[发明专利]一种生产3D打印用球形金属粉体的装置及使用方法

权利要求书

1.一种生产3D打印用球形金属粉体的装置，其特征包括由上而下依次安装的溢流给料装置（1）、高温熔化球化室（16）、成型冷却室（8）；

所述溢流给料装置（1）底部与储气罐相连（20），上部设有金属粉料进料口（23）与流化气体出口（22），中间为粉料流化室（21），左侧下部与钢质炉顶（2）中心相连为金属粉料出料口（25）；

所述高温熔化球化室（16）顶部与钢质炉顶（2）底部相连，高温熔化球化室主要包括内层耐热内衬（15）、中层保温砖（6）、外层钢质炉壳（4）三层结构，内部镶嵌有整套的铜冷却壁（5），高温熔化球化室（16）上部与下部分别设有沿圆周径向均匀分布的惰性还原气出口（18）、惰性还原气入口（14），所述惰性还原气出口（18）处均设有钢质挡板（3）；

所述成型冷却室（8）内壁为钢质内衬（7），中层为保温砖（13），外层采用钢质炉壳（11），底部设有产品出料口（9）；

所述高温熔化球化室（16）高度大于1.5m，采用由上而下渐扩式炉型，内壁与水平方向的夹角为80°~86°，炉型角度大小根据物料在炉内下落过程中发散程度调整；采用多段式精确控温，根据实际金属粉体原料的熔点控制工作区最高温度，最高温度控制为金属粉体熔点温度以上；

所述成型冷却室（8）高度为大于1.0m，采用由上而下渐缩式炉型，上部内壁与水平的方向的夹角为85°，下部内壁与水平的方向的夹角为33°，底部设有产品出料口（9）与出料阀门（10），可根据成型冷却室（8）内的储料量开闭；所述成型冷却室（8）下部的冷却壁（12）采用循环冷却水作为冷却介质，冷却水流速根据成型冷却室（8）的实际温度调整。

2.一种使用权利要求1所述装置生产3D打印用球形金属粉体的方法，其特征在于具体步骤如下：

将粉料流化室（21）、成型冷却室（8）与粉料流化室（21）充满混有5%比例还原气的惰性气体后；开启加热系统电源，使高温熔化球化室（16）温度达到合适的工作范围；打开流化气体阀门（19），惰性送粉气体经储气罐后进入，将金属粉末经金属粉料进料口（23）送入粉料流化室（21），调节流化气体阀门（19）流量与粉末进料速度，溢出流化层的气体经流化气体出口管排出，使流化室内粒度分布合格的细颗粒处于流化状态，而粗颗粒沉积在粗粉排出口（26）处分段排出；

打开流化室隔板（24），使溢出流化室隔板（24）的粉末进入金属粉料出料口（25），经钢质炉顶（2）均匀分散地进入高温熔化球化室（16），在其上部充分预热，中部开始熔化，中下部完全为液态，金属液滴靠自身的表面张力自发形成球形，原料中部分氧化的颗粒在达到其还原的温度区域迅速还原，至高温熔化球化室（16）底部球化完全，球形液滴进入成型冷却室（8）内部，逐渐降温，到达其中下部凝固成型，至成型冷却室（8）底部冷却至70℃以下，通过控制出料阀门（10）开关经产品出料口（9）阶段性出料。