[发明专利]低成本制备3D打印用球形金属粉末的装置和方法

权利要求书

1.低成本制备3D打印用球形金属粉末的装置，其特征在于：包括熔炼室(1)、熔炼坩埚(2)、保温坩埚(3)、雾化室(5)、旋转圆杯(6)、高速电机(7)、一级收粉罐体(8)、除尘器(9)、二级收粉罐体(10)和循环风机(11)；雾化室(5)为大端封闭的锥形漏斗结构，熔炼室(1)设置在雾化室(5)的大端，熔炼坩埚(2)和保温坩埚(3)设置在熔炼室(1)内，保温坩埚(3)下端设置有导管(4)，导管(4)穿入雾化室(5)，熔炼坩埚(2)连接设置有加热装置和倾倒装置，高速电机(7)输出轴沿雾化室(5)小端穿入并延伸至大端内部，旋转圆杯(6)设置在高速电机(7)的穿入端，并位于导管(4)的下方；雾化室(5)的小端通过管道依次与一级收粉罐体(8)、除尘器(9)和循环风机(11)连接，循环风机(11)的出口端与熔炼室(1)和/或雾化室(5)连通后构成循环回路，循环回路上设置有可开闭的进气管(15)，二级收粉罐体(10)设置在除尘器(9)的下端出口处。

2.根据权利要求1所述的低成本制备3D打印用球形金属粉末的装置，其特征在于：所述雾化室(5)上端口直径为2.5～3.5米，下端口直径为0.2～0.3米，且侧壁为双层水冷结构。

3.根据权利要求1所述的低成本制备3D打印用球形金属粉末的装置，其特征在于：所述旋转圆杯(6)为中空的到圆台结构。

4.根据权利要求3所述的低成本制备3D打印用球形金属粉末的装置，其特征在于：所述旋转圆杯(6)的底部直径为10～25mm，高度为0.2～0.3米，侧壁与底端面的夹角为40～60°。

5.根据权利要求1所述的低成本制备3D打印用球形金属粉末的装置，其特征在于：所述高速电机(7)转速为30000～60000rmp。

6.根据权利要求1所述的低成本制备3D打印用球形金属粉末的装置，其特征在于：所述熔炼坩埚(2)为双层水冷铜坩埚，除尘器(9)为布袋除尘器。

7.根据权利要求1所述的低成本制备3D打印用球形金属粉末的装置，其特征在于：所述进气管(15)设置在循环风机(11)与熔炼室(1)和雾化室(5)连接的管道上，且进气管(15)上设置有控制阀(14)。

8.根据权利要求1所述的低成本制备3D打印用球形金属粉末的装置，其特征在于：所述循环风机(11)出口管道上设置有压力传感器(12)和氧含量检测仪(13)。

9.低成本制备3D打印用球形金属粉末的方法，其特征在于包括下列步骤：

a、原料配比和熔炼

将金属原料按照配比加进熔炼坩埚(2)，对权利要求1至8所述的任一装置抽真空，使得装置的真空度小于0.1Pa，然后充氩气到85～90kpa，打开加热装置对熔炼坩埚(2)加热，加热温度为合金锭过热度50～100℃；打开循环风机(11)，然后将熔炼坩埚(2)金属熔液倒进保温坩埚(3)，金属熔滴通过导管(4)落到正下方旋转圆杯(6)中；

b、熔滴二次离心雾化，在合金熔滴下落前打开高速电机(7)，控制旋转圆杯(6)的转速为30000～60000rmp；

c、粉末收集，在重力和除尘器(9)作用下冷却后的粉末进入一级收粉罐和二级收粉罐；

d、粉末的筛分，将一级收粉罐体(8)和二级收粉罐体(10)内的粉末筛分即可制得成品。

10.根据权利要求9所述的低成本制备3D打印用球形金属粉末的方法，其特征在于：所述循环回路的管道内的压力为90～95kpa，雾化室(5)的氧含量为18至22ppm，通入氩气的纯度为99.999％以上。