[发明专利]一种转浇复合坩埚

说明书

本发明公开了一种转浇复合坩埚，用于雾化法制备铂基合金粉末，包括内层坩埚、外层坩埚、导流管、陶瓷管、石墨组件和用以加热所述石墨组件的感应加热线圈组件；所述导流管连通所述内层坩埚的底部且二者一体成型，所述外层坩埚设于所述内层坩埚的外周且开设可供所述导流管穿设的通孔，所述陶瓷管设于所述导流管的外周且与所述外层坩埚连接，所述石墨组件均布于所述外层坩埚与所述内层坩埚之间以及所述导流管与所述陶瓷管之间。上述转浇复合坩埚能够在铂族金属及合金熔体转浇过程中进行及时且精确的温度补偿，使得导流管和内层坩埚温度一致，从而提高合金粉末制备的成粉质量。

技术领域

本发明涉及粉末冶金技术领域，特别涉及一种雾化法制备铂基合金粉末用转浇复合坩埚。

背景技术

由于铂族金属及其合金粉体材料具有优异性能，在工业中得以广泛应用，主要用于粉末冶金制品如弥散强化材料、3D打印、催化剂、电子浆料和其他深加工产品的原料。雾化制粉技术将传统熔炼技术与粉末冶金技术相结合，熔炼后直接用高压的水、气体或水-气体混合介质击碎液体金属或合金而制得粉末，为制备普通材料、特殊微观结构和性能的材料提供了重要方法。

影响铂族金属及合金粉末性能的因素包括：选择的雾化方法和雾化结构装置、雾化介质、金属液流、喷射参数、聚粉装置等。其中金属液流的表面张力和粘度、过热度和流股直径都会对其性能产生影响。金属熔体的粘度和表面张力，随温度的降低而增加，影响粉末的形状和粒度；金属液过热温度越高，细粉末产出率越高，越容易得球形粉末；金属液流股直径越小，单位时间内进入雾化区域的熔体量越小，增加细粉末的产出率。由于铂族金属及其合金材料熔点高(铂的熔点1770℃，铱的熔点达2454℃)、熔体粘度高等特点，在雾化制粉过程中为获得优质的粉体材料，对金属液流的有效控制显得尤为重要。

对铂族金属及合金液流的有效控制点在：熔体转浇中间包坩埚及流经导流管末端时熔体温度；熔体的过热度及流量。其中，雾化时熔体流量受熔体粘度η、导流管内径d、导流管高度h、以及导流上方液面高度H共同控制。由于铂族金属及合金熔体的特殊性，在转浇过程中若温度补偿不及时或补偿温度不够，熔体降温非常迅速，极易造成导流管的堵塞，导致雾化作业中断；其次是中间包和导流管内熔体温度控制不一致，导致每次制备粉末的粒径、粒度分布范围波动变化较大，难易获得稳定的粉末质量。

如何解决熔体转浇过程中熔体温度不一致的问题成为本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种转浇复合坩埚，该坩埚能够在熔体转浇过程中提供及时且精确的温度补偿，提高合金粉末制备的成粉质量。

为实现上述目的，本发明提供一种转浇复合坩埚，用于雾化法制备铂基合金粉末，其特征在于，包括内层坩埚、外层坩埚、导流管、陶瓷管、石墨组件和用以加热所述石墨组件的感应加热线圈组件；所述导流管连通所述内层坩埚的底部且二者一体成型，所述外层坩埚设于所述内层坩埚的外周且开设可供所述导流管穿设的通孔，所述陶瓷管设于所述导流管的外周且与所述外层坩埚连接，所述石墨组件均布于所述外层坩埚与所述内层坩埚之间以及所述导流管与所述陶瓷管之间。

可选地，所述石墨组件包括设置在所述内层坩埚与所述外层坩埚之间的石墨管以及设置在所述陶瓷管和所述导流管之间的带法兰石墨管，所述带法兰石墨管的法兰直径大于所述通孔的直径；

所述感应加热线圈组件包括设于所述外层坩埚外周并沿轴向分层布置的第一感应加热线圈和设于所述陶瓷管的外周并沿轴向分层布置的第二感应加热线圈。

可选地，所述陶瓷管为带法兰陶瓷管，所述带法兰陶瓷管的直径与所述通孔的直径配合，所述带法兰陶瓷管的法兰直径大于所述通孔的直径。

可选地，所述石墨管和所述内层坩埚之间、所述带法兰石墨管和所述导流管之间均设有内层浇筑填充料。

可选地，所述石墨管和所述外层坩埚之间、所述带法兰石墨管和所述带法兰陶瓷管之间均设有外层浇筑填充料。