[發明專利]一種制備高堆積密度扁圓形狀粉末材料的方法

無效

• 申請號: 201310603869.0
• 申請日: 2013-11-26
• 公開（公告）號: CN103769596A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 王利民
• 申請（專利權）人: 王利民
• 主分類號: B22F9/08
• 分類號: B22F9/08;B01J2/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種利用通過特別設計的加工設備，集成熔融霧化方法和急冷方法制備高堆積密度扁圓形狀粉末材料的方法。

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背景技術

隨著金屬3D打印技術、表面熔覆修復再制造技術、粉末材料等靜成型壓技術、其他粉末冶金法零部件制造技術的發展，對其原材料粉末產品化學純度、形貌、密度、流動性、粒度及粒度分布提出了更高的要求。粉末材料的形貌特征很大程度上決定了粉末材料的流動性和堆積密度，高流動性和高堆積密度更利于粉末材料成型性，成型密度高，且密度均勻，粉末材料燒結更致密化。實踐證明扁圓狀形貌的粉末材料堆積密度是最大的，超過形貌不規則狀的粉末材料和球形粉末材料。

?現今粉末產品的生產方式和設備，要么是生產出外形不規則粉末材料，如水霧化法和球磨法生產方式；要么是規則的球狀形，如高壓氣霧化法和噴霧造粒法生產方式。

本發明利用通過特別設計的加工設備，集成熔融霧化方法和急冷方法制備高堆積密度扁圓形狀粉末材料的方法

發明內容

本發明的目的是解決現今只能生產不規則粉末材料和球形粉末材料的限制，發明了一種采用加熱方式熔化加工原材料，集成氣霧化法和急冷法制備高堆積密度扁圓形狀粉末材料的方法。

本發明的技術方案是：在霧化制備粉末材料過程中，通過電阻或感應或電弧或高溫等離子體等方式加熱熔化的原材料液束流被機械力或霧化氣體介質沖擊分散成微小液滴，微小液滴在一個特別設計的傾斜旋轉霧化塔中飛行冷卻，在凝固前，受表面張力作用，液滴逐漸球化，在完全凝固球化之前，液滴撞擊霧化塔內表面，發生變形并迅速冷卻凝固，冷卻速度達到10⁵-10⁷K/S，得到高堆積密度扁圓形狀粉末材料。為防止粉末相互粘結和粘結在霧化塔表面上，霧化塔設計成雙層水冷結構，作旋轉運動，為控制霧化液滴的飛行冷卻速度，霧化塔內通入可控工藝溫度的惰性氣體或空氣。

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

附圖說明

???圖1?是本發明裝置的構造圖。

???圖中：1.熔煉和漏包合二為一結構加熱爐，2.感應線圈，3.氣體霧化器，4.霧化塔，5.霧化塔基座，6.轉動軸承，7.驅動鏈輪，8.雙層水冷裝置，9.連接出料收集裝置。

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具體實施例技術方式

本發明的生產技術是一種通過感應方式加熱，將熔煉爐中的金屬熔化，熔化的材料液束流被機械力或霧化氣體介質分散成微小液滴，微小液滴在一個特別設計的傾斜旋轉霧化塔中飛行冷卻，在凝固前，受表面張力作用，液滴逐漸球化，在完全凝固球化之前，液滴撞擊霧化塔內表面，發生變形并迅速冷卻凝固，得到扁圓形外觀的粉末材料。

加工金屬材料一般用感應熔煉的方法，根據加工材料的不同熔點，也可以選擇電阻或電弧或高溫等離子體加熱方法熔煉。根據工藝要求，選擇不同種類的加工材料熔煉環境，可以是真空或保護氣體環境，如氬氣、氮氣、氧氣、空氣等。下面是結合感應方式加熱來描述本發明。

通過感應線圈2加熱，將加熱爐1內的金屬熔化，熔化的金屬液體通過熔煉爐坩堝漏包的限流孔形成液束流向下澆注，熔煉爐和過渡加熱漏包也可以設計成合二為一的結構加熱爐1；熔化后的金屬材料經過霧化器3的霧化氣體焦點被分散為小液滴進入霧化塔4；飛行過程中受表面張力作用逐漸球化，在完全凝固球化之前撞向霧化塔壁內表面，發生變形并迅速冷卻凝固，得到高堆積密度扁圓形狀粉末材料。為快速冷卻凝固，并防止粉末相互粘結和粘結在霧化塔內表面上，霧化塔設計成雙層水冷結構8，通過轉動軸承6和驅動鏈輪7的作用，在霧化塔基座5上作旋轉運動；為控制霧化液滴的飛行冷卻速度，霧化塔內通入可控工藝溫度的惰性氣體或空氣。制備的粉末在霧化塔系統內壁冷卻滑落沉積，集中在霧化塔底部出口9收集。

霧化后的廢氣被過濾凈化再利用或環保達標排放。

上述發明的方法制備的系列扁圓形粉末可以是金屬單質或金屬合金粉末材料，也可以是各種非金屬粉末材料。