[发明专利]一种用于制造粉末材料的设备及方法

说明书

本发明是关于一种用于制造粉末材料的设备及方法。该设备应用于棒料，所述棒料包括用于接受等离子弧作用的棒料端面，包括：等离子弧发生装置，所述等离子弧发生装置包括阴极，在所述等离子弧发生装置启用时，所述阴极发出作用在所述棒料端面上的等离子弧，其中，所述阴极构造成使得：所述阴极与所述棒料具有间隔距离，以及所述等离子弧在所述棒料端面上的作用位置与所述棒料端面的中央位置具有偏移距离。本发明实施例可以通过偏移等离子弧与棒料头发生作用位置，使棒料外沿受热充分，从而及时形成液膜并顺利雾化成粉，避免出现翻边现象。

本申请以2021年1月28日提交的名称为“一种用于制造粉末材料的设备及方法”的中国专利申请202110118198.3为优先权。

技术领域

本发明实施例涉及金属制粉技术领域，尤其涉及一种用于制造粉末材料的设备及方法。

背景技术

球形粉末具有流动性好，松装、振实密度高等优点，广泛应用于增材制造、粉末冶金、注塑成形等技术。近年来，随着增材制造、粉末冶金、注塑成形、电子工业和半导体制备工艺等技术的发展和此类应用工业领域新技术开发的需求，对高品质铝、铜、银、金等软质金属球形粉末的需求愈发迫切。

相关技术中，现有制备软质金属球形粉末的技术多为多为球磨法、和气体雾化法，其中气体雾化法又分为空气雾化和惰性气体雾化。球磨法：一般使用不锈钢球，进行物理破碎，球磨环境充保护性气体。空气雾化法：通过喷嘴以压缩空气将熔化的金属液喷成雾状，雾状金属冷凝成粉。惰性气体雾化法：高压的惰性气体通过雾化器将熔融的液态金属喷成雾状，雾化的液态金属则急剧冷凝收缩为球形状。

球磨法生产的金属粉末中非球形粉、杂质和氧增量较高，球磨法不适用于高品质软质金属粉末的生产。空气雾化法生产的粉末氧增量高；惰性气体雾化法制备的金属粉末中存在卫星粉和空心粉。卫星粉影响粉末的流动性，空心粉在烧结过程中容易产生缺陷影响零件的冶金质量。同时雾化用坩埚也存在污染原料、增加氧含量和杂质含量的风险。

如图1和图2所示，传统等离子旋转电极雾化制粉设备的等离子枪钨极与棒料同心设定，由于等离子弧能量密度分布呈中间能量高外延能量低的特点，在制粉过程中易形成棒料外延受热熔化不充分，无法及时形成液膜，因此在制粉过程中，棒料端面会融化成内凹的形状。

关于上述技术方案，发明人发现至少存在如下一些技术问题：

由于棒料外延受热熔化不充分，棒料端面会融化成内凹的形状，并在棒料高速旋转过程中外延所受离心力相对更大，对于软质金属棒料当外延熔化不充分无法及时形成液膜时，外延组织所受的离心力将会撕扯棒料外延引起棒料翻边，从而使制粉设备停止运行，阻碍雾化制粉的进程。

因此，有必要改善上述相关技术方案中存在的一个或者多个问题。

需要注意的是，本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明的技术方案提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供种用于制造粉末材料的棒料、设备及方法，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。

根据本发明实施例的第一方面，提供一种用于制造粉末材料的设备，所述设备应用于棒料，所述棒料包括用于接受等离子弧作用的棒料端面，包括：等离子弧发生装置，所述等离子弧发生装置包括阴极，在所述等离子弧发生装置启用时，所述阴极发出作用在所述棒料端面上的等离子弧，其中，所述阴极构造成使得：所述阴极与所述棒料具有间隔距离，以及所述等离子弧在所述棒料端面上的作用位置与所述棒料端面的中央位置具有偏移距离。

本发明的一实施例中，所述等离子弧发生装置在启用时，所述阴极发出的等离子弧与所述棒料的中轴线相间隔且平行。

本发明的一实施例中，所述阴极与所述棒料的中轴线具有偏移距离且与所述棒料的中轴线相平行，并布置于所述等离子弧在所述棒料端面上的作用位置的前方。