β；