[实用新型]一种金属粉末颗粒制备装置

说明书

本实用新型公开一种金属粉末颗粒制备装置，设于机床本体，包括电极组件以及冲液系统，其中，电极组件具有腔体，腔体设有冲液进口和冲液出口，以供冲液从冲液进口流入，流经腔体，并通过冲液出口朝向极间放电区域流出；冲液系统包括内冲液管，内冲液管与冲液进口连通设置。本实用新型提供的技术方案中，电极组件和工件分别连接电源正极和负极后，二者相互靠近且产生相对高速旋转运动，然后通过在电极组件内设置腔体、冲液进口和冲液出口，可使冲液朝向极间放电区域流出，从而实现工件的电弧放电爆炸蚀除加工，获得所需的工件颗粒，本实用新型具有电弧放电过程稳定，粉末颗粒制备高质高效，且结构简单、成本低廉的优点。

技术领域

本实用新型涉及电弧加工装置的技术领域，特别涉及一种金属粉末颗粒制备装置。

背景技术

现如今，金属3D打印技术正在迅猛发展，在航空航天、汽车、船舶、医学、家电等领域均有广泛应用，并在工程和教学研究等领域也占有独特地位。

金属3D打印技术的原材料是有一定形状和性能要求的金属粉末颗粒，目前常见的例如由钛合金、铝合金、高温合金、模具钢、镍基合金粉末颗粒等。金属粉末颗粒通常使用射频等离子法、等离子旋转电极法、气雾化法等方法制备，但是上述制备方法存在着生产效率低、粉体颗粒粗大、粒度分布不均匀、制备过程复杂、成本居高不下等弊端，难以满足3D打印制造等领域对优质粉末颗粒的大量需求。

高效电弧放电爆炸蚀除加工技术是一种近年发展起来的高效加工方法。该方法利用工件和工具电极之间放电形成电弧等离子体，通过工具电极和工件的高速相对机械运动和高压流体实现断弧并排除熔融的工件材料，实现各种难切削金属材料的高效去除。

研究发现，电弧放电过程中，高能量密度电弧作用下的工件材料会被快速地熔化甚至气化，电弧等离子体在扩张过程中会受到工具电极与工件之间高速相对机械运动作用和高速冲液的作用在工件表面偏移切断，在这种情况下，工件表面的熔融区会因为电弧等离子体形态的改变而发生爆炸作用，材料被抛离出熔融区进而完成材料去除，被抛离的液态、气态金属材料在极间高速工作液中急速冷却形成大量的蚀除颗粒。

通过对现有技术检索发现，专利文件CN105345019A公开的3D打印用金属粉末高效电弧放电制备装置，该装置通过惰性气体保护，通过外冲液和机械运动控制断弧，利用电弧放电加工技术制备金属粉末；由于该方法使用外冲液，实际电弧放电加工时电极与工件距离只有1mm左右，冲液难以进入放电区域，极易造成过烧，造成电极与工件接触短路，致使粉末制备效率低下。

专利文件CN201720661052.2公开的真空电弧制备金属粉末的装置，该装置在真空条件下，连接电源两极的金属丝在电弧作用下熔化形成金属液滴，金属液滴被来自气源的气体吹散成微小球形液滴，冷却后形成粉末颗粒；由于该方法在真空条件下，使用金属丝作为两极，制备过程复杂而且生产粉末颗粒效率很低，难以大量制备。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种金属粉末颗粒制备装置，旨在解决现有金属粉末颗粒制备装置粉末颗粒成粉率低、球形度差、生产效率低且经济成本高的问题。

为实现上述目的，本实用新型提出的金属粉末颗粒制备装置，设于机床本体，所述金属粉末颗粒制备装置包括：

电极组件，所述电极组件具有腔体，所述腔体设有冲液进口和冲液出口，以供冲液从所述冲液进口流入，流经所述腔体，并通过所述冲液出口朝向极间放电区域流出；以及，

冲液系统，包括内冲液管，所述内冲液管与所述冲液进口连通设置。

优选地，所述电极组件包括：

电极座，所述电极座设有所述腔体，所述电极座的一侧壁上开设有所述冲液进口；以及，

电极体，安装于所述电极座的下端，所述电极体沿上下向贯设有多个流出通道，所述多个流出通道的上端连通所述腔体设置，所述流出通道的下端对应为所述冲液出口。