[发明专利]一种制备稀有金属球形粉末的装置

说明书

本发明公开一种制备稀有金属球形粉末的装置，涉及粉末冶金技术领域。用以解决现有的球形稀有金属粉末制备存在纯度较低，球形度不高且粒径大的问题。该装置包括：雾化室，稀有金属棒料，等离子电源，高速旋转轴系和阳极旋转盘；所述稀有金属棒料设置在所述雾化室顶部中心位置，且延伸至所述雾化室内，所述稀有金属棒料位于所述雾化室外的一端与等离子电源电联接；所述雾化室的底部中心位置设置所述高速旋转轴系，所述高速旋转轴系的上端与所述阳极旋转盘连接，且所述阳极旋转盘与所述稀有金属棒料具有相同的材料。

技术领域

本发明涉及粉末冶金技术领域，更具体的涉及一种制备稀有金属球形粉末的装置。

背景技术

3D打印作为一项革命性新型增材制造技术，制约其技术发展的难点仍在于材料，尤其是金属基3D打印粉体材料，国内基本依靠进口。步入2015年以来，我国开始重视3D打印产业的发展，正式将3D打印纳入国家工业转型升级的重点方向。要突破3D打印技术在金属领域的应用和推广，研制符合3D打印技术要求的各类金属基粉末，制粉技术与成套制粉设备是核心。高压氩气雾化、同轴射流水-气联合雾化、等离子旋转电极雾化、等离子火炬雾化、无坩埚电极感应熔化气体雾化等制粉技术及装备是金属基3D打印粉体材料发展的关键。

目前球形稀有金属粉末制备主要采用雾化技术，包括气体雾化和离心雾化。其中，气雾化制粉技术综合了高真空技术、高温熔炼技术、气体的高压和高速技术，通过高速气流冲击并破碎液流得到金属粉末。该方法制备的粉末具有晶粒细化、细粉收得率高、球形度高等特点，但粉末纯净度较低、粒度分布范围宽且存在空心粉，非金属夹杂高等缺陷；离心雾化法是借助旋转所产生的离心力将熔融液滴甩出并冷凝而得到球形粉末，主要有等离子旋转电极雾化及旋转圆盘雾化制粉技术。等离子旋转电极雾化制粉技术(PREP法)是将一定规格尺寸的高速旋转电极棒端部在同轴的等离子体电弧加热源的作用下熔化成液膜，形成熔池，继而在旋转离心力的作用下，熔池内部的液膜态熔体流至熔池边缘雾化成熔滴，随后熔滴于飞行过程中在表面张力的作用下被气体介质冷却凝固成球形粉末。PREP法粉末的最大优势是粉末表面清洁、球形度高、夹杂少、无空心粉。但是传统的PREP法由于电极棒的直径小、转速低，制备的粉末粒度比较粗大。旋转圆盘雾化制粉技术是将熔融的稀有金属液滴通过限流导出装置流向高速旋转的圆盘中心，在旋转圆盘上形成一层金属熔液薄膜，在惯性和离心力的作用下，金属熔液薄膜到达旋转盘边缘，雾化成液滴，进而凝固成金属粉末。但该技术中首先要制备熔融金属液流，目前该技术多采用感应熔炼得到熔融金属，其能耗较高，且多用于制备低熔点金属粉末。

综上所述，现有的球形稀有金属粉末制备存在纯度较低，球形度不高且粒径大的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种制备稀有金属球形粉末的装置，用以解决现有的球形稀有金属粉末制备存在纯度较低，球形度不高且粒径大的问题。

本发明实施例提供种制备稀有金属球形粉末的装置，包括：雾化室，稀有金属棒料，等离子电源，高速旋转轴系和阳极旋转盘；

所述稀有金属棒料设置在所述雾化室顶部中心位置，且延伸至所述雾化室内，所述稀有金属棒料位于所述雾化室外的一端与等离子电源电联接；

所述雾化室的底部中心位置设置所述高速旋转轴系，所述高速旋转轴系的上端与所述阳极旋转盘连接，且所述阳极旋转盘与所述稀有金属棒料具有相同的材料。

优选地，还包括导向轴和进给装置，

所述稀有金属棒料通过所述导向轴和所述进给装置连接，所述稀有金属棒料有所述进给装置送入所述雾化室内；

进给装置为精密滚珠丝杠和光杆构成，所述导向轴由直线轴承组装而成，并通过伺服电机和减速机控制滚珠丝杠，从而实现对稀有金属棒料进给的控制。