[发明专利]一种超细金属粉的气雾化制备装置及方法

说明书

本发明涉及一种超细金属粉的气雾化制备装置及方法，所述装置包括控流加气喷枪、中间包、水口、高压气体喷盘及雾化室；中间包的底部设水口与雾化室相连通；控流加气喷枪设于水口的正上方并且能够升降移动，控流加气喷枪的中部设高压气体流道，控流加气喷枪的底端设喷气微孔；雾化室的顶部设高压气体喷盘，高压气体喷盘在对应水口的外侧设多个高压气体喷口，雾化室的底部设金属粉收集器。用气液混合体代替金属液进行气雾化，能够获得更加细小的金属液滴，进而得到超细粉率更大的金属粉；并且不会发生因水口絮流导致的浇注中断，提高生产连续性和稳定性。

技术领域

本发明涉及金属粉制备技术领域，尤其涉及一种超细金属粉的气雾化制备装置及方法。

背景技术

铁粉、合金钢粉等金属粉的应用范围包括3D打印、等静压成型及注射成型等，其中金属粉末注射成型技术是将现代塑料注射成型技术引入粉末冶金领域而形成的一门新型粉末冶金近净形成型技术，其对金属粉的粒径要求较高(小于20μm)。而目前，采用气雾化法制造金属粉得到的粒径往往集中在30μm以上的范围内。

公开号为CN110029245A的中国专利申请公开了“一种铜合金粉末及其制备方法、应用”,其制备方法包括按重量分配比称取原料、熔炼室与雾化室预处理、熔炼、雾化前处理、雾化等五个步骤。其制备的铜合金粉末粒径为1～250μm，可应用与3D打印领域，但其并没有进一步说明所制备的铜合金粉末中粒径为20μm的占比是多少。

公开号为110508826A的中国专利申请公开了“一种高效电弧雾化装置及一种制备超细粒径金属合金粉末的方法”，其装置包括一级雾化装置和二级雾化装置，所述一级雾化装置包括一级喷枪和两个导电嘴，所述两个导电嘴末端的延长线相交点位于所述一级喷枪下方的中心轴线上，所述二级雾化装置位于一级雾化装置下方，所述二级雾化装置为圆环形状，以使金属丝材和从一级喷枪喷入的工艺流体能从其内环通孔通过，所述二级雾化装置内还设有拉瓦尔型环缝，所述拉瓦尔型环缝与流体腔室相通，使流体腔室内的流体通过拉瓦尔型环缝喷射并汇聚于所述两个导电嘴末端的延长线相交点正下方。采用该装置对合金丝材进行连续两次雾化处理，可得到适用于3D打印的超细粒径金属合金粉末。其实施例中，收得粉末经检测，分别为63μm以下粉末＞90％、53μm以下粉末＞90％。

因此，如何获得粒径集中在小于20μm范围内，以满足注射成型对金属粉的粒径要求，即研发一种超细金属粉的气雾化制备方法，成为金属粉制造行业急需解决的问题。

发明内容

本发明提供了一种超细金属粉的气雾化制备装置及方法，用气液混合体代替金属液进行气雾化，能够获得更加细小的金属液滴，进而得到超细粉率更大的金属粉；并且不会发生因水口絮流导致的浇注中断，提高生产连续性和稳定性。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种超细金属粉的气雾化制备装置，包括控流加气喷枪、中间包、水口、高压气体喷盘及雾化室；所述中间包设于雾化室的顶部，所述中间包的底部设水口与雾化室相连通；所述控流加气喷枪竖直设于水口的正上方并且能够升降移动，控流加气喷枪的中部设高压气体流道，控流加气喷枪的底端设喷气微孔；高压气体流道的上口与高压惰性气体输送管道相连，高压气体流道的下口与喷气微孔相连；所述雾化室的顶部设高压气体喷盘，高压气体喷盘在对应水口的外侧设多个高压气体喷口，雾化室的底部设金属粉收集器；所述中间包、雾化室、控流加气喷枪、水口、高压气体喷盘及金属粉收集器同轴设置。

所述控流加气喷枪与高压惰性气体输送管道之间通过快速接头或螺纹连接。

所述中间包的本体为钢制壳体，钢制壳体的内壁依次设有绝热层和中间包包衬。

所述中间包的钢制壳体与雾化室为一体结构。

所述水口的材质为氮化硼或氧化镁；水口为轴对称结构，中心沿竖直方向设圆孔作为气液混合体流道。