[发明专利]一种处理消除粉末团聚的机械式分散装置及分散方法

说明书

本发明涉及材料制备的辅助设备领域，特别是一种处理消除粉末团聚的机械式分散装置及分散方法。旨在解决现有技术中材料制备原料在加工预置状态下容易发生团聚进而影响成品质量的问题。本发明包括分散仓，所述分散仓的上方设置入口，底部设置出口，中部设置解聚机构，所述解聚机构包括装配轴心水平的分散轮和气体流向与落料流向存在夹角的通气口。优点在于：通过机械分散的方法解决了细颗粒粉末间相互粘附引起的团聚效应，可实现多种类粉末材料的解聚，尤其针对像“卫星球”一类的异形金属粉末还可以起到整形和改善粉末流动性的效果，且设备整体结构简单，便于工业化生产应用。

技术领域

本发明涉及材料制备的辅助设备领域，特别是一种处理消除粉末团聚的机械式分散装置及分散方法。

背景技术

粉末是由固体颗粒、气体（通常是空气）和水分（通常是水）组成的三相系统。为了消除粉末团聚，使粉末易于流动，组成颗粒必须相对于彼此移动。因此，粉末流动的难易程度取决于限制颗粒独立性的阻力的强弱。粉末颗粒本身的形状对流动性起着决定性影响，一般来讲，非球状粉末之间更容易相互桥接，发生团聚。相比之下，近球形或球形粉末的团聚倾向就要弱化很多。在许多情况下，促使粉末流动的唯一动力是重力，但是当粉末粒径低于（150μm）一定范围时，粉末自身重力的支配权重下降，颗粒间的微观作用力开始占据主导作用。颗粒间的相互作用力，通常称为内聚力，是范德华力、静电荷作用和液相桥接引起的毛细管力的综合结果。这些非冶金结合的典型微观力使颗粒彼此靠近，并可能导致颗粒团聚，从而改变粉末的性质。内聚力受许多因素的影响，包括化学成分、粒度、形状、含水量和加工过程等，内聚力难以测量，但对粉末在低应力、松散状态下的行为具有决定性的影响，例如流动和填充行为。

雾化法（如：水雾化法、气雾化法等）是一种常用的制粉工艺，尽管通过该工艺生产的粉末形状多数倾向于球形，但同样会产生因颗粒粘连造成的卫星球现象。此外，由于气雾化制粉粒度偏细（多数小于100μm），颗粒间微观作用力大于重力，因此很容易产生团聚现象。当粉末团聚严重时，形成直径较大的团块，流动性变差，无法应用到粉床激光熔融（LPBF）等对粉末铺展性要求较高的技术当中。同时，粉末团聚引起的桥接会导致填充密度变小，粉末间空隙增多，这些孔隙容易变成后续粉末成形件中孔洞、裂纹等缺陷的诱导因素。为了消除这种粉末团聚效应，有研究尝试通过等离子球化、离子气流消除静电、惰性气体二次加热再生等手段来改善粉末流动性，尽管取得了一定的效果，但也同时增加了生产成本，在实际的大批量工业生产中难以实施。鉴于许多工业粉末对流动性能和填充性能都有着很高的要求，因此，提出一种可实施的、便捷化的消除粉末团聚的方法就显得很有必要。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术中材料制备原料在加工预置状态下容易发生团聚进而影响成品质量的问题的问题。

本发明的具体方案是：

设计一种处理消除粉末团聚的机械式分散装置，包括分散仓，所述分散仓的上方设置入口，底部设置出口，中部设置解聚机构，所述解聚机构包括装配轴心水平的分散轮和气体流向与落料流向存在夹角的通气口；

所述入口上设有振动筛盘，所述振动筛盘的出料口处于所述入口的上方；

所述出口的下方经由卸料阀连接收粉罐；

所述分散轮包括笼状的转筒，所述转筒包括两端的端板和中部的若干连接杆，所述，电机处于所述分散仓外，其输出轴连接转轴，所述转轴固定在所述分散轮的中心处；

所述分散仓的机体上设有振打锤。

具体实施中，所述的金属粉末包括钛、铝、钢、铜，所述陶瓷粉末包括氧化铝、氧化锆、碳化硅。

具体实施中，所述振动筛盘的出料口和所述分散仓的入口间经由软管连接，所述卸料阀下端和收粉罐采用管道口卡箍连接或螺纹连接。

具体实施中，振动筛盘为电机振动筛或超声波辅助电机振动筛，其中筛网为200-600目的不锈钢筛网。