[實用新型]一種制備微細金屬粉末的霧化器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220504869.6
• 申請日: 2012-09-29
• 公開（公告）號: CN202763046U
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發(fā)明（設計）人: 陳仕奇
• 申請（專利權）人: 湖南恒基粉末科技有限責任公司
• 主分類號: B22F9/08
• 分類號: B22F9/08
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 何為;李宇

技術領域

本實用新型涉及一種利用超音速氣流將液態(tài)金屬霧化成小液滴并凝固成粉末的霧化器，尤其是制備粒度微細并具有球形特征粉末的霧化器。

背景技術

氣體霧化技術用于金屬粉末的生產，其制粉的原理是用一高速氣流將液態(tài)金屬流粉碎成小液滴并凝固成粉末的過程。氣體霧化粉末具有球形度高、粉末粒度可控等優(yōu)點。

霧化器是氣體霧化制粉技術的核心，霧化器控制氣流對金屬液流的作用過程，使氣流的動能轉化為新生粉末表面能，因此這一控制部件即霧化器決定了霧化粉末的性能和霧化效率。提高微細粉末（粒度小于45μm的粉末）的收得率和粉末的可控性，降低粉末制備成本，是霧化器發(fā)展的趨勢。

在早期的金屬粉末生產實踐中，普遍采用自由落體式霧化器。這種形式的霧化器結構簡單，但霧化效率不高，僅適用于60-300μm粒度粉末的生產。為了提高霧化效率，后來發(fā)展了限制式霧化器，這種霧化器使霧化效率得到很大的提高。現(xiàn)代具有工業(yè)實用意義的霧化器主要有兩類：一是美國MIT的Grant教授發(fā)明的超聲霧化器（US?Patent?N.4778516）。超聲霧化器由拉瓦爾（Laval）噴嘴和Hartman振動管組合在一起，在產生2-2.5M的超音速氣流的同時產生80-100KHz的脈沖頻率，粉末的平均粒度可達到40-60μm。該霧化器的目的是為了生產具有快速冷凝效果的鋁及合金，僅適用于鋁等低熔點金屬粉末的生產。二是美國Iowa州立大學的Ames實驗室Anderson等人發(fā)明的高壓氣體霧化器（US?Patent?N.4619845）。將霧化器的環(huán)縫出口改為20-24個單一噴孔，這一改進可以顯著提高霧化效率。粉末的平均粒度可達到30-50μm。該霧化器的霧化效率是在很高的壓力下實現(xiàn)的，在工業(yè)上實現(xiàn)難度高，而且氣體消耗量過大，不利于生產成本的控制。

中國專利CN1282282A公開了一種矩形層流霧化器，金屬液從一長約50mm，寬0.7mm的導管中流出，進入噴嘴后形成Laval形狀，從而產生高的霧化效率，粉末的平均粒度可以達到10-20μm。但該噴嘴在工藝上要求很高，一是要求金屬液的過熱度很高，對于高熔點金屬不適合；二是霧化過程不穩(wěn)定易于堵嘴，霧化過程難于進行。中國專利CN1078928A公開了一種超聲速環(huán)形射流霧化器，是在低壓下霧化低熔點金屬，不適合高熔點金屬的霧化，而且粉末粒度也較粗。中國專利ZL200820056451.7公開了一種組合噴嘴，其主要特征是在主噴嘴的上方增加一輔助噴嘴，產生一向下的氣流，目的是減少衛(wèi)星粉末和空心粉末的比例。中國專利CN1709585A公開了一高壓霧化噴嘴，該噴嘴的氣體通道采用了Laval形式，可以獲得較高的氣流速度，霧化效率明顯增加。高熔點金屬的平均粒度可以降低至30μm左右。但該噴嘴的Laval流道難于精確加工，影響氣流速度的提高，而且氣體流道形成的噴射角最高僅為45°，霧化效率不能進一步的提高。中國專利(CN2009103041661)公開了一種用于微細粉末霧化的噴嘴，氣體通道同樣采用Laval形式，由于采用了尺寸更小的導液管，并且將噴射角提高至70°，霧化效果又有明顯提高。從已有的專利和氣體動力學知識可以知道，采用Laval形式的氣體通道可以獲得超音速氣流，提高氣體的動能，從而提高霧化效率。增加噴射角可以提高氣流對金屬液流的沖擊破碎效果，增加氣流的能量轉化率，有效增加微細粉末的產率。而已有的專利對噴射角約定也僅在70°以內。

發(fā)明內容

本實用新型的目的是為了提高氣體霧化的效率，增加微細粉末的收得率，提供一種具有超音速氣流、更高噴射角的制備微細金屬粉末的霧化器。