[发明专利]一种用于制备活性金属粉末的气雾化喷嘴

说明书

本发明涉及一种用于制备活性金属粉末的气雾化喷嘴。传统气雾化喷嘴当漏嘴发生堵塞时，就要整个喷嘴进行更换，造成了严重的资源浪费。本发明包括喷嘴上模、喷嘴下模、储气腔室和漏嘴，所述的喷嘴上模设置在储气腔室的上侧，所述的喷嘴下模设置在储气腔室的下侧，所述的储气腔室在外壁均匀分布多个进气通道，喷嘴上模和喷嘴下模的末端之间形成环形出气缝隙，环形出气缝隙的宽度可调，喷嘴上模和喷嘴下模整体形成Laval形气道，连通进气通道、储气腔室和环形出气缝隙，所述的漏嘴嵌于喷嘴上模内壁并贴紧，用紧固件将其固定在喷嘴上模内台阶上，能够拆装。本发明能减少人为因素对雾化喷嘴安装精度造成的影响，有利于稳定制备活性金属粉末。

技术领域

本发明涉及粉末冶金领域，尤其涉及一种用于制备活性金属粉末的气雾化喷嘴。

背景技术

由于近年来3D打印技术的迅速发展，作为原材料的金属粉末，其品质直接制约金属3D打印行业的发展。而气雾化制粉是目前最主要的一种3D打印粉末制备工艺，其中一个重要的零部件就是气雾化喷嘴。传统的雾化工艺中，金属液经流漏嘴进入喷嘴进行雾化。然而，对于制备活性金属粉末(如钛及其合金等)，这种工艺显然不合适，活性金属液一旦与漏嘴内壁接触，极易与漏嘴发生反应。通过无坩埚气雾化工艺制备的活性金属粉末，非金属夹杂含量很低，粉末品质能够保证3D打印的要求。金属电极棒感应受热熔化后金属液沿着漏嘴中间线滴下，避免漏嘴接触，有效降低了氧、碳等杂质元素的混入，因而所制备的金属粉末非金属夹杂低。另外传统漏嘴装嵌于喷嘴内部而不方便更换，经常当漏嘴发生堵塞时，就要整个喷嘴进行更换，这也造成了严重的资源浪费。

发明内容

本发明的目的是为了解决活性金属粉末在制备过程中容易受到污染，同时为了方便漏嘴的更换和拆卸，提出了一种用于制备活性金属粉末的气雾化喷嘴，其不仅能够保证活性金属粉末的品质，而且漏嘴方便拆装，减少装配工作量。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种用于制备活性金属粉末的气雾化喷嘴，其特征在于包括喷嘴上模、喷嘴下模、储气腔室和漏嘴，所述的喷嘴上模设置在储气腔室的上侧，所述的喷嘴下模设置在储气腔室的下侧，所述的储气腔室在外壁均匀分布多个进气通道，喷嘴上模和喷嘴下模的末端之间形成环形出气缝隙，环形出气缝隙的宽度可调，喷嘴上模和喷嘴下模整体形成Laval形气道，连通进气通道、储气腔室和环形出气缝隙，所述的漏嘴嵌于喷嘴上模内壁并贴紧，用紧固件将其固定在喷嘴上模内台阶上，能够拆装。

进一步地，为了提高气体的有效雾化能量和均匀性，所述的喷嘴上模的内侧面由两条曲线平滑过渡连接而成，其内侧面形成的汇聚型夹角α为20～60°，所述喷嘴下模的内侧面为正弦曲线，其内侧面形成的发散型夹角β为30～70°。

进一步地，所述的储气腔室为内凹型腔体，其外壁有四个均匀分布的进气通道。

进一步地，进气通道为斜式进气孔，与储气腔室中心线所形成的夹角为5～45°，保证雾化气体在储气腔室中均匀分布并在其中旋转加速以提高动能。

进一步地，为保证喷嘴气密性，所述的喷嘴上模和喷嘴储气腔室之间由橡胶圈密封，喷嘴下模和喷嘴储气腔室之间也由橡胶圈密封。

进一步地，为了提高雾化效果，保证金属液顺利地在正中心滴入雾化喷嘴中，所述的漏嘴结构为先收缩后扩张型，自上而下形成收缩曲面、喉部结构和扩张曲面。

进一步地，收缩曲面设计采用维托辛思基曲线，形成的夹角为60～80°，喉部结构设计成光滑圆弧，最狭窄宽度为5～15mm，扩张曲面按富尔士法设计，形成的夹角为10-25°。

进一步地，为了制备适应不同3D打印工艺的粉末，所述的环形出气通道宽度通过置于喷嘴上模和储气腔室内台阶上的垫片厚度可调，可调节宽度为0.3～1.0mm。