[发明专利]激光热爆金属箔带制备金属粉末的装置及金属粉末的制备方法

说明书

本发明公开了一种激光热爆金属箔带制备金属粉末的装置及金属粉末的制备方法，包括金属箔带输送装置、粉末收集室和激光器，所述金属箔带输送装置包括金属箔带盘、变向轮组和运带轮，所述金属箔带盘和所述运带轮分别位于所述粉末收集室的两侧，所述变向轮组位于所述粉末收集室内，所述运带轮与电机连接。本发明采用上述结构的激光热爆金属箔带制备金属粉末的装置及金属粉末的制备方法，设备结构简单、操作方便，克服了激光刻蚀得到的金属粉末细小的技术缺点，所制备的金属粉末粒度均匀、球形度高，金属粉末粒径范围保持在2‑15微米，适用于制备3D打印所需的高性能金属粉末。

技术领域

本发明涉及金属粉末制备技术领域，特别是涉及一种激光热爆金属箔带制备金属粉末的装置及金属粉末的制备方法。

背景技术

随着金属增材制造技术的迅速发展，对金属粉末的需求日益增加，亟需开发一种方便、经济的球形金属粉末制备技术。

目前，球形金属粉末的主要制备方法有气雾化法、水雾化法、超声雾化法、旋转电极雾化法，及其组合制粉方法。球形金属粉末制备的基本原理是通过一定形式的热源将金属熔化，然后再使用一定形式的能量将液体分散成细小液滴。激光作为一种新型热源，具有能量和时间分辨高的优势，在金属加工领域应用越来越广泛。高能密度激光可以迅速熔化、汽化甚至热电离金属材料，产生沸腾爆炸和库伦爆炸现象，对材料表面产生刻蚀效果，因此，激光集加热熔化和分散液滴于一体，可以用于制备金属粉末。高能密度激光的热爆效应已经在制备纳米粉末材料方面得到了应用，然而，这种利用激光刻蚀得到的金属粉末粒径细小，不适用于金属增材制造。

发明内容

本发明的目的是提供一种激光热爆金属箔带制备金属粉末的装置及金属粉末的制备方法，设备结构简单、操作方便，克服了激光刻蚀得到的金属粉末细小的技术缺点，所制备的金属粉末粒度均匀、球形度高，金属粉末粒径范围保持在2-15微米，适用于制备3D打印所需的高性能金属粉末。

为实现上述目的，本发明提供了一种激光热爆金属箔带制备金属粉末的装置，包括金属箔带输送装置、粉末收集室和激光器。

优选的，所述金属箔带输送装置包括金属箔带盘、变向轮组和运带轮，所述金属箔带盘上设有金属箔带，所述金属箔带盘和所述运带轮分别位于所述粉末收集室的两侧，所述变向轮组位于所述粉末收集室内，所述运带轮与电机连接。

优选的，所述变向轮组包括第一变向轮、第二变向轮、第三变向轮和第四变向轮，所述第一变向轮和所述第二变向轮位于所述粉末收集室靠近所述金属箔带盘的一端，所述第三变向轮和所述第四变向轮位于所述粉末收集室靠近所述运带轮的一端，所述第一变向轮与所述第三变向轮位于同一水平线上，所述第二变向轮与所述第四变向轮位于同一水平线上，所述第一变向轮高于所述第二变向轮。

优选的，所述粉末收集室的顶盖的一侧设有金属箔带穿入口，所述粉末收集室的顶盖的另一侧设有金属箔带穿出口，所述粉末收集室的顶盖的中部设有供所述激光器的激光头穿过的通孔，所述粉末收集室的一端面上设有与气瓶连接的进气管，所述气瓶内设有惰性气体，所述粉末收集室的一侧面上设有与其内腔相连通的进水管，所述粉末收集室的另一侧面上设有与其内腔相连通的出水管。

优选的，所述金属箔带的厚度为0.05～0.5mm，宽度为20mm。

优选的，所述激光器为脉冲激光器，单脉冲的激光能量范围为1-100J/cm²。

一种应用激光热爆金属箔带制备金属粉末的装置的金属粉末的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，将金属箔带绕在金属箔带盘上；

步骤二，将金属箔带一端引出，穿过变向轮组后固定在运带轮上；

步骤三，调整运带轮和金属箔带盘，使变向轮组间的金属箔带保持平直张紧状态；

步骤四，调整激光器的激光头，使激光束聚焦在金属箔带的表面；