[发明专利]一种制备高品质球形焊粉的设备及方法

权利要求书

1.一种制备高品质球形焊粉的设备，其特征在于，包括斗状雾化罐（1）、设置在雾化罐顶部一侧的供料装置、设置于雾化罐顶部中心的旋转超声雾化装置（2）、设置于雾化罐内位于超声雾化装置下部的冷却气流盘（8）和位于冷却气流盘下方的红外辐射加热器（21）及流化分选气流盘（20）、设置于雾化罐外的雾化区域冷却装置和流化分选装置、设置于雾化罐底部的超声筛分机（24）或周转罐（25）；

所述供料装置包括熔料保温炉（5）及设置于熔料保温炉底部并通入雾化罐的送料管（7），所述熔料保温炉为双炉胆结构，包括在炉壳内相邻设置并且底部通过输液道（6）连通的熔料胆（5-1）和保温胆（5-2），熔料胆和保温胆各自配置单独的加热温控系统，所述送料管配置有加热温控系统；

所述旋转超声雾化装置（2）包括有外壳（2-3）、设置于外壳内的超声换能器（2-2）、套装于外壳顶端的固定环（2-8）、安装于固定环内的安装架（2-9）、安装于固定环顶端的顶盖（2-10）、安装于顶盖上的导电滑环（2-1）、设置于外壳底端并套装于中心轴上的同步皮带轮（2-4）、固定连接于同步皮带轮底部的安装法兰（2-5）；超声换能器的中心轴上端固定安装于安装架（2-9）上，下端与同步皮带轮的中心轴固定连接，所述导电滑环（2-1）与超声换能器（2-2）连接；同步皮带轮的中心轴下端固定连接超声变幅杆（2-6），超声变幅杆底端连接旋转超声雾化盘（2-7），所述旋转超声雾化盘呈张口向下的喇叭形；通过安装法兰（2-5）将旋转超声雾化装置固定在雾化罐顶部，驱动电机（3）通过套装在同步皮带轮（2-4）上的同步皮带（4）带动旋转超声雾化装置旋转；所述冷却气流盘（8）套装在超声变幅杆（2-6）上位于旋转超声雾化盘（2-7）上方；超声变幅杆位于斗状雾化罐（1）内，超声换能器（2-2）及外壳（2-3）以上部分位于斗状雾化罐外部；

所述雾化区域冷却装置包含气体恒温器（9）、安装于恒温器上的氧含量分析仪（10）、连接气体恒温器的氧气瓶（12）及氧气进气电磁阀（11）、连接气体恒温器的氮气瓶（13）及氮气进气电磁阀（14），通过雾化区域冷却气流管（15）连接气体恒温器和冷却气流盘（8）；

所述流化分选装置包括通过微粉管（16）与雾化罐上部连通的布袋收尘器（17）、连接布袋收尘器的循环风机（18），循环风机的吹风口与流化分选气流盘（20）通过流化分选气流管（19）连接；

在所述雾化罐底端出料口顺序安装有出料阀（22）和给料器（23），给料器出口与超声筛分机（24）或者周转罐（25）的进料口连接。

2.根据权利要求1所述的一种制备高品质球形焊粉的设备，其特征在于，在旋转超声雾化装置（2）的外壳（2-3）上开设有通风孔（2-3-1）。

3.根据权利要求1或2所述的一种制备高品质球形焊粉的设备，其特征在于，所述冷却气流盘（8）包括带环形内腔（8-1）的小圆形盘体、呈放射状均布设置于盘体底面的向下出气管（8-2），向下出气管与环形内腔相通。

4.根据权利要求1或2所述的一种制备高品质球形焊粉的设备，其特征在于，所述流化分选气流盘（20）包括带外圈环形内腔（20-1）的小圆形盘体、呈放射状均布设置于盘体外圈顶面的向上出气管（20-2），向上出气管与外圈环形内腔相通。

5.根据权利要求1或2所述的一种制备高品质球形焊粉的设备，其特征在于，所述流化分选气流盘（20）的直径大于冷却气流盘（8）直径。

6.根据权利要求3所述的一种制备高品质球形焊粉的设备，其特征在于，所述流化分选气流盘（20）的直径大于冷却气流盘（8）直径。

7.采用如权利要求1~6任一项所述设备生产高品质球形焊粉的方法，其特征在于，方法如下：

A、将配置好的合金锭投入熔料保温炉（5）的熔料胆（5-1）内，启动熔料胆（5-1）及保温胆（5-2）加热并设置各自的加热温控系统，控制温度参数为合金液相线以上50℃～100℃，待合金锭在熔料胆内熔化后沿着底部的输液道（6）进入保温胆；随着熔料胆内合金熔化液面下降、保温胆内液面升高，不断添加新料进熔料胆，使合金液面达到工艺要求；

B、开启红外辐射加热器（21）对旋转超声雾化盘（2-7）进行预热，确保合金熔液雾化初始在雾化盘上的流动性，开启下料管（7）并设置其加热温控系统，控制温度参数为合金液相线以上50℃～100℃，同时启动驱动电机（3）和旋转超声雾化装置（2）的超声振动电源，旋转超声雾化装置开始旋转，保温胆内合金熔液沿着下料管出口喷射至旋转超声雾化盘开始雾化，合金熔液先喷射在旋转超声雾化盘的静止段上，在旋转的离心力及熔液重力的作用下，合金熔液在雾化盘盘面呈螺旋形流动并在静止段上快速铺展形成均匀的薄液膜，然后进入旋转超声雾化盘的振动段上，在旋转超声雾化装置的高频超声下形成细小的雾化合金液滴；

C、合金熔液开始雾化的同时，启动雾化区域冷却装置，设定氧含量分析仪（10）雾化区域的氧含量控制值，由氧含量分析仪根据设定值控制氧气进气电磁阀（11）及氮气进气电磁阀（14），将氧气与氮气按比例混匀；同时设定气体恒温器的控制值，控制混匀气体在气体恒温器内部达到工艺要求的温度，混匀气体经雾化区域冷却气流管（15）进入雾化区域冷却气流盘（8），通过向下出气管（8-2）直接作用于刚雾化的合金液滴，实现对超声雾化的合金液滴进行冷却速度及球化速度的精确控制，得到球形焊粉；

D、合金熔液开始雾化的同时，启动流化分选装置，循环风机（18）送风经流化分选气流管（19）进入流化分选气流盘（20），由向上出气管（20-2）向上提供分选气流，将微粉分选出来，含有微粉的气固混合相经微粉管（16）进入布袋收尘器（17），经过滤后回风至循环风机；

E、合金熔液开始雾化的同时，启动出料阀（22）及给料器（23），球形焊粉落入超声筛分机（24）筛分或直接进入周转罐（25）中。