[发明专利]一种新型高效制备金属粉末的设备及方法

说明书

本发明涉及气雾化制粉领域，提供了一种新型的金属粉末制备设备及方法。考虑实际金属粉末生产过程中，一直还是存在产量低，能耗大等缺点，导致粉末材料价格居高不下的问题。本发明提供的这种金属粉末制备方法主要考虑两股钢液射流已一定速度相互撞击，形成树叶状液膜结构而发生失稳破碎，最终形成金属粉末。该方法设备主要由，加压熔炼坩埚，导流管，加热线圈，阻隔套，阻隔板与雾化炉体组成。本发明提供的这种设备及方法能够有效的提高金属粉末的制备产量，减少能源消耗。

技术领域

本发明涉及金属粉末制备领域，具体而言涉及一种新型高效制备金属粉末的设备及使用该设备的制备金属粉末的方法。

背景技术

随着金属增材制造技术、粉末钢与注射成型等技术的发展，对于高品质的金属粉末需求日益增加。目前的金属粉末制备方法主要包括气雾化法、等离子旋转电极法与等离子雾化工艺等，但是这些制粉方法一般都存在产量较低，且成本能耗较大的缺点，因此造成粉末材料的价格一直居高不下，年产量受到制备方法的限制。

发明内容

本发明目的是提供一种新型高效的制备金属粉末的设备及使用该设备的制备金属粉末的方法，能够有效提高制备金属粉末的产量，降低粉末制备过程的成本与能源消耗。

本发明的目的是这样实现的：

一种新型高效的制备金属粉末设备，其特征在于：所述设备主要由熔炼室，导流管，加热线圈与雾化炉体组成；

其中，所述熔炼室为两个，呈水平并列放置；每个所述熔炼室周壁设有所述加热线圈；每个所述熔炼室底部设有开口以与一个所述导流管连通；在两个所述熔炼室的下方设置有雾化炉体，所述导流管从所述开口斜向下延伸入所述雾化炉体内部以将熔炼室中的液流导入所述雾化炉体。

进一步优选的，每个所述熔炼室为加压熔炼室且高度h＞2 m。这是由于气体在熔炼坩埚内不能迅速给液流施加至需要的高压，为了满足导流管出口液流在初始较小气压的情况下，金属液流在自身的液压辅助作用下也能形成一定初始速度的射流，熔炼室高度h＞2 m。

进一步优选的，每个所述熔炼室的靠近顶部的位置均开设若干个进气通道与出气通道，以实现对熔炼金属液流过程的抽真空操作与雾化金属液流时能较快速对熔炼室内金属液流施加气体压力操作。

进一步优选的，在所述加热线圈外侧均套设有阻隔套，以隔离线圈磁场，从而避免由于两个熔炼室之间距离比较靠近造成的感应加热线圈加热过程受到干扰影响。

进一步优选的，在导流管的底部设置有可开闭的阻隔板，从而在对熔炼室与雾化炉体抽真空时，便于使阻隔板堵塞住导流管出口，迅速完成抽真空，而当钢液完全熔化后，打开阻隔板，给熔化的金属液加压，使得加速的金属液射流撞击雾化。

进一步优选的，所述雾化炉体高度H＞5m，以保证雾化后的金属液滴在下落过程中有充分的时间发生收缩凝固。

进一步优选的，所述雾化炉体横截面尺寸满足在垂直于两个所述导流管组成平面方向的尺寸大于两个所述导流管组成平面方向的尺寸，特别优选的所述雾化炉体横截面尺寸满足在垂直于两个所述导流管组成平面方向的尺寸与两个所述导流管组成平面方向的尺寸的比值为3：1，这样可以使得双金属射流撞击形成在一个方向上扩展开的树叶状液膜。

进一步优选的，两个所述导流管斜向下的延长线相交形成的夹角角度α取值在20◦-70◦之间，以保证让金属液射流以合适的角度进行撞击雾化。

进一步优选的，所述导流管的外壁均套设有加热线圈，以实现对流过的金属液的保温作用，保证导流管内流过的金属液流具有良好的流动性。

进一步优选的，导流管内孔截面为斜向下逐渐收缩形状，从而保证金属液流在导流管内流动能够有一定程度的加速，并实现导流管内金属液流在出口位置获得最大速度；导流管出口处孔径取值范围在4-8mm之间，以防止金属液流在导流管出口位置发生凝固结钢。